Лекция 12. Датчики и исполнительные устройства систем управления двигателем

1. Датчики электронных систем управления

1.1. Измерители расхода воздуха

Схемное и конструктивное исполнение измерителя расхода воздуха приведено на рис. 12.1. В этом измерителе воздушный поток воздействует на заслонку 2, закреплённую на оси в специальном канале. Поворот заслонки потенциометром преобразуется в напряжение, пропорциональное расх оду воздуха. Демпфер 3 с пластиной 4, выполненной как одно целое с измерительной заслонкой 2, служит для гашения колебаний, вызванных пульсациями воздушного потока и динамическими воздействиями, характерными для движущегося автомобиля. На входе в измеритель расхода воздуха встроен датчик температуры поступающего в двигатель воздуха 7. Недостатком данного измерителя расхода является наличие подвижных деталей и скользящего контакта.

Подвижных деталей не имеют измерители расхода воздуха ионизационного, ультразвукового, вихревого и термоанемометрического типов.

Термоанемометрический измеритель расхода воздуха для системы впрыскивания топлива «LH-Jetronic» представляет собой автономный блок, устанавливаемый во впускной тракт двигателя (рис 12.2). Наиболее ответственной частью термоанемометра является внутренний измерительный канал 6, состоящий из пластмассовых обойм, которые окружают несущие кольца нагреваемой платиновой нити 2 диаметром 100 мкм и термокомпенсационного плёночного резистора 3. Платиновая нить 2, плёночный резистор 3 и прецизионный резистор 1 являются элементами измерительного моста и размещаются в измерительном канале 6 ( на рис. 12.2 они показаны в увеличенном виде). Корпус 5 имеет камеру для размещения электронного блока, который поддерживает постоянным перегрев нити относительно потока на уровне 150 ºС путём регулирования силы тока измерительного моста. Выходным параметром измерителя расхода воздуха служит падение напряжения на прецизионном резисторе 1. На входе и выходе основного канала измерителя установлены защитные сетки, которые одновременно выполняют функции стабилизирующих элементов.

На рис 12.3 показан автомобильный термоанемометрический измеритель расхода воздуха с чувствительным плёночным элементом на керамических подложках. Пластмассовая рамка с чувствительным элементом размещается в измерительном патрубке. Температура перегрева измерительного терморезистора – 70 ºС. Она поддерживается с помощью электронной схемы управления.

1.2. Датчики давления

В процессе эксплуатации автомобилей необходим непрерывный контроль за давлением масла в двигателе, воздуха в пневматической тормозной системе, масла в гидромеханической передаче, в централизованной системе подкачки воздуха и др. Информацию о давлении получают с помощью манометров.

По способу измерения манометры делятся на приборы непосредственного действия и электрические. Приборы непосредственного действия имеют чувствительный элемент и указатель, устанавливаемый на приборной панели. Электрические манометры основаны на преобразовании неэлектрических величин в электрические и содержат датчик и указатель, связанные гальванически.

Схема датчика давления с мембранным чувствительным элементом приведена на рис. 12.4, а. Наличие механических элементов и большое число звеньев в цепи передачи информации снижают точность датчика рис 12.4, а и надёжность системы в целом.

В бесконтактных индуктивных датчиках (рис. 12. 4, б) при перемещении чувствительного элемента – мембранной камеры 9 изменяется воздушный зазор в магнитопроводе, магнитное сопротивление магнитопровода и индуктивность катушки. Катушка включена в измерительный мост. При разбалансировке моста появляется электрический сигнал, поступающий в блок управления.

Применение микроэлектронной технологии позволило перейти к полностью статическим конструкциям датчиков. На рис. 12.4, в приведён интегральный датчик давления с полупроводниковыми тензоэлементами.