Jak działa przepływomierz?

Konieczność pomiaru ilości zasysanego do komory spalania powietrza pojawiła się wraz z wprowadzeniem do produkcji silników z wtryskiem paliwa. Na podstawie tego pomiaru jednostka sterująca silnikiem jest w stanie dobrać ilość wtryskiwanego paliwa w taki sposób, aby skład mieszanki był jak najbardziej zbliżony do stechiometrycznego. Regulacja wielkości dawki jest wykonywana poprzez zmianę czasu otwarcia wtryskiwacza i zależy ona od sygnału, jaki sterownik odbierze z czujnika przepływu. Czas wtrysku dobierany jest na bieżąco, na podstawie specjalnych map, zapisanych w pamięci sterownika.

Zobacz również: Jak zmniejszyć toksyczność spalin w silniku benzynowym?

Mimo tej samej funkcji, przepływomierze mogą mieć różną budowę oraz odmienne sposoby wykonywania pomiarów. Najstarsze rozwiązania opierały się na układzie łączącym coś w rodzaju przepustnicy z czujnikiem temperatury oraz potencjometrem. Wychylenie klapy przepustnicy, zależne od natężenia przepływu powietrza, wywołuje zmianę oporności potencjometru, co jest odpowiednio interpretowane przez sterownik silnika, dzięki czemu możliwe jest odpowiednie dobranie czasu wtrysku. Niestety przepływomierze o konstrukcji klapowej okazały się dość zawodne i obecnie są rzadko spotykane.

Nowsze generacje czujników przepływu wyposażone są w przepływomierze typu „hot-wire” lub „hot-film”. W uproszczeniu wykorzystuje on rozgrzany drucik, który jest ochładzany przez przepływające powietrze. Pomiar przepływu odbywa się poprzez interpretację wartości prądu, który jest potrzebny do utrzymania temperatury rozgrzanego opornika. Tego typu rozwiązanie nie wymaga stosowania dodatkowego czujnika temperatury, ale jego budowa jest dość delikatna i podatna na uszkodzenia pochodzące od drgań oraz wszelkich zanieczyszczeń, które dostają się do układu dolotowego.

Zobacz również: Co może być przyczyną nierównej pracy silnika?

Zdecydowanie najbardziej skomplikowanym układem pomiaru ilości powietrza jest stosowany przez japońskich konstruktorów czujnik typu Vortex. Jego działanie opiera się na generowaniu drgań w układzie dolotowym i pomiarze zmian w przebiegu fali dźwiękowej, powodowanej przez przepływające powietrze. Zaletą tego rozwiązania jest najwyższa dokładność pomiaru, jednak złożona konstrukcja ogranicza popularność jego stosowania. Dość często spotykanym rozwiązaniem jest zastąpienie czujnika przepływu tzw. MAP-sensorem, działającym równolegle z czujnikiem temperatury powietrza. MAP-sensor mierzy podciśnienie w kolektorze ssącym i na tej podstawie sterownik silnika dobiera optymalną dawkę paliwa.