Ультразвуковой расходомер воздуха.

В последние годы появился еще один тип измерителя массы поступающего в цилиндры воздуха, более точный, безинерционный и надежный. В датчиках этого типа используется эффект зависимости числа воздушных завихрений, образующихся при обтекании препятствия ( завихрителя ) турбулентным потоком воздуха. Число получившихся завихрений фиксируется с помощью ультразвукового эхолокатора. На рис.20. показана схема такого расходомера.

Поток воздуха, засасываемого двигателем, в завихрителе 3 приобретает форму вихрей 4, число которых зависят от скорости потока. Ультразвуковые колебания, генерируемые излучателем 2, проходя через воздушные вихри, изменяют частоту, что воспринимается ультразвуковым приемником 1 и характеризует расход воздуха. В датчике расхода воздуха этого типа отсутствуют подвижные детали и нагреваемые элементы, поэтому он более надежен, безинерционен и точен.

Рис.20. Ультразвуковой расходомер воздуха:

1 и 2-ультразвуковые приемопередатчики.3-завихритель, 4-воздушный вихри.

Датчики абсолютного давления.

Многие автомобильные фирмы, особенно на автомобилях среднего класса, применяют системы впрыска, в которых информация о количестве воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, получается косвенным методом от других датчиков, а не от расходомеров воздуха. В качестве таких датчиков используются датчики давления воздуха во впускном коллекторе, датчики положения дроссельной заслонки, датчики положения и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Датчик абсолютного давления воздуха ( МАР- manifold vacuum and atmospheric pressure) представляет собой пластмассовый корпус (рис.21) в котором размещен чувствительный элемент.

Рис.21. Устройство датчика разряжения воздуха:

1-корпус, 2- выводы, 3- подводящий штуцер, 4- мембрана с тензорезисторами, 5- микросхема.

Под действием подводимого из впускного коллектора разряжения происходит прогиб мембраны 4 и изменение сопротивления напыленных на нее полупроводниковых тензорезисторов R ( рис.22 ). Это приводит к разбалансировке измерительного моста. Сигнал разбалансировки усиливается и преобразуется встроенной микросхемой 5 в зависимость выходного напряжения (рис.23 а) или частоты (рис.22.б) от разряжения во впускном коллекторе.

Рис. 22 .Упрощенная электрическая схема датчика разряжения.

Рис.23 .Характеристики датчиков разряжения с потенциальным (а) и частотным (б) выходом.

Датчики положения дроссельной заслонки.

Датчики положения дроссельной заслонки ( TPS – Throttle position sensor ) располагаются на одной оси с дроссельной заслонкой и определяют степень ее открытия . Датчики положения дроссельной заслонки можно разбить на две основные группы – датчики концевого типа и потенциометрические датчики.

Датчики концевого типа используются для регистрации режимов «холостого хода» и «полная нагрузка». В конструкции таких датчиков имеется две пары контактов которые замыкаются в соответствующих крайних положениях дроссельной заслонки, а в ее промежуточных положениях они разомкнуты.

Датчики потенциометрического типа кроме функций, упомянутых выше, обеспечивают блок управления информацией о точном положении дроссельной заслонки и, что особенно важно, о скорости изменения ее углового положения.

Положение заслонки определяет величина падения напряжения на переменном резисторе датчика, которая поступает в блок управления для обработки.

Данные о положении дроссельной заслонки (полностью закрыта, частично открыта или полностью открыта) необходимы блоку управления для расчета длительности электрических импульсов управления форсунками и определения оптимального угла опережения зажигания.

Датчик установлен на патрубке узла дроссельной заслонки и механически соединен с осью дроссельной заслонки.

Устройство и электрическая схема датчика показаны на рис.24 Датчик представляет собой сдвоенный переменный резистор, выполненный на керамической подложке. Датчик состоит из корпуса 1, печатной платы 6 с резисторами Rl, R2, R3 и R4 и подвижных контактов 3, установленных на поворотной втулке 2. Втулка установлена на оси 8 дроссельной заслонки.

При выходе из строя датчика включается контрольная лампа, а блок управления переходит на резервный режим работы, используя данные датчика массового расхода воздуха и данные, заложенные в память блока. Исправность датчика можно проверить омметром. Сопротивление между выводами 1 и 2 должно быть 2 кОм, а между выводами 2 и 3 в одном крайнем положении 700—1380 Ом, а в другом 2600 Ом.

Неисправный датчик подлежит замене.

1 - корпус: 2 - поворотная втулка; 3 - подвижный контакт; 4 - штекерная колодка; 5 - штекер; 6 - печатная плата; 7 - упор; 8 - ось дроссельной заслонки; R1, R2, R3 и R4 - резисторы

Рис.24. Датчик положения дроссельной заслонки:

Наиболее сложную конструкцию имеют датчики, используемые в системах центрального впрыска Mono-Jetronic и Mono- Motronic фирмы BOSCH. В этих системах расчет воздуха, поступающего в цилиндры осуществляется исключительно на основании сигналов об угловом положении дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала. Поэтому к таким датчикам предъявляются жесткие требования по точности и стабильности. Осциллограммы выходного сигнала исправного и неисправного датчиков представлены на рисунке 25.

Рис. 25. Осциллограммы выходного напряжения исправного а) и неисправного б) датчиков положения дроссельной заслонки.

Потенциометры содержат две резистивные дорожки. Одна дорожка используется при малых углах открытия (до 20 град.), что повышает точность измерения углового положения дроссельной заслонки на наиболее важных и часто употребляемых режимах движения. Вторая дорожка используется в оставшемся (20-90 град.) интервале углов открытия. Существуют также комбинированные датчики, сочетающие потенциометр и концевой выключатель, наиболее часто употребляемые на автомобилях японских производителей.