Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Марта 2014 в 12:17, доклад
Датчики Кармана относятся к вихревым расходомерам воздуха. Если узкий стержень (рассекатель) разместить поперек равномерного воздушного потока, то за стержнем начнут образовываться завихрения. Принцип работы датчика Кармана основан на измерении частоты вращения вихревых потоков, которые образуются за поперечным стержнем в потоке всасываемого воздуха.
Вихревой расходомер (датчик Кармана)
Датчики Кармана относятся к вихревым расходомерам воздуха. Если узкий стержень (рассекатель) разместить поперек равномерного воздушного потока, то за стержнем начнут образовываться завихрения. Принцип работы датчика Кармана основан на измерении частоты вращения вихревых потоков, которые образуются за поперечным стержнем в потоке всасываемого воздуха. Скорость V потока воздуха определяется уравнением:
V = f×(d/St),
где d — константа, зависящая от геометрии стержня; St — критерий подобия неустановившихся движений текучих сред (число Струхаля) для конструкций автомобильных датчиков расхода воздуха St- = 0,23); f — частота вращения вихревых потоков (генерации вихрей).
По частоте f определяют скорость V затем по известному поперечному сечению входного канала датчика — объем воздуха.
Частоту генерации вихрей определяют ультразвуковым методом или по вариациям давления.
В ультразвуковых датчиках частоту генерации вихрей определяют по доплеровскому сдвигу частоты ультразвуковой волны (обычно 50 кГц) при её рассеянии движущейся средой (потоком воздуха).
Датчики, аналогичные представленному используются на двигателях с центральным впрыском автомобилей Chrysler.
Датчики Кармана на основе подсчета числа вихрей по вариациям давления гораздо дешевле. В них полупроводниковый, чувствительный к изменениям давления элемент расположен непосредственно за вихреобразующим стержнем (рассекателем). Вихрь, появляющийся за стержнем, вызывает изменение давления, которое преобразуется в электрический сигнал, поступающий в ЭБУ двигателя. Конструкция такого датчика показана на рисунке. Он состоит из формирователя ламинарного потока (ламинатора) на входе, треугольного поперечного стержня (рассекателя) — генератора вихрей и ёмкостного датчика давления. В корпусе также размещены датчики температуры и барометрического давления (на рисунке не показаны) для определения массы поступающего воздуха по его объёму. На холостом ходу датчик выдает сигнал с частотой около 100 Гц, при полной загрузке двигателя — около 2000 Гц.