Датчик массы расхода воздуха: Принцип работы датчиков массового расхода воздуха

Содержание

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

 Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ или MAF) — одно из ключевых устройств системы сбора телеметрических данных современного автомобиля. Его без преувеличения можно назвать основным датчиком, от показаний которого зависит пропорция бензина или дизтоплива в составе топливо-воздушной смеси.

Как используется сигнал ДМРВ

Сигнал, полученный с датчика, используется электронным блоком управления двигателем. Его сигнал, в сочетании с сигналами других датчиков, к примеру, лямбда-зонда, преобразуется в цифровые данные для вычисления объема топлива, которое необходимо впрыснуть в камеру сгорания для того, чтобы получить так называемое стехиометрическое соотношение бензина и воздуха при работе двигателя под определенной нагрузкой.

Ни один другой датчик на двигателе не может похвастаться таким богатством имен: MAF, ДМРВ, расходомер…

Датчик массового расхода воздуха — важный компонент системы распределенного впрыска. Начало его массового применения совпадает по времени с появлением на рынке электроники недорогих микропроцессоров. General Motors (GM) стала первой автомобильной компанией, которая применила датчик дмрв на основе нагретой проволоки.

Управляемые компьютерной программой системы впрыска стали появляться в серийных автомобилях в начале восьмидесятых, и датчик массового расхода появился вместе с ними. Датчик массового расхода воздуха – перевод английского названия mass airflow meter, MAF. В обиходе, говоря «расходомер», автолюбители чаще всего имеют в виду ДМРВ.

Устройство датчика массового расхода воздуха

В мировой практике в разное время применялся целый ряд ДМРВ различной конструкции. Однако самая распространенная в наше время конструкция – ДМРВ на основе нагретой проволоки. Второй достаточно распространенный тип – расходомеры на основе флюгерной заслонки.

Датчик дмрв на основе нагретой проволоки

Чувствительный элемент датчика устанавливается в середине патрубка, встроенного в воздухозаборник, через который проходит воздух. Чувствительный элемент датчика – две тонкие платиновые нити, на которые после включения зажигания подается электроток. Под воздействием электричества нити нагреваются. При поступлении воздуха нити охлаждаются, и их сопротивление меняется. Блок управления двигателем отслеживает изменения в сопротивлении и интерпретирует их как сигнал, свидетельствующий об уменьшении или увеличении потока воздуха.

Некоторые современные датчики массового расхода воздуха снабжены электронной системой самоочистки

Достоинства датчика на основе нагретой проволоки по сравнению с дмрв на основе с флюгерной заслонки: быстрая реакция на изменения потока воздуха; не создает препятствий воздушному потоку; имеет небольшие габариты; нет движущихся частей, ниже стоимость; датчик измеряет массу проходящего воздуха, а не объем (что важно в соответствии с теорией об идеальной топливной смеси).

Недостатки: датчик сильно подвержен загрязнению.

Датчик массового расхода воздуха с флюгерной заслонкой

Датчик этого типа часто применялся в конце восьмидесятых – начале девяностых в период, когда наиболее распространенной системой электронно-управляемого впрыска был моновпрыск. Чувствительным элементом датчика служила заслонка во впускном коллекторе. Проходя через заслонку, поток воздуха приоткрывает ее. На оси заслонки установлен потенциометр, изменяющий сопротивление пропорционально углу поворота заслонки.

Зимой все без исключения двигатели становятся чуть-чуть мощнее, так как плотность холодного воздуха увеличивается, и общий поток воздуха, попадающий в двигатель, становится немного тяжелее

Иногда датчики с заслонкой снабжали регулировочным винтом для ручной настройки топливовоздушной смеси. Настройка позволяла части потока проходить мимо заслонки. Таким образом можно было, продолжая измерять динамические параметры потока воздуха, заведомо частично обеднять либо обогащать смесь в зависимости от средней температуры воздуха в регионе, высоты над уровнем моря и тп.

В сравнении с современным проволочным дмрв, датчик с заслонкой обладает рядом недостатков:

заслонка ограничивает поток воздуха, соответственно снижается мощность двигателя;

точность измерений зависит от износа подвижных механических частей и контактов потенциометра;

за счет сложности обладает более высокой стоимостью.

Общим в конструкции датчиков является защитная сетка, служащая для сглаживания потока воздуха. 

Альтернативные конструкции ДМРВ

В некоторых автомобилях компании GM используются дмрв на основе «холодной проволоки». В этих датчиках измеряется самоиндукция чувствительного элемента, возникающая при соприкосновении с проходящим потоком воздуха.

Расходомеры на основе явления срыва вихрей. Принцип действия основан на теории физика Теодора фон Кармана. В конструкции датчика этого типа измеряется частота срыва вихрей, образующих так называемую «дорожку Кармана». Согласно теории частота срыва прямо пропорциональна скорости потока.

Самый распространенный современный ДМРВ — датчик на основе разогретой проволоки

Мембранный расходомер. Ультрасовременная конструкция, основанная на применении тончайшей мембраны, помещенной в поток воздуха. На подветренной и наветренной сторонах установлены датчики температуры. При движении автомобиля подветренная и наветренная стороны охлаждаются неравномерно. Именно эту разницу оценивает блок управления.

Вопросы эксплуатации ДМРВ

В большинстве случаев, современные датчики дмрв выходят из строя при значительном пробеге или использовании автомобиля в тяжелых климатических условиях, особенно, в случае если воздух сильно загрязнен частицами пыли или грязи. В случае отступления от регламента замены воздушного фильтра грязь проникает в корпус датчика и оседает на нитях. Именно это обстоятельство часто становится причиной «отказа» датчика, хотя на деле его просто необходимо почистить, и работоспособность восстановится в полном объеме.

Даже при условии своевременной замены воздушного фильтра чувствительный элемент ДМРВ нуждается в периодической чистке

Конструкторы нашли способ устранения незначительных загрязнений, не требующий вмешательства со стороны человека. В большинстве датчиков имеется специальное реле, которое после включения зажигания, на несколько долей секунды запитывает нити датчика током высокого напряжения. Если налипшие на него частицы имеют органическую структуру, они могут просто сгореть или испариться. К сожалению, при значительном загрязнении система самоочистки бессильна.

При выходе из строя датчика, блок управления двигателем переходит в аварийный режим, не позволяющий развить высокую скорость. На панели приборов загорается сигнализатор неисправности двигателя «check engine». Определить работоспособность датчика можно, измерив омметром сопротивление на разъеме, либо подключив сканер для компьютерной диагностики к компьютеру автомобиля. Если сопротивление есть, нити датчика, скорее всего, целы, и можно попытаться очистить их специальным средством, а если его под рукой нет, воспользоваться очистителем карбюраторов и небольшим ватным тампоном. Касаться электронных компонентов датчика руками не рекомендуется.

ДМРВ — как он работает, симптомы, проблемы, проверка

На чтение 7 мин Просмотров 23.5к. Опубликовано Обновлено

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ или MAF) является одним из ключевых компонентов электронной системы впрыска топлива в автомобиле. Он установлен между воздушным фильтром и впускным коллектором двигателя. Датчик массового расхода воздуха измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель, или расход воздуха.


В современных автомобилях датчик температуры всасываемого воздуха или IAT встроен в ДМРВ. Существует несколько типов датчиков расхода воздуха, однако в современных автомобилях используется датчик с термосопротивлением. Посмотрим, как это работает.

Как работает ДМРВ

В датчике массового расхода воздуха есть небольшой провод, нагреваемый электрически (термосопротивление). Рядом с измерительным элементом установлен датчик температуры, который измеряет температуру воздуха возле термосопротивления.

Когда двигатель работает на холостом ходу, через измерительный элемент проходит небольшое количество воздуха, поэтому для поддержания температуры термосопротивления требуется очень низкий электрический ток.

Когда вы нажимаете на газ, дроссель открывается, позволяя бОльшему количеству воздуха проходить через измерительный элемент. Проходящий воздух охлаждает термосопротивление.

Чем больше воздуха проходит через провод, тем больше электрического тока необходимо для поддержания его в горячем состоянии. Величина тока пропорциональна воздушному потоку.

Небольшой электронный чип, установленный внутри ДМРВ, преобразует электрический ток в цифровой сигнал и отправляет его на блок управления двигателя (ЭБУ).

Контроллер использует сигнал воздушного потока для расчета количества впрыскиваемого топлива. Цель состоит в том, чтобы поддерживать соотношение воздух / топливо на оптимальном уровне.

Кроме того, ЭБУ использует показания расхода воздуха для определения моментов переключения автоматической коробки передач. Если ДМРВ не работает должным образом, АКПП также может переключаться по-другому.

Проблемы с датчиком массового расхода воздуха

Проблемы с ДМРВ распространены во многих автомобилях, включая BMW, GM, Volkswagen, Mazda, Toyota, Nissan и др. Чувствительный элемент может быть загрязнен или поврежден.

Например, в некоторых двигателях Mazda Skyactiv неисправный датчик массового расхода воздуха может привести к тому, что двигатель будет проворачиваться, но не заводиться.

Неправильно установленный или загрязнённый воздушный фильтр может привести к более быстрому выходу из строя датчика расхода воздуха. Чрезмерное замачивание моющегося воздушного фильтра также может вызвать проблемы с ДМРВ.

Симптомы плохого ДМРВ

Загрязненный или неисправный датчик массового расхода воздуха не может правильно измерить расход воздуха. Это приводит к тому, что компьютер двигателя неправильно рассчитывает количество впрыскиваемого топлива.

В результате плохой датчик массового расхода воздуха вызывает различные проблемы, в том числе незапуск, остановка двигателя, снижение мощности и плохое ускорение. Кроме того, неисправный ДМРВ может вызвать загорание индикатора Check Engine или Service Engine Soon.

Проблема с MAF также может изменить настройку переключения передач АКПП.

Когда сигнал датчика расхода воздуха отличается от ожидаемого диапазона, ЭБУ регистрирует неисправность и сохраняет соответствующий код ошибки, включая индикатор «Check Engine» на приборной панели.

Этот код неисправности можно получить с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque. Обычно с датчиком массового расхода воздуха связаны следующие коды ошибок:

Коды неисправностей P0171 — слишком бедная смесь, блок 1 и P0174 — слишком бедная смесь, блок 2 также часто вызваны плохим или загрязненным датчиком массового расхода воздуха.

Как проверять ДМРВ

В современных автомобилях единственным способом проверки датчика массового расхода воздуха является использование диагностического прибора.

Автомеханики измеряют количество воздуха (показания ДМРВ) на разных оборотах. Они сравнивают показания со спецификацией производителя или с показаниями заведомо исправного датчика.

Показания датчика массового расхода воздуха измеряются на холостом ходу, на 1000 об / мин, 2000 об / мин и 3000 об / мин.

Загрязнённый или неисправный ДМРВ, в большинстве случаев, будет показывать более низкий расход воздуха, чем заведомо исправный. В некоторых редких случаях неисправный датчик может показывать более высокие значения.

Конечно, разные двигатели будут иметь разные показания. Расход воздуха зависит от объёма двигателя, поэтому показания двигателя V6 или V8 будут выше.

Низкие значения массового расхода воздуха не означают, что датчик неисправен. Засоренный воздушный фильтр или забитый каталитический нейтрализатор также могут привести к снижению показаний датчика воздушного потока.

Подсос воздуха также влияет на показания датчика. Вот почему механики используют заведомо исправный датчик для сравнения показаний.

Есть ли способ проверить показания датчика массового расхода воздуха в домашних условиях? Конечно, например, здесь мы использовали приложение Torque для измерения показаний ДМРВ на разных оборотах.

Этот датчик исправный.

Чтобы использовать любое диагностическое приложение для смартфона, вам понадобится адаптер Bluetooth или Wi-Fi, который подключается к разъему OBD.

Иногда плохое электрическое соединение на разъёме датчика также может привести к тому, что показания воздушного потока окажутся вне диапазона. По этой причине клеммы разъёма, а также проводку необходимо тщательно осмотреть.

Часто, если воздушный фильтр не установлен должным образом, или корпус воздушного фильтра не закрыт, часть мусора может засосаться в датчик массового расхода воздуха и вызывать проблемы.

Иногда мусор может попасть во время замены воздушного фильтра. В этом случае ремонт прост. Датчик массового расхода воздуха должен быть очищен, а воздушный фильтр должен быть правильно установлен или заменён.

Проверка ДМРВ мультиметром

Этот способ работает на датчиках Bosch с номерами: 0 280 218 116, 0 280 218 004, 0 280 218 037.

Включаем мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, выставляем предел 2 вольта.

Распиновка ДМРВ:

  1. Жёлтый (ближний от лобового стекла) — вход сигнала датчика;
  2. Серо-белый — выход напряжения питания датчиков;
  3. Зелёный — заземление;
  4. Розово-чёрный — к главному реле.

Цвета проводов могут меняться, но их расположение остается неизменным.

Включаем зажигание, двигатель не заводим. Подключаем мультиметр красным щупом к жёлтому проводу, а черным — к зелёному (на массу). Таким образом, мы измеряем напряжение между указанными выводами.

Использовать иголки и прочие дополнительные соединения не рекомендуется, т. к. они вносят погрешность в измерения. Смотрим показания мультиметра.

Напряжение на выходе нового датчика 0,996 — 1,01 вольта.

В процессе эксплуатации оно постепенно меняется, и как правило увеличивается. Чем больше значение этого напряжения, тем больше износ ДМРВ.

Напряжение ДМРВ:

  • от 1,01 до 1,02 — хорошее состояние датчика;
  • от 1,02 до 1,03 — неплохое состояние;
  • от 1,03 до 1,04 — ресурс ДМРВ на исходе;
  • от 1,04 до 1,05 — предсмертное состояние, если негативных симптомов нет, то эксплуатируем дальше;
  • 1,05 и выше — пора заменить ДМРВ.

Эти же показания можно получить и без мультиметра, используя, например, приложение OpenDiag mobile.

Чистка ДМРВ

Если датчик загрязнен, можно попробовать очистить его. Чистка датчика массового расхода воздуха — деликатная процедура и может использоваться в качестве временного решения. Иногда это может помочь.

Что нельзя делать

Нельзя продувать датчик воздухом из компрессора. Можно оборвать проводники от кристалла к плате. Они очень тонкие (ок. 0,01мм) и мягкие. Закреплены гелеобразным компаундом, который растворяется лёгкими растворителями, и деформируется сильным потоком воздуха. Т. е. дунув компрессором, можно компаунд сдуть и оторвать проводники.

Для промывки нельзя использовать кетоны и эфиры. По трём причинам:

  1. Растворяют компаунд.
  2. При высыхании очень сильно охлаждают кристалл. Он может лопнуть, треснуть.
  3. Растворяют «маску» на кристалле.

Нельзя:

  • лазить в измерительный элемент спичками, зубочистками, ватными палочками и пр.;
  • промывать всякими средствами типа Wynn’s;
  • не использовать очистители карбюратора «Абро», «Hi-Gear» и т. п.;
  • не использовать аэрозоли с ацетоном, этиловым эфиром.

Использование очистителя ДМРВ

Для промывки датчика массового расхода воздуха лучше использовать специальный аэрозольный очиститель ДМРВ, например, LIQUI MOLY (арт. 8044) или KERRY (арт. KR9091).

Для этого необходимо снять датчик, по-возможности открутить измерительный элемент и распылить на него очиститель. В зависимости от загрязнений, повторить процедуру несколько раз. Дать высохнуть.

 

Замена датчика расхода воздуха

Если ДМРВ неисправен, его необходимо заменить. Это довольно просто. Деталь стоит от 50 до 350 долларов.

При замене датчика массового расхода воздуха убедитесь, что воздушный фильтр установлен правильно.

Как продлить жизнь ДМРВ

  • Своевременная замена воздушного фильтра.
  • Корпус воздушного фильтра должен быть всегда чистым.
  • Не использовать спортивные (нулевого сопротивления) воздушные фильтры.
  • Ограничить использование пропитанных воздушных фильтров.

Датчик массового расхода воздуха ВАЗ 2110: проверка, замена

Автор Александр Мариков На чтение 6 мин. Опубликовано

Датчик массового расхода воздуха ВАЗ 2110, аббревиатура которого – ДМРВ, является важным органом в системе впрыска. Также его называют расходником. Основная задача агрегата заключается в вычислении требуемого количества свежего воздуха, который попадает в цилиндры во время работы мотора. Устанавливается датчик в воздуховоде и занимается измерением температуры и количества поступающего воздуха. Под капотом его можно найти внутри впускного тракта.

Расположение ДМРВ на ВАЗ 2110

Принцип работы

Ход поршня происходит при сгорании топлива с воздухом в пропорции 1:14, при сохранении которой происходит оптимальная работа силовой установки. При уменьшении или увеличении пропорции двигатель не перестает работать, но появляется перерасход горючего или снижение рабочей мощности мотора. Датчик массового расхода воздуха нам нужен, чтобы воздух поступал порциями. Работа агрегата проходит следующим образом: ДМРВ ВАЗ 2110 делает расчет порции свежего воздуха, а затем отсылает данные на основной компьютер, который, ориентируясь по этой информации, высчитывает порцию топлива.

Чем сильнее вы давите на газ, тем больше требуется фильтрованного воздуха для силовой установки. Датчик массового расхода фиксирует увеличение и подает команду электронике увеличить порции топлива. При движении на одинаковой скорости каждая порция должна равняться предыдущей. ДМРВ получает данные о нагрузке силового агрегата, а затем вычисляет требуемую порцию воздуха. Когда водитель нажимает на педаль, открывается дроссельная заслонка, при этом увеличивая объём всасываемого воздуха – нагрузка повышается. При отпущенной педали нагрузка падает.

Поврежденный датчик из-за попадания пыли

Основные неисправности

Датчик массового расхода воздуха редко выходит из строя, но если это случилось, то определить неисправности не будет сложно. Для этого знать основные признаки, с помощью которых можно проверить состояние:

  • Перерасход горючего. Об этом мы узнаем по показателям бортового компьютера. При появлении неисправности расход может вырасти на 1 литр и более.
  • Снижение динамики. Двигатель не выдает тех мощностей, которые ещё вчера не были трудной задачей для ВАЗ 2110.
  • Перебои в работе силовой установке. Медленное ускорение или чересчур быстрое.
  • Двигатель не запускается или заводится не с первого раза.
  • Плавающие обороты. Под этим понятием подразумевается, что происходит самопроизвольное повышение или понижение оборотов.

Изучив эти признаки, можно подумать, что они через общие. Чтобы наверняка убедиться в поломке ДМРВ или её отсутствия, нам нужно проверить датчик. Диагностика может быть выполнена несколькими способами.

Способы проверки, диагностики

Отключение

Вытащить датчик довольного легко. Находится он в воздушном фильтре.

Этот способ подразумевает пуск мотора при извлеченном датчике – нам нужно отсоединить его разъём. При выключении контроллер запускает аварийный режим, а новые порции смеси рассчитываются по положению заслонки. Нам нужно немного проехаться, обороты должны быть выше 1500 об/мин. Если без ДМРВ автомобиль ведет себя динамичнее, то диагностика завершена – пора менять расходник.

Проверка мультиметром

Эта проверка подразумевает наличие навыков обращения с мультиметром (тестером). Метод подходит почти для всех моделей ВАЗ, в том числе и 2110. Нам нужно взять мультиметр и поставить на нем режим, замеряющий постоянное напряжение, который обычно обозначается DCV или только V. Чтобы работать с ДМРВ, нужно понимать его распиновку, она следующая:

  • Желтый, расположенный ближе всего к лобовому стеклу, подает ток на вход сигнала;
  • Зеленый обозначает заземление;
  • Провод розово- или красно-черного цвета идет от основного реле;
  • Бело-серый провод отвечает за выход напряжения.

Расположение проводов и их последовательность.

В зависимости от модели, цвета могут быть другими, только расположение не меняется. Здесь уже придется разбираться с конкретной моделью. Но отыскав проводку входящего сигнала (ближе к лобовому стеклу) и заземление, можно справиться без инструкции. С проводами понятно, теперь нужно включить зажигание, не запуская мотор. На тестере выставляется предел в 2 Вольта. Черный щуп тестера подключается к зеленому заземляющему проводу ДМРВ, а красный – к желтому. Измерение проходит между двумя выводами. Вставлять щупы нужно осторожно, дополнительная иголка не требуется, так как свободно можно внедрить щупы вдоль проводов, не повредив изоляцию.

Смотрим на дисплей тестера. Если расходник новый, то там мы увидим показатель напряжения 1.01. Со временем показатель растет, так как происходит износ резисторов (сопротивление падает). Чем больше цифра, тем сильнее износ чувствительного элемента:

  • При хорошем состоянии показатель будет 1.01… 1.02;
  • При «нормальном» — 1.02… 1.03;
  • Датчик скоро перестанет работать – 1.03… 1.04;
  • Предсмертное состояние расходомера сопровождается показателем 1.04… 1.05;
  • Замена агрегата требуется при показании 1.05 и выше.

Тестирование датчика массового расхода. Вставлять щуп нужно аккуратно.

Также диагностика может быть проведена без мультиметра. Вместо него можно воспользоваться бортовым компьютером. Для этого нужно зайти в раздел «напряжение с датчика массового расхода», нас интересует показатель «U ДМРВ».

Визуальная проверка

Здесь нам нужно внимательно изучить поверхность гофра и расходника. Чтобы проверить состояние, нам нужно ослабить хомут воздухозаборника на выходе ДМРВ, а затем стащить его. Если на поверхности вам на глаза попались следы смазки или конденсата, то, скорее всего, они и вывели агрегат из строя. Иногда датчик удается «реанимировать», убрав всю грязь. Попадает она на расходник из-за редкой смены воздушного фильтра. Если же появляется жидкость на чувствительном элементе – это 90% выход из строя. Смазочное масло попадает из-за засорения маслоотбойника или из-за повышенного уровня в картере.

Капли масла на датчике — это верный признак, что он вышел из строя.

При обнаружении вышеописанных элементов диагностика может быть завершена. Если поверхность чистая, идем дальше. Извлекаем расходник из воздушного фильтра. Держат его только 2 винта, которые выкручиваются 10-ым ключом. Посмотрев на фото, мы видим, что на передней части датчика массового расхода есть кольцо-уплотнитель. Устанавливается оно для герметизации – нефильтрованный воздух не может просочиться через впускное отверстие.

Если это кольцо (на фото оно зеленое, но у вас цвет может быть другим) сползло или вовсе осталось в корпусе фильтра, то на сеточке расходника можно будет обнаружить слой пыли. Такого дефекта хватает для выхода из строя чувствительного элемента. Собирать агрегат нужно по следующей схеме: проверить надежность фиксации уплотнительной юбки, надеть резиновое кольцо, поместить датчик в корпус воздушного фильтра.

Датчик массового расхода воздуха ВАЗ 2110: инструкция по замене и установке

После демонтажа старого нерабочего датчика, можно перед покупкой попросить у приятеля на время ДМРВ с его автомобиля, а затем проверить его в своем 2110. Если с другим датчиком мотор работает без перебоев, расход не увеличивается, значит пора заменить ваш расходомер. Это самая простая диагностика, которая может проводиться, когда появились первые признаки неисправности.

Неисправности и признаки мы изучили, что такое ДМРВ теперь понятно. Если проверить удалось, и мы знаем, что расходомер вышел из строя, осталось только заменить его. Для этого нужно подготовить агрегат на замену (можно покупать нештатную модель) и отвертку. Визуальная проверка подразумевает разбор, но повторим ещё раз:

  1. Нужно заглушить двигатель и вытащить ключ из зажигания.

    Отключаем штекер. Найти его довольно просто.

  2. Вытаскиваем разъем датчика, как показано на фото.

    Откручивание болтов дестям ключом.

  3. Теперь можно демонтировать шланг на впускной трубе. Он крепится хомутами к воздушному фильтру. После удаления крепления хомутов шланг можно демонтировать.

    Датчик демонтирован вместе с фильтром — готово.

  4. Теперь мы можем снять датчик массового расхода и выполнить замену.

Установка нового элемента выполняется точно так же.

Параметры ДМРВ сенсора