Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) служит для определения того количества воздуха, который служит для заполнения цилиндров на работающем двигателе. Устанавливается такой датчик на втором тракте, сразу за воздушным фильтром и подсоединяется к системе электричества, которая управляется шестиконтактной колодкой проводов.
Нагрузка, которая возлагается на двигатель.
Измерить то количество воздуха, которое поступает в двигатель, значит определить нагрузку двигателя. При нажатии на педаль газа водителем, открывается дроссельная заслонка, увеличивается количество всасываемого воздуха. При этом мы говорим, что увеличилась нагрузка. Когда же вы отпускаем педаль – нагрузка падает. Все довольно просто. Однако это только на первый взгляд. Если учесть то, что в условиях реального движения двигатель часто сменяет режимы работы, поступающий воздух во впускной системе участвует в нескольких газодинамических процессах, то проблема измерения воздуха в системе не такая и простая.
Очень долгое время непосредственно измерить количество воздуха накладывало на автолюбителя значительные трудности. Подобные измерения проводили в лабораторных условиях, в бортовых системах же вовсе не применяли. Однако достижения расходоизмерительной техники не стоят на месте, и впоследствии они позволили создать ряд измерителей расхода воздуха, которые и по сей день применяют на автомобилях. Рассматривать их все мы не будем, так как в наши дни миру известны порядка 50 таких способов. Остановимся на одном из самых массовых приборов автомобиля ВАЗ - пленочном датчике (анемометрического типа) массового расхода воздуха.
Датчик массового расхода воздуха, устройство.
Устанавливается такой датчик между шлангом впускной трубы (внешний его вид) и воздушным фильтром. Сигналы от ДМРВ имеют вид постоянного тока с определенным напряжением, его величина зависит от направления движения воздуха и количества, которое проходит через датчик. Когда поток воздуха прямой, напряжение сигнала такого датчика изменяется в диапазоне от 1 до 5В. Если же поток воздуха обратный, от такое напряжение будет колебаться от 0 до 1В.
Функционирование устройства ДМРВ происходит следующим образом. Электрически нагреваемое тело находится в потоке поступающего воздуха (чувствительный элемент), оно охлаждается воздушным потоком. Схема, которой регулируется нагревательной ток, поддерживает резкость температуры на постоянном уровне, ток при этом пропорционален относительно массы воздушного потока. При таком методе, измерения производятся с учетом плотности воздуха, так как именно этот показатель может определить величину теплоотдачи передаваемой от тела к воздуху. Нагревательный механизм при этом – платиновый резистор, находящийся вместе с другими элементами на керамической пластине.
Измерительный резистор (его сопротивление прямо пропорционально расходу воздуха) постоянно находится в тепловом контакте, как с поступающим воздушным потоком, так и с нагревателем, вместе с тем он включен в измерительный мост. Благодаря разделению нагревателя и измерителя обеспечивается общая точность измерения. Это напряжение затем усиливается (преобразуется) электронной схемой, для того чтобы контроллер смог измерить его величину, другими словами именно тут происходит согласование уровней.
Главным преимуществом пленочного расходомера перед нитевым (был на вооружении автомобилей ВАЗ значительно ранее) является то, что он намного более механически прочен, так как тут происходит разделение функций. Пленка выполняет функцию элемента измерения, а подложка – несущего (силового) элемента конструкции.
Проволочный датчик расхода воздуха
Проволочный датчик, которым определяется массовый расход воздуха, был разработан для того, чтобы устранить недостатки электро-механического датчика. Так как он не подвержен пульсациям, которые связаны с закрытием и открытием впускных клапанов, и никак не зависит от плотности воздуха, который выходит.
Датчик такого типа, состоящий из нагретого провода (диаметром 70 мкм), устанавливается перед заслонкой дросселя в измерительный трубке. Работа такого датчика массового расхода воздуха основана на постоянной температуре. Платиновый провод, который расположен в воздушном потоке, нагревается и является одним плечем резисторного моста. При этом из-за изменения силы тока, которая протекает через резисторный мост, на постоянном уровне поддерживается температура (приблизительно 100оС) платинового провода, постоянно обдуваемого потоком воздуха.
Когда расход воздуха увеличивается, платиновый провод начинает остывать, при этом падает его сопротивление. Становится несимметричным резисторный мост и начинается процесс возникновения напряжения подаваемого на усилитель и направленного на то, чтобы повысить температуру провода. Процесс продолжается до тех пор, пока сопротивление провода и температура, не приведут к тому, что система будет равновесной. Сила тока, которая течет по проводам, будет примерно 500...1200 мкА.
Данный ток протекает через калибровочный резистор, именно тут и возникает напряжение, которое затем поступает в блок электронного управления, где и считывается количества впрыскиваемого топлива. Температурное измерение воздуха компенсируется резистором, представляющим собой платиновое кольцо, расположенное в воздушном потоке, которое имеет сопротивление в 500 Ом. Температура воздуха изменяется, вместе с тем изменяется и термокомпенсационное сопротивление и сопротивление нагретого провода, от суда следует, что равновесие резисторного моста не будет нарушаться.
Платиновый провод при эксплуатации неизбежно загрязняется. Чтобы предотвратить такое загрязнение после того, как двигатель будет выключен, провод на одну секунду накаляется до температуры 1000 С. Вся пыль, которая на него налипла, моментально сгорает. Данный процесс производится под чутким контролем электронного блока управления.
Пленочный датчик расхода воздуха
Пленочный датчик массового расхода воздуха, устройством обязан фирме Bosch, именно она ввела такое понятие на рынок. Он состоит из керамического основания с установленной на нем пленкой, именно в нее вмонтированы компенсационный и измерительный резисторы. Подобная конструкция счетчика делает его более дешевым и в тоже время надежным.
Еще одной модернизацией датчика расхода воздуха послужила разработка измерения давления. Состоит такой датчик из толстопленочной диафрагмы, которая расположена на керамической основе.
Во впускном коллекторе изменяется разряжения через изменение деформации пленочной диафрагмы. Элементы измерения расположены внутри пленки. Устанавливается датчик во впускном коллекторе и имеет вид измерителя разряжения при малой инерционности.
Датчики массового расхода воздуха, весьма требовательны к состоянию фильтра воздуха. А в них очень часто загрязняются платиновые спирали. Очень аккуратно их можно очистить аэрозольным очистителем карбюратора.
