Волюметр что это такое в автомобиле
Что такое волюметрический датчик, и какую роль он играет в автомобилях?
В силовых агрегатах современной транспортной техники всем процессом смесеобразования управляет электроника. Известно, что качество топливно-воздушной смеси зависит исключительно от правильно скорректированной подачи топлива в цилиндры, которую рассчитывает система электронного управления моторным агрегатом на основании воздушного объема, поступающего в двигатель во время открытия дроссельной заслонки. Ну а правильно определить объем воздуха позволяет специальный элемент – волюметр, либо датчик МРВ (массового расхода воздуха).
У автомобилистов плохо знакомых с устройством и принципом работы агрегатов, возникает вполне уместный вопрос: где располагается этот датчик? Местом установки ДМРВ служит впускной патрубок силового агрегата, на котором датчик ставится сразу за воздухофильтром и подключается к электронной системе управления мотором.
По своей сути процесс определения поступающего во внутрь двигателя воздушного объема нельзя назвать сложным. При открытой заслонке дросселя внутрь цилиндров поступает большее количество воздуха, а при закрытой, соответственно, наоборот. Вот и весь принцип. Но, в действительности все гораздо сложнее потому, что силовой агрегат не работает в одном режиме, то есть, водитель прикладывает разное воздействие на педаль акселератора, в результате чего дроссельная заслонка имеет различные углы и продолжительность открытия.
Виды ДМРВ
На различные виды, датчики МРВ разделяются согласно своим конструктивным особенностям. Итак, их основные типы:
— термоанемометрические (используются на транспортных средствах отечественного автопрома);
Конструктивные особенности датчиков
Стоит отметить, что волюметр относится к наиболее живущим элементам автомобильных систем, поскольку в его конструкции не предусмотрены движущиеся детали.
Работает ДМРВ следующим образом: основным элементом контроля в таком датчике является нагреваемая импульсным электрическим током тончайшая платиновая нить либо никелевая сетка. Различия двух типов рабочих элементов датчика МРВ заключается лишь в температуре их прогрева, которая у проволочного на 25% больше чем у сетчатого. Поскольку проходящий через датчик воздух охлаждает рабочий элемент, необходимо чтобы его температура постоянно поддерживалась на нужном для корректной работы устройства уровне. Следовательно, чем больший объем воздуха пройдет через датчик, тем сильнее охладится его рабочая часть, и тем больший ток потребуется для ее разогрева. По рабочей величине тока система электронного управления силовым агрегатом определяет объем проникнувшего в цилиндры двигателя воздуха. Существуют и датчики, которые измеряют объем воздуха согласно частоте испускаемых ими импульсных сигналов. В основном, волюметры такой конструкции устанавливались на отечественные ВАЗы.
Конструкции современных датчиков, в том числе и ВАЗовских, более сложные, поскольку в них вместо нагревательного нитяного либо сетчатого элемента используется специальная тонкая токопроводящая пленка, которая содержит датчики температуры.
Установленные на новых «Жигулях» датчики МРВ имеют несколько другой принцип своего действия. Так, в центральной части их рабочего элемента располагается нагревательный участок, уровень прогрева которого контролируют датчики температуры. Помимо этого с внутреннего и наружного боков токопроводящей пленки дополнительно установлено по одному датчику температуры, причем через один из них постоянно проходит воздух и охлаждает его, а температура второго изменяется незначительно. На основании разницы температур этих датчиков и основан принцип измерения воздушного потока в современных ДМРВ.
Какая из конструкций волюметра лучше?
Что-либо точно сказать по этому поводу нельзя, поскольку каждый из ДМРВ обладает рядом своих плюсов и минусов. Датчик с нитью хоть и не отличается высокой точностью измерений, все же в сравнении с пленочным устройством обладает более продолжительным ресурсом работы.
ДМРВ, в котором в качестве основного рабочего элемента выступает электропроводимая тончайшая пленка, благодаря своей сложной конструкции и наличию дополнительных температурных датчиков, работает с минимальной погрешностью при измерении воздушного объема. В результате чего удается получить практически идеальный состав воздушно-топливной смеси. Единственное, что постоянная грязь и влага, которая скапливается на корпусе и рабочем элементе датчика значительно ухудшают его работу. Поэтому, дабы этот элемент работал продолжительное время максимально четко, необходимо не пренебрегать периодическим контролем воздушного фильтра, своевременно очищая его.
Как отсутствие ДМРВ повлияет на работу силового агрегата?
Несмотря на всю надежность конструкции волюметр все же рано или поздно может выйти из строя. Здесь есть «подводный камень». Так как не для каждого типа транспортного средства ДМРВ можно пойти, купить без проблем, поставить и ездить, у многих автовладельцев возникает уместный вопрос: как отсутствие датчика отразится на работе мотора?
Если исключить элемент из системы смесеобразования, модуль электронного управления двигателем начнет работать в аварийном режиме. То есть смесеобразование регулируется только дроссельной заслонкой, из-за чего увеличивается потребление топлива, и возрастают обороты коленвала.
Подобным образом можно проверить работоспособность датчика МРВ. Достаточно его отключить и немного проехать. Если автомобиль при этом становится резвее, следовательно, волюметрический датчик неисправен.
Можно ли использовать различные типы датчиков?
Это еще один распространенный вопрос, ответ на который ищет практически каждый владелец автомобиля ВАЗ.
Все дело в том, что каждый из видов ДМРВ производится под параметры конкретных типов моторных агрегатов, поэтому они имеют различное напряжение и силу питающего тока. По этой причине, если в систему смесеобразования установить не тот тип ДМРВ, модуль управления двигателем будет принимать неправильные сигналы с датчика. Это приведет либо к увеличению потребления топлива и некорректной работе двигателя, либо к тому, что мотор и вовсе не удастся завести.
Если не получается найти подходящий тип ДМРВ, можно попытаться перепрошить его. Но, делать это не рекомендуется, так как можно запросто вывести из строя электронную систему управления двигателем.
Видео об устройстве и схеме работы датчика массового расхода воздуха:
Видео о том, как своими руками снять и почистить ДМРВ:
Для чего нужен Волюметр?
Он измеряет количество воздуха, которое поступает в цилиндры ДВС, затем передает данные на ECU, который составляет оптимальные пропорции бензина и воздуха для получения необходимого, в данный момент состава топливо-воздушной смеси. Если, как говорят наши мастера волюметр глючит, то двигатель будет работать как попало.
Что будет если отключить датчик массового расхода воздуха?
Без датчика ДМРВ блок управления (ЭБУ) не сможет изменять крутящий момент двигателя. … Выдавать неисправность будут только плавающие обороты двигателя и появившийся значок “Check”. При этом будут и скрытые последствия, такие как повышенный расход топлива и износ элементов двигателя из-за работы в неправильном режиме.
Для чего нужен датчик массового расхода воздуха?
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель, и посылает в электронный блок управления (ЭБУ) сигнал напряжения, которое соответствует потоку воздуха. … На основе этих данных ЭБУ определяет плотность воздуха и регулирует объем впрыска топлива.
Как влияет ДМРВ на работу двигателя?
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ или MAF-sensor), контролирует объем поступающего воздуха во впускную систему ДВС, для создания топливно-воздушной горючей смеси. Это позволяет получить максимальную мощность двигателя, при минимальном расходе топлива.
Почему ломается датчик расхода воздуха?
Одной из распространенных причин, приводящих к ускоренному загрязнению ДМРВ, является использование некачественных воздушных фильтров, которые плохо выполняют свою задачу и быстро засоряются.
Как проверить ДМРВ без машины?
Способ №5 — проверка ДМРВ мультиметром
Датчик массового расхода воздуха: принцип работы, диагностика
Для оптимальной работы инжекторного двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) следует учитывать, сколько воздушной смеси поступает в камеры сгорания цилиндров. На основании этих данных электронным блоком управления (далее ЭБУ) определяет условия подачи топлива. Помимо информации с датчика массового расхода воздуха, учитывается его давление и температура. Поскольку ДМРВ являются наиболее значимыми, рассмотрим их виды, конструктивные особенности, возможности диагностики и замены.
Назначение и расшифровка аббревиатуры
Расходомеры, они же волюметры или ДМРВ (не путать с ДМРТ и ДВРМ), расшифровываются как датчики массового расхода воздуха, устанавливаются в автомобилях на дизеле или бензиновых ДВС. Место расположения данного датчика найти несложно, поскольку он контролирует подачу воздуха, то и искать его следует в соответствующей системе, а именно, после воздушного фильтра, на пути к дроссельной заслонке (ДЗ).
Место установки ДМРВ на Газель 405
Подключение устройства осуществляется к блоку управления ДВС. В тех случаях, когда ДМРВ находится в неисправном состоянии или отсутствует, грубый расчет может быть произведен исходя из положения ДЗ. Но при таком способе измерения нельзя обеспечить высокую точность, что незамедлительно приведет к перерасходу топлива. Это еще раз указывает на ключевую роль расходометра при расчете подаваемой через форсунки топливной массы.
Помимо информации с ДМРВ, блок управления также обрабатывает данные, поступающие со следующих устройств: ДРВ (датчик распределительного вала), ДД (измеритель детонации), ДЗ, датчик температуры системы охлаждения, измеритель кислотности (лямбда зонд) и т.д.
Виды ДМРВ их конструктивные особенности и принцип работы
Наибольшее распространение получили три вида волюметров:
В первых двух принцип работы построен на получении сведений о массе воздушного потока путем измерения его температуры. В последних может быть задействовано два варианта учета:
Обозначения:
Проволочные датчики
Нитевой ДМРВ до недавнего времени был наиболее распространенным типом датчика, устанавливаемый на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ. Пример конструкции проволочного расходомера показан ниже.
Конструкция волюметра ИВКШ 407282.000
Обозначения:
Принцип работы и пример функциональной схемы нитевого волюметра.
Разобравшись с конструкцией устройства, перейдем к принципу его работы, она основана на термоанемометрическом методе, при котором терморезистор (RT), нагреваемый проходящим через него током, помещают в воздушный поток. Под его воздействием изменяется теплоотдача, а соответственно, и сопротивление RT, что позволяет вычислить объемный расход воздушной смеси? используя уравнение Кинга:
где I – ток, проходящий через RT и нагревающий его до температуры Т1. При этом Т2 — температура окружающей среды, а К1 и К2 – неизменные коэффициенты.
Исходя из приведенной выше формулы, можно вывести величину объемного расхода воздушного потока:
Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.
Типовая функциональная схема проволочного ДМРВ
Обозначения:
Когда скорость потока близка к нулю, RT нагревается до определенной температуры проходящим через него током, что позволяет мосту удерживаться в равновесии. Как только поток воздушной смеси усиливается, терморезистор начинает охлаждаться, что приводит к изменению его внутреннего сопротивления, и, как следствие, нарушению равновесия в мостовой схеме. В результате этого процесса на выходе усилительного блока образуется ток, который частично проходит через термокомпенсатор, что приводит к выделению тепла и позволяет компенсировать его потерю от потока воздушной смеси и восстанавливает равновесие моста.
Описанный процесс позволяет рассчитать расход воздушной смеси, оперируя величиной тока, проходящего через мост. Чтобы сигнал воспринимался ЭБУ, он преобразовывается в цифровой или аналоговый формат. Первый позволяет определить расход по частоте выходного напряжения, второй – по его уровню.
У данной реализации есть существенный недостаток – высокая температурная погрешность, поэтому многие производители добавляют в конструкцию терморезистор аналогичный основному, но не подвергают его воздействую воздушного потока.
В процессе работы на проволочном терморезисторе могут накапливаться пылевые или грязевые наслоения, чтобы не допустить этого, данный элемент подвергается краткосрочному высокотемпературному нагреву. Он производится после отключения ДВС.
Пленочные воздухомеры
Пленочный ДМРВ работает по тому же принципу, что и нитевой. Основные отличия заключаются в конструктивном исполнении. В частности, вместо проволочного сопротивления из платиновой нити используется кремневый кристалл. Он покрыт несколькими слоями платинового напыления, каждый из которых играет определенную функциональную роль, а именно:
Данный кристалл устанавливается в защитный кожух и помещается в специальный канал, через который проходит воздушная смесь. Геометрия канала выполнена таким образом, чтобы температурные измерения снимались не только с входного потока, а и отраженного. Благодаря созданным условиям достигается высокая скорость движения воздушной смеси, что не способствует отложению пыли или грязи на защитном корпусе кристалла.
Конструктивные особенности пленочного ДМРВ
Обозначения:
Как уже упоминалось выше, принцип работы нитевых и пленочных датчиков аналогичны. То есть, первоначально производится нагрев чувствительного элемента до температуры. Поток воздушной смеси охлаждает термоэлемент, что делает возможным произвести расчет массы воздушной смеси, проходящей через датчик.
Как и в нитевых устройствах, исходящий сигнал может быть аналоговым или преобразовываться при помощи АЦП в цифровой формат.
Следует заметить, что погрешность нитевых волюметров порядка 1%, у пленочных аналогов данный параметр около 4%. Тем не менее, большинство производителей перешли на пленочные датчики. Это объясняется как более низкой стоимостью последних, так и расширенным функционалом ЭБУ, обрабатывающих информацию с данных устройств. Эти факторы отодвинули на второй план точность приборов и их быстродействие.
Следует отметить, что благодаря развитию технологии изготовления флэш-микроконтроллеров, а также внедрению новых решений удалось существенно понизить погрешность увеличить быстродействие пленочных конструкций.
Взаимозаменяемость
Данный вопрос довольно актуален, особенно принимая во внимание стоимость оригинальных изделий импортного автопрома. Но здесь не все так просто, приведем пример. В первых серийных моделях горьковского автозавода на инжекторные волги устанавливался ДМРВ БОШ (Bosh). Несколько позже импортные датчики и контролеры заменили отечественные изделия.
А –импортный нитевой ДМРВ производства Bosh (pbt-gf30) и его отечественные аналоги В — АОКБ «Импульс» и С – АПЗ
Конструктивно эти изделия практически не отличались за исключением нескольких конструктивных особенностей, а именно:
Все приведенные в качестве примера датчики были взаимозаменяемые, пока Горьковский автозавод не перешел на пленочные аналоги. Причины перехода были описаны выше.
Приводить отечественный аналог изображенному на рисунке датчику не имеет смысла, поскольку внешне он практически не отличается.
Следует отметить, что при переходе с нитевых приборов на пленочные, скорее всего, потребуется менять всю систему, а именно: сам датчик, соединительный провод от него к ЭБУ, и, собственно сам контролер. В некоторых случаях контроль может быть адаптирован (перепрошит) под работу с другим датчиком. Такая проблема связана с тем, что большинство нитевых расходомеров посылают аналоговые сигналы, а пленочные – цифровые.
Следует отметить, что на первые серийные автомобили ВАЗ с инжекторным двигателем устанавливался нитевой ДМРВ (производства GM) с цифровым выходом, в качестве примера можно привести модели 2107, 2109, 2110 и т.д. Сейчас в них устанавливается ДМРВ БОШ 0 280 218 004.
Для подбора аналогов можно воспользоваться информацией с официальных источников, или тематических форумов. Для примера ниже представлена таблица взаимозаменяемости ДМРВ для автомобилей ВАЗ.
Таблица совместимости ДМРВ для модельного ряда ВАЗ
Представленная таблица наглядно показывает, что, например, датчик ДМРВ 0-280-218-116 совместим с двигателями ВАЗ 21124 и 21214, но не подходит к 2114, 2112 (в том числе и на 16 клапанов). Соответственно можно найти информацию и по другим моделям ВАЗ (например, Лада Гранта, Калина, Приора, 21099, 2115, Нива Шевроле и т.д.).
Как правило, не возникнет проблем и с другими марками авто отечественного или совместного производства (УАЗ Патриот ЗМЗ 409, ДЭУ Ланос или Нексия), подобрать замену ДМРВ для них не составит проблемы, это же касается и изделий китайского автопрома (КIA Ceed, Спектра, Спортейдж и т.д.). Но в этом случае велика вероятность, что распиновка ДМРВ может не совпадать, исправить ситуацию поможет паяльник.
Значительно сложнее обстоит дело с европейскими, американскими и японскими авто. Поэтому, если у вас Тойота, Фольксваген Пассат, Субару, Мерседес, Форд Фокус, Нисан Премьера Р12, Рено Меган или другое европейское, американское или японское авто, прежде, чем производить замену ДМРВ, необходимо тщательно взвесить все варианты решения.
Если интересно, можете поискать в сети эпопею с попыткой замены на Ниссане Альмера Н16 «родного» воздухомера аналогом. Одна из попыток привела к чрезмерному расходу топлива даже на холостом ходу.
В некоторых случаях поиск аналого будет оправданным, особенно, если принять во внимание стоимость «родного» волюметра (в качестве примера можно привести БМВ Е160 или Ниссан Х-Трейл Т30).
Проверка работоспособности
Прежде, чем проводить диагностику ДМРВ, необходимо знать симптомы, позволяющие определить степень работоспособности МАФ (аббревиатура с английского названия прибора) сенсора в автомобиле. Перечислим основные признаки неисправности:
Эти признаки указывают на возможную неисправность ДМРВ, чтобы точно установить причину поломки необходимо выполнить диагностику. Это несложно сделать своими руками. Значительно упростить задачу поможет подключение к ЭБУ диагностического адаптера (если данная опция возможна), после чего по коду ошибки определить исправность или неисправность сенсора. Например, ошибка p0100 указывает на неисправность цепи расходомера.
Поиск ошибки с помощью диагностического адаптера
Но если предстоит провести диагностику на отечественных авто, выпушенных 10 лет назад или более, то проверка ДМРВ может быть осуществлена одним из следующих способов:
Рассмотрим каждый из перечисленных способов.
Тестирование в процессе движения
Проще всего произвести проверку, анализируя поведение ДВС при отключенном сенсоре МАФ. Алгоритм действий следующий:
Заметим, что можно ездить и дальше при отключенном устройстве, но делать это крайне не рекомендуется. Во-первых, увеличивается расход топливной смеси, во-вторых отсутствие контроля над регулятором кислорода приводит привод к повышению загрязнений.
Диагностика с применением мультиметра или тестера
Признаки неисправности ДМРВ можно установить, подключив черный щуп к заземлению, а красный на вход сигнала сенсора (распиновку можно посмотреть в паспорте к устройству, там же указаны и основные параметры).
Пример измерения мультиметром напряжения на ДМРВ в автомобиле ВАЗ 2114
Далее устанавливаем границы измерения в пределе 2,0 В включаем зажигание и производим измерения. Если прибор ничего не отображает, необходимо проверить правильность подключения щупов к массе и сигналу расходомера. По показаниям прибора можно судить об общем состоянии устройства:
То есть, правильно судить о состоянии сенсора можно по напряжению, низкий уровень сигнала свидетельствует о работоспособном состоянии.
Внешний осмотр сенсора
Данный способ диагностики является не менее действенным, чем предыдущие. Все, что необходимо, — снять сенсор и оценить его состояние.
Осмотр датчика на предмет повреждений и наличия жидкости
Характерные признаки неисправности – механические повреждения и жидкость в приборе. Последнее свидетельствует о том, что не отрегулирована система подачи масла в двигатель. 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.
Как выявить неисправность датчика ДМРВ и почему это важно?
Сегодня двигатели с распределенным и непосредственным впрыском топлива являются наиболее распространенными. Однако несмотря на такую популярность, данные моторы очень часто ломаются. Нередко в машине выходит из строя одна из самых важных деталей – MAF-sensor.
Устройство и значение ДМРВ
MAF-sensor – это очень важная составляющая каждого автомобиля. Обычно датчик находится рядом с элементом воздухоочистителя и осуществляет замер воздуха, поступающего в рейку. Исправное устройство посылает сигналы в ЭБУ с максимальной точностью, обеспечивая рациональный расход топлива.
По типу конструкции различают два вида ДМРВ:
Устройства первого типа являются устаревшими и встречаются крайне редко. Современные датчики производят замеры с помощью двух платиновых или керамических элементов, которые нагреваются с помощью электрического тока. Одна проволока находится под воздействием потока воздуха, а вторая является контрольной. Количество поступающего воздуха определяется с учетом разницы температур двух элементов.
Симптомы неисправностей
О поломке ДМРВ могут свидетельствовать различные признаки. Например, «звоночками» являются:
При появлении подобных симптомов, необходимо незамедлительно осмотреть машину и выявить причину неисправности. Помимо датчика нужно осмотреть электропроводку, элемент воздухоочистителя и провести общий анализ.
Диагностика и решение проблемы
Существует множество причин плохой работы датчика, в зависимости от которых следует выбирать способ устранения проблемы.
Для выявления проблем можно проделать следующее:
Следует помнить, что ДМРВ является крайне чувствительным элементом авто, поэтому во время ремонта с ним нужно обращаться с особой осторожностью. В большинстве случаев неисправное устройство можно спасти, если провести правильную диагностику.