Предмети:
- Вступ
- Аналоговий масомір повітря
- Цифровий масомір повітря
- Зчитайте виміряні значення за допомогою діагностичного обладнання
- Наслідки несправності масоміра повітря
- Робота масоміра повітря
Вступ:
Масомір повітря встановлений між корпусом повітряного фільтра та впускним колектором.
Все всмоктуване повітря проходить через масомір повітря. У двигуні без наддуву повітря всмоктується через розріджений тиск у циліндрах, а в двигуні, оснащеному турбонаддувом, повітря всмоктується через колесо компресора. Масомір повітря вимірює кількість повітря, що надходить у двигун. На основі цих даних можна визначити кількість палива, яке потрібно впорснути, серед іншого, використовуючи характерні значення в блоці керування двигуном.
Масомір повітря випускається в двох варіантах:
- Аналоговий вихідний сигнал: рівень напруги залежить від виміряного значення. Це також називається сигналом AM (амплітудна модуляція);
- Цифровий вихідний сигнал: електроніка датчика створює цифровий сигнал у формі частоти. Цей FM-сигнал (частотна модуляція) змінюється зі збільшенням обсягу повітря.
У наступних параграфах пояснюється різниця між аналоговими та цифровими вимірювачами маси повітря з прикладами вимірювань. В останньому параграфі пояснюється робота вимірювача маси повітря на рівні компонентів.
Аналоговий масомір повітря:
Напруга живлення на цьому датчику становить 12 вольт. Аналоговий сигнал напруги цього датчика зазвичай (залежно від марки та типу):
- Запалювання ввімкнене, повітря відсутній: 0,2 – 1,5 В.
- Двигун на холостому ходу: 1,5 – 3,0 В.
- Прискорення з повністю відкритою дросельною заслінкою: максимум 4,5 В.
На графіку показано зміну напруги порівняно з виміряною масою повітря в грамах на секунду. Ми можемо виміряти напругу мультиметром.
Цифровий масомір повітря:
Частота сигналу показує, скільки повітря пройшло через датчик. Напруга сигналу завжди знаходиться в межах від 0 до 5 вольт. Частота вказує, як часто сигнал повторюється протягом однієї секунди. Коли ми вимірюємо два сигнали за одну секунду за допомогою осцилографа, ми говоримо про 2 Гц. На практиці ми бачимо, що частота набагато вища. Загалом виробники застосовують такі частоти:
- стаціонарний: 2 – 2,5 кГц (2000 – 2500 Гц)
- висока швидкість: до 6 – 6,5 кГц
Частота збільшується пропорційно зростанню потоку повітря. Якщо ви бачите аномальні піки сигналу або надто низька частота вимірюється на високій швидкості, це може свідчити про брудний або несправний масомір повітря. На зображеннях нижче показано два вимірювання цифровим вимірювачем маси повітря.
Вимірювання напруги показує зміну напруги з часом. Це зображення показує, що напруга постійно змінюється між 0,5 і 4,5 вольт. Зі збільшенням потоку повітря (при збільшенні швидкості) час між лініями підйому і спаду стає менше. Імпульси стають тоншими і зближеними. Належний діагноз неможливо поставити за допомогою цього зображення.
Вимірювання, в якому канал A вимірює напругу, а канал B вимірює частоту, дає уявлення про роботу масометра повітря. Вимірювання проводяться протягом більшого періоду часу, що створює враження, ніби сині імпульси каналу A розташовані поруч один з одним. Однак це не так; Через зменшення масштабу навряд чи можливо розрізнити напругу вгору та вниз.
Червона лінія (канал B) вказує на частоту сигналу. Чим ближче один до одного імпульси напруги, тим більше піднімається червона лінія. При розгоні до високої швидкості з повністю відкритим автомобілем частота продовжує збільшуватися, доки не буде відпущена педаль газу. Висота червоної лінії вказує на максимальну частоту сигналу. Ці дані можна порівняти із заводськими даними або розрахунковим значенням. Ми обговоримо це більш детально в наступному розділі.
На наведеній нижче схемі автомобіля Volkswagen Golf 6 2.0 tdi код компонента G70 вказує на цифровий вимірювач маси повітря.
- Вивід 1 витратоміра повітря підключений до виводу 18 ЕБУ двигуна. Це сигнальний провід, по якому масомір повітря передає виміряне значення в ECU;
- Контакт 2: сигнальний дріт датчик температури повітря. Цей датчик вбудовано в корпус вимірювача повітря;
- Контакт 4: земля;
- Контакт 5: підключений до запобіжника через позицію 23 на схемі. Масомір повітря живиться напругою 12 вольт.
На контакті 1 вимірювача маси повітря ми можемо виміряти сигнал, який надсилається до ECU. Крім того, якщо є, ми можемо блок розриву доступний, перевірте, чи цей сигнал також правильно надходить на контакт 18 ECU. Якщо ці сигнали відрізняються один від одного, ми можемо виміряти різницю напруги на цьому дроті (контакт 1 LMM порівняно з контактом 18 ECU).
Занадто низька напруга живлення датчика може вплинути на сигнал датчика. Тому ми також повинні перевірити плюсове з’єднання та заземлення. Підключаємо вольтметр або осцилограф до контактів 4 і 5 і перевіряємо, чи виміряна напруга приблизно дорівнює напрузі акумулятора. Якщо напруга занадто низька, ми можемо мати справу з a перехідний опір в плюсовому дроті або дроті заземлення, який ми можемо виявити за допомогою вимірювання V4.
Зчитайте виміряні значення за допомогою діагностичного обладнання:
Система керування двигуном розраховує кількість повітря на основі значення датчика. За допомогою обладнання для зчитування поточну кількість всмоктуваного повітря можна зчитати з поточних даних (також званих параметрами або блоками вимірюваних значень). Немає значення, чи є сигнал аналоговим чи цифровим; При зчитуванні ви бачите значення отриманого та обробленого ЕБУ сигналу.
Щоб перевірити правильність виміряного значення, його можна порівняти із заводськими даними. Однак у більшості випадків їх нелегко знайти. Тому існують калькулятори для розрахунку обсягу повітря. Відомою програмою є Інструмент LMM які ви можете завантажити тут.
Значення, яке ви обчислили, і значення, яке ви прочитали, мають досить добре відповідати. Звичайно, допускається невелика різниця. Ми завжди маємо справу з властивостями двигуна, які відрізняються для кожного двигуна; подумайте про фази газорозподілу, методи збільшення коефіцієнта заповнення, такі як змінна фаза фаз газорозподілу, змінний впускний колектор тощо. Однак, якщо ці значення відрізняються на десятки грамів, не можна виключити дефект масоміра повітря.
У таблицях нижче наведені розрахункові значення двигуна без наддуву з робочим об’ємом 2000 куб.см (2,0 літра). Заводимо з холостого ходу; це приблизно 800 об/хв. У впускному колекторі розрідження, оскільки дросельна заслінка майже повністю закрита. Тиск 0,3 бар. Наступні два стовпці показують значення при збільшених обертах двигуна і повністю відкритій дросельній заслінці (Wide Open Throttle). У впускному колекторі панує абсолютний тиск зовнішнього повітря, тобто 1000 мБар. Температура всмоктуваного повітря підвищується. Частота обертання двигуна продовжує зростати до 6000 об/хв.
Ситуація:
- Швидкість: 800 об / хв;
- Тиск у впускному колекторі: 300 мБар;
- Температура повітря на вході: 20°.
Розраховані значення:
- 3,86 грам/сек;
- 13,88 кг/год;
- 0,15 грама на хід.
Ситуація:
- Швидкість: 3000 об/хв (WOT);
- Тиск у впускному колекторі: 1000 мБар;
- Температура повітря на вході: 22°.
Розраховані значення:
- 47,86 грам/сек;
- 172,31 кг/год;
- 0,48 грама на хід.
Ситуація:
- Швидкість: 6000 об/хв (WOT);
- Тиск у впускному колекторі: 1000 мБар;
- Температура повітря на вході: 25°.
Розраховані значення:
- 94,76 грам/сек;
- 341,14 кг/год;
- 0,48 грама на хід.
Наслідки несправного лічильника маси повітря:
- Менша потужність (не завжди має бути помітним)
- Нижня максимальна швидкість
- Вища витрата палива
- Більше викидів сажі (дизельний двигун)
- Двигун погано обертається при повному навантаженні, наприклад
Робота масоміра повітря:
Корпус лічильника масового повітря містить штекер для підключення джгута проводів до ECU, електроніку на друкованій платі та вимірювальний елемент.
Гумове ущільнювальне кільце запобігає всмоктуванню повітря повз корпус. Вимірювальний елемент масоміра повітря складається, серед іншого, з двох залежних від температури резисторів (PTC і NTC термістори).
Під час роботи двигуна резистори охолоджуються за рахунок повітря, що протікає повз них. Електронна схема забезпечує постійну температуру нагрівального елемента PTC. Пов’язана різниця напруг перетворюється ланцюгом підсилювача на придатний для використання вихідний сигнал для надсилання до ЕБУ.
На наступному малюнку показано компоненти масового вимірювача повітря в трьох підзонах:
- Червоний: датчик температури впускного повітря (NTC);
- Зелений: компоненти для гарячого дроту;
- Синій: компоненти для вимірювального елемента.
Масомір повітря має 5-контактне штепсельне з'єднання:
- сигнал датчика температури всмоктуваного повітря;
- блок живлення (12 вольт) для гарячого проводу;
- джерело живлення (5 вольт) для вимірювального елемента;
- сигнал (0,5 – 4,5 вольт);
- маса датчика. Усі внутрішні заземлення підключені до цього вихідного контакту.
На наступних зображеннях три підобласті показано окремо з поясненням поруч із ними.
Датчик температури впускного повітря: як уже згадувалося, цей датчик відноситься до типу NTC.
Опір датчика залежить від температури повітря, яке надходить від повітряного фільтра через масомір повітря до турбіни або впускного колектора.
Теплоплівковий масомір повітря містить нагрівальний резистор, який підтримує постійну температуру. На цій діаграмі опір нагріванню дорівнює Rh. Нагрівальний резистор, також званий гарячим дротом, вмикається та вимикається транзистором (у верхній частині).
Посередині бачимо одну Міст Вітстона з резисторами R3 і R4 внизу. Це термозалежні резистори (PTC і NTC). Резистори R3 і R4 забезпечують постійну температуру опору нагріву Rh:
- Коли потік повітря збільшується, резистори охолоджуються, і на всіх резисторах у мосту відбувається різне падіння напруги. За допомогою мосту Вітстона зміна опору може бути перетворена в напругу сигналу для ECU. Перегляньте сторінку «Міст Вітстона» для детального пояснення цієї схеми.
- Різниця напруг на операційному підсилювачі змінює вихідну напругу транзистора;
- Транзистор включається і вмикає або вимикає подачу струму на нагрівальний резистор Rh;
- Опір нагріву буде підтримуватися на тій самій температурі, наскільки це можливо, завдяки джерелу живлення.
- Залежні від температури резистори R1 і R2 розміщені по обидві сторони опору нагріву Rh;
- Якщо повітря не проходить через датчик, резистори R1 і R2 мають однакове значення і вихідний сигнал відсутній;
- Коли повітря проходить через датчик, опір R1 охолоджується, а R2 нагрівається;
- В результаті значення опору R1 зменшується, а R2 збільшується;
- Збільшення значення опору також збільшує вихідну напругу;
- Якщо повітря повертається через датчик (зворотний потік), R2 охолоджується, а R1 нагрівається, що призводить до падіння вихідної напруги. Таким чином, середня вихідна напруга є правильною мірою кількості повітря, що надходить до двигуна.
Зворотний потік - це потік повітря (пульсації) назад до повітряного фільтра в результаті закриття впускних клапанів або закриття дросельної заслінки. Зворотний потік вимірюється як додаткова маса повітря, яка може спричинити велике відхилення сигналу. Сучасні масові вимірювачі повітря мають компенсацію зворотного потоку, як показано в цьому прикладі з резисторами R1 і R2.
