«Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — что это такое и для чего он нужен?» — вопрос, интересующий многих начинающих автолюбители. Вкратце ответ таков: датчик массового расхода является важным элементом системы управления ДВС с микропроцессорной системой зажигания (ЭБУ). Его задача — измерение количества воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. На основании показаний ДМРВ контроллер двигателя рассчитывает количество топлива, которое должна подать форсунка. Обычное месторасположение расходомера — после фильтра очистки воздуха и перед дроссельной заслонкой.
Для чего нужен ДМРВ
Если попробовать поджечь что-нибудь в камере, где полностью отсутствует кислород, то из этой затеи ничего не выйдет. Для поддержания процесса горения нужен окислитель, в нашем случае О2. В ДВС в качестве окислителя используется атмосферный воздух, в котором и содержится кислород . Мало просто сжечь топливо — необходимо, чтобы оно сгорело без остатка. Правильная пропорция топливно-воздушной смеси — залог максимальной отдачи двигателя. Количество необходимого воздуха и топлива для бензиновых двигателей определено, как 14,7 к 1 (по массе). Топливо-воздушная смесь такого состава называется стехиометрической.
В современных моторах управление дозировкой топлива доверено компьютеру. Чтобы точно определить количество горючего, которое нужно впрыснуть форсунке, ему нужны данные о количестве воздуха, попавшего во впускной коллектор двигателя. ДМРВ и отвечает за получение этих данных.
Принцип действия
Действие датчика основано на измерении электрической мощности, которая необходима для поддержания температуры нагревательного элемента, расположенного в корпусе. Набегающий воздух охлаждает элемент в датчике, а контроллер ДВС стремится поддержать температуру, подавая электрический ток. Чем больше воздуха пропускает через себя датчик, тем большая мощность требуется для поддержания его температуры. Мощность преобразуется в сигнал, который получает контроллер блока управления. На основании полученного сигнала ЭБУ рассчитывает количество топлива, которое форсунка должна подать во впускной тракт. Количество проходящего воздуха зависит от угла, на который открыта дроссельная заслонка.
Конструкция датчика
Датчик массового расхода воздуха состоит из двух частей — корпуса и измерительного элемента. Корпус ДМРВ круглого сечения имеет на концах резиновые уплотнительные кольца. Они нужны для того, чтобы не допустить подсос воздуха в обход воздушного фильтра.
Измерительный элемент может быть двух типов:
- с проволочным нагревательным элементом
- с пленочным нагревательным элементом
И в случае с проволокой, и в случае с пленкой материалом служит платина. Это объясняет довольно высокую стоимость ДМРВ.
В измерительном элементе смонтирована электрическая схема, которая формирует и отправляет частотно-импульсный сигнал контроллеру двигателя.
Признаки неисправности
Срок службы расходомера производителем не регламентируется, и зависит от следующих факторов:
- количество отложений на нагревательном элементе;
- стабильность подаваемого напряжения.
Неисправности электроцепи ДМРВ фиксируются контроллером и записываются в память ЭБУ в виде кодов ошибок. Их можно считать тестером при диагностике двигателя.
Признаками того, что датчик неисправен, могут служить:
- неровная работа двигателя в режиме холостого хода;
- провалы в работе двигателя при изменении положения дроссельной заслонки;
- повышенный расход топлива;
- самопроизвольная остановка мотора при переключении передач в движении.
Когда возникает ошибка в работе ДМРВ, блок управления двигателем переходит в режим аварийной работы. В этом случае для вычисления объема воздуха контроллер использует данные датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) и датчика положения коленчатого вала. Точно вычислить объем по показаниям этих датчиков не удается, поэтому расход топлива резко возрастает.
Ремонт или замена
Датчик очень чувствителен к отложениям на нагревательном элементе. Если причиной неверного сигнала послужили именно они, можно попробовать отмыть их. Для очистки термоэлемента используют этиловый спирт. Но промывка в большинстве случаев не дает долговременного эффекта. Через некоторое время его все равно потребуется заменить на новый. Для того, чтобы датчик прослужил долго, необходимо тщательно следить за состоянием фильтра очистки воздуха и вовремя его менять.
Бывает, что в некорректной работе мотора виноват воздух, который подсасывается через уплотнение после расходомера. Тогда для восстановления нормальной работы достаточно восстановить его герметичность.
В большинстве случаев, когда обнаруживается неисправность ДМРВ, поможет только его замена на новый. При этом необходимо приобретать деталь точно такую, какая была установлена ранее. Датчики для разных систем управления двигателем не взаимозаменяемы между собой. Даже внешне неотличимые друг от друга расходомеры одного производителя, предназначенные для работы с разными ЭБУ двигателя выдают разный выходной сигнал. Приобретая новый датчик, необходимо следить, чтобы номер нового датчика совпадал с номером старого.
Неисправность ДМРВ часто встречается в практике авторемонта. Даже диагностические устройства не всегда определяют корректность работы ДМРВ, особенно для автомобилей в возрасте более 15 лет. Между тем, показания этого датчика очень важны для формирования правильного отношения кислород-бензин (кислород-дизтопливо) в горючей смеси.
Виды датчиков расхода воздуха
До 90-х в автомобилях использовались датчики лопаточно-поворотного типа. То есть в поток впускного воздуха встраивалась поворотная лопасть, закрепленная на подпружиненной оси. На этой же оси закреплялось переменный резистор. При возрастании потребления воздуха, лопатка отклонялась больше, сопротивление изменялось. Эти данные передавались в блок управления двигателя. Такие датчики были очень ненадежны. Опытные автолюбители помнят, сколько хлопот доставляли расходомеры (ДМРВ) бензиновых двигателей. Они постоянно засорялись, зона движка переменного резистора изнашивалась.
Одно время использовались датчики давления. Действительно, при увеличении скорости движения воздуха в патрубке создается разряжение. Если поставить датчик давления мембранного типа, он будет сообщать данные об объемном потреблении двигателем воздуха. Эти данные не полностью отражают массовое содержание воздуха. Чем больше температура воздуха, тем меньше его плотность, следовательно, и масса в определенном объеме. Для формирования правильной смеси воздух-топливо важна именно массовая пропорция.
С 90-х годов в системах управления двигателями автомобилей стали устанавливать анемометрические датчики массового расхода воздуха.
Принцип работы анемометрических ДМРВ
Принцип работы датчиков анемометрического типа прост. Известно, что движущийся холодный воздух охлаждает обдуваемые предметы тем больше, чем больше скорость воздушного потока. Для того, чтобы это проверить, достаточно подуть на палец с разной интенсивностью. Чем сильнее дуть, тем будет холоднее. В датчик массового расхода воздуха устанавливается тугоплавкая нить, через которую пропускается электрический ток. При протекании определенного тока нить нагревается, при этом увеличивается и ее сопротивление, опять же по законам физики (температурный коэффициент сопротивления). При увеличении воздушного потока (открытие заслонки при нажатии педали акселератора) нить начинает сильнее охлаждаться. Для поддержания постоянной температуры блок управления двигателя формирует больший ток, протекающий через нить. Таким образом, по величине тока можно определить массовый расход воздуха.
Иногда вместо тонкой нити устанавливают очень тонкие пластины, в качестве материала пластин иногда используют платину, именно поэтому оригинальные ДМРВ, как правило, очень дорогие. Китайские производители иногда экономят на дорогих материалах, применяют технологии напыления. Такие датчики быстро выходят из строя, причем диагностика, как правило не находит ошибок. Нить (пластина) остается целой, просто выгорает напыление. Особенно часто такое встречается, когда блок управления при глушении двигателя включает режим «прокала» (нагревание нити до высокой температуры с целью самоочищения).
Размещение ДМРВ в автомобиле
Наиболее частое место размещения ДМРВ — между фильтром и впускным коллектором в воздушном патрубке. Именно через него в автомобиль поступает воздух, прошедший очистку в воздушном фильтре. В датчик массового расхода топлива иногда встраивают датчик температуры воздуха.
При монтаже ДМРВ важно соблюдать направление установки датчика относительно воздушного потока. Многие датчики имеют симметричное крепление. Поэтому на них наносится стрелка, указывающая направление движения воздушного потока.
Признаки неисправности ДМРВ
Неисправность и некорректная работа датчика есть немного разные понятия. Неисправность – это обрыв нити или повреждение электронной схемы ДМРВ, которая может регистрировать система диагностики. Если же нить (пластина) не перегорела (отгнила, разорвалась вследствие других воздействий), системы диагностики могут и не определить ошибку. Вместе с тем при попадании на датчик грязи, пыли, масляных жидкостей, коррозии провода нити, износу напыляющегося на нить покрытия сопротивление нити в накаленном состоянии изменяется. Донные о массовом расходе воздуха, формируемые датчиком, будут неправильные. Горючая смесь, поступающая в двигатель, не будет иметь оптимальную пропорцию. Основные признаки неработоспособности ДМРВ:
- двигатель работает неровно, обороты плавают;
- плохой запуск (или «незапуск» вообще) двигателя;
- провалы оборотов при нажатии педали акселератора;
- уменьшение приемистости двигателя.
При наличии перечисленных признаков нестабильной работы двигателя необходимо проверить исправность ДМРВ, что не совсем просто и однозначно.
Проверка ДМРВ
Последовательность проверки:
- Компьютерная диагностика. Если компьютерная диагностика показала на неработоспособность ДМРВ, первым делом необходимо проверить питающее датчик напряжение и минусовой провод. В случае, если напряжение питания на датчик подается, следует снять датчик (ОЧЕНЬ АККУРАТНО, чтобы не повредить тонкую нить). Во многих датчиках нить видна, можно визуально оценить ее целостность. Если компьютерная диагностика не определяет ошибку ДМРВ, это еще не признак его работоспособности.
- Самый надежный способ проверки – «подкинуть» исправный датчик, можно с разборки. Если двигатель начинает работать стабильно, ДМРВ требуется менять.
- Автоэлектрики и продвинутые автолюбители для контроля неисправности ДМРВ часто прибегают к кардинальному методу: отключают датчик, точнее, отсоединяют от него разъем. В таком случае блок управления обычно переходит в аварийный режим, и пропорция газотопливной смеси регулируется по дроссельной заслонке. Если двигатель стал заводиться, стабильно работать, следовательно, ДМРВ неисправен.
- Можно проверить датчик мультиметром. Для автомобилей ВАЗ вольтметр с помощью иголок следует подключить к зеленому и желтому проводу подключенного разъема ДМРВ. Если напряжение более 1,1 Вольта при заведенном двигателе, датчик неисправен, от 0,9 до 1,1 – исправен.
Можно ли почистить ДМРВ
Почистить, конечно, можно. Но только не ветошью. Необходимо погрузить датчик в неагрессивный растворитель (или специальное средство для промывки карбюраторов), подержать полчаса, далее просушить, можно обычным бытовым феном. Нельзя протирать!
Как правило, чистка не дает эффекта, хотя, если на датчике есть явный масляный налет, возможно поможет.
Советы
Датчик прослужит дольше, если:
• своевременно менять воздушный фильтр, следить за состоянием патрубков и хомутов, не допускать в них проникновение пыли;
• ни в коем случае не снимать воздушный фильтр при рабочем двигателе;
• избегать попадания эфиросодержащего спрея «быстрый запуск» на ДМРВ.
В случаях, когда на автомобиле выходит из строя датчик массового расхода воздуха, признаки неисправности могут проявляться в виде описанных далее характерных симптомов.
- индикация «check engine» на панели приборов;
- затрудненный пуск двигателя;
- невозможность пуска двигателя при прокручивании стартером;
- нестабильная работа двигателя на холостых оборотах;
- провалы оборотов при нажатии на педаль акселератора;
- падение мощности, затрудненный набор скорости;
- повышенное потребление топлива.
Автор: Raul_
Механик по ХЧ и сход-развалу; стаж — 3 года.
Консультант по сервисному обслуживанию/ремонту в ДЦ Тойота; стаж — 4 года.
Назначение датчика массового расхода воздуха
ДМРВ, или MAF-сенсор (англ. – Mass Air Flow meter), он же – расходомер воздуха, является одним из компонентов топливно-воздушной системы и измеряет объем воздуха, который поступает непосредственно в камеры сгорания двигателя. Количество забираемого воздуха зависит от положения дроссельной заслонки.
На основании данных датчика, электронный блок управления ДВС высчитывает необходимый объем топлива, который нужно впрыснуть в камеры цилиндра. Корректная работа ДМРВ гарантирует оптимальное соотношение компонентов горючей смеси для ее полного сгорания за такт работы двигателя. В свою очередь, силовой агрегат выдает наилучшие показатели соотношения мощности и расхода топлива.
Датчик массового расхода воздуха присутствует на всех моделях бензиновых двигателей, которые оснащаются электронным впрыском топлива. Конструктивно располагается между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой.
Причины выхода из строя ДМРВ
Датчик MAF (расходомер воздуха) измеряет объем воздуха через воздействие воздушного потока на чувствительный элемент, представляющий собой в ряде случаев пленку, а в других – нить, которые изготавливаются из платины. На рабочий элемент подается определенное напряжение, в результате чего происходит его нагрев. Поток воздуха охлаждает элемент. Измеряя скорость падения температуры, компьютер высчитывает, какой объем воздуха прошел через датчик за расчетную единицу времени. На основании полученных данных подается сигнал системе впрыска о необходимом количестве топлива для создания качественной горючей смеси.
Слабым местом узла является именно нагревательный элемент. Со временем на нем осаждаются мельчайшие частицы пыли, образуя налет, нарушающий нормальное охлаждение. Расчеты объема проходящего через датчик воздуха не соответствуют реальным значениям, что вызывает сбои в системе впрыска. Компьютер льет топливо, основываясь на ложных сигналах, что отражается на общей эффективности работы двигателя.
В некоторых случаях характерные признаки неисправности ДМРВ могут появляться не в результате поломки самого датчика, а вследствие подсоса воздуха в обход него. Например, при нарушении герметичности воздуховода. Таким образом, корректное функционирование системы подачи воздуха становится невозможным. Обычно механическое повреждение легко обнаруживается путем демонтажа и внимательного осмотра патрубка. Особенно часто его целостность нарушается в районе соединительных элементов и на изгибах. В данном случае проблема решается путем замены либо восстановлением поврежденной детали.
Как проверить работоспособность ДМРВ
При появлении в работе двигателя характерных признаков неисправности и выхода из строя расходомера воздуха (ДМРВ), есть несложные методы, как проверить его работоспособность и определить причину неисправности своими силами. Для этого достаточно понимать принципы функционирования данного датчика как компонента системы.
Электронный блок управления двигателем регулирует подачу топлива на основании сигналов MAF-сенсора, а при его отказе переводит систему в аварийный режим. Подача бензина начинает рассчитываться по показаниям датчика положения дроссельной заслонки и датчика коленвала, однако параметры впрыска топлива на основании этих данных получаются очень приблизительными. На некоторых автомобилях в таком режиме работы мотора холостые обороты повышаются до 1500-2000 тысяч.
Для выполнения самостоятельной диагностики достаточно на работающем двигателе отсоединить фишку MAF-сенсора. Если это сопровождается повышением оборотов силового агрегата – датчик работает. Но на некоторых моделях авто подобного может и не происходить, поэтому нужно сделать тест-драйв и обратить внимание на поведение авто. Если динамика разгона заметно улучшилась, значит проблема действительно в ДМРВ.
Дополнительно стоит провести контрольные измерения высокоточным мультиметром, если таковой имеется в наличии. Проверка производится на неработающем двигателе при включенном зажигании. Показания напряжения на выходе исправного датчика должны соответствовать пределам от 0,9 до 1,4 Вольт, превышение этого порога обычно свидетельствует о нарушении работоспособности узла.
Срок службы ДМРВ
Срок службы ДМРВ напрямую зависит от чистоты проходящего через него воздуха. Вероятную причину поломки расходомера в результате загрязненности нагревательных элементов расходомера можно выявить путем снятия датчика и визуального осмотра их состояния. Отложения на рабочих поверхностях будет показателем в необходимости замены узла либо попытки очистить налет.
Продлить срок службы датчика массового расхода воздуха можно, самостоятельно отслеживая состояние фильтрующего воздушного элемента двигателя и своевременно заменяя его на новый. Для очень пыльных российских дорог, что наблюдается в большинстве регионов, замена фильтра может потребоваться несколько раз за один год или каждые пять-шесть тысяч километров. При этом в официальных регламентах техобслуживания для большинства авто прописывается интервал замены не чаще, чем приезд на очередное ТО. В зависимости от производства, межсервисный интервал автомобиля может составлять 10000 км или 15000км.
Забитый пылью воздушный фильтр неизбежно ускорит образование губительного налета на чувствительных элементах ДМРВ и уменьшит срок его службы. Вследствие затрудненного прохождения воздуха и его нехватки для штатной работы двигателя, горючая смесь будет обогащенной, и побочным эффектом станет повышенный расход топлива.
Методы устранения неисправности ДМРВ
В ряде случаев допускается чистка ДМРВ, но это зависит от особенностей конструкции рабочих чувствительных элементов узла. Но даже при благоприятном исходе это временная мера и надолго восстановленного датчика не хватит. Узел при отказе работоспособности обычно заменяется целиком на новый.
При покупке ДМРВ необходимо учитывать, что новый датчик должен в точности соответствовать штатному. Это должна быть оригинальная деталь с таким же каталожным номером. В других случаях нормальная работа ДВС не гарантируется, даже если внешне датчики абсолютно идентичны. Оригинальный расходомер стоит недешево из-за сложности его производства и необходимости применения дорогостоящих компонентов.
Неполадки с силовым агрегатом могут быть вызваны нарушениями в работе целого ряда систем: зажигания, подачи топлива или воздуха, датчиков положения распредвалов, коленвала и еще ряда других. Однако одна из вероятных причин при появлении вышеперечисленных признаков неисправностей автомобиля – выход из строя MAF-сенсора. Расходов на комплексную диагностику двигателя в автосервисе можно попытаться избежать. Для этого достаточно знать, как проверить датчик массового расхода воздуха (дмрв) самостоятельно, путем применения предложенных выше несложных методов.