15. Термоанемометрический расходомер воздуха с горячей проволокой hlm.

Этот датчик регистрирует всасываемую двигателем массу воздуха QM для определения нагрузки двигателя. Расходомер HLM является самым быстрореагирующим из используемых в настоящее время расходомеров воздуха, т.к. он может работать в условиях колебаний давления с частотой до 1 кГц.

Р асходомер HLM (рис.70) состоит из трубчатого корпуса 8, защищенного с двух сторон проволочными решетками 7, через которые проходит поток всасываемого воздуха. Поперек направляющей измерительной трубы 3 натянута платиновая проволока диаметром 70 мкм, которая перекрывает почти все поперечное сечение потока воздуха (рис.71). Перед ней располагается омываемый потоком воздуха температурно-компенсирующий резистор 6 (рис.70) (тонкопленочный). Оба этих элемента (горячая проволока и резистор) являются интегральными частями замкнутого контура управления и функционируют как температуро-зависимые резисторы.

Термоанемометрический датчик массового расхода воздуха с нагреваемой нитью HLM:1 – соединительный разъем; 2 – гибридная электрическая плата; 3 – направляющая труба; 4 – прецизионный измерительный резистор; 5 – сенсорное кольцо с нагреваемой нитью; 6 – температурно-компенсирующий резистор; 7 - защитная решетка; 8 – корпус; 9 – стопорное кольцо

Воздушный канал с платиновой нитью

Для того чтобы избежать искажения результатов измерений из-за отложений грязи на платиновой проволоке, она, после каждого выключения двигателя, в течение одной секунды нагревается до температуры около 1000…1100°С для обеспечения выгорания этих отложений. При этом отложившаяся грязь испаряется или откалывается, и горячая проволока очищается.

16. Термопленочный датчик массового расхода воздуха hfm2.

Применение

Датчик HFM2 представляет собой толстопленочный датчик, который устанавливается на ряде бензиновых двигателей с системами LH-Jctronic или M-Motronic в качестве детектора тепловой нагрузки между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. Он регистрирует с высокой точностью массовый расход Q_M* воздуха всасываемого двигателем, для определения нагрузки двигателя.

Конструкция

Электронагреваемый платиновый резистор Rc,нагревателя датчика HFM2 находится вместе с другими мостовыми резисторами на керамической нише .

Мостовая схема также содержит терморезистор R который определяет температуру нагревателя .

Так как грязь откладывается преимущественно на переднем крае сенсорного элемента,другие элементы ,оказывающие активное влияние на процесс теплопередачи расположены за керамической . Кроме того,датчик так сконструирован,что отложение грязи не влияет на работу датчика.

Принцип работы

Электронагреваеммй платиновый резистор нагревателя расположен в потоке всасываемого воздуха, где он охлаждает потоком. Замкнутый контур уплотнения регулирует ток нагревателя так, что нагреваемая проволока имеет посторонний уровень превышения своей температуры над температурой всасываемого воздуха. Этот измерительный принцип учитывает плотность возду­ха, т. к. она также, как скорость потока, определяет величину теплоотдачи нагре­той проволоки воздуху. В этом случае на­гревательный ток Iн или напряжение нагревателя являются мерой (нелинейной)ь массового расхода воздуха Q_M.

Электронная схема датчика HFM2 преобразует это напряжение в напряже­ние Uм, которое в качестве входного параметра может использоваться в блоке управления. На основе этого параметра компьютер блока управления рассчиты­вает массу воздуха, всасываемого в двигатель за один рабочий цикл. Датчик HFM2 не может определить направление воздушного потока.

Долговременная точность измерения обеспечивается на уровне ±4% даже без выжигания отложений грязи.

17. Термопленочный датчик массового расхода воздуха HFM5. Для получения оптимального сгорания в рамках установленных нормами параметров токсичности отработавших газов необходимо обеспечить точный контроль за массовым расходом воздуха независимо от рабочего режима двигателя.

Этот контроль может обеспечивать термопленочный датчик массового расхода воздуха, который с большой точностью измеряет парциальную массу воздуха, действительно проходящего через воздушный фильтр или измерительную трубку. Он также учитывает пульсации и обратные потоки, вызываемые открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов. Изменения температуры всасываемого воздуха не оказывают влияния на точность измерений.

Датчик HFM5 вместе со своим корпусом 5 входит в измерительную трубку 2, которая может иметь разные диаметры в зависимости от потребного для двигателя массового расхода воздуха (370…970 кг/ч). Измерительная труба установлена в тракте впуска за воздушным фильтром. Существуют также сменные датчики, которые располагаются в воздушном фильтре.

Существенными конструктивными элементами датчика являются измерительный элемент 4, обтекаемый воздушным потоком 8, и интегрированная схема 3 предварительной обработки сигналов.

Детали измерительного элемента напылены на полупроводниковую подложку, а компоненты электронной схемы предварительной обработки результатов (гибридная схема) – на керамическую подложку. За счет этого возможно получение очень миниатюрных конструкций. В свою очередь электронная схема предварительной обработки результатов посредством электрических соединений 1 связана с блоком управления. Измерительный канал парциального потока 6 имеет такую форму, что воздух без завихрений может проходить через измерительный элемент на выход 7, а затем обратно в измерительную трубу. За счет этого улучшаются характеристики датчика при сильно пульсирующих потоках и, наряду с прямыми потоками, распознаются также обратные потоки.

С хема термопленочного датчика массового расхода воздуха HFM5:

1 – электрический разъем; 2 – измерительная трубка или стенка корпуса воздушного фильтра; 3 – электронная схема предварительной обработки результатов; 4 – измерительный элемент; 5 – корпус датчика; 6 – измерительный канал парциального воздушного потока; 7 – выход измерительного парциального воздушного потока; 8 – вход измерительного парциального воздушного потока.