Temos:
- Įvadas
- Analoginis oro masės matuoklis
- Skaitmeninis oro masės matuoklis
- Nuskaitykite išmatuotas vertes naudodami diagnostinę įrangą
- Sugedusio oro masės matuoklio pasekmės
- Oro masės matuoklio veikimas
Įvadas:
Oro masės matuoklis montuojamas tarp oro filtro korpuso ir įsiurbimo kolektoriaus.
Visas įsiurbtas oras praeina per oro masės matuoklį. Natūralaus įsiurbimo variklyje oras įsiurbiamas dėl cilindruose esančio žemo slėgio, o variklyje su turbina – per kompresoriaus ratą. Oro masės matuoklis matuoja į variklį patenkančio oro kiekį. Remiantis šiais duomenimis, įpurškiamo kuro kiekį galima nustatyti, be kita ko, naudojant charakteristikas variklio valdymo bloke.
Oro masės matuoklis yra dviejų versijų:
- Analoginis išėjimo signalas: įtampos lygis priklauso nuo išmatuotos vertės. Tai dar vadinama AM signalu (amplitudės moduliacija);
- Skaitmeninis išvesties signalas: jutiklio elektronika sukuria skaitmeninį signalą dažnio pavidalu. Šis FM signalas (dažnio moduliacija) kinta didėjant oro kiekiui.
Tolesnėse pastraipose paaiškinamas skirtumas tarp analoginių ir skaitmeninių oro masės matuoklių su matavimų pavyzdžiais. Paskutinėje pastraipoje paaiškinamas oro masės matuoklio veikimas komponentų lygyje.
Analoginis oro masės matuoklis:
Šio jutiklio maitinimo įtampa yra 12 voltų. Šio jutiklio analoginis įtampos signalas paprastai yra (priklausomai nuo prekės ženklo ir tipo):
- Degimas įjungtas, nėra oro srauto: 0,2–1,5 volto.
- Variklio įtampa tuščiąja eiga: 1,5–3,0 voltų.
- Pagreitis su visiškai atidarytu droseliu: maks. 4,5 volto.
Grafike parodyta įtampos progresija, palyginti su išmatuota oro mase gramais per sekundę. Įtampą galime išmatuoti multimetru.
Skaitmeninis oro masės matuoklis:
Signalo dažnis rodo, kiek oro praėjo pro jutiklį. Signalo įtampa visada yra nuo 0 iki 5 voltų. Dažnis rodo, kaip dažnai signalas kartojasi per vieną sekundę. Kai osciloskopu matuojame du signalus per vieną sekundę, kalbame apie 2 Hz. Praktiškai matome, kad dažnis yra daug didesnis. Paprastai gamintojai taiko šiuos dažnius:
- stacionarus: 2–2,5 kHz (2000–2500 Hz)
- didelis greitis: iki 6 – 6,5 kHz
Dažnis didėja proporcingai didėjančiam oro srautui. Jei matote nenormalius signalo smailes arba dideliu greičiu matuojamas per mažas dažnis, tai gali reikšti, kad oro masės matuoklis yra nešvarus arba sugedęs. Toliau pateiktuose paveikslėliuose rodomi du skaitmeninio oro masės matuoklio matavimai.
Įtampos matavimas parodo įtampos raidą laikui bėgant. Šis vaizdas rodo, kad įtampa nuolat kinta nuo 0,5 iki 4,5 voltų. Didėjant oro srautui (didinant greitį), laikas tarp kylančių ir krintančių linijų mažėja. Impulsai tampa plonesni ir suartėja. Naudojant šį vaizdą, negalima nustatyti tinkamos diagnozės.
Matavimas, kuriame kanalas A matuoja įtampą, o kanalas B – dažnį, suteikia supratimą apie oro masės matuoklio veikimą. Matavimai atliekami per ilgesnį laikotarpį, todėl atrodo, kad mėlyni kanalo A impulsai yra greta vienas kito. Tačiau taip nėra; Dėl priartinimo vargu ar įmanoma atskirti aukštyn ir žemyn įtampas.
Raudona linija (kanalas B) rodo signalo dažnį. Kuo arčiau vienas kito įtampos impulsai, tuo labiau pakyla raudona linija. Įsibėgėjant iki didelio greičio, kai automobilis visiškai atidarytas, dažnis toliau didėja, kol atleidžiamas droselis. Raudonos linijos aukštis rodo maksimalų signalo dažnį. Šiuos duomenis galima palyginti su gamyklos duomenimis arba apskaičiuota verte. Išsamiau tai aptarsime kitame skyriuje.
Žemiau esančioje Volkswagen Golf 6 2.0 tdi diagramoje komponento kodas G70 nurodo skaitmeninį oro masės matuoklį.
- Oro masės matuoklio 1 kaištis yra prijungtas prie variklio ECU 18 kaiščio. Tai yra signalo laidas, per kurį oro masės matuoklis siunčia išmatuotą vertę į ECU;
- 2 kaištis: signalo laidas oro temperatūros jutiklis. Šis jutiklis yra integruotas į oro masės matuoklio korpusą;
- 4 kaištis: žemė;
- 5 kaištis: prijungtas prie saugiklio per 23 nuorodą diagramoje. Oro masės matuoklis tiekiamas su 12 voltų įtampa.
Oro masės matuoklio 1 kaištyje galime išmatuoti signalą, kuris siunčiamas į ECU. Be to, jei yra, galime išmušimo dėžutė yra, patikrinkite, ar šis signalas taip pat tinkamai patenka į ECU 18 kaištį. Jei šie signalai skiriasi vienas nuo kito, galime išmatuoti įtampos skirtumą šiame laide (LMM 1 kaištis, palyginti su ECU 18 kaiščiu).
Per žema jutiklio maitinimo įtampa gali turėti įtakos jutiklio signalui. Štai kodėl taip pat turime patikrinti teigiamas ir įžeminimo jungtis. Prijungiame voltmetrą arba osciloskopą prie 4 ir 5 kaiščių ir patikriname, ar išmatuojame įtampą, kuri yra maždaug lygi akumuliatoriaus įtampai. Jei įtampa per žema, galime susidurti su a perėjimo atsparumas teigiamame laide arba įžeminimo laide, kurį galime aptikti naudodami V4 matavimą.
Nuskaitykite išmatuotas vertes naudojant diagnostinę įrangą:
Variklio valdymo sistema apskaičiuoja oro kiekį pagal jutiklio vertę. Skaitymo įrangos pagalba iš tiesioginių duomenų (dar vadinamų parametrų arba išmatuotų reikšmių blokais) galima nuskaityti esamą įsiurbto oro kiekį. Nesvarbu, ar signalas yra analoginis, ar skaitmeninis; Skaitydami matote ECU gauto ir apdoroto signalo vertę.
Norėdami patikrinti, ar išmatuota vertė yra teisinga, ją galima palyginti su gamyklos duomenimis. Tačiau daugeliu atvejų juos rasti nėra lengva. Štai kodėl yra skaičiuoklės oro kiekiui apskaičiuoti. Gerai žinoma programa yra LMM įrankis kurį galite atsisiųsti čia.
Jūsų apskaičiuota vertė ir nuskaityta vertė turi pakankamai gerai atitikti. Žinoma, leidžiamas nedidelis skirtumas. Mes visada turime spręsti variklio savybes, kurios skiriasi kiekvienam varikliui; pagalvokite apie vožtuvo laiką, užpildymo koeficiento didinimo būdus, tokius kaip kintamasis vožtuvo laikas, kintamas įsiurbimo kolektorius ir kt. Tačiau jei šios vertės skiriasi dešimtimis gramų, negalima atmesti oro masės matuoklio defekto.
Žemiau esančiose lentelėse parodytos 2000 cc (2,0 litro) darbinio tūrio natūralaus įsiurbimo variklio apskaičiuotos vertės. Pradedame nuo tuščiosios eigos greičio; tai yra maždaug 800 aps./min. Įsiurbimo kolektoriuje yra vakuumas, nes droselio sklendė beveik visiškai uždaryta. Slėgis yra 0,3 baro. Kituose dviejuose stulpeliuose rodomos vertės esant padidintam variklio sūkių dažniui ir visiškai atidarytam droseliui (Wide Open Throttle). Įsiurbimo kolektoriuje vyrauja absoliutus lauko oro slėgis, t. y. 1000 mbar. Įsiurbiamo oro temperatūra pakyla. Variklio greitis ir toliau didėja iki 6000 aps./min.
Situacija:
- Greitis: 800 aps./min.;
- Įsiurbimo kolektoriaus slėgis: 300 mBar;
- Įsiurbiamo oro temperatūra: 20°.
Apskaičiuotos vertės:
- 3,86 gramai/sek.;
- 13,88 kg/val.;
- 0,15 gramo vienam smūgiui.
Situacija:
- Greitis: 3000 aps./min (WOT);
- Įsiurbimo kolektoriaus slėgis: 1000 mBar;
- Įsiurbiamo oro temperatūra: 22°.
Apskaičiuotos vertės:
- 47,86 gramai/sek.;
- 172,31 kg/val.;
- 0,48 gramo vienam smūgiui.
Situacija:
- Greitis: 6000 aps./min (WOT);
- Įsiurbimo kolektoriaus slėgis: 1000 mBar;
- Įsiurbiamo oro temperatūra: 25°.
Apskaičiuotos vertės:
- 94,76 gramai/sek.;
- 341,14 kg/val.;
- 0,48 gramo vienam smūgiui.
Sugedusio oro masės matuoklio pasekmės:
- Mažiau galios (ne visada turi būti pastebima)
- Mažesnis didžiausias greitis
- Didesnės degalų sąnaudos
- Daugiau suodžių (dyzelinis variklis)
- Pavyzdžiui, variklis prastai sukasi esant pilnai apkrovai
Oro masės matuoklio veikimas:
Oro masės matuoklio korpuse yra kištukinė jungtis, skirta laidų jungčiai su ECU, elektronika ant spausdintinės plokštės ir matavimo elementas.
Guminis sandarinimo žiedas neleidžia orui įsiurbti pro korpusą. Oro masės matuoklio matavimo elementą, be kita ko, sudaro du nuo temperatūros priklausomi rezistoriai (PTC ir NTC termistoriai).
Kai variklis veikia, rezistoriai atvėsta dėl pro juos tekančio įsiurbiamo oro. Elektroninė grandinė užtikrina, kad PTC kaitinimo elemento temperatūra išliktų pastovi. Susietą įtampos skirtumą stiprintuvo grandinė paverčia tinkamu išvesties signalu, kuris siunčiamas į ECU.
Toliau pateiktame paveikslėlyje pavaizduoti oro masės matuoklio komponentai trijose srityse:
- Raudona: įsiurbiamo oro temperatūros jutiklis (NTC);
- Žalia: karšto laido komponentai;
- Mėlyna: matavimo elemento komponentai.
Oro masės matuoklis turi 5 kontaktų kištuką:
- įsiurbiamo oro temperatūros jutiklio signalas;
- maitinimo šaltinis (12 voltų) karštam laidui;
- maitinimo šaltinis (5 voltai) matavimo elementui;
- signalas (0,5 – 4,5 volto);
- jutiklio masė. Visi vidiniai įžeminimai yra prijungti prie šio išvesties kaiščio.
Tolesniuose paveikslėliuose trys posritys rodomos atskirai su paaiškinimu šalia jų.
Įsiurbiamo oro temperatūros jutiklis: kaip jau minėta, šis jutiklis yra tokio tipo NTC.
Jutiklio varža priklauso nuo oro temperatūros, kuri teka iš oro filtro per oro masės matuoklį į turbiną arba įsiurbimo kolektorių.
Šilumos plėvelės oro masės matuoklyje yra šildymo rezistorius, kuris palaikomas pastovioje temperatūroje. Šioje diagramoje šildymo varža yra Rh. Šildymo rezistorius, dar vadinamas karštu laidu, įjungiamas ir išjungiamas tranzistorius (viršuje).
Viduryje matome vieną Vitstono tiltas su rezistoriais R3 ir R4 apačioje. Tai nuo temperatūros priklausomi rezistoriai (PTC ir NTC). Rezistoriai R3 ir R4 užtikrina pastovią šildymo varžos Rh temperatūrą:
- Didėjant oro srautui, rezistoriai atšąla ir visuose tilto rezistoriuose atsiranda skirtingas įtampos kritimas. Naudojant Wheatstone tiltą, pasipriešinimo pokytis gali būti konvertuojamas į ECU signalo įtampą. Žiūrėkite puslapį „Vitstono tiltas“ Norėdami gauti išsamų šios grandinės paaiškinimą.
- Operacijos stiprintuvo įtampos skirtumas keičia tranzistoriaus išėjimo įtampą;
- Tranzistorius įjungiamas ir įjungia arba išjungia srovės tiekimą į šildymo rezistorių Rh;
- Šildymo varža bus palaikoma tokia pačia temperatūra, kiek tai įmanoma naudojant maitinimo šaltinį.
- Nuo temperatūros priklausomi rezistoriai R1 ir R2 dedami abiejose šildymo varžos Rh pusėse;
- Jei per jutiklį nepraeina oro, rezistoriai R1 ir R2 turi vienodą reikšmę ir nėra išėjimo signalo;
- Kai oras teka per jutiklį, varža R1 atvėsina ir R2 įkaista;
- Dėl to R1 varžos reikšmė mažėja, o R2 didėja;
- Didėjanti varžos vertė taip pat padidina išėjimo įtampą;
- Jei oras teka atgal per jutiklį (atgalinis srautas), R2 atvėsta, o R1 įkaista, todėl išėjimo įtampa krenta. Todėl vidutinė išėjimo įtampa yra teisingas į variklį tekančios oro masės matas.
Atgalinis srautas – tai oro srautas (pulsavimas) atgal į oro filtrą uždarius įsiurbimo vožtuvus arba droselio sklendę. Atgalinis srautas matuojamas kaip papildoma oro masė, kuri gali sukelti didelį signalo nuokrypį. Šiuolaikiniai oro masės matuokliai turi atgalinio srauto kompensavimą, kaip parodyta šiame pavyzdyje su rezistoriais R1 ir R2.
