Obraz 2

Przepływomierze Wielkości mierzone

93

Przepływomierze

Wielkości mierzone

Zadania przepływomierzy w samochodzie dotyczą wyznaczania wymaganej dawki paliwa, a zwłaszcza ilości pobieranego przez silnik powietrza.

Pomiary zużycia paliwa

Elektronicznie sterowane układy wtryskowe silników spalinowych dawkują w sposób ciągły lub przerywany odpowiednią ilość paliwa odmierzaną z dużą dokładnością (także gdy nie odbywa się pomiar wydatku).

Dawka paliwa jest określana w funkcji stanu działania silnika, tzn. chwilowych wartości parametrów stanu. Wielkościami śledzonymi są czas wtrysku, ciśnienie wtrysku, temperatura paliwa. Konstrukcja przepływomierzy paliwa od czasów znacznego niedoboru paliw (kryzysu paliwowego) była intensywnie rozwijana. Gdy nie było jeszcze elektronicznego sterowania silników, służyły one wskazywaniu eksploatacyjnego zużycia paliwa (1/100 km).

Tu nasuwa się problem dodatkowy: jaka jest różnica między rzeczywistym zużywaniem niezbędnego paliwa przez silnik, a ilością paliwa pobieranego ze zbiornika paliwa, które przecież w części (przelew) powraca do zbiornika (problem: różnica dwu wartości). Istotna jest również znajomość zużycia na biegu jałowym.

Tak więc obecnie przepływomierze paliwa nie znajdują praktycznego zastosowania i nie są tu dokładniej omówione.

Przepływomierze powietrza

Często używane pojęcie „ilość powietrza” nie jest jednoznaczne, pozostaje bowiem do rozstrzygnięcia czy jest to masa czy objętość. W procesach chemicznych, a takim jest przecież spalanie paliwa, używa się jednoznacznie masy.

Tak więc celem pomiarów ilości pobieranego powietrza przez niedoładowany albo doładowany silnik jest oczywiście „masa powietrza” (wydatek masowy).

Wydatek powietrza jest najważniejszą, przynajmniej w odniesieniu do silników ZI, wielkością stanowiącą o obciążeniu silnika. Czujniki mierzące masowy wydatek powietrza, lub ogólniej przepływy gazu nazywane są także „anemometrami”.

Maksymalne mierzone wydatki powietrza wynoszą zależnie od mocy silnika 400... 1200 kg/h.

Nowoczesne silniki charakteiyzuje bardzo małe zapotrzebowanie czynnika na biegu jałowym, co powoduje że stosunek minimalnej do maksymalnej przepustowości układów zasilania powietrzem osiąga wartości w przedziale 1:90...1:100.

Z powodu ostrych wymagań dotyczących jakości spalin i zużycia paliwa dokładność pomiarów musi zapewniać błąd pomiaru nie większy niż 1...2%. W odniesieniu do zakresu pomiarowego oznacza konieczną, (w samochodzie nadzwyczajnie wysoką) dokładność pomiaru rzędu 10"⁴.

Silnik pobiera jednak powietrze nie jako ciągły, równomierny strumień, lecz w takt okresów otwierania zaworów dolotowych.

To powoduje, że chwilowy wydatek powietrza (szczególnie przy dużym otwarciu prze-pustnicy), także w miejscu pomiaru, które zawsze jest w układzie dolotowym między filtrem powietrza a przepustnicą, jeszcze silnie pulsuje (rys. 1).

Gdy układ dolotowy działa w paśmie rezonansu, pulsowanie strumienia w rurze dolo-

Pulsujący masowy wydatek powietrza Q_U1 w układzie dolotowym silnika

Rysunek 1

Przy pełnym obciążeniu i prędkości obrotowej n = 3000 obr/min Ciśnienie dolotowe p_s = 96 kPa Średni wydatek masowy powietrza Q_m= 157,3 kg/h