Miernik przepływu powietrza (co to jest?) | Urządzenie, typy, awarie

Przepływomierz powietrza ma na celu dostarczanie do ECU informacji o ilości powietrza wpływającego do cylindrów silnika spalinowego. Urządzenia te są tradycyjnie podzielone na kilka typów - mechaniczne, foliowe (z gorącym drutem i membraną), czujniki ciśnienia. Pierwszy typ jest uważany za przestarzały i rzadko używany, podczas gdy inne są bardziej powszechne. Istnieje wiele typowych oznak i powodów, dla których przepływomierz ulega całkowitej lub częściowej awarii. Następnie przyjrzymy się im z Tobą, a także porozmawiamy o tym, jak sprawdzić, naprawić lub wymienić przepływomierz.

Zawartość

  • Co to jest przepływomierz
  • Objawy i przyczyny usterek
  • Jak sprawdzić przepływomierz

Miernik masy powietrza

Co to jest przepływomierz

Jak wspomniano powyżej, przepływomierze są zaprojektowane do wskazywania objętości i kontroli powietrza zużywanego przez silnik. Przed przystąpieniem do opisu zasady ich pracy należy poruszyć kwestię typów. W końcu od tego będzie zależeć jego praca.

Rodzaje przepływomierzy

Miernik masy powietrza

Wygląd przepływomierza

Pierwsze modele były mechaniczne i były instalowane w następujących układach wtrysku paliwa:

  • rozproszony wtrysk Jetronic;
  • połączony system elektronicznego wtrysku i elektronicznego zapłonu Motronic;
  • K-Jetronic;
  • KE-Jetronic;
  • L-Jetronic.

Obudowa mechanicznego przepływomierza zawiera komorę tłumiącą, klapę pomiarową, sprężynę powrotną, klapę tłumiącą, potencjometr oraz obejście (kanał obejściowy) z regulowanym regulatorem.

Oprócz przepływomierzy mechanicznych istnieją również następujące typy bardziej zaawansowanych przyrządów:

  • podgrzewany przepływomierz do gwintów;
  • przepływomierz z anemometrem termicznym;
  • przepływomierz grubościenny z kryzą;
  • czujnik ciśnienia powietrza w kolektorze.

Następnie rozważymy zasadę działania wymienionych urządzeń.

Zasada działania przepływomierza

Przepływomierz mechaniczny

Schemat mechanicznego przepływomierza. 1 - zasilanie napięciem z elektronicznej jednostki sterującej; 2 - czujnik temperatury powietrza dolotowego; 3 - dopływ powietrza z filtra powietrza; 4 - sprężyna spiralna; 5 - komora tłumiąca; 6 - przepustnica komory przepustnicy; 7 - dopływ powietrza do przepustnicy; 8 - przepustnica powietrza; 9 - kanał obejściowy; 10 - potencjometr

Zacznijmy od mechanicznego przepływomierza . Zasada działania opiera się na tym, jak daleko przesuwa się klapka pomiarowa w zależności od ilości powietrza, przez które przepływa. Na tej samej osi co klapka pomiarowa znajduje się klapka tłumiąca i potencjometr (nastawny dzielnik napięcia). Ten ostatni jest wykonany w postaci układu elektronicznego z wlutowanymi ścieżkami rezystorowymi. W trakcie obracania amortyzatora suwak porusza się po nich, a tym samym zmienia się opór. Odpowiednio, napięcie, które przekazuje potencjometr, jest mierzone zgodnie z dodatnim sprzężeniem zwrotnym i jest przesyłane do elektronicznej jednostki sterującej. Aby wyregulować działanie potencjometru, w jego obwodzie znajduje się również czujnik temperatury powietrza dolotowego.

Jednak liczniki mechaniczne są obecnie uważane za przestarzałe, ponieważ zostały zastąpione ich elektronicznymi odpowiednikami. Nie posiadają ruchomych części mechanicznych, dzięki czemu są bardziej niezawodne, dają dokładniejsze wyniki, a ich działanie nie zależy od temperatury zasysanego powietrza.

Inną nazwą takich przepływomierzy jest czujnik masowego przepływu powietrza . Z kolei dzielą się na dwa typy w zależności od zastosowanego elementu czujnikowego:

  • drut (czujnik MAF z gorącym drutem);
  • film (czujnik przepływu gorącej folii, HFM).

DMRV (czujnik masowego przepływu powietrza)

Więcej szczegółów

Przepływomierz drutowy

Miernik przepływu powietrza z przewodowym elementem grzejnym (żarnikiem). 1 - czujnik temperatury; 2 - pierścień czujnika z drutowym elementem grzejnym; 3 - precyzyjny reostat; Qm - masowy przepływ powietrza na jednostkę czasu

Działanie urządzeń pierwszego typu opiera się na zastosowaniu podgrzanego włókna platynowego . Obwód elektryczny stale utrzymuje żarnik w stanie nagrzanym (platynę wybrano ze względu na to, że metal ma niski opór właściwy, nie utlenia się i nie jest podatny na agresywne czynniki chemiczne). Konstrukcja zapewnia, że ​​przepływające powietrze chłodzi jego powierzchnię. Obwód elektryczny ma ujemne sprzężenie zwrotne, przez co więcej prądu elektrycznego jest doprowadzane do żarnika w miarę jego schładzania, aby utrzymać stałą temperaturę.

Również w obwodzie znajduje się przetwornik, którego zadaniem jest przełożenie wartości zmieniającego się prądu na różnicę potencjałów, czyli napięcie. Istnieje nieliniowa zależność wykładnicza między uzyskaną wartością napięcia a ilością przepuszczanego powietrza. Dokładny wzór jest zaprogramowany w ECU i zgodnie z nim decyduje o tym, ile powietrza jest potrzebne w danym momencie.

Konstrukcja przepływomierza drutu zakłada tzw. Tryb samooczyszczania. W tym przypadku nić platynowa jest podgrzewana do temperatury + 1000 ° C. W wyniku nagrzewania z jego powierzchni wyparowują różne pierwiastki chemiczne, w tym pył. Jednak z powodu tego ogrzewania grubość nici stopniowo maleje. Prowadzi to po pierwsze do błędów w odczytach czujnika, a po drugie do stopniowego zużywania się samej nici.

Przepływomierz folii

Schemat masowego przepływomierza powietrza z anemometrem termicznym. 1 - zaciski złącza elektrycznego, 2 - odgałęzienie pomiarowe lub obudowa filtra powietrza, 3 - obwód obliczeniowy (obwód hybrydowy), 4 - wlot powietrza, 5 - element czujnikowy, 6 - wylot powietrza, 7 - kanał obejściowy, 8 - obudowa czujnika.

Przyjrzyjmy się teraz działaniu foliowego czujnika przepływu powietrza . Są dwojakiego rodzaju - z anemometrem z gorącą folią i opartym na grubościennej diafragmie. Zacznijmy od pierwszego.

Jest to efekt ewolucji przepływomierza drutowego, ale zamiast drutu w tym przypadku jako czuły element zastosowano kryształ krzemu, na którego powierzchni wlutowanych jest kilka warstw platyny, które służą jako rezystory . W szczególności:

  • rezystor grzewczy;
  • dwa rezystory termiczne;
  • rezystor czujnika temperatury powietrza dolotowego.

Podobnie jak w przepływomierzu drutowym, element czujnikowy znajduje się w kanale, przez który przepływa powietrze. Dzięki zastosowaniu rezystora grzejnego jest stale podgrzewany. Po wejściu do kanału powietrze zmienia swoją temperaturę, która jest ustalana przez termistory zainstalowane na dwóch końcach kanału. Różnica w ich odczytach na dwóch końcach membrany to różnica potencjałów, czyli stałe napięcie (w zakresie od 0 do 5 V). Najczęściej ten sygnał analogowy jest digitalizowany w postaci impulsów elektrycznych, które są przekazywane bezpośrednio do ECU pojazdu.

Miernik folii kryzowej

Zasada pomiaru masowego przepływu powietrza za pomocą anemometru termicznego. 1 - charakterystyka temperaturowa przy braku przepływu powietrza; 2 - charakterystyka temperaturowa w obecności przepływu powietrza; 3 - czuły element czujnika; 4 - strefa grzewcza; 5 - membrana czujnika; 6 - czujnik z odgałęzieniem pomiarowym; 7 - przepływ powietrza; M1, M2 - punkty pomiarowe, T1, T2 - wartości temperatur w punktach pomiarowych M1 i M2; ΔT - różnica temperatur

Jeśli chodzi o przepływomierze foliowe drugiego typu, opierają się one na zastosowaniu grubościennej kryzy umieszczonej na ceramicznej podstawie. Jego aktywny czujnik rejestruje zmiany podciśnienia w kolektorze dolotowym na podstawie odkształcenia membrany membrany. Przy znacznym odkształceniu uzyskuje się odpowiednią kopułę o średnicy 3 ... 5 mm i wysokości około 100 mikronów. Wewnątrz znajdują się elementy piezoelektryczne, które zamieniają efekty mechaniczne na sygnały elektryczne, które są następnie przesyłane do ECU.

W nowoczesnych samochodach z zapłonem elektronicznym stosowane są czujniki ciśnienia powietrza , które są uważane za bardziej zaawansowane technologicznie niż klasyczne przepływomierze działające według opisanych powyżej schematów. Czujnik umieszczony jest w kolektorze i wykrywa ciśnienie i obciążenie silnika, a także ilość recyrkulowanych gazów. W szczególności jest podłączony do kolektora dolotowego za pomocą węża próżniowego. Podczas pracy w kolektorze generowane jest podciśnienie, które działa na membranę czujnika. Bezpośrednio na membranie znajdują się tensometry, których opór elektryczny zmienia się w zależności od położenia membrany.

Algorytm działania czujnika polega na porównaniu ciśnienia atmosferycznego i ciśnienia na membranie. Im jest większy, tym większa zmiana rezystancji, a tym samym napięcie dostarczane do ECU. Czujnik zasilany jest napięciem 5 V DC, a sygnałem sterującym jest impuls o stałym napięciu od 1 do 4,5 V (w pierwszym przypadku jest to silnik na biegu jałowym, w drugim silnik pracuje z maksymalnym obciążeniem). ECU bezpośrednio oblicza masową ilość powietrza na podstawie gęstości powietrza, jego temperatury, a także liczby obrotów wału korbowego.

Ze względu na to, że czujnik masowego przepływu powietrza jest raczej wrażliwym urządzeniem i często zawodzi, od około początku 2000 roku producenci samochodów zaczęli rezygnować z jego stosowania na rzecz stosowania silników z czujnikiem ciśnienia powietrza. Przepływomierz kryzowy

Filmowy miernik przepływu powietrza. 1 - obwód pomiarowy; 2 - membrana; 3 - wzorcowa komora ciśnieniowa; 4 - elementy pomiarowe; 5 - podłoże ceramiczne

Na podstawie otrzymanych danych elektroniczna jednostka sterująca reguluje następujące parametry. W przypadku silników benzynowych:

  • moment wtrysku paliwa;
  • jego ilość;
  • moment inicjacji zapłonu;
  • algorytm systemu odzyskiwania oparów benzyny.

Do silników wysokoprężnych:

  • moment wtrysku paliwa;
  • algorytm układu recyrkulacji spalin.

Jak widać, urządzenie czujnikowe jest proste, ale spełnia szereg kluczowych funkcji, bez których praca silników spalinowych byłaby niemożliwa. Przejdźmy teraz do rozważenia objawów i przyczyn awarii tego węzła.

Objawy i przyczyny usterek

W przypadku częściowej awarii przepływomierza, kierowca zauważy jedną lub więcej z poniższych sytuacji. W szczególności:

  • silnik nie uruchamia się;
  • niestabilna praca (prędkość pływająca) silnika na biegu jałowym, aż do jego wyłączenia;
  • obniżona zostaje charakterystyka dynamiczna samochodu (podczas przyspieszania silnik „spada” po naciśnięciu pedału przyspieszenia);
  • znaczne nadmierne zużycie paliwa;
  • zapala się lampka ostrzegawcza Check Engine na desce rozdzielczej.

Wymienione objawy mogą wynikać z innych usterek poszczególnych elementów silnika, jednak między innymi konieczne jest sprawdzenie działania miernika masy powietrza. Rozważmy teraz powody, dla których występują opisane usterki:

Przywrócenie przepływomierza

Przywrócenie przepływomierza

  • Naturalne starzenie się i awaria czujnika . Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku stosunkowo starych maszyn, które mają zainstalowany oryginalny przepływomierz.
  • Przeciążenie silnika . Ze względu na przegrzanie czujnika i jego poszczególnych elementów może on podawać ECU błędne dane. Dzieje się tak ze względu na fakt, że przy znacznym nagrzaniu metalu zmienia się jego rezystancja elektryczna, a zatem obliczone dane dotyczące ilości powietrza przepuszczanego przez urządzenie.
  • Mechaniczne uszkodzenie przepływomierza . Może być wynikiem różnych działań. Na przykład uszkodzenie podczas wymiany filtra powietrza lub innych elementów znajdujących się w jego pobliżu, zerwane styki podczas instalacji i tak dalej.
  • Wnikanie wilgoci do obudowy . Przyczyna jest dość rzadka, ale może wystąpić, jeśli z jakiegoś powodu do komory silnika dostanie się duża ilość wody. Może to spowodować zwarcie w obwodzie czujnika.

Z reguły przepływomierz nie podlega naprawie (z wyjątkiem próbek mechanicznych), aw przypadku awarii należy go wymienić. Na szczęście urządzenie jest niedrogie, a proces demontażu i instalacji nie zajmuje dużo czasu i wysiłku. Jednak przed wymianą należy zdiagnozować czujnik i spróbować wyczyścić czujnik środkiem do czyszczenia gaźnika.

Jak sprawdzić przepływomierz powietrza

Proces weryfikacji przepływomierza powietrza jest prosty i można go przeprowadzić na kilka sposobów. Rozważmy je bardziej szczegółowo.

Odłączenie czujnika

Najłatwiej jest wyłączyć miernik. W tym celu przy wyłączonym silniku odłącz kabel zasilający odpowiedni dla czujnika (zwykle czerwono-czarny). Następnie uruchom silnik i jedź samochodem. Jeżeli na desce rozdzielczej zapali się lampka kontrolna Check Engine, prędkość biegu jałowego przekroczyła 1500 obr / min, a dynamika auta uległa poprawie, to z dużym prawdopodobieństwem można argumentować, że czujnik masowego przepływu powietrza jest uszkodzony . Zalecamy jednak wykonanie dodatkowej diagnostyki.

Skanowanie za pomocą skanera

Inną metodą diagnostyczną jest użycie specjalnego skanera do wykrywania błędów w systemach pojazdu. Obecnie istnieje wiele różnych takich urządzeń. Bardziej profesjonalne modele są używane na stacjach paliw lub centrach serwisowych. Istnieje jednak łatwiejsze rozwiązanie dla przeciętnego właściciela samochodu.

Polega na instalacji specjalnego oprogramowania na smartfonie lub tablecie z systemem operacyjnym Android. Za pomocą kabla i adaptera gadżet łączy się z ECU samochodu, a wspomniany program pozwala na uzyskanie informacji o kodzie błędu. Aby je odszyfrować, należy skorzystać z literatury referencyjnej.

Popularne adaptery:

Adapter ELM327

Adapter ELM327

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

Jeśli chodzi o oprogramowanie, to najczęściej właściciele samochodów korzystają z następującego oprogramowania:

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

Najczęstsze kody błędów:

  • P0100 - obwód czujnika masowego lub objętościowego przepływu powietrza;
  • P0102 - niski poziom sygnału na wejściu obwodu czujnika masowego lub objętościowego przepływu powietrza;
  • P0103 - wysoki poziom sygnału na wejściu obwodu czujnika masowego lub objętościowego przepływu powietrza.

Za pomocą wymienionych narzędzi sprzętowych i programowych można nie tylko wyszukać błąd przepływomierza powietrza, ale także dokonać dodatkowych ustawień dla zainstalowanego czujnika lub innych komponentów pojazdu.

Sprawdzenie przepływomierza za pomocą multimetru

Sprawdzanie DMRV za pomocą multimetru

Również wśród kierowców popularny sposób sprawdzania przepływomierza za pomocą multimetru. Ponieważ czujnik masowego przepływu powietrza BOSCH jest najpopularniejszy w naszym kraju, algorytm weryfikacji zostanie opisany specjalnie dla niego:

  1. Przełącz multimetr na tryb pomiaru napięcia DC (w angielskim skrócie - DC). Ustaw górną granicę tak, aby przyrząd mógł wykrywać napięcia do 2 V.
  2. Uruchom silnik samochodu i otwórz maskę.
  3. Zlokalizuj przepływomierz powietrza bezpośrednio. Zwykle znajduje się na lub za obudową filtra powietrza.
  4. Czerwona sonda multimetru musi być podłączona do żółtego przewodu czujnika, a czarny przewód do zielonego.
  5. Jeżeli czujnik jest sprawny to wartość napięcia na ekranie multimetru nie powinna przekraczać 1,05 V. Jeżeli napięcie jest dużo wyższe to czujnik jest całkowicie lub częściowo niesprawny.

Oto tabela dla Ciebie, w której wskazana jest wartość odbieranego napięcia oraz stan czujnika.

Wartość napięcia, V. Stan czujnika
0,966 ... 1,01 Wartość napięcia na nowym czujniku masowego przepływu powietrza
1,01 ... 1,02 Dobry stan czujnika
1,02 ... 1,03 Stan średni
1,03 ... 1,04 Czujnik dobiega końca
1,04 ... 1,05 Stan bardzo zły
Ponad 1,05 Czujnik wymaga pilnej wymiany

Kontrola wzrokowa i czyszczenie przepływomierza powietrza

Jeśli nie masz pod ręką skanera lub odpowiedniego oprogramowania do diagnozowania stanu czujnika MAF, powinieneś przeprowadzić oględziny, aby zidentyfikować usterkę przepływomierza powietrza. Faktem jest, że nierzadko zdarzają się sytuacje, gdy do jego ciała dostają się brud, olej lub inne płyny procesowe. Skutkuje to błędami w wyprowadzaniu danych przez urządzenie.

Pierwszym krokiem do oględzin jest demontaż przepływomierza. Każdy model samochodu może mieć swoje własne niuanse, ale generalnie algorytm będzie wyglądał mniej więcej tak:

  1. Wyłącz zapłon samochodu.
  2. Za pomocą klucza (zwykle 10) odłącz przewód powietrza, przez który doprowadzane jest do niego powietrze.
  3. Odłącz przewody wymienione w poprzednim akapicie od czujnika.
  4. Ostrożnie zdemontuj czujnik, nie gubiąc o-ringu.

Następnie musisz przeprowadzić kontrolę wizualną. W szczególności należy upewnić się, że wszystkie widoczne styki są w dobrym stanie, nie są uszkodzone ani utlenione. Sprawdź również, czy nie ma kurzu, zanieczyszczeń i płynów procesowych zarówno wewnątrz obudowy, jak i bezpośrednio na elemencie czujnikowym. Ich obecność może powodować błędy w odczytach transmisji.

W związku z tym, jeśli wykryte zostanie określone zanieczyszczenie, konieczne jest wyczyszczenie obudowy i wrażliwego elementu. W tym celu najlepiej jest użyć kompresora powietrza i szmat ( z wyjątkiem przepływomierza foliowego nie można go czyścić ani przedmuchać sprężonym powietrzem ).

Postępuj dokładnie zgodnie z procedurą czyszczenia, aby nie uszkodzić jej elementów wewnętrznych, zwłaszcza gwintów.

Wynik

Na koniec podamy więcej wskazówek, jak przedłużyć żywotność przepływomierza powietrza. Po pierwsze, regularnie wymieniaj filtr powietrza. W przeciwnym razie czujnik przegrzeje się i poda nieprawidłowe dane. Po drugie, nie dopuść do ogólnego przegrzania silnika i upewnij się, że układ chłodzenia działa normalnie. Po trzecie, jeśli czyścisz przepływomierz powietrza, postępuj dokładnie według tej procedury. Niestety większości współczesnych czujników masowego przepływu powietrza nie da się naprawić, dlatego jeśli są całkowicie lub częściowo niesprawne, należy dokonać odpowiedniej wymiany.