У тонкій і точного налаштування автомобільного двигуна важливо все: і якість авторідин, і нормальна робота кожного елемента, і злагодженість всіх процесів. Одним з елементів, що визначають, наскільки правильно в кінцевому підсумку буде працювати автомобіль, є датчик масової витрати повітря , Він же витратомір повітря або MAF-sensor (від Mass Air Flow), як його частіше називають автомобілісти.
Навіщо потрібен ДМРВ?
Для повного згоряння однієї частини палива потрібно приблизно 14,7 частин повітря, така суміш називається стехиометрической, оптимальної по співвідношенню. Буде менше повітря, ніж потрібно - бензин не згорить повністю, отримаємо брудний вихлоп, який не відповідає сучасним екологічним нормам. Буде більше повітря - на збідненої суміші двигун не зможе розвинути повну потужність.
Регулятор потоку призначений для постійного контролю кількості що надходить в циліндри повітря і передачі цих даних системі регулювання впорскування палива. Тобто, чим більше повітря йде в двигун, тим більше палива буде подано на форсунки.
Коли водій натискає на педаль газу, він регулює саме подачу повітря: відкривається дросельна заслінка (безпосередньо або від сигналу ЕБУ). Надходить більше повітря - реагує ДМРВ , Після чого подається більше палива в камери згоряння і збільшуються обороти двигуна.
Нормально працюючий витратомір повітря дозволяє не тільки максимально ефективно використовувати паливо, але і максимально ефективно використовувати каталізатор і фільтр сажі, а в загальній перспективі - скоротити витрати на паливо, зменшити знос вузлів автомобіля і продовжити час комфортної експлуатації. Електроніка враховує показники не тільки ДМРВ, але і лямбда-зонда, що дозволяє більш точно контролювати подачу палива.
Види і принцип дії
Схема ДМРВ в корпусі
Еволюція витратомірів спрямована на пошук методів більш точного вимірювання, обліку більшої кількості параметрів, щоб в результаті отримати максимально стабільну роботу двигуна.
Механічні датчики (витратоміри з трубкою Піто) працювали за принципом повітряної опору: чим сильніше потік повітря, тим більше відхилялася внутрішня демпфуюча пластина. Ці системи були довговічними і надійними, але недостатньо точними. З появою більш сучасних паливних систем знадобилися більш прогресивні методи вимірювання.
Наступне покоління - термоанемометрический датчик з платинової ниткою (Hot Wire MAF Sensor). Саме платинової, так як цей метал найдовше чинить опір термічній деградації. Принцип дії заснований на підтримці постійної температури нагрітої нитки: чим більший потік повітря проходить через неї, тим швидше вона остигає і тим більше енергії потрібно на нагрів. Контроль температури здійснюється терморезистором, а дані про витрачену на нагрівання нитки енергії передаються на ЕБУ як інформація про кількість проходить через нитку повітря.
Схема датчика MAF. 1. Кільце. 2. Платинова нитка.
3. Термокопенсаціонное опір. 4. Кріплення кільця.
5. Корпус електронного модуля.
Для більш точного вимірювання в сучасних датчиках враховується ще і температура повітря, що поступає.
Найчастішою причиною виходу з ладу є забруднення нитки відкладеннями пилу і моторного масла. Тому в таких датчиках передбачена функція самоочищення: після кожної зупинки двигуна платинова нитка на пару секунд розігрівається до 1100оС. Всі органічні відкладення миттєво згорають або обвуглюються.
Недоліком Нитяні датчиків є обмежений ресурс роботи: платина, незважаючи на свою стійкість, рано чи пізно вигорає.
Більш прогресивною модифікацією став плівковий датчик (Hot Film Air Flow Sensor, HFM). Принцип роботи той же, що і у дротяного: маса вхідного повітря визначається за ступенем охолодження нагрівального елементу. На керамічну основу (підкладку) встановлюються всі необхідні елементи у вигляді тонкоплівкових резисторів, в тому числі і нагрівальний елемент у вигляді платинового напилення. Сенсор встановлюється в повітряному каналі, через який проходить тільки вхідний потік повітря (вимірювання виходять більш точними за рахунок відсутності зворотних повітряних хвиль від працюючих клапанів і поршнів двигуна). У плівкових датчиках відсутня проблема забруднення: пил і моторне масло не потрапляють на нагрівається шар, а значить, немає необхідності в самоочищення. У плівкових сенсорах враховується і щільність повітря, яка також впливає на швидкість охолодження нагрівального елементу.
Схема датчика HFM. 1. Електричний роз'єм. 2. Зовнішній корпус.
3. Електронна схема. 4. Термічні елементи. 5. Корпус датчика. 6. Канал повітряного потоку.
У найновіших моделях автомобілів конструктори вже відмовилися від ДМРВ, замінивши їх датчиками абсолютного тиску. Але витратоміри повітря, засновані на нагрівальному елементі, в даний час використовуються найбільш широко.
Місце встановлення
Оскільки датчики чутливі до забруднень, їх встановлюють в повітроводі після повітряного фільтра перед дросельною заслінкою. Сам датчик розташований в корпусі - пластиковій трубці, закритій з одного боку сітчастим фільтром, що запобігає завихрення повітряного потоку. Продаватися датчики можуть як разом з корпусом, так і окремо, якщо конструкція датчика передбачає заміну центрального елемента.
Роз'єм на датчику підключається в бортову мережу: до джерела напруги і ЕБУ.
поломки витратомірів
Найчастіше датчики витрати повітря виходять з ладу просто від зносу: платинова нитка (і платинове напилення НЕ кремнієвої пластини) поступово стоншується від нагрівання. У дротяного ДМРВ ресурс становить приблизно 150 тис. Км, але ця цифра може стати і більше, і менше, в залежності від стану інших вузлів автомобіля.
Пошкоджене напилення доріжок на витратомірі
Причиною дострокової поломки датчика найчастіше є бруд на нагрівальному елементі: пил і моторне масло спотворюють показання і викликають перегрів.
Зламаний датчик не ремонтується, його міняють на новий. З огляду на, що це не найдешевша деталь, буде незайвим подбати про максимальне продовження терміну експлуатації. На роботу витратоміра повітря впливають:
- Стан повітряного фільтра. Якщо фільтри регулярно міняти і використовувати тільки якісні, можна не турбуватися про попадання пилу в повітропровід. Якщо ж фільтр вийшов з ладу або не відповідає технічним вимогам, поломка витратоміра здасться нісенітницею в порівнянні з вартістю ремонту двигуна.
- Стан двигуна. З працюючого мотора в повітропровід можуть потрапляти пари масла. Масляні відкладення, що забруднюють платиновий елемент, прискорюють його знос. На концентрацію моторного масла в картерних газах впливає стан поршневих кілець і сальників клапанів.
- Стан проводки. Одна з можливих причин поломки датчика - порушення електричних контактів. Цю причину іноді можна усунути, якщо пошкодження не серйозне.
Коли витратомір виходить з ладу, порушується баланс між надходять в двигун бензином і повітрям. Відповідно, проблеми будуть відображатися на роботі двигуна:
- Підвищується витрата палива,
- Порушуються показники розгону, виникають провали при наборі швидкості,
- Нетипова робота двигуна на холостому ходу (занадто високі або занадто низькі обороти),
- Горить Check Engine,
- Двигун погано заводиться або не заводиться взагалі.
Причиною перерахованих проблем не обов'язково буде поломка ДМРВ: більш точно можна визначити тільки після діагностики. Самостійно можна хіба що оглянути місце підключення датчика (іноді збій в роботі двигуна з'являється через пошкодження воздуховода) і, якщо є відповідні інструменти, то зняти сам датчик і замінити його свідомо робочим. Якщо після заміни проблеми з двигуном залишилися - справа не в витратомірі, а в інший несправності.
Сильно забруднене датчик можна спробувати «реанімувати» - очистити нагрівальний елемент, щоб він зміг пропрацювати ще трохи, до покупки нового. Використовують для цієї мети спеціальні очисники (карбоклінер або очищувач для ДМРВ), що дозволяє ненадовго продовжити «життя» деталі. Однак потрібно пам'ятати, що елементи датчика пошкоджуються від найменшого впливу, так що протирати чутливий елемент (навіть злегка!) Не можна.
Несправний витратомір повітря впливає не тільки на режим роботи двигуна, але і на ресурс вихлопної системи: фільтр сажі і каталізатор дуже чутливі до чистоти вихлопу, яка неможлива без оптимального співвідношення повітря і палива. У сучасних автомобілях все компоненти взаємозалежні, і поломка навіть такого маленького датчика може викликати «ланцюгову реакцію» несправностей. А значить, поломки краще усувати відразу, щоб і далі їздити без проблем.
Навіщо потрібен ДМРВ?Навіщо потрібен ДМРВ?