▷ Snímač průtoku vzduchu: zařízení, princip činnosti, kontrola

• Vymezení a interpretace zkratek
• Typy DFID, jejich konstrukční vlastnosti a princip činnosti
• Zaměnitelnost
• Kontrola stavu
• Кратко о ремонте

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Pro optimální provoz vstřikovacího motoru by měl spalovací motor (dále jen ICE) brát v úvahu, kolik směsi vzduchu vstupuje do spalovacích komor válců. Na základě těchto údajů elektronická řídicí jednotka (dále jen ECU) určuje podmínky pro dodávku paliva. Kromě informací ze snímače hmotnostního průtoku vzduchu se bere v úvahu jeho tlak a teplota. Vzhledem k tomu, že DFID jsou nejvýznamnější, zvažujeme jejich typy, konstrukční prvky, diagnostické a náhradní možnosti.

Vymezení a interpretace zkratek

Průtokoměry, jsou také volumeters nebo DMRV (nesmí být zaměňovány s DMRT a DVRM), dešifrované jako hmotnostní senzory proudění vzduchu, instalované v automobilech na naftu nebo benzín ICE. Umístění tohoto snímače je snadné najít, protože řídí přívod vzduchu, a pak by mělo být vyhledáváno v příslušném systému, a to po vzduchovém filtru na cestě do škrticí klapky (DZ).

Zařízení je připojeno k řídicí jednotce motoru. V případech, kdy je DMRV mimo provoz nebo nepřítomnost, lze provést hrubý výpočet na základě pozice DZ. Při tomto způsobu měření však není možné zajistit vysokou přesnost, což okamžitě vede k nadměrné spotřebě paliva. To opět ukazuje klíčovou úlohu průtokoměru při výpočtu hmotnosti paliva přiváděného přes trysky.

Řídící jednotka kromě informací z DMRV zpracovává také data z následujících zařízení: RTD (snímač vačkového hřídele), DD (měřič detonace), dálkové snímání, teplotní čidlo chladicího systému, měřič kyselosti (lambda sonda) atd.

Typy DFID, jejich konstrukční vlastnosti a princip činnosti

Nejběžnější jsou tři typy volumetrů:

• Drát nebo závit.
• Film
• Objemné.

V prvních dvou případech je princip činnosti založen na získávání informací o hmotnosti proudu vzduchu měřením jeho teploty. V posledně uvedených dvou případech se může jednat o tyto možnosti:

1. Změnou polohy jezdce, poháněného speciální čepelí, která ovlivňuje průtok vzduchu procházející zařízením. Vzhledem k přítomnosti mechanismů tření je úroveň spolehlivosti těchto konstrukcí poměrně nízká. To byl hlavní důvod selhání výrobců automobilů ze senzorů tohoto typu. Pro ilustraci uvádíme zjednodušený příklad konstrukce objemového průtokoměru.

   

2. Počítání vírové kapsy. Jsou tvořeny v případě, že laminární proudění vzduchu umyje překážku, jejíž okraje jsou velmi ostré. Frekvence odtržení vírů od nich přímo souvisí s rychlostí proudění vzduchu procházejícího zařízením.

Legenda:

• A - senzor pro měření tlaku pro upevnění průchodu víru. To znamená, že frekvence tlaků a tvorba vírů bude stejná, což umožní měřit průtok směsi vzduchu. Na výstupu pomocí ADC je analogový signál převeden na digitální a přenášen do počítače.
• B - speciální trubky, které vytvářejí proudění vzduchu, které má téměř stejné vlastnosti jako laminární.
• C - obtokové kanály.
• D - sloupec s ostrými hranami, na kterých se tvoří karmánské víry.
• E - otvory pro měření tlaku.
• F - směr proudění vzduchu.

Drátové měřidla

Až donedávna bylo vlákno DMRV nejběžnějším typem senzoru instalovaného na domácích vozech modelů GAZ a VAZ. Příklad provedení vodiče průtoku je uveden níže.

Legenda:

• A - Elektronická tabule.
• B - Konektor pro DFID na ECU.
• C - Nastavení CO.
• D - Pouzdro průtokoměru.
• E - kroužek.
• F - Platinový drát.
• G - Odpor pro tepelnou kompenzaci.
• H - Držák prstence.
• I - elektronická obvodová deska.

Princip činnosti a příklad funkčního diagramu měřidla závitu.

Poté, co jsme se zabývali návrhem zařízení, přistupujeme k principu jeho provozu, je založen na termo-anemometrické metodě, ve které je termistor (RT), ohřívaný proudem, který jím prochází, umístěn do proudu vzduchu. Pod jeho vlivem dochází k výměně tepla, a tím i odporu RT, což nám umožňuje vypočítat objemový průtok směsi vzduchu? pomocí královské rovnice:

_I2 * R = (K1 + K2 * Q) * (T1-T2),

kde I je proud procházející RT a ohřívá se na teplotu T1. V tomto případě T2 je teplota okolí a K1 a K2 jsou konstantní koeficienty.

Na základě výše uvedeného vzorce je možné odvodit objemový průtok vzduchu:

Q = (1 / K2) * (I2 * _RT / (Ti - T2) - K1)

Níže je uveden příklad funkčního obvodu s můstkovým začleněním termočlánků.

Legenda:

• Q- měřený průtok vzduchu.
• Y - zesilovač signálu.
• R _T - tepelný odpor drátu, obvykle z platinového nebo wolframového vlákna, jehož tloušťka je v rozmezí 5, 0-20, 0 mikronů.
• R _R - tepelný kompenzátor.
• R _1- R ₃ - normální odpor.

Když se rychlost proudění blíží nule, RT se zahřeje na určitou teplotu proudem, který jím projde, což umožňuje udržení rovnováhy mostu. Jakmile se zvýší průtok směsi vzduchu, začne termistor chladnout, což vede ke změně jeho vnitřního odporu a v důsledku toho k nerovnováze v můstkovém obvodu. Výsledkem tohoto procesu je vytvoření proudu na výstupu zesilovací jednotky, která částečně prochází tepelným kompenzátorem, což vede k tvorbě tepla a umožňuje kompenzovat jeho ztráty z proudění směsi vzduchu a obnovuje rovnováhu můstku.

Popsaný proces umožňuje vypočítat průtok směsi vzduchu, a to z hlediska množství proudu procházejícího mostem. Aby byl signál vnímán ECU, je převeden na digitální nebo analogový formát. První vám umožní určit průtok na frekvenci výstupního napětí, druhý - jeho úrovní.

Tato implementace má významnou nevýhodu - vysokou teplotní chybu, takže mnoho výrobců přidává termistor do podobného provedení, než je hlavní, ale nevystavují ho proudu vzduchu.

V průběhu práce se může na drátovém termistoru nahromadit prach nebo bláto, aby se tomu zabránilo, že tento prvek je vystaven krátkodobému vysokoteplotnímu ohřevu. Je vyroben po vypnutí motoru.

Filmové vzduchoměry

Film DFID pracuje na stejném principu jako vlákno. Hlavní rozdíly jsou v designu. Zejména místo odporu drátu z platinového vlákna se používá křemíkový krystal. Je pokryta několika vrstvami platinového postřiku, z nichž každý hraje určitou funkční roli, a to:

• Teplotní čidlo
• Tepelné odpory (obvykle dva).
• Topný (kompenzační) odpor.

Tento krystal je instalován v ochranném pouzdru a umístěn ve speciálním kanálu, kterým prochází směs vzduchu. Geometrie kanálu je navržena tak, aby měření teploty byla prováděna nejen ze vstupního proudu, ale také z odraženého. Díky vytvořeným podmínkám je dosaženo vysoké rychlosti pohybu směsi vzduchu, což neprispívá k usazování prachu nebo nečistot na pouzdru ochranného krystalu.

Legenda:

• A - Tělo průtokoměru, do kterého je vloženo měřicí zařízení (E).
• B - Kontakty konektoru, který je připojen k počítači.
• С - Citlivý prvek (křemíkový krystal s několika vrstvami naprašování, umístěný v ochranném pouzdře).
• D - Elektronický regulátor, pomocí kterého se provádí předběžné zpracování signálu.
• E - Pouzdro měřícího zařízení.
• F - Kanál, nakonfigurovaný tak, aby se odečítal teplotní odečet odraženého a vstupního proudu.
• G - Měřený průtok vzduchu.

Jak bylo zmíněno výše, princip činnosti senzorů vlákna a filmu je podobný. To znamená, že snímací prvek se nejprve zahřeje na teplotu. Průtok směsi vzduchu ochlazuje termočlánek, což umožňuje vypočítat hmotnost směsi vzduchu procházejícího senzorem.

Stejně jako u vláknových zařízení může být odchozí signál analogový nebo konvertován pomocí ADC do digitálního formátu.

Je třeba poznamenat, že chyba volumetrů závitu je asi 1%, u filmových analogů je tento parametr asi 4%. Většina výrobců však přešla na filmové senzory. To je způsobeno jednak nižšími náklady na ni, jednak rozšířenými funkcemi ECU zpracovávajícími informace z těchto zařízení. Tyto faktory zatemnily přesnost zařízení a jejich rychlost.

Je třeba poznamenat, že díky vývoji technologie pro výrobu flash mikrokontrolérů, stejně jako zavedení nových řešení, bylo možné významně snížit chybu, aby se zvýšila rychlost návrhů filmů.

Zaměnitelnost

Tato otázka je poměrně relevantní, zejména s přihlédnutím k nákladům na původní výrobky dováženého automobilového průmyslu. Ale ne všechno je tak jednoduché, uvedeme příklad. V prvních výrobních modelech závodu Gorky Automobile Plant byl DMRV BOSh (Bosh) instalován na injekční Volze. O něco později importované senzory a regulátory nahradily domácí produkty.

Strukturálně se tyto produkty prakticky nelišily s výjimkou několika konstrukčních prvků, a to:

• Průměr drátu použitého v drátovém termistoru. Pro výrobky Bosch Ø 0, 07 mm a pro domácí výrobky - Ø0, 10 mm.
• Způsob upevnění drátu je jiný typ svařování. V importovaných senzorech se jedná o kontaktní svařování, v domácích výrobcích - laser.
• Tvar termistorového vlákna. V Boshu má geometrii ve tvaru písmene U, APZ vyrábí nástroje se závitem ve tvaru písmene V, produkty AOKB Impuls se vyznačují čtvercovým tvarem zavěšení závitu.

Všechny příklady uváděné jako senzory byly zaměnitelné, dokud se závod Gorky Automobile nezměnil na filmové analogy. Důvody přechodu byly popsány výše.

Nedává smysl dávat domácí analog senzoru zobrazeného na obrázku, protože vypadá téměř stejně.

Je třeba poznamenat, že při přechodu z vláknových zařízení na film, s největší pravděpodobností bude nutné změnit celý systém, a to: samotný senzor, připojovací vodič z něj na ECU a vlastně samotný regulátor. V některých případech může být ovládání upraveno (reflash) pro práci s jiným senzorem. Takový problém je způsoben tím, že většina měřičů závitů vysílá analogové signály a filmově digitální.

Je třeba poznamenat, že vlákno DMRV (vyrobené firmou GM) s digitálním výstupem bylo instalováno na prvních výrobních vozech VAZ s vstřikovacím motorem, modely 2107, 2109, 2110 atd. Mohou být uvedeny jako příklad. Nyní jsou instalovány DFID BOSH 0 280 218 004 .

Pro výběr analogů můžete použít informace z oficiálních zdrojů nebo tématických fór. Níže je například tabulka zaměnitelnosti DFID pro vozy VAZ.

Předložená tabulka jasně ukazuje, že například snímač DFID 0-280-218-116 je kompatibilní s motory VAZ 21124 a 21214, ale nehodí se pro 2114, 2112 (včetně 16 ventilů). Informace o dalších modelech VAZ naleznete zde (například Lada Grant, Kalina, Priora, 21099, 2115, Chevrolet Niva atd.).

Zpravidla nebudou existovat žádné problémy s jinými značkami automobilů domácí nebo společné výroby (UAZ Patriot ZMZ 409, Daewoo Lanos nebo Nexia), výběr náhrad za DMRV pro ně nebude problém, totéž platí pro výrobky čínského automobilového průmyslu (KIA Ceed, Spectra, Sportage atd.) Ale v tomto případě je pravděpodobnost velká, že pinout DFID se nemusí shodovat, páječka pomůže situaci napravit.

Mnohem složitější je případ evropských, amerických a japonských automobilů. Proto, pokud máte Toyota, Volkswagen Passat, Subaru, Mercedes, Ford Focus, Nissan Premiere P12, Renault Megane nebo jiná evropská, americká nebo japonská auta, musíte pečlivě zvážit všechna řešení.

Máte-li zájem, můžete vyhledávat v epizodě s pokusem o nahrazení „nativního“ průtokoměru vzduchu analogem pro Nissan Almera H16. Jeden pokus vedl k nadměrné spotřebě paliva i při volnoběhu.

V některých případech bude hledání analogu oprávněné, zejména pokud vezmeme v úvahu náklady na „nativní“ volumetr (například BMW E160 nebo Nissan X-Trail T30).

Kontrola stavu

Než začnete diagnostikovat DFID, musíte znát symptomy, které vám umožní určit stupeň účinnosti senzoru LFA (zkratka anglického názvu zařízení) v autě. Uvádíme hlavní příznaky poruchy:

• Výrazně se zvýšila spotřeba palivové směsi a zároveň se zrychlení zrychlilo.
• ICE volnoběh pracuje s trháním. V tomto případě může být v klidovém režimu pozorován pokles nebo zvýšení otáček.
• Motor se nespustí. Vlastně, tento důvod sám o sobě neznamená, že průtokoměr v autě je vadný, mohou existovat i jiné důvody.
• Zobrazí problém s motorem (Cheeck Engine)

Tyto příznaky naznačují možnou poruchu DMRV, aby bylo možné stanovit přesnou příčinu poruchy, je nutné provést diagnózu. Je to snadné. Podstatným zjednodušením úlohy bude připojení diagnostického adaptéru k řídicí jednotce (pokud je tato možnost možná), po které bude kód chyby určovat zdraví nebo poruchu snímače. Například chyba p0100 indikuje poruchu v obvodu průtokoměru.

Pokud je však nutné provést diagnostiku na domácích vozech, vydaných před 10 lety nebo více, pak může být kontrola DFID provedena jedním z následujících způsobů:

1. Testování v procesu pohybu.
2. Diagnostika pomocí multimetru nebo testeru.
3. Externí kontrola snímače.
4. Instalace stejného typu, samozřejmě dobré zařízení.

Zvažte každou z těchto metod.

Testování v pohybu

Nejjednodušší způsob kontroly je analýza chování spalovacího motoru, když je LFA senzor vypnutý. Akční algoritmus je následující:

• Je nutné otevřít kryt, vypnout průtokoměr, zavřít kryt.
• Startujeme auto, současně ICE přejde do nouzového režimu. Na přístrojové desce se zobrazí zpráva o problému s motorem (viz obr. 10). Množství dodané směsi paliva bude záviset na poloze DZ.
• Zkontrolujte dynamiku vozu a porovnejte ho s tím, který byl před vypnutím senzoru. Pokud se vůz stal dynamičtějším, stejně jako zvýšený výkon, pak to s největší pravděpodobností indikuje, že snímač průtoku hmoty je chybný.

S vypnutým zařízením můžete pokračovat, ale nedoporučuje se to. Zaprvé se zvyšuje spotřeba palivové směsi a za druhé, nedostatek kontroly nad regulátorem kyslíku vede ke zvýšení znečištění.

Diagnostika pomocí multimetru nebo testeru

Příznaky DFID mohou být nastaveny připojením černé sondy k zemi a červeným signálem na vstupu snímače (pinout lze zobrazit v pasu zařízení, zde jsou také uvedeny hlavní parametry).

Dále nastavte hranice měření v mezích 2, 0 V, zapněte zapalování a proveďte měření. Pokud přístroj nic nezobrazuje, je třeba zkontrolovat správnost připojení sond k hmotnosti a signálu průtokoměru. Podle svědectví přístroje můžete posoudit celkový stav zařízení:

• Napětí 0, 99-1, 01 V znamená, že senzor je nový a pracuje správně.
• 1, 01-1, 02 V - zařízení BU, ale jeho stav je dobrý.
• 1, 02-1, 03 V znamená, že zařízení je stále funkční.
• 1, 03 -1, 04 Stát se blíží kritické, to znamená, že v blízké budoucnosti je nutná výměna DFID za nový senzor.
• 1.04-1.05 - prostředky zařízení jsou téměř vyčerpány.
• Více než 1, 05 - určitě potřebujete nový DFID.

To znamená, že stav senzoru je možné správně posoudit napětím, nízká úroveň signálu označuje zdravý stav.

Externí kontrola snímače

Tato diagnostická metoda není méně účinná než ta předchozí. Vše, co je potřeba, je odstranit senzor a vyhodnotit jeho stav.

Charakteristickým znakem poruchy je mechanické poškození a kapalina v zařízení. To znamená, že systém přívodu motorového oleje není nastaven. Если сенсор сильно загрязнен, то следует произвести замену или очистку воздушного фильтра.

Установка однотипного, заведомо исправного устройства

Данный способ дает практически всегда ясный ответ на вопрос работоспособности сенсора. На данный способ на практике довольно сложно реализовать, не приобретая новый прибор.

Кратко о ремонте

Как правило, пришедшие в негодность сенсоры МАФ не подлежат ремонту, за исключением тех случаев, когда требует их промывка и чистка.

В некоторых случаях можно произвести ремонт платы объемного ДМРВ, но этот процесс ненадолго продлит жизнь прибору. Что касается плат в пленочных сенсорах, то без специального оборудования (например, программатора для микроконтроллера), а также навыков и опыта, пытаться их восстановить бессмысленно.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!