Czujnik ciúnienia w ukùadzie dolotowym

Czujnik ciúnienia w ukùadzie dolotowym

Czujniki ciúnienia stosowane sà do okreúlenia ciúnienia w kolektorze dolotowym silnika oraz ciúnienia atmosferycznego. Czujnik ciúnienia w kolektorze dolotowym zastæpuje przepùywomierz powietrza. Zadaniem czujnika jest ciàgùy pomiar ciúnienia zasysanego powietrza w przewodzie zbiorczym kolektora dolotowego. W zwiàzku z tym czujnik ciúnienia jest poùàczony przewodem elastycznym z  odpowiednio dobranym miejscem w kolektorze dolotowym. Poprzez tabelaryczne powiàzanie wielkoúci bieýàcego ciúnienia powietrza zasysanego z jego temperaturà i prædkoúcià obrotowà moýna okreúliã natæýenie przepùywu powietrza.

Budowa piezokwarcowego czujnika ciúnienia powietrza

Wewnætrzna budowa czujnika pokazana jest na powyýszym rysunku. Ciúnienie doprowadzone przewodem elastycznym do czujnika znajdujàcego siæ na przegrodzie czoùowej oddziaùuje na element piezoelektryczny, przetwarzajàcy jego wartoúã na odpowiedni sygnaù elektryczny o charakterze liniowym. Elementem aktywnym mierzàcym bieýàce zmiany ciúnienia jest silikonowy zespolony mini ukùad (tzw. chip) o powierzchni 3 mm² i gruboúci 250 m m, w który wtopiono piezorezystory czuùe na dziaùanie ciúnienia. W mini ukùadzie znajduje siæ takýe komora próýniowa peùniàca rolæ przepony uginajàcej siæ pod wpùywem ciúnienia. Komora umieszczona jest na úciance od strony kolektora dolotowego i  przykryta jest silikonowà warstwà ochronnà o gruboúci 25 m m. Od zewnàtrz komora jest zamkniæta pùytkà szklanà. Zmiany ciúnienia w kanale kolektora dolotowego oddziaùujà na warstwæ ochronnà, powodujàc zmianæ rezystancji piezoelementu. Powstajàca zmiana napiæcia w obwodzie zostaje wykryta przez urzàdzenie sterujàce. Czujnik dziaùa wiæc jak tensometr mierzàcy napræýenie odksztaùcalnych elementów, bædàce miarà róýnicy ciúnieñ miædzy ciúnieniem w kolektorze dolotowym a próýnià w komorze odniesienia. Wzrost ciúnienia powoduje proporcjonalny wzrost napiæcia sygnaùu.

Ideowy schemat elektryczny czujnika ciúnienia: A - czujnik ciúnienia,
B- wzmacniacz sygnaùu, C - kompensacja temperaturowa

Zarówno miejsce pomiaru, jak i odpowiedni materiaù i dùugoúã przewodu majà zasadnicze znaczenie dla jakoúci poprawnego pomiaru ciúnienia. Ze wzglædu na to, ýe czujnik moýe byã wraýliwy na niektóre czynniki chemiczne (pary paliwa, para wodna), zgodnie z zaleceniami powinien byã montowany rurkà doprowadzajàcà ciúnienie skierowanà do doùu. Zabezpiecza to przed dostania siæ paliwa do úrodka, zakùóceniami sygnaùu i zniszczeniem elementów aktywnych czujnika. Czujnik ciúnienia bezwzglædnego w wersji montowanej w samochodach produkowanych przez General Motors zbudowany jest z tworzywa polifenolowego zbrojonego wùóknem szklanym. Trzy koñcówki wtyczki dajà poùàczenie z: zasilaniem okoùo 5,1 V ze sterownika, masà i sygnaùem wyjúciowym czujnika rysunek powyýej. Opisany czujnik podciúnienia ma tzw. napiæciowy sygnaù wyjúciowy. Spotykane sà teý czujniki z sygnaùem wyjúciowym czæstotliwoúciowym. Na przykùad w samochodach Ford sygnaù wyjúciowy z czujnika ciúnienia ma postaã fali prostokàtnej, której czæstotliwoúã jest najwiæksza przy zatrzymanym silniku i wùàczonym zapùonie. Przy zerowym podciúnieniu czæstotliwoúã sygnaùu wynosi 160 Hz. Po uruchomieniu silnika czæstotliwoúã maleje do okoùo 100 Hz.

Tensometryczne czujniki ciúnienia w kolektorze dolotowym (rysunek poniýej) zbudowane sà w oparciu o ukùady tensometrycznego pomiaru odksztaùcenia membrany. Zasada ich dziaùania polega na pomiarze róýnicy ciúnieñ po obu stronach membrany (z jednej strony ciúnienia atmosferycznego a z drugiej ciúnienia w kolektorze dolotowym). Róýnica ciúnieñ powoduje odksztaùcenie membrany rejestrowane przez ukùad tensometryczny i przekazywane w postaci sygnaùu napiæciowego do ukùadu wzmacniacza.

Budowa tensometrycznego czujnika ciúnienia w kolektorze dolotowym:
1. komora podciúnienia, 2 . przepona, 3 . membrana,
4 . czujnik tensometryczny, 5 . pokrywa, 6 . czujnik,
7 . korpus czujnika

Wyglàd czujnika ciúnienia ukùadu sterowania wtryskiem wielopunktowym
w silniku samochodu Polonez 1.6 GSI

Na powyýszym rysunku pokazano wyglàd czujnika ciúnienia firmy Delco, zastosowanego w ukùadzie sterowania samochodu Polonez 1.6 GSI. Rysunki poniýsze przedstawiajà wyglàd, sposób umocowania oraz charakterystykæ czujnika ciúnienia firmy Delco, zastosowanego w ukùadzie sterowania samochodu Lublin II. Tablica poniýszej zawiera charakterystykæ tego czujnika. Pomiar ciúnienia w ukùadzie dolotowym stosuje siæ równieý w systemie sterowania silnika Saab Trionic. Wartoúci napiæcia wyjúciowego wahajà siæ pomiædzy 0,4 V przy 75 kPa podciúnienia do 3,3 V przy 75 kPa nadciúnienia.

Czujnik ciúnienia bezwzglædnego uýywany jest równieý do pomiaru ciúnienia barometrycznego co pozwala na ustalenie parametrów pracy w zaleýnoúci od wysokoœci nad poziomem morza.

Sposób umocowania czujnika ciúnienia firmy Delco w kolektorze dolotowym silnika Holden 2.2 MPFI samochodu Lublin II, wyglàd czujnika firmy Delco od strony zùàcza elektrycznego oraz wyglàd wnætrza wspóùczesnego czujnika ciúnienia ukùadu sterowania Saab Trionic

Charakterystyka czujnika ciúnienia w kolektorze dolotowym

Charakterystyka czujnika ciúnienia w kolektorze dolotowym firmy Delco