Wat is een luchtmassameter in een auto?
De luchtmassasensor, ook wel luchtmassameter genoemd, is een van de belangrijkste sensoren in motoren met elektronische brandstofinjectie. Deze sensor zet de aangezogen luchtstroom om in een elektrisch signaal en stuurt dit naar de elektronische regeleenheid (ECU). Dit signaal dient als een van de basissignalen voor het bepalen van de brandstofinjectie en meet de luchtstroom die de motor binnenkomt.
Bij een elektronisch geregelde brandstofinjectie is de sensor die de hoeveelheid aangezogen lucht meet, namelijk de luchtmassasensor, een van de belangrijkste componenten die de nauwkeurigheid van de regeling van het systeem bepalen. Wanneer de nauwkeurigheid van de regeling van de lucht-brandstofverhouding (A/F) van de aangezogen lucht en het mengsel is gespecificeerd als ±1,0, is de toelaatbare fout van het systeem ± 6% tot 7%. Wanneer deze toelaatbare fout wordt verdeeld over de componenten van het systeem, is de toelaatbare fout van de luchtmassasensor ± 2% tot 3%.
De verhouding tussen de maximale en minimale inlaatluchtstroom van een benzinemotor, max/min, ligt tussen de 40 en 50 bij een atmosferische motor en tussen de 60 en 70 bij een turbomotor. Binnen dit bereik moet de luchtstroomsensor een meetnauwkeurigheid van ±2 tot 3% kunnen handhaven. De luchtstroomsensor die in een elektronisch geregelde brandstofinjectie wordt gebruikt, moet niet alleen een meetnauwkeurigheid over een breed meetbereik behouden, maar ook een uitstekende meetrespons hebben, in staat zijn om pulserende luchtstromen te meten en de verwerking van het uitgangssignaal moet eenvoudig zijn.
Afhankelijk van de verschillende eigenschappen van de luchtmassasensor wordt het brandstofregelsysteem ingedeeld in L-type regeling, waarbij het inlaatvolume direct wordt gemeten, en D-type regeling, waarbij het inlaatvolume indirect wordt gemeten op basis van de meetmethode. Het inlaatvolume wordt indirect gemeten aan de hand van de onderdruk in het inlaatspruitstuk en het motortoerental. In de D-type regeling slaat het ROM-geheugen van de microcomputer het inlaatvolume onder verschillende omstandigheden op, met het motortoerental en de druk in de inlaatleiding als parameters. Op basis van de gemeten inlaatdruk en het toerental in elke bedrijfstoestand, en aan de hand van het in het ROM-geheugen opgeslagen inlaatvolume, berekent de microcomputer het brandstofverbruik. De luchtmassameter die in de L-type regeling wordt gebruikt, is in principe gelijk aan een gangbare industriële luchtmassasensor. Deze is echter aangepast aan de veeleisende omstandigheden van een auto, maar moet wel reageren op abrupte veranderingen in de luchtstroom bij het indrukken van het gaspedaal en moet een zeer nauwkeurige detectie bieden bij ongelijkmatige luchtstromen als gevolg van de vorm van de inlaatspruitstukken voor en na de sensor.
Het eerste elektronische brandstofinjectiesysteem maakte geen gebruik van microcomputers. In plaats daarvan was het een analoog circuit. Destijds werd een luchtstroomsensor met klep gebruikt, maar naarmate microcomputers werden toegepast voor de aansturing van de brandstofinjectie, kwamen er ook verschillende andere typen luchtstroomsensoren op de markt.
De structuur van de luchtstroomsensor van het ventieltype.
De luchtmassasensor met klep is gemonteerd op de benzinemotor, tussen het luchtfilter en de gasklep. De functie ervan is het meten van het inlaatvolume van de motor en het omzetten van de meetresultaten in elektrische signalen, die vervolgens worden ingevoerd in de microcomputer. Deze sensor bestaat uit twee delen: een luchtmassameter en een potentiometer.
Laten we eerst eens kijken naar de werking van de luchtstroomsensor. De lucht die door het luchtfilter wordt aangezogen, stroomt naar de klep. De klep stopt in de positie waar het inlaatvolume in evenwicht is met de terugslagveer. Dat wil zeggen, de openingsgraad van de klep is rechtstreeks evenredig met het inlaatvolume. Op de roterende as van de klep is ook een potentiometer gemonteerd. De schuifarm van de potentiometer draait synchroon met de klep. De spanningsval over de schuifweerstand wordt gebruikt om de openingsgraad van de meetplaat om te zetten in een elektrisch signaal, dat vervolgens naar het regelcircuit wordt gestuurd.
Kaman vortex luchtstroomsensor
Om de tekortkomingen van de luchtstroomsensor met klep te ondervangen, namelijk het vergroten van het meetbereik met behoud van nauwkeurigheid en het elimineren van glijdende contacten, is een kleine en lichtgewicht luchtstroomsensor ontwikkeld: de Karman-wervelluchtstroomsensor. De Karman-wervel is een fysisch fenomeen. De detectiemethode van de wervel en het elektronische regelcircuit hebben niets te maken met de detectienauwkeurigheid. De detectienauwkeurigheid wordt bepaald door de doorsnede van de luchtstroom en de verandering in de grootte van de wervelkolom. Omdat de output van dit type sensor een elektronisch signaal (frequentie) is, kan een AD-converter worden weggelaten bij het invoeren van signalen in het regelcircuit van het systeem. De Karman-wervelluchtstroomsensor is dus in essentie een signaal dat geschikt is voor microcomputerverwerking. Deze sensor heeft de volgende drie voordelen: hoge meetnauwkeurigheid, de mogelijkheid om lineaire signalen te genereren en eenvoudige signaalverwerking; de prestaties blijven stabiel, zelfs na langdurig gebruik. Omdat de sensor volumestroom meet, is correctie voor temperatuur en atmosferische druk niet nodig.
Wanneer een Kármán-wervel ontstaat, verandert deze met de variatie in snelheid en druk. Het basisprincipe van stroomdetectie is het benutten van de snelheidsverandering binnen de wervel. De signalen zijn blokgolven en digitale signalen. Hoe groter het inlaatvolume, hoe hoger de frequentie van de Kármán-wervel en hoe hoger de frequentie van het uitgangssignaal van de luchtstroomsensor.
De temperatuur- en drukgecompenseerde luchtstroomsensor wordt voornamelijk gebruikt voor het meten van de stroom van diverse media in industriële leidingen, zoals gas, vloeistof, stoom, enz. De sensor kenmerkt zich door een laag drukverlies, een breed meetbereik, hoge precisie en is vrijwel ongevoelig voor parameters zoals vloeistofdichtheid, druk, temperatuur en viscositeit bij het meten van het volumestroomdebiet onder bedrijfsomstandigheden. Omdat er geen bewegende mechanische onderdelen zijn, is de sensor zeer betrouwbaar en vereist weinig onderhoud. De instrumentparameters blijven lange tijd stabiel. Dit instrument maakt gebruik van piëzo-elektrische spanningssensoren, die zeer betrouwbaar zijn en werken binnen een temperatuurbereik van -10℃ tot +300℃. De sensor levert zowel analoge standaardsignalen als digitale pulssignalen, waardoor hij eenvoudig te gebruiken is in combinatie met digitale systemen zoals computers. Het is een relatief geavanceerde en ideale sensor voor het meten van de stroomsnelheid.
Het grootste voordeel van luchtstroomsensoren is dat de instrumentcoëfficiënt niet wordt beïnvloed door de fysische eigenschappen van het gemeten medium en kan worden uitgebreid van het ene typische medium naar andere media. Vanwege de aanzienlijke verschillen in debietbereiken van vloeistoffen en gassen, variëren de frequentiebereiken echter ook sterk. In het versterkercircuit voor het verwerken van wervelstroomsignalen is de doorlaatband van het filter anders, en daarmee ook de circuitparameters. Daarom kunnen dezelfde circuitparameters niet worden gebruikt om verschillende interfaces te meten.
Wil je meer weten? Lees dan ook de andere artikelen op deze site!
Neem contact met ons op als u dergelijke producten nodig heeft.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. is vastbesloten om MG& te verkopen.MAXUSauto-onderdelen welkom kopen.
