2.На какой клемме нет контакта, если показания датчиков ДМРВ, ДАД и ДПД (см. рис. 4.1) около 0 В?
3.Назовите клеммы ЭБУ-Д, принимающие входные сигналы.
4.Назовите клеммы выходных сигналов ЭБУ-Д.
4.2. Датчики. Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)
Электронный блок управления двигателем (ЭБУ-Д) получает исходные данные для управления от датчиков. Рассмотрим их принцип действия, назначение и местоположение.
ДМРВ – датчик термоанемометрического типа. Устанавливается между воздушным фильтром и дроссельным патрубком. Имеет три чувствительных элемента (проводника с
током), устанавливаемых в потоке всасываемого воздуха (рис. |
|||||
4.2). |
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 4.2. Датчик массового расхода воздуха
Один из элементов определяет температуру всасываемого воздуха tв, а два остальных нагреваются до заранее установленной температуры tу, превышающей температуру окружающей среды (tу tв).
Во время работы двигателя всасываемый воздух охлаждает нагревательные элементы. Для поддержания температуры tу два элемента необходимо нагревать, затрачивая при этом
82
электрическую мощность, равную тепловому потоку при конвективном теплообмене согласнозакону Ньютона – Рихмана:
N I2R hS (tу tв), |
(4.1) |
где I сила тока, протекающего по нагревательному элементу с электрическим сопротивлением R; S площадь обдуваемой поверхности двух нагреваемых элементов; h коэффициент
Вт
теплоотдачи, м2К.
Коэффициент теплоотдачи h может быть определён с помощью следующей эмпирической формулы:
|
|
|
|
|
h a bvc, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.2) |
|||||||||
где |
a,b,c постоянные, |
определяемые |
экспериментально; |
v |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
||
|
|
СибАДИ |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
скорость всасываемого воздушного потока, |
|
. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
||
|
Из формул (4.1) и (4.2) можно найти скорость потока: |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
I2R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
v c |
|
|
|
|
|
|
tв) |
a . |
|
|
|
|
|
|
(4.3) |
|||||||
|
|
|
|
|
b S(tу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость потока воздуха, умноженная на площадь его |
||||||||||||||||||||||||
поперечного сечения SП, |
определит объёмный расход воздуха, а |
||||||||||||||||||||||||
при умножении последнего на плотность воздуха |
получается |
||||||||||||||||||||||||
искомый массовый расход воздуха: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
I |
2 |
R |
|
|
|
|
||||
|
|
G |
vS |
|
|
S |
|
c |
|
|
|
|
a . |
(4.4) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
m |
|
П |
|
|
|
П |
|
|
S(tу tв) |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Здесь |
сопротивление |
и |
|
|
плотность |
|
зависят |
от |
||||||||||||||||
температуры: |
R R0[1 (tу t0)] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
R0, 0 |
|
|
|
1 (tв t0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где |
табличные значения |
сопротивления нагреваемого |
|||||||||||||||||||||||
элемента и плотности воздуха соответственно при температуре t0; температурный коэффициент электрического сопротивления материала нагреваемого элемента; коэффициент температурного расширения воздуха.
83
Подставляя последние два соотношения в формулу (4.4), получим окончательную формулу расчета массового расхода воздуха:
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
I |
2R (1 (t |
у |
t ) |
|
|
|
||||
G S |
|
|
|
|
c |
|
|
0 |
|
|
0 |
a , |
(4.5) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
П 1 (t |
t |
|
) |
|
|
|
S(t |
|
t ) |
|
||||||||
m |
0 |
|
b |
у |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
||||
здесь a,b,c, , 0,R0,t0,S,SП |
известные величины; |
измеряемые |
||||||||||||||||
величины I,tу,tв определятся по падению напряжения на
чувствительных элементах датчика.
ЭБУ-Д подает на ДМРВ опорный сигнал 5 В. При увеличении расхода воздуха пропорционально растёт выходной сигнал. По выходному сигналу определяется массовый расход
воздуха в соответствии с табл. 4.1. |
И |
Таблица 4.1 |
|||||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры датчика массового расхода воздуха |
|||||
Расход, |
|
Напряжение |
Д |
Напряжение на |
|||
|
Расход, г/с |
|
|||||
г/с |
|
|
на выходе, В |
|
|
|
выходе, В |
0 |
|
|
0,2 |
А |
|
|
3,0 |
|
|
50 |
|
|
|||
2 |
|
|
0,7 |
80 |
|
|
3,5 |
4 |
|
|
1,0 |
110 |
|
|
4,0 |
8 |
|
|
1,5 |
150 |
|
|
4,5 |
15 |
|
|
2,0 |
175 |
|
|
4,8 |
30 |
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
Сравнивая полученные сигналы с данными в памяти, ЭБУ-Д |
|||||||
|
|
С |
|
|
|
|
|
определяет длительностьбуправляющих импульсов на открытие |
|||||||
форсунок. |
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы и задания |
|
|
|
||||
1. |
Где в автомобиле установлен ДМРВ? |
|
|
||||
2. |
Напишите закон Ньютона – Рихмана. |
|
|
||||
3. |
Повторите вывод формулы (4.5). |
|
|
|
|||
4. |
Какова зависимость плотности воздуха от температуры? |
||||||
5. |
Как изменяется электрическое сопротивление проводника |
||||||
с ростом температуры? |
|
|
|
|
|||
6. |
Какое напряжение подается на вход ДМРВ? |
|
|||||
7. |
Что представляет собой выходной сигнал от ДМРВ? |
||||||
4.3. Датчик температуры охлаждающей жидкости (двигателя)
В качестве датчика температуры двигателя (ДТД) чаще всего применяют датчики термисторного типа. Чувствительным
84
элементом здесь является термистор с отрицательным температурным коэффициентом. Удельное сопротивление такого термистора с увеличением температуры уменьшается.
ДТД вворачивается в рубашку двигателя так, что его чувствительный элемент находится в потоке охлаждающей жидкости. На рис. 4.3, а представлен в разрезе один из таких датчиков (ТМ106).
ЭБУ-Д подает на ДТД опорное напряжение 5 В. Снимаемый выходной сигнал определяет температуру двигателя в соответствии с табл. 4.2.
|
|
|
|
|
Таблица 4.2 |
Параметры датчика температуры двигателя |
|||||
Температура, |
Напряжение |
|
Температура, °С |
Напряжение на |
|
°С |
на выходе, В |
|
|
выходе, В |
|
|
|
|
|
|
|
120 |
0,25 |
|
30 |
2,60 |
|
100 |
0,46 |
|
20 |
2,93 |
|
80 |
0,84 |
|
0 |
3,59 |
|
66 |
1,34 |
|
-20 |
4,24 |
|
|
|
|
И |
|
|
60 |
1,55 |
|
-40 |
4,90 |
|
40 |
2,27 |
|
Д |
|
|
|
|
|
А |
|
|
На холодном двигателе падение напряжения высокое, а |
|||||
на прогретом – низкое. |
б |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
Рис. 4.3. Датчик ТМ106: а – устройство: 1 – полупроводниковый терморезистор; 2 – токоведущая пружина; 3 – баллон (корпус); 4 – вывод; б – зависимость сопротивления от температуры
Датчик температуры воздуха (ДТВ), который стоит во впускном коллекторе двигателя, определяет температуру воздуха
85
в этой части системы впуска. Его выходной сигнал в вольтах соответствует температуре воздуха, которая определяется по той же табл. 4.2.
Контрольные вопросы и задания:
1.Где в автомобиле установлен ДТД?
2.Назовите чувствительный элемент датчика и то его свойство, которое здесь используется.
3.Назовите основные составные части этого датчика и их функции.
4.Как меняется электрическое сопротивление в термисторе, который здесь используется в качестве чувствительного элемента?
5.Каков диапазон изменения измеряемой величины данным датчиком? ИД
воспринимающий вибрации стенки блока. Эти вибрации возникают при несинхронной работе цилиндров. Детонация (detone – лат. греметь) – это распространение ударных волн в
упругих твёрдых телах. Во время возникновения детонации |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
датчик генерирует с гнал переменнойА |
ЭДС, совпадающей по |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
частоте с частотой детонац и. |
Эта ЭДС создается в результате |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
явления пьезоэлектр |
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которого в |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
ческого |
эффекта, суть |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
следующем. |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диэлектриков |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Кристаллическая |
|
|
решетка некоторых |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
приведена на рис. 4.4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.4. Кристаллическая решетка:
а– недеформированная; б – деформированная
Вотличие от проводников, у которых узлами кристаллической решетки являются только ядра атомов (положительные заряды), у диэлектриков узлы кристаллической
86