Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

 

Понятно, что без воздуха бензин гореть не будет. Коэффициент избытка воздуха – степень отклонения реального состава топливовоздушной смеси от стехиометрического (соотношение «воздух–топливо» = 14,7). Для правильной работы системы управления двигателем необходимо всегда точно знать, какое количество воздуха поступило в двигатель. Это наряду с синхронизацией по положению коленчатого вала основа основ для функций управления.

Измерить количество воздуха, поступившего в двигатель, – значит определить нагрузку двигателя. Когда водитель нажимает на педаль газа, дроссельная заслонка открывается, и количество всасываемого воздуха увеличивается. Мы говорим: «нагрузка увеличилась». И наоборот, педаль отпустили – «нагрузка уменьшилась». Все просто. Но только на первый взгляд. Если учесть, что при реальном движении автомобиля по дорогам для двигателя типична частая смена режимов работы, что поступающий воздух участвует в различных газодинамических процессах во впускной системе, то задача определения массы воздуха не такая уж тривиальная. Длительное время непосредственное измерение расхода воздуха было связано со значительными трудностями. Измерения проводили, как правило, в стационарных лабораторных условиях и не применяли в бортовых системах управления. Вместе с тем достижения в расходоизмерительной технике позволили создать ряд измерителей расхода воздуха, применимых в автомобиле. Мы не будем рассматривать их все, потому, как в настоящее время известно, более пятидесяти способов. Остановимся на самом массовом для автомобилей «ВАЗ» – пленочном датчике массового расхода воздуха анемометрического типа.

Датчик устанавливается между воздушным фильтром и шлангом впускной трубы. Внешний вид датчика – рис. 5.4. Сигнал ДМРВ представляет собой напряжение постоянного тока, величина которого зависит от количества и направления движения воздуха, проходящего через датчик. При прямом потоке воздуха напряжение выходного сигнала датчика изменяется в диапазоне 1...5 В. При обратном потоке воздуха напряжение изменяется в диапазоне 0...1 В.

 

Рис. 5.4. Датчик массового расхода воздуха

 

Конструкция датчика показана на рис. 5.5. Функционирование датчика происходит следующим образом. В потоке поступающего воздуха находится электрически нагреваемое тело (чувствительный элемент), которое охлаждается воздушным потоком. Схема регулирования нагревательного тока поддерживает постоянную разность температуры, и ток нагрева пропорционален массе воздушного потока. При данном методе измерения производится учет плотности воздуха, так как она также определяет величину теплоотдачи от тела к воздуху. Нагревательным элементом является пленочный платиновый резистор, который находится вместе с другими элементами на керамической пластине. Измерительный резистор (сопротивление которого пропорционально расходу воздуха) находится в непосредственном тепловом контакте, как с нагревателем, так и с поступающим воздушным потоком и включен в измерительный мост. Благодаря разделению измерителя и нагревателя обеспечивается большая точность измерения. Напряжение на нагреваемом измерительном резисторе является мерой для массы воздушного потока. Далее это напряжение преобразуется (усиливается) электронной схемой, чтобы контроллер мог измерить его величину, т.е. происходит согласование уровней.

Рис. 5.5. Конструкция ДМРВ:

1 – измерительный элемент, 2 – электронная

схема, 3 – корпус датчика.

 

Преимуществом пленочного расходомера перед нитевым (использовался ранее на автомобилях «ВАЗ» с контроллерами «GM» и «Январь 4.1») является повышенная механическая прочность, поскольку происходит разделение функций, т.е. пленка выполняет функцию измерительного элемента, а подложка – функцию силового (несущего) элемента конструкции.