Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt (trong LH Jetronic). – https://dichvubachkhoa.vn

Một phần của tài liệu CHƯƠNG 6 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHO ĐỘNG CƠ

Jetronic).

Nguyên lý của bộ đo gió kiểu nhiệt dưạ trên sự phụ
thuộc của năng lượng nhiệt W thoát ra từ một linh kiện
được nung nóng bằng điện (phần tử nhiệt) như : dây
nhiệt, màng nhiệt hoặc điện trở nhiệt (thermistor) được
đặt trong dòng khí nạp vào khối lượng gió G đi qua và
được tính theo công thức sau:

Bạn đang đọc: Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt (trong LH Jetronic). – https://dichvubachkhoa.vn

W= K.∆t.G

n
Trong đó :

K: hằng số tỉ lệ

∆t: chênh lệch nhiệt độ giữa phần tử nhiệt và
dòng khí.

n: hệ số phụ thuộc vào đặc tính trao đổi nhiệt
giữa phần tử nhiệt và môi trường.

Sơ đồ cảm biến đo gió dây nhiệt loại nhiệt độ không đổi được trình diễn trên hình 6.21 .

Điện trở RH (được nung nóng) và điện trở bù nhiệt RK

( làm bằng platin ) được mắc vào hai nhánh của cầu

Wheatstone. Cả hai điện trở này đều được đặt trên
đường ống nạp.

Khi nối các ngõ vào của khuếch đại thuật toán l (OP
AMP) với đường chéo của cầu, OP AMP1 sẽ giữ cho cầu
luôn được cân bằng (có nghĩa là VA –VB = 0) bằng cách
điều khiển transitor T1 và T2, làm thay đổi cường độ
dòng điện chảy qua cầu.

Như vậy, khi có sự thay đổi lượng không khí đi qua, giá trị
điện trở đo RH thay đổi làm cho cầu mất cân bằng, OP
AMP1 điều chỉnh dòng qua cầu giữ cho giá trị RHkhông
đổi và cầu sẽ cân bằng với bất cứ vận tốc vào
của dòng không khí. Tín hiệu điện thế ra của mạch đo
được lấy từ R2có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ, do đó

Bộ tạo sóng

Bộ

điề

u

chỉ

nh

Bộ
phát
sóng
Bộ
nhận
sóng
+12V
+5V
CPU
ECU

tỉ lệ thuận với dòng điện đi qua nó. Tín hiệu này sau
khi đi qua cầu phân thế gồm R3 và R4 được đưa đến OP
AMP2 giữ chức năng chuyển phát. Điện trở R4dùng để
điều chỉnh điện thế ở ngõ ra.

Hình 6.21: Mạch điện cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt

Việc xác lập khoảng chênh lệch nhiệt độ ∆t giữa phần
tử nhiệt RHvà nhiệt độ dòng khí được điều chỉnh bởi

RP.

Nếu ∆t càng lớn thì độ nhạy của cảm biến càng tăng.

Hình 6.22: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế ngõ ra
vào khối lượng khí nạp ở các mức chênh lệch nhiệt

Xem thêm: Linh kiện điện thoại Giá sỉ Chính hãng Chất lượng cao tại TPHCM

độ khác nhau.

Khi nhiệt độ không khí nạp thay đổi sẽ dẫn tới sự thay
đổi ∆t. Vì vậy, vấn đề cân bằng nhiệt được thực hiện
bởi RK mắc ở một nhánh khác của cầu Wheatstone.
Thông thường trong các mạch tỉ lệ RH : RK =1:10.

Trong quá trình làm việc, mạch điện tử luôn giữ cho sự
chênh lệch nhiệt độ ∆t giữa dây nhiệt và dòng không
khí vào khoảng 1500C (air mass sensor BOSCH).

R1
R2
RP R3
R4 R5
R6
R7
RK
RH
RB
T2
T1
A2
A1
+U
– U
+
U
+
+ Uo
ut
+
A
B
+
10
0 200 300 400 G (Kg/h)
1
2
3
U (V)
Δt =
300C
Δt =
560C
Δt =
1160C

Để làm sạch điện trở nhiệt (bị dơ vì bị bám bụi, dầu…),
trong một số ECU dùng cho động cơ có phân khối lớn,
với số xylanh Z ≥ 6 còn có mạch nung dây nhiệt trong
vòng một giây, đưa nhiệt độ từ 1500C lên 10000C sau khi
tắt công tắc máy, trong trường hợp động cơ đã chạy
trên 1500 vòng/phút, tốc độ xe trên 20km/h và nhiệt
độ nước dưới 1500C (air mass senssor NISSAN). Theo số
liệu của một số hãng, độ ẩm của không khí gần như
không ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến.
Trên cảm biến hãng HITACHI, cảm biến đo gió loại dây
nhiệt thường được đặt trên mạch gió rẽ, song song với
đường gió chính. Nhờ vậy mà hoạt động của cảm biến
ít phụ thuộc vào sự rung động của dòng khí.

Thang đo của cảm biến từ 9 ÷ 360 kg/h sai số 5 ÷ 7% và
có độ nhạy cao nhờ hằng số thời gian của mạch chỉ
vào khoảng 20ms.

Đối với những xe MỸ ( GM, FORD … ) thay vì dây nhiệt, người ta sử dụng màng nhiệt. Cảm biến đo gió loại màng nhiệt khắc phục được điểm yếu kém đa phần của loại dây nhiệt là độ bền cơ học của cảm biến được tăng lên .

Hình 6.23: Cảm biến đo gió loại màng nhiệt

1. Thân; 2. Cảm biến nhiệt độ không khí; 3. Lưới ổn
định;

4.Kênh đo; 5. Màng nhiệt; 6. Mạch điện tử

Hình 6.23 trình bày cấu tạo cảm biến đo gió loại màng
nhiệt của hãng GENERAL MOTORS. Màng 5 gồm hai điện
trở: điện trở đo RH và điện trở bù nhiệt RK được phủ
trên một đế làm bằng chất dẻo. Sự chênh lệch nhiệt
độ của RH với dòng không khí được giữ ở 70oC nhờ
mạch tương tự như hình 6.21. Thang đo của cảm biến trong
khoảng 15÷470 kg/h.

Khi phong cách thiết kế cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt, đặt trên đường ống nạp của động cơ cần chú ý quan tâm những đặc thù sau :
1. Cảm biến bị tác động ảnh hưởng bởi dòng khí trong đường ống nạp, bất kể từ hướng nào nên hoàn toàn có thể tăng độ sai số khi có sự xung động của dòng khí .
2. Trên những chính sách chuyển tiếp của động cơ, ( tăng cường, giảm tốc … ) do cảm biến có độ nhạy cao nên hoàn toàn có thể xảy ra trường hợp không ăn khớp giữa tín hiệu báo về ECU và lượng không khí trong thực tiễn đi vào buồng đốt. Điều đó sẽ xảy ra nếu không tính đến vị trí lắp ráp của cảm biến và những quy trình khí động học trên đường ống nạp, sẽ làm trễ dòng khí khi tăng vận tốc bất ngờ đột ngột .

3. Cảm biến đo gió kiểu nhiệt đo trực tiếp khối lượng
không khí nên ECU không cần mạch hiệu chỉnh hòa
khí theo áp suất khí trời cho trường hợp xe chạy ở
vùng núi cao.

Xem thêm: Top 16 linh kiện lâm music hay nhất 2022 – Ngày hội bia Hà Nội – https://dichvubachkhoa.vn

4. Vít chỉnh CO trên cảm biến không nằm trên đường
bypass mà là biến trở gắn trên mạch điện tử.

5. Trên 1 số ít xe, cảm biến đo gió kiểu nhiệt được tích hợp với kiểu xoáy Karman. Khi dòng không khí đi qua vật tạo xoáy, sự xoáy lốc của không khí sẽ tác động ảnh hưởng đến nhiệt độ dây nhiệt theo tần số xoáy lốc. Tần số này tỉ lệ thuận với lượng không khí và được đưa về ECU giải quyết và xử lý để tính lượng xăng tương ứng. Cảm biến kiểu nhiệt trước kia thường gặp trên những động cơ phun xăng có tăng áp ( Turbo charger ), vì áp lực đè nén lớn trên đường ống nạp nên không hề sử dụng MAP sensor hoặc cảm biến đo gió loại cánh trượt .

Nhờ có quán tính thấp, cấu trúc gọn, nhẹ, không có thành phần di động và ít cản gió, nên cảm biến đo gió kiểu nhiệt đã được ứng dụng thoáng đãng trong mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển phun xăng lúc bấy giờ .