Требования, предъявляемые к математической модели

Таким образом, в качестве параметра, который может приниматься для косвенного определения циклового расхода воздуха допустимо использовать усредненное по времени абсолютное давление во впускном трубопроводе (ртр ). Однако в связи со сложностью измерения абсолютного давления в начальный период развития систем управления впрыскиванием, в том числе и механических, командным являлось разрежение во впускном трубопроводе (Δртр) [ 8 ].

Следует отметить, что и в первом и во втором вариантах требуется корректирование информации о ртр или Δртр в зависимости от атмосферного давления (р0) и температуры (То), скорости смеси в клапанной щели (Скл), значения коэффициента остаточных газов (γг) и т.п. При использовании в качестве основного параметра регулирования ртр отпадает необходимость корректирования по р0, что позволяет таким системам адаптироваться к изменению атмосферного давления. Управление цикловой подачей топлива по абсолютному давлению, равному (ро - Δpтр), используется в вариантах одноточечного впрыскивания.

Развитие систем управления топливоподачей, обусловленное необходимостью повышения точности дозирования, ведет к использованию в качестве основного параметра объемного расхода воздуха, равного

Vвц = Vh ηv = Gвц/ρв ( м3/с ) (2.3.13)

Для измерения объемного расхода воздуха используются устройства, основанные на преобразовании скоростного напора потока в механическое перемещение подпружиненных элементов, находящихся в набегающем потоке. Один из наиболее распространенных датчиков объемного расхода воздуха, который используется в системе Bosch L-Jetronic (рис. 2.3.1).

Датчик выполнен в виде легкой заслонки 2, вращающейся вместе со своей осью в специально спрофилированной камере впускного трубопровода и снабженной спиральной пружиной, стремящейся удержать заслонку в закрытом положении.

При открывании дроссельной заслонки или увеличения частоты вращения коленчатого вала потребление воздуха двигателем увеличивается и его поток отклоняет заслонку 2 датчика до такого положения, когда сила аэродинамического давления уравновесится моментом пружины заслонки. При этом за счет подбора конструктивных параметров обеспечивается прямая пропорциональная зависимость между объемным расходом воздуха и углом поворота заслонки от ее исходного положения.

Рис. 2.3.1 Схема расходомера воздуха пневмомеханического типа

1 - обводной канал; 2 - измерительная заслонка; 3 - демпферная камера; 4 - пластина демпфера; 5 - потенциометр; 6 - винт регулирования качества смеси; 7 - датчик температуры

Для регистрации этого угла, являющегося косвенным показателем расхода воздуха, с внешней стороны корпуса датчика размещен и соединен с осью заслонки потенциометр 5, изменяющий омическое сопротивление пропорционально углу поворота заслонки. Потенциометр подключен к входу блока управления.

С учетом специально спрофилированной воздушной камеры расходомер, описанного типа обеспечивает требуемую зависимость угла поворота подвижной заслонки, нагруженной спиральной пружиной, от проходного сечения, определяемого расход воздуха.

Однако использование информации подобного типа пневмоэлектромеханических датчиков, во-первых, не обеспечивает пропорциональность регистрируемого электрического сигнала массовому расходу воздуха, и, во-вторых, в системе имеют место недостаточно надежные механические элементы, а также потенциометр, имеющий ограниченный ресурс.

В связи с этим в последних вариантах систем управления применяют расходомеры термоанемометрического типа, не имеющие механических подвижных элементов и контактных пар потенциометрического датчика.

Принцип действия такого расходомера основан на существовании зависимости тепловой мощности, рассеиваемой нагретой электрическим током тонкой проволокой, обдуваемой потоком воздуха, от его массового расхода. При этом для более точного измерения температура проволоки, обтекаемой воздухом, поддерживается постоянной.

С целью исключения искажения результатов в схему вводится компенсационный резистор. Рассеиваемый тепловой поток, по значению которого судят о массовом расходе воздуха, измеряют по падению напряжения на эталонном резисторе, включенном последовательно с нагреваемой нитью.

На выходе термоанемометрического расходомера, включающего в себя электронную схему преобразования тока, проходящего через измерительный элемент, возникает напряжение, которое изменяется от нуля при отсутствии расхода воздуха до 4 . 5 В при его максимальном значении (рис. 2.3.2). При этом, как видно из рис. 2.3.2, в значительном диапазоне расходов воздуха напряжение практически линейно зависит от его массового значения, что является важным достоинством такого прибора.