В чем измеряется расход воздуха двигателя - Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем измеряется расход воздуха двигателя

2.3. Измерение расхода воздуха

Для измерения расхода воздуха, потребляемого двигателем, в настоящее время наибольшее распространение объемные расходомеры роторного типа (рис.1.8). Под действием перепада давлений на входе в расходомер и выходе из неге роторы-поршни, связанные между собой шестернями и имеющие в поперечном сечении форму гантели, вращаясь отмеряют за пол оборота определенный объем воздуха (мерный объем). За каждый оборот роторов дважды происходит захват воздуха в полости и дважды выталкивание из них.

Рис. 1.8. Расходомер воздуха роторный

ля определения количества прошедшего через расходомер воздуха необходимо определить число оборотов одного из волов ротора в единицу времени и умножить на величину мерного объема. Это выполняется при помощи фотоэлектрического датчика. Блок обработки сигнала подсчитывает число оборотов за 1 секунду и вычисляет объемный расход воздуха.

, м 3 /с (1.3)

где V объем израсходанного воздуха, м 3 ;

t — время измерения, с.

Массовый расход воздуха определяется по формуле:

, кг/с (1.4)

где ρ — плотность воздуха, кг/м 3

Гидравлическое сопротивление такого расходомера составляет 10 — 30 мм водяного столба, поэтому включение его в систему воздухоснабжения двигателя не отражается на показателях его работы.

2.4. Измерение температуры.

Для измерения температуры жидкости в системе охлаждения, масла в картере двигателя и воздуха, поступающего в двигатель, обычно применяют термометры сопротивления. Принцип работы такого термометра основан на свойстве проводников изменять электрическое сопротивление при изменении температуры.

Для изготовления датчиков термометров сопротивления применяют тонкую платиновую или медную проволоку. Конструктивно датчик представляет собой пластинку из диэлектрика (слюды, стекла, текстолита), на которую наматывается проволока. Пластинка с обмоткой помещается в тонкий латунный корпус размером 6х100 мм и устанавливается в измеряемую среду.

Платиновые термометры сопротивления применяют для измерения температуры в диапазоне от -200 до +500 о С; медные термометры сопротивления — для температур от -50 до +150°.

Чтобы судить о температуре, измеряемой термометров сопротивления, необходимо определить его электрическое сопротивление Rt

Обычно для этой цели применяют мосты сопротивления и логометры. На рис.1.9 приведена такая схема неравновесного моста.

При этом способе миллиамперметр, включенный в измерительную диагональ моста (показан на рис. 1.9 пунктиром), будет показывать значение тока небаланса моста, пропорциональное измеряемой температуре. Если сопротивления R1, R2, R3 постоянны, то ток небаланса будет меняться в соответствии с изменением Rt = f( t ). Величина тока небаланса зависит также от напряжения питания моста, которое следует поддерживать неизменным. Измерение производится цифроизмерительным прибором, сигнал к которому от диагонали моста поступает через нормирующий преобразователь.

Рис. 1.9. Схема измерительного моста

Термоэлектрические термометры основаны на использовании термоэлектрического эффекта: возникновении термоэлектродвижущей силы при нагреве места спая двух проводников из разнородных металлов или сплавов, обусловленной различием в скоростях и энергиях свободных электронов в различных металлах. Спаянную (сваренную) таким образом пару разнородных проводников называют термопарой. Термоэлектродвижущая сила, развиваемая термопарой, в определенном интервале температур прямо пропорциональна разности температур между горячим спаем и холодными концами, которые присоединяются к измерительному прибору. С помощью термопар обычно измеряют высокие температуры, в частности, при испытании двигателей: температуру отработавших газов, деталей двигателя, стенок цилиндра и др.

Самые точные и стабильные термопары изготавливает из благородных металлов: чистой платины и сплава платины и родия (платинородий)

Для измерения температуры отработавших газов двигателей обычно применяют термопары хромель-алюмель (предел измерения до 1000°С) и хромель-копель (предал измерений до 500С°С).

По действующим ГОСТам на испытания двигателей погрешность измерения температуры допускается в пределах: отработавших газов ± (10. 20°С); охлаждающей жидкости и масла ± (2. 3°С); потребляемого воздуха ± 1°С.

Измерение массового расхода воздуха при испытаниях ДВС

Массовый расход воздуха является одним из значимых параметров при испытаниях двигателя внутреннего сгорания. Этот параметр позволяет судить о полноте сгорания топлива, его нагрузке. Рекомендуемые нормативными документами приборы для измерения расхода воздуха двигателем при его испытаниях мало пригодны для широкого применения ввиду их дороговизны. Это относится также к приборам для измерения расхода воздуха, принцип действия которых основан на термоанемометрическом методе. Автомобильные датчики массового расхода воздуха не пригодны для применения в испытательном оборудовании из-за долговременной нестабильности параметров и несоответствия предъявляемым метрологическим требованиям. В статье рассматривается применение метода измерения расхода воздуха по перепаду давления на длине трубы (воздухозаборнике). Показано, что этот метод при малых затратах позволяет осуществлять измерение расхода воздуха двигателем. При этом погрешность измерений не превышает допустимую по нормативным документам на испытания двигателей.

Читать еще:  Что такое дитанация двигателя

Measurement of mass airflow when testing engine

The mass air fl ow rate is one of the important parameters when testing an internal combustion engine. This parameter allows to judge the completeness of fuel combustion, its load. Recommended regulatory instruments instruments for measuring air fl ow to the engine , when the tests are not very suitable for widespread use due to their cost. This also applies to devices for measuring air fl ow principle, which is based on the thermoanemometric method. Automotive mass air fl ow sensors are not suitable for use in test equipment due to long-term instability of parameters and non-compliance with the metrological requirements. The article discusses the application of the method of measuring air fl ow, the pressure drop along the length of the pipe (air intake). It is shown that this method at low cost allows to measure the air fl ow rate of the engine. In this case, the measurement error does not exceed the permissible according to the normative documents for testing engines.

Цель исследований — обосновать применение метода измерения расхода воздуха при испытаниях двигателя внутреннего сгорания, по перепаду давления на длине трубы (воздухозаборнике) с целью повышения точности измерения и снижения стоимости измерительного оборудования.

Массовый расход воздуха является одним из значимых параметров двигателя внутреннего сгорания (ДВС) при его испытаниях. Этот параметр позволяет судить о полноте сгорания топлива, его нагрузке [3, 4].

Косвенным показателем нагрузки может служить масса воздуха, попадающего в цилиндр, — цикловое наполнение воздухом.

Сам расход воздуха не может являться величиной, определяющей нагрузочный режим двигателя, нагрузка может быть оценена параметром циклового наполнения — массы воздуха, попадающего в цилиндр двигателя при текущем цикле его работы. Расчет циклового наполнения воздухом выполняется из массового расхода воздуха с учетом текущих оборотов двигателя. Массовый расход воздуха и цикловое наполнение воздухом могут быть использованы при диагностике двигателя, и отражать правильность работы впускного тракта [5, 6].

Самые распространенные сегодня расходомеры базируются на работе термоанемометрических измерителей. В корпусе датчика встроены две тонкие платиновые нити: одна рабочая, а вторая — контрольная. Обе нити нагреваются током и имеют одинаковую температуру. Рабочая нить обдувается потоком воздуха, и для поддержания температуры на ней, равной температуре на контрольной нити, автоматика увеличивает проходящий через рабочую нить ток. Разность показателей проходящего через рабочую нить тока определяет количество воздуха, всасываемого двигателем.

Стоимость термоанемометрических приборов для измерения массового расхода воздуха (скорости потока), предлагаемых производителями, составляет около сотни тысяч рублей, и по этой причине они не малопригодны для широкого применения при обкатке и испытаниях ДВС.

Погрешность автомобильных датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ) превышает допустимую для использования при испытаниях ДВС, она изменяется в процессе старения датчиков, датчики метрологически не аттестованы. Некоторое количество работ посвящено созданию оборудования для периодической калибровки ДМРВ, находящихся в эксплуатации на транспорте [9, 10], что подтверждает нестабильность их параметров. Они также не пригодны для применения при обкатке и испытаниях ДВС.

Читать еще:  Что такое коротко замкнутый двигатель

  • ЯЗЫКИ
  • ENG
  • RUS

  • ЯЗЫКИ
  • ENG
  • RUS

Выбираем пылесос (часть 3)

Как правильно выбрать промышленный пылесос

Часть 3. Выбираем двигатель пылесоса

Производительность

Главные особенности
1. Однофазный коллекторный двигатель
  • Состоит из коллекторного мотора с принудительным независимым охлаждением и центробежного вакуумного насоса.
  • Двигатели используют заменяемые угольные щетки
  • Верхняя граница разряжения растет до 250мм Н2О с полностью закрытым всасывающим патрубком и самый высокий воздушный поток до 180 м3/с полностью открытым всасывающим патрубком
  • Их срок службы составляет около 1300 мото/часов (при замене щеток один раз) Т.О. рекомендуется после 800 м/ч
  • Многие компании во всем мире производят однофазные коллекторные двигатели с различными стандартами качества. Различие состоит в качестве компонентов, прежде всего подшипника и обмотки
2. Двигатель с обводным вакуумным насосом
  • Высокий уровень разряжения ( до 6000 мм H2O)
  • Непрерывный режим работы 24 часа в сутки
  • Нет необходимости в обслуживании
  • Тихий и длительный срок службы
  • Стандарты защиты IP55 (стандарт IP65 для моделей 18, 25 и 30 л.с., в качестве опции для остальных)
  • Опционально версии с защитой от влаги и антикоррозийным покрытием
  • Предохранительные клапаны, как опция
  • Доступны в исполнении 50 или 60 Герц
Характеристики электросети

Промышленные пылесосы относятся к категории индустриальной аппаратуры, поэтому при выборе наиболее подходящей модели необходимо учитывать возможности электросети. Модели начального уровня с относительно небольшой потребляемой мощностью (1-3 кВт) обычно рассчитаны на работу в однофазной сети с напряжением 220-230 Вольт (50/60 Hz). Фактически такие пылесосы могут использоваться в качестве профессионального клинингового оборудования везде, где есть привычная розетка для бытовой техники.
Здесь может быть изображение
На производстве обычно применяется трёхфазная электросеть с напряжением 400-690 Вольт (50/60 Hz). Характеристики такой электрической сети позволяют использовать специализированное оборудование с гораздо большей потребляемой мощностью (до 20 кВт). Что лучше: одна или три фазы? Однозначного ответа не существует — всё зависит от типа электросети на конкретном объекте, где планируется использование оборудования.

Возможность непрерывной работы

Ряд промышленных моделей создаётся специально для бесперебойного функционирования. Как правило, они имеют стационарную конструкцию и работают в составе централизованных очистительных систем. К примеру, в цехах деревообработки фрезерные станки обычно оснащены специальным патрубком для подключения пылесоса. Это позволяет не отвлекаться от работы для периодической очистки от древесной стружки: уборка происходит в автоматическом режиме.
Здесь может быть изображение
Силовые агрегаты, рассчитанные на непрерывную работу, отличаются более надёжной износоустойчивой конструкцией. Благодаря этому не возникает перегрева механизма и чрезмерной нагрузки на схемотехнику. Но всегда лучше перестраховаться. Наличие функции температурной защиты позволит устройству самостоятельно отключиться, если температура достигнет критической отметки. Режим т.н. «плавного старта» также оберегает мотор от перегрузок.

Расходомер воздуха

Экологические требования к современным двигателям внутреннего сгорания предполагают поддержание определенного (стехиометрического) соотношения воздуха и топлива в топливно-воздушной смеси на всех режимах работы. Только в этом случае каталитический нейтрализатор полностью удаляет вредные вещества в отработавших газах.

Для поддержания стехиометрического соотношения компонентов топливно-воздушной смеси требуется точная информация о количестве (расходе) всасываемого воздуха, которую предоставляет расходомер воздуха. Мерой расхода может выступать как объем, так и масса всасываемого воздуха. В зависимости от этого различают два способа определения расхода воздуха: механический и тепловой.

Механический способ основан на измерении объема воздуха пропорционального перемещению заслонки. Тепловой способ предполагает измерение массы воздуха в соответствии с изменением температуры чувствительного элемента.

Расходомер воздуха устанавливается во впускной системе между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой двигателя. Ведущим производителем расходомеров воздуха является фирма Bosch.

Механический расходомер воздуха

Механический расходомер воздуха использовался в системах распределенного впрыска Jetronic, а также объединенных системах впрыска и зажигания. В системе K-Jetronic расходомер воздуха обеспечивает количественное регулирование топливно-воздушной смеси и представляет собой напорный диск, механически соединенный с плунжером дозатора-распределителя.

Читать еще:  Двигатели ситроен чем хороши

В системе KE-Jetronic в механическую схему расходомера воздуха включен элемент электронного управления – потенциометр. Более совершенный механический расходомер устанавливался в системе L-Jetronic.

Конструктивно механический расходомер включает корпус с демпфирующей камерой, измерительную заслонку, возвратную пружину, демпфирующую заслонку, потенциометр и обводный канал с винтом качества.

Принцип работы расходомера воздуха построен на перемещении измерительной заслонки пропорционально величине потока воздуха. Измерительная заслонка, демпфирующая заслонка и потенциометр размещены на одной оси, обеспечивающей прямую связь между перемещением заслонки и изменением сопротивления потенциометра.

Конструктивно потенциометр выполнен в виде керамической подложки, на которую нанесены резисторные дорожки. К дорожкам прижат ползунок потенциометра. На потенциометр подается напряжение, изменяющееся в соответствии с сопротивлением. Изменение напряжения учитывается электронным блоком управления как объемная характеристика всасываемого воздуха. Для корректировки показаний расходомера в систему управления включен датчик температуры входящего воздуха.

В настоящее время механические расходомеры на двигатели внутреннего сгорания не устанавливаются.

Термоанемометрический расходомер воздуха

Более совершенными являются расходомеры воздуха, построенные на тепловом способе определения массового расхода воздуха, т. н. термоанемометрические расходомеры воздуха (от «анемо» — ветер). Они не имеют подвижных механических частей, характеризуются высоким быстродействием, точностью и в силу особенности конструкции не зависят от температуры воздуха.

Термоанемометрический расходомер воздуха (другое наименование – датчик массового расхода воздуха, ДМРВ) используется в современных системах впрыска бензиновых и дизельных двигателей, в т.ч. в системе непосредственного впрыска топлива. Конструктивно расходомер воздуха включен в систему управления двигателем. В ряде систем управления двигателем расходомер воздуха не используется, а его функции выполняет датчик давления воздуха во впускном трубопроводе.

В зависимости от конструкции чувствительного элемента различают следующие виды термоанемометрических расходомеров:

  • проволочный (Hot Wire MAF Sensor);
  • пленочный (Hot Film Air Flow Sensor, HFM).

Основой проволочного термоанемометрического расходомера воздуха является чувствительный элемент – платиновая нагреваемая нить. Работа расходомера построена на поддержании постоянной температуры платиновой нити за счет нагрева электрическим током.

При движении потока воздуха через датчик чувствительный элемент охлаждается. Терморезистор увеличивает ток нагрева нити. Преобразователь напряжения преобразует изменение тока нагрева чувствительного элемента в выходное напряжение. Между выходным напряжением и массовым расходом воздуха существует нелинейная зависимость, которая учитывается блоком управления двигателем.

Для предотвращения загрязнения чувствительного элемента в работе проволочного расходомера предусмотрен режим самоочистки, при котором на неработающем двигателе платиновая нить кратковременно нагревается до температуры 1000°С.

Необходимо отметить, что в ходе эксплуатации расходомера толщина платиновой нити уменьшается, что приводит к снижению точности измерений.

Данного недостатка лишен пленочный расходомер воздуха, который пришел на смену проволочного датчика. Принцип действия пленочного расходомера аналогичен проволочному ДМРВ. Основное отличие заключается в конструкции чувствительного элемента.

Чувствительный элемент пленочного расходомера воздуха представляет собой кристалл кремния, на который нанесено несколько тонких платиновых слоев – резисторов: нагревательного резистора, двух терморезисторов, резистора датчика температуры воздуха.

Чувствительный элемент расположен в специальном воздушном канале, воздух в который поступает за счет разряжения. Высокая скорость потока предотвращает попадание в канал крупных частиц грязи и загрязнение чувствительного элемента. Конструкция воздушного канала позволяет определять массу как прямого, так и обратного (отраженного от закрытых клапанов) потока воздуха, что увеличивает точность измерения.

Нагревательный резистор поддерживает определенную температуру чувствительного элемента. По разнице температур на терморезисторах определяется масса всасываемого воздуха и направление воздушного потока. Выходным аналоговым сигналом расходомера является напряжение постоянного тока.

Вместо аналогового сигнала отдельные конструкции датчиков массового расхода воздуха генерируют цифровой сигнал, являющийся в системах управления более предпочтительным (не зависит от срока эксплуатации устройства и характеристик электрической цепи).

Сигналы пленочного расходомера используется блоком управления двигателем для определения следующих параметров:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector