Sensor Czujnik przepływu powietrza: urządzenie, zasada działania, sprawdź

• Wyznaczanie i interpretacja skrótów
• Rodzaje DFID, ich cechy konstrukcyjne i zasada działania
• Wymienność
• Kontrola zdrowia
• Кратко о ремонте

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

W celu optymalnego działania silnika wtryskowego silnik spalinowy (zwany dalej ICE) powinien wziąć pod uwagę, ile mieszanki powietrza dostaje się do komór spalania cylindrów. Na podstawie tych danych elektroniczna jednostka sterująca (zwana dalej ECU) określa warunki zasilania paliwem. Oprócz informacji z czujnika przepływu powietrza masowego, jego ciśnienie i temperatura są brane pod uwagę. Ponieważ DFID są najbardziej znaczące, bierzemy pod uwagę ich typy, cechy projektowe, opcje diagnostyczne i opcje wymiany.

Wyznaczanie i interpretacja skrótów

Przepływomierze, to także wolumetry lub DMRV (nie mylić z DMRT i DVRM), odszyfrowane jako czujniki masowego przepływu powietrza, zainstalowane w samochodach na olej napędowy lub benzynę ICE. Lokalizacja tego czujnika jest łatwa do znalezienia, ponieważ kontroluje on dopływ powietrza, a następnie należy go wyszukać w odpowiednim systemie, a mianowicie za filtrem powietrza, w drodze do przepustnicy (DZ).

Urządzenie jest podłączone do jednostki sterującej silnika. W przypadkach, gdy DMRV nie działa lub jest nieobecny, można dokonać przybliżonych obliczeń na podstawie pozycji DZ. Ale dzięki tej metodzie pomiaru niemożliwe jest zapewnienie wysokiej dokładności, co natychmiast prowadzi do nadmiernego zużycia paliwa. To ponownie wskazuje na kluczową rolę przepływomierza w obliczaniu masy paliwa dostarczanej przez dysze.

Oprócz informacji z DMRV, jednostka sterująca przetwarza również dane z następujących urządzeń: RTD (czujnik wałka rozrządu), DD (miernik detonacji), teledetekcja, czujnik temperatury układu chłodzenia, miernik kwasowości (sonda lambda) itp.

Rodzaje DFID, ich cechy konstrukcyjne i zasada działania

Najczęściej używane są trzy typy wolumetrów:

• Drut lub nitka.
• Film
• Obszerny.

W dwóch pierwszych zasada działania opiera się na uzyskiwaniu informacji o masie przepływu powietrza poprzez pomiar jego temperatury. W dwóch ostatnich wariantach można wziąć udział w rachunkowości:

1. Zmieniając pozycję suwaka, napędzany specjalnym ostrzem, co wpływa na przepływ powietrza przez urządzenie. Biorąc pod uwagę obecność mechanizmów tarcia, poziom niezawodności takich struktur jest dość niski. Był to główny powód awarii producentów samochodów z czujników tego typu. Dla porównania, przedstawiamy uproszczony przykład konstrukcji przepływomierza objętościowego.

   

2. Liczenie kieszeni wirowej. Powstają w przypadku, gdy laminarny przepływ powietrza zmyje przeszkodę, której krawędzie są dość ostre. Częstotliwość odrywania się trąby powietrznej jest bezpośrednio związana z natężeniem przepływu powietrza przepływającego przez urządzenie.

Legenda:

• A - czujnik pomiaru ciśnienia, aby zarejestrować przejście wiru. Oznacza to, że częstotliwość ciśnienia i tworzenie wirów będą takie same, co umożliwia pomiar natężenia przepływu mieszaniny powietrza. Na wyjściu za pomocą ADC sygnał analogowy jest konwertowany na cyfrowy i przesyłany do komputera.
• B - specjalne rury, które tworzą przepływ powietrza o właściwościach zbliżonych do laminarnych.
• C - kanały obejściowe.
• D - kolumna z ostrymi krawędziami, na której tworzą się trąby powietrzne Karmana.
• E - otwory do pomiaru ciśnienia.
• F - kierunek przepływu powietrza.

Mierniki drutu

Do niedawna żarnik DMRV był najpopularniejszym rodzajem czujnika zainstalowanym w samochodach krajowych modeli GAZ i VAZ. Przykład konstrukcji przepływomierza przewodowego przedstawiono poniżej.

Legenda:

• A - Tablica elektroniczna.
• B - Złącze DFID do ECU.
• C - Regulacja CO.
• D - Obudowa przepływomierza.
• E - Ring.
• F - drut platynowy.
• G - Rezystor do kompensacji termicznej.
• H - Uchwyt na pierścień.
• I - płytka elektroniczna.

Zasada działania i przykład schematu funkcjonalnego miernika gwintu.

Zajmując się konstrukcją urządzenia, przechodzimy do zasady jego działania, opiera się ono na metodzie termo-anemometrycznej, w której termistor (RT), ogrzewany przez przepływający przez niego prąd, jest umieszczany w strumieniu powietrza. Pod jego wpływem zmienia się wymiana ciepła, a tym samym rezystancja RT, która pozwala nam obliczyć natężenie przepływu objętościowego mieszaniny powietrza? używając równania Kinga:

I ² * R = (K ₁ + K ₂ * _⎷ Q) * (T ₁ -T ₂ ),

gdzie I jest prądem przechodzącym przez RT i ogrzewającym go do temperatury T ₁ . W tym przypadku T2 jest temperaturą otoczenia, a K1 i K2 są stałymi współczynnikami.

W oparciu o powyższy wzór można uzyskać natężenie przepływu objętościowego przepływu powietrza:

Q = (1 / K ₂ ) * (I ² * R _T / (T ₁ - T ₂ ) - K ₁ )

Przykład obwodu funkcjonalnego z włączeniem mostka termoelementów podano poniżej.

Legenda:

• Q- zmierzony przepływ powietrza.
• Y - wzmacniacz sygnału.
• R _T - opór cieplny drutu, zwykle wykonany z włókna platynowego lub wolframowego, którego grubość mieści się w zakresie 5, 0-20, 0 mikronów.
• R _R - kompensator termiczny.
• R ₁ -R ₃ - normalna rezystancja.

Gdy prędkość przepływu jest bliska zeru, RT jest podgrzewany do pewnej temperatury przez przepływający przez niego prąd, co pozwala utrzymać równowagę mostu. Jak tylko przepływ mieszaniny powietrza wzrośnie, termistor zaczyna ochładzać się, co prowadzi do zmiany jego wewnętrznej rezystancji, aw rezultacie do nierównowagi w obwodzie mostka. W wyniku tego procesu na wyjściu jednostki wzmacniacza powstaje prąd, który częściowo przechodzi przez kompensator termiczny, co prowadzi do wytwarzania ciepła i umożliwia kompensację jego utraty z przepływu mieszaniny powietrza i przywraca równowagę mostu.

Opisany proces pozwala obliczyć natężenie przepływu mieszaniny powietrza, w odniesieniu do ilości prądu przepływającego przez most. Aby sygnał był odbierany przez ECU, jest on konwertowany na format cyfrowy lub analogowy. Pierwszy pozwala określić natężenie przepływu przy częstotliwości napięcia wyjściowego, drugi - według jego poziomu.

Ta implementacja ma znaczącą wadę - duży błąd temperaturowy, więc wielu producentów dodaje termistor do konstrukcji podobnej do głównej, ale nie naraża go na przepływ powietrza.

W trakcie pracy na termistorze drutowym może gromadzić się kurz lub laminacja błota, aby temu zapobiec, element ten jest narażony na krótkotrwałe nagrzewanie w wysokiej temperaturze. Robi się to po wyłączeniu silnika.

Mierniki powietrza filmowego

Film DFID działa na tej samej zasadzie co włókno. Główne różnice dotyczą projektowania. W szczególności zamiast oporu drutu z włókna platynowego stosuje się kryształ krzemu. Jest pokryta kilkoma warstwami opryskiwania platyną, z których każda odgrywa pewną rolę funkcjonalną, a mianowicie:

• Czujnik temperatury
• Opory cieplne (zwykle dwa).
• Rezystor grzewczy (kompensacyjny).

Ten kryształ jest zainstalowany w ochronnej obudowie i umieszczony w specjalnym kanale, przez który przechodzi mieszanina powietrza. Geometria kanału jest tak zaprojektowana, aby pomiary temperatury były wykonywane nie tylko ze strumienia wejściowego, ale również z odbijanego. Ze względu na stworzone warunki osiąga się dużą prędkość ruchu mieszanki powietrza, która nie przyczynia się do osadzania się kurzu lub brudu na ochronnej obudowie kryształu.

Legenda:

• A - Korpus przepływomierza, do którego włożone jest urządzenie pomiarowe (E).
• B - Kontakty złącza podłączonego do komputera.
• Element - Wrażliwy element (kryształ krzemu z kilkoma warstwami rozpylania, umieszczony w osłonie ochronnej).
• D - Sterownik elektroniczny, za pomocą którego przeprowadzane jest wstępne przetwarzanie sygnału.
• E - Obudowa urządzenia pomiarowego.
• F - Kanał, skonfigurowany do wykonywania odczytów termicznych ze strumienia odbitego i wejściowego.
• G - Zmierzony przepływ powietrza.

Jak wspomniano powyżej, zasada działania czujników żarnika i folii jest podobna. Oznacza to, że element czujnikowy jest początkowo podgrzewany do temperatury. Przepływ mieszaniny powietrza chłodzi termoelement, co umożliwia obliczenie masy mieszaniny powietrza przechodzącej przez czujnik.

Podobnie jak w przypadku urządzeń żarnikowych, sygnał wychodzący może być analogowy lub konwertowany za pomocą ADC do formatu cyfrowego.

Należy zauważyć, że błąd wolumetrów nici wynosi około 1%, dla analogów filmowych parametr ten wynosi około 4%. Jednak większość producentów przełączyła się na czujniki filmowe. Jest to spowodowane zarówno niższym kosztem tego ostatniego, jak i rozszerzoną funkcjonalnością przetwarzania informacji ECU z tych urządzeń. Czynniki te przyćmiły dokładność urządzeń i ich szybkość.

Należy zauważyć, że ze względu na rozwój technologii wytwarzania mikrokontrolerów flash, a także wprowadzenie nowych rozwiązań, możliwe było znaczne zmniejszenie błędu w celu zwiększenia prędkości projektów folii.

Wymienność

To pytanie jest dość istotne, zwłaszcza biorąc pod uwagę koszt oryginalnego przemysłu samochodowego importowanego. Ale nie wszystko jest takie proste, podamy przykład. W pierwszych modelach produkcji Gorky Automobile Plant DMRV BOSh (Bosh) został zainstalowany na wtrysku Volga. Nieco później importowane czujniki i kontrolery zastąpiły produkty krajowe.

Strukturalnie te produkty praktycznie nie różniły się z wyjątkiem kilku cech konstrukcyjnych, a mianowicie:

• Średnica drutu użytego w termistorze drutowym. Dla produktów Bosch Ø 0, 07 mm, a dla produktów domowych - Ø 0, 10 mm.
• Metoda mocowania drutu to inny rodzaj spawania. W importowanych czujnikach jest to spawanie kontaktowe w produktach domowych - laser.
• Kształt termistora żarnika. W Bosh ma geometrię w kształcie litery U, APZ produkuje instrumenty z gwintem w kształcie litery V, produkty AOKB Impuls wyróżniają się kwadratowym kształtem zawieszenia nitki.

Wszystkie przykłady podane jako czujniki były wymienne, dopóki Gorky Automobile Plant nie przełączyło się na analogi filmowe. Przyczyny przejścia zostały opisane powyżej.

Nie ma sensu podawanie krajowego analogu czujnika pokazanego na rysunku, ponieważ wygląda prawie tak samo.

Należy zauważyć, że przy przechodzeniu z urządzeń wątkowych do filmu najprawdopodobniej konieczna będzie zmiana całego systemu, a mianowicie: samego czujnika, przewodu łączącego z niego do ECU, a właściwie samego sterownika. W niektórych przypadkach sterowanie można dostosować (reflash) do pracy z innym czujnikiem. Taki problem wynika z faktu, że większość mierników nici wysyła sygnały analogowe, a film - cyfrowe.

Należy zauważyć, że żarnik DMRV (wyprodukowany przez GM) z wyjściem cyfrowym został zainstalowany na pierwszych produkowanych samochodach VAZ z silnikiem wtryskowym, modele 2107, 2109, 2110 itp. Można podać jako przykład. Teraz są zainstalowane BOSH DFID 0 280 218 004 .

Do wyboru analogów można użyć informacji z oficjalnych źródeł lub forów tematycznych. Na przykład poniżej znajduje się tabela wymienności DFID dla samochodów VAZ.

Przedstawiona tabela wyraźnie pokazuje, że na przykład czujnik DFID 0-280-218-116 jest kompatybilny z silnikami VAZ 21124 i 21214, ale nie pasuje do 2114, 2112 (w tym 16 zaworów). W związku z tym można znaleźć informacje na temat innych modeli VAZ (na przykład Lada Grant, Kalina, Priora, 21099, 2115, Chevrolet Niva itp.).

Z reguły nie będzie problemów z innymi markami samochodów krajowych lub wspólnych (UAZ Patriot ZMZ 409, Daewoo Lanos lub Nexia), wybór zamiennika dla DMRV dla nich nie będzie problemem, to samo dotyczy produktów chińskiego przemysłu samochodowego (KIA Ceed, Spectra, Sportage itp.) Ale w tym przypadku prawdopodobieństwo jest duże, że pinout DFID może się nie pokrywać, lutownica pomoże poprawić sytuację.

Znacznie bardziej skomplikowane są samochody europejskie, amerykańskie i japońskie. Dlatego, jeśli masz Toyotę, Volkswagena Passata, Subaru, Mercedesa, Forda Focus, Nissana Premiere P12, Renault Megane lub inne europejskie, amerykańskie lub japońskie samochody, musisz dokładnie rozważyć wszystkie rozwiązania.

Jeśli jesteś zainteresowany, możesz przeszukać sieć w poszukiwaniu eposu z próbą zastąpienia „natywnego” miernika przepływu powietrza analogiem dla Nissana Almera H16. Jedna próba spowodowała nadmierne zużycie paliwa nawet na biegu jałowym.

W niektórych przypadkach poszukiwanie analogu będzie uzasadnione, zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę koszt „rodzimego” woluminu (na przykład BMW E160 lub Nissan X-Trail T30).

Kontrola zdrowia

Zanim zdiagnozujesz DFID, musisz znać objawy, pozwalając określić stopień skuteczności czujnika LFA (skrót od angielskiej nazwy urządzenia) w samochodzie. Wymieniamy główne objawy awarii:

• Zużycie mieszanki paliwowej znacznie wzrosło, a przyspieszenie zwolniło w tym samym czasie.
• ICE pracuje na biegu jałowym z szarpnięciem. W takim przypadku można zaobserwować zmniejszenie lub zwiększenie obrotów w trybie bezczynności.
• Silnik nie uruchamia się. Właściwie ten powód sam w sobie nie oznacza, że przepływomierz w samochodzie jest uszkodzony, mogą istnieć inne przyczyny.
• Wyświetla problem z silnikiem (Cheeck Engine)

Oznaki te wskazują na możliwe nieprawidłowe działanie DMRV, w celu ustalenia dokładnej przyczyny niepowodzenia, konieczne jest postawienie diagnozy. Łatwo to zrobić samemu. Znacznie uproszczone zadanie pomoże podłączyć adapter diagnostyczny do ECU (jeśli ta opcja jest możliwa), po czym kod błędu w celu określenia stanu zdrowia lub awarii czujnika. Na przykład błąd p0100 wskazuje błąd w obwodzie przepływomierza.

Ale jeśli konieczne jest przeprowadzenie diagnostyki samochodów krajowych, wydanych 10 lat temu lub więcej, wówczas sprawdzenie DFID można przeprowadzić w jeden z następujących sposobów:

1. Testowanie w procesie ruchu.
2. Diagnostyka za pomocą multimetru lub testera.
3. Kontrola zewnętrzna czujnika.
4. Instalacja tego samego typu, oczywiście dobre urządzenie.

Rozważ każdą z tych metod.

Testowanie w ruchu

Najprostszym sposobem sprawdzenia jest analiza zachowania silnika spalinowego, gdy czujnik LFA jest wyłączony. Algorytm działania jest następujący:

• Konieczne jest otwarcie kaptura, wyłączenie przepływomierza, zamknięcie kaptura.
• Uruchamiamy samochód, jednocześnie ICE przechodzi w tryb awaryjny. W związku z tym na desce rozdzielczej pojawi się komunikat o problemie z silnikiem (patrz rys. 10). Ilość dostarczonej mieszanki paliwowej zależy od położenia DZ.
• Sprawdź dynamikę samochodu i porównaj ją z tą, która była przed wyłączeniem czujnika. Jeśli samochód stał się bardziej dynamiczny, a także zwiększył moc, to najprawdopodobniej oznacza to, że czujnik masowego przepływu powietrza jest uszkodzony.

Pamiętaj, że możesz wyłączyć urządzenie, gdy jest wyłączone, ale nie zaleca się tego. Po pierwsze, wzrasta zużycie mieszanki paliwowej, a po drugie, brak kontroli nad regulatorem tlenu prowadzi do wzrostu zanieczyszczenia.

Diagnostyka za pomocą multimetru lub testera

Objawy DFID można ustawić, podłączając czarną sondę do masy, a czerwoną do wejścia sygnału czujnika (wyprowadzenie można zobaczyć w paszporcie do urządzenia, wskazywane są tam również główne parametry).

Następnie ustaw granice pomiaru w granicach 2, 0 V, włącz zapłon i dokonaj pomiarów. Jeśli urządzenie nie wyświetla niczego, należy sprawdzić poprawność połączenia sond z masą i sygnałem przepływomierza. Zgodnie z zeznaniami urządzenia można ocenić ogólny stan urządzenia:

• Napięcie 0, 99-1, 01 V wskazuje, że czujnik jest nowy i działa prawidłowo.
• 1.01-1.02 V - urządzenie BU, ale jego stan jest dobry.
• 1.02-1.03 V wskazuje, że urządzenie nadal działa.
• 1.03 -1.04 Stan zbliża się do krytycznego, to znaczy w najbliższej przyszłości konieczna jest wymiana DFID na nowy czujnik.
• 1, 04-1, 05 - zasoby urządzenia są prawie wyczerpane.
• Ponad 1, 05 - zdecydowanie potrzebujesz nowego DFID.

Oznacza to, że możliwe jest prawidłowe określenie stanu czujnika przez napięcie, a niski poziom sygnału wskazuje na zdrowy stan.

Kontrola zewnętrzna czujnika

Ta metoda diagnostyczna jest nie mniej skuteczna niż poprzednie. Wystarczy tylko usunąć czujnik i ocenić jego stan.

Charakterystycznymi oznakami awarii są uszkodzenia mechaniczne i płyn w urządzeniu. To ostatnie wskazuje, że układ zasilania olejem silnikowym nie jest regulowany. 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.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!