Датчик массового расхода воздуха: принцип работы, диагностика

Как самостоятельно проверить датчик массового расхода воздуха?

Для самостоятельной проверки датчика имеется несколько методик, основанных на отключении, а также осмотре и тестировании мультиметром. Иных способов диагностики в домашних условиях не существует. Доскональный контроль ДМРВ выполняется на специальном стенде, позволяющем зафиксировать неполадки сенсора при различных режимах работы. Еще одним распространенным методом тестирования является установка идентичного устройства, снятого с другого автомобиля.

Отключение ДМРВ

Простейший способ проверить ДМРВ на ВАЗ 2114 — отключить штекер. При отсутствии сигнала блок управления мотором переходит в режим аварийной работы, определяя примерный объем воздуха по положению дроссельной заслонки. При этом несколько увеличивается расход топлива — для ВАЗ 2114 он достигает 10-12 л на 100 км пробега. Характерной особенностью является увеличение числа оборотов холостого хода до 1500 об/мин. Но при использовании контроллера Январь 7.2. или Бош М7.9.7 рост холостых оборотов не выполняется в силу особенностей программного обеспечения.

Визуальная проверка

Для внешнего осмотра требуется снятие воздуховода с датчика. Во время проверки оценивается запыленность внутренней части корпуса и гофрированного рукава подачи воздуха. На поверхности не должно быть следов масла и налета пыли.

Проверка устройства с помощью мультиметра

Целью диагностики является измерение напряжения, подаваемого датчиком.

Подобным способом проверяются изделия Bosch:

• 0280218004;
• 0280218037;
• 0280218116.

Для измерения потребуется:

• тестовый прибор:
• набор измерительных щупов;
• жидкость WD-40.

Измерение производится между проводами желтого и зеленого цвета. Значения напряжения можно вывести на экран некоторых бортовых компьютеров (меню напряжение от датчиков, U ДМРВ).

Проверка ДМРВ с помощью мультиметра продемонстрирована на видео от «IZO))) LENTA».

Определение распиновки датчика массового расхода воздуха

Расположение проводов в колодке начиная от ближайшего к лобовому стеклу:

• желтый — положительный входящий сигнал (на схеме 7);
• серо-белый изолятор — положительный сигнал питания (на схеме 12);
• зеленый — заземление датчика (на схеме 30);
• розово-черный изолятор — подача сигнала на главное реле.

Распиновка контактов ДМРВ

Возможны другие цвета изоляции проводки, но последовательность распиновки остается неизменной.

Инструкция по проведению проверки

Последовательность измерения:

1. Ввести щупы в разъем к местам установки проводов. Для облегчения процедуры щупы смазываются жидкостью WD-40. Положительный сигнал получается от желтого провода, отрицательный — от зеленого. Не рекомендуется прокалывать изоляцию и использовать дополнительные кабели, поскольку это снижает точность измерения.
2. Переключить мультиметр в режим измерения постоянного напряжения с предельным значением 2,0 вольта.
3. Включить зажигание, двигатель не запускать.
4. Произвести замер напряжения и сравнить его с требуемым значением.

Сравнение результатов проверки с установленными нормами

В соответствии с таблицей по результатам измерения проводится определение состояния датчика.

Напряжение, В	Состояние сенсора
0,996-1,01	Новый датчик
1,01-1,02	Рабочее состояние
1,02-1,03	Начало износа датчика
1,03-1,04	Желательно заменить
Больше 1,04	Датчик неисправен

Расходомер воздуха с нагреваемой нитью

Преимущество таких датчиков отсутствие механически подвижных деталей, что определяет их большую долговечность.

Расходомер подобной конструкции является термическим датчиком нагрузки двигателя.

Его устанавливают между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, и он определяет массу всасываемого воздуха в кг/час. Датчики с нагре­ваемой нитью и с нагреваемой пленкой имеют один и тот же принцип работы. Расположенный в воздушном потоке и нагревае­мый электрическим током про­водник (платиновая нить или токопроводящая полимерная плен­ка) охлаждается обтекающим его воздухом.

Нить нагревается электрическим током, и температура ее поддер­живается постоянной. Если нить охлаждается, то проходящий через нее ток увеличивается до тех пор, пока температура нити не восста­навливается до первоначальной величины. Изменение силы тока воспринимается в блоке управления и является измеряемым пара­метром для определения расхода всасываемого воздуха. Встроенный датчик температуры служит для того, чтобы температура всасывае­мого воздуха не искажала результаты измерений.

Поступающий поток воздуха обтекает нагретый электрическим током проводник, который встроен в измеритель воздушной массы. Специальная электронная схема управления поддерживает постоян­ную температуру проводника относительно температуры поступаю­щего воздуха. При увеличении количества поступающего воздуха проводник будет охлаждаться. Величина тока нагрева, требуемого для сохранения постоянной температуры проводника, является ме­рой массы воздуха, поступающего в двигатель. Этот ток преобразу­ется в импульсы напряжения, которые обрабатываются блоком управления как основной входной параметр наравне с частотой вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, блок управления получает информацию о темпера­туре охлаждающей жидкости и поступающего воздуха. На основе входных сигналов блок управления выдает импульсы времени впры­ска топлива на форсунки.

Загрязнение нагреваемой нити может привести к искажению результатов измерений. Поэтому после каждой остано­вки двигателя нить подвергается воздействию повышенной темпера­туры и тем самым очищается.

Как проверить ДМРВ частотного типа

Датчик с частотной характеристикой расположен после воздушного фильтра. ДМРВ с частотной характеристикой цифрового выходного сигнала косвенно проверить возможно сканером. При включенном зажигании параметр частоты должен быть в пределах 915-925 мГц и на холостом ходу частота изменится до 315-330 мГц. При иных показаниях частоты утверждать о неисправности ДМРВ нельзя и в этом случае эффективнее произвести подмену заведомо исправным датчиком. Понять причины неисправности ДМРВ при соблюдении профилактических мер достаточно сложно, но если неисправность появилась, то устранить ее можно подменным устройством. 

Восстановление датчика

Перед началом работ в автомобиле необходимо деактивировать зажигание и отсоединить от регулятора фишку с проводами.

Что понадобится?

Для проведения процедуры потребуется:

• ветошь;
• набор гаечных ключей;
• очистительное средство;
• отвертка, если ее применение требует демонтажа расходомера.

Выбор очистителя

Средства, которые можно приобрести в магазине для того, чтобы почистить контроллер:

1. WD-40. Универсальное средство, использующееся в том числе для чистки.
2. Liqui Moly. Применение такого состава актуально на работающих датчиках. Средство является универсальным и может применяться как на дизельных, так и бензиновых моторах.
3. Спирт.
4. Средство для очистки карбюраторных двигателей.
5. Жидкий ключ. Данный продукт поставляется в продажу в виде спрея.
6. Air Senso Clean.

Полезно знать

Для очистки устройства нельзя использовать ватные палочки или сжатый воздух

Важно, чтобы в составе очистительного средства не было ацетона или эфира

Изображение	Шаг
	Пользователь должен снять подведенный к датчику шланг, для этого гаечным ключом выкручиваются винты крепления устройства к корпусу воздухофильтра. Алгоритм демонтажа может отличаться в зависимости от конструктивных особенностей авто.
	Производится снятие датчика с патрубка и его извлечение из места установка. Для демонтажа на автомобилях ВАЗ пользователю необходим ключ звездочка необходимого размера. Чтобы снять расходомер, пользователю надо открутить саморезы, фиксирующие его.
	Производится очистка регулятора, красными стрелками указаны места, которые надо обработать средством. Внутри датчика находится пленка, на которой располагаются сами регуляторы, сделанные в виде проволоки. Фиксация элементов осуществляется посредством специальной смолы. Пользователь должен очистительным средством обработать чувствительный элемент, после чего несколько минут подождать, пока средство не высохнет. Процедура очистки может быть выполнена несколько раз в зависимости от загрязнений. Для более быстрого высыхания возможно использование компрессора.

Причины выхода из строя

Основные причины поломки частотного или электронного расходомера:

1. Засорение сеточки, расположенной внутри устройства. Через регулятор вместе с воздушным потоком проходят картерные газы либо пропан, при его подключении к модулю дроссельного узла. Это приводит к образованию отложений на нитях датчика, в результате чего нарушается нормальный режим работы и увеличивается потребление топлива.
2. Выход из строя нитей в результате естественного износа либо неверной эксплуатации. Датчик массового расхода имеет ограниченный ресурс эксплуатации, который в среднем составляет около 100-150 тысяч километров пробега. Также выход из строя регулятора возможен в результате детонации контроллера в дроссельном узле.
3. Перегрузка силового агрегата. В результате перегрева расходомера и его отдельных компонентов на блок управления мотором могут поступать некорректные данные. При серьезном нагреве металла меняется уровень его электрического сопротивления, что приводит к изменению расчетных данных объема проходящего объема воздуха.
4. Механическое повреждение датчика, которое могло произойти при замене воздушного фильтра либо других механизмов и узлов, расположенных в близости к регулятору. Возможно нарушение контактных элементов, расположенных на колодке подключения при монтаже.
5. Попадание большого объема воды в моторный отсек. Это приводит к короткому замыканию на линии питания и управления расходомером.

Как проверить ДМРВ частотного типа

Рассмотрим на примере Citroen Peugeot 1.6 HDI дизель. Аналогичный четырех проводной MAF-sensor стоит на моделях, показанных ниже.

Для проверки понадобиться диагностический сканер или мультиметр поддерживающий данную функцию.

Распиновка датчика:

1. Выводной сигнал датчика температуры на впуске.
2. Масса.
3. Не задействован.
4. Напряжение бортовой сети +12В.
5. Частотный сигнал с датчика.

Подключаем:

• Второй Pin – «масса»
• Пятый Pin – выходной сигнал.

В состоянии покоя при включенном зажигания выходная частота должна быть 5 кГц.

После запуска мотора на холостых частота должна уменьшиться варьировать от 1.02 до 3.3 кГц. Для каждого частотного ДМРВ таблицы частоты.

Причины поломки

Вот список основных причин, по которым датчик MAF разбивается или не работает неправильно:

• Завтрак (взрыв) термистор или повреждение стебля на путях. В частности, это заболевание характерно для модели датчика HFM-5. Это может быть результатом натурального потребления или внезапного скачка напряжения (сбой генератора и т.д.). Проводные устройства в среднем поддерживают примерно 150000. Авто путешествие.
• Нет напряжения — прерывание сигнала или операционная электрическая цепь, датчик не подключен, окисляющий контакты.
• ЭБУ поврежден.
• Неправильное обслуживание. Расходомер считается необслуживаемому устройством и заменяется в качестве полного устройства. Потому что это дорого, многие люди пытаются убрать его, например Ват, что является ошибкой. Для этого используйте сжатый воздух или специальные жидкости (карбоцелер, специальныеОчиститель ДМРВ или другой спиртосодержащий продукт).

Косвенные причины:

• Заклинивание дроссельной заслонки в результате ее загрязнения — в этом случае датчик вроде исправен, но информация передается в ЭБУ некорректно.
• Забит воздушный фильтр.

Очистка расходомера воздуха

Поскольку ремонт ДМРВ производителями не предусмотрен, этот электроприбор считается «расходным». Единого мнения по возможности очистки для восстановления работоспособности не существует, даже среди профессионалов СТО. Если владелец машины все же решил почистить ДМРВ самостоятельно, необходимо учесть нюансы технологии:

• очиститель не должен содержать ацетон, эфир;
• запрещены ватные палочки и сжатый воздух;
• чаще всего применяется WD-40 либо Air Senso Clean производителя CRC;
• после извлечения прибора спрей наносится на него равномерно мощной струей, грязь растворяется и стекает под собственным весом.

Рис. 14 Очистка волюметра спреем

Установка ДМРВ на место возможна после высушивания поверхностей без использования фена.

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.

Объявления

Поврежденный датчик из-за попадания пыли

Справка о работе и устройстве датчика массового расхода воздуха

Опять же, не будем рассматривать исторически устаревшие механические варианты с флюгером и частотный расходомер General Motors, который использовался в комплекте с ЭБУ «Январь» 4-й серии. Современные расходомеры для 10 серии ВАЗ работают по принципу термоанемометра.

В основе лежит свойства некоторых металлов существенно менять сопротивление в зависимости от нагрева (в датчике ДМРВ используется сплав иридия с платиной, что обуславливает высокую стоимость прибора). В потоке воздуха расположены два резистора: один прецизионный, второй может менять сопротивление с помощью нагрева. На него подается напряжение, нить нагревается до момента совпадения с эталоном. В зависимости от силы воздушного потока, нить охлаждается, сопротивление меняется. За счет увеличения напряжения на резисторе, температура и соответственно сопротивление восстанавливается. Это происходит в реальном времени, то есть контроль за воздушной массой постоянный. На выходе датчик массового расхода воздуха показывает сигнальное напряжение с точностью сотых долей вольта. Полученная информация обрабатывается ЭБУ для точного дозирования бензина в топливно-воздушную смесь.

Все элементы скомпонованы в единый электронный модель, который размещается в измерительном канале (воздуховоде).

Устройство датчика

Вид расходомера со стороны сетки.

Датчик в разобранном виде.

На этом фото видна платиновая нить.

В итоге расход и температура воздуха преобразуются в понятные для ЭБУ электрические импульсы. Это очень нежный и точный прибор, он позволяет рассчитывать цикловое наполнение цилиндров воздухом и обновляет параметры каждых 0,1 с.

Схема датчика массового расхода воздуха.

Рабочий орган датчика — платиновая прогреваемая нить. Она нагревается до рабочей температуры (от 100 до 1000 градусов), а при поступлении воздуха, остывает. Величина, на которую падает температура нити, преобразуется в электрический сигнал и исходя из этого значения, ЭБУ вычисляет массу и температуру воздуха, попавшего в камеру сгорания. А на основе этих данных уже готовит необходимую порцию топлива. Вкратце — так.

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.

Виды и принцип работы расходометров

Датчик массового расхода воздуха относится к термоанемометрическим приборам.

Основными типами, которые используются в автомобилях, являются:

• Кинематографический с аналоговыми и цифровыми сигналами.
• Аналоговый (резьбовой) провод.
• Частота ДМРВ. Они уже ставят на большинство современных автомобилей, сходящих с конвейера.

Измерители с трубкой Пито (пластинчатого типа) не принимаются во внимание из-за устаревшей конструкции. Принцип работы первых двух типов устройств аналогичен между ними и основан на изменении напряжения, приложенного к нагревательным элементам (нити или фольге)

Эти изменения отслеживаются блоком управления двигателем и производят расчеты образования топливно-воздушной смеси. Подробнее

Принцип работы первых двух типов устройств аналогичен между ними и основан на изменении напряжения, приложенного к нагревательным элементам (нити или фольге). Эти изменения отслеживаются блоком управления двигателем и производят расчеты образования топливно-воздушной смеси. Подробнее.

Проволочные ДМРВ

Они используются в большинстве современных автомобилей. В таких устройствах ключевую роль играют терморезисторы — два вольфрамовых или платиновых волокна диаметром 0,07 мм, на которые подается напряжение определенной силы тока, в результате чего они нагреваются, а также термистор. (датчик температуры), но он не везде предусмотрен.

Одна нить накала закрывается от потока воздуха, а другая при открытом дросселе, наоборот, продувается и активно охлаждается.

Чтобы выровнять температурные показания термисторов, на открытую нить накала подается больший ток.

ЭБУ учитывает разницу показаний напряжения между нитями накала, интенсивность их охлаждения и на основании этого рассчитывает объем поступающего воздуха и уже, соответственно, рассчитывает необходимое количество топлива, подаваемого в цилиндры.

У проводных ДМРВ есть несколько существенных недостатков: со временем они загрязняются или изнашиваются.

Чтобы решить первую проблему, конструкторы разработали режим самоочистки. Обеспечивает кратковременный (чтобы не разряжать аккумулятор) нагрев нити до температуры 1000-1100С при выключенном двигателе. При такой температуре сгорают все отложения.

Когда термисторы изношены, датчик заменяют.

Пленочные расходометры

Конструктивно эти датчики отличаются от первых, хотя принцип их действия во многом такой же.

Вместо чувствительного термистора пряжи здесь монтируется керамический нагревательный элемент с напыленной на него платиной или полупроводниковая фольга.

Расположение пленочного устройства остается неизменным, а сам керамический элемент имеет несколько слоев-резисторов, каждый из которых выполняет свою функцию: датчик температуры, нагревательное устройство, два терморезистора.

Важное преимущество такого датчика заключается в том, что он измеряет температуру не только входящий воздух, но и отражающий от него. Кроме того, устройство менее подвержено загрязнению

Стоит отметить, что в современных устройствах выходной сигнал U отправляется не только в аналоговом режиме, но и в цифровом режиме, который ускоряет обработку данных.

Частотный ДМРВ

General Motors был установлен на первом ВАЗ 2109 и работал вместе с ECU 4 января. Характеризуется надежностью и длительным сроком службы.

Принцип эксплуатации не основан на изменении постоянного напряжения, но с изменением частоты переменного выходного сигнала напряжения U. Когда частота высокая — это означает высокая скорость потока, низкая частота — низкая скорость потока воздуха Отказ

Основным преимуществом частотного расходомера является стабильная передача данных в ECU в случае падения напряжения в цепи (плохой контакт, окисление и т.д.).

Представьте, что контакты в суставах окисляются. Тогда выходной сигнал 1,02В будет уменьшаться и, например, на 0,9 В придет к контроллеру. Это не критично, но это повлияет на расход топлива вверх.

В датчике частоты скачки напряжения не влияют на работу ECU. Окисление контактов не будет изменяться каким-либо образом сигнал частоты сигнала, то есть 100% выходных данных достигнет приемника или ECU.

Признаки неисправности

Качество работы ДМРВ очень сильно зависит от чистоты воздушного фильтра. Следовательно, при выявлении каких-либо симптомов неисправности датчика, первым делом необходимо проверить воздушный фильтр. Сам расходомер ремонту и восстановлению не подлежит, при выявлении его неисправности узел просто заменяется на новый. Однако стоит он довольно дорого, поэтому перед покупкой нужно обязательно убедиться, что датчик сломан.

О необходимости проверки или проведения более серьезной диагностики просигнализируют следующие признаки неисправности ДМРВ:

• на панели приборов загорелась лампочка или надпись Check Engine;
• появление ошибки, указывающей на низкий уровень сигнала с датчика;
• холодный мотор плохо заводится, потерял динамичность, глохнет, нестабильно работает на холостом ходу, упала его мощность;
• значительно увеличился расход топлива;
• авто глохнет во время переключения скорости;
• мотор стал работать на повышенных или пониженных оборотах.

На неисправность датчика также могут указывать и внешние признаки. Например, на гофрированном шланге соединяющем его с дроссельной заслонкой появилась трещина.

Стоит помнить, если двигатель глохнет, то возможно в машине повреждена проводка или проблемы с питанием. В таком случае рекомендуется проверить электропроводку, и при необходимости провести ее ремонт.

При выявлении признаков неисправного ДМРВ первым делом следует проверить уровень сигнала, выходящий с него. Низкий его показатель может говорить о следующем:

• датчик не подключен;
• обрыв линии подключения;
• отсутствует «масса»;
• окислились контакты;
• обрыв или неправильное подключение сигнальных проводов;
• неисправность в ЭБУ.

Не стоит делать поспешные выводы о неисправности датчика на основании выявленных признаков. В случае их обнаружения требуется проведение полной диагностики силовой установки и автомобиля в целом. Нарушения в работе расходомера могут быть вызваны поломками других узлов, в таком случае потребуется их ремонт.

Проверка датчика

Проверять работу контроллера можно несколькими способами, для начала выполняется тестирование:

1. Открывается моторный отсек машины. От контроллера расхода воздуха отсоединяется проводка питания. Капот закрывается.
2. Производится запуск силового агрегата, в этот момент двигатель должен автоматически перейти в аварийный режим функционирования. На панели приборов может появиться индикатор, сообщающий о проблеме в работе ДВС. Объем воздуха для образования горючей смеси будет подаваться в цилиндры двигателя в соответствии с положением заслонки дросселя.
3. Выполняется поездка на машине, проверяется динамика авто по сравнению с той, которая была до отключения датчика. Если автомобиль стал двигаться более уверенно и увеличилась его мощность, это говорит о неисправности расходомера.

Проверка с использованием тестера

Процедура диагностики может осуществляться с применением мультиметра. Его черный щуп подключается к массе или заземлению, а красный — ко входу сигнала датчика. Подробнее уточнить распиновку можно в технической документации к расходомеру. В паспорте должны указываться и технические параметры, которые потребуются для тестирования.

Мультиметр или вольтметр настраивается в режим измерения в диапазоне двух вольт. Производится активация зажигания и выполняется замер технических параметров. Если в процессе диагностики тестер не показывает значений, надо удостовериться в правильности подключения щупов к заземлению и сигналу устройства.

В результате диагностики могут появиться такие параметры:

• 0,99-1,01 вольт — это свидетельствует об исправном функционировании контроллера;
• 1,01-1,02 В — расходомер работает, его состояние нормальное;
• от 1,02 до 1,03 вольт — устройство рабочее, но скоро может потребоваться замена;
• 1,03-1,04 В — состояние расходомера близко к критическому;
• 1,04 — 1,05 — устройство практически вышло из строя;
• показания боле 1,05 говорят о необходимости замены расходомера.

Канал «Автоэлектрика ВЧ» подробно рассказал о процедуре выполнения тестирования регулятора расхода воздуха с использованием мультиметра.

Визуальная диагностика

Внешний осмотр контроллера расхода воздуха — менее точный вариант, но наиболее простой в плане исполнения.

Для его выполнения надо демонтировать датчик и оценить его состояние. О неисправности устройства сообщат повреждения механического характера, а также наличие жидкости внутри. Если в расходомере есть следы смазки, это свидетельствует о некорректной регулировке системы подачи масла в силовой агрегат. При сильном загрязнении устройства надо выполнить замену воздушного фильтрующего элемента или почистить его. При наличии исправного расходомера можно выполнить его установку вместо имеющегося ДМРВ.