Чтобы обеспечивать максимальное сгорание топливовоздушной смеси в рабочих камерах цилиндров и одновременно гарантировать соблюдение современных экостандартов, необходимо предельно оптимально определять расход мотором кислорода. Причем делать это нужно при любых оборотах коленвала. За контроль над поступающим воздухом отвечает целая «обойма» электронных помощников: датчиков температуры, давления и т. д. Однако самым популярным из таких приборов считается ДМРВ – датчик массового расхода воздуха. Единственная задача данного прибора состоит в фиксации объема «забортного», поступаемого во входной коллектор силового агрегата с последующей передачей данных ЭБУ – электронному блоку управления – который благодаря этому с ювелирной точностью рассчитывает топливоподачу. Поэтому на бытовом языке, отвечая на вопрос «ДМВР – что это?», многие специалисты называют его просто расходомером, особо не задаваясь целью пользоваться сложной терминологией.
Виды воздушных расходомеров
На данный момент мировой автопром остановился на выпуске лишь двух типов ДМРВ – с пленочным элементом повышенной чувствительности и тонкой платиновой нитью. Несмотря на определенные конструкционные особенности, принцип работы ДМРВ абсолютно идентичен, поскольку фиксация поступающего в коллектор кислорода осуществляется с помощью нагреваемого элемента.
У расходомеров с нитью этот элемент нагревается током с последующим охлаждением воздухом. Причем температура нити должна быть постоянной, поэтому после охлаждения осуществляется подача более высокого напряжения. Это позволяет сопоставлять ЭБУ Вольты с объемом кислорода, подаваемого в камеры сгорания двигателя.
Другие виды ДМРВ, пленочные, выполняют свою функцию точнее по сравнению с нитевыми расходомерами, ибо имеют в своем составе датчик температуры воздуха. Конструкционно они представляют собой пару терморезисторов с промежуточно расположенным нагревательным резистором.
Когда воздушный поток проходит вдоль терморезисторов, он охлаждает первый из них. В результате воздух слегка нагревается, а разница электрического сопротивления и температур фиксируется прибором.
Именно таким способом электронный блок управления мотором получает информацию о том, какой объем кислорода поступает в агрегат.
Достоинства и недостатки двух видов ДМРВ
Расходомеры на основе чувствительных пленок прекрасно фиксируют не только поступающий, но и обратный поток кислорода. Однако если в такой датчик попадают грязевые компоненты или масло, они могут выдавать некорректные данные.
В расходомерах с нитью все нежелательные компоненты сгорают, так как нить может нагреваться до 500 и более градусов.
Вдобавок такие измерители отличаются более простой конструкцией, за что рассчитываются невысокой точностью.
В результате данный вид ДМРВ по своим характеристикам не соответствует евростандартам, и путешествовать по Евросоюзу на автомобиле, оборудованном двигателем с этим расходомером, противопоказано.
Симптомы неисправности датчика массового расхода воздуха и последствия
Рядовому автовладельцу совсем не обязательно досконально знать, как устроен ДМРВ. Зато умение распознавать симптомы его неисправности помогает заблаговременно предупредить возможные проблемы с работой системы впрыска топлива. Если расходомер отправляет в ЭБУ неверные расчеты, это может стать причиной образования либо обедненной, либо переобогащенной топливовоздушной смеси. В первом случае будет наблюдаться существенное снижение мощности силового агрегата, во втором – перерасход горючего.
- Наиболее часто встречающимися признаками неисправности датчика массового расхода воздуха являются:
- двигатель стабильно работает только на определенном уровне оборотов;
- в штатном режиме эксплуатации наблюдается существенное увеличение расхода топлива;
- возникают сложности с запуском мотора;
самопроизвольные остановки двигателя – т. е. он глохнет;
загорание на панели приборов диода Check Engine;
снижение динамики разгона автомобиля.
Разумеется, причиной глохнущего мотора может быть не только датчик, но и проблемы с электропитанием. Поэтому оно проверяется в первую очередь, и только затем диагностике подлежит датчик. Его работоспособность определяется по уровню напряжения, измеряемого в Вольтах.
Причем этот способ применим как для расходомеров с нитью, так и для пленочных измерителей, которые подают в блок управления цифровой сигнал.
Поэтому этот сигнал у новых моделей пленочных датчиков можно определить и измеряемыми встроенными средствами, которые в случае неисправности выдадут код ошибки.
- Если уровень сигнала у расходомера с нитью низкий, это может быть вызвано целым рядом факторов:
- неисправен электронный блок управления двигателем;
- обрыв в электрической цепи подключения расходомера;
- некорректно подключены или оборваны сигнальные провода;
- обрыв массы в цепи;
- датчик не подключен.
И все же делать окончательные выводы по поводу, что такое ДМВР, и почему он не справляется со своей задачей, на основании вышеперечисленных пунктов не следует. В идеале желательно провести полную диагностику мотора, и совсем не обязательно – всей машины.
Ведь очень часто причиной падения мощности и самопроизвольной остановки двигателя становится банально забитый воздушный фильтр.
Однако есть показатели, которые позволяют практически со стопроцентной вероятностью утверждать, что причиной проблем является именно расходомер
Определяем состояние нитевого и пленочного ДМРВ
Как уже было сказано, нитевые датчики отличаются простотой и беспроблемностью, а также способностью самоочищаться. Чтобы определить, в каком состоянии находится ДМРВ, следует провести замеры напряжения. Для этого потребуется мультиметр: у таких приборов нормальный показатель равен 1В, максимально допустимое напряжение – 1,3В. С пленочными ДМРВ немного сложнее: при таком же номинальном показателе допустимая разбежка составляет всего лишь 0,02В.
У пленочного датчика есть диапазон напряжений, который позволяет не просто определить, работает или нет датчик, но и узнать о его «промежуточном» состоянии.
Например, при показателях в пределах 1,040-1,049В владельцу машины крайне рекомендуется заменить ДМРВ, так как он находится на грани выхода из строя.
А если мультиметр выдает 1,020-1,029В, то это означает, что у датчика осталась половина эксплуатационного ресурса.
Второй способ требует замера максимального напряжения. Правда, он не применим к турбированным двигателям, зато на моторах с тросовым дросселем потребуется лишь резко его открыть. Если пиковое напряжение не поднимется до 4 В, это считается симптомом неисправности датчика. Однако если речь идет об автомобилях с электронным дросселем, то количество Вольтов может и не достигнуть этой отметки.
Несколько слов о промывке датчика
Многие автовладельцы и даже опытные автомеханики абсолютно уверены: заводские характеристики ДМРВ можно «оживить» банальной промывкой датчика. Дескать, достаточно аккуратно вынуть его из корпуса и обработать чистящим средством в виде жидкости для промывки топливной системы, спирта и даже ацетона.
Ведь примерно так с большим успехом несколько десятилетий назад промывались жиклеры карбюратора. На самом же деле экспериментировать с универсальными растворителями – себе дороже. Возможно, подобные «молодильные» жидкости и помогут в деле борьбы с загрязнением, однако, как показывает практика, вероятность успеха равна 50/50.
А может быть и совсем другая комбинаторика, когда ДМВР умирает без единого процента на восстановление…
Безусловно, запретить «пролить» датчик нельзя. Тем более что в многообразной линейке узкоспециализированной автохимии действительно есть составы, предназначенные именно для этих целей. И все же стоить по сравнению даже с чрезмерно раскрученным WD-40 они будут на порядок выше.
Вдобавок производители таких очистителей однозначно указывают: наполовину «уставший» датчик довести до полной кондиции не удастся, то есть он все равно не будет работать, как абсолютно новый.
Единственное, на что годны подобные жидкости – проведение профилактической промывки исправных расходомеров за счет снятия загрязнений, возникающих из-за пыли и масляного «тумана», который может попадать из системы вентиляции картера во впускной коллектор.
С дмрв или обойдемся без него?
Отключение расходомера воздуха или его снятие с автомобиля всегда приводит к подаче сигнала Check Engine. Однако при этом мотор будет без особых проблем работать и дальше.
Другой вопрос, что на бортовых компьютерах современных автомобилях устанавливается обновленный софт с «аварийной» программой, которая в таких случаях способна поднять холостые обороты двигателя до 1500 об./мин.
Вдобавок доработанная «прошивка», получая описание ДМРВ в виде некорректного сигнала, автоматически провоцирует снижение динамических характеристик транспортного средства в сочетании с существенно повышенным потреблением бензина или дизтоплива.
И даже на условно простых моделях автомобилей, не исключая из их числа отечественных, типа первого поколения «Лады», неисправность датчика тоже грозит заметным ослаблением мощностных показателей мотора и явным перерасходом горючего. Отсюда вывод: игнорировать ошибки датчика массового расхода воздуха, а уж тем более отключать его, нецелесообразно.
Чем ДМРВ лучше или хуже ДАД?
Очень часто при отказе расходомера или тюнинге двигателя – например, переводе атмосферного агрегата на турбонаддув – происходит замена ДМРВ на ДАД (датчик абсолютного давления). Во-первых, привлекает дешевизна такой альтернативы, во-вторых, отталкивает отнюдь не заоблачный рабочий ресурс штатного прибора. Из строя он способен выйти даже через 50-60 тыс. км пробега, а когда цифра на одометре пересекает черту в 100 тыс. км, у львиной доли бюджетных иномарок установленный на заводе прибор гарантированно выходит из рабочего состояния.
И все же, разбираясь в вопросе, что такое ДМВР и чем он отличается от датчика абсолютного давления, сразу отметим задержку реагирования мотора на открытие дросселя, которая наблюдается при использовании ДАД.
Объясняется этот факт менее совершенным алгоритмом работы, а также тем, что с последним способны эффективно работать далеко не все ЭБУ автомобиля.
Вдобавок просто так, без кардинальных доработок, заменить датчик расхода воздуха на датчик давления не получится из-за разных мест их расположения, не говоря уж о конструкционных различиях.
Одним словом, те автовладельцы, которые предпочитают особо не мудрить с доработкой силового агрегата и взамен «умершего» ДМРВ ставят новый, а не заморачиваются с увязкой ДАД с датчиком температуры воздуха – а без этого обойтись никак нельзя – ничего не проигрывают.
А какой прибор конструкционно лучше, категорически утверждать нельзя. Ведь есть немало счастливых случаев, когда автомобиль с «родным» расходомером наматывал не одну сотню тысяч километров, и то же самое можно утверждать в отношении датчика абсолютного давления.
Тем более, если последний входит в штатную комплектацию автомобиля и, соответственно, ставится на заводе с полным соблюдением технологии.
Расходомеры воздуха. Устройство и принцип действия
Расходомеры воздуха и датчики, применяемые для систем впрыска бензиновых двигателей имеют распространение и для дизельной топливной аппаратурой с электронным управлением, поэтому в разделах по дизельной аппаратуре они не будут рассматриваться.
Расходомер с поворотными заслонками
Расходомер воздуха расположен между воздухоочистителем и корпусом дроссельной заслонки.
Рис.
Расходомер воздуха с поворотными заслонками:
1 – подача напряжения от электронного блока управления; 2 – датчик температуры поступающего воздуха; 3 – подвод воздуха от воздушного фильтра; 4 – спиральная пружина; 5 – демпфирующая камера; 6 – заслонка демпфирующей камеры; 7 – подача воздуха к дроссельной заслонке; 8 – заслонка напора воздуха; 9 – обводной канал; 10 – потенциометр
Принцип действия расходомера основан на так называемом сопротивлении среды. Он измеряет усилие, действующее на заслонку 8, которую поток воздуха, поступающего в двигатель, заставляет поворачиваться на определенный угол, преодолевая усилие спиральной пружины.
Момент закручивания пружины выбран так, чтобы заслонка создавала незначительную потерю напора.
Для предотвращения колебаний напорной заслонки под действием потока воздуха проходящего по впускному трубопроводу, особенно на режиме холостого хода, предусмотрена демпфирующая камера 5, в которой расположена заслонка 6, имеющая такую же рабочую поверхность, как и заслонка напора воздуха 8. Объем демпферной камеры, а также зазор между заслонкой 6 демпфирующей камеры и корпусом подобраны так, чтобы напорная заслонка была способна отслеживать быстрые изменения расхода воздуха при разгоне.
Соединенный с осью напорной заслонки потенциометр преобразует механическое перемещение напорной заслонки в изменение электрического напряжения, которое передается в блок управления для точной дозировки топлива.
Напряжение аккумулятора через главное реле системы подается на резистор, расположенный внутри корпуса датчика. Балластный резистор понижает напряжение до уровня от 5.0 до 10.0 В.
Это напряжение подводится к разъему блока управления и к крайнему выводу реостата потенциометра. Второй вывод реостата соединен с массой.
Сигнал потенциометра снимается с движка через контакт датчика на контакт блока управления.
Внутренняя геометрия расходомера обеспечивает логарифмическую корреляцию между потоком воздуха и угловым положением напорной заслонки, что позволяет рассчитывать оптимальный состав смеси на режимах малых нагрузок.
Потенциометр установлен в герметичном корпусе и состоит из керамического основания с рядом контактов и нескольких резисторов. Сопротивление резисторов постоянно и не зависит от резких колебаний температуры в моторном отсеке.
Для исключения влияния напряжения аккумуляторной батареи на сигнал, выдаваемый потенциометром, электронный блок управления учитывает разницу между этим напряжением и выходным напряжением расходомера воздуха.
Параллельно с электрической цепью расходомера воздуха включен датчик температуры всасываемого воздуха. Он представляет собой резистор с отрицательным температурным коэффициентом, т. е. его сопротивление уменьшается при увеличении температуры. Сигналы, поступающие от датчика, изменяют выходной сигнал расходомера в зависимости от температуры поступающего воздуха.
Обводной канал 9 под напорной заслонкой служит для прохода воздуха на холостом ходу.
Расходомер воздуха с нагреваемой нитью
- Преимущество таких датчиков отсутствие механически подвижных деталей, что определяет их большую долговечность.
- Расходомер подобной конструкции является термическим датчиком нагрузки двигателя.
Рис.
Расходомер воздуха с проволочным нагревательным элементом (нитью):
1 – температурный датчик; 2 – кольцо датчика с проволочным нагревательным элементом; 3 – прецизионный реостат; Qм – массовый расход воздуха в единицу времени
Его устанавливают между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, и он определяет массу всасываемого воздуха в кг/час. Датчики с нагреваемой нитью и с нагреваемой пленкой имеют один и тот же принцип работы. Расположенный в воздушном потоке и нагреваемый электрическим током проводник (платиновая нить или токопроводящая полимерная пленка) охлаждается обтекающим его воздухом.
Нить нагревается электрическим током, и температура ее поддерживается постоянной. Если нить охлаждается, то проходящий через нее ток увеличивается до тех пор, пока температура нити не восстанавливается до первоначальной величины.
Изменение силы тока воспринимается в блоке управления и является измеряемым параметром для определения расхода всасываемого воздуха.
Встроенный датчик температуры служит для того, чтобы температура всасываемого воздуха не искажала результаты измерений.
Поступающий поток воздуха обтекает нагретый электрическим током проводник, который встроен в измеритель воздушной массы. Специальная электронная схема управления поддерживает постоянную температуру проводника относительно температуры поступающего воздуха.
При увеличении количества поступающего воздуха проводник будет охлаждаться. Величина тока нагрева, требуемого для сохранения постоянной температуры проводника, является мерой массы воздуха, поступающего в двигатель.
Этот ток преобразуется в импульсы напряжения, которые обрабатываются блоком управления как основной входной параметр наравне с частотой вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, блок управления получает информацию о температуре охлаждающей жидкости и поступающего воздуха.
На основе входных сигналов блок управления выдает импульсы времени впрыска топлива на форсунки.
Загрязнение нагреваемой нити может привести к искажению результатов измерений. Поэтому после каждой остановки двигателя нить подвергается воздействию повышенной температуры и тем самым очищается.
Расходомер воздуха с пленочным термоанемометром
Измерительный патрубок 2 вмонтирован в массовый расходомер воздуха, который в зависимости от требуемого двигателем расхода воздуха имеет различные диаметры. Он устанавливается во впускном канале за воздушным фильтром. Возможен также вариант встроенного измерительного патрубка, который устанавливается внутри воздушного фильтра.
Воздух, входящий во впускной коллектор, обтекает чувствительный элемент датчика 5, который вместе с вычислительным контуром 3 является основным компонентом датчика.
Входящий воздух проходит через обводной канал 7 за чувствительным элементом датчика. Чувствительность датчика при наличии сильных пульсаций потока может быть улучшена применением соответствующей конструкции обводного канала, при этом определяются также и обратные токи воздуха. Датчик соединяется с ЭБУ через выводы 1.
Рис.
Схема массового расходомера воздуха с пленочным термоанемометром:
1 — выводы электрического разъема, 2 — измерительный патрубок или корпус воздушного фильтра, 3 — вычислительный контур (гибридная схема), 4 — вход воздуха, 5 — чувствительный элемент датчика, 6 — выход воздуха, 7 — обводной канал, 8 — корпус датчика.
Принцип работы массового расходомера воздуха заключается в следующем. Микромеханическая диафрагма датчика 5 на чувствительном элементе 3 нагревается центральным нагревающим резистором. При этом имеет место резкое падение температуры на каждой стороне зоны нагрева 4.
Распределение температуры по диафрагме регистрируется двумя температурозависимыми резисторами, которые устанавливаются симметрично до и после нагревающего резистора (точки измерения М1 и М2).
При отсутствии потока воздуха на впуске температурная характеристика 1 одинакова на каждой стороне измерительной зоны (Ti = T2).
Как только поток воздуха начинает обтекать чувствительный элемент датчика, распределение температуры по диафрагме меняется (характеристика 2).
Рис.
Принцип измерения массового расхода воздуха пленочным термоанемометром:
1 – температурная характеристика при отсутствии потока воздуха 2 – температурная характеристика при наличии потока воздуха; 3 – чувствительный элемент датчика; 4 – зона нагрева; 5 – диафрагма датчика; 6 – датчик с измерительным патрубком; 7 – поток воздуха; М1, М2 – точки измерения, Т1, Т2 – значения температуры в точках измерения M1 и М2; ΔT – перепад температур
На стороне входа воздуха температурная характеристика является более крутой, поскольку входящий воздух, обтекающий эту поверхность, охлаждает ее.
Вначале на противоположной стороне (сторона, наиболее близко расположенная к двигателю) чувствительный элемент датчика охлаждается, но затем воздух, подогреваемый нагревательным элементом, нагревает его.
Изменение в температурном распределении (ΔT) приводит к перепаду температур между точками измерения М1 и М2.
Тепло рассеивается в воздухе и, следовательно, температурная характеристика чувствительного элемента датчика является функцией массового расхода воздуха.
Разница температур, таким образом, есть мера массового расхода воздуха и при этом она не зависит от абсолютной температуры протекающего потока воздуха. Кроме этого, разница температур является направленной.
Это означает, что массовый расходомер не только регистрирует количество входящего воздуха, но также и его направление.
Благодаря очень тонкой микромеханической диафрагме датчик имеет очень высокую динамическую чувствительность (
Расходомер воздуха — что это такое? Принцип действия
Жесткие требования стандартов токсичности заставляют производителей оборудовать свои двигатели все новыми системами призванными снизить выброс вредных веществ в атмосферу.
Для эффективной работы этих систем им необходимо знать точный состав сгорающей в камере цилиндра смеси, т.е.
эта система должна знать, сколько в состав смеси входило топлива и сколько воздуха, только в этом случае вредные вещества будут удалены из выхлопных газов в максимально полном объеме.
Информацию о количестве потребляемого воздуха системе управления двигателем сообщает такое устройство как расходомер. Расходомер может измерять как объем, так и массу попавшего в камеру сгорания воздуха и поэтому различают два способа измерения расхода воздуха:
• Первый способ – механический;• Второй – тепловой.
В первом случае объем воздуха измеряется в зависимости от перемещения заслонки, а во втором в зависимости от изменения температуры особого элемента. В настоящее время механические расходомеры уже не устанавливаются и потому, перейдем сразу ко второму способу измерений.
Тепловой способ измерения расхода воздуха
Этот способ вытеснил механический благодаря своей совершенности и более точным измерениям массы поступающего воздуха, которую измеряет термоанемометрический расходомер. Эти устройства можно охарактеризовать как быстродействующие, точные и не зависящие от температуры воздух, они в отличие от первого варианта не имеют никаких подвижных частей.
Термоанемометрический расходомер также известен под названием датчик массового расхода и это устройство в настоящий момент используют в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей, включая системы непосредственного впрыска, и работает этот прибор как часть системы управления двигателем. При этом в некоторых системах такой прибор не используется и его функции выполняет датчик, контролирующий давление воздуха во впускном трубопроводе.
Стоит отметить, что расходомер может быть выполнен в двух вариантах и главным их различием является конструкция чувствительного элемента устройства, а это может быть либо проволока, либо пленка.
Проволочный расходомер
Чувствительным элементом проволочного расходомера является платиновая нить, температура которой всегда постоянная, что достигается ее нагревом при помощи электрического тока.
Когда воздух проходит через нить ее температура падает и для повышения этого показателя необходимо увеличить ток, идущий на нагрев нити. При этом специальный преобразователь преобразует ток в выходное напряжение, между величиной которого и массой проходимого воздуха существует определенная зависимость. Именно на основе этих данных блок управления принимает конкретные решения.
Однако со временем нить загрязняется и потому здесь предусмотрен режим самоочистки. Проволока при неработающем двигателе нагревается до температуры в 1000 градусов, благодаря чему и очищается. Недостатком такого расходомера является снижение точности измерений с течением времени. Происходит это из-за того, что нить становится тоньше и уже не обладает начальной точностью показаний.
Этот недостаток был учтен при разработке пленочного расходомера, который и заменил своего предшественника. Работает этот прибор по тому же принципу что и проволочный расходомер и основным его отличием является использование пленки вместо платиновой нити.
Пленочный расходомер и принцип его работы
- Чувствительный элемент этого устройства представлен кристаллом кремния, который имеет несколько достаточно тонких слоев платины. Эти слои выступают в качестве резисторов:
- • Нагревательного;• Резистора датчика температуры;
- • Двух терморезисторов.
Сам чувствительный элемент находится в особом воздушном канале, который насыщается воздухом за счет разряжения. При этом достаточно высокая скорость воздушного потока препятствует загрязнению элемента. К тому же канал сконструирован особым образом, что позволяет более точно определить массу сгоревшего воздуха, благодаря возможности точного измерения массы как прямого, так и отраженного от клапанов воздуха.
Резистор, отвечающий за нагрев, всегда поддерживает постоянную температуру элемента, а разница температур на терморезисторах позволяет определить массу воздуха и направление его движения.
Как правило, такой расходомер выдает аналоговый сигнал в виде напряжения постоянного тока. Хотя некоторые конструкции расходомеров способны выдавать и более точный цифровой сигнал, который является предпочтительным с точки зрения блока управления.
Сигнал, выдаваемый пленочным расходомером, помогает определить:
• Для карбюраторных моделей ДВС – момент впрыска, количество топлива, момент поджигания топливной смеси и алгоритм работы системы улавливания паров.• Для дизельных моделей – момент впрыска и алгоритм работы системы рециркуляции газов.
Точное знание массы воздуха поступающего в камеру сгорания помогает системе управления рассчитать необходимо количество топлива, что обеспечивает полное сгорание топливной смеси и как следствие минимальное количество вредных веществ в выхлопе.
Другие полезную информацию читайте на страницах нашего сайта www.reno.by
Устройство и принцип работы ДМРВ
Для обеспечения оптимального процесса сгорания топлива и соблюдения заданных экологических стандартов требуется максимально точно определять массовый расход воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, в зависимости от режимов его работы.
Контроль этого процесса может осуществляется целым набором датчиков: датчик давления воздуха, датчик температуры, но наиболее популярным из них является датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), который иногда еще называют расходомером.
ДМРВ фиксирует количество (массу) воздуха, поступающего из атмосферы во впускной коллектор двигателя и передает эти данные электронному блоку управления для последующего расчета топливоподачи.
Виды и особенности работы расходомеров
Расшифровка аббревиатуры ДМРВ – датчик массового расхода воздуха. Устройство применяется в автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями. Он расположен во впускной системе между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой и подключается к ЭБУ двигателя.
При отсутствии или неисправности расходомера расчет количества поступающего воздуха осуществляется по положению дроссельной заслонки.
Это не дает точного измерения, и на сложных режимах работы расход топлива повышается, поскольку массовый расход воздуха является ключевым параметром для вычисления количества впрыскиваемого топлива.
Принцип действия датчика массового расхода воздуха основан на измерении температуры воздушного потока, а потому этот тип расходомеров называют термоанемометрическими. Конструктивно различают два основных типа ДМРВ:
- нитиевый (проволочный);
- пленочный;
- объемного типа с поворотной заслонкой (на данный момент практически не используется).
Конструкция и принцип действия проволочного датчика
Схема устройства проволочного ДМРВ
Нитиевой ДМРВ имеет следующее устройство:
- корпус;
- измерительная трубка;
- чувствительный элемент – платиновая проволока;
- терморезистор;
- преобразователь напряжения.
Платиновая нить и терморезистор представляют собой резистивный мост.
При отсутствии воздушного потока платиновая нить постоянно подогревается до заданной температуры путем прохождения через нее электрического тока.
Когда дроссельная заслонка открывается и начинается движение воздуха, чувствительный элемент охлаждается, что снижает его сопротивление. Это провоцирует увеличение “нагревающего” тока для уравновешивания моста.
Преобразователь трансформирует происходящие изменения силы тока в выходное напряжение, которое передается ЭБУ двигателя. Последний, исходя из существующей нелинейной зависимости, рассчитывает количество подаваемого в камеры сгорания топлива.
Эта конструкция имеет один существенный недостаток – со временем возникают неисправности. Чувствительный элемент изнашивается, и его точность падает.
Также они могут загрязняться, но для решения этой проблемы проволочные датчики массового расхода воздуха, устанавливаемые в современных автомобилях, имеют режим самоочистки.
Он предполагает кратковременный разогрев проволоки до 1000°С при выключенном двигателе, что приводит к сжиганию скопившихся загрязнений.
Схема и особенности работы пленочного ДМРВ
Устройство пленочного ДМРВ
Принцип работы пленочного датчика во многом схож с нитиевым. Однако в этой конструкции есть несколько отличий. Вместо платиновой проволоки в качестве основного чувствительного элемента установлен кристалл кремния. Последний имеет платиновое напыление, состоящее из нескольких тончайших слоев (пленок). Каждый из слоев представляет собой отдельный резистор:
- нагревательный;
- терморезисторы (их два);
- датчика температуры воздуха.
Кристалл с напылением помещен в корпус, который подключается в канал подачи воздуха. Он имеет особенную конструкцию, позволяющую выполнять измерение температуры не только входящего, но и отраженного потока. Поскольку всасывание воздуха достигается за счет разрежения, скорость движения потока очень высока, что препятствует скоплению загрязнений на чувствительном элементе.
Так же, как и в нитиевом датчике, чувствительный элемент нагревается до заданной температуры.
При прохождении воздуха на терморезисторах возникает разница температур, на основе которой рассчитывается масса потока, поступающего из атмосферы.
В таких конструкциях сигнал в ЭБУ двигателя может подаваться как в аналоговом формате (выходное напряжение), так и в более современном и удобном для обработки – цифровом.
Последствия и признаки неисправности ДМРВ
Как и для любого типа датчика двигателя, неисправности ДМРВ означают неверные расчеты ЭБУ двигателя и, как следствие, некорректная работа системы впрыска. Это может вызвать перерасход топлива или, напротив, недостаточную подачу, что снижает мощность мотора.
Наиболее яркие симптомы неисправности датчика:
- Появление на приборной панели автомобиля сигнала “Check Engine”.
- Существенное увеличение расхода топлива при обычном режиме эксплуатации.
- Снижение интенсивности разгона двигателя.
- Сложности с запуском двигателя и возникновение самопроизвольных остановок в его работе (мотор глохнет).
- Работа только на одном определенном уровне оборотов (низкие или высокие).
Если вы обнаружили признаки неисправности датчика массового расхода воздуха, попробуйте отключить его. Увеличение мощности двигателя будет подтверждением поломки ДМРВ. В этом случае его потребуется промыть или заменить. При этом необходимо подбирать датчик, рекомендованный производителем автомобиля (то есть оригинальный).
(11
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — как он работает, симптомы, проблемы, проверка
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ или MAF) является одним из ключевых компонентов электронной системы впрыска топлива в автомобиле. Он установлен между воздушным фильтром и впускным коллектором двигателя. Датчик массового расхода воздуха измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель, или расход воздуха.
В современных автомобилях датчик температуры всасываемого воздуха или IAT встроен в ДМРВ. Существует несколько типов датчиков расхода воздуха, однако в современных автомобилях используется датчик с термосопротивлением. Посмотрим, как это работает.
Как работает ДМРВ
В датчике массового расхода воздуха есть небольшой провод, нагреваемый электрически (термосопротивление). Рядом с измерительным элементом установлен датчик температуры, который измеряет температуру воздуха возле термосопротивления.
Когда двигатель работает на холостом ходу, через измерительный элемент проходит небольшое количество воздуха, поэтому для поддержания температуры термосопротивления требуется очень низкий электрический ток.
Когда вы нажимаете на газ, дроссель открывается, позволяя бОльшему количеству воздуха проходить через измерительный элемент. Проходящий воздух охлаждает термосопротивление.
Чем больше воздуха проходит через провод, тем больше электрического тока необходимо для поддержания его в горячем состоянии. Величина тока пропорциональна воздушному потоку.
Небольшой электронный чип, установленный внутри ДМРВ, преобразует электрический ток в цифровой сигнал и отправляет его на блок управления двигателя (ЭБУ).
Контроллер использует сигнал воздушного потока для расчета количества впрыскиваемого топлива. Цель состоит в том, чтобы поддерживать соотношение воздух / топливо на оптимальном уровне.
Кроме того, ЭБУ использует показания расхода воздуха для определения моментов переключения автоматической коробки передач. Если ДМРВ не работает должным образом, АКПП также может переключаться по-другому.
Проблемы с датчиком массового расхода воздуха
Проблемы с ДМРВ распространены во многих автомобилях, включая BMW, GM, Volkswagen, Mazda, Toyota, Nissan и др. Чувствительный элемент может быть загрязнен или поврежден.
Например, в некоторых двигателях Mazda Skyactiv неисправный датчик массового расхода воздуха может привести к тому, что двигатель будет проворачиваться, но не заводиться.
Неправильно установленный или загрязнённый воздушный фильтр может привести к более быстрому выходу из строя датчика расхода воздуха. Чрезмерное замачивание моющегося воздушного фильтра также может вызвать проблемы с ДМРВ.
Симптомы плохого ДМРВ
Загрязненный или неисправный датчик массового расхода воздуха не может правильно измерить расход воздуха. Это приводит к тому, что компьютер двигателя неправильно рассчитывает количество впрыскиваемого топлива.
В результате плохой датчик массового расхода воздуха вызывает различные проблемы, в том числе незапуск, остановка двигателя, снижение мощности и плохое ускорение. Кроме того, неисправный ДМРВ может вызвать загорание индикатора Check Engine или Service Engine Soon.
- Проблема с MAF также может изменить настройку переключения передач АКПП.
- Когда сигнал датчика расхода воздуха отличается от ожидаемого диапазона, ЭБУ регистрирует неисправность и сохраняет соответствующий код ошибки, включая индикатор «Check Engine» на приборной панели.
- Этот код неисправности можно получить с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque. Обычно с датчиком массового расхода воздуха связаны следующие коды ошибок:
- Коды неисправностей P0171 — слишком бедная смесь, блок 1 и P0174 — слишком бедная смесь, блок 2 также часто вызваны плохим или загрязненным датчиком массового расхода воздуха.
Как проверять ДМРВ
В современных автомобилях единственным способом проверки датчика массового расхода воздуха является использование диагностического прибора.
Автомеханики измеряют количество воздуха (показания ДМРВ) на разных оборотах. Они сравнивают показания со спецификацией производителя или с показаниями заведомо исправного датчика.
Показания датчика массового расхода воздуха измеряются на холостом ходу, на 1000 об / мин, 2000 об / мин и 3000 об / мин.
Загрязнённый или неисправный ДМРВ, в большинстве случаев, будет показывать более низкий расход воздуха, чем заведомо исправный. В некоторых редких случаях неисправный датчик может показывать более высокие значения.
Конечно, разные двигатели будут иметь разные показания. Расход воздуха зависит от объёма двигателя, поэтому показания двигателя V6 или V8 будут выше.
Низкие значения массового расхода воздуха не означают, что датчик неисправен. Засоренный воздушный фильтр или забитый каталитический нейтрализатор также могут привести к снижению показаний датчика воздушного потока.
Подсос воздуха также влияет на показания датчика. Вот почему механики используют заведомо исправный датчик для сравнения показаний.
Есть ли способ проверить показания датчика массового расхода воздуха в домашних условиях? Конечно, например, здесь мы использовали приложение Torque для измерения показаний ДМРВ на разных оборотах.
Этот датчик исправный.
Чтобы использовать любое диагностическое приложение для смартфона, вам понадобится адаптер Bluetooth или Wi-Fi, который подключается к разъему OBD.
Иногда плохое электрическое соединение на разъёме датчика также может привести к тому, что показания воздушного потока окажутся вне диапазона. По этой причине клеммы разъёма, а также проводку необходимо тщательно осмотреть.
Часто, если воздушный фильтр не установлен должным образом, или корпус воздушного фильтра не закрыт, часть мусора может засосаться в датчик массового расхода воздуха и вызывать проблемы.
Иногда мусор может попасть во время замены воздушного фильтра. В этом случае ремонт прост. Датчик массового расхода воздуха должен быть очищен, а воздушный фильтр должен быть правильно установлен или заменён.
Проверка ДМРВ мультиметром
- Этот способ работает на датчиках Bosch с номерами: 0 280 218 116, 0 280 218 004, 0 280 218 037.
- Включаем мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, выставляем предел 2 вольта.
- Распиновка ДМРВ:
- Жёлтый (ближний от лобового стекла) — вход сигнала датчика;
- Серо-белый — выход напряжения питания датчиков;
- Зелёный — заземление;
- Розово-чёрный — к главному реле.
Цвета проводов могут меняться, но их расположение остается неизменным.
Включаем зажигание, двигатель не заводим. Подключаем мультиметр красным щупом к жёлтому проводу, а черным — к зелёному (на массу). Таким образом, мы измеряем напряжение между указанными выводами.
Использовать иголки и прочие дополнительные соединения не рекомендуется, т. к. они вносят погрешность в измерения. Смотрим показания мультиметра.
Напряжение на выходе нового датчика 0,996 — 1,01 вольта.
В процессе эксплуатации оно постепенно меняется, и как правило увеличивается. Чем больше значение этого напряжения, тем больше износ ДМРВ.
Напряжение ДМРВ:
- от 1,01 до 1,02 — хорошее состояние датчика;
- от 1,02 до 1,03 — неплохое состояние;
- от 1,03 до 1,04 — ресурс ДМРВ на исходе;
- от 1,04 до 1,05 — предсмертное состояние, если негативных симптомов нет, то эксплуатируем дальше;
- 1,05 и выше — пора заменить ДМРВ.
Эти же показания можно получить и без мультиметра, используя, например, приложение OpenDiag mobile.
Чистка ДМРВ
Если датчик загрязнен, можно попробовать очистить его. Чистка датчика массового расхода воздуха — деликатная процедура и может использоваться в качестве временного решения. Иногда это может помочь.
Что нельзя делать
Нельзя продувать датчик воздухом из компрессора. Можно оборвать проводники от кристалла к плате. Они очень тонкие (ок. 0,01мм) и мягкие. Закреплены гелеобразным компаундом, который растворяется лёгкими растворителями, и деформируется сильным потоком воздуха. Т. е. дунув компрессором, можно компаунд сдуть и оторвать проводники.
Для промывки нельзя использовать кетоны и эфиры. По трём причинам:
- Растворяют компаунд.
- При высыхании очень сильно охлаждают кристалл. Он может лопнуть, треснуть.
- Растворяют «маску» на кристалле.
Нельзя:
- лазить в измерительный элемент спичками, зубочистками, ватными палочками и пр.;
- промывать всякими средствами типа Wynn’s;
- не использовать очистители карбюратора «Абро», «Hi-Gear» и т. п.;
- не использовать аэрозоли с ацетоном, этиловым эфиром.
Использование очистителя ДМРВ
Для промывки датчика массового расхода воздуха лучше использовать специальный аэрозольный очиститель ДМРВ, например, LIQUI MOLY (арт. 8044) или KERRY (арт. KR9091).
Для этого необходимо снять датчик, по-возможности открутить измерительный элемент и распылить на него очиститель. В зависимости от загрязнений, повторить процедуру несколько раз. Дать высохнуть.
Замена датчика расхода воздуха
Если ДМРВ неисправен, его необходимо заменить. Это довольно просто. Деталь стоит от 50 до 350 долларов.
При замене датчика массового расхода воздуха убедитесь, что воздушный фильтр установлен правильно.
Как продлить жизнь ДМРВ
- Своевременная замена воздушного фильтра.
- Корпус воздушного фильтра должен быть всегда чистым.
- Не использовать спортивные (нулевого сопротивления) воздушные фильтры.
- Ограничить использование пропитанных воздушных фильтров.