¿Cómo funciona el medidor de flujo de aire?
Principio estructural
En un dispositivo de inyección de combustible controlado electrónicamente, el sensor de flujo de aire que mide la cantidad de aire aspirado por el motor es uno de los componentes importantes que determina la precisión del control del sistema. . Cuando la precisión del control de la relación aire-combustible (A/F) del aire inhalado por el motor y la mezcla de aire se especifica como 1,0, el error permitido del sistema es 6 [%] ~ 7 [%]. El error permitido se distribuye a cada componente del sistema. El error permitido del sensor de flujo de aire es 2 [%] ~ 3 [%].
La relación entre el caudal de aire máximo y mínimo inhalado por un motor de gasolina es de 40~50 para un sistema de admisión natural y de 60~70 para un sistema sobrealimentado. Dentro de este rango, el sensor de flujo de aire debe poder mantener una precisión de medición de 2 ~ 3 [%]. El sensor de flujo de aire utilizado en un dispositivo de inyección de combustible controlado electrónicamente no solo debe mantener la precisión de la medición dentro de un amplio rango de medición, sino también. Tienen una excelente capacidad de respuesta a las medidas.
Según las diferentes características del sensor de flujo de aire, el sistema de control de combustible se divide en control tipo L que mide directamente el volumen de aire de admisión y control tipo D que mide indirectamente el volumen de aire de admisión (según a la presión negativa del colector de admisión y a la velocidad del motor). En la ROM del microordenador del modo de control tipo D, se almacena previamente el volumen de aire de admisión en varios estados con la velocidad del motor y la presión en el tubo de admisión como parámetros. Según la presión del aire de admisión y la velocidad medidas en diversas condiciones de trabajo y con referencia a la cantidad de aire de admisión almacenada en la ROM, la microcomputadora puede calcular la cantidad de combustible. El medidor de flujo de aire utilizado en el control tipo L es básicamente el mismo que el sensor de flujo industrial general, pero puede adaptarse al entorno hostil del automóvil, pero se requiere que pueda responder a los cambios bruscos en el flujo cuando el Se pisa el acelerador y los cambios bruscos en el flujo causados por la forma del colector de admisión antes y después del sensor.
El sistema de control electrónico de inyección de combustible original no utilizaba un microordenador. Este es un circuito analógico. En ese momento se usaban sensores de flujo de aire tipo válvula, pero a medida que se usaban microcomputadoras para controlar la inyección de combustible, también aparecieron varios otros sensores de flujo de aire.
Estructura del sensor de flujo de aire de la válvula.
El sensor de flujo de aire de la válvula está instalado en el motor de gasolina y está ubicado entre el filtro de aire y la válvula de mariposa. Su función es detectar el volumen de aire de admisión del motor, convertir los resultados de la detección en señales eléctricas y luego ingresarlas en la microcomputadora. El sensor consta de un medidor de flujo de aire y un potenciómetro.
Veamos primero el proceso de funcionamiento del sensor de flujo de aire. El aire aspirado por el filtro de aire corre hacia la válvula y la válvula se detiene cuando el volumen de aire de admisión se equilibra con el resorte de retorno, es decir, la apertura de la válvula es proporcional al volumen de aire de admisión. También se instala un potenciómetro en el eje giratorio de la válvula y el brazo deslizante del potenciómetro gira sincrónicamente con la válvula. La caída de tensión de la resistencia deslizante se utiliza para convertir la apertura de la pieza de medición en una señal eléctrica, que luego se introduce en el circuito de control.
Sensor de flujo de aire de corrientes de Foucault Kaman
Para superar las deficiencias del sensor de flujo de aire de la válvula, es decir, ampliar el rango de medición y eliminar el contacto deslizante mientras se garantiza la precisión de la medición. , se desarrolló un nuevo tipo de sensor de flujo de aire. Un sensor de flujo de aire pequeño y liviano, concretamente el sensor de flujo de aire Karman vortex. La corriente de Foucault de Kalman es un fenómeno físico. El método de detección y el circuito de control electrónico de la corriente de Foucault no tienen nada que ver con la precisión de la detección, pero el área de paso del aire y el cambio en el tamaño de la columna generadora de corriente de Foucault determinan la. precisión de detección. Dado que la salida de este sensor es una señal eléctrica (frecuencia), el convertidor AD se puede omitir cuando la señal ingresa al circuito de control del sistema. Básicamente, el sensor de flujo de aire de vórtice Kaman es una señal adecuada para el procesamiento por microcomputadora. Este tipo de sensor tiene las siguientes tres ventajas: alta precisión de prueba, salida de señal lineal y procesamiento de señal simple, el rendimiento no cambiará después de un uso prolongado porque detecta el flujo volumétrico, no es necesario corregir la temperatura y la atmósfera; presión.
El circuito del principio de detección de flujo del sensor de flujo de aire es como se muestra en la figura. Cuando hay una calle de vórtice Karman, a medida que cambian la velocidad y la presión, el principio básico de la detección de flujo es utilizar el cambio de velocidad. En la figura se muestra la salida de la forma de onda de la señal desde el sensor de flujo de aire al módulo de control. Estas señales son ondas cuadradas y señales digitales. Cuanto mayor sea el volumen de aire de admisión, mayor será la frecuencia del vórtice de Kalman y mayor será la frecuencia de la señal de salida del sensor de flujo de aire.
El sensor de flujo de aire compensado por temperatura-temperatura-presión se utiliza principalmente para medir el flujo de fluidos medios en tuberías industriales, como gas, líquido, vapor y otros medios.
Se caracteriza por una pequeña pérdida de presión, un amplio rango de medición y una alta precisión. Al medir el flujo volumétrico en condiciones de trabajo, casi no se ve afectado por parámetros como la densidad, presión, temperatura y viscosidad del fluido. No hay piezas mecánicas móviles, por lo que la confiabilidad es alta y el mantenimiento es bajo. Los parámetros del instrumento pueden permanecer estables durante mucho tiempo. El instrumento utiliza un sensor de estrés piezoeléctrico, que tiene alta confiabilidad y puede funcionar en el rango de temperatura de funcionamiento de -10 ℃ ~ +300 ℃. Existen señales estándar analógicas y señales de pulso digitales, que son fáciles de usar con sistemas digitales como computadoras. Este es un proceso avanzado e ideal.
La mayor ventaja del sensor de flujo de aire es que el coeficiente del instrumento no se ve afectado por las propiedades físicas del medio de medición y puede generalizarse de un medio típico a otros medios. Pero como los líquidos y los gases tienen rangos de velocidad muy diferentes, también los tienen los rangos de frecuencia. En el circuito de amplificación que procesa señales de vórtice, las bandas de paso de los filtros son diferentes y los parámetros del circuito también son diferentes. Por lo tanto, no se pueden utilizar los mismos parámetros del circuito para medir diferentes medios.