Subyek:
- Inleiding
- Pengukur massa udara analog
- Pengukur massa udara digital
- Baca nilai terukur menggunakan peralatan diagnostik
- Konsekuensi dari meteran massa udara yang rusak
- Pengoperasian pengukur massa udara
Perkenalan:
Pengukur massa udara dipasang di antara rumah filter udara dan intake manifold.
Semua udara yang dihisap melewati pengukur massa udara. Pada mesin yang disedot secara alami, udara dihisap melalui tekanan bawah di dalam silinder, dan pada mesin yang dilengkapi turbo, udara dihisap melalui roda kompresor. Pengukur massa udara mengukur jumlah udara yang mengalir ke mesin. Berdasarkan data tersebut, jumlah bahan bakar yang akan diinjeksikan dapat ditentukan antara lain dengan menggunakan nilai karakteristik pada unit kendali mesin.
Pengukur massa udara tersedia dalam dua versi:
- Sinyal keluaran analog: tingkat tegangan tergantung pada nilai yang diukur. Ini juga disebut sinyal AM (Modulasi Amplitudo);
- Sinyal keluaran digital: perangkat elektronik di dalam sensor menghasilkan sinyal digital dalam bentuk frekuensi. Sinyal FM (Modulasi Frekuensi) ini bervariasi seiring dengan peningkatan volume udara.
Paragraf berikut menjelaskan perbedaan antara pengukur massa udara analog dan digital beserta contoh pengukurannya. Paragraf terakhir menjelaskan pengoperasian pengukur massa udara pada tingkat komponen.
Pengukur massa udara analog:
Tegangan suplai pada sensor ini adalah 12 volt. Sinyal tegangan analog sensor ini secara umum (tergantung merk dan tipe):
- Pengapian menyala, tidak ada aliran udara: 0,2 – 1,5 volt.
- Pemalasan mesin: 1,5 – 3,0 volt.
- Akselerasi dengan throttle terbuka penuh: maks 4,5 volt.
Grafik menunjukkan perkembangan tegangan dibandingkan dengan massa udara yang diukur dalam gram per detik. Kita bisa mengukur tegangan dengan multimeter.
Pengukur massa udara digital:
Frekuensi sinyal menunjukkan berapa banyak udara yang melewati sensor. Tegangan sinyal selalu antara 0 dan 5 volt. Frekuensi menunjukkan seberapa sering sinyal berulang dalam jangka waktu satu detik. Ketika kita mengukur dua sinyal dalam satu detik dengan osiloskop, kita berbicara tentang 2 Hz. Dalam praktiknya kita melihat bahwa frekuensinya jauh lebih tinggi. Secara umum, produsen menerapkan frekuensi berikut:
- stasioner: 2 – 2,5 kHz (2000 – 2500 Hz)
- kecepatan tinggi: hingga 6 – 6,5 kHz
Frekuensi meningkat sebanding dengan peningkatan aliran udara. Jika Anda melihat puncak sinyal yang tidak normal, atau frekuensi yang terlalu rendah diukur pada kecepatan tinggi, ini mungkin menunjukkan pengukur massa udara kotor atau rusak. Gambar di bawah menunjukkan dua pengukuran dari pengukur massa udara digital.
Pengukuran tegangan menunjukkan perkembangan tegangan dari waktu ke waktu. Gambar ini menunjukkan bahwa tegangan berubah secara konstan antara 0,5 dan 4,5 volt. Dengan meningkatnya aliran udara (saat kecepatan meningkat), waktu antara garis naik dan turun menjadi lebih kecil. Denyut nadi menjadi lebih tipis dan berdekatan. Diagnosis yang tepat tidak dapat dibuat dengan gambar lingkup ini.
Pengukuran di mana saluran A mengukur tegangan dan saluran B mengukur frekuensi, memberikan gambaran tentang pengoperasian pengukur massa udara. Pengukuran dilakukan dalam jangka waktu yang lebih lama, yang membuatnya tampak seolah-olah pulsa biru saluran A berdekatan satu sama lain. Namun, kenyataannya tidak demikian; Karena zoom out, hampir tidak mungkin membedakan antara tegangan naik dan turun.
Garis merah (saluran B) menunjukkan frekuensi sinyal. Semakin dekat pulsa tegangan satu sama lain, semakin banyak garis merah yang naik. Saat berakselerasi ke kecepatan tinggi dengan kendaraan terbuka penuh, frekuensinya terus meningkat hingga throttle dilepas. Ketinggian garis merah menunjukkan frekuensi maksimum sinyal. Data ini dapat dibandingkan dengan data pabrik atau nilai terhitung. Kami akan membahas ini lebih detail di bagian berikutnya.
Pada diagram di bawah Volkswagen Golf 6 2.0 tdi, kode komponen G70 menunjukkan pengukur massa udara digital.
- Pin 1 meteran massa udara dihubungkan ke pin 18 ECU mesin. Ini adalah kabel sinyal di mana pengukur massa udara mengirimkan nilai terukur ke ECU;
- Pin 2: kabel sinyal sensor suhu udara. Sensor ini terintegrasi dalam rumah pengukur massa udara;
- Pin 4: tanah;
- Pin 5: dihubungkan ke sekering melalui referensi 23 pada diagram. Pengukur massa udara disuplai dengan tegangan 12 volt.
Pada pin 1 air mass meter kita dapat mengukur sinyal yang dikirimkan ke ECU. Apalagi kalau ada, kita bisa kotak pelarian tersedia, periksa apakah sinyal ini juga sampai dengan benar pada pin 18 ECU. Jika sinyal-sinyal ini berbeda satu sama lain, kita dapat mengukur perbedaan tegangan pada kabel ini (pin 1 LMM dibandingkan dengan pin 18 ECU).
Tegangan suplai sensor yang terlalu rendah dapat mempengaruhi sinyal sensor. Itu sebabnya kita juga harus memeriksa koneksi positif dan ground. Kami menghubungkan voltmeter atau osiloskop ke pin 4 dan 5 dan memeriksa apakah kami mengukur tegangan yang kira-kira sama dengan tegangan baterai. Jika voltase terlalu rendah, kita mungkin menghadapi masalah a resistensi transisi pada kabel positif atau kabel ground yang dapat kita deteksi dengan menggunakan pengukuran V4.
Baca nilai terukur menggunakan peralatan diagnostik:
Sistem manajemen mesin menghitung jumlah udara berdasarkan nilai sensor. Dengan bantuan peralatan pembacaan, jumlah udara yang dihisap saat ini dapat dibaca dari data langsung (disebut juga parameter atau blok nilai terukur). Tidak masalah apakah sinyalnya analog atau digital; Saat membaca, Anda melihat nilai sinyal yang diterima dan diproses oleh ECU.
Untuk memeriksa apakah nilai yang diukur sudah benar, dapat dibandingkan dengan data pabrik. Namun, dalam banyak kasus, hal ini tidak mudah ditemukan. Itu sebabnya ada kalkulator untuk menghitung volume udara. Program yang terkenal adalah alat LMM yang dapat Anda unduh di sini.
Nilai yang Anda hitung dan nilai baca harus cukup sesuai. Tentu saja, perbedaan kecil diperbolehkan. Kami selalu harus berurusan dengan properti mesin yang berbeda pada setiap mesin; pikirkan tentang timing katup, teknik peningkatan faktor pengisian seperti timing katup variabel, intake manifold variabel, dll. Namun, jika nilai-nilai ini berbeda puluhan gram, kerusakan pada pengukur massa udara tidak dapat dikesampingkan.
Tabel di bawah ini menunjukkan nilai perhitungan mesin natural aspirated dengan kapasitas mesin 2000 cc (2,0 liter). Kami mulai dengan kecepatan idle; ini kira-kira 800 rpm. Terjadi kevakuman pada intake manifold karena katup throttle hampir tertutup sempurna. Tekanannya 0,3 bar. Dua kolom berikutnya menunjukkan nilai pada peningkatan putaran mesin dan throttle terbuka penuh (Wide Open Throttle). Tekanan udara luar absolut, yaitu 1000 mBar, berlaku di intake manifold. Suhu udara masuk meningkat. Putaran mesin terus meningkat hingga 6000 rpm.
Situasi:
- Kecepatan: 800rpm;
- Tekanan manifold masuk: 300 mBar;
- Suhu udara masuk: 20°.
Nilai yang dihitung:
- 3,86 gram/detik;
- 13,88kg/jam;
- 0,15 gram per pukulan.
Situasi:
- Kecepatan: 3000 rpm (WOT);
- Tekanan manifold masuk: 1000 mBar;
- Suhu udara masuk: 22°.
Nilai yang dihitung:
- 47,86 gram/detik;
- 172,31kg/jam;
- 0,48 gram per pukulan.
Situasi:
- Kecepatan: 6000 rpm (WOT);
- Tekanan manifold masuk: 1000 mBar;
- Suhu udara masuk: 25°.
Nilai yang dihitung:
- 94,76 gram/detik;
- 341,14kg/jam;
- 0,48 gram per pukulan.
Konsekuensi dari meteran udara massal yang rusak:
- Daya lebih kecil (tidak selalu harus terlihat)
- Kecepatan tertinggi lebih rendah
- Konsumsi bahan bakar lebih tinggi
- Lebih banyak emisi jelaga (mesin diesel)
- Misalnya, putaran mesin buruk pada beban penuh
Pengoperasian pengukur massa udara:
Rumah meteran udara massal berisi sambungan steker untuk rangkaian kabel ke ECU, perangkat elektronik pada papan sirkuit tercetak, dan elemen pengukur.
Cincin-O karet mencegah udara tersedot melewati rumahan. Elemen pengukur pengukur massa udara antara lain terdiri dari dua resistor yang bergantung pada suhu (PTC dan NTC termistor).
Saat mesin hidup, resistor menjadi dingin karena udara masuk yang melewatinya. Sirkuit elektronik memastikan suhu elemen pemanas PTC tetap konstan. Perbedaan tegangan terkait diterjemahkan oleh rangkaian amplifier menjadi sinyal keluaran yang dapat digunakan untuk dikirim ke ECU.
Gambar berikut menunjukkan komponen pengukur massa udara di tiga sub-area:
- Merah: sensor suhu udara masuk (NTC);
- Hijau: komponen untuk kabel panas;
- Biru: komponen untuk elemen pengukur.
Pengukur massa udara memiliki sambungan steker 5-pin:
- sinyal sensor suhu udara masuk;
- catu daya (12 volt) untuk kabel panas;
- catu daya (5 volt) untuk elemen pengukur;
- sinyal (0,5 – 4,5 volt);
- massa sensor. Semua ground internal terhubung ke pin output ini.
Pada gambar berikut, ketiga sub-area ditampilkan secara terpisah dengan penjelasan di sebelahnya.
Sensor suhu udara masuk: seperti yang telah disebutkan, sensor ini adalah tipenya NTC.
Resistansi sensor bergantung pada suhu udara yang mengalir dari filter udara, melalui pengukur massa udara, ke turbo atau intake manifold.
Pengukur massa udara film panas berisi resistor pemanas yang dijaga pada suhu konstan. Dalam diagram ini resistansi pemanasannya adalah Rh. Resistor pemanas, juga disebut kabel panas, dinyalakan dan dimatikan oleh transistor (di atas).
Di tengah kita melihat satu jembatan batu gandum dengan resistor R3 dan R4 di bagian bawah. Ini adalah resistor yang bergantung pada suhu (PTC dan NTC). Resistor R3 dan R4 memastikan suhu resistansi pemanasan konstan Rh:
- Ketika aliran udara meningkat, resistor menjadi dingin dan penurunan tegangan yang berbeda terjadi di semua resistor di jembatan. Dengan adanya jembatan Wheatstone perubahan resistansi dapat diubah menjadi tegangan sinyal untuk ECU. Lihat halamannya “Jembatan Batu Gandum” untuk penjelasan rinci tentang rangkaian ini.
- Perbedaan tegangan pada op amp mengubah tegangan keluaran ke transistor;
- Transistor dihidupkan dan menghidupkan atau mematikan suplai arus ke resistor pemanas Rh;
- Resistansi pemanasan akan dijaga pada suhu yang sama sebanyak mungkin oleh catu daya.
- Resistor yang bergantung pada suhu R1 dan R2 ditempatkan di kedua sisi resistansi pemanasan Rh;
- Jika tidak ada udara yang mengalir melalui sensor, resistor R1 dan R2 memiliki nilai yang sama dan tidak ada sinyal keluaran;
- Ketika udara mengalir melalui sensor, resistansi R1 mendingin dan R2 memanas;
- Akibatnya nilai resistansi R1 berkurang dan nilai resistansi R2 meningkat;
- Meningkatnya nilai resistansi juga meningkatkan tegangan keluaran;
- Jika udara mengalir kembali melalui sensor (aliran balik), R2 menjadi dingin dan R1 memanas, menyebabkan tegangan keluaran turun. Oleh karena itu, tegangan keluaran rata-rata merupakan ukuran yang tepat dari jumlah massa udara yang mengalir ke mesin.
Aliran balik adalah aliran udara (pulsasi) kembali menuju filter udara akibat tertutupnya katup masuk atau tertutupnya katup throttle. Aliran balik diukur sebagai massa udara ekstra, yang dapat menyebabkan penyimpangan besar pada sinyal. Pengukur massa udara modern memiliki kompensasi aliran balik seperti yang ditunjukkan dalam contoh ini dengan resistor R1 dan R2.
