車用空氣流量測量裝置

    汽車內燃機主進氣管空氣流量測量,是汽車發動機性能測試的一個重要參數。20世紀80年代國外汽車行業就開始研究應用渦街原理,測量汽車發動機進氣主管的空氣流量。
    在內燃機的燃料注人系統中,為了檢測內燃機的工作效率,需要不斷地監測人口的空氣流量。根據內燃機主進氣管的結構特點,開發人員認為選用卡曼渦街流量計是比較合適的,因為這種儀表無可動部件,可靠性較高。另外,根據超聲式渦街流量計有體積小、檢測靈敏度高丫抗振性較強·:安裝方便等特點,因此超聲式渦街流量計成為車用空氣流量測量裝置的主儀表。為補償汽缸內壓力脈動,、還在測量裝置內安裝了壓力傳感器。
    渦街流量計通常安裝在空氣濾清器與節氣門一之間的進氣管道上,也有的將它與空氣濾清器外殼安裝成一體,如圖10一12是流量測量裝置的結構示意圖。在圖中,旋渦發生體3垂直地安裝在主進氣管內,在發生體3的下游,安裝了一對超聲換能器4和5,其中4為發射換能器,5為接收換能器。主進氣管外部是空氣過濾網10,在主進氣管2的前端部安裝了一個蜂窩狀的流動調整器9,對進人主管的氣流進行整流,為流量測量提供較好的流動條件,從而彌補了發生體上游直管段長度的不足。壓力傳感器6安裝在電子室8內,通過上面的窗口感測空氣的壓力。電子室8是緊貼進氣管2安裝的一個小空間,里面可安裝壓力傳感器6和測量電路模板7。
    工作時外界氣體從空氣濾清器1的人口11進人,經過空氣過濾網10和流動調節器9,進人內燃機主進氣管2,經發生體3分離產生卡曼渦街。旋渦在向下游運動的過程中,通過超聲波聲束,在一對旋轉方向不同的旋渦作用下,聲束被調制,產生一個周期的幅值和相位變化,經信號處理電路獷測出與流速成正比的旋渦頻率;同時壓力傳感器也輸出與壓力值有關的電信號。經微機處理,就可獲得空氣的質量流量(標準狀態流量)。同時微機根據空氣流量,控制基本噴油量和點火提前角。

渦街流量計
    圖10- 13是超聲式空氣渦街流量計在汽車中應用的實例。圖中也采用三角柱發生體,但三角柱的安裝方向與圖10-12的三角柱相反,三角柱的頂角朝向來流方向。這樣安裝的發生體,阻力較小,但旋渦信號較弱,穩定性也較差。為了增強渦街的穩定性,在其下游處增加了兩塊渦街穩定板,提高了渦街信號質量。超聲換能器位于發生體下游。該渦街流量計
設置有主空氣通道和旁通空氣通道,其目的是為了調節氣體流通截面積,以適應不同排量發動機的需要。
    空氣渦街流量計已用于日本三菱公司、豐田公司和韓國現代公司生產的轎車上。這種流量計有測量精度高、進氣阻力小、無磨損等優點,但價格較高。因此,只在少數高檔轎車中使用。由于渦街流量計測量的是體積流量,因此在汽車上還裝有進氣溫度和大氣壓力傳感器,在溫度和大氣壓力變化時,對體積流量進行修正。

渦街流量計

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