Czujnik przepływu powietrza montuje się między filtrem powietrza a przepustnicą.
Rejestruje on ilość i gęstość powietrza dostarczanego do silnika, co jest niezbędne do obliczenia ilości zawartego w nim tlenu. Danych tych wymaga się również do obliczania przez sterownik dawki wtryskiwanego paliwa i kąta wyprzedzenia zapłonu. Natężenie przepływu można mierzyć objętościowo lub masowo, ale precyzyjniejszy jest pomiar masowy. Najstarszym rozwiązaniem stosowanym w elektronicznych układach wtrysku
benzyny jest przepływomierz z wychylną klapkę. Zassane przez silnik powietrze powoduje odchylenie klapki spiętrzającej (rys. 7.11a), umieszczonej w głównym kanale
przepływomierza, o określony kąt zależny od wielkości natężenia strumienia powietrza.
Ryc. 7.11a Przepływomierz powietrza:
a- z wychylną przesłoną, 1 - wkręt regulacyjny, 2 - przesłona spiętrzająca, 3 - zawór zwrotny,
4 - czujnik temperatury powietrza, 5 - potencjometr,
6 - przesłona kompensacyjna, 7 - objętość tłumiąca
Termoanemometr drutowy
Innym czujnikiem przepływu powietrza jest termoanemometr drutowy
(rys. 7.11b). Jego działanie opiera się na pomiarze masowego natężenia powietrza pobranego przez silnik. Powietrze opływa gorący drut, będący rezystorem o
temperaturze wyższej niż temperatura zasysanego powietrza. Drut jest podgrzewany do temperatury o 130-150°C wyższej od temperatury powietrza. Opływające go powietrze zmienia temperaturę, co powoduje zmianę rezystancji termoanemometru, czyli zmianę natężenia przepływającego przez drut prądu. Wartość prądu, który podgrzewa rezystor, stanowi wtedy miarę natężenia przepływu powietrza. Im większe jest natężenie
przepływu, tym bardziej chłodzony jest drut i tym większe jest natężenie prądu.
Rys. 7.11b. Przepływomierzy powietrza z termoanemometrem drutowym; 8 - układ przetwarzania sygnału, 9 - złącze elektryczne, 10 - rezystor pomiarowy, 11 - termoanemometr, 12 - rezystor kompensacji temperatury, 13 - siatka ochronna, 14 - obudowa
Przepływomierz z termoanemometrem warstwowym
Kolejnym czujnikiem pomiaru ilości powietrza za pomocą gorącego drutu jest przepływomierz z termoanemometrem warstwowym.
Układ mostkowy utrzymuje wartość temperatury na stałym poziomie. Wzrost ilości
przepływającego powietrza powoduje lepsze chłodzenie elementu pomiarowego. Spadek temperatury rezystora zmniejsza rezystancję i następuje wzrost natężenia prądu, co z kolei skutkuje wzrostem temperatury elementu pomiarowego. Wartość natężenia prądu zależy od masy zasysanego powietrza i jest sygnałem dla urządzenia sterującego informującym o obciążeniu silnika. Schemat czujnika pokazano na rys. 7.12.
Rys.7.12. Schemat termoanemometru z gorącym drutem
1 - rezystor nagrzewany, 2 - kompensator temperatury powietrza, 3 - wzmacniacz różnicowy, 4 - tranzystor
Poniżej przedstawimy sposób przeprowadzania diagnostyki przepływomierza z termoanemometrem bez czujnika temperatury.
Diagnostykę czujników z przesłoną spiętrzającą lub z gorącym drutem przeprowadza się w taki sam sposób - uwzględnia się przy tym ich budowę, sposób działania oraz podłączenia do sterownika.
Ocenę stanu technicznego przepływomierza można przeprowadzić w podany niżej sposób.
1. Pomiar napięcia lub napięć zasilających.
Badanie wykonuje się od strony połączenia ze sterownikiem silnika po odłączeniu wtyczki przewodów elektrycznych, przy włączonym zapłonie. Miernik uniwersalny podłącza się do odpowiednich styków złącza. Przykładowe schematy elektryczne podłączenia przepływomierza przedstawiono na rys. 7.13a i 7.14a. W przypadku przepływomierza bez czujnika temperatury miernik podłącza się na styku 3 - zgodnie ze schematem pokazanym na rys. 7.13b, a w przypadku przepływomierza z
czujnikiem temperatury (rys. 7.14b, c) -na styku 2 i 1. Jeżeli napięcie zasilania wynosi 0 V bądź jego wskazania są mniejsze od wymaganej wartości, może to świadczyć o istnieniu przerwy w przewodach lub o uszkodzeniu sterownika.
7.2.1h
Rys. 7.13. Przykładowy schemat elektryczny: a-podłączenia przepływomierza bez czujnika temperatury do sterownika silnika,
b-pomiaru napięcia zasilania elementu grzejnego przepływomierza,
c-sprawdzenia zmiany sygnału wyjściowego przy zmianie prędkości obrotowej
A5 - sterownik silnika, B4 -przepływomierz bez czujnika temperatury ze złączem 4-stykowym, 1 - styk masy zasilania, 2 -styk masy sygnału, 3 - styk napięcia zasilania (+12V), 4 - styk sygnału wyjściowego, U - napięcie, Q - strumień masy powietrza
Ryc. 7.14. Przykładowy schemat elektryczny: a-podłączenia przepływomierza z czujnikiem temperatury do sterownika silnika, b-pomiaru napięcia zasilania elementu grzejnego
przepływomierza, c- sygnału wyjściowego z czujnika temperatury, d-sygnału wyjściowego z przepływomierza powietrza 1 -styk sygnału z czujnika temperatury powietrza,
2 -styk napięcia zasilania (+12V), 3 - styk masy
przepływomierza, 4 - styk napięcia zasilania (+5 V), 5 - styk sygnału wyjściowego przepływomierza, A9-sterownik silnika, B7-przepływomierz ze złączem 5-stykowym z czujnikiem temperatury, U -napięcie, Q - strumień masy powietrza
2. Sprawdzenie zmiany sygnału wyjściowego przy zmianie prędkości obrotowej silnika.
Pomiar przeprowadza się za pomocą multimetru uniwersalnego w następujących stanach pracy czujnika: po włączeniu zapłonu, po uruchomieniu silnika podczas pracy na biegu jałowym oraz podczas pracy przy podwyższonej prędkości obrotowej. W przypadku
przepływomierza bez czujnika temperatury dodatnie przewody napięciowe podłącza się - zgodnie ze schematem pokazanym na rys. 7.13c - do styku 4, a w przypadku
przepływomierza z czujnikiem temperatury - tak jak to pokazano na rys. 7.14d - do styku 5 przy podłączonym złączu elektrycznym. Zmierzone wartości sygnału porównuje się z
wartościami kontrolnymi (na rys. 7.15 przedstawiono przykładowe charakterystyki kontrolne).
Rys.7.15. Przykładowe przebiegi sygnału z przepływomierza powietrza zarejestrowane podczas pracy: (a) na biegu jałowym, b) przy prędkości obrotowej wynoszącej ok. 3000 obr./min
