Датчик расхода воздуха

Датчик расхода воздуха необходим системе управления двигателем для организации правильной работы. Он позволяет отследить, сколько воздуха прошло к дроссельной заслонке извне. Сигнал, вырабатываемый на его выходе, подается на электронный блок управления. Последний проводит обработку и, согласно заложенному алгоритму, вычисляет необходимое количество бензина для правильной работы впрыска. Выход из строя датчика нарушает функционирование всех систем. Двигатель работает неустойчиво, так как электронный мозг не может понять, сколько топлива требуется двигателю.

Основные функции датчика

Как было сказано выше, он определяет точное количество воздуха, потребляемое топливной системой. В камеры сгорания поступает не чистый бензин, он смешивается в рампе с воздухом, идеальной считается пропорция 1:14 соответственно. При питании такой смесью двигатель работает в нормальном режиме, способен выдать высокие характеристики. При изменении пропорции мотор теряет мощность, а также значительно увеличивается расход бензина.

Следовательно, датчик расхода воздуха ВАЗ-2110, например, позволяет определить количество воздуха, прошедшего в топливную рампу. Совместная работа всех измерительных приборов, таких как датчики положения дроссельной заслонки, коленчатого и распределительного валов, скорости, давления, позволяет нормализовать работу двигателя. При помощи сбора всей информации можно осуществить бесперебойное функционирование мотора при различных нагрузках.

Работа ДМРВ на примере

Представьте, что вы едете на автомобиле. Для увеличения скорости нужно сильнее давить на педаль акселератора. В этот момент происходит множество процессов, причем все характеристики изменяются. Если вы открываете дроссельную заслонку педалью, то поступает большее количество бензина. Чем больше его идет в камеры сгорания, тем больше воздуха требуется для составления идеальной топливовоздушной смеси.

Чтобы правильно смешать воздух с бензином, в системе впуска двигателя устанавливается датчик. Но для правильной работы требуется, чтобы воздух поступал максимально чистый, без пыли и иных мелких частиц. Для этой цели предусмотрен фильтр. Другая ситуация: вы бросаете педаль газа, намереваясь снизить скорость. Если воздуха подавать столько же, как и на больших оборотах, мотор заглохнет. Избежать это позволяет датчик расхода воздуха ВАЗ, если уж начали приводить пример на "десятке".

Устройство датчика

Основа измерительного прибора – это пластиковая трубка, через которую и проходит воздух. В ней установлен тонкий платиновый провод (его диаметр составляет около 70 мкм). При работе двигателя этот проводок нагревается. Температура проволоки при работе колеблется в районе ста градусов. Ничего сложного, как может показаться, в конструкции нет. Проволока прогревается, а изменение ее температуры показывает, какое количество воздуха прошло сквозь трубку.

Все это считается по алгоритму, заложенному в центральном блоке управления. Конструкция имеет еще и резисторы, которые необходимы для стабилизации работы и корректировки значений силы тока. Именно по этому параметру производятся измерения. Стоит отметить, что датчик расхода воздуха, цена которого в среднем составляет около 2000 рублей, содержит в себе драгоценный металл – платину. Из нее сделана центральная проволока и сетка. Заменить платину нечем, поэтому надеяться на то, что цена устройства упадет, не приходится. И если возникнет неисправность датчика расхода воздуха, его реанимация практически невозможна.

Принцип работы устройства

Разобравшись с устройством, в котором нет ничего сложного, зато присутствует драгоценный металл, можно приступить к обзору процесса функционирования. Итак, при включении зажигания провод из платины начинает нагреваться. Он расположен четко посередине пластиковой трубки и является плечом основного моста из резисторов. В цепи сила тока постоянно держится на одном уровне, благодаря чему температура стабильна. Вы давите на педаль газа, открывается дроссельная заслонка и воздух затягивается в топливную систему. Поток остужает проволоку, при этом происходит падение сопротивления платины.

Система управления замечает изменение температуры и увеличивает напряжение, чтобы нагреть до нужного значения проволоку. Только лишь после стабилизации значения температуры система придет в равновесие. В этот момент сопротивление платинового проводка и его температура будут иметь оптимальное соотношение. Стоит заметить, что ток, который протекает через измерительную проволоку, изменяется от 500 до 1200 мкА. Он же протекает и в цепи калибровочного резистора, который отправляет сигнал к блоку управления. Последний, получив данные, производит подсчет нужного количества бензина согласно топливной карте.

Проведение обслуживания

Как такового обслуживания датчик не требует. Меры для очистки системы предпринимает электронный блок управления. И если датчик расхода воздуха, признаки неисправности которого будут рассмотрены ниже, сломался, то в нем будет скапливаться много грязи и пыли. Воздух, попадающий в трубку, до конца неспособен 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.

Недостатки датчика расхода воздуха

Несмотря на все слова, сказанные выше о простоте конструкции и эксплуатации, прибор имеет множество недостатков. Самый главный: он не поддается ремонту. Тратить 2000 рублей на новый вряд ли кому-то захочется. Есть, конечно, возможность провести очистку датчика, но это нужно делать только в том случае, если у вас имеется соответствующая квалификация и опыт. И если проволока повреждена либо вообще оборвана, не стоит даже пытаться реанимировать датчик.

Среди минусов и то, что он не измеряет массу воздуха. Он проводит контроль объема, который прошел через него. Это усложняет всю систему, так как необходимо для вычисления массы знать плотность воздуха. Для этой цели предусмотрен датчик, измеряющий температуру. Без измерения этого параметра невозможно провести расчет массы. Современные конструкторы попытались уйти от классической схемы ДМРВ, провели испытания с датчиками давления. В результате чего датчик расхода воздуха "Ниссан" с начала 2000-х годов начал проводить замер давления воздуха, а не объема.

Признаки неисправности

Первый признак, который вам сразу же попадется на глаза, это горящая лампа CHECK ENGINE на панели приборов. К сожалению, она говорит обо всех поломках двигателя, поэтому есть два варианта определения точного диагноза – наведаться на СТО либо проследить за состоянием двигателя в разных режимах работы. Второй оказывается дешевле, но шансов определить, какой узел в двигателе барахлит, не очень много. Симптомы у многих поломок одинаковые. Так, мотор может «троить» как при неисправностях в системе зажигания, так и при поломке в топливном механизме. Поэтому лучше потратиться, но отправить автомобиль к диагносту, который скажет точно, какой элемент вышел из строя.

Повышение или понижение оборотов холостого хода явно свидетельствует о том, что присутствует неисправность в системе подачи топлива. В частности, такие симптомы характерны и при дефектах ДМРВ. При разгоне автомобиль долго «думает», обороты набираются крайне медленно. Холостой ход не только изменяется, но и становится нестабильным. И это в том случае, если двигатель вообще получилось завести. Зачастую он при вращении стартера вообще не отзывается. Вот как проверить датчик расхода воздуха, анализируя только внешние признаки. Но точный диагноз можно поставить лишь после полной разборки прибора.

Заменить или провести ремонт?

При поломке датчика сразу же возникает такой вопрос. Но нужно сразу определиться с тем, есть ли неисправность в самом приборе? Обрывы и дефекты активных элементов случаются крайне редко, зато загрязнение – это популярная причина поломки. Возникает нарушение целостности гофрированной шланги, которая соединяет датчик и дроссель. Наличие трещин на нем приводит к тому, что загорается CHECK ENGINE и двигатель просто перестает работать.

Поэтому вам нужно удостовериться в том, что неисправность кроется именно в датчике. Если имеют место загрязнения, то допускается их устранение специальным спреем. В магазинах такие продаются для чистки дросселя. Обратите внимание на то, что протирать внутреннюю поверхность пальцами или тряпкой запрещено. Только бесконтактная чистка допустима.

Заключение

Чтобы не попасть на дорогостоящий ремонт, ведь даже датчик расхода воздуха ВАЗ-2110 стоит прилично – около 2000 рублей в зависимости от производителя, внимательно следите за состоянием своего автомобиля. Своевременная замена воздушного фильтра – это гарантия стабильной и безотказной работы датчика расхода воздуха на любом автомобиле. Также нужно уделять должное внимание и состоянию поршневой группы. Если масло начнет выбрасывать в дроссельный узел, то разрушение ДМРВ неизбежно.

Материалы: http://www.syl.ru/article/183974/new_datchik-rashoda-vozduha-ustroystvo-printsip-deystviya-diagnostika-datchikov

Для правильной и эффективной работы автомобиля необходимо, чтобы корректно работал каждый ее элемент и узел. За правильный расход воздуха в авто отвечает устройство ДМРВ, при его неисправности растет расход топлива, падает мощность двигателя, увеличивается токсичность выхлопа. В статье дается понятие, что такое ДМРВ, принцип работы, конструкция и виды устройств, а также размещены фото прибора.

Контролер, который управляет количеством поступившего топлива, должен иметь расшифровку от блока управления о количестве воздуха, передвигающегося по коллектору. Такие показания дает ДМРВ – датчик массового расхода воздуха. От точности показаний прибора зависит качество топливно-воздушной смеси, а значит и работа силового агрегата.

Датчик массового расхода воздуха – это небольшое устройство. Он находится между воздушным патрубком, который идет к дроссельной заслонке, и воздушным фильтром. На фото видно, где расположен прибор.

Расположение расходомера в моторном отсеке

Его задачей является определение количества воздуха, которое поступает из фильтра. Принцип работы устройства основан на изменении температуры слоя металла, который наварен на слой из керамики, или тонкой проволоки из платины от потока поступающего воздуха.

Прибор состоит из пластикового корпуса, представляющего собой патрубок с диаметром 60 мм, с обоих концов которого находятся защитные решетки. Внутри корпуса расположен чувствительный элемент устройства (платиновая проволока или пластина).

ДМРВ имеет следующую распиновку проводов:

• по желтому поступает входящий сигнал;
• зеленый используется для заземления;
• черно-розовый идет к основному реле;
• бело-серый – для выхода напряжения.

На фото показана схема распределения проводов расходомера и их расшифровка.

Схема работы ДМРВ

Современные приборы на автомобили все время усовершенствуются, это касается и расходомера воздуха. Существует несколько его видов в зависимости от принципа действия.

Первыми расходомерами были лопаточные. В их основе была трубка Пито. Основной элемент – мягко закрепленная тонкая пластина (лопатка).

Схема работы лопаточного устройства

Принцип действия схож с дроссельной заслонкой. Благодаря потоку поступающего воздуха пластина начинает выгибаться. В эту схему включен потенциометр, который измеряет, насколько изогнулась пластина, в этом момент у потенциометра меняется сопротивление. Изменение показаний сопротивления на потенциометре дает расшифровку для блока управления объема поступившего воздуха. В современных термоанемометрических устройствах функцию теплообменника выполняет платиновая проволока.

Пластинчатые датчики получили большое распространение. В этом расходомере в качестве теплообменника используются тонкие платиновые пластины. Они нагреваются за счет поступающей энергии. Одна из пластин – контрольная, другая – рабочая. Работа датчика заключается в том, чтобы обеспечить на обеих пластинах одинаковую температуру. Это осуществляется следующим образом: благодаря потокам поступающего воздуха рабочая пластина охлаждается. Так как температура контрольной и рабочей пластины должна быть одинаковой, на рабочую пластину подается большее количество тока, если ее температура меньше.

Пластинчатый расходомер воздуха

Третьим видом расходомера являются пленочный, в нем используются датчики с пленочными измерителями. Рабочими элементами у пленочного датчика являются пластины из кремния, на которые нанесено платиновое напыление. Пленочный ДМРВ появился на рынке не так давно и пока не получил широкого распространения.

Оптимальная работа двигателя будет обеспечена, если соотношение бензина к воздуху в горючей смеси будет составлять 1/14. Функцией датчика расходомера в авто является определение объема поступившего воздуха и передача этой информации блоку управления бортового компьютера. На основании полученной информации компьютер производит расчеты и дает команду впрыскивать такое количество бензина, какое будет оптимальным для поступившего объема воздуха.

Во время эксплуатации нагревательный элемент расходомера, естественно, загрязняется. Для его очищения, когда глушится двигатель, на него в течение одной секунды подается максимальное количество электроэнергии, и он нагревается до температуры 1100 градусов Цельсия. Таким образом, все загрязнения выгорают.

Датчик массового расхода воздуха является надежным прибором в эксплуатации, но не стоит выполнять его ремонт самостоятельно. Если выявлена неисправность, лучше обратиться для ее устранения к специалисту. Неработающий датчик меняют на новый прибор, так как ремонту он не подлежит.

Недостаток расходомера еще в том, что он определяет количество поступающего воздуха. Чтобы определить необходимое количество бензина нужно знать массу воздуха, поэтому необходимо при снятии показаний датчика учитывать плотность воздуха. Чтобы решить эту проблему около датчика расхода в воздухосборнике установили датчик температуры воздуха.

Для стабильной работы ДМРВ, необходимо, чтобы был незагрязненным воздушный фильтр. Загрязняются платиновые спирали. Если они загрязнены, их можно промыть очистителем для карбюратора. Но это нужно делать правильно, иначе придется менять датчик массового расхода воздуха на новый.

Конструкция ДМРВ представляет собой измерительную трубу, которой установлен платиновый провод диаметром 70 мкм, расположенный перед дроссельной заслонкой. Устройство работает на принципе постоянства температуры. Существует много различных ДМРВ для авто, в каждом из которых определяется по-своему количество поступающего воздуха.

Устройство пластинчатого ДМРВ

Обычно датчик расхода воздуха не выходит из строя полностью, поэтому на приборной панели не высвечивается Check Engine (CE). Для системы самодиагностики, которая встроена в блок управления авто, он исправен. В реальности датчик выдает либо неправильную информацию о количестве воздуха, который поступил в систему или с опозданием.

Диагностика расходомера – сложная процедура и ответственная, так как прибор очень дорогой. Окончательный вывод о замене устройства на новое можно сделать лишь после замены датчика или проверки на специальном стенде. Если после установки исправного ДМРВ, авто работает лучше, то датчик нужно заменить. Если особых изменений не произошло, то причина не в датчике.

Диагностировать неисправность датчика можно с помощью измерения напряжения АЦП ДМРВ. Такое измерение делают мультиметром. Исправный датчик имеет определенные характеристики, например, при неработающем моторе напряжение АЦП ДМРВ, замеренное на разъеме, должно составлять 0,996 Вольт. Значения напряжения 1,016 и 1,021 считаются нормальными. Если напряжение АЦП ДМРВ превышает значение 1,035 В, значит чувствительный элемент в устройстве засорен и может обмануть блок управления, передав неправильные показания. На фото можно видеть, как измеряется напряжение.

Измерение напряжения АЦП

Еще один способ определить неисправность расходомера воздуха – отключить его. Для этого нужно отсоединить разъем датчика и запустить двигатель. Вместо датчика его функцию будет выполнять дроссельная заслонка. Если авто будет работать лучше, то значит проблема в датчике.

Некоторые автолюбители при неисправном ДМРВ ставят вместо него диод. В этом случае диод берет на себя функции датчика. Конечно, лучше поставить новый расходомер, но на время можно поставить диод вместо датчика.

Существуют следующие признаки неисправности датчика:

• высвечивается ошибка Check Engine;
• повышенный расход топлива;
• авто медленно разгоняется, медленно набираются обороты;
• мотор работает нестабильно, рывками;
• повышенные или пониженные обороты холостого хода;
• выхлопные газы становятся более токсичными.

Точный диагноз неисправности прибора можно установить только с помощью специального оборудования.

Прежде чем менять ДМРВ на авто, нужно убедиться, что неисправен именно он.

Чтобы не попасть на дорогостоящий ремонт расходомера, следует следить за состоянием воздушного фильтра и вовремя его менять.

В этом видео, автор которого Alex ZW, рассказывает об устройстве, принципе работы и обслуживании ДМРВ.

• Пошаговая инструкция по чистке датчика массового расхода воздуха
• Диагностика и устранение неисправностей датчика массового расхода воздуха
• Какой датчик массового расхода воздуха поставить вместо вышедшего из строя?

Датчик массового расхода воздуха необходим для того, чтобы определять количество воздуха, который идёт на заполнение цилиндров при работе двигателя. Установлен датчик во впускном тракте после фильтра воздушного. К электрическому жгуту, относящемуся к системе управления, он подсоединяется с помощью шестиконтактной колодки приводов.

Измерить поступившее в двигатель количество воздуха – это значит определить нагрузку на двигатель. При нажатии водителем педали газа, заслонка дроссельная открывается, и количество воздуха становится больше. Мы в таких случаях говорим, что нагрузка увеличилась. А чтобы уменьшить нагрузку, педаль нужно, наоборот, опустить. Казалось бы, что очень просто, однако это далеко не так. Если брать во внимание то, что во время реальной езды приходиться весьма часто менять режимы работы, то задача определения воздушной массы может стать настоящей проблемой.

В течение длительного времени измерение расхода воздуха сопровождалось значительными трудностями. Все измерения, как правило, проводили в лабораториях, и в бортовых системах управления они не применялись. Однако достижения расходоизмерительной техники дали возможность создать ряд измерителей воздушного расхода, которые применяются в автомобилях. На сегодняшний день известно более 50 способов измерения, однако все из них, разумеется, мы рассматривать не будем. Остановимся на наиболее массовом приборе для автомобилей ВА3 – плёночном ДМРВ аниматрического типа.

Установка такого датчика делается между впускным шлангом и воздушным фильтром. Сигнал ДМРВ присутствует в виде постоянного тока определённого напряжения, величина которого определяется количеством направлением движения воздуха, который проходит через датчик. Если поток воздуха и прямой, напряжение выходного сигнала датчика диапазоном от 1 до 5 В. Диапазон напряжения обратного потока воздуха равен 0-1 В.

На рисунке показывается устройство датчика

Его функционирование происходит следующим образом. В потоке поступающего воздуха находится чувствительный элемент в виде электрически нагреваемого тела, охлаждение которого осуществляется воздушными потоками. Постоянную разность температуры создаёт схема регулирования нагревательного тока, ток нагрева при этом пропорционален массе потока воздуха. При данном методе измерения учитывается плотность воздуха. Нагревательным элементом называется плёночный платиновый резистор, который находится на пластине керамической вместе с другими элементами.

Измерительный резистор, имеющий пропорциональное расходу воздуха сопротивление, располагает непосредственными тепловыми контактами с поступающим воздушным потоком и нагревателем и, а так же включается в измерительный мост. Высокая точность измерения достигается благодаря разделению нагревателя и измерителя. Мерой для массы потока воздуха можно назвать напряжение на нагреваемом измерительном резисторе. После этого измерение усиливается и преобразуется электронной схемой, чтобы контроллеру представилась возможность измерить его величину, другими словами, происходит согласование уровней.

Плёночный расходомер обладает следующим преимуществом перед нитевым расходомером, как повышенная механическая прочность, так как на нём происходит разделение функций, то есть, подножка выполняет функцию несущего или силового элемента, а плёнка - измерительного элемента общей конструкции.

Датчик объёмного расхода воздуха

На приведённом рисунке показан датчик измерения расхода воздуха, который был разработан некоторое количество лет назад и имеет форму заслонки. Устанавливается он в воздухозаборнике. Заслонка (1) растягивает обратную пружину, отклоняясь под воздействием потока воздуха. Датчик снабжается дополнительной заслонкой (2), служащей балансиром и выполняющей функцию демпфера, препятствующего возникновению колебаний; расположена заслонка в камере демпфирования. Вал датчика соединяется рычагом с потенциометром реостата (3).

В ЕСМ подаётся напряжение и сигналы с других датчиков. Конструкция потенциометра состоит из металлокерамического основания, которое соединяется узкими проводниками с шиной из металла и имеет высокую износостойкость и сопротивление, и резисторов. Напряжение сигнала может или уменьшаться, или увеличиваться с расходом воздуха, что зависит от конструкционных особенностей электрической части.

Недостатки датчика

Датчик расхода воздуха надёжен и прост при эксплуатации, однако это ещё не значит, что его ремонтом следует заниматься самостоятельно. В случае его неисправности лучше обратиться к специалисту. Недостатком этого датчика является то, что он измеряет объём поступающего воздуха. Так как для выяснения необходимого количества топлива требуется определить массу воздуха, необходимо корректировать показания датчика в зависимости от плотности воздуха. Чтобы решить эту проблему, рядом с датчиком расхода в воздухосборник ставят датчик температуры воздуха.

Для регулирования СО датчик расхода шунтируется в некоторых частях обходным каналом, оснащённым регулировочным винтом.

К другим недостаткам датчика можно отнести также механический контакт между металлической шиной и дорожкой сопротивлений, что в итоге приводит к износу. Чаще всего протирается дорожка в месте, где находится шинка, во время режима холостого хода. В большей части случаев проблему можно решить путём ослабления 3-4 винтов крепления керамической панели, сняв для этого пластмассовую крышку, - после этого шинка должна работать по непротёртой чистой дорожке, а устройство оставаться неизменённым.

Проволочный ДМРВ

Данное устройство определения массового воздушного расхода было построено с целью устранения недостатков датчика электромеханического типа для объёмного расхода. Новый вид датчика не подвергается пульсациям, которые связаны с открытием и закрытием впускных клапанов, и не испытывают влияние от плотности поступающего воздуха.

Этот тип датчика состоит из нагретого провода (2), диаметр которого равен 70 мкм, установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой. Работа датчика по принципу своему основывается на постоянстве температуры. Одним из плеч резисторного моста является расположенный в воздушном потоке платиновый привод. В то же самое время за счёт изменения силы тока, который протекает через мост резисторный, поддерживается постоянная температура платинового провода, обдувается который воздушными потоками, – она составляет примерно 100 С.

Когда увеличивается расход воздуха, платиновый привод остывает и падает его сопротивление. Резисторный мост теряет свою симметричность, возникает подаваемое на усилитель напряжение, которое направлено на повышение температуры привода. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока сопротивление и температура провода не приведут к системному равновесию. Значение диапазона силы протекающего через токовый провод может быть до 1200 мкА.

Этот ток протекает через резистор калибровочный, где возникает напряжение, которое поступает в блок электронного управления для возможности вычисления количества топлива при впрыске. Резистор в виде платинового кольца, которое расположено в воздушном потоке (4) компенсирует изменение температуры воздуха. От изменения температуры воздуха зависит также изменение термокомпенсационного сопротивления (4) и сопротивления нагретого провода, поэтому равновесие моста резистора остаётся прежним.

Во время использования платинового привода неизбежно происходит его загрязнение. Чтобы это предотвратить, нужно в течение 1 часа после выключения двигателя накалять его до температуры 1000 С. При этой процедуре будет сгорать вся налипшая грязь. Контролировать данный процесс будет при этом электронный блок управления.

Плёночный ДМРВ

Данное устройство можно считать одной из новинок компании Bosch. Состоит он из основания керамического, на котором располагается плёнка с вмонтированными в неё компенсационным и измерительным резисторами. Подобная конструкция делает датчик более дешёвым и надёжным.

Другим направлением усовершенствования датчиков расхода воздуха можно назвать разработку датчика измерения давления. Он состоит из толстой плёночной диафрагмы.

Датчик служит для измерения давления на впускном коллекторе по измерениям деформации плёночной диафрагмы. Элементы измерения располагаются внутри плёнки. Представляет собой это устройство датчик, измеряющий разряжения с малой инерционностью и устанавливается он во впускном коллекторе.

Следует отметить, что ДМРВ весьма капризны по отношению к состоянию воздушного фильтра. Нередко у них случаются загрязнения платиновых спиралей. Их очищают аэрозольными очистителями карбюратора, однако действовать в таких случаях нужно очень аккуратно. Наиболее надёжными считаются плёночные датчики. Срок службы у них практически вечный, но лишь в том случае, если там не побывали чьи-то шаловливые ручки. В любом случае, их отказ – это достаточно редкое явление.

Материалы: http://mashintop.ru/articles.php?id=1208