?датчик расхода воздуха: устройство, принцип работы, проверка

Содержание

Конструкция ДМРВ

Автолюбители именуют датчик ДМРВ расходомером, в специальной литературе он обозначен, как волюметр. Внутри этого электронного прибора фактически измеряется, не объем воздуха, сквозь него проходящего, а его масса в единицу времени, причем, сжатого.

Поскольку закон Ома знаком каждому выпускнику школы, устройство ДМРВ понятно для 100% автолюбителей:

прибор является аналогом анемометра, измеряющего скорость потока;
внутри трубчатого корпуса с воздушным дефлектором и сетчатым металлическим экраном на входе перпендикулярно потоку вставлен сам датчик с разъемом, выходящим наружу;
внутрь датчика на нить или пленку подаем ток 500 – 1200 мкА, снимаем величину напряжения 0 – 1 В при обратном потоке или 1 – 5 В в обычном режиме;
при прохождении тока элемент разогревается, увеличивается его сопротивление (500 – 700 Ом), соответственно изменяется напряжение;
воздушный поток охлаждает провод, сопротивление уменьшается, напряжение увеличивается.

Рис. 4 Конструкция нитяного ДМРВ

Производится подключение ДМРВ по нижеприведенной схеме:

зеленый – на массу;
бело-серый – напряжение на выходе;
желтый – сигнал входной;
темный – сигнал выходной.

Рис. 5 Схема подключения ДМРВ

В пленочный ДМРВ встроен платиновый резистор на керамической пластине. В нитяном датчике сопротивление изготовлено из сплава иридия и платины. Первые модели ВАЗ комплектовались датчики, контролировавшие расход по частоте выходного сигнала. В настоящее время на отечественных машинах и иномарках стоят ДМРВ, определяющие расход по напряжению.

Рис. 6 Пленочный ДМРВ

Для повышения функционала в работающем датчике используется два термозависимых элемента. Поскольку разница температуры воздуха может вносить в показания прибора ошибку, второй нитяной элемент ее компенсирует, измеряя температуру среды. Общим для всех приборов является наличие регулировочного винта, которым своими руками корректируется СО. Отличаются конструкции разных производителей следующими деталями:

толщина нити – 0,07 – 1 мм;
способ крепления термозависимого элемента – лазерная сварка, зацепление петлей на упругом подвесе;
геометрия нити – V-образная либо П-образная;
конструкция стойки – квадратная исключает ошибку при повороте элемента вокруг оси.

Рис. 7 Немецкий датчик и российский аналог

Кроме этих отличий следует учесть факторы:

нитяные приборы начала выпускать компания Бош и Дженерал Моторс, затем появились взаимозаменяемые аналоги завода АПЗ и АОКБ Импульс;
внедрила пленочный ДМРВ Сименс, его скопировал Калужский НПП АВТЭЛ;
нить разогревается до 140 – 170 градусов, пленка до 100 градусов;
точность измерения пленочных модификаций ниже – 4%, нитяных выше – 1%;
между собой приборы взаимозаменяемые, но только вместе с пучком проводов, так как распиновка провода не совпадает.

Рис. 8 Разъем датчика

В настоящее время нитяные датчики сняты с производства в Европе по ряду причин:

низкий уровень технологичности производства нити;
наличие корректирующих лямбда-зондов;
автоматическая тарировка пленок на продувочых установках.

Другими словами, производители пожертвовали быстродействием и высокой точностью ради значительного снижения себестоимости пленочных ДМРВ.

Существует датчик ДМРВ М отечественного производства с защитой от «переплюсовки», КЗ и кондуктивных помех.

Рис. 9 Модификация ДМРВ М

В нитяные датчики по умолчанию заложен принцип самоочищения термозависимого элемента. После остановки двигателя ЭБУ самостоятельно подает на нить ток для разогрева до 1000 градусов в течение 1 секунды. Налипшая грязь при этом полностью выгорает.

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.

Популярные статьи Провод шввп

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

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:

Существенно увеличился расход топливной смеси, одновременно с этим замедлился разгон.
ДВС на холостом ходу работает с рывками. При этом может наблюдаться в холостом режиме снижение или увеличение оборотов.
Двигатель не стартует. Собственно, данная причина сама по себе не говорит о том, что расходомер в автомобиле неисправен, могут быть и другие причины.
Выводится сообщение о проблеме с двигателем (Cheeck Engine)

Пример высветившегося сообщения «Cheeck Engine» (отмечено зеленым) 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:

Тестирование в процессе движения.
Диагностика с применением мультиметра или тестера.
Внешний осмотр сенсора.
Установка однотипного, заведомо исправного устройства.

Рассмотрим каждый из перечисленных способов.

Тестирование в процессе движения

Проще всего произвести проверку, анализируя поведение ДВС при отключенном сенсоре МАФ. Алгоритм действий следующий:

Необходимо открыть капот, отключить расходомер, закрыть капот.
Заводим машину, при этом ДВС переходит в аварийный режим работы. Соответственно, на приборной доске высветится сообщение о проблеме с двигателем (см. рис. 10). Количество подаваемой топливной смеси будет зависеть от положения ДЗ.
Проверьте динамику авто и сравните ее с той, что была до отключения сенсора. Если автомобиль стал более динамичен, а также выросла мощность, то это с большой долей вероятности указывает на то, что датчик массового расхода воздуха неисправен.

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:

Напряжение 0,99-1,01 В говорит о том, что сенсор новый и работает исправно.
1,01-1,02 В — прибор БУ, но состояние его хорошее.
1,02-1,03 В – указывает, что устройство все еще работоспособное.
1,03 -1,04 состояние приближается к критическому, то есть в ближайшее время необходима замена ДМРВ на новый сенсор.
1,04-1,05 – ресурсы прибора практически исчерпались.
Свыше 1,05 – однозначно нужен новый ДМРВ.

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.

Методы проверки датчика на работоспособность

Как проверить расходомер своими руками? Есть несколько вариантов диагностики, предлагаем ознакомиться с каждым из них (автор видео — канал Бездельник TV).

Отключение

Для начала нужно попробовать отключить расходомер от питания. Чтобы сделать это, нужно завести двигатель и дать ему поработать какое-то время. Далее, от расходомера нужно будет отсоединить штекер — после этого должен активировать аварийный режим работы мотора. В данном случае расчет объема нужного воздушного потока будет осуществляться в соответствии с положением дроссельной заслонки. Если после отключения вы заметили, что двигатель стал работать более правильно и при этом он стал более динамичным, то однозначно ДМРВ подлежит замене.

Диагностика с помощью мультиметра

Диагностика может быть выполнена с помощью мультиметра, для этого рекомендуем ознакомиться с инструкцией по эксплуатации тестера. Прибор необходимо настроить в режим измерения постоянного напряжения, обычно он маркируется символами DCV либо V.

Чтобы подключение устройства не вызвало сложностей, необходимо точно знать распиновку девайса:

черно-красный или розовый контакт — это подключение к управляющему модулю;
зеленый — это земля (заземление, масса), подсоединяется к кузову или АКБ;
серо-белый контакт — выходное напряжение;
желтый — используется для подачи тока на вход.

Диагностика мультиметром выполняется так:

Для начала тестер следует включить и установить на нем значение напряжения в 20 вольт, а затем щупы от прибора подсоединяются в соответствующим контактам на штекере.
Чтобы подключение было более удобным, можно использовать булавки, потребуется две штуки. Каждая из них устанавливается в отверстие с зеленым и желтым контактам. Затем к этим булавкам надо будет подключить щупы прибора.
Следующим этапом будет активация зажигания и измерение напряжения. Подробнее о результатах тестирования читайте ниже (автор видео — канал IZO)))LENTA).

На работоспособном девайса уровень напряжения составит в районе 1.01-1.04. Если показания составляют от 1.02 до 1.05 вольт, это говорит о том, что в скором будущем устройство надо будет поменять. Если же полученные показания выше, то расходомер подлежит замене, поскольку он вышел из строя.

Нужно отметить, что в ходе эксплуатации параметр напряжения будет только расти, поскольку изнашиваются резисторные компоненты устройства, а величина сопротивления, соответственно, снижается. Точно определить напряжение можно также с помощью бортового компьютера, если в нем есть соответствующая функция. Для поиска следует зайти в раздел напряжения расходомера и найти значение U.

Визуальный осмотр

Что касается визуальной диагностики, то в первую очередь необходимо проверить состояние гофры, в которой установлен расходомер, а также само устройство. Если в результате проверки вы увидели следы моторной жидкости или конденсата, то не исключено, что девайс не работает именно по этой причине. В некоторых случаях чистка устройства от загрязнений позволяет возобновить работу расходомера и предотвратить возможную замену. Нужно учитывать, что загрязнения обычно скапливаются в результате редкой замены воздушного фильтрующего элемента (автор видео о неисправности регулятора — канал В гараже у Сандро).

Если же вы заметили следы моторной жидкости, то есть вероятность, что причина кроется в засорении салобойника, также проблема может заключаться в превышении допустимого уровня смазки в картере. Когда очистка будет завершена, необходимо будет произвести визуальный осмотр регулятора — на передней его части вы можете увидеть уплотнительную резинку, которая используется для герметизации. Уплотнитель необходим для предотвращения неочищенного воздушного потока и может быть такое, что резинка немного сдвинулась — это приведет к скоплению пыли на сетке расходомера.

Назначение и принцип работы

Предназначение данного устройства — измерение количества воздуха пройденного в цилиндры двигателя.
Как я считаю, для того что бы своими руками диагностировать неполадки и успешно устранять их, не обходимо, как минимум, знать устройство и принцип работы интересующего нас узла. Поэтому, предлагаю рассмотреть несколько разновидностей ДМРВ.

Трубка Пита (лопаточный расходомер)

Воздушный расходомер с трубкой Пито (лопаточный)

Данная конструкция является самой ранней разработкой. Принцип ее работы основывается на отклонении потоком воздуха специальной лопатки, на оси которой находится измерительный прибор – потенциометр (чем больше угол поворота лопатки, тем больше сопротивление обмотки потенциометра).
Устройство по внешнему виду напоминает заслонку дросселя, преимущества – простота изготовления и небольшая цена.

Термоанемометрический тип расходомера

Более современное устройство, в конструкции которого находится платиновая проволочка, диаметром примерно в 0,07 миллиметров, являющаяся теплообменным элементом.
Принцип работы: находящаяся в потоке воздуха упомянутая проволочка охлаждается обтекающим ее воздухом, и для того, что бы сохранить заданную разницу температур между ней и воздушным потоком необходимо подать на нее определенное количество электроэнергии (чем мощнее поток воздуха, тем больше требуется электричества).
Ну а так как в данном случае не обойтись без внешних загрязнений нагревательного элемента, система снабжена функцией самоочищения от отложений: после останова двигателя проработавшего под нагрузкой происходит кратковременный нагрев проволочки до температуры 1100°С.На современных автомобилях применяются термоанемометрические расходомеры, имеющие измерительные и нагревательные резисторы, изготавливаемые из платиновых слоев нанесенных методом напыления на кристалл кремния.

Принцип работы ДМРВ

Пояснение к фото: часть входящего потока (2) всасываемого воздуха (4) проходя через решетку (3) попадает на чувствительный элемент (6), где его скорость и количество анализируется электронным блоком (1) при известном сечении измерительной трубки (5).

Чувствительный элемент

Замена ДМРВ

ДМРВ приобретается для конкретной модели авто. Не рекомендуется использование аналогов, поскольку это может привести к сбоям в работе устройства.

Что понадобится?

Для выполнения задачи потребуются:

ключ-головка с воротком;
крестообразная отвертка;
гаечный ключ на 10;
новый ДМРВ.

Пошаговая инструкция

Изображение	Шаг
	Открывается капот автомобиля, от аккумулятора отключается отрицательная клемма. От регулятора надо отсоединить провода, для этого пользователь должен надавить снизу на фиксатор колодки. Используя отвертку, ослабляется хомут, который стягивает патрубок воздухофильтра. После ослабления патрубок надо потянуть на себя и отвести в сторону.
	Датчик фиксируется посредством двух болтов на корпусе фильтрующего устройства. Для их откручивания используется ключ или трещотка.
	После удаления последнего крепления производится демонтаж регулятора. Выполняется установка нового датчика, после чего в ДМРВ надо вставить фишку с проводами.

Обзор и характеристика ДМРВ

Датчик присоединен к электрическому жгуту и стоит во впускном тракте. Сигнал у ДМРВ — это постоянный ток, у которого имеется свое напряжение. Величина тока зависит от движения в Приоре воздуха, который прошел через датчик. В ДМРВ Приора входит:

кольцо, стоящее внутри датчика, оно предназначено для фиксации фильтра;
сам фильтр, находящийся в ДМРВ;
впускной фланец;
разные термоэлементы;
электронная плата;
разъем для контактов;
выпускной фланец.

Внутрь датчика поставили 3 термоэлемента. Первый определяет температуру в окружающей среде. Подогрев воздуха до нужной определенной температуры возложен на два следующих термоэлемента.

Во время измерения электрической мощности начинает происходить определение расходуемого воздуха. Электрическая мощность поддерживает температуру в нужном режиме.

Фильтр, который ставится в ДМРВ Приоры, не дает большим частицам попасть в корпус датчика. Если это произойдет, то термоэлементы могут выйти из строя. Еще на нем лежит функция по рассеканию воздуха, дабы обеспечить распределение воздуха равномерно. Фильтр зафиксирован предназначенным для него кольцом, во впускном фланце.

В каждой стороне корпуса стоит по одному резиновому кольцу для уплотнения. Это сделано для того, чтобы предотвратить подсасывание воздуха. Большое значение следует уделять тому кольцу для уплотнения, которое располагается между корпусом, и находящимся в датчике выпускным фланцем.

Если станет подсасываться воздух, то система этого учесть не сможет, вследствие чего смесь топлива обеднеет. При этом невозможно обеспечить максимальную работу двигателя. Будет сложно узнать, что проблема плохой работы датчика заключается в этом. Это сделать будет трудно даже приборами для измерения.

ДМРВ на Приоре стоит пленочного типа. Пленка располагается на керамическом основании. На ней находятся как измерительные резисторы, так и компенсационные. Данные резисторы располагаются внутри пленки. При такой конструкции датчик выглядит более надежным.

Пленка выполняет только измерительные элементы. Подложка же, в свою очередь, функцию силовых элементов конструкции. Но у такого датчика есть и свои недостатки. У таких датчиков расположен механический контакт между дорожкой сопротивления и шиной, выполненной при помощи метала, вследствие чего происходит износ.

ПОДРОБНОСТИ: Советы как уменьшить расход топлива на автомобиле — Финансовая жизнь

Проведение обслуживания

Как такового обслуживания датчик не требует. Меры для очистки системы предпринимает электронный блок управления. И если датчик расхода воздуха, признаки неисправности которого будут рассмотрены ниже, сломался, то в нем будет скапливаться много грязи и пыли. Воздух, попадающий в трубку, до конца неспособен очиститься никаким фильтром. Поэтому предусмотрен способ, при помощи которого вся грязь, скапливающаяся на платиновой проволоке, испаряется в прямом смысле. В алгоритме работы электронного блока управления имеется небольшая особенность.

Когда вы глушите двигатель, на платиновую проволоку подается напряжение, способное раскалить ее до 1000 градусов. Накал происходит в течение секунды, этого времени оказывается достаточно, чтобы избавиться от всей скопившейся грязи на поверхности проволоки. Если решите самостоятельно провести восстановление датчика, то вам нужно тщательно очищать провод и сетку. При проведении работ запрещается дотрагиваться до этих предметов, иначе придется только менять прибор целиком, работать нормально он не сможет.

К чему приводит неисправность?

Нельзя сказать, что повреждение расходомера сразу же приведет к критическим последствиям, но если проблема игнорируется, долгосрочная операция двигателя с неправильно сформированным топливно-воздушным смесью приведет к быстрому потреблению элементов группы поршней цилиндров. И при добавлении нескольких факторов детонации могут быть добавлены к двигателю и даже его «тонущиеся».

Например, если двигатель работает на богатой смеси, двигатель быстро перегревается в результате масляной конденсации.

Поврежденный датчик MAF из-за ухудшения чистоты выхлопной выхлопки также влияет на снижение жизненного катализатора, фильтра для твердых частиц и обычно выхлопной системы.

Принцип работы ДМРВ

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. Во многих ДМРВ дополнительно встроен датчик температуры воздуха, поступающего во впускной тракт, который позволяет снимать более точные показания.

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.

Где находится ДМРВ?

Датчик массового расхода воздуха стоит во впускном тракте автомобиля, между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, и закреплен непосредственно на корпусе воздушного фильтра.