ДМРВ - Датчик массового расхода воздуха, Информационно Опции

[valleriy]

Датчик массового расхода воздуха служит для определения количество воздуха, идущего на заполнение цилиндров при работе двигателя. Датчик установлен во впускном тракте после воздушного фильтра и подсоеденяется к электрическому жгуту системы управления шестиконтактной колодкой проводов.
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.
 dmrv_400.jpg ( 3.64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 162

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.

Конструкция датчика показана 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.
 dmrv_500.jpg ( 4.63 килобайт ) Кол-во скачиваний: 127

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
 dmrv_100.gif ( 9.96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2331

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. Его недостатком 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.
 dmrv_100.gif ( 9.96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2331

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.
 dmrv_100.gif ( 9.96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2331

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.

взято с amastercar.ru

[Yegik]

Добавлю сюда информацию по нашим Датчикам Массового Расхода Воздуха (ДМРВ). Т.е. по тем, которые стоят на наших машинах.

Датчик расхода воздуха (AFS - AIR FLOW SENSOR)

Общие сведения

Датчик расхода воздуха (AFS) измеряет количество воздуха на входе в двигатель и установлен на впускном патрубке двигателя.
Датчик использует принцип подсчета вихрей Кармана, и посылает в электронный блок управления двигателем сигнал, прямо пропорциональный количеству проходящего воздуха через канал измерения.
Электронный блок управления использует этот сигнал, а также сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя (об/мин) с датчика положения коленчатого вала для расчета продолжительности базового импульса управления форсункой.
Внутри датчика расхода воздуха расположены также датчик температуры воздуха во впускном коллекторе и датчик атмосферного давления.

Когда колонну-формирователь вихря обтекает ламинарный поток воздуха, вихри формируются попеременно с двух сторон в нижней части колонны. Эти вихри носят название вихрей Кармана.
Частота, с которой формируются вихри Кармана, пропорциональна величине расхода воздуха. Таким образом, расход воздуха на входе в двигатель может быть определен подсчетом количества вихрей Кармана.

На автомобилях фирмы Mitsubishi Motors используются три способа подсчета вихрей Кармана: ультразвуковой, при помощи датчика давления, и при помощи нагреваемых элементов (тонкой проволоки или пленочных покрытий).
Ультразвуковой тип не применяется с 1990 модельного года, поэтому далее будут рассмотрены только два оставшихся способа.

Если в область, расположенную в потоке воздуха за вихревым конусом, вывести канал для измерения давления и установить в этом канале датчик давления, то при каждом прохождении вихря мимо отверстия измерительного канала датчик будет фиксировать изменение давления. Частота изменения давления будет пропорциональна частоте образования вихрей. Другими словами, частота изменения сигнала датчика давления будет пропорциональна расходу воздуха двигателем. Для определения изменений давления, вызванных образованием вихрей Кармана, используется полупроводниковый датчик давления (ранее для этого использовался ультразвуковой датчик).
Датчик расхода воздуха преобразует изменения давления в сигнал прямоугольной формы, пропорциональный расходу воздуха. Сигнал подается, в электронный блок управления двигателем.
При помощи нагреваемых элементов (MUKAS)
Применяемый на автомобилях Mitsubishi Motors датчик расхода воздуха, в котором для определения частоты образования вихрей Кармана используется нагреваемый электрическим током проводник (”горячая” проволока), называется датчиком типа MUKAS (Mitsubishi Ultimate Karman Air Flow Sensor).

В точке образования вихрей Кармана расположены два байпасных канала, в каждом из которых установлена нагреваемая проволочная нить. Изменение расхода воздуха, протекающего через байпасные каналы, при прохождении вихрей Кармана приводит к изменению температуры и, следовательно, электрического сопротивления проволоки, которое легко можно измерить.
На вход блока управления двигателем с выхода датчика типа MUKAS поступает импульсный сигнал, у которого изменяется частота пропорционально объему проходящего воздуха.

Сигнал установки датчика расхода воздуха в исходное состояние

При работе двигателя на режиме холостого хода (при включенном датчике-выключателе), в электронном блоке управления двигателем открывается силовой транзистор, и датчик расхода воздуха устанавливается в исходное состояние.
В этом состоянии датчик расхода воздуха переустанавливает в исходное положение цепь фильтра, повышая тем самым точность определения объемного расхода воздуха на режимах небольших расходов (холостой ход).

Электрическая схема включения датчика расхода воздуха (AFS)

На рисунке приведена типичная электрическая схема цепи включения датчика расхода воздуха (AFS), которая может быть проверена измерением напряжения (вольтметром) или наблюдением формы выходного сигнала датчика с помощью осциллографа на выводе №3 датчика расхода воздуха (AFS) или на выводе № 90 электронного блока управления двигателем.

Уточню - на Каризмах стоит датчик второго типа.

[Yegik]

Ну а так, как в корпусе ДМРВ находятся сразу три датчика, то продолжу в этой же теме и их описание.

Датчик температуры воздуха во впускном коллекторе

Этот датчик выдает в электронный блок управления двигателем сигнал пропорциональный температуре воздуха во впускном коллекторе, что позволяет электронному блоку управления двигателем скорректировать количество впрыскиваемого топлива в соответствии с изменениями температуры воздуха на впуске.

Измерительным элементом датчика является термистор, электрическое сопротивление которого уменьшается с ростом температуры и наоборот.

Соответственно, выходное напряжение на термисторе, которое подается на электронный блок управления двигателем, тоже уменьшается с увеличением температуры и наоборот.

Датчик атмосферного давления

Если на автомобиле установлен датчик расхода воздуха на основе эффекта Кармана, то при расчете массы необходимо учитывать изменение плотности воздуха вследствие изменения барометрического давления и осуществлять коррекцию подачи топлива. Для этого в состав расходомера MUCAS входит датчик атмосферного давления.
Большинство датчиков атмосферного давления, применяемых на автомобилях Mitsubishi Motors, являются датчиками давления полупроводникового типа, конструкция и работа которых аналогична конструкции и работе описанного выше датчика давления во впускном коллекторе.

Проверка

Датчик атмосферного давления может быть проверен измерением напряжения на выводе № 85 блока управления двигателем (см. рис. 2.78).