Viðfangsefni:
- Inngangur
- Analog loftmassamælir
- Stafrænn loftmassamælir
- Lestu mæld gildi með greiningarbúnaði
- Afleiðingar gallaðs loftmassamælis
- Rekstur loftmassamælis
Kynning:
Loftmassamælirinn er festur á milli loftsíuhússins og inntaksgreinarinnar.
Allt sogað loft fer í gegnum loftmassamælirinn. Í vél með náttúrulegum innsog er loftið sogað inn með undirþrýstingi í strokkum og í vél sem er búin túrbó sogist loftið inn um þjöppuhjólið. Loftmassamælirinn mælir magn lofts sem streymir inn í vélina. Byggt á þessum gögnum er hægt að ákvarða magn eldsneytis sem á að sprauta í, meðal annars með því að nota einkennisgildi í stýrieiningu hreyfilsins.
Loftmassamælirinn er fáanlegur í tveimur útgáfum:
- Analog úttaksmerki: spennustigið fer eftir mældu gildi. Þetta er einnig kallað AM merki (Amplitude Modulation);
- Stafræn úttaksmerki: rafeindabúnaðurinn í skynjaranum skapar stafrænt merki í formi tíðni. Þetta FM merki (Frequency Modulation) er breytilegt eftir því sem loftmagnið eykst.
Eftirfarandi málsgreinar útskýra muninn á hliðrænum og stafrænum loftmassamælum með dæmi um mælingar. Síðasta málsgreinin útskýrir virkni loftmassamælisins á íhlutahæð.
Analog loftmassamælir:
Spennan á þessum skynjara er 12 volt. Hliðstæða spennumerki þessa skynjara er almennt (fer eftir tegund og gerð):
- Kveikt á, ekkert loftflæði: 0,2 – 1,5 volt.
- Vél í lausagangi: 1,5 – 3,0 volt.
- Hröðun með alveg opinni inngjöf: hámark 4,5 volt.
Línuritið sýnir framvindu spennunnar miðað við mældan loftmassa í grömmum á sekúndu. Við getum mælt spennuna með margmæli.
Stafrænn loftmassamælir:
Tíðni merkisins gefur til kynna hversu mikið loft hefur farið framhjá skynjaranum. Spenna merkisins er alltaf á milli 0 og 5 volt. Tíðnin gefur til kynna hversu oft merkið endurtekur sig innan einnar sekúndu. Þegar við mælum tvö merki á einni sekúndu með sveiflusjá er talað um 2 Hz. Í reynd sjáum við að tíðnin er miklu hærri. Almennt séð nota framleiðendur eftirfarandi tíðni:
- kyrrstöðu: 2 – 2,5 kHz (2000 – 2500 Hz)
- hár hraði: allt að 6 – 6,5 kHz
Tíðnin eykst hlutfallslega við aukið loftflæði. Ef þú sérð óeðlilega toppa í merkinu, eða of lág tíðni er mæld á miklum hraða, getur það bent til óhreins eða gallaðs loftmassamælis. Myndirnar hér að neðan sýna tvær mælingar frá stafræna loftmassamælinum.
Spennumælingin sýnir spennuþróunina yfir tíma. Þessi mynd sýnir að spennan breytist stöðugt á milli 0,5 og 4,5 volt. Með auknu loftflæði (þegar hraðinn er aukinn) styttist tíminn á milli hækkandi og fallandi línu. Púlsarnir verða þynnri og nær saman. Ekki er hægt að gera rétta greiningu með þessari umfangsmynd.
Mælingin þar sem rás A mælir spennuna og rás B mælir tíðnina gefur hugmynd um virkni loftmassamælisins. Mælingar eru teknar yfir stærra tímabil, sem gerir það að verkum að það lítur út fyrir að bláu púlsarnir á rás A liggi að hvor öðrum. Svo er þó ekki; Vegna aðdrættisins er varla hægt að greina á milli upp- og niðurspennu.
Rauða línan (rás B) gefur til kynna tíðni merkisins. Því nær sem spennupúlsarnir eru hver öðrum, því meira hækkar rauða línan. Þegar hraða er á miklum hraða með ökutækið alveg opið heldur tíðnin áfram að aukast þar til inngjöfinni er sleppt. Hæð rauðu línunnar gefur til kynna hámarkstíðni merkisins. Þessi gögn er hægt að bera saman við verksmiðjugögnin eða reiknað gildi. Við munum ræða þetta nánar í næsta kafla.
Á skýringarmyndinni hér að neðan af Volkswagen Golf 6 2.0 tdi gefur íhlutakóði G70 til kynna stafræna loftmassamælirinn.
- Pinni 1 á loftmassamælinum er tengdur við pinna 18 á ECU hreyfilsins. Þetta er merkjavírinn sem loftmassamælirinn sendir mælda gildið yfir til ECU;
- Pinna 2: merkjavír á lofthitaskynjari. Þessi skynjari er innbyggður í loftmassamælishúsið;
- Pinna 4: jörð;
- Pinna 5: er tengdur við öryggi með tilvísun 23 á skýringarmyndinni. Loftmassamælirinn er með 12 volta spennu.
Á pinna 1 á loftmassamælinum getum við mælt merkið sem er sent til ECU. Að auki, ef það er einn, getum við það brotabox er til staðar, athugaðu hvort þetta merki berist líka rétt á pinna 18 á ECU. Ef þessi merki eru frábrugðin hvert öðru getum við mælt spennumuninn yfir þennan vír (pinna 1 á LMM miðað við pinna 18 á ECU).
Of lág straumspenna skynjara getur haft áhrif á skynjaramerkið. Þess vegna verðum við líka að athuga jákvæðu og jarðtengingar. Við tengjum spennumæli eða sveiflusjá við pinna 4 og 5 og athugum hvort við mælum spennu sem er nokkurn veginn jöfn rafhlöðuspennunni. Ef spennan er of lág gætum við átt við a umskipti viðnám í jákvæða vírinn eða jarðvírinn sem við getum greint með því að nota V4 mælinguna.
Lestu mæld gildi með greiningarbúnaði:
Vélarstjórnunarkerfið reiknar út loftmagnið út frá gildi skynjarans. Með hjálp lestrarbúnaðar er hægt að lesa núverandi magn af soguðu lofti úr lifandi gögnum (einnig kallaðir breytur eða mæligildablokkir). Það skiptir ekki máli hvort merkið er hliðstætt eða stafrænt; Við lestur sérðu gildi merksins sem móttekið er og unnið af ECU.
Til að athuga hvort mæligildið sé rétt er hægt að bera það saman við verksmiðjugögnin. Hins vegar er í flestum tilfellum ekki auðvelt að finna þetta. Þess vegna eru til reiknivélar til að reikna út loftmagnið. Vel þekkt dagskrá er LMM tól sem þú getur halað niður hér.
Gildið sem þú reiknaðir út og lesgildið verða að samsvara þokkalega. Auðvitað er lítill munur leyfilegur. Við þurfum alltaf að takast á við eiginleika vélarinnar sem eru mismunandi eftir hverri vél; hugsaðu um ventlatíma, tækni til að auka áfyllingarstuðla eins og breytilega ventlatíma, breytilegt inntaksgrein osfrv. Hins vegar, ef þessi gildi eru tugir gramma mismunandi, er ekki hægt að útiloka galla í loftmassamælinum.
Töflurnar hér að neðan sýna útreiknuð gildi náttúrulegrar innblástursvélar með slagrými upp á 2000 cc (2,0 lítrar). Við byrjum á lausagangi; þetta er um það bil 800 rpm. Það er lofttæmi í inntaksgreininni vegna þess að inngjöfarventillinn er nánast alveg lokaður. Þrýstingurinn er 0,3 bar. Næstu tveir dálkar sýna gildin við aukinn vélarhraða og fullkomlega opna inngjöf (Wide Open Throttle). Alger ytri loftþrýstingur, þ.e. 1000 mBar, ríkir í inntaksgreininni. Hitastig inntakslofts hækkar. Vélarhraði heldur áfram að aukast í 6000 snúninga á mínútu.
Ástand:
- Hraði: 800 rpm;
- Þrýstingur á inntaksgrein: 300 mBar;
- Hitastig inntakslofts: 20°.
Reiknuð gildi:
- 3,86 grömm/sek;
- 13,88 kg/klst.;
- 0,15 grömm í hvert högg.
Ástand:
- Hraði: 3000 rpm (WOT);
- Þrýstingur á inntaksgrein: 1000 mBar;
- Hitastig inntakslofts: 22°.
Reiknuð gildi:
- 47,86 grömm/sek;
- 172,31 kg/klst.;
- 0,48 grömm í hvert högg.
Ástand:
- Hraði: 6000 rpm (WOT);
- Þrýstingur á inntaksgrein: 1000 mBar;
- Hitastig inntakslofts: 25°.
Reiknuð gildi:
- 94,76 grömm/sek;
- 341,14 kg/klst.;
- 0,48 grömm í hvert högg.
Afleiðingar gallaðs loftmassamælis:
- Minni kraftur (þarf ekki alltaf að vera áberandi)
- Minni hámarkshraða
- Meiri eldsneytisnotkun
- Meiri sótlosun (dísilvél)
- Vélin snýst td illa við fullt álag
Rekstur loftmassamælis:
Í húsnæði massaloftmælis er innstungutengingu fyrir raflögn við rafeindabúnaðinn, rafeindabúnaðinn á prentplötunni og mælieininguna.
O-hringurinn úr gúmmíi kemur í veg fyrir að loft sogast inn framhjá húsinu. Mælihluti loftmassamælisins samanstendur meðal annars af tveimur hitaháðum viðnámum (PTC og NTC) hitastigar).
Þegar vélin er í gangi kólna mótstöðurnar vegna inntaksloftsins sem streymir framhjá þeim. Rafeindarásin tryggir að hitastig PTC hitaeiningarinnar haldist stöðugt. Tilheyrandi spennumunur er þýddur af magnararás í nothæft úttaksmerki til að senda til ECU.
Eftirfarandi mynd sýnir íhluti loftmassamælisins á þremur undirsvæðum:
- Rauður: hitaskynjari inntakslofts (NTC);
- Grænt: íhlutir fyrir heita vírinn;
- Blár: íhlutir fyrir mælieininguna.
Loftmassamælirinn er með 5-pinna innstungu:
- merki um hitastig inntakslofts;
- aflgjafi (12 volt) fyrir heitan vír;
- aflgjafi (5 volt) fyrir mælieiningu;
- merki (0,5 – 4,5 volt);
- massa skynjara. Öll innri jarðtenging er tengd við þennan úttakspinn.
Á eftirfarandi myndum eru undirsvæðin þrjú sýnd sérstaklega með skýringu við hlið þeirra.
Hitaskynjari inntakslofts: Eins og áður hefur komið fram er þessi skynjari af gerðinni NTC.
Viðnám skynjarans fer eftir lofthitanum sem streymir frá loftsíunni, um loftmassamælirinn, til túrbósins eða inntaksgreinarinnar.
Hitafilmuloftmassamælirinn inniheldur hitaviðnám sem er haldið við stöðugt hitastig. Í þessari skýringarmynd er hitunarviðnám Rh. Hitaviðnámið, einnig kallað heiti vírinn, er kveikt og slökkt með smári (efst).
Í miðjunni sjáum við einn Wheatstone brú með viðnámum R3 og R4 neðst. Þetta eru hitaháðar viðnám (PTC og NTC). Viðnám R3 og R4 tryggja stöðugt hitastig hitaþols Rh:
- Þegar loftflæðið eykst kólna viðnámið og mismunandi spennufall verður á öllum viðnámum í brúnni. Með Wheatstone brúnni er hægt að breyta viðnámsbreytingunni í merkjaspennu fyrir ECU. Sjá síðuna “Wheatstone Bridge” fyrir nákvæma útskýringu á þessari hringrás.
- Spennumunurinn á op-magnaranum breytir útgangsspennunni á smára;
- Kveikt er á smáranum og kveikt eða slökkt á straumgjafa til hitaviðnámsins Rh;
- Hitaþolinu verður haldið við sama hitastig eins mikið og mögulegt er af aflgjafanum.
- Hitaháð viðnám R1 og R2 er komið fyrir á báðum hliðum hitaþols Rh;
- Ef ekkert loft flæðir í gegnum skynjarann hafa viðnám R1 og R2 sama gildi og ekkert úttaksmerki;
- Þegar loft flæðir í gegnum skynjarann kólnar viðnám R1 og R2 hitnar;
- Fyrir vikið lækkar viðnámsgildið R1 og R2 eykst;
- Aukið viðnámsgildi eykur einnig útgangsspennuna;
- Ef loftið flæðir aftur yfir skynjarann (bakflæði), kólnar R2 og R1 hitnar, sem veldur því að útgangsspennan lækkar. Meðalúttaksspenna er því réttur mælikvarði á magn loftmassa sem streymir til hreyfilsins.
Bakflæði er flæði lofts (púls) til baka í átt að loftsíu sem afleiðing af lokun inntaksloka eða lokun inngjafarloka. Bakflæðið er mælt sem auka loftmassi, sem getur valdið miklu fráviki í merkinu. Nútíma loftmassamælar eru með bakstreymisjöfnun eins og sýnt er í þessu dæmi með viðnámum R1 og R2.
