מהו מד זרימת אוויר ברכב
חיישן זרימת האוויר, המכונה גם מד זרימת אוויר, הוא אחד החיישנים החשובים במנועי הזרקת דלק אלקטרונית. הוא ממיר את זרימת האוויר הנשאפת לאות חשמלי ושולח אותו ליחידת הבקרה האלקטרונית (ECU), המשמשת כאחד האותות הבסיסיים לקביעת הזרקת הדלק ומשמשת כחיישן למדידת זרימת האוויר הנשאפת לתוך המנוע.
במכשיר הזרקת דלק הנשלט אלקטרונית, החיישן המודד את כמות האוויר הנשאף על ידי המנוע, כלומר חיישן זרימת האוויר, הוא אחד המרכיבים החשובים הקובעים את דיוק הבקרה של המערכת. כאשר דיוק הבקרה של יחס האוויר-דלק (A/F) של האוויר והתערובת הנשאבת על ידי המנוע מוגדר כ-±1.0, השגיאה המותרת של המערכת היא ± 6% עד 7%. כאשר שגיאה מותרת זו מחולקת לכל רכיב במערכת, השגיאה המותרת של חיישן זרימת האוויר היא ± 2% עד 3%.
היחס בין זרימת אוויר היניקה המקסימלית למינימלית של מנוע בנזין, מקסימום/מינימום, הוא 40 עד 50 במערכת שאיבה טבעית ו-60 עד 70 במערכת טורבו. בטווח זה, חיישן זרימת האוויר צריך להיות מסוגל לשמור על דיוק מדידה של ±2 עד 3[%. חיישן זרימת האוויר המשמש בהתקן הזרקת הדלק הנשלט אלקטרונית צריך לא רק לשמור על דיוק מדידה על פני טווח מדידה רחב, אלא גם להיות בעל תגובת מדידה מצוינת, להיות מסוגל למדוד זרימת אוויר פועמת, ועיבוד אות הפלט צריך להיות פשוט.
בהתאם למאפיינים השונים של חיישן זרימת האוויר, מערכת בקרת הדלק מסווגת לבקרה מסוג L המודדת ישירות את נפח היניקה ובקרה מסוג D המודדת בעקיפין את נפח היניקה בהתבסס על שיטת המדידה של נפח היניקה. נפח היניקה נמדד בעקיפין בהתאם ללחץ השלילי של סעפת היניקה ומהירות המנוע. במצב בקרת סוג D, ROM המיקרו-מחשב מאחסן מראש את נפח אוויר היניקה במצבים שונים עם מהירות המנוע והלחץ בצינור היניקה כפרמטרים. בהתבסס על לחץ היניקה והמהירות הנמדדים בכל מצב פעולה ובהתייחס לנפח אוויר היניקה הזכור ב-ROM, המיקרו-מחשב יכול לחשב את צריכת הדלק. מד זרימת האוויר המשמש בבקרה מסוג L זהה בעיקרו לזה של חיישן זרימה תעשייתי כללי. עם זאת, הוא יכול להסתגל לסביבה הקשה של מכוניות, אך יש לו גם את הדרישה להגיב לשינויים החדים בזרימה בעת לחיצה על דוושת הגז ואת הדרישה לגילוי מדויק גבוה בזרימת אוויר לא אחידה הנגרמת על ידי צורת סעפות היניקה לפני ואחרי החיישן.
מערכת בקרת הזרקת הדלק האלקטרונית הראשונית לא השתמשה במיקרו-מחשבים. במקום זאת, היא הייתה מעגל אנלוגי. באותה תקופה, נעשה שימוש בחיישן זרימת אוויר מסוג שסתום, אך ככל שמיקרו-מחשבים יושמו לשליטה על הזרקת הדלק, צצו גם מספר סוגים נוספים של חיישני זרימת אוויר.
מבנה חיישן זרימת האוויר מסוג שסתום.
חיישן זרימת אוויר מסוג שסתום מותקן על מנוע הבנזין, בין מסנן האוויר למצערת. תפקידו לזהות את נפח אוויר היניקה של המנוע ולהמיר את תוצאות הגילוי לאותות חשמליים, אשר לאחר מכן מוזנים למיקרו-מחשב. חיישן זה מורכב משני חלקים: מד זרימת אוויר ופוטנציומטר.
ראשית, בואו נבחן את תהליך העבודה של חיישן זרימת האוויר. האוויר הנשאב על ידי מסנן האוויר זורם לכיוון השסתום. השסתום נעצר במיקום שבו נפח היניקה מאוזן עם קפיץ ההחזרה. כלומר, מידת הפתיחה של השסתום היא ביחס ישר לנפח היניקה. פוטנציומטר מותקן גם על הציר המסתובב של השסתום. זרוע ההזזה של הפוטנציומטר מסתובבת באופן סינכרוני עם השסתום. ירידת המתח של התנגדות ההזזה מנוצלת כדי להמיר את מידת הפתיחה של לוח המדידה לאות חשמלי, אשר לאחר מכן מוזן למעגל הבקרה.
חיישן זרימת אוויר מערבולת של קאמאן
כדי להתגבר על החסרונות של חיישן זרימת האוויר מסוג שסתום, כלומר, להרחיב את טווח המדידה תוך הבטחת דיוק המדידה וביטול מגעים הזזה, פותח חיישן זרימת אוויר קטן וקל משקל, דהיינו חיישן זרימת אוויר מערבולת Karman. מערבולת Karman היא תופעה פיזיקלית. שיטת הגילוי של המערבולת ומעגל הבקרה האלקטרוני אינם קשורים כלל לדיוק הגילוי. שטח מעבר האוויר ושינוי גודל עמודת יצירת המערבולת קובעים את דיוק הגילוי. כמו כן, מכיוון שהפלט של חיישן מסוג זה הוא אות אלקטרוני (תדר), בעת הזנת אותות למעגל הבקרה של המערכת, ניתן להשמיט ממיר AD. לכן, למעשה, חיישן זרימת האוויר מערבולת Karman הוא אות המתאים לעיבוד מיקרו-מחשב. לחיישן זה שלושת היתרונות הבאים: דיוק בדיקה גבוה, יכולת להפיק אותות ליניאריים ועיבוד אותות פשוט; הביצועים לא ישתנו גם לאחר שימוש ארוך טווח. מכיוון שהוא מיועד לגילוי קצב זרימה נפחי, אין צורך לתקן את הטמפרטורה והלחץ האטמוספרי.
כאשר נוצרת מערבולת קרמן, היא משתנה בהתאם לשינויי המהירות והלחץ. העיקרון הבסיסי של גילוי זרימה הוא ניצול השינוי במהירות שבתוכה. האותות הם גלים מרובעים ואותות דיגיטליים. ככל שנפח היניקה גדול יותר, כך תדירות מערבולת קרמן גבוהה יותר, ותדירות אות הפלט של חיישן זרימת האוויר גבוהה יותר.
חיישן זרימת האוויר לפיצוי טמפרטורה ולחץ משמש בעיקר למדידת זרימה של מגוון מדיות בצנרת תעשייתית, כגון גז, נוזל, קיטור וכו'. תכונותיו כוללות אובדן לחץ נמוך, טווח מדידה רחב, דיוק גבוה, והוא כמעט ואינו מושפע מפרמטרים כגון צפיפות נוזל, לחץ, טמפרטורה וצמיגות בעת מדידת קצב הזרימה בתנאי עבודה. אין חלקים מכניים נעים, ולכן יש לו אמינות גבוהה ודורש תחזוקה מועטה. פרמטרי המכשיר יכולים להישאר יציבים לאורך זמן. מכשיר זה משתמש בחיישני מאמץ פיזואלקטריים, שהם אמינים ביותר ויכולים לפעול בטווח טמפרטורות עבודה של -10℃ עד +300℃. יש לו פלט של אותות סטנדרטיים אנלוגיים ואותות פולס דיגיטליים, מה שמקל על השימוש בו בשילוב עם מערכות דיגיטליות כגון מחשבים. זהו קצב זרימה מתקדם יחסית ואידיאלי.
היתרון הגדול ביותר של חיישני זרימת אוויר הוא שמקדם המכשיר אינו מושפע מהתכונות הפיזיקליות של התווך הנמדד וניתן להרחיב אותו מתווך טיפוסי אחד לתווך אחר. עם זאת, עקב ההבדל המשמעותי בטווחי קצב הזרימה של נוזל וגז, גם טווחי התדרים משתנים מאוד. במעגל המגבר לעיבוד אותות מערבולת, פס המעבר של המסנן שונה, וכך גם פרמטרי המעגל. לכן, לא ניתן להשתמש באותו פרמטר מעגל למדידת ממשקים שונים.
אם אתם רוצים לדעת עוד, המשיכו לקרוא את המאמרים האחרים באתר זה!
אנא התקשרו אלינו אם אתם זקוקים למוצרים כאלה.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. מחויבת למכור את MG&מקסוסחלקי רכב יתקבלו בברכה לקנות.
