空燃比控制空气流量测量技术

《空燃比控制空气流量测量技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、空燃比控制空气流量测量技术摘要发动机进气空气流量的测量是发动机空燃比精确控制的基础。空燃比控制的目的是提高发动机的燃油经济性，减少发动机污染物的排放。对于发动机电子控制，最新发展已经集中于空气流量计，但是其必须满足的绩效规格是严格的。流量范围通常四十倍于最大精度要求的最小流量范围。而且，空气流量计必须能精确地跟踪流量瞬态。质量流量测量是首选，但是体积流量测量在自适应控制系统中是适用的。严格的仪表规范常使用的方法，例如压差法或涡轮流量计是不受欢迎的。涡旋脱落、热线风速仪和声波测试技术这三种测试技术已经成为发展计划的主题。详细分析这三种方法的优

2、点和缺点。对体积流量测量来说，涡旋脱落和声波测试技术是切实可行的，并且有进一步发展成为有效的空气质量流量计的潜能。热线式电流计是一个极好的装置，但是电线的脆弱性和它对污染物的敏感性可能会妨碍它成为一个可行的长期在引擎室工作的办法。在追求发展基于体积计设计的质量计时，短期的方法就是生产体积计。空气质量流量测量仍然是一项艰巨的任务，需要进一步发展。前言发动机性能对燃油经济性和排放控制的影响激发了人们对空燃比精确控制系统方面发展的兴趣。空燃比在燃油经济性方面的影响是明显的，结果是希望对燃料进行稀薄燃烧操作。对于碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物而言，

3、三元催化转化器在一个非常小的空燃比范围内（大约14.25±0.20，相当于±1.4%的变化）具有最佳性能。事实上，因为氧燃比是最重要的，因此空燃比在这儿不是很合适。因为空气中的水蒸气容量大约占0%~6%或者更多，空气中氧含量的变化由于湿度的变化会很大。湿度问题的处理是论文的主体。所有的系统需求导致仪器问题非常困难，但是这个问题已经被很好地解决了。所采取的最基本的方法就是监测进气流量，然后控制燃料的流量以控制理想的空燃比。还可以通过排气尾管氧传感器进行近一步的反馈控制。这篇论文涉及空气流量测量子系统。这里最有趣的空气流量计类型是质量式计量仪和

4、体积式计量仪。通常，空气体积流量测量更简单，更便宜，而且有很多可利用的技术。当我们想测量氧气质量流量时，空气质量流量测量被置于一个普遍可以接受的位置。为了把体积流量测量“升级”为质量流量测量，需要监测空气密度。由于空气压力和温度通常在系统入口处监测，空气密度不需要额外的传感器来估算。一些原始设备制造商追求直接质量流量测量，而另一些决定用体积流量的方法辅以压力和温度的测量。如下所示，随着进一步的发展，一些体积式计量仪最有希望可能成为质量式计量仪。在论文的主体中，首先提出了典型的性能规格。其次是一个简短的可行技术的调查，和一个用于评估特定仪表的

5、分析方法的说明。然后提出了三种方法详细的观察结果：涡旋脱落、热线和比声计。得出的基本结论是，虽然有一些有前途的技术，但是在大规模生产的基础上还没有能够满足合理的单位成本的性能规格。规格性能：空气流量范围：2.4~142sl/s（5~300SCFM）美国1.9~113sl/s（4~240SCFM）全球特定发动机标称最大值/最小值从约30/1至约50/1仪表压力降：最大13mmHg(0.24磅)响应：5ms至63%对流量阶跃变化的响应精度：量程点下半部±2%的变化，量程点上半部±5%的变化。精度包括流程，分辨率，迟滞性，重复性和工作环境的变化。

6、空气媒介：-40℃~+80℃0.5~1.0大气压0%~100%相对湿度充满粉尘可靠性：.997，发动机工作2000小时或50000英里电气电源电压：6.5~18.0VDC电流：1.0amp@14.5VDCmax瞬态：100V/100ms输出阻抗：1000Ω电磁干扰：不受发动机舱环境影响环境以下内容取自汽车工程师协会出版物：温度：-40℃~+120℃（运行）振动：15g，50~200Hz，3轴无共振冲击：具体下降3英尺，3轴污染物：盐雾，沙尘，石油化工，防冻液，清洗溶剂其他参数回火：3个大气压反向压力安装：外部安装首选空气净化器。质量最小的组

7、件。技术调查对于任何空气流量计，恶劣的发动机舱环境对性能规格带来了很大的问题。空间和允许的压降极限，阻止了任何涉及广泛调节空气流动的设备的使用，如音速喷嘴和容积式仪表。规定使用在直径达到约10cm的管道内流动，测量部分长度不超过20cm的测量技术。很明显，必须处理一个非开发的、部分紊流、非稳态、稳定流，其可以是可压缩的（高达约0.5马赫数），有可变微粒和水分含量，在工作范围内约三比一的密度变化和四十比一流量变化。最常见的流量测量技术具有的精度类型是“满量程百分比”，如果它们是低压降设备，往往需要一个充分发展或高度均匀的流量作为入口条件。现如

8、今在最低流量时对最高精度的要求是不常见的。经过十年左右的工作，业界目前尚未发现一个可接受的方案这一事实证明了这个问题的难度。以下是各种可能适用的测量技术的简要的、非独家的调查。紧