Датчик масової витрати повітря (ДМРВ)

Датчик масової витрати повітря (ДМРВ або MAF) - одне з ключових пристроїв системи збору телеметричних даних сучасного автомобіля. Його без перебільшення можна назвати основним датчиком, від показань якого залежить пропорція бензину або дизпалива у складі паливо-повітряної суміші.

Як використовується сигнал ДМРВ

Сигнал, отриманий з датчика, використовується електронним блоком управління двигуном. Його сигнал, у поєднанні з сигналами інших датчиків, приміром, лямбда-зонда, перетворюється в цифрові дані для обчислення об'єму палива, яке необхідно впорснути в камеру згоряння для того, щоб отримати так зване стехіометричне співвідношення бензину й повітря при роботі двигуна під певним навантаженням.

Жоден інший датчик на двигуні не може похвалитися таким багатством імен: MAF, ДМРВ, витратомір...

Датчик масової витрати повітря - важливий компонент системи розподіленого уприскування. Початок його масового застосування збігається за часом з появою на ринку електроніки недорогих мікропроцесорів. General Motors (GM) стала першою автомобільною компанією, яка застосувала датчик дмрв на основі нагрітої дроту.

Керовані комп'ютерною програмою системи упорскування стали з'являтися в серійних автомобілях на початку вісімдесятих, і датчик масової витрати з'явився разом з ними. Датчик масової витрати повітря – переклад англійської назви mass airflow meter, MAF. В побуті, кажучи «витратомір», автолюбителі найчастіше мають на увазі ДМРВ.

Пристрій датчика масового витрати повітря

У світовій практиці в різний час застосовувався цілий ряд ДМРВ різної конструкції. Проте найпоширеніша в наш час конструкція – ДМРВ на основі нагрітої дроту. Другий, досить поширений тип – витратоміри на основі флюгерне заслінки.

Датчик дмрв на основі нагрітої дроту

Чутливий елемент датчика встановлюється в середині патрубка, вбудованого в повітрозабірник, через який проходить повітря. Чутливий елемент датчика – дві тонкі платинові нитки, на які після включення запалювання подається електрострум. Під впливом електрики нитки нагріваються. При надходженні повітря нитки охолоджуються, і їх опір змінюється. Блок управління двигуном відстежує зміни в опорі і інтерпретує їх як сигнал, що свідчить про зменшення або збільшення потоку повітря.

Деякі сучасні датчики масового витрати повітря забезпечені електронною системою самоочищення

Переваги датчика на основі нагрітої дроту порівняно з дмрв на основі з флюгерне заслінки:

  • швидка реакція на зміни потоку повітря;
  • не створює перешкод повітряному потоку;
  • має невеликі габарити; немає рухомих частин, нижча вартість;
  • датчик вимірює масу проходить повітря, а не обсяг (що важливо у відповідності з теорією про ідеальну паливної суміші)
.

Недоліки: датчик сильно забруднюється.

Датчик масової витрати повітря з флюгерне заслінкою

Датчик цього типу часто застосовувався в кінці вісімдесятих – початку дев'яностих в період, коли найбільш поширеною системою електронно-керованого уприскування був моновприск. Чутливим елементом датчика служила заслінка у впускному колекторі. Проходячи через заслінку, потік повітря відкриває її. На осі заслінки встановлений потенціометр, що змінює опір пропорційно куту повороту заслінки.

Взимку всі без винятку двигуни стають трохи могутніше, так як щільність холодного повітря збільшується, і загальний потік повітря, що потрапляє в двигун, стає трохи важче

Іноді датчики з заслінкою постачали регулювальним гвинтом для ручного налаштування паливоповітряної суміші. Налаштування дозволяла частини потоку проходити повз заслінки. Таким чином можна було, продовжуючи вимірювати динамічні параметри потоку повітря, свідомо частково збіднювати або збагачувати суміш в залежності від середньої температури повітря в регіоні, висоти над рівнем моря і тп.

У порівнянні з сучасним дротяним дмрв, датчик із заслінкою володіє поряд недоліків:

  • заслінка обмежує потік повітря, відповідно знижується потужність двигуна;
  • точність вимірювань залежить від зносу рухомих механічних частин і контактів потенціометра;
  • за рахунок складності володіє більш високою вартістю.

Спільним у конструкції датчиків є захисна сітка служить для згладжування потоку повітря.

Альтернативні конструкції ДМРВ

У деяких автомобілях компанії GM використовуються дмрв на основі «холодної дроту». У цих датчиках вимірюється самоіндукція чутливого елемента, що виникає при зіткненні з проходять потоком повітря.

Витратоміри на основі явища зриву вихорів. Принцип дії заснований на теорії фізика Теодора фон Кармана. У конструкції датчика цього типу вимірюється частота зриву вихорів, що утворюють так звану "доріжку Кишені". Згідно теорії частота зриву прямо пропорційна швидкості потоку.

Найпоширеніший сучасний ДМРВ - датчик на основі розігрітій дроту

Мембранний витратомір. Ультрасучасна конструкція, заснована на застосуванні найтоншої мембрани, поміщеної у потік повітря. На підвітряного і навітряної сторони встановлені датчики температури. При русі автомобіля подветренная і наветренная боку охолоджуються нерівномірно. Саме цю різницю оцінює блок управління.

Питання експлуатації ДМРВ

У більшості випадків, сучасні датчики дмрв виходять з ладу при значному пробігу або використанні автомобіля у важких кліматичних умовах, особливо, у разі якщо повітря сильно забруднене частинками пилу або бруду. У разі відступу від регламенту заміни повітряного фільтра бруд проникає в корпус датчика і осідає на нитках. Саме ця обставина часто стає причиною «відмови» датчика, хоча насправді його просто необхідно почистити, і працездатність відновиться в повному обсязі.

Навіть при умові своєчасної заміни повітряного фільтра чутливий елемент ДМРВ потребує періодичного чищення

Конструктори знайшли спосіб усунення незначних забруднень, що не вимагає втручання з боку людини. У більшості датчиків є спеціальне реле, яке після включення запалювання, на кілька часток секунди живить нитки датчика струмом високої напруги. Якщо приклеєні до нього частинки мають органічну структуру, вони можуть просто згоріти або випаруватися. На жаль, при значному забрудненні система самоочищення безсила.

При виході з ладу датчика, блок управління двигуном переходить в аварійний режим, не дозволяє розвинути високу швидкість. На панелі приладів загоряється сигналізатор несправності двигуна «check engine». Визначити працездатність датчика можна, вимірявши омметром опір на роз'ємі, або підключивши сканер для комп'ютерної діагностики до комп'ютера автомобіля. Якщо опір є, нитки датчика, швидше за все, цілі, і можна спробувати очистити їх спеціальним засобом, а якщо під рукою немає, скористатися очисником карбюраторів і невеликим ватним тампоном. Стосуватися електронних компонентів датчика руками не рекомендується.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read