ДМРВ - Датчик массового расхода воздуха
Нагрузка двигателя
Измерить количество воздуха, поступившего в двигатель, — значит, определить нагрузку двигателя. Когда водитель нажимает на педаль газа, дроссельная заслонка открывается и количество всасываемого воздуха увеличивается. Мы говорим: нагрузка увеличилась. И наоборот, педаль отпустили — нагрузка уменьшилась. Все просто. Но только на первый взгляд. Если учесть, что в реальных условиях движения для двигателя типична частая смена режимов работы, что поступающий воздух участвует в различных газодинамических процессах во впускной системе, то задача определения массы воздуха не такая уж тривиальная.
Длительное время непосредственное измерение расхода воздуха было связано со значительными трудностями. Измерения проводили, как правило, в лабораторных условиях и не применяли в бортовых системах управления. Вместе с тем достижения расходоизмерительной техники позволили создать ряд измерителей расхода воздуха, применимых в автомобиле. Мы не будем рассматривать их все, потому как в настоящее время известно более пятидесяти способов. Остановимся на самом массовом приборе для автомобилей ВАЗ — пленочном датчике массового расхода воздуха анемометрического типа.
Датчик массового расхода воздуха
 |
внешний вид датчика массового расхода воздуха |
Датчик устанавливается между воздушным фильтром и шлангом впускной трубы ( внешний вид датчика ). Сигнал ДМРВ представляет собой постоянный ток определенного напряжения, величина которого зависит от количества и направления движения воздуха, проходящего через датчик. При прямом потоке воздуха напряжение выходного сигнала датчика изменяется в диапазоне 1—5 В. При обратном потоке воздуха напряжение изменяется в диапазоне 0—1 В.
Устройство дмрв показано на рисунке 1. Функционирование его происходит следующим образом. В потоке поступающего воздуха находится электрически нагреваемое тело (чувствительный элемент), которое охлаждается воздушным потоком. Схема регулирования нагревательного тока поддерживает постоянную разность температуры, и ток нагрева пропорционален массе воздушного потока. При данном методе измерения производится учет плотности воздуха, так как она также определяет величину теплоотдачи от тела к воздуху. Нагревательным элементом является пленочный платиновый резистор, который вместе с другими элементами находится на керамической пластине.
 |
Конструкция датчика массового расхода воздуха |
Рис. 1 — чувствительный элемент; 2 — гибридная схема; 3 — электрический разъем
Измерительный резистор (сопротивление которого пропорционально расходу воздуха) находится в непосредственном тепловом контакте как с нагревателем, так и с поступающим воздушным потоком и включен в измерительный мост. Благодаря разделению измерителя и нагревателя обеспечивается большая точность измерения. Напряжение на нагреваемом измерительном резисторе является мерой для массы воздушного потока. Далее это напряжение преобразуется (усиливается) электронной схемой, чтобы контроллер мог измерить его величину, то есть происходит согласование уровней.
Преимуществом пленочного расходомера перед нитевым (он использовался ранее на автомобилях ВАЗ с контроллерами GМ и “Январь-4.1”) является повышенная механическая прочность, поскольку происходит разделение функций, то есть пленка выполняет функцию измерительного элемента, а подложка — функцию силового (несущего) элемента конструкции.
Датчик объемного расхода воздуха
 |
датчик объемного расхода воздуха |
На рисунке показан, разработанный несколько лет назад, датчик измерения расхода воздуха, имеющий форму заслонки. Он устанавливается в воздухозаборнике. Заслонка (1) отклоняется под воздействием потока воздуха и растягивает возвратную пружину. Датчик расхода снабжен дополнительной заслонкой (2), расположенной в камере демпфирования, которая не только служит балансиром, но и играет роль демпфера, препятствуя возникновению колебаний. Вал датчика связан рычагом с потенциометром реостата (3).
Напряжение датчика наряду с сигналами других датчиков подается в ЕСМ. Потенциометр состоит из резисторов и металлокерамического основания, связанного узкими проводниками с металлической шиной и имеет высокое сопротивление и износостойкость. В зависимости от конструкции электрической части напряжение сигнала может повышаться или уменьшаться с увеличением расхода воздуха.
Датчик расхода воздуха прост и надежен в эксплуатации, но это не означает, что
ремонт дмрв нужно производить самостоятельно. В случае его поломки лучше обратиться к специалистам. Недостатком ДМРВ является то, что он измеряет объем поступающего воздуха. Поскольку для определения потребного количества топлива требуется определение массы воздуха, необходима корректировка показаний датчика в соответствии с плотностью воздуха. Для решения этой проблемы в воздухозаборник рядом с датчиком расхода ставят датчик температуры воздуха.
Для возможности регулировки СО датчик расхода частично шунтируется обходным каналом с регулировочным винтом.
К недостаткам датчика объемного расхода воздуха можно отнести еще также и наличие механического контакта между дорожкой сопротивлений и металической шиной, и как следствие износ. Обычно протирается дорожка в месте нахождения шинки в режиме холостого хода. В большинстве случаев можно сняв пластмасуваю крышку, ослабить 3-4 винта крепления керамической панельки и чуть сдвинуть ее так, чтобы шинка теперь работала по чистой, непротертой дорожке. Ресурс будет такой же.
Проволочный датчик массового расхода воздуха
Проволочный датчик определения массового расхода воздуха был разработан для устранения недостатков электро-механического датчика объемного расхода. Новый датчик не подвержен пульсациям, связанным с открытием и закрытием впускных клапанов, и не зависит от плотности, поступающего воздуха.
|
Проволочный датчик массового расхода воздуха |
Датчик этого типа из нагретого провода (2) диаметром 70 мкм, установленного в измерительной трубке, расположенной перед дроссельной заслонкой. Работа датчика массового расхода воздуха основана на принципе постоянства температуры. Нагретый платиновый провод, расположенный в воздушном потоке, является одним из плеч резисторного моста. При этом за счет изменения силы тока, протекающей через резисторный мост, поддерживается постоянная температура (около 100 С) платинового провода, обдуваемого воздушным потоком.
При увеличении расхода воздуха платиновый провод остывает и его сопротивление падает. Резисторный мост становится несимметричным и возникает напряжение, подаваемое на усилитель и направленное на повышение температуры провода. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура и сопротивление провода не приведут к равновесию системы. Диапазон силы тока, протекающего через провод составляет 500...1200 мкА.
Этот ток также протекает через калибровочный резистор, на котором возникает напряжение, поступающее в блок электронного управления для вычисления количества впрыскиваемого топлива. Измерение температуры воздуха компенсируется резистором (4), который представляет собой платиновое кольцо, имеющее сопротивление примерно 500 Ом и расположенное в воздушном потоке. Изменение температуры воздуха одновременно изменяет сопротивление нагретого провода (2) и термокомпенсационного сопротивления (4), поэтому равновесие резисторного моста не нарушается.
При эксплуатации платиновый провод неизбежно загрязняется. Для предотвращения загрязнения после выключения двигателя провод в течение 1с накаляется до температуры 1000 С. При этом вся налипшая на него грязь сгорает. Этот процесс контролируется электронным блоком управления.
Пленочный датчик массового расхода воздуха
Пленочный датчик массового расхода воздуха один из последних разработок фирмы Bosch. Этот состоит из керамического основания, на котором расположена пленка, в которую вмонтированы измерительный и компенсационный резисторы. Такая конструкция датчика делает его более надежным и дешевым.
|
Пленочный датчик массового расхода воздуха |
Еще одним из направлений модернизации датчиков расхода воздуха является разработка датчика измерения давления. Этот датчик состоит из толстопленочной диафрагмы, расположенной на керамической основе.
Датчик измеряет разряжение во впускном коллекторе на основе измерения деформации пленочной диафрагмы. Измерительные элементы расположены внутри пленки. Датчик устанавливается во впускном коллекторе и представляет собой датчик измерения разряжения с малой инерционностью.
P.S. Датчики массового расхода воздуха, очень требовательны к состоянию воздушного фильтра. У них частенько загрязняются платиновые спирали. Очистить их можно аэрозольным очистителем карбюратора, но очень аккуратно. Самые надежные-пленочные датчики. Если там не побываль чьи-то шаловливые ручонки, то они практически вечные. Во всяком случае, я не сталкивался с их отказом.
