Cos'è un misuratore di portata d'aria per auto
Il sensore di flusso d'aria, noto anche come misuratore di portata d'aria, è uno dei sensori più importanti nei motori a iniezione elettronica. Converte il flusso d'aria inspirato in un segnale elettrico e lo invia alla centralina elettronica (ECU), che funge da segnale di base per determinare l'iniezione di carburante ed è un sensore per misurare il flusso d'aria inspirato nel motore.
In un dispositivo di iniezione elettronica del carburante, il sensore che misura la quantità di aria aspirata dal motore, ovvero il sensore di portata d'aria, è uno dei componenti importanti che determinano la precisione di controllo del sistema. Quando la precisione di controllo del rapporto aria-carburante (A/F) dell'aria e della miscela aspirate dal motore è specificata come ±1,0, l'errore ammissibile del sistema è compreso tra ±6% e 7%. Quando questo errore ammissibile è distribuito a ciascun componente del sistema, l'errore ammissibile del sensore di portata d'aria è compreso tra ±2% e 3%.
Il rapporto tra la portata d'aria di aspirazione massima e minima di un motore a benzina, max/min, è compreso tra 40 e 50 in un sistema aspirato e tra 60 e 70 in un sistema turbocompresso. In questo intervallo, il sensore di portata d'aria dovrebbe essere in grado di mantenere una precisione di misurazione compresa tra ±2 e 3 [%]. Il sensore di portata d'aria utilizzato nel dispositivo di iniezione elettronica del carburante non solo dovrebbe mantenere la precisione di misurazione su un ampio intervallo, ma anche avere un'eccellente risposta di misurazione, essere in grado di misurare flussi d'aria pulsanti e l'elaborazione del segnale di uscita dovrebbe essere semplice.
In base alle diverse caratteristiche del sensore di flusso d'aria, il sistema di controllo del carburante è classificato in controllo di tipo L, che misura direttamente il volume di aspirazione, e controllo di tipo D, che misura indirettamente il volume di aspirazione in base al metodo di misurazione del volume di aspirazione. Il volume di aspirazione viene misurato indirettamente in base alla pressione negativa del collettore di aspirazione e al regime del motore. Nella modalità di controllo di tipo D, la ROM del microcomputer pre-memorizza il volume dell'aria di aspirazione in vari stati, utilizzando come parametri il regime del motore e la pressione nel condotto di aspirazione. Sulla base della pressione e della velocità di aspirazione misurate in ogni stato operativo e facendo riferimento al volume dell'aria di aspirazione memorizzato nella ROM, il microcomputer può calcolare il consumo di carburante. Il misuratore di portata d'aria utilizzato nel controllo di tipo L è fondamentalmente lo stesso di un sensore di portata industriale generico. Tuttavia, può adattarsi all'ambiente ostile delle automobili, ma ha anche il requisito di rispondere alle brusche variazioni di flusso quando si preme l'acceleratore e di rilevare con elevata precisione il flusso d'aria irregolare causato dalla forma dei collettori di aspirazione prima e dopo il sensore.
Il primo sistema di controllo elettronico dell'iniezione del carburante non utilizzava microcomputer. Si trattava invece di un circuito analogico. All'epoca, veniva utilizzato un sensore di flusso d'aria a valvola, ma con l'introduzione dei microcomputer per il controllo dell'iniezione del carburante, emersero anche diversi altri tipi di sensori di flusso d'aria.
Struttura del sensore di flusso d'aria di tipo valvola.
Il sensore di flusso d'aria a valvola è installato sul motore a benzina, tra il filtro dell'aria e la valvola a farfalla. La sua funzione è quella di rilevare il volume d'aria aspirata dal motore e convertire i risultati della rilevazione in segnali elettrici, che vengono poi immessi nel microcomputer. Questo sensore è composto da due parti: un misuratore di portata d'aria e un potenziometro.
Innanzitutto, diamo un'occhiata al funzionamento del sensore di portata d'aria. L'aria aspirata dal filtro dell'aria si dirige verso la valvola. La valvola si ferma nella posizione in cui il volume di aspirazione è bilanciato dalla molla di ritorno. Ciò significa che il grado di apertura della valvola è direttamente proporzionale al volume di aspirazione. Sull'albero rotante della valvola è installato anche un potenziometro. Il braccio scorrevole del potenziometro ruota in sincronia con la valvola. La caduta di tensione della resistenza di scorrimento viene utilizzata per convertire il grado di apertura della piastra di misura in un segnale elettrico, che viene poi immesso nel circuito di controllo.
Sensore di flusso d'aria a vortice Kaman
Per superare le carenze del sensore di flusso d'aria a valvola, ovvero per ampliare il campo di misura garantendo al contempo la precisione di misura ed eliminando i contatti striscianti, è stato sviluppato un sensore di flusso d'aria piccolo e leggero, ovvero il sensore di flusso d'aria a vortice di Karman. Il vortice di Karman è un fenomeno fisico. Il metodo di rilevamento del vortice e il circuito di controllo elettronico non hanno nulla a che fare con la precisione di rilevamento. L'area del passaggio dell'aria e la variazione di dimensione della colonna che genera il vortice determinano la precisione di rilevamento. Inoltre, poiché l'uscita di questo tipo di sensore è un segnale elettronico (frequenza), quando si immettono segnali nel circuito di controllo del sistema, è possibile omettere un convertitore analogico-digitale. Pertanto, in sostanza, il sensore di flusso d'aria a vortice di Karman è un segnale adatto all'elaborazione tramite microcomputer. Questo sensore presenta i seguenti tre vantaggi: elevata precisione di test, capacità di emettere segnali lineari e semplice elaborazione del segnale; le prestazioni non cambieranno anche dopo un utilizzo prolungato. Poiché è destinato al rilevamento della portata volumetrica, non è necessario correggere la temperatura e la pressione atmosferica.
Quando viene generato un vortice di Karman, questo cambia al variare della velocità e della pressione. Il principio di base del rilevamento del flusso è quello di sfruttare la variazione di velocità al suo interno. I segnali sono onde quadre e segnali digitali. Maggiore è il volume di aspirazione, maggiore è la frequenza del vortice di Karman e maggiore è la frequenza del segnale di uscita del sensore di flusso d'aria.
Il sensore di portata d'aria con compensazione di temperatura e pressione viene utilizzato principalmente per la misurazione della portata di vari fluidi in condotte industriali, come gas, liquidi, vapore, ecc. Le sue caratteristiche includono bassa perdita di carico, ampio intervallo di misura, elevata precisione e non è praticamente influenzato da parametri quali densità del fluido, pressione, temperatura e viscosità durante la misurazione della portata volumetrica in condizioni di esercizio. Non presenta parti meccaniche in movimento, quindi offre un'elevata affidabilità e richiede poca manutenzione. I parametri dello strumento possono rimanere stabili a lungo. Questo strumento adotta sensori di stress piezoelettrici, altamente affidabili e in grado di funzionare in un intervallo di temperatura di esercizio compreso tra -10 °C e +300 °C. Dispone sia di segnali analogici standard che di segnali digitali a impulsi, rendendolo facile da utilizzare in combinazione con sistemi digitali come i computer. Si tratta di una portata relativamente avanzata e ideale.
Il principale vantaggio dei sensori di portata d'aria è che il coefficiente dello strumento non è influenzato dalle proprietà fisiche del mezzo misurato e può essere esteso da un mezzo tipico ad altri mezzi. Tuttavia, a causa della significativa differenza negli intervalli di portata di liquidi e gas, anche gli intervalli di frequenza variano notevolmente. Nel circuito amplificatore per l'elaborazione dei segnali di flusso vorticoso, la banda passante del filtro è diversa, così come i parametri del circuito. Pertanto, lo stesso parametro del circuito non può essere utilizzato per misurare interfacce diverse.
Se vuoi saperne di più, continua a leggere gli altri articoli su questo sito!
Se avete bisogno di tali prodotti, contattateci.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. si impegna a vendere MG&MAXUSricambi auto benvenuti comprare.
