Měřič průtoku vzduchu (co je to?) | Zařízení, typy, poruchy

Průtokoměr je navržen tak, aby dodával informace o množství vzduchu vstupujícího do válců spalovacího motoru do ECU. Tato zařízení se běžně dělí na několik typů - mechanické, filmové (horký drát a membrána), tlakové snímače. První typ je považován za zastaralý a zřídka používaný, zatímco ostatní jsou běžnější. Existuje řada typických znaků a důvodů, proč průtokoměr zcela nebo částečně selže. Dále se na ně s vámi podíváme a mluvíme také o tom, jak zkontrolovat, opravit nebo vyměnit průtokoměr.

Obsah

  • Co je to průtokoměr
  • Příznaky a příčiny poruch
  • Jak zkontrolovat průtokoměr

Měřič hmotnosti vzduchu

Co je to průtokoměr

Jak je uvedeno výše, průtokoměry jsou konstruovány tak, aby indikovaly objem a řízení vzduchu spotřebovaného motorem. Než přistoupíme k popisu principu jejich práce, je nutné se dotknout problematiky typů. Nakonec na tom bude záviset jeho práce.

Typy průtokoměrů

Měřič hmotnosti vzduchu

Vzhled průtokoměru

Úplně první modely byly mechanické a byly instalovány do následujících systémů vstřikování paliva:

  • distribuované vstřikování Jetronic;
  • kombinovaný systém elektronického vstřikování a elektronického zapalování Motronic;
  • K-Jetronic;
  • KE-Jetronic;
  • L-Jetronic.

Pouzdro mechanického průtokoměru obsahuje tlumicí komoru, měřicí klapku, vratnou pružinu, tlumicí klapku, potenciometr a obtok (obtokový kanál) s nastavitelným regulátorem.

Kromě mechanických průtokoměrů existují také následující typy pokročilejších přístrojů:

  • průtokoměr vyhřívané nitě;
  • průtokoměr s anemometrem s tepelným filmem;
  • silnostěnný průtokoměr s clonou;
  • snímač tlaku vzduchu v potrubí.

Dále zvážíme princip činnosti uvedených zařízení.

Princip fungování průtokoměru

Mechanický průtokoměr

Schéma mechanického průtokoměru. 1 - napájecí napětí z elektronické řídicí jednotky; 2 - snímač teploty nasávaného vzduchu; 3 - přívod vzduchu ze vzduchového filtru; 4 - spirálová pružina; 5 - tlumicí komora; 6 - tlumič komory tlumiče; 7 - přívod vzduchu k škrticí klapce; 8 - tlumič tlaku vzduchu; 9 - obtokový kanál; 10 - potenciometr

Začněme s mechanickým průtokoměrem . Princip činnosti je založen na tom, jak daleko se měřící klapka pohybuje v závislosti na objemu vzduchu, kterým prochází. Na stejné ose jako měřící klapka je také tlumicí klapka a potenciometr (nastavitelný dělič napětí). Ten je vyroben ve formě elektronického obvodu s pájenými rezistorovými stopami. V procesu otáčení tlumiče se posuvník pohybuje podél nich, a tím se mění odpor. Proto se napětí, které přenáší potenciometr, měří v souladu s kladnou zpětnou vazbou a přenáší se do elektronické řídicí jednotky. Pro nastavení činnosti potenciometru je do jeho obvodu zahrnuto také čidlo teploty nasávaného vzduchu.

Avšak mechanické měřiče jsou nyní považovány za zastaralé, protože byly nahrazeny jejich elektronickými protějšky. Nemají žádné pohyblivé mechanické části, proto jsou spolehlivější, poskytují přesnější výsledky a jejich činnost nezávisí na teplotě nasávaného vzduchu.

Jiným názvem těchto průtokoměrů je snímač hmotnostního průtoku vzduchu . Na druhé straně jsou rozděleny do dvou typů v závislosti na použitém snímacím prvku:

  • drát (senzor MAF horkého drátu);
  • fólie (Hot Film Air Flow Sensor, HFM).

DMRV (snímač hmotnostního průtoku vzduchu)

Více informací

Drátový průtokoměr

Měřič hmotnosti vzduchu s drátěným topným tělesem (vláknem). 1 - teplotní čidlo; 2 - senzorový kroužek s drátěným topným tělesem; 3 - přesný reostat; Qm - hmotnostní průtok vzduchu za jednotku času

Provoz zařízení prvního typu je založen na použití zahřátého platinového vlákna . Elektrický obvod neustále udržuje vlákno v zahřátém stavu (platina byla zvolena kvůli tomu, že kov má nízký specifický odpor, neoxiduje a nevyvolává agresivní chemické faktory). Konstrukce zajišťuje, že procházející vzduch ochlazuje jeho povrch. Elektrický obvod má negativní zpětnou vazbu, čímž se při ochlazování vlákna na něj udržuje více elektrického proudu, aby se udržovala konstantní teplota.

Také v obvodu je převodník, jehož úkolem je převést hodnotu měnícího se proudu na potenciální rozdíl, tj. Napětí. Mezi získanou hodnotou napětí a procházejícím objemem vzduchu existuje nelineární exponenciální vztah. Přesný vzorec je naprogramován do ECU a podle něj určuje, kolik vzduchu je v danou dobu potřeba.

Konstrukce drátového průtokoměru předpokládá takzvaný režim samočištění. V tomto případě se platinová nit zahřeje na teplotu + 1000 ° C. V důsledku zahřívání se z jeho povrchu odpařují různé chemické prvky, včetně prachu. Díky tomuto zahřívání se však tloušťka nitě postupně zmenšuje. To vede zaprvé k chybám ve snímání senzoru a zadruhé k postupnému opotřebení samotného závitu.

Průtokoměr filmu

Schéma hmotnostního průtokoměru vzduchu s anemometrem s tepelným filmem. 1 - svorky elektrického konektoru, 2 - měřicí odbočka nebo pouzdro vzduchového filtru, 3 - výpočetní obvod (hybridní obvod), 4 - vstup vzduchu, 5 - prvek citlivý na senzor, 6 - výstup vzduchu, 7 - obtokový kanál, 8 - pouzdro senzoru.

Nyní se podívejme na činnost snímače hromadného proudění vzduchu ve filmu . Jsou dvou typů - s anemometrem s horkým filmem a založeným na silnostěnné membráně. Začněme s prvním.

Je to výsledek vývoje měřiče průtoku drátu, ale místo drátu se v tomto případě použije jako citlivý prvek křemíkový krystal, na jehož povrchu je pájeno několik vrstev platiny, které se používají jako rezistory . Zejména:

  • topný odpor;
  • dva tepelné odpory;
  • odpor snímače teploty nasávaného vzduchu.

Podobně jako u drátového průtokoměru je snímací prvek umístěn v kanálu, kterým proudí vzduch. Neustále se zahřívá díky použití topného odporu. Když vstupuje do kanálu, vzduch mění svoji teplotu, která je fixována termistory instalovanými na obou koncích kanálu. Rozdíl v jejich odečtech na obou koncích membrány je potenciální rozdíl, tj. Konstantní napětí (v rozmezí od 0 do 5 V). Nejčastěji je tento analogový signál digitalizován ve formě elektrických impulsů, které jsou přenášeny přímo do ECU vozidla.

Měřič clonového filmu

Princip měření hromadného proudění vzduchu anemometrem s tepelným filmem. 1 - teplotní charakteristika při absenci proudění vzduchu; 2 - teplotní charakteristika za přítomnosti proudění vzduchu; 3 - citlivý prvek snímače; 4 - topná zóna; 5 - membrána snímače; 6 - senzor s měřicí odbočkou; 7 - proudění vzduchu; M1, M2 - body měření, T1, T2 - hodnoty teploty v bodech měření M1 a M2; ΔT - teplotní rozdíl

Pokud jde o druhý typ průtokoměru fólie, jsou založeny na použití silnostěnné clony umístěné na keramické základně. Jeho aktivní senzor registruje změny ve vakuu sacího potrubí na základě deformace membránové membrány. Při významné deformaci se získá odpovídající kupole o průměru 3 ... 5 mm a výšce asi 100 mikronů. Uvnitř jsou umístěny piezoelektrické prvky, které převádějí mechanické účinky na elektrické signály, které jsou následně přenášeny do ECU.

V moderních automobilech, které používají elektronické zapalování, se používají snímače tlaku vzduchu , které jsou považovány za technologicky vyspělejší než klasické průtokoměry pracující podle výše popsaných schémat. Senzor je umístěn ve sběrném potrubí a detekuje tlak a zatížení motoru, jakož i množství recirkulovaných plynů. Zejména je připojen k sacímu potrubí pomocí vakuové hadice. Během provozu se v potrubí vytváří vakuum, které působí na membránu senzoru. Tenzometry jsou umístěny přímo na membráně, jejíž elektrický odpor se mění v závislosti na poloze membrány.

Algoritmus provozu senzoru spočívá ve srovnání atmosférického tlaku a tlaku na membráně. Čím větší je, tím větší je změna odporu, a tím i napětí dodávané do ECU. Senzor je napájen stejnosměrným napětím 5 V a řídicím signálem je puls s konstantním napětím od 1 do 4,5 V (v prvním případě jde o volnoběh motoru, ve druhém běží motor s maximálním zatížením). Řídící jednotka ECU přímo vypočítává množství vzduchu na základě hustoty vzduchu, jeho teploty a počtu otáček klikového hřídele.

Vzhledem k tomu, že snímač hmotnostního průtoku vzduchu je poměrně zranitelným zařízením a často selhává, zhruba od začátku roku 2000 začaly automobilky upustit od jeho používání ve prospěch používání motorů se snímačem tlaku vzduchu. Průtokoměr s clonou

Měřič průtoku vzduchu. 1 - měřicí obvod; 2 - membrána; 3 - referenční tlaková komora; 4 - měřicí prvky; 5 - keramický podklad

Pomocí přijatých dat reguluje elektronická řídicí jednotka následující parametry. U benzínových motorů:

  • okamžik vstřikování paliva;
  • jeho částka;
  • okamžik zahájení zapalování;
  • algoritmus systému rekuperace benzinových par.

U vznětových motorů:

  • okamžik vstřikování paliva;
  • algoritmus systému recirkulace výfukových plynů.

Jak vidíte, senzorové zařízení je jednoduché, ale plní řadu klíčových funkcí, bez nichž by provoz spalovacích motorů nebyl možný. Nyní pojďme k posouzení příznaků a příčin poruch tohoto uzlu.

Příznaky a příčiny poruch

V případě částečné poruchy průtokoměru si řidič všimne jedné nebo více z následujících situací. Zejména:

  • motor se nespustí;
  • nestabilní provoz (plovoucí rychlost) motoru v klidovém režimu až do jeho vypnutí;
  • dynamické vlastnosti vozu jsou sníženy (během akcelerace motor „propadne“ při sešlápnutí plynového pedálu);
  • významná nadměrná spotřeba paliva;
  • rozsvítí se kontrolka Check Engine na palubní desce.

Uvedené příznaky mohou být výsledkem jiných chybných funkcí jednotlivých prvků motoru, je však mimo jiné nutné zkontrolovat činnost měřiče hmotnosti vzduchu. Uvažujme nyní o důvodech, proč k popsaným poruchám dochází:

Obnova průtokoměru

Obnova průtokoměru

  • Přirozené stárnutí a porucha senzoru . To platí zejména pro relativně staré stroje, které mají nainstalovaný originální průtokoměr.
  • Přetížení motoru . Kvůli přehřátí senzoru a jeho jednotlivých prvků může ECU poskytovat nesprávná data. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že při výrazném zahřátí kovu se mění jeho elektrický odpor a podle toho vypočítané údaje o množství vzduchu procházejícího zařízením.
  • Mechanické poškození průtokoměru . Může to být výsledek různých akcí. Například poškození při výměně vzduchového filtru nebo jiných součástí v jeho blízkosti, poškození kontaktů během instalace atd.
  • Vnikání vlhkosti do krytu . Důvod je poměrně vzácný, ale může nastat, pokud se z nějakého důvodu dostane do motorového prostoru velké množství vody. To může způsobit zkrat v obvodu snímače.

Průtokoměr nelze zpravidla opravit (kromě mechanických vzorků), a pokud selže, musí být vyměněn. Naštěstí je zařízení levné a proces demontáže a instalace nevyžaduje mnoho času a úsilí. Před výměnou je však nutné diagnostikovat senzor a pokusit se senzor vyčistit čističem karburátoru.

Jak zkontrolovat průtokoměr vzduchu

Proces ověření průtokoměru vzduchu je přímý a lze jej provést několika způsoby. Zvažme je podrobněji.

Odpojení senzoru

Nejjednodušší metodou je vypnout měřič. Při vypnutém motoru odpojte napájecí kabel vhodný pro snímač (obvykle červeno-černý). Poté nastartujte motor a jeďte autem. Pokud na palubní desce svítí výstražná kontrolka Check Engine, volnoběžné otáčky překročily 1 500 ot./min a dynamika vozu se zlepšila, pak je možné s velkou pravděpodobností tvrdit, že je váš snímač hromadného průtoku vzduchu vadný . Doporučujeme však provést další diagnostiku.

Skenování pomocí skeneru

Další diagnostickou metodou je použití speciálního skeneru k detekci chyb v systémech vozidla. V současné době existuje široká škála takových zařízení. V čerpacích stanicích nebo servisních střediscích se používají profesionálnější modely. Pro průměrného majitele automobilu však existuje jednodušší řešení.

Spočívá v instalaci speciálního softwaru na smartphone nebo tablet s operačním systémem Android. Pomocí kabelu a adaptéru je gadget připojen k ECU automobilu a uvedený program vám umožňuje získat informace o chybovém kódu. K jejich dešifrování musíte použít referenční literaturu.

Oblíbené adaptéry:

Adaptér ELM327

Adaptér ELM327

  • Řada K 409,1;
  • ELM327;
  • OP-COM.

Pokud jde o software, majitelé automobilů nejčastěji používají následující software:

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

Nejběžnější chybové kódy:

  • P0100 - obvod snímače hmotnostního nebo objemového průtoku vzduchu;
  • P0102 - nízká úroveň signálu na vstupu obvodu snímače hmotnostního nebo objemového průtoku vzduchu;
  • P0103 - vysoká úroveň signálu na vstupu obvodu snímače hmotnostního nebo objemového průtoku vzduchu.

S pomocí uvedených hardwarových a softwarových nástrojů můžete nejen vyhledat chybu měřiče průtoku vzduchu, ale také provést další nastavení pro nainstalovaný snímač nebo jiné součásti vozidla.

Kontrola průtokoměru pomocí multimetru

Kontrola DMRV pomocí multimetru

Mezi motoristy je také populární způsob kontroly průtokoměru pomocí multimetru. Vzhledem k tomu, že senzor hromadného proudění vzduchu BOSCH je v naší zemi nejoblíbenější, bude pro něj popsán ověřovací algoritmus:

  1. Přepněte multimetr do režimu měření stejnosměrného napětí (v anglické zkratce - DC). Nastavte horní limit tak, aby přístroj mohl detekovat napětí až 2 V.
  2. Nastartujte motor vozu a otevřete kapotu.
  3. Vyhledejte přímo měřič průtoku vzduchu. Obvykle je umístěn na nebo za pouzdrem vzduchového filtru.
  4. Červená multimetrová sonda musí být připojena k žlutému vodiči na senzoru a černý vodič k zelenému.
  5. Pokud je snímač v dobrém provozním stavu, pak by hodnota napětí na obrazovce multimetru neměla překročit 1,05 V. Pokud je napětí mnohem vyšší, pak je snímač zcela nebo částečně mimo provoz.

Zde je tabulka, kde je uvedena hodnota přijatého napětí a stav senzoru.

Hodnota napětí, V Stav senzoru
0,966 ... 1,01 Hodnota napětí na novém senzoru průtoku vzduchu
1,01 ... 1,02 Dobrý stav snímače
1,02 ... 1,03 Průměrný stav
1,03 ... 1,04 Senzor se chýlí ke konci
1,04 ... 1,05 Velmi špatný stav
Více než 1,05 Senzor je nutné urgentně vyměnit

Vizuální kontrola a čištění průtokoměru vzduchu

Pokud nemáte po ruce skener nebo vhodný software k diagnostice stavu snímače MAF, měli byste provést vizuální kontrolu, abyste zjistili poruchu průtokoměru vzduchu. Faktem je, že nejsou neobvyklé situace, kdy se do jeho těla dostanou nečistoty, olej nebo jiné procesní tekutiny. To má za následek chyby ve výstupu dat zařízením.

Pro vizuální kontrolu je prvním krokem demontáž průtokoměru. Každý model automobilu může mít své vlastní nuance, ale obecně bude algoritmus přibližně následující:

  1. Vypněte zapalování vozu.
  2. Pomocí klíče (obvykle 10) odpojte vzduchovou hadici, kterou je k ní přiváděn vzduch.
  3. Odpojte vodiče uvedené v předchozím odstavci od snímače.
  4. Opatrně demontujte snímač, aniž byste ztratili O-kroužek.

Dále musíte provést vizuální kontrolu. Zejména se musíte ujistit, že všechny viditelné kontakty jsou v dobrém stavu, nejsou poškozené nebo zoxidované. Zkontrolujte také přítomnost prachu, nečistot a procesních kapalin uvnitř pouzdra i přímo na snímacím prvku. Jejich přítomnost může způsobit chyby ve čtení vysílání.

V souladu s tím, pokud je detekována specifikovaná kontaminace, je nutné vyčistit pouzdro a citlivý prvek. K tomu je nejlepší použít vzduchový kompresor a hadry ( s výjimkou fóliového průtokoměru jej nelze vyčistit nebo vyfouknout stlačeným vzduchem ).

Postupujte opatrně, abyste nepoškodili jeho vnitřní prvky, zejména závity.

Výsledek

Na závěr uvedeme několik dalších tipů, jak prodloužit životnost průtokoměru vzduchu. Nejprve pravidelně měňte vzduchový filtr. Jinak by se senzor přehřál a poskytl nesprávná data. Zadruhé, nedovolte, aby došlo k obecnému přehřátí motoru, a ujistěte se, že chladicí systém funguje normálně. Zatřetí, pokud čistíte průtokoměr, postupujte opatrně. Většinu moderních senzorů hromadného proudění vzduchu bohužel nelze opravit, a proto je nutné je vhodně vyměnit, pokud jsou zcela nebo částečně mimo provoz.