Журнал Flow Control является ведущим мировым изданием, посвященным современным технологиям измерения, перемещения и хранения жидкостей, газов и шламов. На протяжении почти двух десятилетий Flow Control проводит конкурс «Инновация», цель которого – отметить последние новинки и технологические прорывы. Каждый год на основе открытого голосования читателей журнала выбираются финалисты и победитель конкурса.
В этом году финалистом конкурса стали тепловые расходомеры серии EL-FLOW Prestige от компании Bronkhorst®. На их основе была создана гибкая система тестирования автомобильных лямбда-зондов.
Каждый современный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания имеет автоматическую систему оптимизации работы двигателя. Лямбда-зонд, расположенный в выхлопной системе автомобиля, измеряет содержание кислорода в автомобильных выхлопных газах. Измеренное содержание кислорода является мерой эффективности процесса горения в двигателе автомобиля. Показания лямбда-зонда передаются в систему управления двигателем и, при необходимости, соотношение топливо/кислород оптимизируется за счет регулировки подачи топлива.
Перед исследовательской группой стояла задача проверить работу лямбда-зондов при различных составах выхлопных газов. Было решено отказаться от использования реальных выхлопных газов. Зонды должны были тестироваться на газовых смесях, имитирующих выхлопные газы. При этом необходимо иметь возможность изменять содержание в смеси целого ряда компонентов (O2, CO, CO2, NO и т.д.) в широком диапазоне. А также требовалось обеспечить быстрый переход от одной газовой смеси к другой.
Решение от Bronkhorst®
Для создания газовых смесей, имитирующих выхлопной газ автомобиля, специалисты Bronkhorst® предложили использовать несколько тепловых массовых регуляторов расхода серии EL-FLOW Prestige. Каждый расходомер регулировал расход одного из компонентов, который может присутствовать в выхлопном газе (N2, O2, CO, CO2, NO, углеводороды, соединения серы и т.д.). Далее газы поступали в смесительную камеру, а затем к лямбда-зонду. Расходомеры EL-FLOW Prestige позволяют подавать крайне малые расходы компонентов в смесь. Были использованы приборы на несколько диапазонов расходов от 9 н.мл/мин до 20 н.л/мин.
Для повышения производительности испытательного стенда лямбда-зондов, на следующем этапе Bronkhorst® поставил второй комплект массовых расходомеров EL-FLOW Prestige. В то время как лямбда-зонд испытывался с использованием первой смеси из первой смесительной камеры, вторая газовая смесь другого состава предварительно подготавливалась во второй смесительной камере. Таким образом, стенд может переключаться с одной рабочей точки на другую, отключая одну из смесительных камер от лямбда-зонда, что значительно экономит время.
Массовые расходомеры серии EL-FLOW Prestige были выбраны для решения этой задачи, поскольку обеспечивали высокую гибкость настройки системы и обладают высокой точностью измерения. Ведь состав реальных выхлопных газов может варьироваться в широком диапазоне.