Автомобильный двигатель имеет множество режимов работы и для каждого из них необходима горючая смесь правильной консистенции, другими словами идеальное соотношение воздуха и топлива. Именно за этим следит датчик массового расхода воздуха (ДМРВ, расходомер, MAF - Mass Airflow).
Главной задачей расходомера является - определять количество воздуха, которое поступает в цилиндры и передавать эту информацию в ЭБУ, который уже делает соответствующие выводы и решает увеличить или сократить количество воздуха или топлива. ДМРВ состоит из: пластикового корпуса и термоанемометра, который производит измерение затрат воздуха.
Нарушения в работе датчика массового расхода воздуха чреваты перебоями в работе всего . Повредить или вывести из строя расходомер очень просто, достаточно будет чрезмерного усилия при очистке или демонтаже ДМРВ. При этом ремонту этот датчик не подлежит, устранить неисправность можно лишь путем полной его замены.
Признаки неисправности ДМРВ:
- Неровная работа двигателя на холостых.
- Ухудшение динамики разгона - «тупой разгон».
- Слишком высокие или низкие холостые обороты.
- Увеличенный расход топлива.
- Двигатель не запускается.
Впрочем нельзя исключать и других причин, по которым ДМРВ может не работать. Например, если в шланге, соединяющем расходомер и дроссельный модуль, имеются трещины, повреждена проводка датчика или есть другие проблемы с питанием датчика массового расхода воздуха, может выглядит как неисправный.
Как проверить ДМРВ?
Способ Первый - отключение датчика
Отключите разъем датчика, затем попробуйте завести мотор. При отключенном ДМРВ контроллер начинает работать в аварийном режиме, а приготовление топливно-воздушной смеси происходит с учетом положения дроссельной заслонки о котором сообщает другой не менее важный датчик под названием ДПДЗ (). Обороты мотора должны быть в районе 1500 об/мин. Сядьте за руль и попробуйте проехаться, если во время разгона вы почувствовали, что машина "ожила" и заметно улучшилась динамика, делаем вывод - неисправен ДМРВ .
Способ Второй - прошивка ЭБУ
В случае если вы заменили штатную прошивку ЭБУ на другую (с отличающимися настройками), попытайтесь сделать вот что: подсуньте под упор заслонки тонкую пластину толщиной 1 мм. В результате у вас должны подняться обороты, затем достаньте фишку с ДМРВ. Если мотор продолжит работать и не заглохнет - скорее всего, причина кроется в прошивке.
ДМРВ называют устройство, которое способно определить точное количество воздуха, впускаемого в мотор транспортного средства. При помощи ДМРВ можно контролировать заполнение цилиндров смесями. Подобное устройство считают одним из самых важных в системе впрыска, а его использование началось практически мгновенно после его создания. Место нахождения этого устройства — впускной тракт, а если говорить точнее, то располагается этот датчик между впуском и воздушным фильтром.
За один период, положение числа впускаемого горючего к воздуху равняется 1/14. Лишь при таких условиях мотор может работать оптимально. В случае возникновения проблем, отмечается перерасход горючего или уменьшение мощности двигателя.
Датчик массового расхода топлива замеряет поступивший воздух и передает эти данные бортовому компьютеру, который определяет, какое количество горючего необходимо выделить мотору.
Водитель может управлять числом воздуха, который поступает. Если нажать сильнее на педаль газа, попадет больше воздуха. Таким образом, при исправной работе датчика, бензина тоже будет больше. По этому, всегда стоит ехать спокойно и без рывков, это обеспечит небольшой расход воздуха а, соответственно, и бензина.
Конструкция ДМРВ
Что касается конструкции датчика массового расхода воздуха, то в измерительной трубке находится провод из платины, который имеет в диаметре 70 мкм. Непосредственно перед ним расположена дроссельная заслонка. Работает механизм по принципу постоянства температуры. На сегодняшний день, на рынке представлено множество разнообразных датчиков, которые отличаются своей конструкцией и способом определения количества воздуха.
Насчет платинового провода, то в былые времена он все время загрязнялся после работы. Что бы этого избежать, разработчиками была вмонтирована поддержка функции накалывания провода непосредственно в электрический блок управления. При выключении мотора, на протяжении всего лишь одной секунды, его поверхность нагревается до тысячи градусов Цельсия, вместе с чем удаляются все загрязнения. К сожалению, датчик массового расхода воздуха практически не поддается ремонту или восстановлению, по этому при поломке приходится менять все оборудование на новое.
Признаки неисправности ДМРВ
На самом деле, понять, что датчик неисправен не так уж и сложно, предлагаю рассмотреть признаки неисправности датчика массового расхода воздуха:
1.Если на приборной панели появляется надпись Check Engine. Однако, она свидетельствует не только о проблемах с ДМРВ, а также и о других неисправностях.
2. Если динамика вождения исчезла.
3. Если расход горючего повысился.
4. Если снизились «лошадиные силы».
5. Если существуют проблемы в эксплуатации нагретого мотора.
Однако, это еще не все. Необходимость в очистке датчика массового расхода воздуха может потребоваться и в других случаях. Например, посредством вентиляции моторного картера масло может стекать и нарушать работу датчика из-за попадания в фильтр воздуха либо воздуховода.
Кроме того, устройство имеет некие чувствительные зоны, попадание грязи на которые, может провоцировать некорректную работу ДМРВ. Хоть производители и пытаются разработать систему не собирающую грязь и устойчивую к различным температурам, случаи все же бывают.
На сегодняшний день, на рынке представлено множество вариаций датчиков массового расхода воздуха, а если быть точным, то их около 50. Так что, есть из чего выбирать.
Лопаточные расходомеры ДМРВ
Основой монтирования является трубка Пито, она отличается наличием тонкой пластинки по центру, которая способна изгибаться при помощи потока воздуха и очень мягко закреплена. Потенциометр регистрирует ее изгибы, меняя показатели сопротивления. С показаний потенциометра блок управления собирает данные и выбирает необходимое количество горючего.
ДМРВ с термоанемометрическими измерителями
Такой вариант является более актуальным и распространенным, чем предыдущий. В основе аппарата стоит теплообменник, к которому прикреплены две пластинки из платины, что пропускают ток. Одна из пластин является рабочей, а вторая — резервной. Температура в одной из пластин в любом случае должна быть выше другой. По этому одна из них все время охлаждается потоком воздуха, что бы хоть немного выровнять температуру. Для этого, в нерабочую пластину подается большое количество тока. Именно эти показатели влияют на реагирование блока управления и выделения им оптимального количества топлива. Если, в случае проверки мультиметром, уровень сигнала будет низким, это очень плохой признак.
Стоит сказать, что совсем недавно на рынке появились датчики массового расхода воздуха с пленочными измерителями (кремниевые пластины с платиновым напылением), однако, еще не успели получить свою популярность.
Как проверить работу ДМРВ
Предлагаю рассмотреть несколько вариантов для проверки датчика массового расхода воздуха.
Вариант первый. Необходимо отключить мотор и на бортовой системе отсоединить разъем подключения датчика. Если мотор будет включен, система будет работать в аварийном порядке. С этих пор, обороты подаваемого воздуха не так важны, как положение дроссельной заслонки. После отсоединения датчика массового расхода воздуха, начните движение транспортного средства. В случае увеличения динамики, к поломкам датчика стоит отнестись более серьезно.
Вариант второй. Эта проверка будет произведена визуальным методом. Необходимо посмотреть, нет ли в уголках высохшего масла, жидкости или загрязнений. Если вы найдете что-то такое, необходимо сразу же произвести чистку оборудования и устранить проблему с подтеком масла.
Вариант третий. Для того, что бы в точности проверить состояние датчика массового расхода воздуха требуется вооружиться мультиметром. Регулировка измерения постоянного напряжения должна составлять 2 В. Мультиметр нужно подсоединить к желтому и зеленому проводам, однако, нередко их расцветка может быть совсем другая, по этому важно знать последовательность разъемов: 1 и 3.
Вариант четвертый. Если мотор отключен, но включено зажигание, напряжение датчика массового расхода воздуха должно составлять 0.996 — 1.01 В. В случае превышения этой величины, вас могут ожидать плачевные последствия, так как, очень часто, датчик массового расхода воздуха можно выбросить, если напряжение достигло 1.05 В.
После проведения диагностики, вы можете смело приступать к ремонту ДМРВ.
Ремонт ДМРВ и прочистка
Хочется сразу предупредить читателей, что мнения профессионалов, насчет применения этой процедуры, довольно разные. Кто-то считает, что она способна еще больше навредить, а некоторые уверены, что она абсолютно безопасна и полезна.
Стоит также сказать, что применять запрещено следующие элементы:
1.Ватные палочки.
2. Сжатый воздух.
3. Ацетон.
Помните, что для очистки подобных конструкций требуется применять лишь специализированные моющие средства.
Для начала необходимо снять патрубок. К сожалению, без этого не получится правильно почистить датчик. Нужно открутить все саморезы, болты и снять датчик из патрубка. При этом, вы можете увидеть очень много масла на поверхности патрубка. В нашем случае, это неплохо, так как теперь появились шансы произвести ремонт устройства самостоятельно, не покупая нового, а он стоит недешево, примерно около 2000 рублей. Далее, нужно побрызгать специальной жидкостью несколько датчиков-проволок, которые держаться смолой.
Теперь необходимо подождать, пока все высохнет и при необходимости произвести этот процесс еще раз. В случае отсутствия специальных моющих жидкостей, можно применить обыкновенный спирт. Когда датчик будет очищен, нужно обратить внимание на сетку патрубка и его поверхность. Затем, мы производим замену воздушного фильтра и собираем все детали обратно.
Расходомер воздуха в автомобиле, как и все компоненты в нем, подвержены дефектам. Этот электронный компонент в машине также называют ДМРВ - датчик массового расхода воздуха. К сожалению, несмотря на современные технологии этот датчик может достаточно быстро выходить из строя, доставляя массу . Сегодня мы предлагаем узнать о расходомере воздуха в вашем автомобиле, а также о различных признаках неисправности ДМРВ, о причинах его поломки и о стоимости ремонта.
Почему этот датчик называется расходомером воздуха или датчиком массового расхода воздуха?
Дело в том, что этот важный датчик устанавливается, как правило, в систему впуска двигателя и располагается между корпусом и дроссельной заслонкой. Причем этим датчиком оснащаются как бензиновые, так и дизельные автомобили.
С помощью расходомера воздуха электронный блок управления двигателем определяет массу всасываемого . На основе данных с датчика электроника регулирует , которое в необходимом количестве, должно быть смешано с поступающим кислородом. Это позволяет создавать в камере сгорания двигателя оптимальную топливную смесь для идеального сгорания.
К сожалению, датчик массового расхода воздуха часто становится причиной появления ошибок в электронике автомобиля, что в итоге отражается на работе двигателя. Например, если расходомер воздуха в машине неисправен, то двигатель машины перестает работать в оптимальном режиме. В результате в большинстве случаев мотор начинает работать в аварийном режиме, а на приборной панели появляется предупреждающий .
Главный минус датчика массового расхода воздуха, это его стоимость. Например, новый расходомер воздуха может стоить и 3000 рублей и даже 30 000 рублей. Все, конечно, зависит от вашей марки и модели автомобиля и от того какой вы хотите купить датчик — оригинал / неоригинал.
Но чаще всего стоимость ДМРВ в среднем варьируется от 3750 - 12 000 рублей.
К сожалению, так как расходомер воздуха является чрезвычайно чувствительным компонентом, то он часто может быстро выходить из строя при неправильной установке. Именно поэтому мы не рекомендуем самостоятельную замену датчика.
Кстати, замена расходомера в среднем занимает от 15 до 60 минут.
И так как же работает датчик массового расхода воздуха, какие самые частые признаки его неисправности и что делать в случае поломки?
Функция расходомера воздуха
Расходомер воздуха (ДМРВ) является относительно небольшой составляющей, имеющей большое значение в правильной работе системы управления двигателем.
Почти все современные в настоящий момент используют расходомер воздуха для расчета оптимального впрыска топлива в камеру сгорания. Расходомер расположен во впускном коллекторе между дросселем и воздушным фильтром.
Помимо вычислений массы воздуха, датчик определяет температуру и давление всасываемого кислорода. Исходя из полученных значений, блок управления двигателем вычисляет количество необходимого топлива для подачи в двигатель и время зажигания. В дизельных автомобилях расходомер воздуха также влияет на работу системы рециркуляции отработавших газов.
До 1980-х года в автомобилях использовался механический датчик определения потоков воздуха. Но сегодня механический датчик больше не в состоянии справится с современными требованиями современных бензиновых и дизельных моторов.
Современные виды ДМРВ
Обычные современные расходомеры воздуха в машине оснащены двумя платиновыми резисторами (нагревательные металлические нити). Первый резистор экранирован от проходящего воздуха, второй - находится непосредственно в воздушном потоке. ДМПВ подключен к электроцепи автомобиля. С помощью электричества в датчике нагреваются оба резистора.
Но температура двух резисторов естественно отличается, поскольку неэкранированный резистор постоянно охлаждается проходящим потоком воздуха. Экранированный же резистор нагревается быстрее и больше. В результате в электронный блок управления двигателем поступает информация о двух разных значениях. На основе разницы значений блок управления двигателем и определяет массу .
Для того чтобы предотвратить быстрое загрязнение ДМРВ предусмотрена принудительная система очистки. Например, после выключения мотора датчик нагревается. Благодаря этому датчик очищается от загрязнений.
Также достаточно недавно появился новый вид датчиков ДМРВ. Это новое поколение расходомеров воздуха использует вместо проволоки нагревательную пленку. Это тонкая пленка с тонким керамическим слоем.
Новый вид датчиков также подключен к электросети автомобиля. Электричество удерживает датчик на определенной температуре нагрева. Когда воздух охлаждает датчик, то ему приходится снова за счет тока нагреваться до заданной температуры. Соответственно, чем больше потоков воздуха проходит через датчик, тем больше он остывает.
Соответственно тем больше необходимо время чтобы восстановить заданную температуру нагрева ДМПВ.
Именно по требуемому объему нагрева электронный блок управления двигателем и определяет сколько воздуха проходит через датчик и соответственно какое количество топлива оптимально подать в камеру сгорания.
Преимущество этого вида датчиков в том, что они не требуют системы очистки с помощью нагрева на высокой температуре.
Признаки неисправности расходомера воздуха (ДМРВ)
Датчик массового расхода воздуха не только важен для мощности вашего автомобиля, но и необходим для регулирования минимального уровня загрязняющих веществ в выхлопной системе машины. Если расходомер воздуха неисправен или загрязнен, он не будет давать правильные показания блоку управления двигателем. Итог: оптимальное количество топлива не будет подаваться в камеру сгорания.
В результате может получиться так, что система впрыска топлива будет подавать в камеру сгорания или впускной канал двигателя либо слишком мало, либо слишком много топлива.
Обычно при неисправности ДМРВ симптомы варьируются от потери мощности, потери плавности хода и нестабильности оборотов двигателя на холостом ходу, до осечек в системе зажигания и неправильного выхлопа. Иногда из-за поломки датчика массового расхода воздуха из выхлопной трубы может идти черный дым.
Однако обращаем ваше внимание, что подобные признаки могут появиться и при других неисправностях автомобиля. Например, похожие симптомы поломки могут быть при неисправности турбокомпрессора или из-за неисправности системы зажигания. Поэтому эти признаки неисправности не могут являться 100% индикаторами выхода из строя датчика расхода воздуха.
При определенных обстоятельствах, если датчик массового расхода воздуха начинает работать неправильно, двигатель автомобиля обычно переходит в аварийный режим (аварийную программу). При этом, как правило, на приборной панели автомобиля .
Эта программа необходима, чтобы защитить мотор от повреждений и сохранить более-менее чистый выхлоп насколько это возможно. Естественно, при этом происходит уменьшение мощности двигателя. Чтобы владелец машины знал, что мотор перешел в аварийную программу и придуман значок на приборке "Чек двигателя ".
Также в электронной системе автомобиля в памяти записывается , с помощью которой при диагностике можно узнать причину включения аварийной программы работы силового агрегата.
Проверка расходомера воздуха
Так как неисправность датчика массового расхода воздуха приводит к аварийному режиму работы мотора, а также к появлению в памяти компьютера автомобиля ошибки неисправности, самым надежным способом выяснить причину появления значка на приборной панели "Чек двигателя" является электронная диагностика автомобиля. Во время этой диагностики через специальный разъем специалист подключает оборудование для считывания из системы машины возникших ошибок.
Однако, бывает так, что в памяти компьютера автомобиля нет активных ошибок. Что делать в этом случае, если все-таки есть признаки неисправности ДМРВ?
Естественно, в этом случае необходим визуальный осмотр расходомера воздуха. Правда в большинстве случаев, визуальный осмотр не сможет точно установить неисправность датчика. В этом случае обычно автомастера предлагают владельцам установить для теста рабочий ДМРВ и проверить как поведет себя машина с новым датчиком. Естественно, если после тестирования выяснится, что признаки неисправности ушли, то старый датчик однозначно работал неправильно.
Правда этот способ подходит только, если мастер на 99% уверен, что причина плохой работы двигателя является неисправность ДМРВ. Дело в том, что не всегда у автослесаря найдется в запасах рабочий ДМРВ для вашей модели автомобиля.
В этом случае вам придется купить новый датчик.
Естественно, в случае если неисправность не была связана с датчиком, вы просто выкинете лишние деньги. Причем немалые, поскольку ДМРВ стоят очень дорого.
Самым же простым тестом для проверки работоспособности датчика массового расхода воздуха является простое испытание, которое может сделать любой.
Для этого вам необходимо обесточить датчик.
Если двигатель после отключения расходомера воздуха стал работать лучше, то, скорее всего, ДМРВ неисправен. Однако этот тест, к сожалению, подходит не для всех автомобилей.
Причины дефектов в расходомере воздуха
Расходомер воздуха является износостойким компонентом в машине. Но ничто не вечно в нашем мире. Естественно, чем больше пробег машины, тем больше изнашивается запчастей. Это касается и датчика массового расхода воздуха. Например, по мере увеличения пробега автомобиля с каждым разом ДМРВ посылает блоку управления двигателем все больше неверных значений.
И рано или поздно ДМРВ выйдет из строя. К сожалению, на первых порах вы можете не заметить неправильную работу мотора. Но по мере увеличения износа датчика вы начнете замечать, что автомобиль ведет себя неправильно. Во-первых, первым признаком неисправности ДМРВ является .
Но не всегда выход из строя датчика расхода воздуха связан с большим пробегом машины. Иногда расходомер воздуха может выйти из строя очень рано.
Например, если вы часто ездите быстро в сильный дождь, то вода может проходить через попадая на датчик массового расхода воздуха.
В итоге, вода может в короткий срок привести к дефекту датчика. Кроме того, датчик может быстро выйти из строя из-за негерметичности системы впуска или из-за несвоевременной замены воздушного фильтра. Дело в том, что если на датчик будет попадать песок и другая грязь из фильтра или с улицы, то он не сможет долго работать исправно.
Очистка датчика массового расхода воздуха
В некоторых случаях при неисправности ДМРВ может помочь его очистка. Например, если причина неправильного замера объема поступаемого воздуха в двигатель связана с загрязнением расходомера воздуха. Однако при очистке ДМРВ следует проявлять осторожность, поскольку сенсорные части датчика очень чувствительны к касанию.
Чтобы очистить датчик массового расхода воздуха применяются специальные автомобильные очистители. Правда для очистки датчик придется снять с машины. После очистки и высыхания датчика он устанавливается назад на автомобиль. В этом случае также проверьте . Если он загрязнен, то нужно установить новый фильтр.
Ремонт и расходы
Если в вашей машине вышел из строя датчик массового расхода воздуха, то рекомендуем производить . К счастью, стоимость работы по замене датчика небольшая, поскольку в большинстве машин ДМРВ легко доступен. В большинстве случае для замены расходомера воздуха необходимо примерно от 15 минут до 1 часа в зависимости от марки и модели автомобиля.
К сожалению, во многих современных автомобилях для замены ДМРВ необходим специальный инструмент. Также во многих современных автомобилях после замены датчика расхода воздуха, возможно, придется "прописывать" расходомер в блоке управления двигателем, тем самым информируя электронику о новом датчике. К сожалению, поэтому не все владельцы автомобилей знакомые с авторемонтом могут самостоятельно поменять ДМРВ в своей машине.
Стоит ли покупать неоригинальный датчик массового расхода воздуха? К сожалению, стоимость ДМРВ не маленькая. Поэтому многих водителей часто интересует вопрос, можно ли вместо оригинального расходомера приобрести его аналог?
Однозначно на этот вопрос ответить нельзя. Все зависит от марки и модели вашего автомобиля и конечно от производителя датчиков. Например, на рынке есть автомобили, для которых неоригинальных датчиков вы не найдете.
Если вы все-таки решили приобрести неоригинальный ДМРВ, то выбирайте только надежных поставщиков среди известных производителей.
К сожалению, стоимость датчиков массового расхода воздуха немаленькая (особенно в современных новых автомобилях). Так что советуем не экономить, поскольку, потратив немаленькие деньги на неоригинал, вы можете столкнуться с маленьким сроком службы датчика, и в конечном итоге рано или поздно приобретете оригинальный расходомер.
Согласитесь, это неразумно.
Помните, что иногда экономия может выйти боком. Особенно когда речь идет об электронных автомобильных компонентах.
Также хотим отметить, что в некоторых автомобилях датчик массового расхода воздуха встроен в блок управления двигателем. В этом случае стоимость ремонта датчика может обойтись в очень большую сумму.
В этом случае у вас единственный путь сэкономить, это искать компанию, которая занимается ремонтом подобных агрегатов. Обычно такие компании ремонтируют подобные блоки, меняя датчик массового расхода воздуха, встроенного в блок управления двигателем.
Да, ремонт в этом случае будет не дешёв, но тем не менее несопоставим со стоимостью нового блока управления двигателем.
Для оптимальной работы инжекторного двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) следует учитывать, сколько воздушной смеси поступает в камеры сгорания цилиндров. На основании этих данных электронным блоком управления (далее ЭБУ) определяет условия подачи топлива. Помимо информации с датчика массового расхода воздуха, учитывается его давление и температура. Поскольку ДМРВ являются наиболее значимыми, рассмотрим их виды, конструктивные особенности, возможности диагностики и замены.
Назначение и расшифровка аббревиатуры
Расходомеры, они же волюметры или ДМРВ (не путать с ДМРТ и ДВРМ), расшифровываются как датчики массового расхода воздуха, устанавливаются в автомобилях на дизеле или бензиновых ДВС. Место расположения данного датчика найти несложно, поскольку он контролирует подачу воздуха, то и искать его следует в соответствующей системе, а именно, после воздушного фильтра, на пути к дроссельной заслонке (ДЗ).
Подключение устройства осуществляется к блоку управления ДВС. В тех случаях, когда ДМРВ находится в неисправном состоянии или отсутствует, грубый расчет может быть произведен исходя из положения ДЗ. Но при таком способе измерения нельзя обеспечить высокую точность, что незамедлительно приведет к перерасходу топлива. Это еще раз указывает на ключевую роль расходометра при расчете подаваемой через форсунки топливной массы.
Помимо информации с ДМРВ, блок управления также обрабатывает данные, поступающие со следующих устройств: ДРВ (датчик распределительного вала), ДД (измеритель детонации), ДЗ, датчик температуры системы охлаждения, измеритель кислотности (лямбда зонд) и т.д.
Виды ДМРВ их конструктивные особенности и принцип работы
Наибольшее распространение получили три вида волюметров:
- Проволочные или нитевые.
- Пленочные.
- Объемные.
В первых двух принцип работы построен на получении сведений о массе воздушного потока путем измерения его температуры. В последних может быть задействовано два варианта учета:
Конструкция вихревого датчика (широко используется производителем Mitsubishi Motors)
Обозначения:
- А – датчик измерения давления, для фиксации прохождения вихря. То есть, частота давления и образования вихрей буде одна и та же, что дает возможность измерить расход воздушной смеси. На выходе при помощи АЦП аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой, и передается в ЭБУ.
- В – специальные трубки, формирующие воздушный поток, близкий по свойствам к ламинарному.
- С – обводные воздуховоды.
- D – колона с острыми кромками, на которых формируются вихри Кармана.
- Е – отверстия, служащее для замера давления.
- F – направление воздушного потока.
Проволочные датчики
Нитевой ДМРВ до недавнего времени был наиболее распространенным типом датчика, устанавливаемый на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ. Пример конструкции проволочного расходомера показан ниже.
Обозначения:
- А – Электронная плата.
- В – Разъем для подключения ДМРВ к ЭБУ.
- С – Регулировка CO.
- D – Кожух расходомера.
- Е – Кольцо.
- F – Проволока из платины.
- G – Резистор для термокомпенсации.
- Н – Держатель для кольца.
- I – Кожух электронной платы.
Принцип работы и пример функциональной схемы нитевого волюметра.
Разобравшись с конструкцией устройства, перейдем к принципу его работы, она основана на термоанемометрическом методе, при котором терморезистор (RT), нагреваемый проходящим через него током, помещают в воздушный поток. Под его воздействием изменяется теплоотдача, а соответственно, и сопротивление RT, что позволяет вычислить объемный расход воздушной смеси? используя уравнение Кинга:
I 2 *R=(K 1 +K 2 * ⎷ Q )*(T 1 -T 2) ,
где I – ток, проходящий через RT и нагревающий его до температуры Т 1 . При этом Т 2 – температура окружающей среды, а К 1 и К 2 – неизменные коэффициенты.
Исходя из приведенной выше формулы, можно вывести величину объемного расхода воздушного потока:
Q = (1/К 2)*(I 2 *R T /(T 1 – T 2) – K 1)
Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.
Обозначения:
- Q- измеряемый воздушный поток.
- У – усилитель сигнала.
- R T – проволочное термосопротивление, как правило изготавливается из платиновой или вольфрамовой нити, толщина которой находится в пределах 5,0-20,0 мкм.
- R R – термокомпенсатор.
- R 1 -R 3 – обычные сопротивления.
Когда скорость потока близка к нулю, RT нагревается до определенной температуры проходящим через него током, что позволяет мосту удерживаться в равновесии. Как только поток воздушной смеси усиливается, терморезистор начинает охлаждаться, что приводит к изменению его внутреннего сопротивления, и, как следствие, нарушению равновесия в мостовой схеме. В результате этого процесса на выходе усилительного блока образуется ток, который частично проходит через термокомпенсатор, что приводит к выделению тепла и позволяет компенсировать его потерю от потока воздушной смеси и восстанавливает равновесие моста.
Описанный процесс позволяет рассчитать расход воздушной смеси, оперируя величиной тока, проходящего через мост. Чтобы сигнал воспринимался ЭБУ, он преобразовывается в цифровой или аналоговый формат. Первый позволяет определить расход по частоте выходного напряжения, второй – по его уровню.
У данной реализации есть существенный недостаток – высокая температурная погрешность, поэтому многие производители добавляют в конструкцию терморезистор аналогичный основному, но не подвергают его воздействую воздушного потока.
В процессе работы на проволочном терморезисторе могут накапливаться пылевые или грязевые наслоения, чтобы не допустить этого, данный элемент подвергается краткосрочному высокотемпературному нагреву. Он производится после отключения ДВС.
Пленочные воздухомеры
Пленочный ДМРВ работает по тому же принципу, что и нитевой. Основные отличия заключаются в конструктивном исполнении. В частности, вместо проволочного сопротивления из платиновой нити используется кремневый кристалл. Он покрыт несколькими слоями платинового напыления, каждый из которых играет определенную функциональную роль, а именно:
- Температурного датчика.
- Термосопротивления (как правило, их два).
- Нагревательного (компенсационного) резистора.
Данный кристалл устанавливается в защитный кожух и помещается в специальный канал, через который проходит воздушная смесь. Геометрия канала выполнена таким образом, чтобы температурные измерения снимались не только с входного потока, а и отраженного. Благодаря созданным условиям достигается высокая скорость движения воздушной смеси, что не способствует отложению пыли или грязи на защитном корпусе кристалла.
Обозначения:
- А – Корпус расходомера, в который вставляется измерительное приспособление (Е).
- В – Контакты разъема, который подключается к ЭБУ.
- С – Чувствительный элемент (кремневый кристалл с несколькими слоями напыления, помещенный в защитный кожух).
- D – Электронный контролер, при помощи которого производится предварительная обработка сигналов.
- Е – Корпус измерительного приспособления.
- F – Канал, сконфигурированный таким образом, чтобы снимать тепловые показатели с отраженного и входного потока.
- G – Измеряемый поток воздушной смеси.
Как уже упоминалось выше, принцип работы нитевых и пленочных датчиков аналогичны. То есть, первоначально производится нагрев чувствительного элемента до температуры. Поток воздушной смеси охлаждает термоэлемент, что делает возможным произвести расчет массы воздушной смеси, проходящей через датчик.
Как и в нитевых устройствах, исходящий сигнал может быть аналоговым или преобразовываться при помощи АЦП в цифровой формат.
Следует заметить, что погрешность нитевых волюметров порядка 1%, у пленочных аналогов данный параметр около 4%. Тем не менее, большинство производителей перешли на пленочные датчики. Это объясняется как более низкой стоимостью последних, так и расширенным функционалом ЭБУ, обрабатывающих информацию с данных устройств. Эти факторы отодвинули на второй план точность приборов и их быстродействие.
Следует отметить, что благодаря развитию технологии изготовления флэш-микроконтроллеров, а также внедрению новых решений удалось существенно понизить погрешность увеличить быстродействие пленочных конструкций.
Взаимозаменяемость
Данный вопрос довольно актуален, особенно принимая во внимание стоимость оригинальных изделий импортного автопрома. Но здесь не все так просто, приведем пример. В первых серийных моделях горьковского автозавода на инжекторные волги устанавливался ДМРВ БОШ (Bosh). Несколько позже импортные датчики и контролеры заменили отечественные изделия.
А –импортный нитевой ДМРВ производства Bosh (pbt-gf30) и его отечественные аналоги В – АОКБ «Импульс» и С – АПЗ
Конструктивно эти изделия практически не отличались за исключением нескольких конструктивных особенностей, а именно:
- Диаметр провода, используемого в проволочном терморезисторе. У бошевских изделий Ø 0,07 мм, а у отечественной продукции – Ø0,10 мм.
- Способ крепления провода, он отличается типом сварки. У импортных датчиков это контактная сварка, у отечественных изделий – лазерная.
- Форма нитевого терморезистора. У Bosh он имеет П-образную геометрию, АПЗ выпускает приборы с V-образной нитью, изделия АОКБ «Импульс» отличаются квадратной формой подвески нити.
Все приведенные в качестве примера датчики были взаимозаменяемые, пока Горьковский автозавод не перешел на пленочные аналоги. Причины перехода были описаны выше.
Пленочный ДМРВ Сименс (Simens) для ГАЗ 31105
Приводить отечественный аналог изображенному на рисунке датчику не имеет смысла, поскольку внешне он практически не отличается.
Следует отметить, что при переходе с нитевых приборов на пленочные, скорее всего, потребуется менять всю систему, а именно: сам датчик, соединительный провод от него к ЭБУ, и, собственно сам контролер. В некоторых случаях контроль может быть адаптирован (перепрошит) под работу с другим датчиком. Такая проблема связана с тем, что большинство нитевых расходомеров посылают аналоговые сигналы, а пленочные – цифровые.
Следует отметить, что на первые серийные автомобили ВАЗ с инжекторным двигателем устанавливался нитевой ДМРВ (производства GM) с цифровым выходом, в качестве примера можно привести модели 2107, 2109, 2110 и т.д. Сейчас в них устанавливается ДМРВ БОШ 0 280 218 004.
Для подбора аналогов можно воспользоваться информацией с официальных источников, или тематических форумов. Для примера ниже представлена таблица взаимозаменяемости ДМРВ для автомобилей ВАЗ.
Представленная таблица наглядно показывает, что, например, датчик ДМРВ 0-280-218-116 совместим с двигателями ВАЗ 21124 и 21214, но не подходит к 2114, 2112 (в том числе и на 16 клапанов). Соответственно можно найти информацию и по другим моделям ВАЗ (например, Лада Гранта, Калина, Приора, 21099, 2115, Нива Шевроле и т.д.).
Как правило, не возникнет проблем и с другими марками авто отечественного или совместного производства (УАЗ Патриот ЗМЗ 409, ДЭУ Ланос или Нексия), подобрать замену ДМРВ для них не составит проблемы, это же касается и изделий китайского автопрома (КIA Ceed, Спектра, Спортейдж и т.д.). Но в этом случае велика вероятность, что распиновка ДМРВ может не совпадать, исправить ситуацию поможет паяльник.
Значительно сложнее обстоит дело с европейскими, американскими и японскими авто. Поэтому, если у вас Тойота, Фольксваген Пассат, Субару, Мерседес, Форд Фокус, Нисан Премьера Р12, Рено Меган или другое европейское, американское или японское авто, прежде, чем производить замену ДМРВ, необходимо тщательно взвесить все варианты решения.
Если интересно, можете поискать в сети эпопею с попыткой замены на Ниссане Альмера Н16 «родного» воздухомера аналогом. Одна из попыток привела к чрезмерному расходу топлива даже на холостом ходу.
В некоторых случаях поиск аналого будет оправданным, особенно, если принять во внимание стоимость «родного» волюметра (в качестве примера можно привести БМВ Е160 или Ниссан Х-Трейл Т30).
Проверка работоспособности
Прежде, чем проводить диагностику ДМРВ, необходимо знать симптомы, позволяющие определить степень работоспособности МАФ (аббревиатура с английского названия прибора) сенсора в автомобиле. Перечислим основные признаки неисправности:
- Существенно увеличился расход топливной смеси, одновременно с этим замедлился разгон.
- ДВС на холостом ходу работает с рывками. При этом может наблюдаться в холостом режиме снижение или увеличение оборотов.
- Двигатель не стартует. Собственно, данная причина сама по себе не говорит о том, что расходомер в автомобиле неисправен, могут быть и другие причины.
- Выводится сообщение о проблеме с двигателем (Cheeck Engine)
Пример высветившегося сообщения «Cheeck Engine» (отмечено зеленым)
Эти признаки указывают на возможную неисправность ДМРВ, чтобы точно установить причину поломки необходимо выполнить диагностику. Это несложно сделать своими руками. Значительно упростить задачу поможет подключение к ЭБУ диагностического адаптера (если данная опция возможна), после чего по коду ошибки определить исправность или неисправность сенсора. Например, ошибка p0100 указывает на неисправность цепи расходомера.
Но если предстоит провести диагностику на отечественных авто, выпушенных 10 лет назад или более, то проверка ДМРВ может быть осуществлена одним из следующих способов:
- Тестирование в процессе движения.
- Диагностика с применением мультиметра или тестера.
- Внешний осмотр сенсора.
- Установка однотипного, заведомо исправного устройства.
Рассмотрим каждый из перечисленных способов.
Тестирование в процессе движения
Проще всего произвести проверку, анализируя поведение ДВС при отключенном сенсоре МАФ. Алгоритм действий следующий:
- Необходимо открыть капот, отключить расходомер, закрыть капот.
- Заводим машину, при этом ДВС переходит в аварийный режим работы. Соответственно, на приборной доске высветится сообщение о проблеме с двигателем (см. рис. 10). Количество подаваемой топливной смеси будет зависеть от положения ДЗ.
- Проверьте динамику авто и сравните ее с той, что была до отключения сенсора. Если автомобиль стал более динамичен, а также выросла мощность, то это с большой долей вероятности указывает на то, что датчик массового расхода воздуха неисправен.
Заметим, что можно ездить и дальше при отключенном устройстве, но делать это крайне не рекомендуется. Во-первых, увеличивается расход топливной смеси, во-вторых отсутствие контроля над регулятором кислорода приводит привод к повышению загрязнений.
Диагностика с применением мультиметра или тестера
Признаки неисправности ДМРВ можно установить, подключив черный щуп к заземлению, а красный на вход сигнала сенсора (распиновку можно посмотреть в паспорте к устройству, там же указаны и основные параметры).
Далее устанавливаем границы измерения в пределе 2,0 В включаем зажигание и производим измерения. Если прибор ничего не отображает, необходимо проверить правильность подключения щупов к массе и сигналу расходомера. По показаниям прибора можно судить об общем состоянии устройства:
- Напряжение 0,99-1,01 В говорит о том, что сенсор новый и работает исправно.
- 1,01-1,02 В – прибор БУ, но состояние его хорошее.
- 1,02-1,03 В – указывает, что устройство все еще работоспособное.
- 1,03 -1,04 состояние приближается к критическому, то есть в ближайшее время необходима замена ДМРВ на новый сенсор.
- 1,04-1,05 – ресурсы прибора практически исчерпались.
- Свыше 1,05 – однозначно нужен новый ДМРВ.
То есть, правильно судить о состоянии сенсора можно по напряжению, низкий уровень сигнала свидетельствует о работоспособном состоянии.
Внешний осмотр сенсора
Данный способ диагностики является не менее действенным, чем предыдущие. Все, что необходимо, – снять сенсор и оценить его состояние.
Осмотр датчика на предмет повреждений и наличия жидкости
Характерные признаки неисправности – механические повреждения и жидкость в приборе. Последнее свидетельствует о том, что не отрегулирована система подачи масла в двигатель. Если сенсор сильно загрязнен, то следует произвести замену или очистку воздушного фильтра.
Установка однотипного, заведомо исправного устройства
Данный способ дает практически всегда ясный ответ на вопрос работоспособности сенсора. На данный способ на практике довольно сложно реализовать, не приобретая новый прибор.
Кратко о ремонте
Как правило, пришедшие в негодность сенсоры МАФ не подлежат ремонту, за исключением тех случаев, когда требует их промывка и чистка.
В некоторых случаях можно произвести ремонт платы объемного ДМРВ, но этот процесс ненадолго продлит жизнь прибору. Что касается плат в пленочных сенсорах, то без специального оборудования (например, программатора для микроконтроллера), а также навыков и опыта, пытаться их восстановить бессмысленно.
Датчик массового расхода воздуха необходим для того, чтобы определять количество воздуха, который идёт на заполнение цилиндров при работе двигателя. Установлен датчик во впускном тракте после фильтра воздушного. К электрическому жгуту, относящемуся к системе управления, он подсоединяется с помощью шестиконтактной колодки приводов.
Измерить поступившее в двигатель количество воздуха - это значит определить нагрузку на двигатель. При нажатии водителем педали газа, заслонка дроссельная открывается, и количество воздуха становится больше. Мы в таких случаях говорим, что нагрузка увеличилась. А чтобы уменьшить нагрузку, педаль нужно, наоборот, опустить. Казалось бы, что очень просто, однако это далеко не так. Если брать во внимание то, что во время реальной езды приходиться весьма часто менять режимы работы, то задача определения воздушной массы может стать настоящей проблемой.
В течение длительного времени измерение расхода воздуха сопровождалось значительными трудностями. Все измерения, как правило, проводили в лабораториях, и в бортовых системах управления они не применялись. Однако достижения расходоизмерительной техники дали возможность создать ряд измерителей воздушного расхода, которые применяются в автомобилях. На сегодняшний день известно более 50 способов измерения, однако все из них, разумеется, мы рассматривать не будем. Остановимся на наиболее массовом приборе для автомобилей ВА3 - плёночном ДМРВ аниматрического типа.
Устройство ДМРВ
Установка такого датчика делается между впускным шлангом и воздушным фильтром. Сигнал ДМРВ присутствует в виде постоянного тока определённого напряжения, величина которого определяется количеством направлением движения воздуха, который проходит через датчик. Если поток воздуха и прямой, напряжение выходного сигнала датчика диапазоном от 1 до 5 В. Диапазон напряжения обратного потока воздуха равен 0-1 В.
На рисунке показывается устройство датчика
Его функционирование происходит следующим образом. В потоке поступающего воздуха находится чувствительный элемент в виде электрически нагреваемого тела, охлаждение которого осуществляется воздушными потоками. Постоянную разность температуры создаёт схема регулирования нагревательного тока, ток нагрева при этом пропорционален массе потока воздуха. При данном методе измерения учитывается плотность воздуха. Нагревательным элементом называется плёночный платиновый резистор , который находится на пластине керамической вместе с другими элементами.
Измерительный резистор, имеющий пропорциональное расходу воздуха сопротивление, располагает непосредственными тепловыми контактами с поступающим воздушным потоком и нагревателем и, а так же включается в измерительный мост. Высокая точность измерения достигается благодаря разделению нагревателя и измерителя. Мерой для массы потока воздуха можно назвать напряжение на нагреваемом измерительном резисторе. После этого измерение усиливается и преобразуется электронной схемой, чтобы контроллеру представилась возможность измерить его величину, другими словами, происходит согласование уровней.
Плёночный расходомер обладает следующим преимуществом перед нитевым расходомером, как повышенная механическая прочность, так как на нём происходит разделение функций, то есть, подножка выполняет функцию несущего или силового элемента, а плёнка - измерительного элемента общей конструкции.
Датчик объёмного расхода воздуха
На приведённом рисунке показан датчик измерения расхода воздуха, который был разработан некоторое количество лет назад и имеет форму заслонки. Устанавливается он в воздухозаборнике. Заслонка (1) растягивает обратную пружину, отклоняясь под воздействием потока воздуха. Датчик снабжается дополнительной заслонкой (2), служащей балансиром и выполняющей функцию демпфера, препятствующего возникновению колебаний; расположена заслонка в камере демпфирования. Вал датчика соединяется рычагом с потенциометром реостата (3).
Плёночный ДМРВ
Данное устройство можно считать одной из новинок компании Bosch. Состоит он из основания керамического, на котором располагается плёнка с вмонтированными в неё компенсационным и измерительным резисторами. Подобная конструкция делает датчик более дешёвым и надёжным.
Другим направлением усовершенствования датчиков расхода воздуха можно назвать разработку датчика измерения давления. Он состоит из толстой плёночной диафрагмы.
Датчик служит для измерения давления на впускном коллекторе по измерениям деформации плёночной диафрагмы. Элементы измерения располагаются внутри плёнки. Представляет собой это устройство датчик, измеряющий разряжения с малой инерционностью и устанавливается он во впускном коллекторе.
Следует отметить, что ДМРВ весьма капризны по отношению к состоянию воздушного фильтра. Нередко у них случаются загрязнения платиновых спиралей. Их очищают аэрозольными очистителями карбюратора, однако действовать в таких случаях нужно очень аккуратно. Наиболее надёжными считаются плёночные датчики. Срок службы у них практически вечный, но лишь в том случае, если там не побывали чьи-то шаловливые ручки. В любом случае, их отказ - это достаточно редкое явление.
