Датчик расхода воздуха: принцип работы,виды,неисправности,фото

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).

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.

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.

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.

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

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

Учитывая интенсивность охлаждения терморезистора и разницу показаний между нитями – электронный блок управления (ЭБУ) производит расчет количества воздуха поступающего во впускной тракт, и определяет необходимое количество топлива для стабильной работы двигателя.

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

Maf-sensor на дизеле, признаки неисправности

ДМВР на дизельные двигателя начал устанавливаться недавно. Связано это с усовершенствованием последних и внедрением в их работу более сложных, но эффективных систем мониторинга.

Воздухомер выполняется несколько важных функций:

1. Ограничивает дымления на турбированные моторах.
2. Мониторит не только количество воздуха во впускном патрубке, но и объем картерных газов.

Но так как турбина раскручивается с опозданием (образуется турбояма), нужное количество воздуха сформироваться не успевает. Происходит переобогащению смеси, не полное сгорание топлива, выброс сажи в выхлопную систему и наблюдается кратковременный дым из выхлопной трубы. Частично решает проблему сажевый DPF фильтр, но, если он есть.

Чтобы решить данную проблему и ограничить переизбыток топлива при резком ускорении, в работу включается ДМРВ. Он передает на контролер информацию о реальном количестве воздуха, нагнетаемого турбиной.  

Электронный блок управления, получив эти данные, ограничивает циклическую подучу топлива, подгоняя его количество под объем воздуха.

Такое решение позволило уменьшить расход ДТ при сохранении мощностных характеристик двигателя, но при условии, что MAF-sensor работает корректно.

Такое решение уменьшает и расход топлива, и количество вредных выбросов в атмосферу.

Исходя и этого, основными признаками поломки расходомера на дизельном двигателе могут быть:

1. Кратковременное появление дыма (сажи) из выхлопной трубы при ускорении.
2. Нестабильная работа мотора на переходных режимах, снижение мощности.
3. Повышенный расход ДТ.

Диагностика ДМРВ на дизельном двигателе не чем не отличается от методов, описанных выше.

Нашли ошибку? С чем-то не согласны? Пишите в комментариях.

Виды дмрв их конструктивные особенности и принцип работы

Наибольшее распространение получили три вида волюметров:

В первых двух принцип работы построен на получении сведений о массе воздушного потока путем измерения его температуры. В последних может быть задействовано два варианта учета:

1. Путем изменения положения ползунка, приводимого в действие специальной лопастью, на которую воздействует воздушный поток, проходящий через прибор. Учитывая наличие трущихся механизмов, уровень надежности таких конструкций довольно низкий. Это стало основной причиной для отказа производителей авто от датчиков данного типа. Для ознакомления приведем упрощенный пример конструкции объемного расходомера.
   

2. Подсчетом вихрей Кармана. Они образуются в том случае, если ламинарный воздушный поток будет омывать препятствие, кромки которого достаточно острые. Частота срывающихся с них вихрей напрямую связана со скоростью потока воздуха, проходящего через устройство.

Обозначения:

Если ничего не помогло – купить новый датчик расхода воздуха

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

На примере того же производителя Bosch для LADA и GAZ (артикул 0280218037) – по результатам поиска на портале GisAuto на 18 сентября 2022 года, в России найдено 568 предложений из разных городов. Стоимость этого датчика варьируется от 2 490 руб. до 6 676 руб. Такой разброс цен может зависеть от разных причин: наличие, срок поставки, стоимость закупки и т.д.

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

Механический расходомер воздуха

Механический расходомер воздуха использовался в системах распределенного впрыска Jetronic, а также объединенных системах впрыска и зажигания. В системе K-Jetronic расходомер воздуха обеспечивает количественное регулирование топливно-воздушной смеси и представляет собой напорный диск, механически соединенный с плунжером дозатора-распределителя.

В системе KE-Jetronic в механическую схему расходомера воздуха включен элемент электронного управления – потенциометр. Более совершенный механический расходомер устанавливался в системе L-Jetronic.

Конструктивно механический расходомер включает корпус с демпфирующей камерой, измерительную заслонку, возвратную пружину, демпфирующую заслонку, потенциометр и обводный канал с винтом качества.

Принцип работы расходомера воздуха построен на перемещении измерительной заслонки пропорционально величине потока воздуха. Измерительная заслонка, демпфирующая заслонка и потенциометр размещены на одной оси, обеспечивающей прямую связь между перемещением заслонки и изменением сопротивления потенциометра.

Конструктивно потенциометр выполнен в виде керамической подложки, на которую нанесены резисторные дорожки. К дорожкам прижат ползунок потенциометра. На потенциометр подается напряжение, изменяющееся в соответствии с сопротивлением. Изменение напряжения учитывается электронным блоком управления как объемная характеристика всасываемого воздуха. Для корректировки показаний расходомера в систему управления включен датчик температуры входящего воздуха.

В настоящее время механические расходомеры на двигатели внутреннего сгорания не устанавливаются.

Ниссан альмера

На Nissan Almera устанавливаются ДМРВ фирмы Hitachi, хотя можно встретить и изделия от фирмы Bosch. И нужно понимать, что показания на устройствах от разных производителей будет отличаться.

Для понимания процесса сделаем замены на расходометре Hitachi. На примере Bosch читайте выше.

К датчику подходит 5 проводов. Замеры делаются сначала при включенном зажигании, затем при запущенном двигателе. Подготовьте мультиметр переведя его в режим 20В.

Порядок действий:

1. Вставьте иголку или булавку в третий провод (проткните изоляцию) со стороны воздушного фильтра.
2. Включите зажигание. «–» мультиметра на массу АКБ, « » к иголке. Норма – не более 0.4В.
3. Заведите машину и проделайте действия согласно п.2. Норма – не более 1.04В. До 1.05В еще досточтимо.

Особенности проверки на форд фокус 2

В большинстве случаев для иномарок методы диагностики расходометра аналогичны, но все же там есть свои особенности. Все зависит от модели авто и марки установленного MAF-сенсора.

К примеру, на Форд Фокус 2 встречаются датчики с четырьмя или шестью проводами. Оригинальное изделие FORD 1072308.

Распиновка показана ниже на примере 4-х проводного датчика.

• А – напряжение 12V.
• B – «–» (масса).
• C – «–» земля обратная (перевод дословный).
• D – выходной сигнальный SIG к ЭУБ.

К 6 контактным датчикам подключаются два дополнительных провода: датчики IAT (температуры всасываемого воздуха).

Для проверки ДМРВ на Форд Фокус 2 сделайте следующее:

1. Отсоедините фишку от расходометра.
2. Включите зажигание.
3. «–» мультиметра подсоедините к «B» (масса) на жгуте проводов (смотрите на рисунке выше).
4. « » прибора к плюсовому «А» (12V).

На мультиметре должно показать 12В. Если нет, то ищем по какой причине на датчик не поступает U.

Дальнейшие действия (понадобиться помощник):

1. Подключите фишку обратно.
2. Не выключая зажигания, используя острые щупы мультиметра « » подключите (проколите провод) к сигнальному «D», а «–» к «С» (обратная земля). Норма 0.9 – 1.0V.
3. Попросите помощника завести машину погреть и выставить обороты на отметке 1500. Прибор должен показать 1.4 – 1.6V. На 2500 оборотах – 1.8 – 2.0V.
4. При полной выжатой педали газа (по мере увеличения оборотов) прибор долен показывать от 0.2 до 5V.

Диапазон нормативных показателей указан не случайно. Он будет варьировать в зависимости от объема двигателя.

Также провести диагностику Форд Фокус 2 сканером (читайте выше). Нормативный показатель расхода воздуха 9–12 кг/ч или около 2.8 гр/с на холостых оборотах.

Пленочные воздухомеры

Пленочный ДМРВ работает по тому же принципу, что и нитевой. Основные отличия заключаются в конструктивном исполнении. В частности, вместо проволочного сопротивления из платиновой нити используется кремневый кристалл. Он покрыт несколькими слоями платинового напыления, каждый из которых играет определенную функциональную роль, а именно:

Данный кристалл устанавливается в защитный кожух и помещается в специальный канал, через который проходит воздушная смесь. Геометрия канала выполнена таким образом, чтобы температурные измерения снимались не только с входного потока, а и отраженного. Благодаря созданным условиям достигается высокая скорость движения воздушной смеси, что не способствует отложению пыли или грязи на защитном корпусе кристалла.

Обозначения:

Как уже упоминалось выше, принцип работы нитевых и пленочных датчиков аналогичны. То есть, первоначально производится нагрев чувствительного элемента до температуры. Поток воздушной смеси охлаждает термоэлемент, что делает возможным произвести расчет массы воздушной смеси, проходящей через датчик.

Как и в нитевых устройствах, исходящий сигнал может быть аналоговым или преобразовываться при помощи АЦП в цифровой формат.

Следует заметить, что погрешность нитевых волюметров порядка 1%, у пленочных аналогов данный параметр около 4%. Тем не менее, большинство производителей перешли на пленочные датчики. Это объясняется как более низкой стоимостью последних, так и расширенным функционалом ЭБУ, обрабатывающих информацию с данных устройств. Эти факторы отодвинули на второй план точность приборов и их быстродействие.

Следует отметить, что благодаря развитию технологии изготовления флэш-микроконтроллеров, а также внедрению новых решений удалось существенно понизить погрешность увеличить быстродействие пленочных конструкций.

Признаки неисправности

Теперь рассмотрим основные неисправности, которые могут произойти в работе расходомера.

Для начала поговорим о признаках:

1. На контрольном щитке приборов загорелся индикатор Check. Разумеется, он может появиться при разных обстоятельствах, но исключать выход из строя ДМРВ нельзя.
2. Может появиться ошибка, которая говорит и слишком низком уровне сигнала с расходомера.
3. Мотор стал значительно хуже заводиться, причем как на холодную, так и на горячую. Кроме того, его динамика ухудшилась — машина намного медленнее берет разгон, периодически глохнет без видимой причины, мощность силового агрегата стала более низкой.
4. Еще одним симптомом является увеличенный расход горючего.
5. На холостых оборотах двигатель функционирует не так стабильно, как раньше.
6. Во время езды мотор может просто заглохнуть, когда водитель переключает передачи.
7. Еще один признак — плавающие обороты, они могут быть как низкими, так и повышенными (автор видео о диагностике расходомера своими руками — Ванечек 01rus).

https://www.youtube.com/watch?v=qNqO9pd8Coc

При появлении нескольких или одного симптома необходимо проверить целостность устройства. К примеру, на нем могут появиться трещины, в частности, на шланге, соединяющем расходомер с заслонкой. В том случае, если вы столкнулись с проблемой, когда глохнет мотор, есть вероятность, что причина кроется в повреждении цепи питания.

Если сигнал с расходомера очень низкий, причины могут быть таковы:

• расходомер не подключен к ботовой сети;
• в цепи питания регулятора произошел обрыв;
• также мог произойти обрыв массы в электроцепи, либо масса могла просто окислиться;
• неправильное подключение проводки;
• низкий уровень сигнала с датчика также может быть свидетельством неисправности блока управления.

Естественно, определить неисправность по этим признакам нельзя, так как они могут говорить и о других поломках. Для точного определения поломки производится диагностика устройства.

Причины поломки

Здесь перечислим основные причины, по которым ДМРВ выходит из строя или некорректно работает:

1. Перегорание (лопнул) терморезистора или повреждение напыления на дорожках. Особенно такая болезнь характерна для модели датчика HFM-5. Произойти это может в результате естественного износа или резкого скачка напряжения в сети (вышел из строя генератор и т.д.). Проволочные устройства в среднем служат около 150 тыс. пробега авто.
2. Отсутствие напряжения – обрыв сигнальной или рабочей электроцепи, датчик не подключен, окисление контактов.
3. Вышел из строя ЭБУ.
4. Неправильное обслуживание. Расходомер считается необслуживаемым устройством и меняется в сборе. Но так как он дорогой, многие пытаются его почистить, к примеру, с помощью ваты, что неправильно. Для этого используют сжатый воздух или специальные жидкости (карбоклинер, специальный очиститель ДМРВ или другое средство на основе спирта).

Косвенные причины:

1. Подклинивание дроссельной заслонки в результате ее загрязнения – в данном случае датчик вроде бы исправен, но информация на ЭБУ передается не корректно.
2. Забит воздушный фильтр.

Проверка мультиметром

Чтобы проверить датчик массового расхода воздуха мультиметром изучите его распиновку. Для конкретной марки автомобиля она может отличатся. Для этого найдите электрическую схему в руководстве по эксплуатации ТС.

В качестве примера рассмотрим этапы проверки на автомобилях ВАЗ 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115, Лада, Приора, Калина, Гранта.

На большинстве из них, если не на всех, устанавливаются датчик Bosch с артикулом 0280218037. Такие же применяются на некоторых моделях Мерседес, и на всех GAZ.

Что добраться до проводов снимите защитный кожух на датчике – их пять. Цвета могут быть разные, но функции их исходя из размещения в основном одинаковые.

По порядку от воздушного фильтра:

1. Провод входного сигнала датчика температуры всасывающего воздуха.
2. К главному реле – U 12V.
3. Масса.
4. Питание ДРМВ — U 12V.
5. Желтый — выходной сигнальный провод расходометра идет к ЭБУ.

Нам нужно снять показания напряжения, для этого:

1. Включаем зажигание.
2. Выставляем переключатель мультиметра в положение 2 или 20В.
3. Подсоединяем « » прибора к желтому проводу (в списке пятый), а «-» к зеленому (в списке третий).

Показания U между 0.996 – и 1,02V считаются нормой. В нашем случае 1.02. В ином случае устройство придется менять.

ВАЖНО: обратите внимание, производители датчиков указывают в нормативных показаниях напряжения после запятой третий знак. Это значит, что и мультиметр должен измерять с такой же точностью. Но не все приборы способны это делать. Только дорогие, которые не всем по карману. Измерения до второго знака допустимы, но это не дает точной картину. Поэтому специалисты мультиметрам предпочитают осциллографы.

Указанные выше приделы не случайны. Со временем терморезисторы изнашиваются, толщина их уменьшается, а значит уменьшается их сопротивление и возрастает напряжение.

Исходя из этого можно приблизительно определить на какой стадии износа находится расходомер.

1. Оптимальное показание: 996 – 1.02V.
2. Удовлетворительное – 1.03V.
3. 04V – срок службы заканчивается.
4. 05V устройство работает на переделе, но если сбоев в его работе нет, то менять нет смысла.
5. U больше 1.05 вольт – расходомер меняется.

В последнем случае некоторые «кулибины» обманывают ЭБУ – в разрыв желтого сигнального провода впаивают подстроечный резистор на 2 кОма тем самым понижая напряжение до нормативного. Это помогает (расход точно упадет). Но как это в дальнейшем повлияет на работу двигателя? Тема, требующая углубленного изучения.

Показания мультиметра должны измениться в большую сторону — до 1.03V.

В некоторых случаях вместо напряжения на терморезисторах замеряют показания сопротивления.

Но этот метод сложней, требует наличия под рукой нормативных показаний сопротивления при определенной температуре воздуха. Найти их можно в руководстве по эксплуатации конкретной марки автомобиля или специальной технической литературе.

Проверка с помощью мототестера (осциллографом)

Как правило, такая проверка выполняется на специализированных автосервисах так как требует подготовки.

Мототестер подключается к датчику и запускается двигатель. Подключение происходит или напрямую или через специальные переходники (у каждой марки авто разъемы могут быть разные). Все данные выводятся на ноутбук.

Параметры, которые проверяются (могут отличаться на разных моделях авто):

1. Время переходного сигнального напряжения, с момента, когда оно подалось после включения зажигания и до момента, когда, стабилизируясь переходит в норму. К примеру, показатель около 1 мс считается нормой, а 6 мс нет.
2. Расход воздуха на разных режимах работы двигателя. На холостом ходу это от 3 до 5 грамм в секунду.
3. Опорное напряжение датчика – 5V.

Проволочные датчики

Нитевой ДМРВ до недавнего времени был наиболее распространенным типом датчика, устанавливаемый на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ. Пример конструкции проволочного расходомера показан ниже.

Обозначения:

Принцип работы и пример функциональной схемы нитевого волюметра.

Разобравшись с конструкцией устройства, перейдем к принципу его работы, она основана на термоанемометрическом методе, при котором терморезистор (RT), нагреваемый проходящим через него током, помещают в воздушный поток. Под его воздействием изменяется теплоотдача, а соответственно, и сопротивление RT, что позволяет вычислить объемный расход воздушной смеси? используя уравнение Кинга:

I2*R=(K1 K2*⎷Q)*(T1-T2) ,

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

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

Q = (1/К2)*(I2*RT/(T1 — T2) — K1)

Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.

Обозначения:

Когда скорость потока близка к нулю, RT нагревается до определенной температуры проходящим через него током, что позволяет мосту удерживаться в равновесии. Как только поток воздушной смеси усиливается, терморезистор начинает охлаждаться, что приводит к изменению его внутреннего сопротивления, и, как следствие, нарушению равновесия в мостовой схеме.

В результате этого процесса на выходе усилительного блока образуется ток, который частично проходит через термокомпенсатор, что приводит к выделению тепла и позволяет компенсировать его потерю от потока воздушной смеси и восстанавливает равновесие моста.

Описанный процесс позволяет рассчитать расход воздушной смеси, оперируя величиной тока, проходящего через мост. Чтобы сигнал воспринимался ЭБУ, он преобразовывается в цифровой или аналоговый формат. Первый позволяет определить расход по частоте выходного напряжения, второй – по его уровню.

У данной реализации есть существенный недостаток – высокая температурная погрешность, поэтому многие производители добавляют в конструкцию терморезистор аналогичный основному, но не подвергают его воздействую воздушного потока.

В процессе работы на проволочном терморезисторе могут накапливаться пылевые или грязевые наслоения, чтобы не допустить этого, данный элемент подвергается краткосрочному высокотемпературному нагреву. Он производится после отключения ДВС.

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.

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 и ему уже не поможет, но, даже если он еще вполне исправен, эта процедура может и не принести заметного результата.