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!

Характеристика датчика массового расхода воздуха: пособие для автолюбителей

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.

Понятие и устройство ДМРВ

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.

Читайте также  Как подключить бесперебойник к автомобильному аккумулятору?

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.

Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

Принцип работы и обслуживание

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.

(Автор StarsAutoCom)

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 и первые признаки неисправности

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.

Видео «Датчик массового расхода воздуха»

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

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.

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.

Читайте также  Что будет если убрать катализатор в автомобиле?

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.

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  Как правильно шпаклевать автомобиль своими руками?

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.

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.

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.