СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА АВТОМОБИЛЕЙ
BENCH FOR TESTING AND CALIBRATING VEHICLE AIR MASS FLOW SENSORS

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при испытаниях и калибровке датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ) автомобилей, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС).
Известен способ испытаний мотор-тестером МТ-4 с приставкой KRP-4М (Программа диагностическая мотор-тестер МТ-4. Приставка KRP-4M. Руководство пользователя. Самара: НПП «Новые технологические системы», 2002), при реализации которого к разъему диагностики автомобиля подсоединяют диагностический разъем и программно по кодам неисправностей, а также по изменениям сигналов с датчика, определяют его техническое состояние.
Недостатками способа являются дороговизна стенда, сложность локализации отдельных неисправностей.
Известен способ испытаний прибором DST-2 (Автомобили ГАЗ с двигателем ЗМ3-4062.10 Руководство по техническому обслуживанию системы управления двигателем МИКАС 5.4 М. «Легион Автодата», 1999), заключающийся в том, что на автомобиле к ДМРВ подсоединяют разъем прибора DST-2. Заводят двигатель, создают диагностические режимы и по изменению параметров напряжения судят о массовом расходе воздуха, на основании чего оценивают техническое состояние ДМРВ.
Недостатками данного способа являются дороговизна прибора, невозможность локализации отдельных неисправностей, ограниченность проверки ДМРВ на разных режимах.
Известен стенд для испытаний ДМРВ (Технические условия ДМРВ: ТУ 37.473.017-99), который содержит вентилятор с электродвигателем, соединенным посредством переходного и гофрированного патрубков с дроссельным узлом; эталонный и испытуемый датчики; измерительное устройство и блок питания. Измерения выходного напряжения испытуемого датчика ДМРВ проводят вольтметром, а также устанавливают расходомер воздуха для измерения количества проходящего воздуха.
Стенд имеет ряд недостатков: точность проверки значительно зависит от температуры окружающей среды, а заданную температуру не всегда возможно обеспечить; наличие расходомера воздуха приводит к удорожанию стенда; в целом при использовании данного стенда оценка технического состояния ДМРВ требует больших затрат времени.
Известен способ диагностирования датчиков массового расхода воздуха на автомобиле и устройство для его осуществления (Патент РФ на изобретение №2476848, МПК: G01M 15/04, дата приоритета 18.11.2011 г., опубликовано 27.02.2013 г.). Способ диагностирования ДМРВ автомобилей заключается в контроле технического состояния датчиков массового расхода воздуха при одновременной установке эталонного и диагностируемого датчика, подаче потока воздуха через датчики последовательно, изменении скорости потока при помощи дроссельной заслонки, получении разности сигналов эталонного и диагностируемого датчиков. Диагностирование осуществляется без снятия датчика массового расхода воздуха с автомобиля. Эталонный датчик массового расхода воздуха устанавливают вместо воздушного фильтра. Датчики подключают по мостовой схеме к измерительному устройству. Измерительное устройство устанавливают в салоне автомобиля. За показаниями вольтметра измерительного устройства следят на холостом ходу и при движении, обеспечивая номинальные обороты коленчатого вала и обороты, соответствующие режиму максимальной мощности, на промежуточных диапазонах скорости и нагрузки. Относительную оценку напряжений с эталонного и диагностируемого датчиков осуществляют по показаниям вольтметра, плавно обеспечивая увеличение подачи воздуха открытием дроссельной заслонки. Техническое состояние диагностируемого датчика определяют по разности сигналов эталонного и диагностируемого датчиков.
Известен способ диагностирования датчиков массового расхода воздуха автомобилей и устройство для его осуществления (Патент РФ на изобретение №2474792, МПК: G01F 25/00, G01M 99/00, F02M 65/00, дата приоритета 07.07.2011 г., опубликовано 10.02.2013 г.). Стенд для испытаний датчиков содержит станину с закрепленным на ней вентилятором с электродвигателем. Вентилятор посредством переходного и гофрированного патрубков соединен с дроссельным узлом. На стойке, прикрепленной к станине, установлено измерительное устройство, содержащее балансировочные сопротивления для регулировки чувствительности, переключатель. Измерительное устройство при помощи электрических разъемов соединено с эталонным и испытуемым датчиками. На дроссельном узле имеется измерительная шкала. Диагностирование осуществляют следующим образом: эталонный и проверяемый датчики устанавливают на стенде, подключая проверяемый датчик по мостовой схеме. Подают поток воздуха вентилятором через оба датчика, изменяя скорость потока при помощи дроссельной заслонки. Осуществляют относительную оценку напряжений с эталонного и проверяемого датчиков, обеспечивая плавное открытие дроссельной заслонки. Получают разность сигналов эталонного и проверяемого датчиков без предварительных вычислений. По полученной разности определяют техническое состояние проверяемого датчика.
Недостатком указанных выше технических решений является отсутствие автоматизации процесса диагностирования, что приводит к значительным затратам времени на его проведение.
Целью полезной модели является сокращение продолжительности испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха автомобилей, а также расширение функциональных возможностей стенда.
Эта цель достигается тем, что в предлагаемом стенде для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха автомобилей, при одновременной установке эталонного и проверяемого датчиков, подаче потока воздуха вентилятором через датчики последовательно, подключении датчиков к блоку измерения, обеспечивают автоматическое изменение скорости, потока и температуры воздуха и производят регистрацию сигналов эталонного и проверяемого датчиков, по разности которых программно корректируют показания проверяемого датчика.
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым стендом, заключается в том, что подключение проверяемого и эталонного датчиков к блоку измерения позволяет проводить автоматическую регистрацию сигналов с эталонного и проверяемого датчиков, вычисление их разности и программную корректировку показаний проверяемого датчика. При этом величина массового расхода воздуха через эталонный и проверяемый датчики автоматически изменяется в заданном диапазоне, а температура воздушного потока обеспечивается блоком задания температуры, что ускоряет процесс калибровки и дает возможность проводить ее при различных температурах. Так как в стенде осуществляется контроль непосредственно выходных сигналов от эталонного и проверяемого датчиков, не требуется никаких предварительных вычислений.
По имеющимся у авторов сведениям, совокупность признаков в заявляемом стенде для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха, позволяющая расширить функциональные возможности в плане регулировки температуры и снизить затраты времени на подготовку и проведение процесса калибровки, не известна из уровня техники, что доказывает соответствие технического решения критерию «новизна».
Для осуществления заявляемой полезной модели был разработан стенд для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха, содержащий: станину, вентилятор, блок задания температуры, эталонный и проверяемый ДМРВ, гофрированные патрубки, блок измерений, цифро-аналоговые преобразователи, персональный компьютер.
На фиг. 1 представлен стенд для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха автомобилей.
Основанием стенда для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха является металлическая станина 1. На станине 1 закреплен вентилятор 2, который посредством патрубка 3 соединен с блоком задания температуры 4. С помощью гофрированных патрубков 5, закрепляемых хомутами 6, к блоку задания температуры присоединяется эталонный ДМРВ 7, а к эталонному ДМРВ - проверяемый ДМРВ 8. Эталонный ДМРВ и проверяемый ДМРВ закрепляются на станине посредством стоек 9. Выходные разъемы эталонного ДМРВ 7 и проверяемого ДМРВ 8 присоединяются ко входу блока измерения 10, который в свою очередь подключается к персональному компьютеру 11. Управление вентилятором и блоком задания температуры производится через цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) 12 и 13, выходы которых присоединяются к вентилятору и блоку задания температуры, а входы - к компьютеру. Управляющее программное обеспечение (ПО), установленное на персональном компьютере 11, содержит таблицу значений массового расхода и температур воздуха, которые должны быть поочередно установлены во время испытаний.
Стенд работает следующим образом.
Проверяемый ДМРВ 8 устанавливают на стойку 9, присоединяют гофрированный патрубок 5 и крепят его хомутом 6. Подключают кабели, соединяющие проверяемый ДМРВ с блоком измерения и персональным компьютером.
На персональном компьютере 11 запускают управляющее программное обеспечение. По команде ПО, передаваемой через ЦАП 12, вентилятор 2 устанавливает низшее значение скорости вращения. По команде ПО, передаваемой через ЦАП 13, блок задания температуры 4 устанавливает первое значение температуры воздушного потока. После затухания переходных процессов, когда скорость и температуры воздушного потока достигли установившихся значений, блок измерений 10 фиксирует значения выходных сигналов с эталонного и проверяемого ДМРВ и передает их для записи в персональный компьютер 11. Далее вентилятор 2 поочередно устанавливает следующие значения скорости вращения до наибольшей включительно, при той же температуре, и производится поочередная запись новых значений выходных сигналов с эталонного и проверяемого ДМРВ. После этого скорость вращения вентилятора возвращается к низшему значению, блок задания температуры 4 по команде ПО устанавливает следующее значение температуры воздуха, и описанный выше процесс повторяется, пока не будут получены выходные сигналы эталонного и проверяемого ДМРВ при всех значениях массового расхода воздуха и температуры, зафиксированных в таблице управляющего ПО.
Далее для каждого значения массового расхода и температуры воздуха программное обеспечение вычисляет разность сигналов с эталонного и проверяемого датчиков, в результате чего получается таблично заданная корректировочная функция. Эта функция записывается в память микроконтроллера проверяемого ДМРВ 8.
Таким образом, использование данного стенда для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха автомобилей позволяет осуществить автоматическую регистрацию сигналов с эталонного и проверяемого датчиков, вычисление их разности и программную корректировку показаний проверяемого датчика, что значительно сокращает затраты времени на проведение испытаний и калибровки.