Датчик массового расхода воздуха реферат

Обновлено: 04.07.2024

Датчик массового расхода воздуха: принцип работы, диагностика

ДМРВ — это датчик массового расхода воздуха. Он служит для определения количество воздуха, идущего на заполнение цилиндров при работе двигателя. Датчик установлен во впускном тракте после воздушного фильтра и является одним из главных при работе системы впрыска. Большинство датчиков массового расхода воздуха имеют две высокочувствительные нагревательные нити (терморезисторы). Они изготавливаются из платины или вольфрама, и на них подается электрический ток для нагрева до определенной температуры.

Одна нить сенсора располагается непосредственно в воздушной магистрали, а вторая защищена специальным экраном от прямого воздушного потока. При работе двигателя поток воздуха, проходящий через датчик, охлаждает открытую нить сильнее. Между терморезисторами возникает разница температур, и для открытой нити для восстановления нужной температуры требуется большее количество тока.

Датчик массового расхода воздуха стоит во впускном тракте автомобиля, между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, и закреплен непосредственно на корпусе воздушного фильтра.

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:

Путем изменения положения ползунка, приводимого в действие специальной лопастью, на которую воздействует воздушный поток, проходящий через прибор. Учитывая наличие трущихся механизмов, уровень надежности таких конструкций довольно низкий. Это стало основной причиной для отказа производителей авто от датчиков данного типа. Для ознакомления приведем упрощенный пример конструкции объемного расходомера.
Подсчетом вихрей Кармана. Они образуются в том случае, если ламинарный воздушный поток будет омывать препятствие, кромки которого достаточно острые. Частота срывающихся с них вихрей напрямую связана со скоростью потока воздуха, проходящего через устройство.

Конструкция вихревого датчика

Обозначения:

А – датчик измерения давления, для фиксации прохождения вихря. 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

Они устанавливались на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ.

Конструкция волюметра ИВКШ 407282.000

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.

Типовая функциональная схема проволочного ДМРВ

Обозначения:

Q- измеряемый воздушный поток.
У – усилитель сигнала.
RT – проволочное термосопротивление, как правило изготавливается из платиновой или вольфрамовой нити, толщина которой находится в пределах 5,0-20,0 мкм.
RR – термокомпенсатор.
R1-R3 – обычные сопротивления.

Пленочные воздухомеры

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.

Конструктивные особенности пленочного ДМРВ

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 проверить датчик расхода воздуха (3 способы проверки)

Способ №1. Визуальный контроль

Для этого необходимо снять датчик и внимательно его осмотреть на наличие механических повреждений или посторонних предметов, мусора. Также стоит визуально оценить целостность сенсоров нагревательных нитей или нагревательной плёнки.

Подобные проблемы могут возникнуть из-за негерметичного корпуса воздушного фильтра, или из-за некачественного воздушного фильтра.

При выявлении видимых повреждений – датчик необходимо заменить. А при наличии в нём мусора или загрязнений – ДМРВ можно очистить специальными средствами (спрей на спиртовой основе). Сенсоры ДМРВ очень хрупкие, поэтому будьте осторожны – не стоит их чистить механическим образом. Датчик ремонту не подлежит!

Способ №2. Отключение подачи питания

Самый простой способ проверить датчик массового расхода воздуха — отключить от него питание. При неработающем двигателе, отсоединяем электрический разъем на датчике массового расхода воздуха. Затем запускаем двигатель.

В данной ситуации блок управления двигателем переходит на резервный режим работы и заменяет показания отключенного датчика на запрограммированные заводом изготовителем.

В этом случае работа двигателя должна нормализоваться и обороты холостого хода увеличатся. Для дополнительной проверки можно проехать на автомобиле с отключенным разъёмом ДМРВ – 100-200 метров. Если все симптомы неисправности датчика массового расхода воздуха пропали, то значит датчик передает некорректные данные – он признается нерабочим и требует замены.

Способ №3. Проверка мультиметром

Чтобы проверить датчик расхода воздуха мультиметром – необходимо знать какие именно параметры измерять и с каких контактов электрического разъема. У каждой марки автомобиля они могут отличаться. Расположение проводов и клемм датчика можно посмотреть в электрической схеме автомобиля.

Можно проверить напряжение (V) между входящим сигналом и заземлением на разъёме ДМРВ.

Для этого необходимо:

Включить зажигание автомобиля, но двигатель не запускать,
Подключить красный (+) щуп мультиметра к жёлтому проводу,
Чёрный (-) щуп – к зелёному проводу разъёма.
Переключатель режимов на мультиметре устанавливаем на измерение минимального постоянного тока.

Напряжение на контактах должно находиться в пределах 1,00-1,04 Вольта. Если показания окажутся выше, то датчик требует замены.

Дополнительно можно снять датчик не отключая электрического разъема и подать струю воздуха на датчик со стороны воздушного фильтра. Напряжение должно возрасти до 1,3 Вольта, в этом случае датчик расхода воздуха считается рабочим.

В зависимости от устройства датчика, еще возможно произвести замер сопротивления на резисторах. Причем результаты замеров при разной температуре воздуха будут разными. Точные данные об оптимальных величинах показаний сопротивления, температуры измерений и расположение контактов на разъёме – как правило указывается либо в специальной технической литературе, либо в инструкции по ремонту автомобиля.

Проведение обслуживания

Как такового обслуживания датчик не требует. Меры для очистки системы предпринимает электронный блок управления. И если датчик расхода воздуха сломался, то в нем будет скапливаться много грязи и пыли. Воздух, попадающий в трубку, до конца не способен очиститься никаким фильтром. Поэтому предусмотрен способ, при помощи которого вся грязь, скапливающаяся на платиновой проволоке, испаряется в прямом смысле. В алгоритме работы электронного блока управления имеется небольшая особенность.

Когда вы глушите двигатель, на платиновую проволоку подается напряжение, способное раскалить ее до 1000 градусов. Накал происходит в течение секунды, этого времени оказывается достаточно, чтобы избавиться от всей скопившейся грязи на поверхности проволоки. Если решите самостоятельно провести восстановление датчика, то вам нужно тщательно очищать провод и сетку. При проведении работ запрещается дотрагиваться до этих предметов, иначе придется только менять прибор целиком, работать нормально он не сможет.

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

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

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).

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.

Что такое ДМРВ

Как говорили шоферы старой школы, ДВС не работает в двух случаях: нечему гореть или нечем поджечь. ДМРВ как раз и сообщает электронному блоку управления о количестве поступающего воздуха, кислород которого и становится “топливом” для рабочей смеси. Получив такой сигнал, ЭБУ может обеспечить максимально полное сгорание. Устройство, расположенное во впускном тракте, состоит из двух резисторов, которые конструктивно могут быть выполнены в различных вариантах. В первом случае резистор подвергают воздействию проходящего воздуха: при изменении интенсивности потока он охлаждается, его внутреннее сопротивление меняется. Во втором случае он не обдувается — по разности показаний с двух резисторов и вычисляют объём воздуха, который нужно подать в цилиндры.

На вторичный рынок датчик поставляется с защитными крышками-заглушками, чтобы исключить его загрязнение при транспортировке

Так выглядит датчик на обычном вазовском двигателе. Демонтировать его из корпуса без спецключа не получится

Исходя из данных по массе и температуре поступившего воздуха, ЭБУ определяет его плотность, а также просчитывает длительность открытия форсунок и количество топлива, которое подаётся в камеру сгорания. В общем, ДМРВ важен и для достижения максимальной мощности мотора, и для более полного сгорания (экологичности), и для экономичной езды. Выход из строя этого датчика, как и большинства остальных, приводит к срабатыванию сигнализатора Check Engine.

Принцип работы ДМРВ

Большинство датчиков массового расхода воздуха имеют две высокочувствительные нагревательные нити (терморезисторы). Нити изготавливаются из платины или вольфрама, и на них подается электрический ток для нагрева до определенной температуры.

Одна нить сенсора располагается непосредственно в воздушной магистрали, а вторая защищена специальным экраном от прямого воздушного потока. При работе двигателя, поток воздуха проходящий через датчик, охлаждает открытую нить сильнее. В результате чего между терморезисторами возникает разница температур, и для открытой нити, чтобы восстановить необходимую температуру – требуется большее количество тока.

Учитывая интенсивность охлаждения терморезистора и разницу показаний между нитями – электронный блок управления (ЭБУ) производит расчет количества воздуха поступающего во впускной тракт, и определяет необходимое количество топлива для стабильной работы двигателя. Во многих ДМРВ дополнительно встроен датчик температуры воздуха, поступающего во впускной тракт, который позволяет снимать более точные показания.

В некоторых датчиках ДМРВ вместо высокочувствительных нитей, используется либо керамический нагревательный элемент с напылением, либо полупроводниковая пленка. Но принцип работы датчика при этом остаётся прежним.

Где находится ДМРВ?

Последствия и признаки неисправности ДМРВ

Виды ДМРВ их конструктивные особенности и принцип работы

Наибольшее распространение получили три вида волюметров:

Проволочные или нитевые.
Пленочные.
Объемные.

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:

где I – ток, проходящий через RT и нагревающий его до температуры Т₁. При этом Т₂ — температура окружающей среды, а К₁ и К₂ – неизменные коэффициенты.

Исходя из приведенной выше формулы, можно вывести величину объемного расхода воздушного потока:

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.
R₁-R₃ – 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.

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.

Промывать или нет?

Обратите внимание: для промывки используется специализированный состав именно для чистки ДМРВ, а не универсальный очиститель карбюратора или топливной системы

Главное – не повредить снятый датчик, который боится даже пыли, не говоря уже о механическом воздействии

Как проверить датчик расхода воздуха (3 способы проверки)

В некоторых случаях, для проверки ДМРВ, его необходимо демонтировать с автомобиля. Порядок демонтажа:

Способ №1. Визуальный контроль

Способ №2. Отключение подачи питания

В этом случае работа двигателя должна нормализоваться и обороты холостого хода увеличатся. Для дополнительной проверки, можно проехать на автомобиле с отключенным разъёмом ДМРВ – 100-200 метров. Если все симптомы неисправности датчика массового расхода воздуха пропали, то значит датчик передает некорректные данные – он признается нерабочим и требует замены.

Способ №3. Проверка мультиметром

Чтобы проверить датчик расхода воздуха мультиметром – необходимо знать какие именно параметры измерять и с каких контактов электрического разъема. У каждой марки автомобиля они могут отличаться. Расположение проводов и клемм датчика, можно посмотреть в электрической схеме автомобиля.

Например на датчиках Bosch, которые устанавливаются на автомобили ВАЗ и GAZ, можно проверить напряжение (V) между входящим сигналом и заземлением на разъёме ДМРВ. Для этого необходимо:

Включить зажигание автомобиля, но двигатель не запускать,
Подключить красный (+) щуп мультиметра к жёлтому проводу,
Чёрный (-) щуп – к зелёному проводу разъёма.
Переключатель режимов на мультиметре устанавливаем на измерение минимального постоянного тока.

Если ничего не помогло – купить новый датчик расхода воздуха

Все способы проверки показали один результат – “Датчик под замену”. ДМРВ довольно дорогостоящий, и к его покупке стоит подойти осознанно.

На примере того же производителя Bosch для LADA и GAZ (артикул 0280218037) – по результатам поиска на портале GisAuto на 18 сентября 2019 года, в России найдено 568 предложений из разных городов. Стоимость этого датчика варьируется от 2 490 руб. до 6 676 руб. Такой разброс цен может зависеть от разных причин: наличие, срок поставки, стоимость закупки и т.д.

Подобрать ДМРВ для вашего автомобиля на портале GisAuto – вы сможете по номеру детали, по марке и модели вашего автомобиля, а также создать запрос по VIN-номеру авто, и тогда продавцы сами пришлют вам свои предложения. Вам останется только выбрать подходящий по цене и срокам вариант.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Датчика массового расхода воздуха ( ДМРВ) Назначение, устройство ДМРВ. Датчик расхода воздуха служит для измерения количества (объёма или массы) потребляемого двигателем воздуха. Значение массы входящего воздуха, измеренное непосредственно датчиком или рассчитанное блоком управления двигателем по его объему, является одним из базовых параметров в определении длительности открытия топливных форсунок.

Существуют различные конструкции датчиков расхода воздуха, но каждый из них можно отнести к одному из двух типов: -датчики объёмного расхода воздуха - датчики массового расхода воздуха. В зависимости от этого различают два способа определения расхода воздуха: -механический; -тепловой.

Датчики объёмного расхода воздуха работают по одному из двух принципов: -используется принцип подсчёта вихрей Кармана (некоторые датчики производства MITSUBISHI,CHRISLER. ); -принцип смещения ползунка потенциометра при помощи лопасти (флюгера), размещённой в потоке расходуемого двигателем воздуха.

Механический способ основан на измерении объема воздуха пропорционального перемещению заслонки. Тепловой способ предполагает измерение массы воздуха в соответствии с изменением температуры чувствительного элемента. Расходомер воздуха устанавливается во впускной системе между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой двигателя.

Механический расходомер воздуха (лопастной или флюгерный) Принцип работы расходомера воздуха построен на перемещении измерительной заслонки (флюгер)пропорционально величине потока воздуха. Измерительная заслонка, демпфирующая заслонка(для сглаживания пульсаций потока воздуха) и потенциометр размещены на одной оси, обеспечивающей прямую связь между перемещением заслонки и изменением сопротивления потенциометра.

Датчик массового расхода воздуха может быть : - аналоговым (в аналоговом ДМРВ используется в качестве чувствительного элемента подогреваемая электрическим током нить (проволока) или плёнка (фольга), для измерения количества проходящего воздуха - цифровым(цифровой получает от БУ базовый сигнал величиной 5 В и со своей стороны посылает обратно в БУ вариационный частотный сигнал, который соответствует поступающей в двигатель массе воздуха). В первом случае в зависимости от расхода воздуха изменяется напряжение выходного сигнала датчика, во втором случае изменяется частота или скважность выходного сигнала датчика.

Датчики массового расхода воздуха (Термоанемометрический расходомер воздуха ) (ДМРВ) более предпочтительны, так как измеряют непосредственно массовый расход воздуха (ДМРВ учитывает температуру и давление атмосферного воздуха), за счёт чего блок управления двигателем может более точно рассчитывать необходимое количество впрыскиваемого топлива. Датчики массового расхода воздуха (ДМРВ) могут быть : -нитевыми(проволочный датчик массового расхода воздуха)( MAF); -пленочными(HFM)

Проволочный датчик массового расхода воздуха Основой проволочного термоанемометрического расходомера воздуха является чувствительный элемент – платиновая нагреваемая нить. Работа расходомера построена на поддержании постоянной температуры платиновой нити(около 100 С) за счет нагрева электрическим током. При движении потока воздуха через датчик чувствительный элемент охлаждается. Терморезистор увеличивает ток нагрева нити. Преобразователь напряжения преобразует изменение тока нагрева чувствительного элемента в выходное напряжение. Между выходным напряжением и массовым расходом воздуха существует нелинейная зависимость, которая учитывается блоком управления двигателем

При нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен, зажигание включено) выходное напряжение датчика массового расхода воздуха равно 1,00V. Когда двигатель работает, через датчик протекает воздух, и чем больше поток воздуха, тем выше значение выходного напряжения датчика. На определённых режимах работы двигателя могут возникать кратковременные обратные потоки воздуха - когда воздух движется по направлению от впускного коллектора двигателя к воздушному фильтру. Датчик массового расхода воздуха способен регистрировать обратные потоки воздуха, при этом его выходное напряжение снижается до значений меньших 1,00 V пропорционально величине обратного потока.

Пленочный датчик массового расхода воздуха Чувствительный элемент пленочного расходомера воздуха представляет собой кристалл кремния, на который нанесено несколько тонких платиновых слоев – резисторов: нагревательного резистора, двух терморезисторов, резистора датчика температуры воздуха. Чувствительный элемент расположен в специальном воздушном канале, воздух в который поступает за счет разряжения. Высокая скорость потока предотвращает попадание в канал крупных частиц грязи и загрязнение чувствительного элемента.

Нагревательный резистор поддерживает определенную температуру чувствительного элемента. По разнице температур на терморезисторах определяется масса всасываемого воздуха и направление воздушного потока. Выходным аналоговым сигналом расходомера является напряжение постоянного тока.

В случае попадания на измерительный элемент датчика загрязнений, снижается скорость реакции датчика на изменения величины воздушного потока, а так же снижается точность измерения, что, в итоге, приводит к приготовлению топливовоздушной смеси с неправильным составом. Интенсивное отложение загрязнений на чувствительном элементе датчика может возникнуть вследствие несвоевременной замены воздушного фильтра.

Прежде чем проверять датчик расхода воздуха (независимо от его конструкции), следует убедиться в герметичности системы подачи воздуха в двигатель. Весь воздух, поступающий в двигатель, должен проходить только через датчик расхода воздуха, иначе ЭБУ-Д будет обеднять ТВ-смесь.

Выходной сигнал исправного датчика массового расхода воздуха независимо от его конструкции (с выходом по напряжению или по частоте) должен линейно меняться с изменением оборотов двигателя. Для проверки этого можно использовать мультиметр или осциллограф. Если ДМРВ неисправен, блок управления рассчитывает примерный расход воздуха по частоте вращения коленчатого вала и величине открытия дроссельной заслонки (режим называется резервным или аварийным).

1.Измерение выходного напряжения при нулевом потоке воздуха. Измерение значения напряжения выходного сигнала датчика при нулевом расходе воздуха проводится при остановленном двигателе и включенном зажигании. Для датчика массового расхода воздуха нулевому расходу воздуха соответствует значение выходного напряжения равное 1V±0,02 V. 2.Измерение выходного напряжения при прямом потоке воздуха Проверка осуществляется на работающем двигателе при увеличении оборотов напряжение датчика массового расхода воздуха должно увеличиваться от1Вдо 4,8В .

1 точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" дифференциального осциллографического щупа; 2 точка подключения отрицательного пробника дифференциального осциллографического щупа (чёрного цвета); 3 точка подключения положительного пробника дифференциального осциллографического щупа (красного цвета).

Проверка выходного сигнала датчика массового расхода воздуха проводится в три этапа: - измерение времени переходного процесса в момент включения зажигания; - измерение значения напряжения выходного сигнала при нулевом потоке воздуха; - измерение максимального значения напряжения выходного сигнала датчика при резкой перегазовке.

Измерение времени переходного процесса при подаче питания. В момент включения зажигания происходит подача питающих напряжений на датчики и исполнительные механизмы системы управления двигателем, в том числе и на датчик расхода воздуха. Сразу после подачи питания на датчик массового расхода воздуха происходит разогрев его чувствительного элемента до рабочей температуры, при этом, пока температура датчика стабилизируется, возникает переходный процесс.

Осциллограмма выходного напряжения исправного датчика массового расхода воздуха при подаче питающих напряжений. A: значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала ДМРВ при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен) и равно 0,99 V; AT значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик и равно ~0,5 mS.

Осциллограмма выходного напряжения неисправного (загрезненного)датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5 при подаче питающих напряжений. A: значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала ДМРВ при нулевом расходе воздуха (двигатель остановлен) и равно 0,92V; AT значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени переходного процесса выходного сигнала при подаче питания на датчик и равно ~70mS.(не соответствует ТУ)

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного BOSCH HFM5 при резкой перегазовке. Напряжения выходного сигнала исправного датчика массового расхода воздуха BOSCH HFM5 сразу после резкого открытия дроссельной заслонки должно кратковременно возрасти до значения не менее 4,0V.

В случае значительного загрязнения чувствительного элемента датчика, скорость реакции датчика снижается, и форма осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика становится несколько "сглаженной". Отложившиеся на чувствительном элементе датчика загрязнения образуют теплоизолятор, снижающий интенсивность охлаждения чувствительного элемента датчика, что приводит к уменьшению тока подогрева и выходного сигнала датчика (соответственно, уменьшается и количество подаваемого в цилиндры топлива).

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика массового расхода воздуха при резкой перегазовке. Вследствие снижения скорости реакции, способность датчика регистрировать быстрые изменения величины и направления потока воздуха ухудшается. Как следствие, после резкого открытия дроссельной заслонки, напряжение выходного сигнала такого датчика уже "не успевает" достичь значения 4,0V.

Читайте также: