空氣濕度對熱式空氣流量計(jì)計(jì)量誤差的影響

空氣濕度對熱式空氣流量計(jì)計(jì)量誤差的影響，介紹了汽車空氣流量計(jì)在現(xiàn)代汽車汽油噴射系統(tǒng)中的具體任務(wù)、對流量計(jì)的要求及重要的類型。闡述了汽車空氣流量計(jì)性能測試臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法,并通過控制卡和軟件VC++測試及顯示了具體流量計(jì)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能曲線,與BOSCH公司生產(chǎn)的空氣流量計(jì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能曲線進(jìn)行對比,了比較好的測試結(jié)果,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了汽車空氣流量計(jì)測試系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化。

渦輪流量計(jì),氣體渦輪流量計(jì),流量計(jì)廠家

汽車空氣流量傳感器用于現(xiàn)代汽車汽油噴射系統(tǒng)中,安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間,用來測定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量的多少,作為決定基本噴油量的參數(shù)。生產(chǎn)的空氣流量傳感器和的空氣流量傳感器性能測試臺(tái)是的。

1、汽車空氣流量計(jì)特性

汽車空氣流量傳感器是用于現(xiàn)代汽車汽油噴射系統(tǒng)中控制噴油量的電子器件。安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間,用來測定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量的多少,作為決定基本噴油量的參數(shù)。電子控制汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)為了在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下都能獲得濃度(空燃比)的混合氣，正確地測定每一瞬間吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量,作為電控單元(ECU)計(jì)算并控制噴油量的主要依據(jù)。在汽車電子控制燃油噴射裝置上,空氣流量傳感器是決定系統(tǒng)控制精度的重要元件之一。空氣流量傳感器又稱空氣流量計(jì),空氣流量計(jì)的規(guī)格隨燃油噴射系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)的不同而不同,對空氣流量計(jì)的一般要求：空氣流量計(jì)應(yīng)有較寬的溫度范圍、動(dòng)態(tài)范圍及能對質(zhì)量流量進(jìn)行檢測,而且在苛刻的工作條件下,性能變化小,對脈動(dòng)氣流也可測試。

在燃油噴射系統(tǒng)中,進(jìn)氣量的測量可分為體積流量測量和質(zhì)量流量測量兩種。體積流量型空氣流量計(jì)有葉片式、量心式、卡門渦旋式;質(zhì)量流量型空氣流量計(jì)有熱絲式和熱膜式兩種。比較而言,質(zhì)量流量型空氣流量計(jì)的工作性能好,但生產(chǎn)成本高。

熱絲式空氣流量計(jì),按其鉑金熱線安裝位置的不同可分為主流測量方式和旁通測量方式兩種。主流式空氣流量計(jì)的熱絲是一根直徑為70μm的鉑金絲,安裝在取樣管中,取樣管則安裝在主進(jìn)氣道的部位。而旁通式空氣流量計(jì)的鉑金熱絲則纏繞在陶瓷螺旋管上,安裝在旁通空氣道上。

熱絲式和熱膜式空氣流量計(jì)的響應(yīng),能在幾毫秒內(nèi)反映出空氣流量的變化,所以它的測量精度不會(huì)受進(jìn)氣氣流脈動(dòng)的影響。特別是發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣氣流脈動(dòng)大,由于使用了熱絲式或熱膜式空氣流量計(jì)測量進(jìn)氣量,空氣計(jì)量準(zhǔn)確,在任何工況下都能空燃比,發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和加速性能好。

2、汽車空氣流量計(jì)測試系統(tǒng)

本系統(tǒng)以被測空氣流量計(jì)為測試對象,以德國BOSCH公司生產(chǎn)的空氣流量計(jì)作為比較標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。以上兩種流量計(jì)的輸入為空氣的流量大小,輸出為與流量對應(yīng)的0～5V的電壓值。

如圖1所示,測試系統(tǒng)由工控機(jī)、測試管道、傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、VC++軟件和接口電纜幾部分組成。其中工控機(jī)為PCI-1711數(shù)據(jù)采集卡提供方便的接口,并為軟件運(yùn)行提供特定的環(huán)境,在軟件的支持下成為過程通信、數(shù)據(jù)采集與分析處理的。信號(hào)可由傳感器提取,數(shù)據(jù)采集卡在軟件的控制下采樣,再經(jīng)過計(jì)算機(jī)加以保存或處理。

本系統(tǒng)采用吸氣裝置對管道進(jìn)行吸氣來模擬汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣過程,空氣流過管道,軟件通過采集卡控制閥門的漸變或者動(dòng)作,使流量發(fā)生改變,此時(shí)各流量傳感器感應(yīng)到了靜態(tài)變化或者動(dòng)態(tài)變化的流量信號(hào)并將之轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)。經(jīng)過流量計(jì)轉(zhuǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品電壓信號(hào)和一個(gè)或多個(gè)被測試產(chǎn)品的電壓信號(hào)分別連接到數(shù)據(jù)采集卡外置端子的模擬多輸入通道,通過數(shù)據(jù)采集卡的多通道數(shù)據(jù)采集,計(jì)算機(jī)讀入多路電壓信號(hào),將數(shù)據(jù)通過VC++程序繪制成曲線顯示出來,通過編程使所的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到硬盤的相應(yīng)文件中,以便對空氣流量計(jì)的綜合性能進(jìn)行分析。

從圖中系統(tǒng)信號(hào)的流向可以看出,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中VC++軟件占主導(dǎo)地位。軟件支持使計(jì)算機(jī)具有信號(hào)采集控制、處理及結(jié)果輸出的能力。系統(tǒng)的核心功能是由其完成的,而硬件為整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了基層平臺(tái)。

3、數(shù)據(jù)結(jié)果及分析

對空氣流量計(jì)的測試分為靜態(tài)性能測試和動(dòng)態(tài)性能測試兩部分來進(jìn)行,該兩種測試的控制及顯示都由軟件來完成,我們通過來分析測量曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線的差別來分析產(chǎn)品的性能的好壞。

在靜態(tài)性能測試中,通過軟件控制電控閥門緩慢的漸變,使空氣流量平穩(wěn)的變化。在圖2中,被測流量計(jì)的兩條靜態(tài)性能曲線(1號(hào)和2號(hào)曲線)和中間的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測得曲線(3號(hào)曲線)差值在0.2V以內(nèi),說明該產(chǎn)品的靜態(tài)性能   符合要求。

在動(dòng)態(tài)性能的測試中,通過軟件控制電控閥門產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào),圖3和圖4中顯示的分別為被測空氣流量計(jì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能曲線和BOSCH公司空氣流量計(jì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能曲線。可以看出,開始測試時(shí),兩種流量計(jì)反應(yīng)都比較靈敏,而且保持部分都為600ms左右,由此可知此處它們的性能基本保持一致。但是在下降部分,圖3的曲線會(huì)下降到1V以下,而且在此處有產(chǎn)生   的震蕩,雖然震蕩過后終會(huì)趨于平緩,但是震蕩時(shí)間大概在600ms這段時(shí)間內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差。相對而言BOSCH的空氣流量計(jì)性能曲線較好,則BOSCH空氣流量計(jì)產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能良好,對比BOSCH產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)性能被測空氣流量計(jì)性能還有些許不足。

在此基礎(chǔ)上,通過對產(chǎn)生震蕩誤差的深入,對空氣流量計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的適當(dāng)變換,生產(chǎn)出了一批具有穩(wěn)定性能的空氣流量計(jì)。下面這幅圖是對改進(jìn)后的空氣流量計(jì)進(jìn)行的動(dòng)態(tài)性能測試。

對比可以發(fā)現(xiàn),后者比前者的震蕩要小很多,表明在空氣流量計(jì)的動(dòng)態(tài)性能上后者要比前者穩(wěn)定很多,也越來越接近于BOSCH空氣流量計(jì)的動(dòng)態(tài)性能。該測試臺(tái)體現(xiàn)出空氣流量計(jì)改進(jìn)前后的性能變化特點(diǎn),很形象地反映在對應(yīng)的圖形上。由此可以說明該測試臺(tái)對空氣流量計(jì)測試具有良好的穩(wěn)定性和靈敏性,達(dá)到了預(yù)期的效果,能很好地反映和檢測空氣流量計(jì)各方面的性能特性。