Innholdsfortegnelse:
2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-13 06:58
En strømningsbenk i denne applikasjonen er en enhet for måling av luftstrøm gjennom IC -motorinnløps- og eksosporter og ventiler. Disse kan ha mange former, alt fra dyre kommersielle tilbud til DIY -eksempler på tvilsom kvalitet. Med moderne lavprissensorer av forskjellige typer er det imidlertid fullt mulig for DIY -eksempler å være lik kommersielle maskiner. Det er ingenting som er vanskelig å lage, og høy ferdighet er ikke nødvendig. Bildene ovenfor viser benken jeg har laget og som er sentrum for denne instruksjonsboken.
Dette dokumentet handler ikke om å lage en flytbenk, men det handler om instrumentering og sensorer som jeg bruker på min egen benk. En strømningsbenk bruker en slags vakuumkilde, selv om vakuum er en overdrivelse fordi sugedypningen oftest er under 28”vannmåler som er 1 psi eller ~ 7000 Pa.
Det er bare to viktige parametere som må måles for å beregne den volumetriske luftstrømmen, begge er differensialtrykksmålinger. Det ene er depresjonstrykket som får luft til å strømme gjennom motorporten, med andre ord som er et mål på mengden "suge". Den andre er differansetrykk over en strømningsbegrensning for å måle den faktiske strømningen. En åpningsplate er den mest brukte, men jeg foretrekker et venturirør fordi det er mer effektivt. Rektoren er den samme uavhengig av begrensningens art. Turbinemålere og MAP -er (Manifold Absolute Pressure) sensorer reddet fra moderne biler brukes også, men disse er ikke så utbredt, og jeg vil ikke diskutere dem.
Det er flere andre parametere og matchende sensorer som kan forbedre bruken av en strømningsbenk, for eksempel temperatur, og jeg vil se på hver av dem i de følgende trinnene.
Rekvisita
Materialer;
Ulike sensorer som beskrevet i de enkelte trinnene.
Vero -brett eller kobberbelagt brett for trykte kretser.
Ulike motstander, kondensatorer og andre elektroniske komponenter som brukes i enkle kretser.
En form for datainnsamling. Jeg bruker en LabJack, men hobbymikroer som Arduino eller Pi ville være passende.
En PC, jeg bruker en bærbar datamaskin med Windows.
Lodding.
Verktøy;
Loddejern.
Den vanlige samlingen av verktøy for å lage kretser som wire cutters/strippers etc.
Trinn 1: Differensielle trykksensorer
Jeg bruker de illustrerte. Dataark og annen informasjon finner du på www.analogmicro.de. Disse sensorene kan sende ut avlesninger enten som et analogt spenningssignal eller gjennom en IC2 -buss. Jeg bruker den analoge utgangen.
De måler differensialtrykk, som krever to trykkinnganger, det vil si at de sender ut en verdi som er differansen i trykk mellom de to inngangene. Skissen viser at en sensor er koblet til to tappinger på en venturi for å måle den faktiske strømningen. En annen sensor måler depresjonen i plenum. Dette refereres til omgivende barometrisk trykk, og så ett trykk er åpent for atmosfæren.
Disse to sensorene alene er nok til å gi nyttige strømningsmålinger, men resultatene påvirkes av miljøforhold og for repeterbarhet er det nødvendig å justere avlesningene ved hjelp av barometrisk trykk, temperatur og relativ fuktighet.
Trinn 2: Temperatursensorer
Jeg bruker to av disse. De er av halvleder -typen, LM34, som jeg innkapsler i epoxy inne i et aluminiumshus for robusthet. Jeg fester den ene til strømningsmåleventurien og den andre til sylinderhodet som måles. Bildene viser dette bedre enn ord kan. Det første bildet viser en festet på venturien, vær også oppmerksom på trykkuttakene som fortsetter til trykksensorene i forrige trinn.
Trinn 3: Fuktighets- og barometriske trykksensorer
Disse er montert på et kort sammen med forskjellige tilkoblinger til annen sensor og strømforsyning, samt tilkobling til en LabJack som jeg bruker til å samle sensorutgangene og sende dataene til en PC for analyse.
Trinn 4: Swirl Meter
Flyt gjennom en port er ikke den eneste parameteren av interesse som vi kan måle med en strømningsbenk hvis vi har de riktige sensorene. Virvel er et mål på rotasjonsaspektet ved luftstrømmen inn i en motor. Det er av interesse fordi virvel bidrar til å blande drivstoffet med luften og påvirker forbrenningen av motoren.
Jeg lagde et løpehjul som etter en sedimenteringsperiode snurrer nær turtallet for gassvirvelen. I den andre enden av skaftet er et hakket hjul. Hakkbevegelsene registreres av to sensorer av optisk gapetype. Jeg bruker to fordi de med passende posisjonering gir A- og B -signalene til en kvadraturkoder. Dette gjør at programvaren min kan beregne turtall og retning. Oscilloskopbildet viser utgangen til de to sensorene.
Trinn 5: Et verktøy for en sensor
Dette trinnet handler ikke om en sensor som sådan, men et lokalt måleverktøy for strømningshastighet som er koblet til en tredje trykksensor. Det er et pitotrør som enhetene som brukes på fly for å måle lufthastighet. Den er bøyd 180 grader. slik at den kan settes ned inne i en port og måle lokale hastigheter for å bygge opp et kart over hastighetsfordelingen i forskjellige deler av porten.
Trinn 6: Sett alt sammen
Jeg nevnte at jeg bruker en LabJack (labjack.com) til å samle inn dataene. Dette er et fornuftig prisdatainnsamlingssystem som sender data tilbake til en PC og mottar instruksjoner fra PCen. Jeg har koblet de fleste LabJack -inngangene etc. til en D25 -kontakt som gjør at jeg raskt kan bytte den fra jobb til jobb.
Alle sensorutgangene føres inn i en dedikert boks (en prosjektboks for RS -komponenter.) For beskyttelse og gir et enkelt sted for en kabel for tilkobling til LabJack. Trykkfølere finnes også i denne boksen.
Trinn 7: Hvordan alt er koblet til
Her er noen grove kretsskisser som jeg laget for en venn. Kanskje ikke pent eller omfattende, men de viser det generelle oppsettet. De presenterte her på FWIW -grunnlag.
Trinn 8: Programvare
Jeg skrev noe programvare i Delphi (Pascal for Windows) for å kontrollere datainnsamlingen fra LabJack og tilby databehandlingsfunksjoner. Bildene er skjermbilder av et par vinduer. Den første viser hvordan dataene er tabulert og plottet. LabJack kommer med Windows -drivere som gjør det enkelt å inkludere kontrollfunksjoner i dine egne programmer. LabJack har to metoder for å sende data, den første er det jeg kaller "spør og motta". PC -programvaren ber om data og LabJack sender dem. Det er modusen jeg bruker med strømningsbenken. Den andre modusen er "streaming" og er raskere, data sendes kontinuerlig og trenger bare å spørre i starten. Jeg bruker den modusen på sjokkdynoen min som er kort beskrevet i en annen nylig Instructable som du finner på
www.instructables.com/id/A-Basic-Course-on-Data-Acquisition/