Během posledních tří desetiletí motory s distribuovaným a přímým vstřikováním paliva konečně vytlačily všechny ostatní typy konstrukcí. Zdálo by se, že jde o značnou dobu, ale inženýři nebyli schopni překonat „dětské nemoci“ důležitých elektronických součástek, včetně senzoru hmotnostního průtoku vzduchu (MAF), který je zodpovědný za složení vzduchu. palivová směs. Připomeňme si, jak snímač hmotnostního průtoku vzduchu funguje, proč je tak důležitý a jak diagnostikovat jeho poruchu.
Obsah
- Co je DMRV
- MAF nebo DBP?
- Dá se bez toho obejít?
- Jak diagnostikovat poruchu?
- Oplachovat nebo ne?
- Proč potřebujete snímač hmotnostního průtoku vzduchu?
- Druhy a princip činnosti
- Místo instalace
- Poruchy průtokoměru
Co je DMRV
Moderní motory využívají dva typy systémů napájení: u distribuovaného vstřikování tryska dodává palivo do sacího potrubí, u přímého vstřikování dodává palivo do spalovací komory. Pro oba systémy je důležitá správná činnost snímače hmotnostního průtoku vzduchu, který byl kdysi mechanický (lopatkový typ), ale nyní nemá pohyblivé mechanické části a je vyroben jako horký drát (od „anemo“ – vítr).
Tovární snímač průtoku vzduchu vyrobený v Německu pro motor VAZ
Snímač hmotnostního průtoku vzduchu lze instalovat nejen na benzínový motor, ale také na dieselový motor, kde je na něj „vázána“ činnost ventilu EGR (systém recirkulace výfukových plynů).
Jak říkávali řidiči ze staré školy, spalovací motor nefunguje ve dvou případech: není co pálit nebo není čím zapálit. Snímač hmotnostního průtoku vzduchu přesně informuje elektronickou řídicí jednotku o množství přiváděného vzduchu, jehož kyslík se stává „palivem“ pro pracovní směs. Po obdržení takového signálu může ECU zajistit nejúplnější možné spalování. Zařízení umístěné v sacím traktu se skládá ze dvou rezistorů, které mohou být navrženy v různých provedeních. V prvním případě je rezistor vystaven procházejícímu vzduchu: při změně intenzity proudění se ochlazuje a mění se jeho vnitřní odpor. V druhém případě se nefouká – na základě rozdílu v odečtech ze dvou rezistorů se vypočítá objem vzduchu, který je potřeba dodat do válců.
Snímač je dodáván na trh s náhradními díly s ochrannými krytkami, které zabraňují kontaminaci během přepravy.
Takto vypadá snímač na běžném motoru VAZ. Bez speciálního klíče jej nebude možné z pouzdra vyjmout.
Vyjmutý senzor je v „holém“ stavu. Citlivý prvek je jasně viditelný
Na základě údajů o hmotnosti a teplotě nasávaného vzduchu ECU určí jeho hustotu a také vypočítá dobu otevření vstřikovačů a množství paliva přiváděného do spalovací komory. Obecně je snímač hmotnostního průtoku vzduchu důležitý pro dosažení maximálního výkonu motoru, pro dokonalejší spalování (šetrné k životnímu prostředí) a pro hospodárnou jízdu. Selhání tohoto snímače, stejně jako u většiny ostatních, způsobí zhasnutí kontrolky Check Engine.
Kontrolka kontroly motoru se může rozsvítit z jakéhokoli důvodu. Pokud není k dispozici palubní počítač s diagnostickou funkcí, budete muset jít na čerpací stanici, kde je skener
Majitel však ne vždy spojuje spuštěnou „kontrolu“ se snímačem hmotnostního průtoku vzduchu – zejména pokud motor běží bez přerušení a dynamické vlastnosti vozu se vůbec nezhoršily. Proto je důležité nenechávat rozsvícenou kontrolku poruchy motoru bez dozoru, ale zvážit chyby s diagnostickým počítačem.
MAF nebo DBP?
Snímač absolutního tlaku (MAP) spolu se snímačem teploty (DTS) také řídí, kolik vzduchu vstupuje do sacího potrubí. Na základě těchto údajů generuje řídicí jednotka impulsní příkaz pro vstřikovače. Důležitým rozdílem mezi DBP a MAF je nepřítomnost vzduchu v pouzdře, protože tento snímač funguje na základě měření rozdílu vstupního tlaku a tlaku ve vakuové komoře. Designovým prvkem DBP je vysoce citlivá membrána, která se vlivem tlaku v sacím potrubí roztahuje. Tento proces ovlivňuje odpor tenzometrů, v důsledku čehož se mění napětí.
Snímač absolutního tlaku (na obrázku) a snímač hmotnostního průtoku vzduchu fungují na různých principech
DBP je mnohem levnější než snímač hmotnostního průtoku vzduchu, ale jeho provozní algoritmus je méně pokročilý. A obecně ne všechny řídicí jednotky mohou s DBP správně pracovat. Navíc při přepnutí na snímač absolutního tlaku může motor reagovat na otevření plynu s mnohem větším zpožděním než u původního snímače hmotnostního průtoku vzduchu. A samozřejmě jednoduchá výměna snímače hmotnostního průtoku vzduchu za DBP bez vážných úprav nebude fungovat kvůli rozdílu v jejich konstrukci a rovnoměrném umístění.
Jsou motory, kde není na výběr mezi DBP a MAF, protože oba tyto senzory jsou na motoru přítomny najednou!
Obvykle se myšlenky na instalaci DBP místo standardního snímače hmotnostního průtoku vzduchu objevují, když selže, stejně jako při ladění motoru – zvláště pokud je sací systém přeměněn na přeplňování turbodmychadlem. Někteří majitelé však záměrně odmítají snímač hmotnostního průtoku vzduchu kvůli jeho vysoké ceně a nikoli největšímu zdroji. V nešťastné kombinaci okolností může senzor skutečně selhat po 60–70 tisících kilometrech a podle čísla 120–130 tisíc na tachometru mnoha levných automobilů je téměř zaručeno, že „umře“.
Ale ti, kteří se neobtěžují s úpravami motoru, obvykle jezdí se standardním snímačem hmotnostního průtoku vzduchu, místo aby jej nahradili kombinací DBP+DTV (snímač teploty vzduchu). Navíc ne všechny řídicí jednotky motoru fungují lépe se snímačem absolutního tlaku než s originálním snímačem hmotnostního průtoku vzduchu. Je těžké jednoznačně odpovědět, které čidlo je konstrukčně pokročilejší, zvláště pokud se bavíme o pokusu vyměnit jeden (a často již poruchový) průtokoměr za jiný. Ostatně historie zná mnoho příkladů, kdy šťastní majitelé najezdili několik set tisíc kilometrů jak na motoru s nativním průtokoměrem, tak na motoru se snímačem absolutního tlaku, zvláště pokud byl standardně instalován z výroby.
Dá se bez toho obejít?
Selhání snímače hmotnostního průtoku vzduchu způsobí spuštění kontroly, ale motor bude pokračovat v provozu. Je pravda, že v závislosti na novosti firmwaru ECU může „nouzový“ program, aniž by viděl signál, zvýšit volnoběžné otáčky na přibližně 1 500 ot / min. U relativně nových verzí softwaru vede porucha snímače pouze ke zvýšení spotřeby paliva nebo poklesu dynamiky. V každém případě je chyba snímače hmotnostního průtoku vzduchu důležitým důvodem k jeho kontrole alespoň změřením napětí.
Pokud snímač hmotnostního průtoku vzduchu nepracuje správně, elektronika může začít nadměrně obohacovat pracovní směs.
Porucha by neměla být ignorována, protože i na relativně jednoduchých vozech (řada Lada s pohonem předních kol prvních generací) hrozí porucha snímače hmotnostního průtoku vzduchu znatelnou nadměrnou spotřebou benzínu nebo oslabením výstupních charakteristik motoru. To je důvod, proč odpověď na oblíbenou otázku „Je možné se obejít bez snímače hmotnostního průtoku vzduchu, pokud je součástí designu vozu? je jednoznačné a zní takto: ne, nemůžete.
Jak diagnostikovat poruchu?
Kromě nepřímých znaků, které jsme zmínili výše, existuje zcela objektivní parametr, který udává stav snímače a jeho zdroje – to je provozní napětí při zapnutém zapalování. Pojďme to studovat na příkladu snímače VAZ jako jednoho z nejběžnějších.
Schéma zapojení snímače hmotnostního průtoku vzduchu na motoru VAZ
Připojením multimetru v režimu měření stejnosměrného napětí a zapnutím zapalování můžete odečítat výstupní napětí snímače hmotnostního průtoku vzduchu. Pro nový nebo „referenční“ díl je to 0,996 V.
Toto napětí indikuje, že snímač funguje jako nový.
Jedna z možností měření napětí je přímo přes konektor pro připojení snímače
Poté se parametry vyhodnotí takto:
1,010-1,019 V – dobrý stav, o výměně zatím netřeba přemýšlet
1,020-1,029 V – senzor je funkční, to je přibližně polovina zbývajícího zdroje
1,030-1,039 V – stále provozuschopné, ale životnost se chýlí ke konci
1,040-1,049 V – Snímač hmotnostního průtoku vzduchu je na pokraji poruchy, bude brzy vyžadovat výměnu
1,050 V a více – průtokoměr vyžaduje okamžitou výměnu
S parametrem 1,016 V (první foto) je snímač v dobrém stavu, ale 1,035 V je již důvodem k zamyšlení o koupi nového
Senzor produkuje tento parametr na hranici použitelnosti, ale musíte se ujistit, že údaje odpovídají skutečnosti a nesouvisí s chybou multimetru
Je třeba vzít v úvahu, že mnoho testerů přeceňuje hodnoty, takže existuje riziko „odsouzení“ zcela provozuschopného senzoru. Kromě toho jeho parametry do značné míry závisí na čistotě „hmoty“ v okruhu.
Špatné zalisování vodičů nebo shnilý „cop“ může ovlivnit správnou funkci snímače hmotnostního průtoku i DBP, což je typické zejména pro motory starých automobilů.
Před nákupem senzoru, který není nejlevnější, je nejlepší nejprve nainstalovat „použitý“, o kterém víte, že je dobrý, a půjčit si jej na chvíli k testování od kolegy z práce, souseda na parkovišti, kamaráda z fóra s stejné auto atd. Měli byste také důvěřovat hodnotám diagnostického skeneru připojeného ke konektoru OBD-2 více než levnému multimetru. Navíc je nyní dobrý skener k dispozici každému automobilovému nadšenci a každý se může naučit, jak jej používat – jeho rozhraní je intuitivní. Ale dnes stále není možné použít k diagnostice moderního automobilu pouze jeden multimetr.
Skener Rokodil ScanX Pro
Oplachovat nebo ne?
Mnoho mechaniků s mnohaletými zkušenostmi i běžní majitelé aut jsou přesvědčeni, že „unavený“ snímač hmotnostního průtoku vzduchu lze oživit pouhým umytím – tedy vyjmutím z karoserie a důkladným „rozlitím“ nějakým „čističem sacharidů“ nebo alkohol zhruba stejným způsobem jako před 20-30 lety to dělali s tryskami karburátoru. Ve skutečnosti existují specializované směsi na čištění senzorů, které nemají nic společného s usazovacími rozpouštědly používanými k proplachování karburátorů. Proto je cena takto „úzce naostřených“ čističů snímačů průtoku vzduchu zcela odlišná – a, jak lze snadno předpokládat, vyšší. Výrobci takových kapalin navíc přímo uvádějí, že neudělají zázraky a neudělají z „polomrtvého“ senzoru zcela nový, ale jsou určeny k preventivnímu proplachování snímačů průtoku pracovní hmoty – k odstranění nečistot souvisejících s prachem a olejovou mlhou, která se dostala do sacího traktu z klikové skříně ventilačního systému
Upozornění: pro proplachování se používá specializovaná směs speciálně pro čištění snímače průtoku vzduchu, nikoli univerzální čistič karburátoru nebo palivového systému
Praktické zkušenosti s používáním takových „zázračných prostředků“ ukazují, že mohou skutečně mírně snížit hodnoty stále fungujícího senzoru, ale pro ty, které překračují 1,05 V, budou takové manipulace jako obklad na mrtvé.
Hlavní je nepoškodit vyjmutý snímač, který se bojí i prachu, nemluvě o mechanickém nárazu.
Mnoho řidičů si kvůli nezkušenosti při mytí sami ničí dosud žijící senzory. Citlivých prvků se nedotýkejte rukama nebo otírejte hadrem a silný tlak kapaliny nezpůsobí nic jiného než škodu. S čištěním snímače hmotnostního průtoku v garáži by se proto mělo zacházet velmi opatrně a pamatujte si: pokud snímač již „umřel“, pak je to neškodné a již mu nepomůže, ale i když je stále v dobrém provozním stavu, tento postup nemusí přinést znatelný výsledek.
Při jemném a přesném ladění motoru automobilu je důležité vše: kvalita kapalin, normální provoz každého prvku a soudržnost všech procesů. Jedním z prvků, který určuje, jak správně bude auto nakonec fungovat, je snímač hmotnostního průtoku vzduchu, známý také jako měřič průtoku vzduchu nebo MAF-sensor (od Mass Air Flow), jak jej častěji nazývají motoristé.
Proč potřebujete snímač hmotnostního průtoku vzduchu?
Pro úplné spálení jedné části paliva je potřeba přibližně 14,7 dílů vzduchu, taková směs se nazývá stechiometrická, poměrově optimální. Vzduchu bude méně, než je potřeba – benzín zcela neshoří a budeme mít špinavé výfukové plyny, které nesplňují moderní ekologické normy. Bude více vzduchu – motor nebude schopen vyvinout plný výkon s chudou směsí.
Průtokoměr je navržen tak, aby neustále sledoval množství vzduchu vstupujícího do válců a přenášel tato data do řídicího systému vstřikování paliva. To znamená, že čím více vzduchu jde do motoru, tím více paliva bude dodáváno do vstřikovačů.
Když řidič sešlápne plynový pedál, reguluje přívod vzduchu: otevře se škrticí klapka (přímo nebo ze signálu z ECU). Vniká více vzduchu – snímač hmotnostního průtoku vzduchu reaguje, načež se do spalovacích komor přivádí více paliva a zvyšují se otáčky motoru.
Normálně pracující měřič průtoku vzduchu umožňuje nejen co nejefektivnější využití paliva, ale také co nejefektivnější využití katalyzátoru a filtru pevných částic a v celkové perspektivě snížit náklady na palivo, snížit opotřebení součástí vozidla a prodloužit životnost doba pohodlného provozu. Elektronika zohledňuje indikátory nejen snímače hmotnostního průtoku vzduchu, ale také lambda sondy, což umožňuje přesnější řízení dodávky paliva.
Druhy a princip činnosti
Schéma snímače hmotnostního průtoku vzduchu v krytu
Evoluce průtokoměrů je zaměřena na nalezení metod pro přesnější měření, zohledňující více parametrů, s cílem získat v konečném důsledku co nejstabilnější chod motoru.
Mechanické snímače (průtokoměry s Pitotovou trubicí) fungovaly na principu odporu vzduchu: čím silnější proud vzduchu, tím více se vychyluje vnitřní tlumicí deska. Tyto systémy byly odolné a spolehlivé, ale nebyly dostatečně přesné. S příchodem modernějších palivových systémů byly zapotřebí pokročilejší metody měření.
Příští generace je snímač MAF s horkým drátem. Je to platina, protože tento kov odolává tepelné degradaci nejdéle. Princip činnosti je založen na udržování stálé teploty nahřívané nitě: čím větší proud vzduchu jí prochází, tím rychleji se ochlazuje a tím více energie je potřeba na ohřev. Regulaci teploty provádí termistor a údaje o energii vynaložené na zahřívání vlákna jsou přenášeny do ECU jako informace o množství vzduchu procházejícího vláknem.
Schéma snímače MAF. 1. Prsten. 2. Platinový závit.
3. Odpor tepelné kompenzace. 4. Upevnění kroužku.
5. Kryt elektronického modulu.
Pro přesnější měření berou moderní senzory v úvahu i teplotu nasávaného vzduchu.
Nejčastější příčinou poruchy je znečištění vlákna usazeninami prachu a motorového oleje. Proto mají takové senzory samočisticí funkci: po každém zastavení motoru se platinové vlákno na několik sekund zahřeje až na 1100 o C. Všechny organické usazeniny okamžitě shoří nebo zuhelnatí.
Nevýhodou vláknových snímačů je jejich omezená životnost: platina i přes svou odolnost dříve či později vyhoří.
Progresivnější modifikací byl filmový snímač (Hot Film Air Flow Sensor, HFM). Princip činnosti je stejný jako u drátu: hmotnost nasávaného vzduchu je určena stupněm ochlazení topného tělesa. Na keramický podklad (substrát) jsou instalovány všechny potřebné prvky v podobě tenkovrstvých rezistorů, včetně topného tělesa v podobě platinového povlaku. Snímač je instalován ve vzduchovém kanálu, kterým prochází pouze přiváděný vzduch (měření jsou přesnější díky absenci reverzních vzduchových vln z provozních ventilů motoru a pístů). Filmové senzory nemají problém s kontaminací: prach a motorový olej nepadají na vyhřívanou vrstvu, takže není potřeba samočištění. Filmové senzory také zohledňují hustotu vzduchu, která také ovlivňuje rychlost ochlazování topného tělesa.
Obvod snímače HFM. 1. Elektrický konektor. 2. Vnější pouzdro.
3. Elektronický obvod. 4. Termočlánek. 5. Pouzdro snímače. 6. Kanál proudění vzduchu.
U nejnovějších modelů automobilů již konstruktéři opustili snímač hmotnostního průtoku vzduchu a nahradili je snímači absolutního tlaku. V současnosti jsou ale nejpoužívanější měřiče průtoku vzduchu na bázi topného tělesa.
Místo instalace
Protože jsou čidla citlivá na znečištění, instalují se do vzduchového potrubí za vzduchovým filtrem před škrticí klapku. Vlastní snímač je umístěn v pouzdře – plastové trubici, uzavřené na jedné straně síťovým filtrem, který zabraňuje turbulencím v proudění vzduchu. Snímače lze prodávat společně s pouzdrem nebo samostatně, pokud konstrukce snímače umožňuje výměnu středového prvku.
Konektor na snímači je připojen k palubní síti: ke zdroji napětí a počítači.
Poruchy průtokoměru
Nejčastěji senzory průtoku vzduchu selžou jednoduše kvůli opotřebení: platinové vlákno (a platinový povlak na křemíkové destičce) se vlivem zahřívání postupně ztenčuje. Drátový snímač hmotnostního průtoku vzduchu má životnost přibližně 150 tisíc km, ale toto číslo se může zvýšit nebo snížit v závislosti na stavu ostatních součástí vozu.
Poškozený povlak dráhy na průtokoměru
Příčinou předčasného selhání snímače je nejčastěji nečistota na topném článku: prach a motorový olej zkreslují údaje a způsobují přehřátí.
Poškozený snímač nelze opravit, je nahrazen novým. Vzhledem k tomu, že se nejedná o nejlevnější díl, bylo by užitečné postarat se o maximalizaci životnosti. Činnost měřiče průtoku vzduchu je ovlivněna:
- Stav vzduchového filtru. Pokud pravidelně měníte filtry a používáte pouze kvalitní, nemusíte se bát, že by se do vzduchového potrubí dostal prach. Pokud je filtr vadný nebo nesplňuje technické požadavky, bude se vám porucha průtokoměru zdát triviální ve srovnání s náklady na opravu motoru.
- Stav motoru. Olejové výpary se mohou dostat do vzduchového potrubí z běžícího motoru. Usazeniny oleje kontaminující platinový prvek urychlují jeho opotřebení. Koncentraci motorového oleje v plynech z klikové skříně ovlivňuje stav pístních kroužků a těsnění ventilů.
- Stav elektroinstalace. Jednou z možných příčin selhání snímače je porušení elektrických kontaktů. Tato příčina může být někdy odstraněna, pokud poškození není vážné.
Při poruše průtokoměru se naruší rovnováha mezi benzínem a vzduchem vstupujícím do motoru. V souladu s tím se problémy projeví v provozu motoru:
- Zvyšuje se spotřeba paliva,
- Indikátory zrychlení jsou porušeny, při zrychlování dochází k poruchám,
- Atypický volnoběh motoru (příliš vysoké nebo příliš nízké otáčky),
- Zkontrolujte, zda svítí kontrolka motoru
- Motor špatně startuje nebo nestartuje vůbec.
Příčinou uvedených problémů nemusí být nutně porucha snímače hmotnostního průtoku vzduchu: přesněji ji lze určit až po diagnostice. Místo připojení snímače můžete zkontrolovat pouze svépomocí (někdy dojde k poruše motoru v důsledku poškození vzduchového potrubí) a pokud máte příslušné nástroje, vyjměte samotný snímač a nahraďte jej známým funkčním. Pokud po výměně přetrvávají problémy s motorem, problém není s průtokoměrem, ale s jinou poruchou.
Silně znečištěný senzor můžete zkusit „reanimovat“ – vyčistit topné těleso, aby mohlo fungovat o něco déle, než si koupíte nový. K tomuto účelu se používají speciální čističe (carbocleaner nebo čistič pro snímač hmotnostního průtoku vzduchu), které umožňují krátkodobě prodloužit „životnost“ součásti. Musíte však pamatovat na to, že senzorové prvky se poškodí sebemenším nárazem, takže citlivý prvek nemůžete otřít (ani lehce!).
Vadný měřič průtoku vzduchu ovlivňuje nejen provozní režim motoru, ale také životnost výfukového systému: filtr pevných částic a katalyzátor jsou velmi citlivé na čistotu výfukových plynů, což je nemožné bez optimálního poměru vzduchu a paliva. V moderních autech jsou všechny komponenty na sobě závislé a selhání i tak malého senzoru může způsobit „řetězovou reakci“ poruch. To znamená, že je lepší okamžitě opravit poruchy, abyste mohli bez problémů pokračovat v jízdě.
