Для точного дозирование воздуха и топлива в каждый момент времени электронная система управления двигателем должна «знать», в каком режиме работает мотор. Проще всего это отследить по количеству поступающего в двигатель воздуха, так как этот параметр прямо связан с управлением мотором, ведь количество воздуха регулируется дроссельной заслонкой, то есть — водителем. Измерение количества воздуха производится датчиком массового расхода воздуха (ДМРВ, расходомером).
ДМРВ применяется на современных инжекторных бензиновых и дизельных двигателях. Он устанавливается сразу после воздушного фильтра, чем обеспечивает измерение объема всего поступающего в систему воздуха. Датчик подключен к электронному блоку управления двигателем (ЭБУ), и на основе поступающей от него информации ЭБУ формирует оптимальный (стехиометрический) состав горючей смеси. По данным от ДМРВ ЭБУ управляет дроссельным узлом, временем впрыска топлива (то есть, количеством топлива для образования смеси), моментами впрыска и моментами зажигания.
Главная особенность датчика в том, что он практически мгновенно реагирует на изменение режима работы двигателя. Причина тому проста: датчик устанавливается на пути между фильтром и дроссельным узлом, поэтому при изменении степени открытия дроссельной заслонки (которая управляется педалью газа) изменяется и объем проходящего через ДМРВ воздуха. В результате ЭБУ получает информацию об изменении поступающего в систему питания объеме воздуха и в соответствии с этим изменяет состав горючей смеси.
Кроме того, по информации от ДМРВ могут управляться и другие системы управления, например — система улавливания паров бензина в бензиновых моторах, система рециркуляции ОГ в дизельных моторах и т.д.
Типы и конструкция ДМРВ
Первые инжекторные двигателя оснащались механическими датчиками расхода воздуха, однако сегодня они вытеснены более современными и эффективными устройствами. В настоящее время применяются термоанемометрические датчики, которые при довольно простом устройстве обладают высокой эффективностью и точностью измерений.
Работа данных датчиков основана на простом принципе. В датчике имеется измерительный (чувствительный) элемент, который постоянно поддерживается в нагретом состоянии (отсюда и слово «термо» — тепло). Данный элемент обдувается потоком воздуха (отсюда и вторая часть названия — «анемометрический», оно происходит от древнегреческого слова «anemos», что означает «ветер»), вследствие чего охлаждается. Причем чем больше воздуха проходит через элемент, тем сильнее он охлаждается. При разных температурах элемент имеет неодинаковое электрическое сопротивление, которое легко поддается измерению, что и используется для измерения поступающего в систему объема воздуха.
В зависимости от используемого измерительного элемента ДМРВ делятся на две группы:
— Проволочные датчики;
— Пленочные датчики.
Наиболее просто устроены проволочные ДМРВ. В них используется платиновая нить небольшого диаметра, установленная на пути потока воздуха. Через нить пропускается ток, который нагревает ее и позволяет производить описанные выше измерения. Причем здесь возможны различные варианты исполнения. Например, существуют датчики с двумя нитями, одна из которых нагревается, а вторая является контрольной — по изменению нагрева и тока между этими нитями и производится оценка проходящего объема воздуха.
Существуют варианты и с терморезисторами, которые расположены рядом с нитью — при охлаждении нити резистор увеличивает проходящий через нить ток, что вызывает ее нагрев, и наоборот. Таким образом, платиновая нить всегда имеет постоянную температуру, а выходной ток датчика изменяется, что и позволяет производить измерения.
Пленочные датчики имеют более сложное устройство. Их чувствительным элементом является кристалл кремния, на котором нанесено несколько резисторов, терморезисторов и нагревательный элемент. Кристалл находится в потоке воздуха и на нем происходят описанные выше явления (измерение температуры платиновой пленки и изменение тока терморезистором).
Следует отметить, что пленочные ДМРВ более долговечны и эффективны, однако они имеют и более высокую стоимость относительно проволочных приборов. С другой стороны, платиновая нить в проволочном датчике с течением времени истончается, и работа прибора нарушается. Также нить загрязняется, что вынуждает использовать специальные средства очистки, одно из них — кратковременный нагрев до 1000 и более градусов. В этом случае загрязнения на нити обугливаются или сгорают.
Конструктивно все ДМРВ выполнены в виде пластикового цилиндрического корпуса (патрубка), внутри которого устанавливается чувствительный элемент. Для нагрева нити или пленки и снятия показаний с датчика на его корпусе предусмотрен электрический разъем. В передней части датчика (со стороны поступающего из фильтра потока воздуха) устанавливается сетчатый дефлектор, защищающий от крупных механических загрязнений. Датчик с помощью хомутов крепится к патрубку воздушного фильтра и шлангу приемной трубы.
Вопросы ТО, диагностики и замены ДМРВ
Датчик массового расхода воздуха является важной частью системы питания двигателя и системы электронного управления двигателем, поэтому любая его неисправность оказывает влияние и на работу силового агрегата. О проблемах с ДМРВ могут говорить следующие признаки: неровная работа двигателя, потеря мощности и динамики (мотор плохо реагирует на педаль газа), повышенные или пониженные обороты на холостом ходу, плохой пуск (особенно горячего двигателя), а также срабатывание индикатора Check Engine. Данные признаки характерны и для многих других неисправностей, поэтому ДМРВ следует проверить.
Самый простой способ — отключить датчик от системы (просто отсоединив электрический разъем). В этом случае ЭБУ двигателя переходит в аварийный режим работы, причем во многих случаях холостые обороты увеличиваются. Если двигатель стал лучше слушаться педали газа, то следует провести диагностику и замену датчика.
Более сложный способ проверки — с помощью тестера. Для этого следует измерить сопротивление и напряжение на определенных контактах датчика (зависит от типа и модели датчика), и по результатам измерений делать выводы. Информацию о рабочих сопротивлениях, токах и напряжениях предоставляет производитель, ее можно найти в соответствующих инструкциях.
Также имеет смыл снять и осмотреть датчик. Внутри он должен быть сухим и чистым, наличие масла и пыли в датчике недопустимо. В противном случае ДМРВ проще заменить в сборе, чем чистить или ремонтировать.
При замене необходимо устанавливать датчик той же модели, что стоял на авто ранее. Особое внимание следует уделять монтажу и подключению датчика, обязательно использование идущих в комплекте уплотнительных колец и хомутов. После установки датчика ЭБУ может сам произвести настройку, однако чаще всего эту операцию требуется производить вручную с помощью специального оборудования. Так что лучше всего выполнять ремонт ДМРВ в условиях автосервиса.
Датчик в течение срока эксплуатации не требует проведения ТО, и при регулярной замене воздушного фильтра будет надежно работать до выработки ресурса.