Как называется датчик подачи воздуха
ДМРВ или MAF — что за зверь?
ДМРВ или MAF – что за зверь?
Принцип работы датчика, назначение, диагностика неисправностей.
Датчик Массового Расхода Воздуха или (MAF sernsor – от англ. MASS AIR FLOW SENSOR) – это датчик, предназначенный для контроля массы воздуха поступающего в двигатель в режиме реального времени. Датчик, как правило, имеет встроенный датчик температуры воздуха, и в большинстве случаев передает информацию в ЭБУ (Электронный Блок Управления) сигналы с обоих датчиков в аналоговом виде. Встречаются и разновидности датчиков со встроенной схемой АЦП (аналогово – цифровой преобразователь), где сигнал поступает в ЭБУ уже в оцифрованном виде, что в некоторой степени усложняет его диагностику для рядового «самодиагноста». Такие датчики устанавливаются достаточно редко, да и то на дорогих авто. Диагностировать их в «походных условиях» можно путем временной замены на заведомо исправный, и сравнивая результаты показаний по диагностическому протоколу.
Есть два основных вида таких датчиков: нитиевый, и пленочный… Нитиевые датчики массового расхода воздуха обладают меньшей точностью, но более надежны, и устанавливались на автомобили марки ГАЗ. Пленочные (самые распространенные) датчики имеют самую высокую точность на сегодняшний день, но и самые капризные в плане надежности!
Почему автопроизводители оборудуют свои автомобили именно этими датчиками, а не скажем всем известным и достаточно хорошо себя зарекомендовавшим ДАД (MAP — sensor)? Ведь Датчики Абсолютного Давления практически безотказны?! Все дело в том, что на разработчиков постоянно давят экологи, постоянно увеличивая свои требования к токсичности выхлопных газов… Да, мы придумали «каталитический нейтрализатор», и «систему рециркуляции отработанных газов», и они достаточно хорошо справляются с возложенными на них обязанностями, но есть одно «НО»! Есть такое понятие как «окно католизации»… Если состав ТВС (топливовоздушной смеси) отклоняется от стехиометрической на +/- 10%, то каталитический нейтрализатор просто на просто перестает функционировать! Точность ДАД сенсоров зачастую не позволяет выдерживать такую точную смесь, и поэтому производитель вынужден ставить ДМРВ.
Как же устроен пленочный ДМРВ, или по научному «Термоанемометрический Датчик Массового Расхода Воздуха Пленочного типа» Итак, представьте себе пленку с керамическим покрытием. Эта пленка установлена непосредственно в поток воздуха, количество которого мы измеряем, так, что воздух проходит над керамическим покрытием поперек пленки. Сверху этого керамического покрытия, поперек потока, нанесены нагревательный резистор (в основном платина) и по бокам от него два терморезистора (если смотреть по потоку воздуха, то один терморезистор до платинового нагревателя, а второй после). Платиновый нагреватель разогревается до определенной температуры, и эта температура всегда постоянна – за этим следит специальный микроконтроллер, встроенный в этот датчик. Когда поток воздуха равен 0, то терморезисторы (термометры) показывают одинаковую температуру, т.к. облако нагретого воздуха не сдувается потоком. Когда повышается поток воздуха, то он «сдувает» облако нагретого воздуха, и терморезисторы показывают разную температуру… На основе таких измерений, а так же температуры воздуха на входе, и высчитывается точное количество (обьем) воздуха, что потом пересчитывается в массу… Этот датчик обладает наивысшей точностью измерений на сегодняшний день, т.к. различает направление потока воздуха, и отнимает объем воздуха который проходит обратно после удара о резко закрытый дроссель.
По мере эксплуатации этих датчиков, эта самая пленочка засоряется всевозможными маслами, пылью и пр. грязью, а так же истирается мелкими песчинками, в результате чего датчик просто начинает ВРАТЬ. К чему это приводит – это тема другой статьи, а сейчас рассмотрим как проверить работоспособность датчика:
1) Напряжение на сигнальном проводе датчика, в состоянии покоя (на выключенном двигателе) должно составлять ровно 1 вольт +/- 0,02 вольта. То есть, если напряжение выходит за диапазон 0,98 – 1,02 вольта, то датчик неисправен!
2) При резкой перегазовке, напряжение на сигнальном проводе датчика должно МГНОВЕННО (резким скачком) превысить планку в 4 вольта, и после этого сразу же упасть до текущего и нарастать по мере увеличения потока воздуха. Увидеть это, к сожалению, можно только на осциллографе, или при достаточном опыте на очень чувствительном СТРЕЛОЧНОМ вольтметре. Цифровым вольтметром такой скачек увидеть невозможно!
3) Если есть возможность подключиться к ЭБУ сканером или диагностической программой, то можно посмотреть коэффициент топливоподачи на ХХ. Отличия от единицы в две десятые – явно указывают на неисправность датчика, разумеется при исправном датчике концентрации кислорода, отсутствии подсоса в задроссельное пространство, и отсутствии трещин в выхлопе между двигателем и первой лямбдой.
Ну и конечно же можно временно подключить заведомо исправный датчик, и сравнить их показания, или проехаться, если нет возможности подключиться к ЭБУ.
Надеюсь сочтете статью полезной!
Источник: mraliev
Ставьте лайки и подписывайтесь на мой блог!
Для чего нужен ДМРВ в автомобиле
Статья о датчике массового расхода воздуха: для чего нужен датчик, строение, разновидности, неисправности, диагностика. В конце статьи — видео-эксперимент про езду без ДМРВ. Статья о датчике массового расхода воздуха: для чего нужен датчик, строение, разновидности, неисправности, диагностика. В конце статьи — видео-эксперимент про езду без ДМРВ.
С начала развития автомобильной промышленности в конце позапрошлого века и по сегодняшний день конструкторы не перестают трудиться над проблемой уменьшения расхода топлива. С установлением электронных компонентов и дополнительного блока управления всей электроникой процесс расхода стало контролировать сложнее. В инжекторных моторах для корректной работы необходимо строгое поступление топливо-воздушной смеси определенной пропорции. И если пропорция будет нарушена, возникнут неполадки в работе двигателя. Для предотвращения нарушения пропорций и служит ДМРВ.
Основное назначения датчика
Главной задачей датчика массового расхода воздуха является измерение воздуха, который поступает вместе с топливом в цилиндры двигателя. Руководствуясь показаниями устройства, рассчитывается необходимый уровень горючего, за подачу которого отвечают форсунки.
Чтобы топливо поступало в требуемом объеме, необходимо точно вычислить количество поступающего воздуха, иначе будет нарушена оптимальная работа мотора. Ведь если воздуха будет меньше, лишняя часть топлива останется не сгоревшей, что отразится на работе двигателя и увеличится расход горючего. Если же воздуха будет меньше, двигатель не сможет полноценно выполнять свои функции.
Для получения точного количества воздушной смеси контроллер крепится сразу после крепления воздушного фильтра. Если по какой-то причине устройство расхода отключится, мотор перейдет во вспомогательный режим работы, что приведет к увеличению потребления горючего и засорения самого ДВС.
Разновидности и строение ДМРВ
Состоит датчик из несколько компонентов:
Есть две конструкции датчика в зависимости от нагревательной составляющей — датчики бывают:
Проволочные устройства ранее использовались на всех машинах отечественного производителя. Его основной составляющей служит терморезисторный элемент и платиновая проволока, за что, собственно, и было получено подобное название.
При работе контроллера происходит нагрев резистора из-за проходящего через него напряжения, поэтому его крепление предусматривается в месте прохода воздушного потока. После чего элемент меняет количество теплоты и увеличивает сопротивление, позволяя вычислить требуемый объем воздушной смеси. Как только скорость воздуха приблизится к нулевой отметке, проволока нагревается до определенной температуры.
Если воздушный поток увеличится, резистор начнет охлаждаться, меняя при этом внутреннее сопротивление, вследствие чего увеличивается напряжение на выходе. Величина напряжения помогает рассчитать требуемое количество потока воздуха.
В пленочных контроллерах вместо проволоки используется кремень, на который распылена в несколько слоев платина:
Особенностью работы такого датчика можно считать возможность измерения температуры воздушного потока на входе и выходе. Скорость перемещения воздушного потока остается высокой, а пылевые и грязевые излишки не откладываются в самом датчике (как это наблюдается в проволочных).
Во время старта работы мотора происходит максимальный нагрев датчика, после чего наблюдается его охлаждение за счет поступающего воздуха. Разница в температурах до и после помогает при расчете топливно-воздушной смеси.
Неполадки в работе ДМРВ
Проверка работоспособности датчика проводится при возникновении следующих неполадок:
Возможные причины неполадок:
Чтобы узнать, действительно ли работа двигателя нестабильна из-за неисправности датчика, потребуется отсоединить питание ДМРВ от остальной электрики и запустить двигатель. Он перейдет в аварийный режим работы и должен на время прекратить свои «припадки». Если так и произойдет, значит, проблема в расходомере.
Проблемы электрического характера можно проверить при помощи тестера. Для этого потребуется заглянуть в паспортные данные датчика и увидеть интервалы напряжений, которые обязан выдавать датчик при проверке тестером. И если напряжение выше заданного, в скором времени потребуется замена ДМРВ.
Диагностика и замена контроллера
Неполадки в работе расходомера могут возникнуть из-за грязе-пылевых отложений, особенно, если используется проволочный нагревательный элемент. Эти отложения удаляются при помощи этанола, при этом очистка может проводиться несколько раз.
Однако этанол — не гарантия долговременной работы датчика, и прибор в скором времени все же придется заменить.
Замена не представляет особой сложности и предусматривает несколько этапов:
При подборе нового расходомера следите за соблюдение маркировки датчика. Ведь устройства одного производителя могут быть предназначены для различных электронных автомобильных блоков управления.
Как не допустить быстрого износа устройства
Некоторые меры, помогающие увеличить срок службы расходомера:
Контроллер расхода воздуха — одна из основных частей в современном автомобиле. И от правильности его работы зависит исправность работы мотора. Если постоянно поддерживать ДМРВ в работоспособном состоянии и менять при необходимости, двигатель будет исправно выполнять свои функции.
Видео про езду без ДМРВ:
Датчик массового расхода воздуха: принцип работы, диагностика
Для оптимальной работы инжекторного двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) следует учитывать, сколько воздушной смеси поступает в камеры сгорания цилиндров. На основании этих данных электронным блоком управления (далее ЭБУ) определяет условия подачи топлива. Помимо информации с датчика массового расхода воздуха, учитывается его давление и температура. Поскольку ДМРВ являются наиболее значимыми, рассмотрим их виды, конструктивные особенности, возможности диагностики и замены.
Назначение и расшифровка аббревиатуры
Расходомеры, они же волюметры или ДМРВ (не путать с ДМРТ и ДВРМ), расшифровываются как датчики массового расхода воздуха, устанавливаются в автомобилях на дизеле или бензиновых ДВС. Место расположения данного датчика найти несложно, поскольку он контролирует подачу воздуха, то и искать его следует в соответствующей системе, а именно, после воздушного фильтра, на пути к дроссельной заслонке (ДЗ).
Место установки ДМРВ на Газель 405
Подключение устройства осуществляется к блоку управления ДВС. В тех случаях, когда ДМРВ находится в неисправном состоянии или отсутствует, грубый расчет может быть произведен исходя из положения ДЗ. Но при таком способе измерения нельзя обеспечить высокую точность, что незамедлительно приведет к перерасходу топлива. Это еще раз указывает на ключевую роль расходометра при расчете подаваемой через форсунки топливной массы.
Помимо информации с ДМРВ, блок управления также обрабатывает данные, поступающие со следующих устройств: ДРВ (датчик распределительного вала), ДД (измеритель детонации), ДЗ, датчик температуры системы охлаждения, измеритель кислотности (лямбда зонд) и т.д.
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:
Обозначения:
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.
Конструкция волюметра ИВКШ 407282.000
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:
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:
Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.
Типовая функциональная схема проволочного ДМРВ
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.
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.
Конструктивные особенности пленочного ДМРВ
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.
Взаимозаменяемость
Данный вопрос довольно актуален, особенно принимая во внимание стоимость оригинальных изделий импортного автопрома. Но здесь не все так просто, приведем пример. В первых серийных моделях горьковского автозавода на инжекторные волги устанавливался ДМРВ БОШ (Bosh). Несколько позже импортные датчики и контролеры заменили отечественные изделия.
А –импортный нитевой ДМРВ производства Bosh (pbt-gf30) и его отечественные аналоги В — АОКБ «Импульс» и С – АПЗ
Конструктивно эти изделия практически не отличались за исключением нескольких конструктивных особенностей, а именно:
Все приведенные в качестве примера датчики были взаимозаменяемые, пока Горьковский автозавод не перешел на пленочные аналоги. Причины перехода были описаны выше.
Приводить отечественный аналог изображенному на рисунке датчику не имеет смысла, поскольку внешне он практически не отличается.
Следует отметить, что при переходе с нитевых приборов на пленочные, скорее всего, потребуется менять всю систему, а именно: сам датчик, соединительный провод от него к ЭБУ, и, собственно сам контролер. В некоторых случаях контроль может быть адаптирован (перепрошит) под работу с другим датчиком. Такая проблема связана с тем, что большинство нитевых расходомеров посылают аналоговые сигналы, а пленочные – цифровые.
Следует отметить, что на первые серийные автомобили ВАЗ с инжекторным двигателем устанавливался нитевой ДМРВ (производства GM) с цифровым выходом, в качестве примера можно привести модели 2107, 2109, 2110 и т.д. Сейчас в них устанавливается ДМРВ БОШ 0 280 218 004.
Для подбора аналогов можно воспользоваться информацией с официальных источников, или тематических форумов. Для примера ниже представлена таблица взаимозаменяемости ДМРВ для автомобилей ВАЗ.
Таблица совместимости ДМРВ для модельного ряда ВАЗ
Представленная таблица наглядно показывает, что, например, датчик ДМРВ 0-280-218-116 совместим с двигателями ВАЗ 21124 и 21214, но не подходит к 2114, 2112 (в том числе и на 16 клапанов). Соответственно можно найти информацию и по другим моделям ВАЗ (например, Лада Гранта, Калина, Приора, 21099, 2115, Нива Шевроле и т.д.).
Как правило, не возникнет проблем и с другими марками авто отечественного или совместного производства (УАЗ Патриот ЗМЗ 409, ДЭУ Ланос или Нексия), подобрать замену ДМРВ для них не составит проблемы, это же касается и изделий китайского автопрома (КIA Ceed, Спектра, Спортейдж и т.д.). Но в этом случае велика вероятность, что распиновка ДМРВ может не совпадать, исправить ситуацию поможет паяльник.
Значительно сложнее обстоит дело с европейскими, американскими и японскими авто. Поэтому, если у вас Тойота, Фольксваген Пассат, Субару, Мерседес, Форд Фокус, Нисан Премьера Р12, Рено Меган или другое европейское, американское или японское авто, прежде, чем производить замену ДМРВ, необходимо тщательно взвесить все варианты решения.
Если интересно, можете поискать в сети эпопею с попыткой замены на Ниссане Альмера Н16 «родного» воздухомера аналогом. Одна из попыток привела к чрезмерному расходу топлива даже на холостом ходу.
В некоторых случаях поиск аналого будет оправданным, особенно, если принять во внимание стоимость «родного» волюметра (в качестве примера можно привести БМВ Е160 или Ниссан Х-Трейл Т30).
Проверка работоспособности
Прежде, чем проводить диагностику ДМРВ, необходимо знать симптомы, позволяющие определить степень работоспособности МАФ (аббревиатура с английского названия прибора) сенсора в автомобиле. Перечислим основные признаки неисправности:
Эти признаки указывают на возможную неисправность ДМРВ, чтобы точно установить причину поломки необходимо выполнить диагностику. Это несложно сделать своими руками. Значительно упростить задачу поможет подключение к ЭБУ диагностического адаптера (если данная опция возможна), после чего по коду ошибки определить исправность или неисправность сенсора. Например, ошибка p0100 указывает на неисправность цепи расходомера.
Поиск ошибки с помощью диагностического адаптера
Но если предстоит провести диагностику на отечественных авто, выпушенных 10 лет назад или более, то проверка ДМРВ может быть осуществлена одним из следующих способов:
Рассмотрим каждый из перечисленных способов.
Тестирование в процессе движения
Проще всего произвести проверку, анализируя поведение ДВС при отключенном сенсоре МАФ. Алгоритм действий следующий:
Заметим, что можно ездить и дальше при отключенном устройстве, но делать это крайне не рекомендуется. Во-первых, увеличивается расход топливной смеси, во-вторых отсутствие контроля над регулятором кислорода приводит привод к повышению загрязнений.
Диагностика с применением мультиметра или тестера
Признаки неисправности ДМРВ можно установить, подключив черный щуп к заземлению, а красный на вход сигнала сенсора (распиновку можно посмотреть в паспорте к устройству, там же указаны и основные параметры).
Пример измерения мультиметром напряжения на ДМРВ в автомобиле ВАЗ 2114
Далее устанавливаем границы измерения в пределе 2,0 В включаем зажигание и производим измерения. Если прибор ничего не отображает, необходимо проверить правильность подключения щупов к массе и сигналу расходомера. По показаниям прибора можно судить об общем состоянии устройства:
То есть, правильно судить о состоянии сенсора можно по напряжению, низкий уровень сигнала свидетельствует о работоспособном состоянии.
Внешний осмотр сенсора
Данный способ диагностики является не менее действенным, чем предыдущие. Все, что необходимо, — снять сенсор и оценить его состояние.
Осмотр датчика на предмет повреждений и наличия жидкости
Характерные признаки неисправности – механические повреждения и жидкость в приборе. Последнее свидетельствует о том, что не отрегулирована система подачи масла в двигатель. Если сенсор сильно загрязнен, то следует произвести замену или очистку воздушного фильтра.
Установка однотипного, заведомо исправного устройства
Данный способ дает практически всегда ясный ответ на вопрос работоспособности сенсора. На данный способ на практике довольно сложно реализовать, не приобретая новый прибор.
Кратко о ремонте
Как правило, пришедшие в негодность сенсоры МАФ не подлежат ремонту, за исключением тех случаев, когда требует их промывка и чистка.
В некоторых случаях можно произвести ремонт платы объемного ДМРВ, но этот процесс ненадолго продлит жизнь прибору. Что касается плат в пленочных сенсорах, то без специального оборудования (например, программатора для микроконтроллера), а также навыков и опыта, пытаться их восстановить бессмысленно.