Tárgyak:
- bevezetés
- Analóg légtömeg mérő
- Digitális légtömegmérő
- Olvassa le a mért értékeket diagnosztikai berendezéssel
- A hibás légtömeg-mérő következményei
- A légtömegmérő működése
Bevezetés:
A légtömeg-mérő a légszűrő háza és a szívócső közé van szerelve.
Az összes beszívott levegő áthalad a légtömegmérőn. A szívómotorban a levegőt a hengerekben lévő alulnyomás szívja be, a turbóval felszerelt motorban pedig a kompresszor kerekén keresztül szívja be a levegőt. A légtömeg-mérő a motorba áramló levegő mennyiségét méri. Ezen adatok alapján a befecskendezendő üzemanyag mennyisége többek között a motorvezérlő egységben található karakterisztikus értékek segítségével határozható meg.
A légtömegmérő két változatban kapható:
- Analóg kimeneti jel: a feszültség szintje a mért értéktől függ. Ezt AM jelnek (Amplitude Modulation) is nevezik;
- Digitális kimeneti jel: az érzékelő elektronikája frekvencia formájában digitális jelet hoz létre. Ez az FM jel (frekvencia moduláció) a levegő mennyiségének növekedésével változik.
A következő bekezdések példákkal magyarázzák el az analóg és a digitális légtömegmérők közötti különbséget. Az utolsó bekezdés ismerteti a légtömeg-mérő működését alkatrész szinten.
Analóg légtömeg-mérő:
Az érzékelő tápfeszültsége 12 volt. Ennek az érzékelőnek az analóg feszültségjele általában (márkától és típusától függően):
- Bekapcsolt gyújtás, nincs légáramlás: 0,2 – 1,5 volt.
- Motor alapjáraton: 1,5-3,0 volt.
- Gyorsulás teljesen nyitott fojtószeleppel: max 4,5 volt.
A grafikon a feszültség előrehaladását mutatja a mért légtömeghez viszonyítva gramm per másodpercben. A feszültséget multiméterrel tudjuk mérni.
Digitális légtömegmérő:
A jel frekvenciája azt jelzi, hogy mennyi levegő áramlott át az érzékelőn. A jel feszültsége mindig 0 és 5 volt között van. A frekvencia azt jelzi, hogy a jel milyen gyakran ismétlődik egy másodpercen belül. Ha egy másodperc alatt két jelet mérünk oszcilloszkóppal, 2 Hz-ről beszélünk. A gyakorlatban azt látjuk, hogy a frekvencia sokkal magasabb. Általában a gyártók a következő frekvenciákat alkalmazzák:
- álló helyzetben: 2 – 2,5 kHz (2000 – 2500 Hz)
- nagy sebesség: 6 – 6,5 kHz-ig
A frekvencia a növekvő légáramlással arányosan növekszik. Ha rendellenes csúcsokat lát a jelben, vagy túl alacsony frekvenciát mér nagy sebességnél, ez szennyezett vagy hibás légtömeg-mérőt jelezhet. Az alábbi képek két mérést mutatnak be a digitális légtömegmérővel.
A feszültségmérés a feszültség időbeli alakulását mutatja. Ez a kép azt mutatja, hogy a feszültség folyamatosan változik 0,5 és 4,5 volt között. Növekvő légáramlással (a sebesség növelésekor) az emelkedő és süllyedő vonalak közötti idő csökken. Az impulzusok elvékonyodnak és közelebb kerülnek egymáshoz. Ezzel a képpel nem lehet megfelelő diagnózist felállítani.
Az a mérés, amelyben az A csatorna a feszültséget, a B csatorna pedig a frekvenciát méri, képet ad a légtömegmérő működéséről. A mérések nagyobb időtartamra vonatkoznak, így úgy tűnik, mintha az A csatorna kék impulzusai szomszédosak lennének. Ez azonban nem így van; A kicsinyítés miatt alig lehet különbséget tenni a fel és le feszültség között.
A piros vonal (B csatorna) a jel frekvenciáját jelzi. Minél közelebb vannak egymáshoz a feszültségimpulzusok, annál jobban emelkedik a piros vonal. Amikor teljesen nyitott járművel nagy sebességre gyorsít, a frekvencia tovább növekszik, amíg a gázkart el nem engedik. A piros vonal magassága a jel maximális frekvenciáját jelzi. Ezek az adatok összehasonlíthatók a gyári adatokkal vagy egy számított értékkel. Erről részletesebben a következő részben fogunk beszélni.
Az alábbi ábrán egy Volkswagen Golf 6 2.0 tdi a G70 alkatrészkód jelzi a digitális légtömegmérőt.
- A légtömeg-mérő 1. érintkezője a motor ECU 18. érintkezőjéhez csatlakozik. Ez az a jelvezeték, amelyen keresztül a légtömeg-mérő elküldi a mért értéket az ECU-nak;
- 2. érintkező: a jelvezeték levegő hőmérséklet érzékelő. Ez az érzékelő a légtömegmérő házába van beépítve;
- 4. tű: földelés;
- 5. érintkező: egy biztosítékhoz csatlakozik a diagram 23-as hivatkozásán keresztül. A légtömeg-mérő 12 voltos feszültséggel van ellátva.
A légtömegmérő 1. érintkezőjén mérhetjük az ECU-nak küldött jelet. Ráadásul, ha van, megtehetjük kitörő doboz elérhető, ellenőrizze, hogy ez a jel az ECU 18-as érintkezőjére is megfelelően érkezik-e. Ha ezek a jelek eltérnek egymástól, meg tudjuk mérni a feszültségkülönbséget ezen a vezetéken (az LMM 1. érintkezője az ECU 18. érintkezőjéhez képest).
Az érzékelő túl alacsony tápfeszültsége befolyásolhatja az érzékelő jelét. Ezért ellenőriznünk kell a pozitív és a földelést is. Csatlakoztatjuk a voltmérőt vagy az oszcilloszkópot a 4-es és 5-ös érintkezőhöz, és ellenőrizzük, hogy az akkumulátor feszültségével megközelítőleg megegyező feszültséget mérünk-e. Ha a feszültség túl alacsony, akkor lehet, hogy a átmeneti ellenállás a pozitív vezetékben vagy a földelő vezetékben, amelyet a V4 méréssel tudunk észlelni.
Olvassa le a mért értékeket diagnosztikai berendezéssel:
A motorvezérlő rendszer az érzékelő értéke alapján számítja ki a levegő mennyiségét. Leolvasó berendezés segítségével az élő adatokból (más néven paraméterek vagy mért érték blokkok) leolvasható az aktuális beszívott levegő mennyisége. Nem számít, hogy a jel analóg vagy digitális; Olvasáskor látja az ECU által vett és feldolgozott jel értékét.
Annak ellenőrzésére, hogy a mért érték helyes-e, összevetheti a gyári adatokkal. Ezeket azonban a legtöbb esetben nem könnyű megtalálni. Ezért vannak számológépek a levegő mennyiségének kiszámításához. Egy jól ismert program a LMM eszköz amelyet innen tölthet le.
A kiszámított értéknek és a leolvasott értéknek ésszerűen meg kell egyeznie. Természetesen kis eltérés megengedett. Mindig foglalkoznunk kell az egyes motoroknál eltérő motortulajdonságokkal; gondoljon a szelep időzítésére, a töltési tényező növelésére szolgáló technikákra, mint például a változó szelepvezérlés, a változtatható szívócső stb. Ha azonban ezek az értékek több tíz grammal eltérnek, nem zárható ki a légtömeg-mérő hibája.
Az alábbi táblázatok egy 2000 cc (2,0 liter) lökettérfogatú szívómotor számított értékeit mutatják. Alapjárati fordulatszámmal indulunk; ez körülbelül 800 ford./perc. A szívócsőben vákuum van, mert a fojtószelep szinte teljesen zárva van. A nyomás 0,3 bar. A következő két oszlop a megnövelt motorfordulatszám és teljesen nyitott fojtószelep (Wide Open Throttle) értékeket mutatja. A szívócsonkban az abszolút külső légnyomás, azaz 1000 mBar uralkodik. A beszívott levegő hőmérséklete emelkedik. A motor fordulatszáma folyamatosan növekszik 6000 ford./percig.
Helyzet:
- Fordulatszám: 800 ford./perc;
- Szívócső nyomás: 300 mBar;
- A beszívott levegő hőmérséklete: 20°.
Számított értékek:
- 3,86 gramm/s;
- 13,88 kg/óra;
- 0,15 gramm ütésenként.
Helyzet:
- Fordulatszám: 3000 ford./perc (WOT);
- Szívócső nyomás: 1000 mBar;
- A beszívott levegő hőmérséklete: 22°.
Számított értékek:
- 47,86 gramm/s;
- 172,31 kg/óra;
- 0,48 gramm ütésenként.
Helyzet:
- Fordulatszám: 6000 ford./perc (WOT);
- Szívócső nyomás: 1000 mBar;
- A beszívott levegő hőmérséklete: 25°.
Számított értékek:
- 94,76 gramm/s;
- 341,14 kg/óra;
- 0,48 gramm ütésenként.
A hibás levegőtömeg-mérő következményei:
- Kisebb teljesítmény (nem kell mindig észrevehetőnek lennie)
- Alacsonyabb végsebesség
- Magasabb üzemanyag-fogyasztás
- Több koromkibocsátás (dízelmotor)
- A motor például teljes terhelésnél rosszul forog
A légtömegmérő működése:
A levegőtömeg-mérő háza tartalmazza az ECU-hoz vezető kábelköteg csatlakozóját, az elektronikát nyomtatott áramköri lapon és a mérőelemet.
A gumi O-gyűrű megakadályozza a levegő beszívását a házon túl. A légtömegmérő mérőeleme többek között két hőmérsékletfüggő ellenállásból (PTC és NTC) áll termisztorok).
Amikor a motor jár, az ellenállások lehűlnek a mellettük eláramló beszívott levegő miatt. Az elektronikus áramkör biztosítja, hogy a PTC fűtőelem hőmérséklete állandó maradjon. A kapcsolódó feszültségkülönbséget egy erősítő áramkör egy használható kimeneti jellé alakítja, amelyet az ECU-nak küld.
Az alábbi ábra három részterületen mutatja be a légtömegmérő komponenseit:
- Piros: beszívott levegő hőmérséklet érzékelő (NTC);
- Zöld: a forró vezeték alkatrészei;
- Kék: a mérőelem összetevői.
A légtömegmérő 5 pólusú dugós csatlakozással rendelkezik:
- beszívott levegő hőmérséklet érzékelő jele;
- tápegység (12 volt) forró vezetékhez;
- tápegység (5 volt) a mérőelemhez;
- jel (0,5 – 4,5 volt);
- érzékelő tömege. Minden belső földelés ehhez a kimeneti érintkezéshez csatlakozik.
A következő képeken a három részterület külön látható, mellettük magyarázattal.
Beszívott levegő hőmérséklet érzékelő: mint már említettük, ez az érzékelő a típus NTC.
Az érzékelő ellenállása a légszűrőből a légtömegmérőn keresztül a turbóba vagy a szívócsőbe áramló levegő hőmérsékletétől függ.
A hőfólia légtömeg-mérő fűtőellenállást tartalmaz, amelyet állandó hőmérsékleten tartanak. Ezen a diagramon a fűtési ellenállás Rh. A fűtőellenállást, amelyet forró vezetéknek is neveznek, egy tranzisztor kapcsolja be és ki (felül).
Középen látunk egyet Wheatstone híd alul R3 és R4 ellenállással. Ezek hőmérsékletfüggő ellenállások (PTC és NTC). Az R3 és R4 ellenállások biztosítják az Rh fűtési ellenállás állandó hőmérsékletét:
- A légáramlás növekedésével az ellenállások lehűlnek, és a híd összes ellenállásán eltérő feszültségesés következik be. A Wheatstone-híddal az ellenállásváltozás az ECU jelfeszültségévé alakítható. Lásd az oldalt “Wheatstone híd” az áramkör részletes magyarázatához.
- A műveleti erősítő feszültségkülönbsége megváltoztatja a tranzisztor kimeneti feszültségét;
- A tranzisztor be van kapcsolva, és be- vagy kikapcsolja az Rh fűtőellenállás áramellátását;
- A fűtési ellenállást a tápegység a lehető legnagyobb mértékben azonos hőmérsékleten tartja.
- Az R1 és R2 hőmérsékletfüggő ellenállások az Rh fűtési ellenállás mindkét oldalán vannak elhelyezve;
- Ha nem áramlik át levegő az érzékelőn, az R1 és R2 ellenállások értéke megegyezik, és nincs kimeneti jel;
- Amikor levegő áramlik át az érzékelőn, az R1 ellenállás lehűl és az R2 felmelegszik;
- Ennek eredményeként az R1 ellenállásértéke csökken, az R2-é pedig nő;
- A növekvő ellenállásérték növeli a kimeneti feszültséget is;
- Ha a levegő visszaáramlik az érzékelőn (visszaáramlás), az R2 lehűl és az R1 felmelegszik, ami a kimeneti feszültség csökkenését okozza. Az átlagos kimeneti feszültség tehát a motorba áramló levegő tömegének megfelelő mértéke.
A visszaáramlás a levegő visszaáramlása (pulzálása) a légszűrő felé a szívószelepek zárása vagy a fojtószelep zárása következtében. A visszaáramlást extra légtömegként mérik, ami nagy eltérést okozhat a jelben. A modern légtömegmérők visszaáramlás-kompenzációval rendelkeznek, amint az ebben a példában látható, az R1 és R2 ellenállásokkal.
