Что такое датчик массового расхода воздуха (дмрв) и «с чем его едят»? Что такое дмрв Дмрв где находится.

Для оптимальной работы инжекторного двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) следует учитывать, сколько воздушной смеси поступает в камеры сгорания цилиндров. На основании этих данных электронным блоком управления (далее ЭБУ) определяет условия подачи топлива. Помимо информации с датчика массового расхода воздуха, учитывается его давление и температура. Поскольку ДМРВ являются наиболее значимыми, рассмотрим их виды, конструктивные особенности, возможности диагностики и замены.

Назначение и расшифровка аббревиатуры

Расходомеры, они же волюметры или ДМРВ (не путать с ДМРТ и ДВРМ), расшифровываются как датчики массового расхода воздуха, устанавливаются в автомобилях на дизеле или бензиновых ДВС. Место расположения данного датчика найти несложно, поскольку он контролирует подачу воздуха, то и искать его следует в соответствующей системе, а именно, после воздушного фильтра, на пути к дроссельной заслонке (ДЗ).

Подключение устройства осуществляется к блоку управления ДВС. В тех случаях, когда ДМРВ находится в неисправном состоянии или отсутствует, грубый расчет может быть произведен исходя из положения ДЗ. Но при таком способе измерения нельзя обеспечить высокую точность, что незамедлительно приведет к перерасходу топлива. Это еще раз указывает на ключевую роль расходометра при расчете подаваемой через форсунки топливной массы.

Помимо информации с ДМРВ, блок управления также обрабатывает данные, поступающие со следующих устройств: ДРВ (датчик распределительного вала), ДД (измеритель детонации), ДЗ, датчик температуры системы охлаждения, измеритель кислотности (лямбда зонд) и т.д.

Виды ДМРВ их конструктивные особенности и принцип работы

Наибольшее распространение получили три вида волюметров:

• Проволочные или нитевые.
• Пленочные.
• Объемные.

В первых двух принцип работы построен на получении сведений о массе воздушного потока путем измерения его температуры. В последних может быть задействовано два варианта учета:

Конструкция вихревого датчика (широко используется производителем Mitsubishi Motors)

Обозначения:

• А – датчик измерения давления, для фиксации прохождения вихря. То есть, частота давления и образования вихрей буде одна и та же, что дает возможность измерить расход воздушной смеси. На выходе при помощи АЦП аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой, и передается в ЭБУ.
• В – специальные трубки, формирующие воздушный поток, близкий по свойствам к ламинарному.
• С – обводные воздуховоды.
• D – колона с острыми кромками, на которых формируются вихри Кармана.
• Е – отверстия, служащее для замера давления.
• F – направление воздушного потока.

Проволочные датчики

Нитевой ДМРВ до недавнего времени был наиболее распространенным типом датчика, устанавливаемый на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ. Пример конструкции проволочного расходомера показан ниже.

Обозначения:

• А – Электронная плата.
• В – Разъем для подключения ДМРВ к ЭБУ.
• С – Регулировка CO.
• D – Кожух расходомера.
• Е – Кольцо.
• F – Проволока из платины.
• G – Резистор для термокомпенсации.
• Н – Держатель для кольца.
• I – Кожух электронной платы.

Принцип работы и пример функциональной схемы нитевого волюметра.

Разобравшись с конструкцией устройства, перейдем к принципу его работы, она основана на термоанемометрическом методе, при котором терморезистор (RT), нагреваемый проходящим через него током, помещают в воздушный поток. Под его воздействием изменяется теплоотдача, а соответственно, и сопротивление RT, что позволяет вычислить объемный расход воздушной смеси? используя уравнение Кинга:

I 2 *R=(K 1 +K 2 * ⎷ Q )*(T 1 -T 2) ,

где I – ток, проходящий через RT и нагревающий его до температуры Т 1 . При этом Т 2 – температура окружающей среды, а К 1 и К 2 – неизменные коэффициенты.

Исходя из приведенной выше формулы, можно вывести величину объемного расхода воздушного потока:

Q = (1/К 2)*(I 2 *R T /(T 1 – T 2) – K 1)

Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.

Обозначения:

• Q- измеряемый воздушный поток.
• У – усилитель сигнала.
• R T – проволочное термосопротивление, как правило изготавливается из платиновой или вольфрамовой нити, толщина которой находится в пределах 5,0-20,0 мкм.
• R R – термокомпенсатор.
• R 1 -R 3 – обычные сопротивления.

Когда скорость потока близка к нулю, RT нагревается до определенной температуры проходящим через него током, что позволяет мосту удерживаться в равновесии. Как только поток воздушной смеси усиливается, терморезистор начинает охлаждаться, что приводит к изменению его внутреннего сопротивления, и, как следствие, нарушению равновесия в мостовой схеме. В результате этого процесса на выходе усилительного блока образуется ток, который частично проходит через термокомпенсатор, что приводит к выделению тепла и позволяет компенсировать его потерю от потока воздушной смеси и восстанавливает равновесие моста.

Описанный процесс позволяет рассчитать расход воздушной смеси, оперируя величиной тока, проходящего через мост. Чтобы сигнал воспринимался ЭБУ, он преобразовывается в цифровой или аналоговый формат. Первый позволяет определить расход по частоте выходного напряжения, второй – по его уровню.

У данной реализации есть существенный недостаток – высокая температурная погрешность, поэтому многие производители добавляют в конструкцию терморезистор аналогичный основному, но не подвергают его воздействую воздушного потока.

В процессе работы на проволочном терморезисторе могут накапливаться пылевые или грязевые наслоения, чтобы не допустить этого, данный элемент подвергается краткосрочному высокотемпературному нагреву. Он производится после отключения ДВС.

Пленочные воздухомеры

Пленочный ДМРВ работает по тому же принципу, что и нитевой. Основные отличия заключаются в конструктивном исполнении. В частности, вместо проволочного сопротивления из платиновой нити используется кремневый кристалл. Он покрыт несколькими слоями платинового напыления, каждый из которых играет определенную функциональную роль, а именно:

• Температурного датчика.
• Термосопротивления (как правило, их два).
• Нагревательного (компенсационного) резистора.

Данный кристалл устанавливается в защитный кожух и помещается в специальный канал, через который проходит воздушная смесь. Геометрия канала выполнена таким образом, чтобы температурные измерения снимались не только с входного потока, а и отраженного. Благодаря созданным условиям достигается высокая скорость движения воздушной смеси, что не способствует отложению пыли или грязи на защитном корпусе кристалла.

Обозначения:

• А – Корпус расходомера, в который вставляется измерительное приспособление (Е).
• В – Контакты разъема, который подключается к ЭБУ.
• С – Чувствительный элемент (кремневый кристалл с несколькими слоями напыления, помещенный в защитный кожух).
• D – Электронный контролер, при помощи которого производится предварительная обработка сигналов.
• Е – Корпус измерительного приспособления.
• F – Канал, сконфигурированный таким образом, чтобы снимать тепловые показатели с отраженного и входного потока.
• G – Измеряемый поток воздушной смеси.

Как уже упоминалось выше, принцип работы нитевых и пленочных датчиков аналогичны. То есть, первоначально производится нагрев чувствительного элемента до температуры. Поток воздушной смеси охлаждает термоэлемент, что делает возможным произвести расчет массы воздушной смеси, проходящей через датчик.

Как и в нитевых устройствах, исходящий сигнал может быть аналоговым или преобразовываться при помощи АЦП в цифровой формат.

Следует заметить, что погрешность нитевых волюметров порядка 1%, у пленочных аналогов данный параметр около 4%. Тем не менее, большинство производителей перешли на пленочные датчики. Это объясняется как более низкой стоимостью последних, так и расширенным функционалом ЭБУ, обрабатывающих информацию с данных устройств. Эти факторы отодвинули на второй план точность приборов и их быстродействие.

Следует отметить, что благодаря развитию технологии изготовления флэш-микроконтроллеров, а также внедрению новых решений удалось существенно понизить погрешность увеличить быстродействие пленочных конструкций.

Взаимозаменяемость

Данный вопрос довольно актуален, особенно принимая во внимание стоимость оригинальных изделий импортного автопрома. Но здесь не все так просто, приведем пример. В первых серийных моделях горьковского автозавода на инжекторные волги устанавливался ДМРВ БОШ (Bosh). Несколько позже импортные датчики и контролеры заменили отечественные изделия.

А –импортный нитевой ДМРВ производства Bosh (pbt-gf30) и его отечественные аналоги В – АОКБ «Импульс» и С – АПЗ

Конструктивно эти изделия практически не отличались за исключением нескольких конструктивных особенностей, а именно:

• Диаметр провода, используемого в проволочном терморезисторе. У бошевских изделий Ø 0,07 мм, а у отечественной продукции – Ø0,10 мм.
• Способ крепления провода, он отличается типом сварки. У импортных датчиков это контактная сварка, у отечественных изделий – лазерная.
• Форма нитевого терморезистора. У Bosh он имеет П-образную геометрию, АПЗ выпускает приборы с V-образной нитью, изделия АОКБ «Импульс» отличаются квадратной формой подвески нити.

Все приведенные в качестве примера датчики были взаимозаменяемые, пока Горьковский автозавод не перешел на пленочные аналоги. Причины перехода были описаны выше.

Пленочный ДМРВ Сименс (Simens) для ГАЗ 31105

Приводить отечественный аналог изображенному на рисунке датчику не имеет смысла, поскольку внешне он практически не отличается.

Следует отметить, что при переходе с нитевых приборов на пленочные, скорее всего, потребуется менять всю систему, а именно: сам датчик, соединительный провод от него к ЭБУ, и, собственно сам контролер. В некоторых случаях контроль может быть адаптирован (перепрошит) под работу с другим датчиком. Такая проблема связана с тем, что большинство нитевых расходомеров посылают аналоговые сигналы, а пленочные – цифровые.

Следует отметить, что на первые серийные автомобили ВАЗ с инжекторным двигателем устанавливался нитевой ДМРВ (производства GM) с цифровым выходом, в качестве примера можно привести модели 2107, 2109, 2110 и т.д. Сейчас в них устанавливается ДМРВ БОШ 0 280 218 004.

Для подбора аналогов можно воспользоваться информацией с официальных источников, или тематических форумов. Для примера ниже представлена таблица взаимозаменяемости ДМРВ для автомобилей ВАЗ.

Представленная таблица наглядно показывает, что, например, датчик ДМРВ 0-280-218-116 совместим с двигателями ВАЗ 21124 и 21214, но не подходит к 2114, 2112 (в том числе и на 16 клапанов). Соответственно можно найти информацию и по другим моделям ВАЗ (например, Лада Гранта, Калина, Приора, 21099, 2115, Нива Шевроле и т.д.).

Как правило, не возникнет проблем и с другими марками авто отечественного или совместного производства (УАЗ Патриот ЗМЗ 409, ДЭУ Ланос или Нексия), подобрать замену ДМРВ для них не составит проблемы, это же касается и изделий китайского автопрома (КIA Ceed, Спектра, Спортейдж и т.д.). Но в этом случае велика вероятность, что распиновка ДМРВ может не совпадать, исправить ситуацию поможет паяльник.

Значительно сложнее обстоит дело с европейскими, американскими и японскими авто. Поэтому, если у вас Тойота, Фольксваген Пассат, Субару, Мерседес, Форд Фокус, Нисан Премьера Р12, Рено Меган или другое европейское, американское или японское авто, прежде, чем производить замену ДМРВ, необходимо тщательно взвесить все варианты решения.

Если интересно, можете поискать в сети эпопею с попыткой замены на Ниссане Альмера Н16 «родного» воздухомера аналогом. Одна из попыток привела к чрезмерному расходу топлива даже на холостом ходу.

В некоторых случаях поиск аналого будет оправданным, особенно, если принять во внимание стоимость «родного» волюметра (в качестве примера можно привести БМВ Е160 или Ниссан Х-Трейл Т30).

Проверка работоспособности

Прежде, чем проводить диагностику ДМРВ, необходимо знать симптомы, позволяющие определить степень работоспособности МАФ (аббревиатура с английского названия прибора) сенсора в автомобиле. Перечислим основные признаки неисправности:

• Существенно увеличился расход топливной смеси, одновременно с этим замедлился разгон.
• ДВС на холостом ходу работает с рывками. При этом может наблюдаться в холостом режиме снижение или увеличение оборотов.
• Двигатель не стартует. Собственно, данная причина сама по себе не говорит о том, что расходомер в автомобиле неисправен, могут быть и другие причины.
• Выводится сообщение о проблеме с двигателем (Cheeck Engine)

Пример высветившегося сообщения «Cheeck Engine» (отмечено зеленым)

Эти признаки указывают на возможную неисправность ДМРВ, чтобы точно установить причину поломки необходимо выполнить диагностику. Это несложно сделать своими руками. Значительно упростить задачу поможет подключение к ЭБУ диагностического адаптера (если данная опция возможна), после чего по коду ошибки определить исправность или неисправность сенсора. Например, ошибка p0100 указывает на неисправность цепи расходомера.

Но если предстоит провести диагностику на отечественных авто, выпушенных 10 лет назад или более, то проверка ДМРВ может быть осуществлена одним из следующих способов:

1. Тестирование в процессе движения.
2. Диагностика с применением мультиметра или тестера.
3. Внешний осмотр сенсора.
4. Установка однотипного, заведомо исправного устройства.

Рассмотрим каждый из перечисленных способов.

Тестирование в процессе движения

Проще всего произвести проверку, анализируя поведение ДВС при отключенном сенсоре МАФ. Алгоритм действий следующий:

• Необходимо открыть капот, отключить расходомер, закрыть капот.
• Заводим машину, при этом ДВС переходит в аварийный режим работы. Соответственно, на приборной доске высветится сообщение о проблеме с двигателем (см. рис. 10). Количество подаваемой топливной смеси будет зависеть от положения ДЗ.
• Проверьте динамику авто и сравните ее с той, что была до отключения сенсора. Если автомобиль стал более динамичен, а также выросла мощность, то это с большой долей вероятности указывает на то, что датчик массового расхода воздуха неисправен.

Заметим, что можно ездить и дальше при отключенном устройстве, но делать это крайне не рекомендуется. Во-первых, увеличивается расход топливной смеси, во-вторых отсутствие контроля над регулятором кислорода приводит привод к повышению загрязнений.

Диагностика с применением мультиметра или тестера

Признаки неисправности ДМРВ можно установить, подключив черный щуп к заземлению, а красный на вход сигнала сенсора (распиновку можно посмотреть в паспорте к устройству, там же указаны и основные параметры).

Далее устанавливаем границы измерения в пределе 2,0 В включаем зажигание и производим измерения. Если прибор ничего не отображает, необходимо проверить правильность подключения щупов к массе и сигналу расходомера. По показаниям прибора можно судить об общем состоянии устройства:

• Напряжение 0,99-1,01 В говорит о том, что сенсор новый и работает исправно.
• 1,01-1,02 В – прибор БУ, но состояние его хорошее.
• 1,02-1,03 В – указывает, что устройство все еще работоспособное.
• 1,03 -1,04 состояние приближается к критическому, то есть в ближайшее время необходима замена ДМРВ на новый сенсор.
• 1,04-1,05 – ресурсы прибора практически исчерпались.
• Свыше 1,05 – однозначно нужен новый ДМРВ.

То есть, правильно судить о состоянии сенсора можно по напряжению, низкий уровень сигнала свидетельствует о работоспособном состоянии.

Внешний осмотр сенсора

Данный способ диагностики является не менее действенным, чем предыдущие. Все, что необходимо, – снять сенсор и оценить его состояние.

Осмотр датчика на предмет повреждений и наличия жидкости

Характерные признаки неисправности – механические повреждения и жидкость в приборе. Последнее свидетельствует о том, что не отрегулирована система подачи масла в двигатель. Если сенсор сильно загрязнен, то следует произвести замену или очистку воздушного фильтра.

Установка однотипного, заведомо исправного устройства

Данный способ дает практически всегда ясный ответ на вопрос работоспособности сенсора. На данный способ на практике довольно сложно реализовать, не приобретая новый прибор.

Кратко о ремонте

Как правило, пришедшие в негодность сенсоры МАФ не подлежат ремонту, за исключением тех случаев, когда требует их промывка и чистка.

В некоторых случаях можно произвести ремонт платы объемного ДМРВ, но этот процесс ненадолго продлит жизнь прибору. Что касается плат в пленочных сенсорах, то без специального оборудования (например, программатора для микроконтроллера), а также навыков и опыта, пытаться их восстановить бессмысленно.

Автомобили с инжекторными двигателями имеют в своем оснащении датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). В задачу датчика входит контроль количества забортного воздуха для создания топливовоздушной смеси поступающей в двигатель.

Согласно законам физики, для полного сгорания 1 литра бензина требуется порядка 14-16 кг воздуха. При соблюдении этой пропорции двигатель будет работать в экономичном режиме и с полной отдачей мощности. Однако это верно лишь в случаях, когда чистый и способен пропустить требуемое количество воздуха, а ДМРВ исправен.

ДМРВ устанавливается на выходе воздушного фильтра и фиксирует количество пройденного через него воздуха и передает данные на двигателя. В свою очередь ЭБУ на основе данных с датчика расхода воздуха дает команду на подачу определенного количества топлива на форсунки для соблюдения требуемой пропорции воздух-топливо.

Конструкция датчика представляет собой две спирали

В конструкцию датчика входит сетка и нагревательные спирали, детали выполнены из платины.

Принцип действия ДМРВ

При включении зажигания происходит, нагрев платиновой спирали. Воздух проходя через нагретую спираль охлаждает ее, благодаря чему изменяется ее сопротивление, по сравнению с контрольным на второй спирали. Уменьшение сопротивления прямо пропорционально количеству воздуха, попавшего в данный момент в двигатель.

По разнице сопротивлений ЭБУ делает заключение о количестве поступающего воздуха и производит коррекцию состава топливной смеси.

Датчик работает вкупе с датчиками атмосферного давления и температуры в всасывающем коллекторе, показания которых важны для формирования смеси ЭБУ.

Неисправности ДМРВ

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.

Грязь в патрубке ДМРВ

Признаки неисправности

Увеличение расхода топлива;

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).

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.

Датчик массового расхода воздуха служит для определения количество воздуха, идущего на заполнение цилиндров при работе двигателя. Датчик установлен во впускном тракте после воздушного фильтра и подсоединяется к электрическому жгуту системы управления шестиконтактной колодкой проводов.

Измерить количество воздуха, поступившего в двигатель, — значит, определить нагрузку двигателя. Когда водитель нажимает на педаль газа, дроссельная заслонка открывается и количество всасываемого воздуха увеличивается. Мы говорим: нагрузка увеличилась. И наоборот, педаль отпустили - нагрузка уменьшилась. Все просто. Но только на первый взгляд. Если учесть, что в реальных условиях движения для двигателя типична частая смена режимов работы, что поступающий воздух участвует в различных газодинамических процессах во впускной системе, то задача определения массы воздуха не такая уж тривиальная.

Длительное время непосредственное измерение расхода воздуха было связано со значительными трудностями. Измерения проводили, как правило, в лабораторных условиях и не применяли в бортовых системах управления. Вместе с тем достижения расходоизмерительной техники позволили создать ряд измерителей расхода воздуха, применимых в автомобиле. Мы не будем рассматривать их все, потому как в настоящее время известно более пятидесяти способов. Остановимся на самом массовом приборе для автомобилей ВАЗ - пленочном датчике массового расхода воздуха анемометрического типа.

Датчик массового расхода воздуха

Датчик устанавливается между воздушным фильтром и шлангом впускной трубы (внешний вид датчика). Сигнал ДМРВ представляет собой постоянный ток определенного напряжения, величина которого зависит от количества и направления движения воздуха, проходящего через датчик. При прямом потоке воздуха напряжение выходного сигнала датчика изменяется в диапазоне 1-5 В. При обратном потоке воздуха напряжение изменяется в диапазоне 0-1 В.

Устройство дмрв показано на рисунке 1. Функционирование его происходит следующим образом. В потоке поступающего воздуха находится электрически нагреваемое тело (чувствительный элемент), которое охлаждается воздушным потоком. Схема регулирования нагревательного тока поддерживает постоянную разность температуры, и ток нагрева пропорционален массе воздушного потока. При данном методе измерения производится учет плотности воздуха, так как она также определяет величину теплоотдачи от тела к воздуху. Нагревательным элементом является пленочный платиновый резистор, который вместе с другими элементами находится на керамической пластине.

Рис. 1 - чувствительный элемент; 2 - гибридная схема; 3 - электрический разъем

Измерительный резистор (сопротивление которого пропорционально расходу воздуха) находится в непосредственном тепловом контакте как с нагревателем, так и с поступающим воздушным потоком и включен в измерительный мост. Благодаря разделению измерителя и нагревателя обеспечивается большая точность измерения. Напряжение на нагреваемом измерительном резисторе является мерой для массы воздушного потока. Далее это напряжение преобразуется (усиливается) электронной схемой, чтобы контроллер мог измерить его величину, то есть происходит согласование уровней.

Преимуществом пленочного расходомера перед нитевым (он использовался ранее на автомобилях ВАЗ с контроллерами GМ и “Январь-4.1”) является повышенная механическая прочность, поскольку происходит разделение функций, то есть пленка выполняет функцию измерительного элемента, а подложка - функцию силового (несущего) элемента конструкции.

Датчик объемного расхода воздуха

На рисунке показан, разработанный несколько лет назад, датчик измерения расхода воздуха, имеющий форму заслонки. Он устанавливается в воздухозаборнике. Заслонка (1) отклоняется под воздействием потока воздуха и растягивает возвратную пружину. Датчик расхода снабжен дополнительной заслонкой (2), расположенной в камере демпфирования, которая не только служит балансиром, но и играет роль демпфера, препятствуя возникновению колебаний. Вал датчика связан рычагом с потенциометром реостата (3).

Напряжение датчика наряду с сигналами других датчиков подается в ЕСМ. Потенциометр состоит из резисторов и металлокерамического основания, связанного узкими проводниками с металлической шиной и имеет высокое сопротивление и износостойкость. В зависимости от конструкции электрической части напряжение сигнала может повышаться или уменьшаться с увеличением расхода воздуха.

Датчик расхода воздуха прост и надежен в эксплуатации, но это не означает, что ремонт дмрв нужно производить самостоятельно. В случае его поломки лучше обратиться к специалистам. Недостатком ДМРВ является то, что он измеряет объем поступающего воздуха. Поскольку для определения потребного количества топлива требуется определение массы воздуха, необходима корректировка показаний датчика в соответствии с плотностью воздуха. Для решения этой проблемы в воздухозаборник рядом с датчиком расхода ставят датчик температуры воздуха.

Для возможности регулировки СО датчик расхода частично шунтируется обходным каналом с регулировочным винтом.

К недостаткам датчика объемного расхода воздуха можно отнести еще также и наличие механического контакта между дорожкой сопротивлений и металической шиной, и как следствие износ. Обычно протирается дорожка в месте нахождения шинки в режиме холостого хода. В большинстве случаев можно сняв пластмасуваю крышку, ослабить 3-4 винта крепления керамической панельки и чуть сдвинуть ее так, чтобы шинка теперь работала по чистой, непротертой дорожке. Ресурс будет такой же.

Проволочный датчик массового расхода воздуха

Проволочный датчик определения массового расхода воздуха был разработан для устранения недостатков электро-механического датчика объемного расхода. Новый датчик не подвержен пульсациям, связанным с открытием и закрытием впускных клапанов, и не зависит от плотности, поступающего воздуха.

Датчик этого типа из нагретого провода (2) диаметром 70 мкм, установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой. Работа датчика массового расхода воздуха основана на принципе постоянства температуры. Нагретый платиновый провод, расположенный в воздушном потоке, является одним из плеч резисторного моста. При этом за счет изменения силы тока, протекающей через резисторный мост, поддерживается постоянная температура (около 100 С) платинового провода, обдуваемого воздушным потоком.

При увеличении расхода воздуха платиновый провод остывает и его сопротивление падает. Резисторный мост становится несимметричным и возникает напряжение, подаваемое на усилитель и направленное на повышение температуры провода. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура и сопротивление провода не приведут к равновесию системы. Диапазон силы тока, протекающего через провод составляет 500...1200 мкА.

Этот ток также протекает через калибровочный резистор, на котором возникает напряжение, поступающее в блок электронного управления для вычисления количества впрыскиваемого топлива. Измерение температуры воздуха компенсируется резистором (4), который представляет собой платиновое кольцо, имеющее сопротивление примерно 500 Ом и расположенное в воздушном потоке. Изменение температуры воздуха одновременно изменяет сопротивление нагретого провода (2) и термокомпенсационного сопротивления (4), поэтому равновесие резисторного моста не нарушается.

Современный автомобиль воплощает в себе сгусток инженерной мысли. Каждый агрегат в нем снабжен датчиками, которые считывают информацию и отправляют ее в электронный блок управления. ЭБУ руководит всеми системами авто, обеспечивая тем самым бесперебойную и эффективную его работу.

Датчики контролируют температуру охлаждающей жидкости, давления масла в двигателе, положение дроссельной заслонки, количество подаваемого воздуха в камеры сгорания двигателя и многие другие параметры работающих систем автомобиля. От исправности этих маленьких приборов зависит работоспособность авто.

Среди датчиков, к исправности которых у автомобилистов внимание должно быть пристальным, особое место занимает ДМРВ. Что такое ДМРВ? ДМРВ — это датчик массового расхода воздуха (в английской терминологии Mass Air Flow Sensor или MAF), предназначение которого состоит в определении количества воздуха, поступающего в двигатель. Он применяется на машинах с впрыском топлива и может использовать вместе с датчиками, определяющими температуру воздуха и атмосферное давление.

На фото датчик массового расхода воздуха. Она всегда находится на выходе воздушного фильтра

Как уже было сказано, главная задача ДМРВ – проинформировать о том, сколько воздуха в данный момент проходит в камеры сгорания силового агрегата автомобиля. Эта информация важна, поскольку в отличие от карбюраторного двигателя, рабочая смесь в котором создается карбюратором, инжекторный двигатель формирует смесь в цилиндрах. Воздух в инжекторе всасывается в цилиндры разрежением, а бензин впрыскивается форсунками.

Каждый впрыск строго дозированный, и подачу порции топлива регулирует электроника на основании информации, полученной от датчиков. Доза топлива зависит от положения коленвала, скорости, с которой он вращается, от положения дросселя, а также от количества воздуха, заходящего в цилиндры. Датчик ДМВР помогает ЭБУ сбалансировать горючую смесь и обеспечить тем самым оптимальную работу двигателя в данных условиях.

Как устроен датчик массового расхода воздуха

Воздух, как компонент горючей смеси, поступает в цилиндры через воздушный фильтр по патрубку. ДМРВ монтируется в корпусе воздушного фильтра и соединяется с патрубком. Соединения герметичны, подсос воздуха недопустим, благодаря этому датчик может точно определять количество воздуха, которое выходит после очистки фильтром, и передавать информацию на блок электроники.

Внутренне устройство ДМРВ, использовавшегося в Ford Windstar

Датчики массового расхода воздуха, устанавливаемые на автомобили, бывают нескольких типов:

• Первые датчики (расходомеры воздуха) базировались на принципе изменения сопротивления резистора под воздействием изгибаемой пластины. Пластинка-лопаточка закрепляется в корпусе расходомера и под потоком воздуха изгибается – чем мощнее поток, тем больше изгиб. Меняющееся сопротивление резистора при этом сигнализирует блоку управления автомобиля о количестве поступающего воздуха в двигатель.
• Самые распространенные сегодня расходомеры базируются на работе термоанемометрических измерителей. В корпусе датчика встроены две тонкие платиновые нити: одна рабочая, а вторая – контрольная. Обе нити нагреваются током и имеют одинаковую температуру. Рабочая нить обдувается потоком воздуха и для поддержания температуры на ней, равной температуре на контрольной нити, автоматика увеличивает проходящий через рабочую нить ток. Разность показателей проходящего через рабочую нить тока определяет количество воздуха, всасываемого двигателем.
• В расходомерах воздуха нового поколения в качестве измерителей используют кремневые пластинки с напылением платиновым покрытием.

Признаки неисправности ДМРВ

Check engine — может сигнализировать о проблемах с ДМРВ

Корректные данные с ДМРВ обеспечивают двигателю постоянное эффективное смесеобразование, и малейшее отклонение в работе устройства тут же сказывается на мощностных и ходовых качествах мотора. Поломка датчика может привести к невозможности запустить двигатель в работу.

На автомобиле могут проявляться в следующих ситуациях:

• трудно запустить двигатель;
• загорелся сигнал «Check engine»;
• увеличился расход бензина;
• ухудшилась динамика набора скорости;
• обороты в режиме холостого хода плавают.

Эти же проявления могут говорить и о поломке других устройств на машине, поэтому нужно обратиться на СТО и провести обследование состояния датчика.

Как проверить ДМРВ

Отключение датчика массового расхода воздуха

Определить неисправность датчика массового расхода воздуха можно попытаться самостоятельно. Есть несколько способов проведения регламентных работ для этой цели.

• На работающем двигателе отключить колодку с проводами от датчика. ЭБУ будет питать двигатель по показаниям, исходящим от датчика дросселя. Обороты мотора вырастут. Затем нужно осуществить тест-драйв– улучшение работы силового агрегата укажет на неисправность ДМРВ.
• С помощью вольтметра проверить напряжение между проводами «сигнал датчика» и «масса». При включенном зажигании (двигатель не работает) напряжение на вольтметре должно быть в пределах 0,9-1,4 вольта. Повышенное напряжение свидетельствует о проблемном датчике.
• Можно попытаться почистить внутренности датчика от грязи, применив для этой цели аэрозоль, с помощью которого промывают карбюратор.

Современные расходомеры – это сложные и неподдающиеся ремонту приборы, поэтому устранять самостоятельно поломку в них не получится. Восстановить корректную работу двигателя при поломке ДМРВ можно только его заменой.

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.

Виды и особенности работы расходомеров

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

Схема устройства проволочного ДМРВ

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

Устройство 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:

• нагревательный;
• терморезисторы (их два);
• датчика температуры воздуха.

Кристалл с напылением помещен в корпус, который подключается в канал подачи воздуха. Он имеет особенную конструкцию, позволяющую выполнять измерение температуры не только входящего, но и отраженного потока. Поскольку всасывание воздуха достигается за счет разрежения, скорость движения потока очень высока, что препятствует скоплению загрязнений на чувствительном элементе.

Так же, как и в нитиевом датчике, чувствительный элемент нагревается до заданной температуры. При прохождении воздуха на терморезисторах возникает разница температур, на основе которой рассчитывается масса потока, поступающего из атмосферы. В таких конструкциях сигнал в ЭБУ двигателя может подаваться как в аналоговом формате (выходное напряжение), так и в более современном и удобном для обработки — цифровом.

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).