Меню

Регулятор расхода воздуха с двигателем

Регуляторы расхода воздуха. Их функции, проектирование и пуско- наладка систем с переменным расходом

При рассмотрении систем кондиционирования c переменным расходом воздуха, особенно для больших офисных зданий, часто упускают из виду возможности при помощи ряда небольших дополнительных элементов значительно увеличить потенциал энергосбережения. Современные регуляторы расхода воздуха, укомплектованные электронными блоками, могут применяться в различных вариантах технических решений: от простых децентрализованных регуляторов до сложных систем управления целыми зданиями. Данная статья, иллюстрированная практическими примерами, демонстрирует каким образом при помощи небольших систем возможно удовлетворить требования кондиционирования воздуха и как получить максимальный эффект от их установки с минимальными трудозатратами на этапе проектирования.

Установка регуляторов с переменным расходом воздуха— одно из наиболее выигрышных на сегодняшний день решений, поскольку возможно практически для всех объектов и предполагает расход ровно такого количества энергии, сколько необходимо для поддержания комфортных условий. При сокращении потока воздуха эксплуатационные расходы значительно снижаются. При этом уменьшается не только общая мощность вентиляции, но и энергопотребление для кондиционирования воздуха (нагрева, охлаждения, увлажнения, осушения), а, кроме того, увеличивается срок службы фильтров. Критериями в пользу регуляторов служат не просто высокие возможности регулирования. Еще один плюс— эффективное управление затратами на эксплуатацию, например, намного рентабельнее уменьшить вентиляцию неэксплуатируемого помещения, вместо того, чтобы полностью отключать приток воздуха. Это позволит избежать повторного обогрева помещения и, соответственно, значительных трат на обогрев. Функции регулятора расхода воздуха Мы должны провести границу между регулятором расхода воздуха (VAV-регулятором), которому требуется электрическая или пневматическая энергия и механическим регулятором. Последний наиболее часто используется как регулятор с постоянным расходом воздуха. В этой статье мы будем рассматривать устройства, оснащенные электронными компонентами. Расход воздуха регулируется при помощи контура управления, реализующего функции измерения, сравнения и корректировки. Датчик перепада давления, которым оснащен VAV-регулятор, осуществляет усредненное измерение. Он обеспечивает требуемую точность регулирования даже в условиях непрямолинейного входа/выхода воздуха. Перепад давлений, так называемое «эффективное» давление, пропорциональное динамическому давлению в измерительном устройстве, преобразуется в электрический сигнал и обрабатывается контроллером. Контроллер сравнивает фактическое значение с текущим заданием и, при наличии отклонения, формирует сигнал на электропривод, реагируя на который, створка регулирующего клапана занимает требуемое положение. Поток воздуха остается неизменным независимо от давления в воздуховоде (рис. 1). Децентрализованное регулирование предполагает управление температурой воздуха в каждом из помещений, обслуживаемых системой. Как следствие, значение температуры устанавливается между минимальным и максимальным значением расхода. Регулировка осуществляется в этих пределах, основываясь на сигнале от регулятора температуры помещения. Необходимое условие правильной эксплуатации системы — поддержание надлежащего давления в воздуховоде системы. Вся необходимая информация о минимальном перепаде давления для конкретной системы указана в технических характеристиках оборудования. При установке минимального перепада давления в системе должны учитываться потери во всех воздуховодах и компонентах, как перед, так и после регулятора расхода воздуха. Компоненты регулятора Регуляторы температуры и расхода воздуха наибольшее распространение получили вVAV-системах. Регулятор температуры помещения может быть дополнительно установлен в электрический контур в качестве многоступенчатого устройства (рис. 2).Следующие компоненты — необходимые функциональные элементы полной цепи регулирования: &#10063 регулятор температуры помещения, подключенный к контроллеру. &#10063 датчик расхода воздуха и измерительный преобразователь. &#10063 регуляторы расхода воздуха с электроприводом клапана. Поставщики контроллеров предлагают также различные специфические компоненты для реализации конкретных проектов, которые могут комбинировать функции вышеуказанных датчиков и регуляторов. Также за каждую функцию может отвечать отдельный элемент; однако для этого потребуется кабельная проводка и пуско-наладка. В большинстве случаев в каждом из элементов регуляторов объединены две и более функций. Разработка проекта Пример, приведенный на рис. 3, характерен для децентрализованного регулирования. Данная комбинация функций регулирования представляет собой проработанное решение, которое можно использовать при проектировании управления инженерными системами здания. Регулятор температуры помещения включает комнатный модуль, который состоит из регулятора, корректора уставки и датчика температуры. Он монтируется в месте, где обеспечивается объективное измерение температуры. Непосредственно в VAV-регуляторах, устанавливаемых на воздуховодах, применяется так называемый компактный контроллер, включающий в себя преобразователь сигнала от датчика «эффективного» давления, блок электронного регулятора расхода воздуха и электропривод клапана в объединенном устройстве (рис. 4). Межкомпонентная работа обоих контроллеров выполняется при помощи сигнала с изменяемым напряжением. Электрическая проводка чрезвычайно проста— для электропитания обоих контроллеров требуется только дополнительный трансформатор переменного тока на 24 В. На этапе разработки проекта требуемые характеристики потока воздуха для конкретных помещений вычисляются совместно с определением типоразмеров регуляторов расхода воздуха. При этом важно предусмотреть их интеграцию в систему в целом, не упуская деталей. Выбор устройств Как правило, определяющий критерий при выборе устройств — акустические характеристики. Если требования предполагают пониженный уровень шума, обычно используют устройства со встроенными шумопоглотителями. Однако для большинства случаев вполне достаточно установить один регулятор расхода воздуха с круглым или прямоугольным сечением. Оборудование для регулирования выбирается таким образом, чтобы серийный регулятор температуры (включая датчик температуры и корректор уставки) управлял компактным контроллером. Установка значений расхода воздуха (Vmin и Vmax) осуществляется при помощи компактного контроллера.В дальнейшей корректировке необходимости, как правило, нет. Типоразмеры устройств Изначально типоразмер оборудования определяется требуемой величиной расхода воздуха. Однако следует учесть, что возможно возникнет необходимость в последующем увеличении или уменьшении номинального расхода воздуха. Следующий этап — определение уровня звукового давления в помещении для выбранного типоразмера устройства. При определенных обстоятельствах эта процедура может принести очень хорошие результаты, позволяя отказаться от дальнейших мероприятий по снижению шума. Для оценки ожидаемого уровня шума обратимся к документации изготовителей. Является общепринятым построение графика затухания шума в помещении для данного процесса. Для достижения уровня 45 дБ(А) в любом помещении требуется регулятор с круглым сечением и дополнительный шумоглушитель. Обратите внимание, если результирующие уровни шума близки к определенному общему уровню шума помещения. В этом случае требуется полный акустический анализ с учетом всех других источников шума. Расчет системы воздуховодов Традиционно выбор типоразмера всей системы воздуховодов основывается на скорости движения воздуха в ней от 6 до 8 м/с.Обычно нет необходимости проводить более подробный расчет, рассматривая каждый из воздуховодов отдельно. Регулятор расхода воздуха выполняет задачу регулирования, не зависящую от давления в воздуховоде. Однако, наибольшее сечение воздуховода должно быть рассчитано с учетом максимального значения расхода воздуха для определения типоразмера вентилятора и регулятора поддержания давления в воздуховоде. Важно определить место установки датчика давления в воздуховоде. Как правило его размещают на выходе воздуховода после вентилятора, но до первого ответвления. Только в этом случае будет гарантировано достаточное давление системы при всех условиях эксплуатации. Монтаж Для опытного технического персонала нет необходимости в специальном обучении перед монтажом системы. Однако следует обратить внимание на то, что компоненты регулятора, несмотря на отсутствие необходимости в обслуживании и долгий срок службы, могут отказать или возникнет необходимость в проверке. По этой причине регуляторы расхода воздуха должны быть смонтированы таким образом, чтобы к месту размещения компонентов был обеспечен свободный доступ (рис. 5). В случае необходимости устройства могут быть развернуты (если изготовителем не предусмотрена конкретная ориентация при монтаже). Проектирование электроснабжения Для большинства серийных регуляторов расхода воздуха необходимо электропитание 24 В переменного тока. Поэтому нужно либо подводить проводку в 24 В, либо использовать трансформаторы для каждого помещения/группы помещений. В приведенном примере предпочтителен второй вариант (рис. 6). Пуско-наладочные работы При вводе в эксплуатацию необходимость в регулировке обычно отсутствует. Перед запуском системы следует проверить все функции регулятора в каждом из помещений. Фактическое значение и установка компактного регулятора могут быть проверены при помощи корректора. Изготавливаемые в последнее время регуляторы снабжены контрольным индикатором для отображения параметров расхода воздуха (рис. 4).Несложно изменить границы расхода воздуха и после проведения монтажа. Установить новые параметры можно при помощи корректора или непосредственно внести изменения в регулятор. Несмотря на то, что для регуляторов расхода воздуха не предусматривается обслуживание механических частей, функции прибора должны проверяться ежегодного в рамках технического обслуживания. Из интервью журналу IKZ-HAUSTECHNIK Каковы наиболее распространенные ошибки во время проектирования и монтажа регуляторов расхода воздуха? Клаус И. Тейтмейер: По опыту коллег из подразделения поддержки, а также на основании собственного опыта посещения множества вводимых в эксплуатацию и уже эксплуатируемых систем, можно сделать вывод об ошибках в двух областях: размещение оборудования и его подключение. Прежде всего, при выборе места размещения необходимо убедиться, что оно соответствует требованиям. Если в проекте заложен регулятор расхода воздуха для каждого помещения, есть вероятность ошибок при монтаже, возможные последствия—потребуется остановка системы, дополнительные и ненужные трудозатраты. В случае монтажа при неправильном направлении потока воздуха устройство должно быть полностью демонтировано и установлено правильно. Основная проблема, к которой мы всегда возвращаемся, — это возможность доступа к компонентам регулятора. Прибор должен быть обслуживаемым, ведь даже наилучшие технологии могут отказать, кроме того, часто возникает необходимость в изменении электроподключения. Необходимо пересмотреть оценку системы, если в помещении были установлены или удалены дополнительные источники тепла или рабочие места, и, с учетом этого изменить параметры регуляторов. Ошибки при кабельной разводке сложно диагностировать до ввода в эксплуатацию, для их устранения приходится переделывать соединения либо менять кабели. Ваши рекомендации как специалиста: как избежать подобных ошибок? Тейтмейер: Большинства ошибок можно избежать, если монтажники полностью информированы и их деятельность скоординирована. Часто они остаются один на один с оборудованием в отсутствии надлежащих технических инструкций. Некачественная работа недопустима, однако все мы знаем, что это случается. Поэтому всегда лучше рассчитывать, и желательно как можно раньше, еще на этапе планирования, что устройства должны быть размещены в доступных для обслуживания местах. На этапе строительства необходимо инспектирование технических специалистов.

Читайте также:  Регулятор печки форд транзит 1997г

Источник



Что такое ДМРВ, почему он важен и как диагностировать его неисправность

За прошедшие три десятилетия моторы с распределённым и непосредственным впрыском топлива окончательно вытеснили все прочие типы конструкций. Казалось бы, срок немалый, но инженеры так и не смогли побороть “детские болезни” важных электронных компонентов, среди которых — датчик массового расхода воздуха (ДРМВ), отвечающий за состав топливовоздушной смеси. Давайте вспомним, как устроен ДМРВ, почему он так важен и как диагностировать его неисправность.

Что такое ДМРВ

В современных моторах применяются два вида системы питания: при распределённом впрыске форсунка подаёт топливо во впускной патрубок, при непосредственном — в камеру сгорания. Для обеих систем важна корректная работа датчика массового расхода воздуха, который когда-то был механическим (флюгерного типа), а сейчас лишен подвижных механических частей и выполнен термоанемометрическим (от «анемо» — ветер).

Заводской ДМРВ немецкого производства для двигателя ВАЗ

Датчик массового расхода воздуха может стоять не только на бензиновом, но и на дизельном моторе, где на него «завязана» работа клапана EGR (система рециркуляции выхлопных газов)

Как говорили шоферы старой школы, ДВС не работает в двух случаях: нечему гореть или нечем поджечь. ДМРВ как раз и сообщает электронному блоку управления о количестве поступающего воздуха, кислород которого и становится “топливом” для рабочей смеси. Получив такой сигнал, ЭБУ может обеспечить максимально полное сгорание. Устройство, расположенное во впускном тракте, состоит из двух резисторов, которые конструктивно могут быть выполнены в различных вариантах. В первом случае резистор подвергают воздействию проходящего воздуха: при изменении интенсивности потока он охлаждается, его внутреннее сопротивление меняется. Во втором случае он не обдувается — по разности показаний с двух резисторов и вычисляют объём воздуха, который нужно подать в цилиндры.

На вторичный рынок датчик поставляется с защитными крышками-заглушками, чтобы исключить его загрязнение при транспортировке

Так выглядит датчик на обычном вазовском двигателе. Демонтировать его из корпуса без спецключа не получится

Снятый датчик в «голом виде». Хорошо виден чувствительный элемент

Исходя из данных по массе и температуре поступившего воздуха, ЭБУ определяет его плотность, а также просчитывает длительность открытия форсунок и количество топлива, которое подаётся в камеру сгорания. В общем, ДМРВ важен и для достижения максимальной мощности мотора, и для более полного сгорания (экологичности), и для экономичной езды. Выход из строя этого датчика, как и большинства остальных, приводит к срабатыванию сигнализатора Check Engine.

Check Engine может загореться по любому поводу. Если нет бортового компьютера с функцией диагностики, придется ехать на СТО, где есть сканер

Однако далеко не всегда владелец связывает сработавший «чек» с ДМРВ — особенно если двигатель работает без особых перебоев, а динамические характеристики автомобиля ничуть не ухудшились. Поэтому важно не оставлять загоревшийся индикатор неисправности двигателя без внимания, а считать ошибки диагностическим компьютером.

ДМРВ или ДАД?

Датчик абсолютного давления (ДАД) совместно с датчиком температуры (ДТВ) также контролирует, какое количество воздуха поступает во впускной коллектор. На основании этих показаний контроллер формирует команду-импульс на форсунки. Важное отличие ДАД от ДМРВ — отсутствие воздуха в корпусе, поскольку этот датчик работает на основе измерения показаний разницы давлений на входе и давления в вакуумной камере. Конструктивной особенностью ДАД является высокочувствительная диафрагма, которая растягивается под воздействием давления во впускном коллекторе. Этот процесс влияет на сопротивление тензорезисторов, вследствие чего изменяется напряжение.

Датчик абсолютного давления (на фото) и ДМРВ работают по разным принципам ​

ДАД намного дешевле датчика массового расхода воздуха, однако алгоритм его работы менее совершенен. Да и вообще далеко не все блоки управления могут корректно работать с ДАД. Более того, при переходе на датчик абсолютного давления мотор может реагировать на открытие дросселя с гораздо большей задержкой, чем с родным ДМРВ. И, конечно же, просто заменить ДМРВ на ДАД без серьезных доработок не получится в силу разности их конструкции и даже расположения.

Есть двигатели, где выбормежду ДАД и ДМРВ не стоит, потому что на моторе присутствуют оба эти датчика сразу!

Обычно мысли об установке ДАД вместо штатного датчика массового расхода воздуха появляются при отказе последнего, а также во время тюнинга мотора — особенно если происходит перевод атмосферника на турбонаддув. Однако некоторые владельцы сознательно отказываются от ДМРВ из-за его высокой стоимости и не самого большого ресурса. Ведь при неудачном стечении обстоятельств датчик может выйти из строя уже через 60-70 тысяч километров пробега, а к цифре 120-130 тысяч на одометре многих бюджетных автомобилей он практически гарантированно «умирает».

Но те, кто не заморачивается доработками двигателя, обычно ездят со штатным датчиком массового расхода воздуха, а не заменяют его связкой ДАД+ДТВ (датчик температуры воздуха). Тем более, что далеко не все блоки управления двигателем работают с датчиком абсолютного давления лучше, чем с родным ДМРВ. Какой из датчиков более совершенен по конструкции, однозначно ответить сложно – тем более, если речь идёт о попытке замены одного (и часто уже неисправного) расходомера другим. Ведь история знает множество примеров, когда счастливые владельцы наматывали по несколько сотен тысяч километров как на двигателе с родным расходомером, так и на моторе с датчиком абсолютного давления, особенно если последний штатно ставили на заводе.

Можно ли обойтись без него?

Отказ ДМРВ приводит к срабатыванию «чека», но двигатель при этом будет работать и дальше. Правда, в зависимости от новизны прошивки ЭБУ, «аварийная» программа, не увидев сигнала, может поднять обороты холостого хода примерно до 1 500 об/мин. На относительно новых версиях программного обеспечения неисправность датчика приводит лишь к повышению расхода топлива или падению динамики. В любом случае, ошибка датчика массового расхода воздуха является важной причиной для того, чтобы проверить его, хотя бы измерив напряжение.

При некорректной работе ДМРВ электроника может начать переобогащать рабочую смесь

Игнорировать неисправность не стоит, поскольку даже на относительно простых автомобилях (переднеприводная линейка Lada первых поколений) отказ ДМРВ грозит заметным перерасходом бензина либо ослаблением выходных характеристик мотора. Именно поэтому ответ на популярный вопрос «Можно ли вообще обойтись без ДМРВ, если он заложен в конструкцию машины?» однозначен и звучит так: нет, нельзя.

Как диагностировать неисправность?

Кроме косвенных признаков, о которых мы упоминали выше, существует вполне объективный параметр, указывающий на состояние датчика и его ресурс — это рабочее напряжение при включенном зажигании. Изучимего на примере «вазовского» датчика как одного из самых распространённых.

Схема подключения ДМРВ на двигателе ВАЗ

Подключив мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения и включив зажигание, можно снять показания по выходному напряжению ДМРВ. Для новой или «эталонной» детали он составляет 0,996 В.

Такое напряжение указывает на то, что датчик работает как новый

Один из вариантов измерения напряжения – прямо через разъем подключения датчика

Дальше параметры оцениваются так:

1,010-1,019 В — хорошее состояние, о замене пока не нужно думать
1,020-1,029 В – датчик работоспособен, это примерно половина остаточного ресурса
1,030-1,039 В — еще исправен, но ресурс подходит к концу
1,040-1,049 В – ДМРВ на грани выхода из строя, скоро потребует замены
1,050 В и выше — расходомер требует немедленной замены

При параметре 1,016 В (первое фото) датчик в хорошем состоянии, а вот 1,035 В – уже повод задуматься о покупке нового​

Такой параметр датчик выдает на грани исправности, но нужно точно убедиться в том, что данные соответствуют действительности, а не связаны с погрешностью мультиметра

Читайте также:  Регулятор частоты вращения дизельного двигателя устройство

Нужно учитывать, что многие тестеры завышают показания, поэтому существует риск «приговорить» вполне исправный датчик. К тому же его параметры во многом зависят от чистоты «масс» в цепи.

Плохой обжим проводов или сгнившая «коса» могут повлиять на корректность работы как ДРМВ, так и ДАД, что особенно характерно для моторов старых автомобилей​

Лучше всего до покупки не самого дешевого датчика установить сначала заведомо исправный «бэушный», одолжив его для проверки на время у коллеги по работе, соседа по стоянке, знакомого по форуму с такой же машиной и т.д. Также стоит больше верить показаниям диагностического сканера, подключенного к разъему OBD-2, чем дешевому мультиметру.

Промывать или нет?

Многие механики с многолетним стажем и рядовые владельцы автомобилей уверены в том, что «уставший» ДМРВ можно оживить элементарной промывкой – то есть вынуть его из корпуса и хорошенько «пролить» каким-нибудь «карбклинером» или спиртом примерно так же, как 20-30 лет назад это делали с жиклёрами карбюратора. В действительности же существуют специализированные составы для очистки датчиков, которые не имеют ничего общего с растворителями отложений, использующимися для промывки карбюраторов. Поэтому и цена у таких «узкозаточенных» очистителей ДМРВ совсем другая — и, как нетрудно предположить, более высокая. К тому же производители подобных жидкостей прямо указывают, что они не сделают чудес и не превратят «полудохлый» датчик в совершенно новый, а предназначены для профилактической промывки исправных ДМРВ — снять загрязнения, связанные с пылью и масляным туманом, попавшим во впускной тракт из системы вентиляции картера.

Обратите внимание: для промывки используется специализированный состав именно для чистки ДМРВ, а не универсальный очиститель карбюратора или топливной системы

Практический опыт применения подобных «чудо-средств» показывает, что они действительно могут немного снизить показания еще исправного датчика, а вот вышедшему за 1,05 В подобные манипуляции уже будут что мёртвому припарки.

Главное – не повредить снятый датчик, который боится даже пыли, не говоря уже о механическом воздействии​

Многие водители по неопытности сами губят ещё живые датчики при промывке. Чувствительные элементы нельзя трогать руками или протирать ветошью, да и сильный напор жидкости кроме вреда ничего не принесёт. Поэтому к чистке ДМРВ в гаражных условиях нужно относиться с большой осторожностью и помнить:если датчик уже «умер», то это неопасно иему уже не поможет, но, даже если он еще вполне исправен, эта процедура может и не принести заметного результата.

Источник

Датчик массового расхода воздуха: принцип работы, диагностика

Для оптимальной работы инжекторного двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) следует учитывать, сколько воздушной смеси поступает в камеры сгорания цилиндров. На основании этих данных электронным блоком управления (далее ЭБУ) определяет условия подачи топлива. Помимо информации с датчика массового расхода воздуха, учитывается его давление и температура. Поскольку ДМРВ являются наиболее значимыми, рассмотрим их виды, конструктивные особенности, возможности диагностики и замены.

Назначение и расшифровка аббревиатуры

Расходомеры, они же волюметры или ДМРВ (не путать с ДМРТ и ДВРМ), расшифровываются как датчики массового расхода воздуха, устанавливаются в автомобилях на дизеле или бензиновых ДВС. Место расположения данного датчика найти несложно, поскольку он контролирует подачу воздуха, то и искать его следует в соответствующей системе, а именно, после воздушного фильтра, на пути к дроссельной заслонке (ДЗ).

Подключение устройства осуществляется к блоку управления ДВС. В тех случаях, когда ДМРВ находится в неисправном состоянии или отсутствует, грубый расчет может быть произведен исходя из положения ДЗ. Но при таком способе измерения нельзя обеспечить высокую точность, что незамедлительно приведет к перерасходу топлива. Это еще раз указывает на ключевую роль расходометра при расчете подаваемой через форсунки топливной массы.

Помимо информации с ДМРВ, блок управления также обрабатывает данные, поступающие со следующих устройств: ДРВ (датчик распределительного вала), ДД (измеритель детонации), ДЗ, датчик температуры системы охлаждения, измеритель кислотности (лямбда зонд) и т.д.

Виды ДМРВ их конструктивные особенности и принцип работы

Наибольшее распространение получили три вида волюметров:

  • Проволочные или нитевые.
  • Пленочные.
  • Объемные.

В первых двух принцип работы построен на получении сведений о массе воздушного потока путем измерения его температуры. В последних может быть задействовано два варианта учета:

    Путем изменения положения ползунка, приводимого в действие специальной лопастью, на которую воздействует воздушный поток, проходящий через прибор. Учитывая наличие трущихся механизмов, уровень надежности таких конструкций довольно низкий. Это стало основной причиной для отказа производителей авто от датчиков данного типа. Для ознакомления приведем упрощенный пример конструкции объемного расходомера.

  • А – датчик измерения давления, для фиксации прохождения вихря. То есть, частота давления и образования вихрей буде одна и та же, что дает возможность измерить расход воздушной смеси. На выходе при помощи АЦП аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой, и передается в ЭБУ.
  • В – специальные трубки, формирующие воздушный поток, близкий по свойствам к ламинарному.
  • С – обводные воздуховоды.
  • D – колона с острыми кромками, на которых формируются вихри Кармана.
  • Е – отверстия, служащее для замера давления.
  • F – направление воздушного потока.

Проволочные датчики

Нитевой ДМРВ до недавнего времени был наиболее распространенным типом датчика, устанавливаемый на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ. Пример конструкции проволочного расходомера показан ниже.

  • А – Электронная плата.
  • В – Разъем для подключения ДМРВ к ЭБУ.
  • С – Регулировка CO.
  • D – Кожух расходомера.
  • Е – Кольцо.
  • F – Проволока из платины.
  • G – Резистор для термокомпенсации.
  • Н – Держатель для кольца.
  • I – Кожух электронной платы.

Принцип работы и пример функциональной схемы нитевого волюметра.

Разобравшись с конструкцией устройства, перейдем к принципу его работы, она основана на термоанемометрическом методе, при котором терморезистор (RT), нагреваемый проходящим через него током, помещают в воздушный поток. Под его воздействием изменяется теплоотдача, а соответственно, и сопротивление RT, что позволяет вычислить объемный расход воздушной смеси? используя уравнение Кинга:

где I – ток, проходящий через RT и нагревающий его до температуры Т 1. При этом Т 2 — температура окружающей среды, а К 1 и К 2 – неизменные коэффициенты.

Исходя из приведенной выше формулы, можно вывести величину объемного расхода воздушного потока:

Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.

  • Q- измеряемый воздушный поток.
  • У – усилитель сигнала.
  • R T – проволочное термосопротивление, как правило изготавливается из платиновой или вольфрамовой нити, толщина которой находится в пределах 5,0-20,0 мкм.
  • R R – термокомпенсатор.
  • R 1-R 3 – обычные сопротивления.

Когда скорость потока близка к нулю, RT нагревается до определенной температуры проходящим через него током, что позволяет мосту удерживаться в равновесии. Как только поток воздушной смеси усиливается, терморезистор начинает охлаждаться, что приводит к изменению его внутреннего сопротивления, и, как следствие, нарушению равновесия в мостовой схеме. В результате этого процесса на выходе усилительного блока образуется ток, который частично проходит через термокомпенсатор, что приводит к выделению тепла и позволяет компенсировать его потерю от потока воздушной смеси и восстанавливает равновесие моста.

Описанный процесс позволяет рассчитать расход воздушной смеси, оперируя величиной тока, проходящего через мост. Чтобы сигнал воспринимался ЭБУ, он преобразовывается в цифровой или аналоговый формат. Первый позволяет определить расход по частоте выходного напряжения, второй – по его уровню.

У данной реализации есть существенный недостаток – высокая температурная погрешность, поэтому многие производители добавляют в конструкцию терморезистор аналогичный основному, но не подвергают его воздействую воздушного потока.

В процессе работы на проволочном терморезисторе могут накапливаться пылевые или грязевые наслоения, чтобы не допустить этого, данный элемент подвергается краткосрочному высокотемпературному нагреву. Он производится после отключения ДВС.

Пленочные воздухомеры

Пленочный ДМРВ работает по тому же принципу, что и нитевой. Основные отличия заключаются в конструктивном исполнении. В частности, вместо проволочного сопротивления из платиновой нити используется кремневый кристалл. Он покрыт несколькими слоями платинового напыления, каждый из которых играет определенную функциональную роль, а именно:

  • Температурного датчика.
  • Термосопротивления (как правило, их два).
  • Нагревательного (компенсационного) резистора.

Данный кристалл устанавливается в защитный кожух и помещается в специальный канал, через который проходит воздушная смесь. Геометрия канала выполнена таким образом, чтобы температурные измерения снимались не только с входного потока, а и отраженного. Благодаря созданным условиям достигается высокая скорость движения воздушной смеси, что не способствует отложению пыли или грязи на защитном корпусе кристалла.

  • А – Корпус расходомера, в который вставляется измерительное приспособление (Е).
  • В – Контакты разъема, который подключается к ЭБУ.
  • С – Чувствительный элемент (кремневый кристалл с несколькими слоями напыления, помещенный в защитный кожух).
  • D – Электронный контролер, при помощи которого производится предварительная обработка сигналов.
  • Е – Корпус измерительного приспособления.
  • F – Канал, сконфигурированный таким образом, чтобы снимать тепловые показатели с отраженного и входного потока.
  • G – Измеряемый поток воздушной смеси.
Читайте также:  Bmw не работает регулятор громкости

Как уже упоминалось выше, принцип работы нитевых и пленочных датчиков аналогичны. То есть, первоначально производится нагрев чувствительного элемента до температуры. Поток воздушной смеси охлаждает термоэлемент, что делает возможным произвести расчет массы воздушной смеси, проходящей через датчик.

Как и в нитевых устройствах, исходящий сигнал может быть аналоговым или преобразовываться при помощи АЦП в цифровой формат.

Следует заметить, что погрешность нитевых волюметров порядка 1%, у пленочных аналогов данный параметр около 4%. Тем не менее, большинство производителей перешли на пленочные датчики. Это объясняется как более низкой стоимостью последних, так и расширенным функционалом ЭБУ, обрабатывающих информацию с данных устройств. Эти факторы отодвинули на второй план точность приборов и их быстродействие.

Следует отметить, что благодаря развитию технологии изготовления флэш-микроконтроллеров, а также внедрению новых решений удалось существенно понизить погрешность увеличить быстродействие пленочных конструкций.

Взаимозаменяемость

Данный вопрос довольно актуален, особенно принимая во внимание стоимость оригинальных изделий импортного автопрома. Но здесь не все так просто, приведем пример. В первых серийных моделях горьковского автозавода на инжекторные волги устанавливался ДМРВ БОШ (Bosh). Несколько позже импортные датчики и контролеры заменили отечественные изделия.

Конструктивно эти изделия практически не отличались за исключением нескольких конструктивных особенностей, а именно:

  • Диаметр провода, используемого в проволочном терморезисторе. У бошевских изделий Ø 0,07 мм, а у отечественной продукции – Ø0,10 мм.
  • Способ крепления провода, он отличается типом сварки. У импортных датчиков это контактная сварка, у отечественных изделий – лазерная.
  • Форма нитевого терморезистора. У Bosh он имеет П-образную геометрию, АПЗ выпускает приборы с V-образной нитью, изделия АОКБ «Импульс» отличаются квадратной формой подвески нити.

Все приведенные в качестве примера датчики были взаимозаменяемые, пока Горьковский автозавод не перешел на пленочные аналоги. Причины перехода были описаны выше.

Приводить отечественный аналог изображенному на рисунке датчику не имеет смысла, поскольку внешне он практически не отличается.

Следует отметить, что при переходе с нитевых приборов на пленочные, скорее всего, потребуется менять всю систему, а именно: сам датчик, соединительный провод от него к ЭБУ, и, собственно сам контролер. В некоторых случаях контроль может быть адаптирован (перепрошит) под работу с другим датчиком. Такая проблема связана с тем, что большинство нитевых расходомеров посылают аналоговые сигналы, а пленочные – цифровые.

Следует отметить, что на первые серийные автомобили ВАЗ с инжекторным двигателем устанавливался нитевой ДМРВ (производства GM) с цифровым выходом, в качестве примера можно привести модели 2107, 2109, 2110 и т.д. Сейчас в них устанавливается ДМРВ БОШ 0 280 218 004 .

Для подбора аналогов можно воспользоваться информацией с официальных источников, или тематических форумов. Для примера ниже представлена таблица взаимозаменяемости ДМРВ для автомобилей ВАЗ.

Представленная таблица наглядно показывает, что, например, датчик ДМРВ 0-280-218-116 совместим с двигателями ВАЗ 21124 и 21214, но не подходит к 2114, 2112 (в том числе и на 16 клапанов). Соответственно можно найти информацию и по другим моделям ВАЗ (например, Лада Гранта, Калина, Приора, 21099, 2115, Нива Шевроле и т.д.).

Как правило, не возникнет проблем и с другими марками авто отечественного или совместного производства (УАЗ Патриот ЗМЗ 409, ДЭУ Ланос или Нексия), подобрать замену ДМРВ для них не составит проблемы, это же касается и изделий китайского автопрома (КIA Ceed, Спектра, Спортейдж и т.д.). Но в этом случае велика вероятность, что распиновка ДМРВ может не совпадать, исправить ситуацию поможет паяльник.

Значительно сложнее обстоит дело с европейскими, американскими и японскими авто. Поэтому, если у вас Тойота, Фольксваген Пассат, Субару, Мерседес, Форд Фокус, Нисан Премьера Р12, Рено Меган или другое европейское, американское или японское авто, прежде, чем производить замену ДМРВ, необходимо тщательно взвесить все варианты решения.

Если интересно, можете поискать в сети эпопею с попыткой замены на Ниссане Альмера Н16 «родного» воздухомера аналогом. Одна из попыток привела к чрезмерному расходу топлива даже на холостом ходу.

В некоторых случаях поиск аналого будет оправданным, особенно, если принять во внимание стоимость «родного» волюметра (в качестве примера можно привести БМВ Е160 или Ниссан Х-Трейл Т30).

Проверка работоспособности

Прежде, чем проводить диагностику ДМРВ, необходимо знать симптомы, позволяющие определить степень работоспособности МАФ (аббревиатура с английского названия прибора) сенсора в автомобиле. Перечислим основные признаки неисправности:

  • Существенно увеличился расход топливной смеси, одновременно с этим замедлился разгон.
  • ДВС на холостом ходу работает с рывками. При этом может наблюдаться в холостом режиме снижение или увеличение оборотов.
  • Двигатель не стартует. Собственно, данная причина сама по себе не говорит о том, что расходомер в автомобиле неисправен, могут быть и другие причины.
  • Выводится сообщение о проблеме с двигателем (Cheeck Engine)

Эти признаки указывают на возможную неисправность ДМРВ, чтобы точно установить причину поломки необходимо выполнить диагностику. Это несложно сделать своими руками. Значительно упростить задачу поможет подключение к ЭБУ диагностического адаптера (если данная опция возможна), после чего по коду ошибки определить исправность или неисправность сенсора. Например, ошибка p0100 указывает на неисправность цепи расходомера.

Но если предстоит провести диагностику на отечественных авто, выпушенных 10 лет назад или более, то проверка ДМРВ может быть осуществлена одним из следующих способов:

  1. Тестирование в процессе движения.
  2. Диагностика с применением мультиметра или тестера.
  3. Внешний осмотр сенсора.
  4. Установка однотипного, заведомо исправного устройства.

Рассмотрим каждый из перечисленных способов.

Тестирование в процессе движения

Проще всего произвести проверку, анализируя поведение ДВС при отключенном сенсоре МАФ. Алгоритм действий следующий:

  • Необходимо открыть капот, отключить расходомер, закрыть капот.
  • Заводим машину, при этом ДВС переходит в аварийный режим работы. Соответственно, на приборной доске высветится сообщение о проблеме с двигателем (см. рис. 10). Количество подаваемой топливной смеси будет зависеть от положения ДЗ.
  • Проверьте динамику авто и сравните ее с той, что была до отключения сенсора. Если автомобиль стал более динамичен, а также выросла мощность, то это с большой долей вероятности указывает на то, что датчик массового расхода воздуха неисправен.

Заметим, что можно ездить и дальше при отключенном устройстве, но делать это крайне не рекомендуется. Во-первых, увеличивается расход топливной смеси, во-вторых отсутствие контроля над регулятором кислорода приводит привод к повышению загрязнений.

Диагностика с применением мультиметра или тестера

Признаки неисправности ДМРВ можно установить, подключив черный щуп к заземлению, а красный на вход сигнала сенсора (распиновку можно посмотреть в паспорте к устройству, там же указаны и основные параметры).

Далее устанавливаем границы измерения в пределе 2,0 В включаем зажигание и производим измерения. Если прибор ничего не отображает, необходимо проверить правильность подключения щупов к массе и сигналу расходомера. По показаниям прибора можно судить об общем состоянии устройства:

  • Напряжение 0,99-1,01 В говорит о том, что сенсор новый и работает исправно.
  • 1,01-1,02 В — прибор БУ, но состояние его хорошее.
  • 1,02-1,03 В – указывает, что устройство все еще работоспособное.
  • 1,03 -1,04 состояние приближается к критическому, то есть в ближайшее время необходима замена ДМРВ на новый сенсор.
  • 1,04-1,05 – ресурсы прибора практически исчерпались.
  • Свыше 1,05 – однозначно нужен новый ДМРВ.

То есть, правильно судить о состоянии сенсора можно по напряжению, низкий уровень сигнала свидетельствует о работоспособном состоянии.

Внешний осмотр сенсора

Данный способ диагностики является не менее действенным, чем предыдущие. Все, что необходимо, — снять сенсор и оценить его состояние.

Характерные признаки неисправности – механические повреждения и жидкость в приборе. Последнее свидетельствует о том, что не отрегулирована система подачи масла в двигатель. Если сенсор сильно загрязнен, то следует произвести замену или очистку воздушного фильтра.

Установка однотипного, заведомо исправного устройства

Данный способ дает практически всегда ясный ответ на вопрос работоспособности сенсора. На данный способ на практике довольно сложно реализовать, не приобретая новый прибор.

Кратко о ремонте

Как правило, пришедшие в негодность сенсоры МАФ не подлежат ремонту, за исключением тех случаев, когда требует их промывка и чистка.

В некоторых случаях можно произвести ремонт платы объемного ДМРВ, но этот процесс ненадолго продлит жизнь прибору. Что касается плат в пленочных сенсорах, то без специального оборудования (например, программатора для микроконтроллера), а также навыков и опыта, пытаться их восстановить бессмысленно.

Источник