Что такое расходомер в автомобиле?

AutoXS.ru — Авто Энциклопедия

  • Тюнинг и доработки
  • Ремонт и обслуживание
  • История
  • Разное про автомобили
  • Масштабные модели

Всё про датчик массового расхода воздуха (расходомер)


В тонкой и точной настройке автомобильного двигателя важно всё: и качество автожидкостей, и нормальная работа каждого элемента, и слаженность всех процессов. Одним из элементов, определяющих, насколько правильно в конечном итоге будет работать автомобиль, является датчик массового расхода воздуха, он же расходомер воздуха или MAF-sensor (от Mass Air Flow), как его чаще называют автомобилисты.

Зачем нужен ДМРВ?

Для полного сгорания одной части топлива нужно примерно 14,7 частей воздуха, такая смесь называется стехиометрической, оптимальной по соотношению. Будет меньше воздуха, чем нужно – бензин не сгорит полностью, получим грязный выхлоп, не соответствующий современным экологическим нормам. Будет больше воздуха – на обедненной смеси двигатель не сможет развить полную мощность.

Расходомер предназначен для постоянного контроля количества поступающего в цилиндры воздуха и передачи этих данных системе регулировки впрыска топлива. То есть, чем больше воздуха идет в двигатель, тем больше топлива будет подано на форсунки.

Когда водитель нажимает на педаль газа, он регулирует именно подачу воздуха: открывается дроссельная заслонка (непосредственно или от сигнала ЭБУ). Поступает больше воздуха – реагирует ДМРВ, после чего подается больше топлива в камеры сгорания и увеличиваются обороты двигателя.

Нормально работающий расходомер воздуха позволяет не только максимально эффективно использовать топливо, но и максимально эффективно использовать катализатор и сажевый фильтр, а в общей перспективе – сократить расходы на топливо, уменьшить износ узлов автомобиля и продлить время комфортной эксплуатации. Электроника учитывает показатели не только ДМРВ, но и лямбда-зонда, что позволяет более точно контролировать подачу топлива.

Виды и принцип действия


Схема ДМРВ в корпусе

Эволюция расходомеров направлена на поиск методов более точного измерения, учета большего количества параметров, чтобы в итоге получить максимально стабильную работу двигателя.

Механические датчики (расходомеры с трубкой Пито) работали по принципу воздушного сопротивления: чем сильней поток воздуха, тем больше отклонялась внутренняя демпфирующая пластина. Эти системы были долговечными и надежными, но недостаточно точными. С появлением более современных топливных систем понадобились более прогрессивные методы измерения.

Следующее поколение – термоанемометрический датчик с платиновой нитью (Hot Wire MAF Sensor). Именно платиновой, так как этот металл дольше всего сопротивляется термической деградации. Принцип действия основан на поддержании постоянной температуры нагретой нити: чем больший поток воздуха проходит через нее, тем быстрей она остывает и тем больше энергии нужно на нагрев. Контроль температуры осуществляется терморезистором, а данные о затраченной на нагрев нити энергии передаются на ЭБУ как информация о количестве проходящего через нить воздуха.

Схема датчика MAF: 1. Кольцо. 2. Платиновая нить. 3. Термокопенсационное сопротивление. 4. Крепление кольца. 5. Корпус электронного модуля.

Для более точного измерения в современных датчиках учитывается еще и температура поступающего воздуха.

Самой частой причиной выхода из строя является загрязнение нити отложениями пыли и моторного масла. Поэтому в таких датчиках предусмотрена функция самоочистки: после каждой остановки двигателя платиновая нить на пару секунд разогревается до 1100оС. Все органические отложения мгновенно сгорают или обугливаются.

Недостатком нитевых датчиков является ограниченный ресурс работы: платина, несмотря на свою стойкость, рано или поздно выгорает.

Более прогрессивной модификацией стал пленочный датчик (Hot Film Air Flow Sensor, HFM). Принцип работы тот же, что и у проволочного: масса входящего воздуха определяется по степени охлаждения нагревательного элемента. На керамическую основу (подложку) устанавливаются все необходимые элементы в виде тонкопленочных резисторов, в том числе и нагревательный элемент в виде платинового напыления. Сенсор устанавливается в воздушном канале, через который проходит только входящий поток воздуха (измерения получаются более точными за счет отсутствия обратных воздушных волн от работающих клапанов и поршней двигателя). В пленочных датчиках отсутствует проблема загрязнения: пыль и моторное масло не попадают на нагревающийся слой, а значит, нет необходимости в самоочистке. В пленочных сенсорах учитывается и плотность воздуха, которая также влияет на скорость охлаждения нагревательного элемента.

Схема датчика HFM: 1. Электрический разъем. 2. Внешний корпус. 3. Электронная схема. 4. Термоэлемент. 5. Корпус датчика. 6. Канал воздушного потока.

В самых новых моделях автомобилей конструкторы уже отказались от ДМРВ, заменив их датчиками абсолютного давления. Но расходомеры воздуха, основанные на нагревательном элементе, в настоящее время используются наиболее широко.

Место установки

Поскольку датчики чувствительны к загрязнениям, их устанавливают в воздуховоде после воздушного фильтра перед дроссельной заслонкой. Сам датчик расположен в корпусе – пластиковой трубке, закрытой с одной стороны сетчатым фильтром, предотвращающей завихрения воздушного потока. Продаваться датчики могут как вместе с корпусом, так и отдельно, если конструкция датчика предусматривает замену центрального элемента.

Разъем на датчике подключается в бортовую сеть: к источнику напряжения и ЭБУ.

Поломки расходомеров

Чаще всего датчики расхода воздуха выходят из строя просто от износа: платиновая нить (и платиновое напыление не кремниевой пластине) постепенно истончается от нагрева. У проволочного ДМРВ ресурс составляет примерно 150 тыс. км, но эта цифра может стать и больше, и меньше, в зависимости от состояния других узлов автомобиля.

Поврежденное напыление дорожек на расходомере

Причиной досрочной поломки датчика чаще всего является грязь на нагревательном элементе: пыль и моторное масло искажают показания и вызывают перегрев.

Сломанный датчик не ремонтируется, его меняют на новый. Учитывая, что это не самая дешевая деталь, будет нелишним позаботиться о максимальном продлении срока эксплуатации. На работу расходомера воздуха влияют:

  • Состояние воздушного фильтра. Если фильтры регулярно менять и использовать только качественные, можно не беспокоиться о попадании пыли в воздуховод. Если же фильтр вышел из строя или не соответствует техническим требованиям, поломка расходомера покажется ерундой по сравнению со стоимостью ремонта двигателя.
  • Состояние двигателя. Из работающего мотора в воздуховод могут попадать пары масла. Масляные отложения, загрязняющие платиновый элемент, ускоряют его износ. На концентрацию моторного масла в картерных газах влияет состояние поршневых колец и сальников клапанов.
  • Состояние проводки. Одна из возможных причин поломки датчика – нарушение электрических контактов. Эту причину иногда можно устранить, если повреждение не серьезное.

Когда расходомер выходит из строя, нарушается баланс между поступающим в двигатель бензином и воздухом. Соответственно, проблемы будут отражаться на работе двигателя:

  • Повышается расход топлива,
  • Нарушаются показатели разгона, возникают провалы при наборе скорости,
  • Нетипичная работа двигателя на холостом ходу (слишком высокие или слишком низкие обороты),
  • Горит Check Engine,
  • Двигатель плохо заводится или не заводится вообще.

Причиной перечисленных проблем не обязательно будет поломка ДМРВ: более точно можно определить только после диагностики. Самостоятельно можно разве что осмотреть место подключения датчика (иногда сбой в работе двигателя появляется из-за повреждения воздуховода) и, если есть подходящие инструменты, то снять сам датчик и заменить его заведомо рабочим. Если после замены проблемы с двигателем остались – дело не в расходомере, а в другой неисправности.

Сильно загрязненный датчик можно попытаться «реанимировать» — очистить нагревательный элемент, чтобы он смог проработать еще немного, до покупки нового. Используют для этой цели специальные очистители (карбоклинер или очиститель для ДМРВ), что позволяет ненадолго продлить «жизнь» детали. Однако нужно помнить, что элементы датчика повреждаются от малейшего воздействия, так что протирать чувствительный элемент (даже слегка!) нельзя.

Неисправный расходомер воздуха влияет не только на режим работы двигателя, но и на ресурс выхлопной системы: сажевый фильтр и катализатор весьма чувствительны к чистоте выхлопа, которая невозможна без оптимального соотношения воздуха и топлива. В современных автомобилях все компоненты взаимозависимы, и поломка даже такого маленького датчика может вызвать «цепную реакцию» неисправностей. А значит, поломки лучше устранять сразу, чтобы и дальше ездить без проблем.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Что такое ДМРВ, почему он важен и как диагностировать его неисправность

За прошедшие три десятилетия моторы с распределённым и непосредственным впрыском топлива окончательно вытеснили все прочие типы конструкций. Казалось бы, срок немалый, но инженеры так и не смогли побороть “детские болезни” важных электронных компонентов, среди которых — датчик массового расхода воздуха (ДРМВ), отвечающий за состав топливовоздушной смеси. Давайте вспомним, как устроен ДМРВ, почему он так важен и как диагностировать его неисправность.

Что такое ДМРВ

В современных моторах применяются два вида системы питания: при распределённом впрыске форсунка подаёт топливо во впускной патрубок, при непосредственном — в камеру сгорания. Для обеих систем важна корректная работа датчика массового расхода воздуха, который когда-то был механическим (флюгерного типа), а сейчас лишен подвижных механических частей и выполнен термоанемометрическим (от «анемо» — ветер).

Заводской ДМРВ немецкого производства для двигателя ВАЗ

Датчик массового расхода воздуха может стоять не только на бензиновом, но и на дизельном моторе, где на него «завязана» работа клапана EGR (система рециркуляции выхлопных газов)

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

Снятый датчик в «голом виде». Хорошо виден чувствительный элемент

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.

Check Engine может загореться по любому поводу. Если нет бортового компьютера с функцией диагностики, придется ехать на СТО, где есть сканер

Однако далеко не всегда владелец связывает сработавший «чек» с ДМРВ — особенно если двигатель работает без особых перебоев, а динамические характеристики автомобиля ничуть не ухудшились. Поэтому важно не оставлять загоревшийся индикатор неисправности двигателя без внимания, а считать ошибки диагностическим компьютером.

Читайте также  Датчик холла в машине что это?

ДМРВ или ДАД?

Датчик абсолютного давления (ДАД) совместно с датчиком температуры (ДТВ) также контролирует, какое количество воздуха поступает во впускной коллектор. На основании этих показаний контроллер формирует команду-импульс на форсунки. Важное отличие ДАД от ДМРВ — отсутствие воздуха в корпусе, поскольку этот датчик работает на основе измерения показаний разницы давлений на входе и давления в вакуумной камере. Конструктивной особенностью ДАД является высокочувствительная диафрагма, которая растягивается под воздействием давления во впускном коллекторе. Этот процесс влияет на сопротивление тензорезисторов, вследствие чего изменяется напряжение.

Датчик абсолютного давления (на фото) и ДМРВ работают по разным принципам ​

ДАД намного дешевле датчика массового расхода воздуха, однако алгоритм его работы менее совершенен. Да и вообще далеко не все блоки управления могут корректно работать с ДАД. Более того, при переходе на датчик абсолютного давления мотор может реагировать на открытие дросселя с гораздо большей задержкой, чем с родным ДМРВ. И, конечно же, просто заменить ДМРВ на ДАД без серьезных доработок не получится в силу разности их конструкции и даже расположения.

Есть двигатели, где выбормежду ДАД и ДМРВ не стоит, потому что на моторе присутствуют оба эти датчика сразу!

Обычно мысли об установке ДАД вместо штатного датчика массового расхода воздуха появляются при отказе последнего, а также во время тюнинга мотора — особенно если происходит перевод атмосферника на турбонаддув. Однако некоторые владельцы сознательно отказываются от ДМРВ из-за его высокой стоимости и не самого большого ресурса. Ведь при неудачном стечении обстоятельств датчик может выйти из строя уже через 60-70 тысяч километров пробега, а к цифре 120-130 тысяч на одометре многих бюджетных автомобилей он практически гарантированно «умирает».

Но те, кто не заморачивается доработками двигателя, обычно ездят со штатным датчиком массового расхода воздуха, а не заменяют его связкой ДАД+ДТВ (датчик температуры воздуха). Тем более, что далеко не все блоки управления двигателем работают с датчиком абсолютного давления лучше, чем с родным ДМРВ. Какой из датчиков более совершенен по конструкции, однозначно ответить сложно – тем более, если речь идёт о попытке замены одного (и часто уже неисправного) расходомера другим. Ведь история знает множество примеров, когда счастливые владельцы наматывали по несколько сотен тысяч километров как на двигателе с родным расходомером, так и на моторе с датчиком абсолютного давления, особенно если последний штатно ставили на заводе.

Можно ли обойтись без него?

Отказ ДМРВ приводит к срабатыванию «чека», но двигатель при этом будет работать и дальше. Правда, в зависимости от новизны прошивки ЭБУ, «аварийная» программа, не увидев сигнала, может поднять обороты холостого хода примерно до 1 500 об/мин. На относительно новых версиях программного обеспечения неисправность датчика приводит лишь к повышению расхода топлива или падению динамики. В любом случае, ошибка датчика массового расхода воздуха является важной причиной для того, чтобы проверить его, хотя бы измерив напряжение.

При некорректной работе ДМРВ электроника может начать переобогащать рабочую смесь

Игнорировать неисправность не стоит, поскольку даже на относительно простых автомобилях (переднеприводная линейка Lada первых поколений) отказ ДМРВ грозит заметным перерасходом бензина либо ослаблением выходных характеристик мотора. Именно поэтому ответ на популярный вопрос «Можно ли вообще обойтись без ДМРВ, если он заложен в конструкцию машины?» однозначен и звучит так: нет, нельзя.

Как диагностировать неисправность?

Кроме косвенных признаков, о которых мы упоминали выше, существует вполне объективный параметр, указывающий на состояние датчика и его ресурс — это рабочее напряжение при включенном зажигании. Изучимего на примере «вазовского» датчика как одного из самых распространённых.

Схема подключения ДМРВ на двигателе ВАЗ

Подключив мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения и включив зажигание, можно снять показания по выходному напряжению ДМРВ. Для новой или «эталонной» детали он составляет 0,996 В.

Такое напряжение указывает на то, что датчик работает как новый

Один из вариантов измерения напряжения – прямо через разъем подключения датчика

Дальше параметры оцениваются так:

1,010-1,019 В — хорошее состояние, о замене пока не нужно думать
1,020-1,029 В – датчик работоспособен, это примерно половина остаточного ресурса
1,030-1,039 В — еще исправен, но ресурс подходит к концу
1,040-1,049 В – ДМРВ на грани выхода из строя, скоро потребует замены
1,050 В и выше — расходомер требует немедленной замены

При параметре 1,016 В (первое фото) датчик в хорошем состоянии, а вот 1,035 В – уже повод задуматься о покупке нового​

Такой параметр датчик выдает на грани исправности, но нужно точно убедиться в том, что данные соответствуют действительности, а не связаны с погрешностью мультиметра

Нужно учитывать, что многие тестеры завышают показания, поэтому существует риск «приговорить» вполне исправный датчик. К тому же его параметры во многом зависят от чистоты «масс» в цепи.

Плохой обжим проводов или сгнившая «коса» могут повлиять на корректность работы как ДРМВ, так и ДАД, что особенно характерно для моторов старых автомобилей​

Лучше всего до покупки не самого дешевого датчика установить сначала заведомо исправный «бэушный», одолжив его для проверки на время у коллеги по работе, соседа по стоянке, знакомого по форуму с такой же машиной и т.д. Также стоит больше верить показаниям диагностического сканера, подключенного к разъему OBD-2, чем дешевому мультиметру.

Промывать или нет?

Многие механики с многолетним стажем и рядовые владельцы автомобилей уверены в том, что «уставший» ДМРВ можно оживить элементарной промывкой – то есть вынуть его из корпуса и хорошенько «пролить» каким-нибудь «карбклинером» или спиртом примерно так же, как 20-30 лет назад это делали с жиклёрами карбюратора. В действительности же существуют специализированные составы для очистки датчиков, которые не имеют ничего общего с растворителями отложений, использующимися для промывки карбюраторов. Поэтому и цена у таких «узкозаточенных» очистителей ДМРВ совсем другая — и, как нетрудно предположить, более высокая. К тому же производители подобных жидкостей прямо указывают, что они не сделают чудес и не превратят «полудохлый» датчик в совершенно новый, а предназначены для профилактической промывки исправных ДМРВ — снять загрязнения, связанные с пылью и масляным туманом, попавшим во впускной тракт из системы вентиляции картера.

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

Практический опыт применения подобных «чудо-средств» показывает, что они действительно могут немного снизить показания еще исправного датчика, а вот вышедшему за 1,05 В подобные манипуляции уже будут что мёртвому припарки.

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

Многие водители по неопытности сами губят ещё живые датчики при промывке. Чувствительные элементы нельзя трогать руками или протирать ветошью, да и сильный напор жидкости кроме вреда ничего не принесёт. Поэтому к чистке ДМРВ в гаражных условиях нужно относиться с большой осторожностью и помнить:если датчик уже «умер», то это неопасно иему уже не поможет, но, даже если он еще вполне исправен, эта процедура может и не принести заметного результата.

Расходомер воздуха. Датчик расходомера воздуха

Для того чтобы двигатель мог уверенно работать в любых режимах, необходимо, чтобы он получал оптимальный состав горючей смеси. Как известно, одного лишь топлива двигателю маловато, ему нужен еще и воздух. В различных режимах работы мотора требуется разного соотношения кислорода и бензина. За это отвечает расходомер воздуха.

Что это такое?

Это датчик массового расхода воздуха. Он определяет количество кислорода, которое необходимо для заполнения цилиндров двигателя автомобиля при различных режимах работы. Установлено это устройство во впускном тракте. Найти его можно после воздушного фильтра, во впускном патрубке, или же на корпусе самого фильтрующего элемента.

Как работает прибор

Этот датчик необходим, как уже было сказано, для измерения идеального количества кислорода, который поступает в двигатель. Так, ДМРВ рассчитывает нужное количество и тут же отсылает эти данные на ЭБУ. Тот проводит расчеты необходимого количества топлива.

Чем сильнее водитель нажимает на педаль акселератора, тем большее количество воздуха поступит в камеры сгорания силового агрегата. Датчик расхода сразу же фиксирует это, а затем посылает команду основному компьютеру, чтобы тот отправил в цилиндры больше горючего.

Если автомобиль движется равномерно, то в этом режиме кислород тратится в небольших объемах, а значит, и расход топлива не будет большим. За этим следит этот самый расходомер воздуха.

Устройство, типы датчиков, принципы работы

Вместе с техническим прогрессом совершенствуется и конструкция этих приборов. В начале развития автомобильной отрасли для этих целей применяли трубку Пито. Также подобное устройство называли лопаточный расходомер воздуха. В качестве основного элемента использовали тонкую пластинку. Она была мягко закреплена. Поток воздуха изгибал пластинку. Потенциометр, который также был встроен в схему, мог измерять, насколько сильно изогнута пластинка (измерялось сопротивление). Это было сигналом для основного блока управления.

По этому же принципу работали эти приборы на многих немецких автомобилях. Так, если вскрыть расходомер воздуха «БМВ» 80-х годов выпуска, то там можно найти датчик с именно таким устройством. Естественно, на современных авто стоят системы с другим устройством.

Среди самых современных и распространенных на многих автомобилях устройств выделяют пластинчатые измерители. В этом приборе в качестве базового элемента применяется теплообменник с двумя платиновыми пластинами. При помощи электричества пластина нагревается.

Работает это следующим образом. Когда поток воздуха проходит через теплообменник, то он охлаждает рабочую пластину из платины. Для поддержания на этой пластине такой же температуры, что и на контрольной, на нее подается больший ток. Изменение тока и является теми данными, что нужны ЭБУ.

Еще один расходомер воздуха – это устройство с пленочными измерителями. Рабочими элементами здесь выступают пластины из кремния с платиновым напылением. Такая технология используется недавно, поэтому эти конструкции еще не слишком распространены.

Еще существуют устройства с вихревыми измерителями. Работа их построена на измерении частот завихрений, которые создаются на некотором расстоянии сзади выступа во впускном клапане.

Самая современная конструкция – расходомер мембранного типа. Здесь применяется очень тонкая мембрана, которая помещена в воздушный поток. С одной и с другой стороны устанавливаются датчики температуры. Когда автомобиль движется, стороны не могут охлаждаться равномерно. Разница температур затем отправляется на ЭБУ для дальнейших расчетов.

В современных иномарках такой датчик и вовсе может отсутствовать, вместо него применяют систему абсолютного давления.

Читайте также  Как разобрать заднюю дверь на приоре?

Признаки неисправностей

В автомобиле нет ничего вечного, датчик расходомера воздуха тоже выходит из строя, причем регулярно. Многие автолюбители обсуждают на форумах эту проблему.

Как можно узнать, что это важное устройство начало выходит из строя? Очень просто. Те показатели, что измеряет этот элемент, очень важны в процессе правильного приготовления рабочей смеси топлива и воздуха. Неисправности ДМРВ приводят к серьезным нарушениям работы мотора, а то и вовсе двигатель запустить невозможно.

Если расходомер вышел из строя, то может загореться лампа на приборной панели, предлагающая проверить двигатель. Также неполадки влекут за собой повышенный расход топлива, резкий спад мощности силового агрегата. Например, когда выходит из строя расходомер воздуха «Ауди», это ко всему прочему сопровождается снижением динамических характеристик немецкого авто, становится очень трудно завести двигатель, в режиме холостого хода нет стабильности оборотов.

Опытный автолюбитель скажет, что это стандартные признаки, которые могут быть никак не связаны с ДМРВ. Да, это так. Но первое, что стоит проверить при таких симптомах – это ДМРВ.

Как проверить расходомер воздуха

Современная практика диагностики предполагает применение нескольких способов проверки.

Далее необходимо набрать обороты до 1500, а затем рекомендуется поехать на машине. Если агрегат стал работать гораздо резвей и динамичней, значит, во всем виноват именно ДМРВ.

Диагностика с тестером

Второй способ предусматривает использование мультиметра. Прежде чем начать тестирование, необходимо помнить, что способ актуален не для всех датчиков. Таким методом можно проверить только расходомер воздуха Bosch.

Первым делом необходимо настроить тестер на 2 В и перевести его в режим постоянных напряжений. В схеме от «Бош» четко сказано, что ДМРВ должен иметь четыре провода. Так, по желтому проводу подается сигнал, серо-белый – напряжение, зеленый – это земля, розово-черный запитывается вместе с главным реле.

Теперь красный щуп тестера необходимо присоединить к желтому проводу. Черный щуп подключается к зеленому проводу. Двигатель перед этими измерениями необходимо заглушить, а вот зажигание выключать не нужно. Далее замеряется напряжение.

Если элемент в рабочем состоянии, то тестер покажет 101-102. Допустимые показания – 102-103. Это верхний предел, при котором требуется ремонт расходомера воздуха. Если на экране тестера 105 и более, тогда датчик сломан, требуется замена.

Визуальный осмотр

Третий метод подразумевает диагностику только по внешним признакам. Для того чтобы визуально диагностировать поломку, следует очень внимательно исследовать внутреннюю полость патрубка, на котором закреплен датчик. Эта поверхность должна быть максимально чистой и сухой.

Нужно заметить, что самая частая причина, по которой ДМРВ выходит из строя, это банальная грязь, что попадает на рабочий участок. Этим часто страдает расходомер воздуха «Ауди».

Чтобы исключить попадание грязи, следует проводить регулярную замену фильтров.

На следующем шаге необходимо снять датчик. Чтобы выполнить демонтаж, понадобится рожковый ключ. Откручивается два болта и элемент снимается из корпуса фильтра для очистки кислорода.

В момент демонтажа необходимо убедиться в наличии полиуретанового уплотнителя. Он зачастую вынимается вместе с датчиком. Кольцо необходимо, чтобы защитить систему от завоздушивания. Если его нет ни в патрубке, ни в датчике, значит причина в отсутствии этого кольца.

Если кольца нет, то грязь будет попадать в полость детали, что не считается допустимым.

Ремонт расходомера воздуха

В большинстве случае ремонту эти приборы не подлежат. Их просто заменяют на аналогичный или же универсальный. Ремонту поддаются лишь те, которые применяют принцип трубки Пито. Часто случаются загрязнения, которые могут затруднять ход пластинки.

Справиться с грязью можно при помощи специальных спреев, которые используются для промывки карбюраторов. В редких случаях можно восстановить работу этого переменного резистора, установив его на плату с контактами. Иногда удается справиться с этой проблемой просто подогнув пластины так, чтобы наконечник работал по еще не изношенной части площадки.

Многие специалисты на СТО предлагают отключения устройства от блока ЭБУ. Однако при этом ничего хорошего не получится.

Не поддаются ремонту и термоанемометрические расходомеры. А вот расходомер воздуха Bosch можно попробовать вылечить.

Как заменить ДМРВ

Если датчик ремонту не подлежит, выход один – замена. Заменить датчик очень просто.

Как продлить ресурс?

Для того чтобы этот прибор служил верой и правдой подольше, необходимо вовремя менять воздушные фильтры и постоянно следить за техническим состоянием двигателя. Чтобы продлить датчику жизнь, также можно отремонтировать двигатель. Зачастую слишком изношенные поршневые кольца и сальники клапанов могут приводить к преждевременной смерти ДМРВ.

Как очистить ДМРВ

Чистить датчик рекомендуется лишь тогда, когда грязью покрылись платиновые спирали.

Перед тем как проверить расходомер воздуха, желательно снять и тщательно вымыть его. Возможно, это будет простым решением проблемы, так как контакты часто загрязняются.

Первым делом необходимо демонтировать датчик. Затем его разбирают.

Как оказалось, расходомер – это очень важный датчик, а при должном обслуживании он не будет часто выходить из строя.

Итак, мы выяснили, для чего предназначен датчик массового расхода воздуха.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Расходомеры

Расходомеры, это приборы, которые измеряют объемный или массовый расход вещества, то есть количество вещества, проходящее через данное сечение потока, например, сечение трубопровода в единицу времени. Вот о том, какими бывают расходомеры на автомобиле, мы и поговорим в этой статье.

Расход жидкостей в автомобилях

Поскольку расход топлива уже доступен в виде вычисляемой измеряемой переменной в электронно управляемых измерительных системах, в основном используемых сегодня в двигателях внутреннего сгорания, нет нужды измерять его для управления процес­сом сгорания.

Расход воздуха во впускном трубопроводе двигателя и в тракте наддува

Соотношение масс воздуха и топлива явля­ется важнейшим фактором в химическом процессе сгорания, поэтому фактически про­изводится измерение массы расходуемого воздуха, хотя может применяться процедура, использующая определение объема и дина­мического давления. Максимальный изме­ряемый массовый расход воздуха находится в диапазоне 400-1200 кг/ч, в зависимости от мощности двигателя. По усредненной оценке работы на холостом ходу современных дви­гателей отношение между минимальным и максимальным расходом составляет от 1:90 до 1:100. Из-за строгих требований к составу выхлопа и расходу необходимо обеспечивать уровень точности 1-2 % от измеренного зна­чения. Применительно к диапазону измере­ния это может означать точность измерения 10 -4 , необычайно высокую для автомобилей.

Воздух же всасывается двигателем не по­стоянно, а в момент открывания впускных клапанов (рис. «Пульсация всасываемого воздуха в 4-цилиндровом бензиновом двигателе» ). По этой причине расход воздуха, особенно при широко открытой дроссельной заслонке, сильно колеблется в точке измере­ния, которая всегда расположена во впускном трубопроводе между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. Из-за резонансов впускного трубопровода пульсация в нем (прежде всего в 4-цилиндровых двигателях, где индукционные или нагнетальные фазы не перекрываются) настолько сильна, что даже возникают кратковременные обратные по­токи. Их необходимо обнаруживать точным расходомером.

Измерение расхода

Среда с однородной плотностью р протекает через трубопровод постоянной площадью по­перечного сечения А со скоростью, которая, в основном, является постоянной во всех точках поперечного сечения трубы (турбу­лентный поток). Результирующие условия определяются как:

объемный расход Qv= A

Если в трубопроводе установить измеритель­ную шайбу, сжимающую поток, то, в соот­ветствии с уравнением Бернулли, возникает перепад давления Δр, связывающий массу и объем расхода:

Измерительные шайбы позволяют отслежи­вать расход в относительном диапазоне 1:10; шайбы переменного сечения позволяют это делать в значительно большем диапазоне со­отношений.

Объемные расходомеры

В соответствии с принципом траектории вихря Кармана, завихрения воздушного по­тока периодично появляются позади пре­пятствия на постоянном расстоянии. На пе­риферии (стенки трубы или канала) частота завихрений пропорциональна расходу:

Недостаток: пульсация потока может быть результатом ошибок измерения.

Ультразвуковая процедура измерения рас­хода может быть использована для опреде­ления времени t прохождения акустической волны через измеряемую среду, например, воздух, под углом а (рис. «Ультрозвуковое измерение расхода воздуха» ). Одно измере­ние выполняется навстречу потоку, второе — по направлению потока на одном и том же участке длиной l. Разница между отрезками времени прохождения пропорциональна объ­емному расходу.

Расходомеры в виде трубок Пито

Вращающаяся створка поворачивается на определенный угол в зависимости от рас­хода на участке переменного сечения, раз­мер которого зависит от расхода. С помощью потенциометра можно контролировать по­ложение створки для определения соответ­ствующего расхода (рис. «Расходомер в виде трубок Пито» ). Физическое и электри­ческое устройство расходомера, например, для системы L-Jetronic, должно обеспечивать логарифмическую связь между расходом и выходным сигналом (при очень маленьком расходе колебания напряжения из-за коле­баний расхода существенно выше, чем при большом расходе). Другие типы автомобиль­ных расходомеров воздуха рассчитаны на ли­нейную характеристику (KE-Jetronic). Ошибки при измерениях возникают, когда инерция клапана не позволяет ему отслеживать пуль­сации воздушного потока в условиях полной нагрузки при высокой частоте вращения ко­ленчатого вала.

Датчики массового расхода воздуха

Датчики массового расхода воздуха работают по принципу проволочных или пленочных термоанемометров; они не содержат движу­щихся механических деталей. Замкнутая цепь управления в корпусе датчика поддерживает постоянную разность температур между тон­кой платиновой нитью или тонкопленочным резистором и проходящим воздушным по­током. Ток, необходимый для поддержива­ния этой разницы, обеспечивает довольно точный, хотя и нелинейный, показатель мас­сового расхода воздуха. ЭБУ системы пре­образует сигналы в линейные и выполняет другие задачи по обработке сигнала. Ввиду замкнутой конструкции, этот тип расходо­мера воздуха позволяет отслеживать коле­бания расхода в миллисекундном диапазоне. Однако неспособность датчика распознавать направление потока может привести к не­значительной ошибке в измерении, если во впускном трубопроводе возникает сильная пульсация.

Платиновая проволока в проволочном термоа­немометре (HLM) работает и как нагреватель­ный элемент, и как датчик температуры нагре­вательного элемента (рис. «Электронное управление проволочным термоанемометром» ). Для получения стабильных и надежных характеристик в тече­ние длительной эксплуатации после каждой фазы активной работы (когда зажигание от­ключено) с поверхности нагретой (приблизи­тельно до 1000 °С) проволочной нити должны испаряться все накапливаемые отложения (послесвечение).

В первом пленочном термоанемометре, все еще изготавливаемом по толстопленоч­ной технологии (HFM2), все измерительные элементы и управляющая электроника разме­щаются на одной подложке. В этом варианте нагревательный резистор размещается на зад­ней стороне пластинки-основания, а соответ­ствующий датчик температуры — спереди. Это ведет к некоторому запаздыванию срабаты­вания конструкции. Для уменьшения влияния нагревательного элемента на параметры рези­стора температурной компенсации (Rk), в ке­рамической подложке делают лазерный срез. Для улучшения характеристик используется послесвечение нагревательного элемента.

Исключительно компактные пленочные термоанемометры (HFM5, HFM6) также ра­ботают по принципу нагрева (рис. «Микромеханический пленочный термоанемометр» и «Пленочный термоанемометр HFM5/HFM6″ ). Здесь нагрева­тельный и измерительный резисторы имеют вид тонких слоев платины, осажденной из паровой фазы на кремниевую пластинку, слу­жащую подложкой. Температурная изоляция монтажа достигается установкой кристалла кремния на микромеханически утонченную подложку (подобная концепция использу­ется в диафрагменных датчиках давления). Смежно расположенные датчик температуры подогревателя SH и датчик температуры воз­духа SL (на более толстом краю кремниевого кристалла) поддерживают нагревательный резистор Н на постоянном уровне превы­шения температуры. Этот метод отличается от ранее использовавшихся тем, что для по­лучения выходного сигнала не требуется из­мерять ток подогрева. Вместо этого сигнал выводится из разности температур среды (воздуха), замеряемых датчиками S1 и S2. Они расположены на пути потока, по ходу его движения и навстречу ему, по обе стороны от нагревательного резистора. Хотя (как и при прежней технологии) характеристика реакции остается нелинейной, тот факт, что начальное значение также указывает на­правление потока, является улучшением по сравнению с прежним методом, где исполь­зовался нагревающий ток.

Читайте также  Z18xer датчик коленвала где находится?

Из-за маленького размера измеритель­ного элемента этот расходомер является не­полнопоточным, поскольку определяет лишь определенную, очень маленькую часть общего расхода. Постоянство и воспроизводимость коэффициента деления имеют большое влия­ние на точность измерения (рис. «Пленочный термоанемометр характеристическая кривая» ). Однако, поскольку он имеет конструкцию вставного датчика, то в окончательном анализе его калибровка и точ­ность определяются только с привязкой к трубке Вентури или поточному тракту. Впуск и выпуск микромеханического измеритель­ного элемента конструируются и оптимизи­руются таким образом, чтобы более тяжелые частицы, такие как частицы пыли и капельки жидкости, не приближались непосредственно к измерительному элементу, а отводились в сторону от него.

В HFM6 используется такой же элемент, как и в HFM5 при той же базовой конструк­ции. Ключевых различий два:

  • встроенная оценивающая электроника ра­ботает в цифровом режиме для получения более высокой точности измерения;
  • конструкция канала для измерения частич­ного потока изменена для обеспечения защиты от загрязнения непосредственно перед чувствительным элементом.

Всё, что нужно знать о датчиках массового расхода воздуха

Датчик массового расхода воздуха необходим двигателю, точнее электронному блоку управления двигателем, для правильного расчёта количества впрыскиваемого топлива. Сразу отметим, что ДМРВ давно используются на всех бензиновых двигателях с электронным впрыском, а также на поздних дизелях под экологические нормы Евро-4 и выше. Но выполняемые задачи разные. Дизелям ДМРВ нужен в первую очередь для того, чтобы ЭБУ мог корректно рассчитать объем подачи рециркулирующих отработавших газов.

Бензиновым моторам ДМРВ крайне необходим для соблюдения стехиометрической смеси. Напомним, что для успешного и полного сгорания смеси воздуха и бензина их пропорция по массе должна составлять 14,7 к 1. Т.е. на 14,7 кг должно приходиться 1 кг топлива. При такой пропорции все образуемые двигателем продукты сгорания нейтрализуются катализатором.

Если топливная смесь богатая, то в выхлопных газах будет много как несгоревшего топлива (углеводородов), так и угарного газа (СО, монооксид углерода).

Если топливная смесь бедная, то избыток кислорода, не участвующего в окислении топлива, соединяется с азотом. Напомним, что воздух, которым мы дышим и который попадает в цилиндры, на 78% состоит из азота. В условиях камеры сгорания кислород окисляет азот, образуются оксиды азота, приносящих много вреда экологии.

Сделаем небольшое лирическое отступление и отметим, что блок управления двигателем не во всех режимах придерживается стехиометрической смеси. Например, при разгоне блок управления сознательно немного «богатит» смесь, чтобы обеспечить достаточный объем паров топлива. Добавим, что при разгоне показания с лямбда-зондов также не учитываются. Также во время прогрева для компенсации плохой испаряемости топлива двигатель работает на богатой смеси без учета лямбда-регулирования.

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про датчики массового расхода топлива.

Выбрать и купить датчик массового расхода воздуха (ДМРВ, MAF-сенсор) для интересующей вас модели автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.

НЕМНОГО ПРО ДАД

Для измерения расхода воздуха также используются датчики абсолютного давления. Их устанавливают во впускном коллекторе, они работают в паре с датчиком температуры воздуха. На атмосферных моторах по разряжению во впускном коллекторе эти датчики измеряют количество фактически попавшего в цилиндры воздуха. В одиночку, т.е. без ДМРВ, они применяются на простых бензиновых моторах и, кстати, обеспечивают более резвые отклики на газ, т.к. расположены близко ко впускным клапанам.

В паре с ДМРВ датчики абсолютного давления обязательно используются на моторах с турбонаддувом. Они просты и очень надежны, могут пострадать только от саже-масляного налета, но легко чистятся.

Выбрать и купить датчик абсолютного давления (ДАД, MAP-сенсор) для интересующей вас модели автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РАСХОДОМЕРОВ

Итак, для измерения массы поступающего в двигатель воздуха используется ДМРВ. На моторах используется два основных типа «расходомеров». Это датчики с нитью и с плёночным чувствительным элементом. Они работают по приблизительно одинаковой схеме: измеряют объем проходящего воздуха нагреваемым элементом.

В ДМРВ с нитью чувствительным элементом является тонкая проволока (нить) из платины. Она расположена во впускном тракте после воздушного фильтра и до дроссельной заслонки в потоке воздуха. Ток нагревает нить, воздух ее охлаждает. Температура нити – всегда поддерживается на уровне 120°…150° выше температуры проходящего воздуха. Каким же образом нагретая проволока измеряет массу проходящего воздуха?

Все очень просто. Электрическое сопротивление нити зависит от ее температуры, а температуру «сбивает» поток воздуха. Следовательно, поддерживая температуру нити электрическим током, можно делать вывод об объеме проходящего через впускной тракт воздуха. Собственно показания с ДМРВ с нагреваемой нитью представляют собой значения напряжения. Показания напряжения передаются в блок управления в виде выходного напряжения. Далее ЭБУ по заложенным в программу значениям пересчитывает Вольты в объем поступающего в камеры сгорания кислорода.

На смену ДМРВ с нитью пришел пленочный датчик, он же термоанемометрический. Он появился еще в начале 1990-х как более точный измеритель массы воздуха и используются до сих пор. Чувствительный элемент с двумя терморезисторами и нагревательным резистором между ними. Также в нем присутствует датчик температуры воздуха, что дополнительно увеличивает его точность.

Пленочный ДМРВ работает очень просто: поток воздуха проходит вдоль терморезисторов (каждый из которых равномерно нагревается), охлаждает первый терморезистор, а ко второму воздух попадает уже подогретым. В результате фиксируется разница температур терморезисторов, связанная с ней разница в электрическом сопротивлении, которую фиксирует электроника. Таким образом измеряется объем проходящего воздуха. Т.к. у пленочного ДМРВ два чувствительных терморезистора, то они способны измерять как прямой, так и обратный поток воздуха.

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ДМРВ ДВУХ ТИПОВ

ДМРВ с нагреваемой нитью простой, неприхотливый, но неточный. Точность измерения массы воздуха не очень высокая, также он не учитывает обратный поток воздуха, из-за чего в некоторых режимах формируется бедная ТВС. Двигатели с таким датчиком не отвечают экологическим нормам Евро-4 и даже Евро-3. Зато с таким датчиком ничего не случается, даже загрязнение ему не страшно.

Для сохранения теплообмена при выключении зажигания на нить подается высокое напряжение, разогревающее нить до 500 градусов на несколько секунд. При этом сгорает вся оседающая на ней пыль и сажа. Если такого самоочищения недостаточно, нить ДМРВ прекрасно очищается спецсредствами.

Пленочные ДМРВ способны измерить обратный поток воздуха, который практически постоянно присутствует при работе двигателя. Обратный поток образуется при отражении воздуха от закрытых впускных клапанов. Обратный поток измеряется просто: при охлаждении чувствительных элементов в обратном направлении, т.е. от двигателя к фильтру. Однако с обратным потоком в сторону ДМРВ летит сажа, масляные пары и другая грязь, производимая двигателем. Бывают случаи попадания на чувствительный элемент соринок и даже насекомых через старый или некачественный воздушный фильтр.

СИМПТОМЫ НЕИСПРАВНОГО ДМРВ

Пленочный ДМРВ с покрытым грязью чувствительным элементом датчик начинает врать. Проблема с загрязнением очень серьезная и чистке он не поддается.

Если датчик врет, то блок управления двигателя выбирает неадекватное количество топлива и выставляет некорректный угол опережения зажигания. В итоге, нарушается работа двигателя. Машина тупит, льет много топлива или вообще не заводится из-за перелива топлива.

Двигатель будет относительно нормально работать с полностью неисправным или отключенным ДМРВ. Если сигнал с расходомера отсутствует, то блок управления двигателя использует расчетную модель массы воздуха, которая используется как раз в случае полной неисправности ДМРВ.

КАК ПРОВЕРИТЬ ДМРВ?

Еще раз упомянем, что ДМРВ с нитью, пока она цела, обычно никаких проблем не вызывают и в крайних случаях прекрасно чистятся бесконтактными чистящими средствами. Исправный ДМРВ при включенном зажигании и неработающем двигателе выдает напряжение в 1 Вольт. Это напряжение можно измерить мультиметром между двумя сигнальными проводами. Как правило, это провода 3 и 5 (на датчиках Bosch) или 3 и 4 на датчиках Denso. Если напряжение выше 1,03 Вольта, то он уже врет, но скорее всего, чистка нити может восстановить точность его показаний.

Таким же образом датчик можно проверить и снятый датчик без автомобиля. Нужно только подать на него 12 Вольт для питания по соответствующим проводам.

Капризные пленочные ДМРВ можно проверить мультиметром. Сам производитель, компания Bosch, рекомендует проверку напряжения покоя при неработающем двигателе и включенном зажигании: напряжение должно составлять 1 Вольт ровно. Разбежка может составлять до 0,02 Вольта. Если напряжение на ДМРВ меньше 0,98 Вольт, то он точно подлежит замене. Если напряжение больше 1,02 Вольта, то ДМРВ скорее всего нужно менять. Дело в том, как показывает практика, ДМРВ с напряжением в до 1,3 Вольта может оказаться исправным, и в то же время с напряжением в правильные 1 Вольт – неисправным.

Эту проверку нужно комбинировать со вторым способом. Второй способ подразумевает измерение пикового напряжения. Но тут есть нюансы. Если двигатель оборудован дроссельной заслонкой с троссовым приводом, то нужно на работающем на холостом ходу двигателе вручную резко открыть дроссель. При этом на исправном ДМРВ напряжение подскочит до 4 Вольт и более. Если напряжение будет меньше 4 Вольт, то ДМРВ точно неисправен. Правда, такой способ не подходит для диагностики турбомоторов, где ускорение потока воздуха происходит с заметной задержкой и может не вырастать до пиковых значений при прогазовках на неподвижном автомобиле.

На моторах с электронным дросселем проверка выполняется таким же образом, но есть два нюанса. Во-первых, открыть дроссель можно только нажатием акселератора. Во-вторых, нужно точно знать пиковое напряжение конкретного исправного ДМРВ при такой проверке. Это значением может быть и ниже 4 Вольт. Т.е. фактическое значение нужно измерять с неким корректным значением, которое вам известно из практики или из рекомендаций производителя автомобиля.

Самые современные пленочные расходомеры (типа HFM6) подают в ЭБУ цифровой частотный сигнал. Оценить работоспособность такого расходомера проверкой напряжения невозможно. Правда, такие датчики хорошо диагностируются встроенными средствами, и появляются ошибки, указывающие на слабый сигнал с расходомера.