Khi không có dòng khi đi qua thì cục tạo xoáy không thể phát ra dòng xoáy Karman, vì thế sóng siêu âm được lan từ bộ phận phát sóng ( loa ) đến bộ nhận sóng ( micro) trong một thời gian cố định T được dùng làm thời gian chuẩn để so. Sóng siêu âm khi gặp dòng xoáy theo chiều kim đồng hồ đi qua sẽ truyền đến bộ phận nhanh hơn tức thời gian để sóng siêu âm đi qua đường kính d của ống nạp t 2 ngắn hơn thời gian chuẩn t 0 . B ộ nh ậ n Loa ph át Th ờ i gian chu ẩ n Xung đ ã hi ệ u ch ỉ nh Hình 2.31. B ộ phát sóng và d ạ ng Loa ph át Loa ph át B ộ nh ậ n (m icr o) B ộ nh ậ n (m icr o) H ình 2.32. D ò ng kh í xo áy c ùng chi ề u s óng si ê u â m Trong trường hợp sóng siêu âm gặp dòng xoáy ngược chiều kim đồng hồ, thời gian để bộ nhận sóng nhận được tín hiệu từ bộ phát là t 1 lớn hơn thời gian chuẩn t 0 . Như vậy, khi không khí đi vào xylanh, do các dòng xoáy thuận và nghịch chiều kim đồng hồ liên tục đi qua giữa bộ phát và bộ nhận nên thời gian đo sẽ được thay đổi. Cứ mỗi lần thời gian sóng truyền thay đổi từ t 2 đến t 0 , bộ chuyển đổi sẽ phát ra 1 xung vuông. Khi gió vào nhiều, sự thay đổi về thời gian sẽ nhiều hơn và bộ điều chỉnh phát xung sẽ phát ra xung vuông với tần số lớn hơn. Ngược lại, khi gió vào ít, ECU sẽ nhận được các xung vuông có mật độ thưa hơn. Như vậy thể tích gió đi vào đường ống nạp tỉ lệ thuận với tần số phát xung của bộ điều chỉnh. Mạch điện C. Cả m biế Khi c ó nhi ề u kh ô ng kh í Khi c ó ít kh ô ng kh í T ín hi ệ u xung ra ở b ộ bi ế n đ ổ i T ín hi ệ u xung ra ở b ộ bi ế n đ ổ i Hình 2.33. Xung ra của bộ đo gió Kaman Siêu âm thay đổi theo lượng khí nạp H ình 2.34: M ạ ch đ i ệ n đ o gi ó ki ể u K ama n CPU ECU B ộ t ạ o s óng B ộ ph át s óng Bộ điều ch ỉ nh B ộ nh ậ n s óng n đo gió kiểu dây nhiệt ( Trong LH – Jetronic ) Nguyên lý của bộ đo gió kiểu dây nhiệt dựa trên sự phụ thuộc của năng lượng nhiệt W thoát ra từ một linh kiện được nung nóng bằng điện ( phần tử nhiệt ) như: dây nhiệt, điện trở nhiệt màng nhiệt (thermistor) được đặt trong dòng khí nạp vào khối lượng gió G đi qua và được tính theo công thức sau : W=K.Ät.G n K: hằng số tỷ lệ Ät: chênh lệch nhiệt độ giữa phần tử nhiệt và dòng khí N: hệ số phụ thuộc vào đặc tính trao đổi nhiệt giữa phần tử nhiệt và môi trường Điện trở nhiệt R H (Được nung nóng) và điện trở bù nhiệt R K (làm bằng pratin) được mắc vào hai nhánh của cầu Wheatstone. Cả hai điện trở này đều được đặt trên đường ống nạp . Khi nối các ngõ vào của khuếch đại thuật toán 1(OP AMP) với đường chéo của cầu OP AMP 1 sẽ dược giữ cho cầu luôn được cân bằng ( có nghĩa là VA- VB = 0 ) bằng cách điều khiển transitor T 1 và T 2 , làm thay đổi cường độ dòng điện chảy qua cầu Như vậy, khi có sự thay đổi lượng không khí đi qua giá trị điện trở đo R H thay đổi làm cho cầu mất cân bằng, OP AMP 1 điều chỉnh dòng qua cầu giữ cho giá trị R H không đổi và cầu sẽ cân bằng với bất cứ vận tốc vào của dòng khí. Tín hiệu điện áp ra được đo từ R 2 có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ, do đó tỷ lệ thuận với dòng điện đi qua nó. Tín hiệu này sau khi đi qua cầu phần điện thế gồm R 3 và R 4 được đưa đến cầu OP MAP2 giữa chức năng chuyển phát. Điện trở R 4 dùng để điều chỉnh điện áp ở ngõ ra. Mạch điện Việc xác lập khoảng chênh lệch nhiệt độ Ät giữa phần tử nhiệt R H và nhiệt độ dòng khí được điều chỉnh bởi R P Nếu Ät càng lớn thì nhiệt độ khí nạp càng tăng. Khi nhiệt độ khí nạp thay đổi sẽ dẫn tới sự thay đổi Ät. Vì vậy, vấn đề cân bằng nhiệt được thực hiện bởi R K mắc ở một nhánh khác của cầu Wheatstone. Thông thường trong các mạch tỷ lệ R H :R K =1:10. Trong quá trình làm việc, mạch điện tử luôn giữ cho sự chênh lệch nhiệt độ Ät giữa dây nhiệt và dòng không khí vào khoảng 150 0 C. Để làm sạch điện trở nhiệt ( bị bẩn hoặc bán bụi , dầu ), trong một số ECU dùng cho động cơ có phân khối lớn, số xy lanh Z Hình 2.36: Sự phụ thuộc của hiệu điện áp ngõ ra và nhiệt độ kh í n ạ p ở c ác m ứ c ch ê nh l ệ ch nhi ệ t đ ộ kh í n ạ p kh ác nhau ≥ 6 còn có mạch nung dây nhiệt trong vòng một dây, đưa nhiệt độ từ 150 0 c tới 1000 0 C sau khi tắt công tắc máy, trong trường hợp động cơ đã chạy trên 1500 vòng/ phút, tốc độ xe lên đến 20km/h và nhiệt độ nước dưới 150 0 C (động cơ NISAN). Trên cảm biến của hãng HITACHI, cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt thường được đặt trên mạch gió rẽ, song song với đường gió chính. Nhờ vậy mà cảm biến hoạt động ít bị phụ thuộc vào sự rung động của dòng khí Trên động cơ TCCS của Toyota sử dụng cảm biến kiểu dây nhiệt cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó như sau:  Cấu tạo Cấu tạo của nó rất đơn giản, nó được đặt vào đường không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát hiện. Như trong hình minh họa một dây nóng và nhiệt điện trở được sử dụng như một cảm biến Cấu tạo của nó gồm một điện trở bù nhiệt (dây sấy) và một điện trở nhiệt như hìn h vẽ : H ình 2.37: C ấ u t ạ o c ủ a c ả m bi ế n l ư u l ư ợ ng kh í n ạ p lo ạ i d â y nhi ệ t v à đ ồ th ị đ ặ c t ính SV Làm mát Dây sấy (Bộ sấy) Nhi ệ t đ ộ kh ô ng đ ổ i Cảm biến nhiệt độ kh í n ạ p Luồng không khí Dây sấy bằng Nhi ệ t đ i ệ n Không khí nạp Khối không khí nạp Đi ệ n áp ra(VG) . ) Nguyên lý của bộ đo gió kiểu dây nhiệt dựa trên sự phụ thuộc của năng lượng nhiệt W thoát ra từ một linh kiện được nung nóng bằng điện ( phần tử nhiệt ) như: dây nhiệt, điện trở nhiệt màng. lệch nhiệt độ giữa phần tử nhiệt và dòng khí N: hệ số phụ thuộc vào đặc tính trao đổi nhiệt giữa phần tử nhiệt và môi trường Điện trở nhiệt R H (Được nung nóng) và điện trở bù nhiệt R K (làm. vào của dòng khí. Tín hiệu điện áp ra được đo từ R 2 có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ, do đó tỷ lệ thuận với dòng điện đi qua nó. Tín hiệu này sau khi đi qua cầu phần điện thế gồm R 3 và R 4