Мембранные потенциометрические датчики

Чувствительным элементом является гибкая диафрагма или мембрана. При из­менении давления ее перемещение преобразуется в положение движка потенцио­метра. Для потенциометрических датчиков характерны повышенный уровень шума, износ, статическое трение затрудняет регулирование в диапазоне менее 0,5% от номинала.

Резистивный проволочный потенциометр со скользящим контактом — один из наиболее простых и эффективных преобразователей перемещения. Для его испо­льзования нужно лишь соединить скользящий контакт (движок) с движущимся объектом, а остальную часть потенциометра закрепить неподвижно. Но движок потенциометра контактирует с отдельными витками на катушке, поэтому выход­ной сигнал (напряжение) преобразователя изменяется не непрерывно, а в виде перемежающихся малых и больших скачков. Малый скачок имеет место, когда движок замыкает два соседних витка, большой скачок соответствует моменту пе­рехода движка к следующему витку и размыкания контакта с предыдущим вит­ком. Таким образом, разрешение этого преобразователя зависит от диаметра на­моточного провода и может быть улучшено путем использования более тонкого провода. Для потенциометра с плотностью намотки 50 витков на миллиметр, что близко к практическому пределу, предельное разрешение составляет 20 мкм.

Сегодня в потенциометрических датчиках используется пленочное покрытие резистивной дорожки. Более подробно о потенциометрических и других традици­онных датчиках ЭСАУ.{jcomments on}

Давление паров топлива в баке

Автомобиль производит токсичные отходы при эксплуатации, которые посту­пают в окружающую среду: 60% в виде выхлопных газов во время движения, 20% в виде картерных газов и 20% за счет испарений топлива. Для уменьшения вред­ного влияния испарений топлива последние из бака поступают в адсорбер с акти­вированным углем, объемом 850... 1000 см³, где накапливаются и сжигаются в дви­гателе в подходящее время. На рис. 2.7 показана система улавливания паров бен­зина из топливного бака, в которой для управления продувкой адсорбера используется клапан с дифференциальным датчиком давления между давлением в за дроссельной зоне впускного коллектора и давлением паров топлива в баке. Ра­бочий диапазон ±0,5 psi (3,5 кПа).

Во время обратной вспышки во впускном коллекторе давление поднимается до 75 psi (520 кПа).

Традиционные методы борьбы с бросками давления: механические стопоры и фильтры, рациональная (ударостойкая) конструкция датчиков. В современных интегральных датчиках давления используются кремневые чувствительные эле­менты. Их модуль упругости 30 -10⁶ psi (не хуже, чем у стали), а напряжение теку­чести даже выше (180...300 psi). В прочном корпусе такие датчики обычно выдер­живают броски давления.

Давление в системе рециркуляции выхлопных газов

Система рециркуляции выхлопных газов (exhaust gas recirculation — EGR) предназначена для уменьшения содержания окислов азота (NO_x) в выхлопных га­зах. В присутствие солнечного света NO_x вступает в реакцию с углеводородом, об­разуя канцерогенный фотохимический смог.

Впервые система EGR была применена па автомобилях Chrysler в 1972 году. Окислы азота возникают при температуре в камере сгорания выше 1370 °С (2500 °F). При некоторых режимах работы двигателя, когда не производится отбор полной мощности, например, при равномерном движении по шоссе, можно сни­зить температуру сгорания рабочей смеси, т. е. пойти на уменьшение мощности. Это достигается введением небольшого количества (6... 10%) выхлопных газов из выпускного во впускной коллектор. Так как выхлопные газы инертны, то они раз­бавляют ТВ-смесь, не изменяя соотношения воздух/топливо.

С 80-х годов EGR стала частью электронной системы управления двигателем. В соответствии с требованиями к бортовым диагностическим системам второго поколения OBD-1I, система управления двигателем постоянно контролирует исп­равность клапана EGR, т. к. выход его из строя приводит к увеличению загрязне­ния окружающей среды выхлопными газами автомобиля.

Например, на автомобилях Ford в трубе между EGR и впускным коллектором делается вставка с калиброванным отверстием и измеряется дифференциальное давление по обе ее стороны. Когда клапан EGR открывается, это давление убыва­ет, что фиксируется компьютером с помощью датчика дифференциального давле­ния. Когда клапан EGR закрыт, давление по обе стороны вставки становится оди­наковым.

На серийных автомобилях могут также применяться датчики положения кла­пана EGR. Положение клапана модулируется в зависимости от разрежения во впускном коллекторе по принципу широтно-импульсной модуляции или 3-раз­рядного цифроаналогового преобразователя, когда в различной комбинации от­крываются 3 электро клапана с сечениями в отношении 1-2-4. Изменение давле­ния на 50 мм рт. ст. достаточно для открывания клапана. Дифференциальное дав­ление обычно равно 200 мм рт. ст.

Система контроля давления воздуха в шинах

Система позволяет следить за давлением в шинах и при его уменьшении ниже заданного уровня на щитке приборов автомобиля загорается ламповый или свето­диодный индикатор.

Каждому колесу соответствует отдельный индикатор. Пониженное давление в шинах повышает их износ, а также расход топлива, может привести к потере управления автомобилем, повышенное — ведет к вибрациям. На рис. 2.6 показа­ны блок-схема системы контроля давления в шинах и размещение датчика в коле­се автомобиля.

Система состоит из трех основных элементов. На ободе колеса установлен мем­бранный миниатюрный датчик давления (первый элемент), замыкающий контак­ты при снижении давления в шине и тем самым создающий вторичную цепь для высокочастотного излучателя (второй элемент), который размещен на узле крепле­ния тормозных колодок (на су порте). Датчик давления постоянно проходит в не­посредственной близости от излучателя при вращении колеса. Факт появления вторичной цепи для излучателя фиксируется ЭБУ. На приборном щитке загорает­ся контрольный индикатор (третий элемент), соответствующий колесу со снижен­ным давлением в шине. Система измеряет давление с точностью до ±50 миллибар. При нагреве на 10 °С давление в шине повышается на 1,5 psi (10,33 кПа). Повыше­ние температуры воздуха в шине не сказывается на точности датчика давления и не вызывает ложных срабатываний системы.

В другом варианте система контроля давления воздуха в шинах содержит ана­логовые датчики давления и температуры. Эти датчики размещаются в шинах и передают бесконтактным способом информацию в ЭБУ о давлении и температу­ре, даже если автомобиль неподвижен. Учитываются также скорость и загрузка ав­томобиля.{jcomments on}