Все приведенные в качестве примера датчики были взаимозаменяемые, пока Горьковский автозавод не перешел на пленочные аналоги. Причины перехода были описаны выше.
Устройство и принцип работы ДМРВ
Для обеспечения оптимального процесса сгорания топлива и соблюдения заданных экологических стандартов требуется максимально точно определять массовый расход воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, в зависимости от режимов его работы. Контроль этого процесса может осуществляется целым набором датчиков: датчик давления воздуха, датчик температуры, но наиболее популярным из них является датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), который иногда еще называют расходомером. ДМРВ фиксирует количество (массу) воздуха, поступающего из атмосферы во впускной коллектор двигателя и передает эти данные электронному блоку управления для последующего расчета топливоподачи.
Расшифровка аббревиатуры ДМРВ – датчик массового расхода воздуха. Устройство применяется в автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями. Он расположен во впускной системе между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой и подключается к ЭБУ двигателя. При отсутствии или неисправности расходомера расчет количества поступающего воздуха осуществляется по положению дроссельной заслонки. Это не дает точного измерения, и на сложных режимах работы расход топлива повышается, поскольку массовый расход воздуха является ключевым параметром для вычисления количества впрыскиваемого топлива.
Принцип действия датчика массового расхода воздуха основан на измерении температуры воздушного потока, а потому этот тип расходомеров называют термоанемометрическими. Конструктивно различают два основных типа ДМРВ:
- нитиевый (проволочный);
- пленочный;
- объемного типа с поворотной заслонкой (на данный момент практически не используется).
Конструкция и принцип действия проволочного датчика
Нитиевой ДМРВ имеет следующее устройство:
- корпус;
- измерительная трубка;
- чувствительный элемент – платиновая проволока;
- терморезистор;
- преобразователь напряжения.
Платиновая нить и терморезистор представляют собой резистивный мост. При отсутствии воздушного потока платиновая нить постоянно подогревается до заданной температуры путем прохождения через нее электрического тока. Когда дроссельная заслонка открывается и начинается движение воздуха, чувствительный элемент охлаждается, что снижает его сопротивление. Это провоцирует увеличение “нагревающего” тока для уравновешивания моста.
Преобразователь трансформирует происходящие изменения силы тока в выходное напряжение, которое передается ЭБУ двигателя. Последний, исходя из существующей нелинейной зависимости, рассчитывает количество подаваемого в камеры сгорания топлива.
Эта конструкция имеет один существенный недостаток – со временем возникают неисправности. Чувствительный элемент изнашивается, и его точность падает. Также они могут загрязняться, но для решения этой проблемы проволочные датчики массового расхода воздуха, устанавливаемые в современных автомобилях, имеют режим самоочистки. Он предполагает кратковременный разогрев проволоки до 1000°С при выключенном двигателе, что приводит к сжиганию скопившихся загрязнений.
Схема и особенности работы пленочного ДМРВ
Принцип работы пленочного датчика во многом схож с нитиевым. Однако в этой конструкции есть несколько отличий. Вместо платиновой проволоки в качестве основного чувствительного элемента установлен кристалл кремния. Последний имеет платиновое напыление, состоящее из нескольких тончайших слоев (пленок). Каждый из слоев представляет собой отдельный резистор:
Последствия и признаки неисправности ДМРВ
Как и для любого типа датчика двигателя, неисправности ДМРВ означают неверные расчеты ЭБУ двигателя и, как следствие, некорректная работа системы впрыска. Это может вызвать перерасход топлива или, напротив, недостаточную подачу, что снижает мощность мотора.
Наиболее яркие симптомы неисправности датчика:
- Появление на приборной панели автомобиля сигнала “Check Engine”.
- Существенное увеличение расхода топлива при обычном режиме эксплуатации.
- Снижение интенсивности разгона двигателя.
- Сложности с запуском двигателя и возникновение самопроизвольных остановок в его работе (мотор глохнет).
- Работа только на одном определенном уровне оборотов (низкие или высокие).
Если вы обнаружили признаки неисправности датчика массового расхода воздуха, попробуйте отключить его. Увеличение мощности двигателя будет подтверждением поломки ДМРВ. В этом случае его потребуется промыть или заменить. При этом необходимо подбирать датчик, рекомендованный производителем автомобиля (то есть оригинальный).
Выходным сигналом частотного датчика производства GM является переменное напряжение с изменяющейся частотой. При большом массовом расходе воздуха датчик генерирует выходной сигнал высокой частоты, при малом расходе воздуха – сигнал низкой частоты.
При появлении неисправности ДМРВ происходит переобогащение или обеднение топливовоздушной смеси, что сразу отражается на работе двигателя и в итоге может закончится его поломкой.
При загрязнении воздушного фильтра забивается приемная сетка и спираль ДМРВ, что ведет к сбоям в работе датчика сопровождаемые затрудненным запуском или вообще невозможностью запуска двигателя. Как следствие, длительная эксплуатация авто с забитым воздушным фильтром заканчивается полным отказом датчика воздуха. Воздух уже не очищается полностью, плюс находящиеся в нем механические микрочастицы попадая в датчик вызывают его поломку. Сами же датчики, при выходе их из строя, не ремонтируются и закрыть проблему можно только заменой на новое изделие.
Признаки неисправности
• увеличение расхода топлива;
• высвечивается ошибка CheckEngine (низкий уровень сигнала датчика);
• ухудшение динамики разгона;
• мотор работает на пониженных или повышенных оборотах.
В датчике могут быть разорваны платиновые нити, даже при разрыве одной из них необходимо заменить ДМРВ.
Для проверки датчика необходимо снять с него штекер питания и запустить двигатель. Увеличение оборотов мотора «подскажет», что датчик неисправен и требует замены.
Так как было сказано выше, чаще всего датчик выходит из строя из-за засорившегося воздушного фильтра, то рекомендуем выполнять замену последнего в указанные производителем сроки, либо раньше при тяжелых условиях эксплуатации автомобиля.
Соблюдение этого условия поможет избежать поломки датчика воздуха и двигателя в целом.
Проверка датчика
Исправность датчика можно проверить с помощью мультиметра в режиме вольтметра.
Проверку наглядно расписать на одном из распространенных датчиков ДМРВ фирмы Bosch.
На фишке датчика расположены 4 провода, это — входящий сигнал (желтый), выходное напряжение (бело-серый), «земля» (зеленый) и выход датчика к реле (розовый).
пример проверки датчика воздуха
Для проверки включается зажигание и мультиметр подключается к проводам. Плюс (красный щуп) прибора подсоединяется к желтому проводу, а минус (черный щуп) к зеленому.
При этом показания прибора будут свидетельствовать следующее:
• От 1до1,02 В – датчик исправен;
• 1.3 В – исправен, но необходима очистка датчика;
• 1.04 В – средний износ;
• 1, 05 В – повышенный износ, требуется срочная замена;
• 1.06 В – датчик неисправен. Аварийный режим двигателя, работает на данных дроссельного узла.
Очистка датчика допускается только бесконтактным способом, в противном случае потребуется его замена. Для этих целей подходит «очиститель карбюратора» в аэрозольной упаковке.
После очистки датчика требуется вновь проверить его напряжение, которое должно быть в пределах 1.02 В.
На большинстве зарубежных автомобилей ДМРВ устанавливался до 2000 года, следующие поколения моделей стали комплектоваться контроллером давления.
Очистка датчика допускается только бесконтактным способом, в противном случае потребуется его замена. Для этих целей подходит «очиститель карбюратора» в аэрозольной упаковке.
Виды дмрв
ДМРВ лопаточного типа
Конструкция уже давно устаревшего датчика построена на основе трубки Пито. В основе датчика предусмотрена мягко закрепленная пластинка, которая деформируется под напором воздуха. Пластина напоминает лопатку и поэтому тип этих расходомеров стали называть лопаточными. Лопатка жестко связана с потенциометром (резистором) и любая деформация изменяет сопротивление резистора, примерно так же работает дроссельная заслонка. В программе блока управления заложена тарировочная таблица зависимости сопротивления от силы воздушного потока и на этой основе рассчитывается количество проходящего воздуха.
Датчик лопаточного типа применялся на моновпрыске и особенностью его была возможность вылечить и восстановить резистивный слой потенциометра. С развитием и усовершенствованием автомобиля и его систем управления ужесточились требования более точного определения массового расхода воздуха. В результате разработаны датчики с термоанемометрическими измерителями.
Нитяной ДМРВ
Принцип действия таких расходомеров базируется на встроенном в корпус теплообменника, изготовленного из тонкой платиновой нити. Воздух попадает на теплообменник и чем больше воздуха проходит через устройство, тем больше энергии затрачивается на поддержание баланса температур. В связи с применением очень тонкой нити, на ней в процессе работы двигателя оседает большое количество отложений, влияющие на качество и точность измерения.
Для решения этого вопроса была разработана автоматическая система мгновенного разогрева нити до 900-1000 градусов после выключения двигателя, что позволило производить само очистку пластины от накопленного шлама. Если датчик вышел из строя в связи с перегоранием нити, то его следует заменить на новый. Датчики с нитяным ДМРВ применялись на автомобилях Газель и Волга.
Частотный ДМРВ (GM)
Одновременно, с началом выпуска первых моделей ВАЗ — 2109 применили частотный ДМРВ системы управления GM (General Motors) и также блоком управления отечественного производства Январь — 4. Частотный датчик уверенно и долго работал на автомобилях этой серии. Необходимо отметить также выносливость и редкие случаи его замены на новый.
Выходным сигналом частотного датчика производства GM является переменное напряжение с изменяющейся частотой. При большом массовом расходе воздуха датчик генерирует выходной сигнал высокой частоты, при малом расходе воздуха – сигнал низкой частоты.
ДМРВ пленочного типа с аналоговым сигналом
На современных автомобилях зарекомендовали себя с лучшей стороны разработанные устройства с пленочными измерителями. Модернизация системы управления двигателей ВАЗ привела к замене частотного датчика к модели, работающего в аналоговом режиме. Фирмой Bosch был реализован проект датчика HFM-5 пленочного типа (0280218004). В работе специалисты различают усовершенствованные поэтапно аналоговые ДМРВ по последним трем цифрам, а именно 004, 037 и 116.
ДМРВ 004-ый практически одинаковые с 037-ым и единственное различие состоит в наличии дополнительной прорези в корпусе измерительного элемента, обеспечивающего потоку воздуха без завихрений проникать в канал чувствительного элемента. Датчики 037-ой и 116-ый имеют одинаковую конструкцию и АЦП их имеет одинаковое значение, величина которого составляет 0,996 Вольт. Подуставший датчик при измерении АЦП может показывать значения от 1,004 до 1,006 Вольт. Реанимировать такой датчик не имеет смысла, так как оживить его чувствительный элемент не представляется возможным.
Признаки неисправности
Не своевременный уход за датчиком массового расхода воздуха ведет к выходу его из строя. ДМРВ требует поступления в его воздушный тракт чистого воздуха, поэтому нельзя забывать о регулярной замене воздушного фильтра. Особенно часто фильтр нужно менять, если автомобиль эксплуатируется на грунтовых пыльных дорогах. Контролировать необходимо и попадание масла через сапун, а это означает важность проведения профилактических работ системы вентиляции картерных газов. Не допускать наличия воды в воздушном тракте. Во время мойки двигателя закрывать тракт датчика пленкой или снимать его с двигателя, открутив необходимые болты и хомуты. Таким образом, выполняя меры по предотвращению выхода из строя ДМРВ можно продлить его жизнеспособность на большой пробег автомобиля.
Выделим основной ряд признаков неисправности ДМРВ:
Повышенный расход топлива
Расход топлива рекомендуется определять не по бортовому (маршрутному) компьютеру, а проводить измерение по убыванию топлива в баке. С этой целью производится заправка полного бака и после 100 км пробега доливают топливо на первоначальный уровень. Количество долитого топлива будет реальным показателем расхода на 100 км пробега.
Трудный запуск двигателя
Запуск двигателя осуществляется продолжительной прокруткой стартером или глохнет.
Падение динамической характеристики
Автомобиль вяло разгоняется, на подъемах теряет скорость, требуя перехода на низшие передачи и из глушителя выбрасывается черный дым.
Двигатель глохнет при остановке автомобиля
Ездить с такой неисправностью проблематично, особенно на загруженных автомагистралях. В таком случае, можно выключить разъем с ДМРВ, переводя систему управления в аварийный режим. Обороты двигателя повысятся до 1500 (так как ДПДЗ функционально компенсирует отсутствие ДМРВ). Езда с отсутствующим ДМРВ становится не комфортной, но глохнуть автомобиль на каждом перекрестке уже не будет.
Вышеперечисленные признаки являются косвенными и не могут утверждать неисправность датчика. Окончательный вывод о состоянии ДМРВ можно сделать после его проверки.
