Датчик массового расхода воздуха: признаки неисправности и стоимость замены

Проведение обслуживания

Как такового обслуживания датчик не требует. Меры для очистки системы предпринимает электронный блок управления. И если датчик расхода воздуха сломался, то в нем будет скапливаться много грязи и пыли. Воздух, попадающий в трубку, до конца не способен очиститься никаким фильтром. Поэтому предусмотрен способ, при помощи которого вся грязь, скапливающаяся на платиновой проволоке, испаряется в прямом смысле. В алгоритме работы электронного блока управления имеется небольшая особенность.

Когда вы глушите двигатель, на платиновую проволоку подается напряжение, способное раскалить ее до 1000 градусов. Накал происходит в течение секунды, этого времени оказывается достаточно, чтобы избавиться от всей скопившейся грязи на поверхности проволоки. Если решите самостоятельно провести восстановление датчика, то вам нужно тщательно очищать провод и сетку. При проведении работ запрещается дотрагиваться до этих предметов, иначе придется только менять прибор целиком, работать нормально он не сможет.

Признаки неисправности расходомера воздуха (ДМРВ)

Датчик массового расхода воздуха не только важен для мощности вашего автомобиля, но и необходим для регулирования минимального уровня загрязняющих веществ в выхлопной системе машины. Если расходомер воздуха неисправен или загрязнен, он не будет давать правильные показания блоку управления двигателем. Итог: оптимальное количество топлива не будет подаваться в камеру сгорания.

В результате может получиться так, что система впрыска топлива будет подавать в камеру сгорания или впускной канал двигателя либо слишком мало, либо слишком много топлива. 

Обычно при неисправности ДМРВ симптомы варьируются от потери мощности, потери плавности хода и нестабильности оборотов двигателя на холостом ходу, до осечек в системе зажигания и неправильного выхлопа. Иногда из-за поломки датчика массового расхода воздуха из выхлопной трубы может идти черный дым.

Однако обращаем ваше внимание, что подобные признаки могут появиться и при других неисправностях автомобиля. Например, похожие симптомы поломки могут быть при неисправности турбокомпрессора или из-за неисправности системы зажигания

Поэтому эти признаки неисправности не могут являться 100% индикаторами выхода из строя датчика расхода воздуха. 

При определенных обстоятельствах, если датчик массового расхода воздуха начинает работать неправильно, двигатель автомобиля обычно переходит в аварийный режим (аварийную программу). При этом, как правило, на приборной панели автомобиля появляется значок «Чек двигателя».

Эта программа необходима, чтобы защитить мотор от повреждений и сохранить более-менее чистый выхлоп насколько это возможно. Естественно, при этом происходит уменьшение мощности двигателя. Чтобы владелец машины знал, что мотор перешел в аварийную программу и придуман значок на приборке «Чек двигателя».

Также с появлением «Чек двигателя» в электронной системе автомобиля в памяти записывается код ошибки, с помощью которой при диагностике можно узнать причину включения аварийной программы работы силового агрегата. 

Очистка расходомера воздуха

Поскольку ремонт ДМРВ производителями не предусмотрен, этот электроприбор считается «расходным». Единого мнения по возможности очистки для восстановления работоспособности не существует, даже среди профессионалов СТО. Если владелец машины все же решил почистить ДМРВ самостоятельно, необходимо учесть нюансы технологии:

• очиститель не должен содержать ацетон, эфир;
• запрещены ватные палочки и сжатый воздух;
• чаще всего применяется WD-40 либо Air Senso Clean производителя CRC;
• после извлечения прибора спрей наносится на него равномерно мощной струей, грязь растворяется и стекает под собственным весом.

Рис. 14 Очистка волюметра спреем

Установка ДМРВ на место возможна после высушивания поверхностей без использования фена.

Расходомер с поворотными заслонками

Расходомер воздуха расположен между воздухоочистителем и корпусом дроссельной заслонки.

Принцип действия расходомера основан на так называемом сопротивлении среды. Он измеряет усилие, действующее на заслонку 8, которую поток воздуха, поступающего в двигатель, заставляет поворачиваться на определенный угол, преодолевая усилие спиральной пружины. Момент закручивания пружины выбран так, чтобы заслонка создавала незначительную потерю напора. Для предотвращения колебаний напорной заслонки под действием потока воздуха проходящего по впускному трубопроводу, особенно на режиме холостого хода, предусмотрена демпфирующая камера 5, в которой расположена заслонка 6, имеющая такую же рабочую поверхность, как и заслонка напора воздуха 8. Объем демпферной камеры, а также зазор между заслонкой 6 демпфирующей камеры и корпусом подобраны так, чтобы напорная заслонка была способна отслеживать быстрые изменения расхода воздуха при разгоне.

Соединенный с осью напорной заслонки потенциометр преобразует механическое перемещение напорной заслонки в изменение электрического напряжения, которое передается в блок управления для точной дозировки топлива.

Напряжение аккумулятора через главное реле системы подается на резистор, расположенный внутри корпуса датчика. Балластный резистор понижает напряжение до уровня от 5.0 до 10.0 В. Это напряжение подводится к разъему блока управления и к крайнему выводу реостата потенциометра. Второй вывод реостата со­единен с массой. Сигнал потенциометра снимается с движка через кон­такт датчика на контакт блока управления.

Внутренняя геометрия расходомера обеспечивает логарифмическую корреляцию между потоком воздуха и угловым положением напорной заслонки, что позволяет рассчитывать оптимальный состав смеси на режимах малых нагрузок.

Потенциометр установлен в герметичном корпусе и состоит из керамического основания с рядом контактов и нескольких резисторов. Сопротивление резисторов постоянно и не зависит от резких колебаний температуры в моторном отсеке.

Для исключения влияния напряжения аккумуляторной батареи на сигнал, выдаваемый потенциометром, электронный блок управления учитывает разницу между этим напряжением и выходным напряжением расходомера воздуха.

Параллельно с электрической цепью расходомера воздуха включен датчик температуры всасываемого воздуха. Он представляет собой резистор с отрицательным температурным коэффициентом, т. е. его сопротивление уменьшается при увеличении температуры. Сигналы, поступающие от датчика, изменяют выходной сигнал расходомера в зависимости от температуры поступающего воздуха.

Обводной канал 9 под напорной заслонкой служит для прохода воздуха на холостом ходу.

Виды и особенности работы ДМРВ

Существует много способов измерения массового расхода воздуха, в автомобиле с разной степенью популярности применяются три из них.

Объёмный

Наиболее простые расходомеры строились по принципу установки в сечении проходящего воздуха измерительной лопасти, на которую поток и оказывал давление. Под его действием лопасть поворачивалась вокруг своей оси, где устанавливался электрический потенциометр.

Оставалось лишь снять с него сигнал и подать его в ЭСУД для оцифровки и использования в расчётах. Устройство настолько же простое, насколько и неудобное в разработке, поскольку получить приемлемую характеристику зависимости сигнала от массового потока довольно затруднительно. К тому же надёжность невысока из-за наличия механически перемещающихся деталей.

Чуть сложнее для понимания устроен расходомер на принципе вихрей Кармана. Используется эффект возникновения циклических завихрений воздуха при проходе его через аэродинамически несовершенное препятствие.

Частота этих проявлений турбуленции почти линейно зависит от скорости потока, если правильно подобрать размеры и форму препятствия для нужного диапазона. А сигнал выдаёт установленный в зоне завихрений датчик воздушного давления.

В настоящее время объёмные датчики уже почти не используются, уступив своё место приборам термоанемометрического типа.

Проволочный

Работа такого прибора основана на принципе охлаждения разогреваемой фиксированным током платиновой спирали при помещении её в воздушный поток.

Если этот ток известен, а он задаётся самим прибором с высокой точностью и стабильностью, то напряжение на спирали будет с идеальной линейностью зависеть от её сопротивления, которое, в свою очередь, определятся температурой нагреваемой проводящей нити.

Но она охлаждается набегающим потоком, поэтому можно сказать, что сигнал в виде напряжения пропорционален массе воздуха, проходящей в единицу времени, то есть именно тому параметру, который и требуется измерить.

Разумеется, основную погрешность будет вносить температура воздуха на впуске, от которой зависит его плотность и способность к теплопередаче. Поэтому в схему вводится термокомпенсирующий резистор, который тем или иным способом из многих, известных в электронике, учитывает поправку на температуру потока.

Проволочные ДМРВ обладают высокой точностью и приемлемой надёжностью, поэтому широко применяются в производимых автомобилях. Хотя по стоимости и сложности этот датчик уступает только самому контроллеру ЭСУД.

Плёночный

У плёночного МАФ отличия от проволочного состоят чисто в конструктивном исполнении, теоретически это всё тот же термоанемометр. Только нагревательные элементы и термокомпенсирующие сопротивления выполнены в виде плёнок на кристалле полупроводника.

Получился интегральный датчик, компактный и более надёжный, хотя сложнее с точки зрения технологии производства. Именно эта сложность и не позволяет обеспечить настолько же высокую точность, которую даёт платиновая проволока.

Но чрезмерная прецизионность для ДМРВ и не требуется, система всё равно работает с обратной связью по содержанию кислорода в выхлопных газах, нужная коррекция цикловой подачи топлива будет внесена.

Зато в массовом производстве плёночный датчик обойдётся дешевле, а по своему принципу построения он обладает большей надёжностью. Поэтому они постепенно вытесняют проволочные, хотя на самом деле и те и другие проигрывают датчикам абсолютного давления, которые можно применять вместо ДМРВ, изменив методику расчётов.

Проверка датчика температуры всасываемого воздуха

Перед тем как проверить датчик температуры всасываемого воздуха, нужно разобраться с принципом его работы. Датчик основан на термисторе. В зависимости от температуры поступающего воздуха, ДТВВ меняет свое электрическое сопротивление. Формируемые при этом сигналы подаются на ECM с тем, чтобы получить правильное соотношение топливной смеси. Диагностику датчика температуры воздуха на впуске необходимо выполнять на основе измерения сопротивления и величины электрических сигналов, исходящих от него.

Проверку начинают с вычисления сопротивления. Для этого пользуются омметром, сняв датчик с автомобиля, Процедура происходит путем отключения двух проводов и подсоединения их к измерительному прибору (мультиметру). Измерение проводят в двух режимах работы двигателя — “холодном” и на полных оборотах.

Измерение сопротивления датчика

В первом случае сопротивление будет высокоомное (несколько кОм). Во втором — низкоомное (до одного кОм). В инструкции по эксплуатации к датчику обязательно есть таблица или график со значениями сопротивления в зависимости от температуры. Значительные отклонения говорят о неправильной работе устройства.

В качестве примера приводим таблицу таблицу соотношения температуры и сопротивления датчика всасываемого воздуха для двигателей автомобиля ВАЗ 2170 «Лада Приора»:

На следующем этапе, проверьте соединение проводников с управляющим устройством. То есть, с помощью тестера удостоверьтесь в наличии проводимости каждого контакта на массу. Воспользуйтесь омметром, который включите между разъемом температурного датчика и отключенным разъемом управляющего устройства. При этом значение должно быть 0 Ом (учтите, что при этом вам необходима схема контактов). Проверьте каждый контакт на разъеме датчика омметром при отключенном разъеме относительно массы.

Измерение сопротивления ДТВВ у Toyota Camry XV20

Например, чтобы проверить сопротивление датчика на автомобиле Toyota Camry XV20 с 6-ти цилиндровым двигателем, необходимо присоединить омметр (мультиметр) к 4-му и 5-му выводу датчика (см. рисунок).

Однако чаще всего ДТВВ имеет два выхода терморезистора, между которым и нужно проверять сопротивление элемента.

Также предлагаем вашему вниманию схему подключения IAT в автомобиле Hyundai Matrix:

Схема подключения ДТВВ с ДАД у Hyundai Matrix

Заключительный этап проверки — выяснить напряжение питания на разъеме. При этом необходимо включить зажигание автомобиля. Величина электрического сигнала должна составлять 5 В (у некоторых моделей ДТВВ это значение может отличаться, уточняйте его в паспортных данных).

Датчик температуры всасываемого воздуха является полупроводниковым прибором. Соответственно, его настройка невозможна. Возможна лишь чистка контактов, проверка сигнальных проводов, а также полная замена устройства.

Профилактика поломок и чистка ДМРВ ВАЗ 2114

Датчик расходомера располагается в уязвимом месте: воздействие перепадов температур, влаги, пыли.

Точная электроника, расположенная в измерительном канале, выходит из строя при попадании посторонних предметов.

Причины:

• несвоевременная замена воздушного фильтра;
• использование так называемых «нулевых» фильтров;
• неплотное соединение ДМРВ с фланцами воздуховода;
• попадание влаги в воздухозаборник;
• мусор, оставленный в воздуховоде или корпусе фильтра после ремонта и обслуживания.

Как почистить ДМРВ, если загрязнение не вывело его из строя

Датчик необходимо извлечь, снять защитные сетки, и продуть чистым сжатым воздухом. При наличии засохшей грязи или масляных пятен – требуется промывка специальными средствами для ДМРВ. Разумеется, необходимо прочистить и сам воздуховод с корпусом фильтра.

В большинстве случаев подобная профилактика возвращает расходомер к жизни.

Назначение и принцип работы

Предназначение данного устройства — измерение количества воздуха пройденного в цилиндры двигателя. Как я считаю, для того что бы своими руками диагностировать неполадки и успешно устранять их, не обходимо, как минимум, знать устройство и принцип работы интересующего нас узла. Поэтому, предлагаю рассмотреть несколько разновидностей ДМРВ.

Трубка Пита (лопаточный расходомер)

Воздушный расходомер с трубкой Пито (лопаточный)

Данная конструкция является самой ранней разработкой. Принцип ее работы основывается на отклонении потоком воздуха специальной лопатки, на оси которой находится измерительный прибор – потенциометр (чем больше угол поворота лопатки, тем больше сопротивление обмотки потенциометра). Устройство по внешнему виду напоминает заслонку дросселя, преимущества – простота изготовления и небольшая цена.

Термоанемометрический тип расходомера

Более современное устройство, в конструкции которого находится платиновая проволочка, диаметром примерно в 0,07 миллиметров, являющаяся теплообменным элементом. Принцип работы: находящаяся в потоке воздуха упомянутая проволочка охлаждается обтекающим ее воздухом, и для того, что бы сохранить заданную разницу температур между ней и воздушным потоком необходимо подать на нее определенное количество электроэнергии (чем мощнее поток воздуха, тем больше требуется электричества). Ну а так как в данном случае не обойтись без внешних загрязнений нагревательного элемента, система снабжена функцией самоочищения от отложений: после останова двигателя проработавшего под нагрузкой происходит кратковременный нагрев проволочки до температуры 1100°С. На современных автомобилях применяются термоанемометрические расходомеры, имеющие измерительные и нагревательные резисторы, изготавливаемые из платиновых слоев нанесенных методом напыления на кристалл кремния.

Принцип работы ДМРВ

Пояснение к фото: часть входящего потока (2) всасываемого воздуха (4) проходя через решетку (3) попадает на чувствительный элемент (6), где его скорость и количество анализируется электронным блоком (1) при известном сечении измерительной трубки (5).

Чувствительный элемент

Как обмануть сломанный ДМРВ с помощью резистора

Рассмотрим вариант «восстановления» на примере ВАЗ 2110. После необоснованного увеличения расхода топлива, вы решили проверить датчик массового расхода мультиметром. Показания в состоянии покоя существенно превышают идеальные «не выше 1.02 В» и даже допустимые «1.05 В».

Соответственно, двигатель видит обедненную топливно-воздушную смесь и добавляет в пропорцию больше бензина. Результат — увеличение расхода без прибавки мощности.

Как снизить напряжение на выходе АЦП расходомера? Мы знаем, что на основе тарировки ДМРВ в электронном блоке управления двигателем, каждое значение в вольтах соответствует объему воздуха в кг/час.

Как снизить напряжение? Любой начинающий электрик скажет, что необходимо добавить сопротивление (добавочный резистор). Разумеется, угадать (или даже вычислить) требуемое значение не получится, поэтому лучше использовать переменный резистор в диапазоне от 1 кОм до 2 кОм. Подходят старые советские переменники СП-1. Они не развалятся от влаги или температуры под капотом.

Резистор включается в разрыв провода, идущего от контакта № 5 ДМРВ ВАЗ, до контроллера ЭБУ двигателя.

После подключения выполняем проверку расходомера в состоянии покоя:

После этого необходимо механически закрепить резистор, чтобы он не оборвался в движении. Выполняем тестовую поездку, убеждаемся в снижении расхода бензина.

Проверка ДМРВ

Прежде чем приступать к экспериментам, не поленитесь ознакомиться с руководством по сервисному обслуживанию. Там детально описано, что такое ДМРВ на ВАЗ 2114 и как его заменить.

Ищем датчик. Открываем капот, находим патрубок воздушного фильтра. На нем и располагается ДМРВ, определяющий поток проходящего через фильтр воздуха. Приведу несколько вариантов, как проверить датчик массового расхода воздуха самостоятельно.

• Отключить датчик. Колодку с проводами отсоединить от разъема, нажав на фиксатор, расположенный снизу. Запустить двигатель (1500 оборотов или больше). Отключение ДМРВ контроллер понимает как аварийное состояние и приготовляет топливно-воздушную смесь исходя из того, в каком положении находится заслонка дросселя. Попробуйте проехать небольшое расстояние. Если автомобиль разогнался ощутимо быстрее, это свидетельствует о нерабочем ДМРВ. От себя замечу, что в отключенном состоянии для ЭБУ Я7.2 и М7.9.7. обороты не повышаются!
• Замена прошивки контроллера. Оригинальная прошивка ЭБУ могла быть заменена альтернативной. В такой ситуации мы не знаем, какой алгоритм прописан в ней случай работы в режиме, рассмотренном в первом пункте. Заслонка дросселя имеет упор, под который нужно подложить тонкую пластину (около 1 мм), чтобы поднять обороты. Затем необходимо отсоединить фишку с датчиком. При неисправном датчике двигатель должен заглохнуть. Если двигатель работает, то причина в особенностях прошивки: некорректно прописаны шаги РХХ.
• Измерение напряжения. Тестирование дает хорошие результаты при работе с датчиками Bosch. Понадобится мультиметр. Выбираем режим измерения постоянного напряжения и устанавливаем максимальное значение 2 В.

Схема подключения для ВАЗ 2114 выглядит так:

1. желтый – входящий сигнал;
2. серый с белым – питание на выходе;
3. зеленый – заземление;
4. розовый с черным – вывод к главному реле.

Расцветка может быть другой, но последовательность расположения разъемов та же.

Далее нужно включить зажигание при заглушенном двигателе. Красный (плюсовой) щуп тестера подключить к желтому выходу, черный (минусовой) – к зеленому. Щупы мультиметра вставляются вдоль указанных проводов напрямую через резиновые уплотнители разъемов без повреждения изоляции. Для профилактики я рекомендую смочить щупы WD-40. Промежуточные соединения или иголки не рекомендуется использовать из-за вносимой ими дополнительной погрешности. Измерить напряжение. Сравнить полученный результат с таблицей:

Аварийное. Датчик неисправен (возможно, давно). Замена обязательна.

Только что установленный датчик дает напряжение на выходе 0,996–1,01 В. Со временем оно возрастает. Большее значение означает больший процент износа.

Данные напряжения с датчиков фиксируются бортовым компьютером, их можно просмотреть, выбрав соответствующую группу параметров.

Осмотр и чистка. Крестовой отверткой ослабляем хомут, удерживающий патрубок воздухозаборника. Снимаем гофру и проверяем, есть ли следы масла и/или конденсата внутри нее, а также на внутренней поверхности датчика. В норме их быть не должно. Чувствительный элемент ДМРВ часто ломается из-за попадания на него грязи. Этого легко избежать при регулярной замене воздушного фильтра. Причины попадания масла в ДМРВ:

1. превышен допустимый уровень масла в картере
2. засорен маслоотделитель системы вентиляции

Датчик крепится к патрубку двумя винтами. Откручиваем их рожковым ключом (х10) и снимаем сам датчик. Спереди имеется вход, который должен быть защищен от подсоса неочищенного воздуха кольцевым резиновым уплотнителем. Если его нет или он остался в корпусе фильтра, пыль забивает входную сетку датчика. Ее нужно прочистить, поставить уплотнитель, проверить герметичность и вставить датчик обратно.

Сравнение с исправным датчиком. На личном опыте убедился, что самая точная проверка – установить заведомо рабочий датчик и сравнить поведение двигателя с «родным».

Помимо рассмотренных вариантов, как проверить ДМРВ самим, можно еще обратиться в сервис, где есть специальное оборудование, и провести уже 100% диагностику, например, по методике оценки осциллограммы.