Измервател на въздушната маса

Измервателят на въздушния поток е проектиран да доставя на ECU информация за количеството въздух, постъпващо в цилиндрите на двигател с вътрешно горене. Тези устройства обикновено са разделени на няколко вида – механични, филмови (горещо-мембранни), сензори за налягане. Първият тип се счита за остарял и рядко се използва, докато останалите са по-често срещани. Има редица типични признаци и причини, поради които разходомерът се повреди напълно или частично. След това ще ги разгледаме с вас и ще говорим за това как да проверите, поправите или замените разходомера.

Съдържание

  • Какво е разходомер
  • Симптоми и причини за неизправности
  • Как да проверите разходомера

Какво е разходомер

Както бе споменато по-горе, разходомерите са предназначени да показват обема и контрола на въздуха, консумиран от двигателя. Преди да пристъпим към описанието на принципа на тяхната работа, е необходимо да засегнем въпроса за видовете. В крайна сметка работата му ще зависи от това.

Видове разходомери

Външен вид на разходомера

Първите модели бяха механични и бяха инсталирани на следните системи за впръскване на гориво:

  • разпределена инжекция Jetronic;
  • комбинирана система за електронно впръскване и електронно запалване Motronic;
  • K-Jetronic;
  • KE-Jetronic;
  • L-Jetronic.

Корпусът на механичния разходомер съдържа амортисьорна камера, измервателна клапа, възвратна пружина, амортисьорна клапа, потенциометър и байпас (байпасен канал) с регулируем регулатор.

В допълнение към механичните разходомери има и следните видове по-модерни инструменти:

  • разходомер с нагрята нишка;
  • разходомер с термометров анемометър;
  • дебелостенни разходомер за отвор;
  • сензор за въздушно налягане в колектора.

След това ще разгледаме принципа на действие на изброените устройства.

Принцип на работа на разходомера

Измервател на въздушната маса

Диаграма на механичния разходомер. 1 – захранване от електронен блок за управление; 2 – сензор за температура на входящия въздух; 3 – подаване на въздух от въздушния филтър; 4 – спирална пружина; 5 – амортисьорна камера; 6 – амортисьор амортисьор камера; 7 – подаване на въздух към дроселната клапа; 8 – клапан за въздушно налягане; 9 – байпасен канал; 10 – потенциометър

Нека започнем с механичен разходомер . Принципът му на действие се основава на това колко далеч се движи измервателната клапа в зависимост от обема на въздуха, преминал през нея. На същата ос като измервателната клапа има и амортисьорна клапа и потенциометър (регулируем делител на напрежението). Последният е направен под формата на електронна схема със запоени резисторни релси. В процеса на завъртане на амортисьора плъзгачът се движи по тях и по този начин съпротивлението се променя. Съответно напрежението, което потенциометърът предава, се измерва в съответствие с положителната обратна връзка и се предава на електронния блок за управление. За да се регулира работата на потенциометъра, в неговата верига е включен и сензор за температура на входящия въздух.

Понастоящем обаче механичните разходомери се считат за остарели, тъй като са заменени от техните електронни аналози. Те нямат движещи се механични части, поради което са по-надеждни, дават по-точни резултати и тяхната работа не зависи от температурата на входящия въздух.

Друго име за такива разходомери е сензорът за масов въздушен поток . На свой ред те се разделят на два типа в зависимост от използвания сензорен елемент:

  • жица (Hot Wire MAF Sensor);
  • филм (Сензор за въздушен поток с горещ филм, HFM).
Измервател на въздушната маса

DMRV (сензор за масов въздушен поток)

Повече информация

Измервател на въздушната маса

Измервател на въздушната маса с нагревателен елемент от жица (нажежаема жичка). 1 – температурен сензор; 2 – сензорен пръстен с нагревателен елемент от тел; 3 – прецизен реостат; Qm – масов въздушен поток за единица време

Работата на устройства от първи тип се основава на използването на нагрята платинена нишка . Електрическата верига постоянно поддържа нишката в нагрято състояние (платината е избрана поради факта, че металът има ниско специфично съпротивление, не се окислява и не се поддава на агресивни химични фактори). Дизайнът предвижда, че преминаващият въздух охлажда повърхността му. Електрическата верига има отрицателна обратна връзка, при което към нишката се подава повече електрически ток, когато се охлажда, за да поддържа температурата постоянна.

Също така във веригата има преобразувател, чиято задача е да преобразува стойността на променящия се ток в потенциална разлика, тоест напрежение. Съществува нелинейна експоненциална връзка между получената стойност на напрежението и преминалия обем въздух. Точната формула е програмирана в ECU и в съответствие с нея тя решава колко въздух е необходим в даден момент.

Дизайнът на проводника на разходомера предполага така наречения режим на самопочистване. В този случай платинената нишка се нагрява до температура от + 1000 ° C. В резултат на нагряването от повърхността му се изпаряват различни химични елементи, включително прах. Поради това нагряване дебелината на конеца постепенно намалява. Това води, първо, до грешки в показанията на сензора, и второ, до постепенното износване на самата резба.

Измервател на въздушната маса

Схема на измервател на масовия въздушен разход с анемометър с термичен филм. 1 – клеми на електрическия съединител, 2 – измервателна тръба или корпус на въздушния филтър, 3 – изчислителна верига (хибридна верига), 4 – вход за въздух, 5 – чувствителен елемент на сензора, 6 – изход за въздух, 7 – байпасен канал, 8 – сензор жилище.

Сега нека разгледаме работата на филмов сензор за масов въздушен поток . Те са два вида – с анемометър с горещ филм и на базата на дебелостенна диафрагма. Нека започнем с първата.

Това е резултат от еволюцията на теленен разходомер, но вместо жица в този случай като чувствителен елемент се използва силициев кристал, на чиято повърхност са запоени няколко слоя платина, които се използват като резистори. В частност:

  • нагревателен резистор;
  • два термични резистора;
  • резистор на температурата на входящия въздух.

По аналогия с теленен разходомер, сензорният елемент се намира в канала, през който тече въздухът. Постоянно се нагрява благодарение на използването на нагревателен резистор. Когато влезе в канала, въздухът променя температурата си, която се фиксира от термистори, монтирани в двата края на канала. Разликата в показанията им в двата края на диафрагмата е потенциалната разлика, т.е. постоянно напрежение (вариращо от 0 до 5 V). Най-често този аналогов сигнал се цифровизира под формата на електрически импулси, които се предават директно към ECU на автомобила.

Измервател на въздушната маса

Принципът на измерване на масовия въздушен поток с анемометър с термичен филм. 1 – температурна характеристика при липса на въздушен поток; 2 – температурна характеристика при наличие на въздушен поток; 3 – чувствителен елемент на сензора; 4 – отоплителна зона; 5 – сензорна мембрана; 6 – сензор с измервателна тръба; 7 – въздушен поток; M1, M2 – точки на измерване, T1, T2 – температурни стойности в точките на измерване M1 и M2; ΔT – температурна разлика

Що се отнася до втория тип филмови разходомери, те се основават на използването на дебелостенна отворна плоча, разположена върху керамична основа. Неговият активен сензор регистрира промени във вакуума на смукателния колектор въз основа на деформацията на мембранната мембрана. При значителна деформация се получава съответстващ купол с диаметър 3 … 5 mm и височина около 100 микрона. Вътре са разположени пиезоелектрични елементи, които преобразуват механичните ефекти в електрически сигнали, които впоследствие се предават на ECU.

В съвременните автомобили, които използват електронно запалване, се използват сензори за въздушно налягане , които се считат за по-технологично напреднали от класическите разходомери, работещи съгласно схемите, описани по-горе. Сензорът е разположен в колектора и отчита налягането и натоварването на двигателя, както и количеството на рециркулиращите газове. По-специално, той е свързан с всмукателния колектор с помощта на вакуумен маркуч. По време на работа в колектора се генерира вакуум, който действа върху сензорната мембрана. Тензодатчиците са разположени директно върху мембраната, чието електрическо съпротивление се променя в зависимост от положението на мембраната.

Алгоритъмът на работа на сензора се състои в сравняване на атмосферното налягане и налягането върху мембраната. Колкото по-голям е той, толкова по-голяма е промяната в съпротивлението, а оттам и напрежението, подавано към ECU. Сензорът се захранва от 5 V DC, а управляващият сигнал е импулс с постоянно напрежение от 1 до 4,5 V (в първия случай това е празен ход на двигателя, във втория двигателят работи при максимално натоварване). Директно ECU изчислява масовото количество въздух въз основа също на плътността на въздуха, неговата температура, както и броя на оборотите на коляновия вал.

Поради факта, че сензорът за масовия въздушен поток е доста уязвимо устройство и често се проваля, от около началото на 2000-те години автомобилните производители започнаха да отказват използването му в полза на използването на двигатели със сензор за въздушно налягане.

Измервател на въздушната маса

Филмов въздухомер. 1 – измервателна верига; 2 – диафрагма; 3 – еталонна камера под налягане; 4 – измервателни елементи; 5 – керамичен субстрат

Използвайки получените данни, електронният блок за управление регулира следните параметри. За бензинови двигатели:

  • момента на впръскване на гориво;
  • неговото количество;
  • момент на запалване;
  • алгоритъмът на системата за регенериране на бензинови пари.

За дизелови двигатели:

  • момента на впръскване на гориво;
  • алгоритъм на системата за рециркулация на отработени газове.

Както можете да видите, устройството на сензора е просто, но изпълнява редица ключови функции, без които работата на двигателите с вътрешно горене би била невъзможна. Сега да преминем към разглеждане на симптомите и причините за неизправности на този възел.

Симптоми и причини за неизправности

В случай на частична повреда на разходомера, водачът ще забележи една или повече от следните ситуации. В частност:

  • двигателят няма да стартира;
  • нестабилна работа (плаваща скорост) на двигателя в режим на празен ход, до изключването му;
  • динамичните характеристики на автомобила са намалени (по време на ускорението двигателят „пада“ при натискане на педала на газта);
  • значителен прекомерен разход на гориво;
  • светва предупредителната лампа Check Engine на таблото.

Изброените симптоми може да са резултат от други неизправности на отделни елементи на двигателя, но освен всичко друго е необходимо да се провери работата на измервателя на въздушната маса. Сега нека разгледаме причините, поради които се появяват описаните неизправности:

Измервател на въздушната маса

Реконструкция на разходомера

  • Естествено стареене и повреда на сензора . Това важи особено за относително стари машини, на които е инсталиран оригинален разходомер.
  • Претоварване на двигателя . Поради прегряване на сензора и отделните му елементи, той може да даде неверни данни на ECU. Това се дължи на факта, че при значително нагряване на метала се променя електрическото му съпротивление и съответно изчислените данни за количеството въздух, преминало през устройството.
  • Механични повреди на разходомера . Тя може да бъде резултат от различни действия. Например повреда при смяна на въздушния филтър или други компоненти в близост до него, счупени контакти по време на инсталацията и т.н.
  • Проникване на влага в корпуса . Причината е доста рядка, но може да възникне, ако по някаква причина в двигателното отделение попадне голямо количество вода. Това може да причини късо съединение във веригата на сензора.

По правило разходомерът не може да бъде ремонтиран (с изключение на механичните проби) и ако не успее, трябва да бъде заменен. За щастие устройството е евтино и процесът на демонтиране и инсталиране не отнема много време и усилия. Преди да подмените обаче, е необходимо да диагностицирате сензора и да опитате да почистите сензора с почистващ препарат за карбуратор.

Как да проверите въздухомера

Процесът на проверка на въздухомера е ясен и може да се направи по няколко начина. Нека ги разгледаме по-подробно.

Изключване на сензора

Най-лесният метод е да изключите глюкомера. За целта при изключен двигател изключете захранващия кабел, подходящ за сензора (обикновено червено-черен). След това стартирайте двигателя и карайте колата. Ако предупредителната лампа Check Engine свети на таблото, оборотите на празен ход са надвишили 1500 оборота в минута и динамиката на автомобила се е подобрила, това означава, че с голяма степен на вероятност може да се твърди, че сензорът ви за масов въздушен поток е повреден . Препоръчваме обаче да извършите допълнителна диагностика.

Сканиране със скенер

Друг диагностичен метод е използването на специален скенер за откриване на грешки в автомобилните системи. В момента има голямо разнообразие от такива устройства. По-професионални модели се използват в бензиностанции или сервизни центрове. Има обаче по-лесно решение за обикновения собственик на автомобил.

Състои се в инсталиране на специален софтуер на смартфон или таблет с операционната система Android. С помощта на кабел и адаптер приспособлението е свързано с ECU на автомобила и споменатата програма ви позволява да получите информация за кода за грешка. За да ги дешифрирате, трябва да използвате справочната литература.

Популярни адаптери:

Измервател на въздушната маса

Адаптер ELM327

  • K-Line 409.1;
  • ELM327;
  • OP-COM.

Що се отнася до софтуера, най-често собствениците на автомобили използват следния софтуер:

  • Torque Pro;
  • OBD Auto Doctor;
  • ScanMaster Lite;
  • BMWhat.

Най-често срещаните кодове за грешки:

  • P0100 – верига за сензор за масов или обемен въздушен поток;
  • P0102 – ниско ниво на сигнала на входа на масова или обемна верига на сензора за въздушен поток;
  • P0103 – високо ниво на сигнала на входа на веригата на сензора за масов или обемен въздушен поток.

С помощта на изброените хардуерни и софтуерни инструменти можете не само да търсите грешка на въздухомера, но и да направите допълнителни настройки за инсталирания сензор или други компоненти на автомобила.

Проверка на разходомера с мултицет

Измервател на въздушната маса

Проверка на DMRV с мултицет

Също така, сред автомобилистите, популярен начин за проверка на разходомера с помощта на мултицет. Тъй като сензорът за масов въздушен поток BOSCH е най-популярният у нас, алгоритъмът за проверка ще бъде описан специално за него:

  1. Превключете мултицета в режим на измерване на постояннотоково напрежение (на английско съкращение – DC). Задайте горна граница, така че инструментът да може да открива напрежения до 2 V.
  2. Стартирайте двигателя на автомобила и отворете капака.
  3. Намерете директно въздухомера. Обикновено се намира на или зад корпуса на въздушния филтър.
  4. Червената мултиметрова сонда трябва да бъде свързана към жълтия проводник на сензора, а черният проводник към зеления.
  5. Ако сензорът работи правилно, тогава стойността на напрежението на екрана на мултиметъра не трябва да надвишава 1,05 V. Ако напрежението е много по-високо, тогава сензорът е напълно или частично в неизправност.

Ето таблица за вас, където са посочени стойността на полученото напрежение и състоянието на сензора.

Стойност на напрежението, V Състояние на сензора0.966 … 1.01Стойност на напрежението на новия сензор за масов въздушен поток1,01 … 1,02Добро състояние на сензора1,02 … 1,03Средно състояние1,03 … 1,04Сензорът е към своя край1,04 … 1,05Много лошо състояниеНад 1,05Сензорът трябва да бъде сменен спешно

Визуална проверка и почистване на въздухомера

Ако не разполагате със скенер или подходящ софтуер, за да диагностицирате удобно състоянието на MAF сензора, трябва да извършите визуална проверка, за да установите неизправност на измервателния уред. Факт е, че ситуациите не са необичайни, когато в тялото му попаднат мръсотия, масло или други технологични течности. Това води до грешки в извежданите данни от устройството.

За визуална проверка първата стъпка е демонтирането на разходомера. Всеки модел автомобил може да има свои собствени нюанси, но като цяло алгоритъмът ще бъде приблизително както следва:

  1. Изключете запалването на автомобила.
  2. С помощта на гаечен ключ (обикновено 10) разкачете въздушния маркуч, през който се подава въздух към него.
  3. Изключете проводниците, изброени в предишния параграф, от сензора.
  4. Демонтирайте внимателно сензора, без да губите О-пръстена.

След това трябва да извършите визуална проверка. По-специално, трябва да се уверите, че всички видими контакти са в добро състояние, не са счупени или окислени. Също така проверете за прах, отломки и технологични течности както вътре в корпуса, така и директно върху сензорния елемент. Тяхното присъствие може да причини грешки в предадените показания.

Съответно, ако се установи определеното замърсяване, е необходимо да се почисти корпусът и чувствителният елемент. За това е най-добре да използвате въздушен компресор и парцали ( с изключение на разходомер за фолио, той не може да бъде почистен или издухван със сгъстен въздух ).

Следвайте внимателно процедурата за почистване, за да не повредите вътрешните му елементи, особено конците.

Резултати

Накрая ще дадем още няколко съвета как да удължим живота на въздухомера. Първо, сменяйте редовно въздушния филтър. В противен случай сензорът ще прегрее и ще даде грешни данни. На второ място, не позволявайте общото прегряване на двигателя и се уверете, че охладителната система работи нормално. Трето, ако почиствате въздухомера, следвайте внимателно тази процедура. За съжаление повечето съвременни сензори за масов въздушен поток не могат да бъдат ремонтирани, поради което в случай на пълна или частична повреда трябва да се направи подходяща подмяна.

Подобен...