Датчик массового расхода воздуха необходим для того, чтобы определять количество воздуха, который идёт на заполнение цилиндров при работе двигателя. Установлен датчик во впускном тракте после фильтра воздушного. К электрическому жгуту, относящемуся к системе управления, он подсоединяется с помощью шестиконтактной колодки приводов.
Измерить поступившее в двигатель количество воздуха – это значит определить нагрузку на двигатель. При нажатии водителем педали газа, заслонка дроссельная открывается, и количество воздуха становится больше. Мы в таких случаях говорим, что нагрузка увеличилась. А чтобы уменьшить нагрузку, педаль нужно, наоборот, опустить. Казалось бы, что очень просто, однако это далеко не так. Если брать во внимание то, что во время реальной езды приходиться весьма часто менять режимы работы, то задача определения воздушной массы может стать настоящей проблемой.
В течение длительного времени измерение расхода воздуха сопровождалось значительными трудностями. Все измерения, как правило, проводили в лабораториях, и в бортовых системах управления они не применялись. Однако достижения расходоизмерительной техники дали возможность создать ряд измерителей воздушного расхода, которые применяются в автомобилях. На сегодняшний день известно более 50 способов измерения, однако все из них, разумеется, мы рассматривать не будем. Остановимся на наиболее массовом приборе для автомобилей ВА3 – плёночном ДМРВ аниматрического типа.
Устройство ДМРВ
Установка такого датчика делается между впускным шлангом и воздушным фильтром. Сигнал ДМРВ присутствует в виде постоянного тока определённого напряжения, величина которого определяется количеством направлением движения воздуха, который проходит через датчик. Если поток воздуха и прямой, напряжение выходного сигнала датчика диапазоном от 1 до 5 В. Диапазон напряжения обратного потока воздуха равен 0-1 В.
На рисунке показывается устройство датчика
Его функционирование происходит следующим образом. В потоке поступающего воздуха находится чувствительный элемент в виде электрически нагреваемого тела, охлаждение которого осуществляется воздушными потоками. Постоянную разность температуры создаёт схема регулирования нагревательного тока, ток нагрева при этом пропорционален массе потока воздуха. При данном методе измерения учитывается плотность воздуха. Нагревательным элементом называется плёночный платиновый резистор, который находится на пластине керамической вместе с другими элементами.
Измерительный резистор, имеющий пропорциональное расходу воздуха сопротивление, располагает непосредственными тепловыми контактами с поступающим воздушным потоком и нагревателем и, а так же включается в измерительный мост. Высокая точность измерения достигается благодаря разделению нагревателя и измерителя. Мерой для массы потока воздуха можно назвать напряжение на нагреваемом измерительном резисторе. После этого измерение усиливается и преобразуется электронной схемой, чтобы контроллеру представилась возможность измерить его величину, другими словами, происходит согласование уровней.
Плёночный расходомер обладает следующим преимуществом перед нитевым расходомером, как повышенная механическая прочность, так как на нём происходит разделение функций, то есть, подножка выполняет функцию несущего или силового элемента, а плёнка - измерительного элемента общей конструкции.
Датчик объёмного расхода воздуха
На приведённом рисунке показан датчик измерения расхода воздуха, который был разработан некоторое количество лет назад и имеет форму заслонки. Устанавливается он в воздухозаборнике. Заслонка (1) растягивает обратную пружину, отклоняясь под воздействием потока воздуха. Датчик снабжается дополнительной заслонкой (2), служащей балансиром и выполняющей функцию демпфера, препятствующего возникновению колебаний; расположена заслонка в камере демпфирования. Вал датчика соединяется рычагом с потенциометром реостата (3).
В ЕСМ подаётся напряжение и сигналы с других датчиков. Конструкция потенциометра состоит из металлокерамического основания, которое соединяется узкими проводниками с шиной из металла и имеет высокую износостойкость и сопротивление, и резисторов. Напряжение сигнала может или уменьшаться, или увеличиваться с расходом воздуха, что зависит от конструкционных особенностей электрической части.
Недостатки датчика
Датчик расхода воздуха надёжен и прост при эксплуатации, однако это ещё не значит, что его ремонтом следует заниматься самостоятельно. В случае его неисправности лучше обратиться к специалисту. Недостатком этого датчика является то, что он измеряет объём поступающего воздуха. Так как для выяснения необходимого количества топлива требуется определить массу воздуха, необходимо корректировать показания датчика в зависимости от плотности воздуха. Чтобы решить эту проблему, рядом с датчиком расхода в воздухосборник ставят датчик температуры воздуха.
Для регулирования СО датчик расхода шунтируется в некоторых частях обходным каналом, оснащённым регулировочным винтом.
К другим недостаткам датчика можно отнести также механический контакт между металлической шиной и дорожкой сопротивлений, что в итоге приводит к износу. Чаще всего протирается дорожка в месте, где находится шинка, во время режима холостого хода. В большей части случаев проблему можно решить путём ослабления 3-4 винтов крепления керамической панели, сняв для этого пластмассовую крышку, - после этого шинка должна работать по непротёртой чистой дорожке, а устройство оставаться неизменённым.
Проволочный ДМРВ
.gif)
Данное устройство определения массового воздушного расхода было построено с целью устранения недостатков датчика электромеханического типа для объёмного расхода. Новый вид датчика не подвергается пульсациям, которые связаны с открытием и закрытием впускных клапанов, и не испытывают влияние от плотности поступающего воздуха.
Этот тип датчика состоит из нагретого провода (2), диаметр которого равен 70 мкм, установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой. Работа датчика по принципу своему основывается на постоянстве температуры. Одним из плеч резисторного моста является расположенный в воздушном потоке платиновый привод. В то же самое время за счёт изменения силы тока, который протекает через мост резисторный, поддерживается постоянная температура платинового провода, обдувается который воздушными потоками, – она составляет примерно 100 С.
Когда увеличивается расход воздуха, платиновый привод остывает и падает его сопротивление. Резисторный мост теряет свою симметричность, возникает подаваемое на усилитель напряжение, которое направлено на повышение температуры привода. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока сопротивление и температура провода не приведут к системному равновесию. Значение диапазона силы протекающего через токовый провод может быть до 1200 мкА.
Этот ток протекает через резистор калибровочный, где возникает напряжение, которое поступает в блок электронного управления для возможности вычисления количества топлива при впрыске. Резистор в виде платинового кольца, которое расположено в воздушном потоке (4) компенсирует изменение температуры воздуха. От изменения температуры воздуха зависит также изменение термокомпенсационного сопротивления (4) и сопротивления нагретого провода, поэтому равновесие моста резистора остаётся прежним.
Во время использования платинового привода неизбежно происходит его загрязнение. Чтобы это предотвратить, нужно в течение 1 часа после выключения двигателя накалять его до температуры 1000 С. При этой процедуре будет сгорать вся налипшая грязь. Контролировать данный процесс будет при этом электронный блок управления.
Плёночный ДМРВ
Данное устройство можно считать одной из новинок компании Bosch. Состоит он из основания керамического, на котором располагается плёнка с вмонтированными в неё компенсационным и измерительным резисторами. Подобная конструкция делает датчик более дешёвым и надёжным.
Другим направлением усовершенствования датчиков расхода воздуха можно назвать разработку датчика измерения давления. Он состоит из толстой плёночной диафрагмы.
Датчик служит для измерения давления на впускном коллекторе по измерениям деформации плёночной диафрагмы. Элементы измерения располагаются внутри плёнки. Представляет собой это устройство датчик, измеряющий разряжения с малой инерционностью и устанавливается он во впускном коллекторе.
Следует отметить, что ДМРВ весьма капризны по отношению к состоянию воздушного фильтра. Нередко у них случаются загрязнения платиновых спиралей. Их очищают аэрозольными очистителями карбюратора, однако действовать в таких случаях нужно очень аккуратно. Наиболее надёжными считаются плёночные датчики. Срок службы у них практически вечный, но лишь в том случае, если там не побывали чьи-то шаловливые ручки. В любом случае, их отказ – это достаточно редкое явление.
