Teemad:
- Sissejuhatus
- Analoogne õhumassimõõtur
- Digitaalne õhumassimõõtja
- Lugege mõõdetud väärtusi diagnostikaseadmete abil
- Defektse õhumassimõõtja tagajärjed
- Õhumassimõõtja töö
Eessõna:
Õhumassimõõtur on paigaldatud õhufiltri korpuse ja sisselaskekollektori vahele.
Kogu imetud õhk läbib õhumassimõõturi. Hingaval mootoril imetakse õhku sisse silindrites oleva alarõhuga ja turboga varustatud mootoris läbi kompressori ratta. Õhumassimõõtja mõõdab mootorisse voolava õhu hulka. Nende andmete põhjal saab sissepritsetava kütuse koguse määrata muuhulgas mootori juhtseadme karakteristikute väärtuste abil.
Õhumassimõõtur on saadaval kahes versioonis:
- Analoogväljundsignaal: pinge tase sõltub mõõdetud väärtusest. Seda nimetatakse ka AM-signaaliks (amplituudmodulatsioon);
- Digitaalne väljundsignaal: anduri elektroonika loob digitaalse signaali sageduse kujul. See FM-signaal (sagedusmodulatsioon) muutub õhuhulga suurenedes.
Järgmistes lõikudes selgitatakse analoog- ja digitaalsete õhumassimõõtjate erinevust näidismõõtmiste abil. Viimases lõigus selgitatakse õhumassimõõturi tööd komponendi tasemel.
Analoogõhumassimõõtur:
Selle anduri toitepinge on 12 volti. Selle anduri analoogpinge signaal on üldiselt (olenevalt kaubamärgist ja tüübist):
- Süüde sees, õhuvool puudub: 0,2–1,5 volti.
- Mootori tühikäik: 1,5–3,0 volti.
- Kiirendus täielikult avatud gaasihoovaga: max 4,5 volti.
Graafik näitab pinge progresseerumist võrreldes mõõdetud õhumassiga grammides sekundis. Pinge saame mõõta multimeetriga.
Digitaalne õhumassimõõtur:
Signaali sagedus näitab, kui palju õhku andurist on läbinud. Signaali pinge on alati vahemikus 0 kuni 5 volti. Sagedus näitab, kui sageli signaal kordub ühe sekundi jooksul. Kui me mõõdame ostsilloskoobiga kahte signaali ühes sekundis, räägime sagedusest 2 Hz. Praktikas näeme, et sagedus on palju suurem. Üldiselt kasutavad tootjad järgmisi sagedusi:
- statsionaarne: 2–2,5 kHz (2000–2500 Hz)
- suur kiirus: kuni 6 – 6,5 kHz
Sagedus suureneb proportsionaalselt õhuvoolu suurenemisega. Kui näete signaalis ebatavalisi tippe või suurel kiirusel mõõdetakse liiga madalat sagedust, võib see viidata määrdunud või defektsele õhumassimõõturile. Allolevatel piltidel on kaks digitaalse õhumassimõõturi mõõtmist.
Pinge mõõtmine näitab pinge arengut ajas. Sellel pildil on näha, et pinge muutub pidevalt vahemikus 0,5–4,5 volti. Õhuvoolu suurenedes (kiiruse suurendamisel) väheneb aeg tõusvate ja langevate joonte vahel. Impulsid muutuvad õhemaks ja üksteisele lähemale. Selle ulatuse pildiga ei saa õiget diagnoosi panna.
Mõõtmine, milles kanal A mõõdab pinget ja kanal B sagedust, annab aimu õhumassimõõtja tööst. Mõõtmised tehakse pikema aja jooksul, mistõttu jääb mulje, nagu oleksid kanali A sinised impulsid kõrvuti. Kuid see pole nii; Väljasuumi tõttu on vaevalt võimalik eristada üles- ja allavoolu pingeid.
Punane joon (kanal B) näitab signaali sagedust. Mida lähemal on pingeimpulsid üksteisele, seda rohkem tõuseb punane joon. Täiesti avatud sõidukiga suurele kiirusele kiirendamisel jätkab sageduse tõusu kuni gaasipedaali vabastamiseni. Punase joone kõrgus näitab signaali maksimaalset sagedust. Neid andmeid saab võrrelda tehaseandmete või arvutatud väärtusega. Seda käsitleme üksikasjalikumalt järgmises jaotises.
Volkswagen Golf 6 2.0 tdi alloleval diagrammil tähistab komponendikood G70 digitaalset õhumassimõõtjat.
- Õhumassimõõturi tihvt 1 on ühendatud mootori ECU kontaktiga 18. See on signaalijuhe, mille kaudu õhumassimõõtja saadab mõõdetud väärtuse ECU-sse;
- Pin 2: signaali juhe õhutemperatuuri andur. See andur on integreeritud õhumassimõõturi korpusesse;
- Pin 4: maandus;
- Pin 5: on ühendatud kaitsmega diagrammi viite 23 kaudu. Õhumassimõõtja on varustatud 12-voldise pingega.
Õhumassimõõtja kontaktil 1 saame mõõta signaali, mis saadetakse ECU-sse. Lisaks, kui on, siis saame läbimurdekast on saadaval, kontrollige, kas see signaal saabub õigesti ka ECU kontaktile 18. Kui need signaalid erinevad üksteisest, saame mõõta selle juhtme pingeerinevust (LMM-i tihvt 1 võrreldes ECU viiguga 18).
Anduri liiga madal toitepinge võib mõjutada anduri signaali. Seetõttu peame kontrollima ka positiivseid ja maandusühendusi. Ühendame voltmeetri või ostsilloskoobi kontaktidega 4 ja 5 ning kontrollime, kas mõõdame pinget, mis on ligikaudu võrdne aku pingega. Kui pinge on liiga madal, võib tegemist olla a üleminekutakistus positiivses juhtmes või maandusjuhtmes, mida saame V4 mõõtmise abil tuvastada.
Lugege mõõdetud väärtusi diagnostikaseadmete abil:
Mootori juhtimissüsteem arvutab õhukoguse anduri väärtuse põhjal. Lugemisseadmete abil saab reaalajas andmetest (nimetatakse ka parameetriteks või mõõdetud väärtuste plokkideks) välja lugeda hetkelise imetud õhu koguse. Pole vahet, kas signaal on analoog- või digitaalne; Lugemisel näete ECU poolt vastuvõetud ja töödeldud signaali väärtust.
Kontrollimaks, kas mõõdetud väärtus on õige, saab seda võrrelda tehaseandmetega. Kuid enamikul juhtudel pole neid lihtne leida. Seetõttu on õhuhulga arvutamiseks olemas kalkulaatorid. Tuntud programm on LMM tööriist mille saate siit alla laadida.
Arvutatud väärtus ja loetud väärtus peavad suhteliselt hästi vastama. Muidugi on väike erinevus lubatud. Peame alati tegelema mootori omadustega, mis iga mootori puhul erinevad; mõelge klapi ajastusele, täiteteguri suurendamise tehnikatele, nagu muudetav klapiajastus, muutuv sisselaskekollektor jne. Kui need väärtused erinevad aga kümnete grammide võrra, ei saa välistada õhumassimõõturi defekti.
Allolevad tabelid näitavad 2000 cm2,0 (800 liitrit) töömahuga vabalthingava mootori arvutuslikke väärtusi. Alustame tühikäigu kiirusega; see on umbes 0,3 pööret minutis. Sisselaskekollektoris on vaakum, kuna drosselklapp on peaaegu täielikult suletud. Rõhk on 1000 baari. Järgmised kaks veergu näitavad väärtusi mootori suurendatud pöörete arvu ja täielikult avatud gaasihoova (Wide Open Throttle) korral. Sisselaskekollektoris valitseb absoluutne välisõhu rõhk ehk 6000 mBar. Sissepuhkeõhu temperatuur tõuseb. Mootori pöörded tõusevad jätkuvalt XNUMX p/min-ni.
Olukord:
- Kiirus: 800 p/min;
- Sisselaskekollektori rõhk: 300 mBar;
- Sissepuhkeõhu temperatuur: 20°.
Arvutatud väärtused:
- 3,86 grammi/sek;
- 13,88 kg/tunnis;
- 0,15 grammi löögi kohta.
Olukord:
- Kiirus: 3000 p/min (WOT);
- Sisselaskekollektori rõhk: 1000 mBar;
- Sissepuhkeõhu temperatuur: 22°.
Arvutatud väärtused:
- 47,86 grammi/sek;
- 172,31 kg/tunnis;
- 0,48 grammi löögi kohta.
Olukord:
- Kiirus: 6000 p/min (WOT);
- Sisselaskekollektori rõhk: 1000 mBar;
- Sissepuhkeõhu temperatuur: 25°.
Arvutatud väärtused:
- 94,76 grammi/sek;
- 341,14 kg/tunnis;
- 0,48 grammi löögi kohta.
Defektse õhumassimõõturi tagajärjed:
- Vähem võimsust (ei pea alati olema märgatav)
- Madalam tippkiirus
- Kõrgem kütusekulu
- Rohkem tahma heitmeid (diiselmootor)
- Mootor teeb täiskoormusel pöördeid näiteks kehvasti
Õhumassimõõtja tööpõhimõte:
Õhumassimõõturi korpus sisaldab juhtmestiku pistikühendust ECU-ga, elektroonikat trükkplaadil ja mõõteelementi.
Kummist O-rõngas takistab õhu imemist korpusest mööda. Õhumassimõõtja mõõteelement koosneb muuhulgas kahest temperatuurist sõltuvast takistist (PTC ja NTC termistorid).
Kui mootor töötab, jahtuvad takistid neist mööda voolava sisselaskeõhu tõttu. Elektrooniline ahel tagab PTC kütteelemendi temperatuuri püsimise. Seotud pingeerinevus teisendab võimendilülitus kasutatavaks väljundsignaaliks, mis saadetakse ECU-sse.
Järgmisel joonisel on näidatud õhumassimõõturi komponendid kolmes alampiirkonnas:
- Punane: sisselaskeõhu temperatuuriandur (NTC);
- Roheline: kuuma traadi komponendid;
- Sinine: mõõteelemendi komponendid.
Õhumassimõõturil on 5-kontaktiline pistikühendus:
- sisselaskeõhu temperatuurianduri signaal;
- toiteallikas (12 volti) kuuma traadi jaoks;
- toiteallikas (5 volti) mõõteelemendi jaoks;
- signaal (0,5 – 4,5 volti);
- anduri mass. Kõik sisemised maandused on ühendatud selle väljundpistikuga.
Järgmistel piltidel on kolm alampiirkonda näidatud eraldi koos selgitusega.
Sissepuhkeõhu temperatuuriandur: nagu juba mainitud, on see andur seda tüüpi NTC.
Anduri takistus sõltub õhutemperatuurist, mis voolab õhufiltrist õhumassimõõtja kaudu turbosse või sisselaskekollektorisse.
Soojuskile õhumassimõõtja sisaldab küttetakistit, mida hoitakse ühtlasel temperatuuril. Sellel diagrammil on küttetakistus Rh. Küttetakisti, mida nimetatakse ka kuumaks juhtmeks, lülitatakse sisse ja välja transistori abil (ülaosas).
Keskel näeme ühte Wheatstone'i sild takistitega R3 ja R4 all. Need on temperatuurist sõltuvad takistid (PTC ja NTC). Takistid R3 ja R4 tagavad püsiva kuumutustakistuse Rh temperatuuri:
- Õhuvoolu suurenedes takistid jahtuvad ja kõigil silla takistitel tekib erinev pingelang. Wheatstone'i silla abil saab takistuse muutuse teisendada ECU signaalipingeks. Vaata lehte "Wheatstone'i sild" selle vooluringi üksikasjaliku selgituse saamiseks.
- Operatsioonivõimendi pingeerinevus muudab transistori väljundpinget;
- Transistor lülitatakse sisse ja lülitab küttetakisti Rh voolu sisse või välja;
- Toiteallikas hoiab küttetakistust võimalikult samal temperatuuril.
- Temperatuurist sõltuvad takistid R1 ja R2 asetatakse mõlemale poole küttetakistust Rh;
- Kui õhku läbi anduri ei voola, on takistitel R1 ja R2 sama väärtus ja väljundsignaal puudub;
- Kui õhk voolab läbi anduri, siis takistus R1 jahtub ja R2 soojeneb;
- Selle tulemusena väheneb R1 takistuse väärtus ja R2 oma suureneb;
- Suurenev takistuse väärtus suurendab ka väljundpinget;
- Kui õhk voolab tagasi üle anduri (tagasivool), R2 jahtub ja R1 kuumeneb, põhjustades väljundpinge langemise. Seetõttu on keskmine väljundpinge mootorisse voolava õhumassi õige mõõt.
Tagasivool on õhuvool (pulsatsioonid) tagasi õhufiltri suunas sisselaskeklappide või drosselklapi sulgemise tulemusena. Tagasivoolu mõõdetakse lisaõhumassina, mis võib signaalis põhjustada suuri hälbeid. Kaasaegsetel õhumassimõõturitel on tagasivoolu kompenseerimine, nagu on näidatud selles näites takistitega R1 ja R2.
