Измерение расхода газов и жидкостей в оборудовании автомобиля

Применение датчиков расхода в системе управления двигателем вместо прямого измерения массы – способ более дешевый, но результат измерения этим способом менее точный. В современное оборудование для автомобилей входят, как правило, датчики прямого измерения массы воздуха, поступающего в цилиндр. Выход датчиков аналоговый либо частотный.

Но уже сегодня датчики расхода занимают свое место в автомобильном оборудовании, поскольку позволяют определить:

• расход топлива;
• расход газа через рециркуляционный клапан и, как следствие, контроль его функционирования;
• дополнительный расход воздуха в нейтрализаторе. Позволяет контролировать исправность насоса, подающего дополнительный воздух.

Измерительное оборудование для прямого контроля выхлопных газов слишком дорогое, поэтому прямой контроль не практикуется.

Датчики расхода основаны на измерении угла отклонения или скорости вращения чувствительного элемента при прохождении через него жидкости или газа, падения давления или частоты вращения среды за телом обтекания, изменения температуры чувствительного элемента.

Типы датчиков расхода

По виду представляемых данных датчики расхода разбивают на две классификационные группы: массметры и расходомеры. Если расход определяется по объему проходящей жидкости или газа, то имеем дело с объемным расходомером. Например, газовый расходомер в системе впрыска бензина в автомобиле. Расходомеры воздуха классифицируются, как механические, потенциометрические, вихревые.

Механические расходомеры воздуха имеют круглый поплавковый ротаметр, потенциометрические – измерительную заслонку, вихревые – призматический рассекатель потока, генерирующий завихрения воздуха (дорожка Кармана). Частота вихревого потока или уменьшение давления за призматическим телом после прохождения потока зависят от объема протекающего воздуха.

Для измерения, например, расхода бензина используют жидкостные расходомеры, основанные на принципе вращения турбины в измеряемой среде. Частота вращения однозначно соответствует расходу жидкости. Поскольку при изменении температуры объем жидкости изменяется незначительно, с некоторой степенью точности можно сопоставить этот параметр с массой протекающей жидкости.

Если измерительный датчик определяет расход по измеренной массе, то он называется массметром. Массметры позволяют получить более достоверную информацию, особенно если речь идет о воздушной среде. Объем газов существенно изменяется при колебаниях температуры и изменении давления. Поэтому в дополнение к газовому расходомеру в системе впрыска устанавливаются датчики температуры и давления, позволяющие внести коррекцию. Массметрам в системе впрыска коррекция не нужна.

Принцип действия газового массметра основан на охлаждении разогретой платиновой нити проходящим потоком. Такой принцип измерения в метрологии называется термоанемометрическим.