Предмети:
- въведение
- Аналогов измервател на масата на въздуха
- Цифров измервател на въздушна маса
- Прочетете измерените стойности с помощта на диагностично оборудване
- Последици от дефектен масомер на въздуха
- Работа на измервателя на въздушната маса
Предговор:
Измервателят на въздушната маса е монтиран между корпуса на въздушния филтър и всмукателния колектор.
Целият засмукан въздух преминава през измервателя на въздушната маса. При двигател с естествено пълнене въздухът се засмуква от подналягането в цилиндрите, а при двигател, оборудван с турбо, въздухът се засмуква през колелото на компресора. Уредът за измерване на въздушната маса измерва количеството въздух, който тече в двигателя. Въз основа на тези данни може да се определи количеството гориво, което трябва да се впръска, наред с други неща, като се използват характеристичните стойности в блока за управление на двигателя.
Масомерът за въздух се предлага в две версии:
- Аналогов изходен сигнал: нивото на напрежението зависи от измерената стойност. Това се нарича още AM сигнал (амплитудна модулация);
- Цифров изходен сигнал: електрониката в сензора създава цифров сигнал под формата на честота. Този FM сигнал (честотна модулация) варира с увеличаване на обема на въздуха.
Следващите параграфи обясняват разликата между аналоговите и цифровите измерватели на въздушната маса с примерни измервания. Последният параграф обяснява работата на измервателя на въздушната маса на ниво компонент.
Аналогов измервател на масата на въздуха:
Захранващото напрежение на този сензор е 12 волта. Аналоговият сигнал за напрежение на този сензор обикновено е (в зависимост от марката и типа):
- Включено запалване, без въздушен поток: 0,2 – 1,5 волта.
- Двигател на празен ход: 1,5 – 3,0 волта.
- Ускорение с напълно отворен дросел: максимум 4,5 волта.
Графиката показва прогресията на напрежението в сравнение с измерената въздушна маса в грамове за секунда. Можем да измерим напрежението с мултицет.
Цифров измервател на въздушна маса:
Честотата на сигнала показва колко въздух е преминал през сензора. Напрежението на сигнала винаги е между 0 и 5 волта. Честотата показва колко често сигналът се повтаря в рамките на период от една секунда. Когато измерваме два сигнала за една секунда с осцилоскоп, говорим за 2 Hz. На практика виждаме, че честотата е много по-висока. Като цяло производителите прилагат следните честоти:
- стационарен: 2 – 2,5 kHz (2000 – 2500 Hz)
- висока скорост: до 6 – 6,5 kHz
Честотата нараства пропорционално на нарастващия въздушен поток. Ако видите необичайни пикове в сигнала или честота, която е твърде ниска, се измерва при висока скорост, това може да означава замърсен или дефектен измервател на въздушна маса. Изображенията по-долу показват две измервания от цифровия измервател на въздушната маса.
Измерването на напрежението показва развитието на напрежението във времето. Това изображение показва, че напрежението се променя постоянно между 0,5 и 4,5 волта. С увеличаване на въздушния поток (при увеличаване на скоростта) времето между издигащите се и падащите линии става по-малко. Импулсите стават по-тънки и по-близо един до друг. Не може да се направи правилна диагноза с това изображение на обхвата.
Измерването, при което канал A измерва напрежението, а канал B измерва честотата, дава представа за работата на измервателя на въздушната маса. Измерванията се правят за по-голям период от време, което прави да изглежда така, сякаш сините импулси на канал А са съседни един на друг. Това обаче не е така; Поради намаляването, едва ли е възможно да се направи разлика между напрежението нагоре и надолу.
Червената линия (канал B) показва честотата на сигнала. Колкото по-близо са импулсите на напрежение един до друг, толкова повече се издига червената линия. При ускоряване до висока скорост с напълно отворено превозно средство, честотата продължава да се увеличава до отпускане на газта. Височината на червената линия показва максималната честота на сигнала. Тези данни могат да бъдат сравнени с фабричните данни или с изчислена стойност. Ще обсъдим това по-подробно в следващия раздел.
В диаграмата по-долу на Volkswagen Golf 6 2.0 tdi кодът на компонента G70 показва цифровия измервател на въздушната маса.
- Щифт 1 на измервателя на въздушната маса е свързан с щифт 18 на ECU на двигателя. Това е сигналният проводник, по който измервателят на въздушна маса изпраща измерената стойност към ECU;
- Пин 2: сигнален проводник на сензор за температура на въздуха. Този сензор е интегриран в корпуса на измервателя на масата на въздуха;
- Пин 4: маса;
- Пин 5: е свързан към предпазител чрез препратка 23 в диаграмата. Масомерът на въздуха се захранва с напрежение 12 волта.
На пин 1 на измервателя на въздушната маса можем да измерим сигнала, който се изпраща към ECU. Освен това, ако има такъв, можем пробивна кутия е наличен, проверете дали този сигнал също пристига правилно на пин 18 на ECU. Ако тези сигнали се различават един от друг, можем да измерим разликата в напрежението през този проводник (щифт 1 на LMM в сравнение с щифт 18 на ECU).
Твърде ниско захранващо напрежение на сензора може да повлияе на сигнала на сензора. Ето защо трябва да проверим и положителните и земните връзки. Свързваме волтметъра или осцилоскопа към щифтове 4 и 5 и проверяваме дали измерваме напрежение, което е приблизително равно на напрежението на батерията. Ако напрежението е твърде ниско, може да имаме работа с a устойчивост на преход в положителния проводник или заземяващия проводник, който можем да открием с помощта на измерването V4.
Прочетете измерените стойности с помощта на диагностично оборудване:
Системата за управление на двигателя изчислява количеството въздух въз основа на стойността на сензора. С помощта на четящо оборудване текущото количество засмукан въздух може да бъде прочетено от живите данни (наричани още параметри или блокове с измерени стойности). Няма значение дали сигналът е аналогов или цифров; При четене виждате стойността на сигнала, получен и обработен от ECU.
За да проверите дали измерената стойност е правилна, тя може да бъде сравнена с фабричните данни. В повечето случаи обаче те не се намират лесно. Ето защо има калкулатори за изчисляване на обема на въздуха. Добре позната програма е LMM инструмент който можете да изтеглите тук.
Стойността, която сте изчислили, и прочетената стойност трябва да съответстват достатъчно добре. Разбира се, допуска се малка разлика. Винаги трябва да се справяме със свойствата на двигателя, които се различават при всеки двигател; помислете за синхронизиране на клапаните, техники за увеличаване на коефициента на пълнене, като променливо газоразпределение на клапаните, променлив всмукателен колектор и т.н. Въпреки това, ако тези стойности се различават с десетки грама, не може да се изключи дефект в измервателя на въздушната маса.
Таблиците по-долу показват изчислените стойности на двигател с атмосферно пълнене с работен обем 2000 cc (2,0 литра). Започваме с празен ход; това е приблизително 800 об./мин. Във всмукателния колектор има вакуум, защото дроселовата клапа е почти напълно затворена. Налягането е 0,3 бара. Следващите две колони показват стойностите при повишени обороти на двигателя и напълно отворена дроселна клапа (Wide Open Throttle). Във всмукателния колектор преобладава абсолютното външно налягане, т.е. 1000 mBar. Температурата на входящия въздух се повишава. Оборотите на двигателя продължават да се увеличават до 6000 об./мин.
Ситуация:
- Обороти: 800 об/мин;
- Налягане във всмукателния колектор: 300 mBar;
- Температура на входящия въздух: 20°.
Изчислени стойности:
- 3,86 грама/сек;
- 13,88 кг/час;
- 0,15 грама на удар.
Ситуация:
- Обороти: 3000 rpm (WOT);
- Налягане във всмукателния колектор: 1000 mBar;
- Температура на входящия въздух: 22°.
Изчислени стойности:
- 47,86 грама/сек;
- 172,31 кг/час;
- 0,48 грама на удар.
Ситуация:
- Обороти: 6000 rpm (WOT);
- Налягане във всмукателния колектор: 1000 mBar;
- Температура на входящия въздух: 25°.
Изчислени стойности:
- 94,76 грама/сек;
- 341,14 кг/час;
- 0,48 грама на удар.
Последици от дефектен масов въздухомер:
- По-малко мощност (не винаги трябва да се забелязва)
- По-ниска максимална скорост
- По-висок разход на гориво
- Повече емисии на сажди (дизелов двигател)
- Двигателят върти слабо при пълно натоварване например
Работа на измервателя на въздушната маса:
Корпусът на масовия въздухомер съдържа щепселната връзка за кабелния сноп към ECU, електрониката на печатна платка и измервателния елемент.
Гуменият О-пръстен предотвратява засмукването на въздух покрай корпуса. Измервателният елемент на масомера на въздуха се състои, наред с други неща, от два температурно-зависими резистора (PTC и NTC термистори).
Когато двигателят работи, резисторите се охлаждат поради входящия въздух, който преминава покрай тях. Електронната схема гарантира, че температурата на PTC нагревателния елемент остава постоянна. Свързаната разлика в напрежението се преобразува от усилвателна верига в използваем изходен сигнал за изпращане към ECU.
Следната фигура показва компонентите в измервателя на въздушната маса в три подзони:
- Червен: сензор за температура на входящия въздух (NTC);
- Зелено: компоненти за горещия проводник;
- Синьо: компоненти за измервателния елемент.
Масомерът на въздуха има 5-пинов щепсел:
- сигнал от сензора за температура на входящия въздух;
- захранване (12 волта) за горещ проводник;
- захранване (5 волта) за измервателен елемент;
- сигнал (0,5 – 4,5 волта);
- сензорна маса. Всички вътрешни заземявания са свързани към този изходен щифт.
На следващите изображения трите подзони са показани отделно с обяснение до тях.
Сензор за температура на входящия въздух: както вече споменахме, този сензор е от типа NTC.
Съпротивлението на сензора зависи от температурата на въздуха, който тече от въздушния филтър, през измервателя на въздушната маса, към турбото или всмукателния колектор.
Измервателят на масата на въздуха с топлинен филм съдържа нагревателен резистор, който се поддържа при постоянна температура. В тази диаграма съпротивлението на нагряване е Rh. Нагревателният резистор, наричан още гореща жица, се включва и изключва от транзистор (отгоре).
В средата виждаме един Мост Уитстоун с резистори R3 и R4 на дъното. Това са температурно-зависими резистори (PTC и NTC). Резисторите R3 и R4 осигуряват постоянна температура на устойчивост на нагряване Rh:
- Тъй като въздушният поток се увеличава, резисторите се охлаждат и се получава различен спад на напрежението във всички резистори в моста. С моста на Wheatstone промяната на съпротивлението може да се преобразува в сигнално напрежение за ECU. Вижте страницата „Мостът Уитстоун“ за подробно обяснение на тази схема.
- Разликата в напрежението на операционния усилвател променя изходното напрежение към транзистора;
- Транзисторът се включва и включва или изключва подаването на ток към нагревателния резистор Rh;
- Съпротивлението на нагряване ще се поддържа при същата температура, доколкото е възможно, от захранването.
- Температурно зависимите резистори R1 и R2 са поставени от двете страни на нагряващото съпротивление Rh;
- Ако през сензора не протича въздух, резисторите R1 и R2 имат еднаква стойност и няма изходен сигнал;
- Когато въздухът протича през сензора, съпротивлението R1 се охлажда и R2 се нагрява;
- В резултат стойността на съпротивлението на R1 намалява, а тази на R2 се увеличава;
- Нарастващата стойност на съпротивлението също увеличава изходното напрежение;
- Ако въздухът тече обратно през сензора (обратен поток), R2 се охлажда и R1 се нагрява, причинявайки спад на изходното напрежение. Следователно средното изходно напрежение е правилна мярка за количеството въздушна маса, която тече към двигателя.
Обратният поток е потокът въздух (пулсации) обратно към въздушния филтър в резултат на затваряне на всмукателните клапани или затваряне на дроселната клапа. Обратният поток се измерва като допълнителна въздушна маса, която може да причини голямо отклонение в сигнала. Съвременните измерватели на масата на въздуха имат компенсация на обратния поток, както е показано в този пример с резистори R1 и R2.
