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.
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!
Ключевые теги: двигатель, устройство автомобиля
Расходомер,волюметр.
Датчик массового расхода воздуха.
Исправный датчик массового расхода воздуха необходим двигателю внутреннего сгорания для безупречной работы топливной системы, это относится как к бензиновым, так и к дизельным моторам, управление которыми осуществляется через ECU (электронный блок управления). Он измеряет количество воздуха, которое поступает в цилиндры ДВС, затем передает данные на ECU, который составляет оптимальные пропорции бензина и воздуха для получения необходимого, в данный момент состава топливо-воздушной смеси. Если, как говорят наши мастера волюметр глючит, то двигатель будет работать как попало.
На двигателе волюметр установлен в коллекторе подачи очищенного воздуха, между воздуоочистителем и дроссельным отсеком. Представляет из себя трубку, металическую или пластмассовую, к которой подсоединены провода с фишкой. Внутри этой трубки и расположен датчик, который измеряет количество поступившего воздуха.
На сегодняшний день существует несколько видов расходомеров.
Самые первые расходомеры были лопаточного типа. Внутри такого волюметра расположена плоская пластина, а на ее оси установлен потенциометр. В нерабочем состоянии пластина стоит прямо, но при заводке двигателя поток воздуха своим давлением отклоняет пластину, и чем больше скорость всасываемого воздуха, тем сильнее откланяется пластина. Градус отклонения пластины фиксирует потенциометр и отправляет на ECU, который исходя из этих данных определяет количество поступающего в цилиндры воздуха. Но эти расходомеры остались в прошлом веке, на смену им пришли расходомеры с термоанемометрическим измерителем количества поступившего воздуха.
Волюметр с термоанемометрическим датчиком потока воздуха имеет более современную и продвинутую схему измерения количества воздуха поступившего в цилиндры двигателя. Внутри такого волюметра имеется тонкая платиновая проволочка, протянутая посередине от одной стенки к другой. При включении зажигания эта проволочка нагревается до заданной температуры, которая создается электрическим напряжением.
Почему выходит из строя расходомер.
Основная причина выхода волюметра из строя — это износ временем, так как ничто не вечно. Также ускоренному износу расходомера способствует общее состояние двигателя, если двигатель сапунит,
Также не следует забывать о воздушном фильтре, пыль очень серьезно влияет на рабочий ресурс волюметра.
Ну и еще одна распространенная причина поломок расходомеров — это посещение СТО или «высококвалифицированного специалиста», которому стоит только взглянуть на мотор, и он сразу же скажет что причина всех бед вашего двигателя кроется в неисправном расходомере.
Признаки неисправного расходомера:
• двигатель не заводится двигатель троит на холостом ходу
• слишком низкие или очень высокие обороты холостого хода
• двигатель стал слишком много жрать
• машина не разгоняется, дергается при разгоне
Узнать действительно ли неисправен волюметр можно подключив бортовой компьютер к диагностике, или же взять такой же расходомер в исправности которого вы уверены, если будут улучшения в работе двигателя, то придется заменить неисправный расходомер, если же улучшений не будет, значит причина в другом.
Наверх
Цифровые расходомеры воздуха | Электронные расходомеры воздуха
Мы предлагаем скидки при заказе от 25 единиц. Пожалуйста, свяжитесь с нашим отделом продаж для получения предложения.
Срок поставки
| 1-3 единицы | 2-3 недели |
| 3 шт. или более | Проконсультируйтесь с отделом продаж |
Этот расходомер воздуха и кислорода точно измеряет и отображает массовый расход, объемный расход, температуру газа, атмосферное давление и давление газа как для воздуха, так и для кислорода.
В отличие от большинства расходомеров, цифровой массовый расходомер имеет интерфейс с сенсорным экраном, что позволяет мгновенно настроить параметры за считанные секунды. Эта настройка включает в себя выбор предпочтительных единиц для каждой спецификации, включая множество стандартных единиц, типичных для научных и инженерных приложений. Для использования смеси воздуха и кислорода можно регулировать процентное содержание кислорода. И в отличие от большинства расходомеров, наш электронный расходомер воздуха может автоматически корректировать типичные ошибки в расчете расхода из-за противодавления до 100 фунтов на кв. дюйм. Устройство также имеет дополнительный выход 0–5 вольт для измерения скорости потока с регулируемой частотой дискретизации в зависимости от предпочтений пользователя для использования с осциллографом или вольтметром.
Массовый расходомер воздуха и кислорода использует четыре датчика для точного измерения пневматических характеристик. Три датчика находятся в непосредственном контакте с трактом потока: анемометр для массового расхода, термистор для температуры газа и датчик избыточного давления для газа/противодавление.
Характеристики
| Поддерживаемые носители | Воздух и кислород |
| Диапазон расхода | от 0 до 300 л/мин воздуха |
| Точность потока | 2 % от показаний или 0,05 SLPM, в зависимости от того, что больше, при 70 °F и 14,7 фунтов на кв. дюйм абс. |
| Частота дискретизации потока | 50 миллисекунд |
| Диапазон температур | от 0 до 50 °C (от 0 до 122 °F) |
| Точность | ±1 °C (±1,8 °F) при расходах >1 л/мин |
| Диапазон атмосферного давления | от 15 до 115 кПа (от 2,17 до 16,68 фунтов на кв. дюйм) |
| Точность измерения атмосферного давления | ±1,5% полной шкалы |
| Максимально допустимая атм. Давление | 400 кПа (58,0 фунтов на кв. дюйм) |
| Диапазон обратного давления | от 0 до 100 фунтов/кв. дюйм изб. |
| Точность обратного давления | ±3,0% от показания |
| Максимально допустимое обратное давление | 200 фунтов/кв. дюйм изб. |
| Размеры портов | 3/8″, внутренняя резьба NPT (стандарт), 1/4″ внутренняя резьба NPT, наружная резьба 22 мм, коническая, внутренняя резьба 22 мм, коническая, наружная резьба 22 мм, прямая |
| Требования к питанию | 120 В переменного тока через настенный адаптер, преобразуется в 9 В постоянного тока при 500 мА |
| Рабочая температура | от 0 до 50 °C (от 0 до 122 °F) |
| Интерфейс сенсорного экрана | 3,5-дюймовый резистивный ЖК-дисплей TFT, с подсветкой, 320 x 480 пикселей |
| Напряжение аналоговой обратной связи | от 0 до 5 вольт постоянного тока, разрешение 16 бит |
Габаритные размеры
Расходомер/микроманометр Fluke 922 | Fluke
Обзор продукта: Расходомер/микроманометр Fluke 922
Анализ воздушного потока.
Без труда. Микроманометр 922.
Современным специалистам по системам вентиляции и кондиционирования требуется простое решение для диагностики проблем с вентиляцией. Измерения дифференциального давления рассказывают только часть истории. Технические специалисты также хотят измерять скорость и расход воздуха, не прибегая к дорогим, сложным в использовании специализированным инструментам. Случайность 922 упрощает измерение расхода воздуха, объединяя три инструмента: перепад давления, расход воздуха и скорость в одном прочном измерителе.
Используйте микроманометр Fluke 922 для:
- Измерения перепадов давления на ключевом оборудовании HVAC для обеспечения максимальной производительности и продления срока службы оборудования
- Обеспечение комфорта и качества в помещении
- Выполните проходы воздуховодов для точных показаний воздушного потока
Спецификации: Fluke 922 Meter / Micromanometermeter
±1 % + 1 Паскаль