В датчиках массового расхода воздуха используется термоанемометрический метод измерения расхода, который основан на сносе тепла движущимся потоком воздуха. При помещении в движущуюся воздушную среду нагреваемого током терморезистора, преобразователя термоанемометра, снос тепла потоком воздуха является основным фактором, влияющим на теплоотдачу терморезистора.
Сопротивление терморезистора изменяется в следствии охлаждения потоком, в результате чего резистор действует как датчик расхода. Ток нагревает резистор до температуры выше температуры окружающей среды. При этом теплоотвод осуществляется различными путями, в том числе путем вынужденной конвекции, потоком воздуха.
Общее устройство и принцип действия датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ).
В качестве преобразователей термоанемометров используются проволочные терморезисторы из платины и вольфрама с диаметром проволоки 5-20 мкм, фибропленочные терморезисторы из кварцевой нити, покрытой слоем никеля, и пленочные из никеля.
Преобразователи термоанемометров (терморезисторы) обычно включаются в мостовую измерительную цепь и работают в режиме заданной температуры. При нулевой скорости потока воздуха через терморезистор проходит некоторый начальный ток, который нагревает его до номинальной температуры, при которой мост находится в равновесии.
При движении потока воздуха происходит охлаждение терморезистора, сопротивление его изменяется, равновесие моста нарушается и на выходе усилителя появляется дополнительный ток, часть которого проходит через терморезистор. Выделяемое тепло компенсирует потери тепла, уносимого движущимся потоком воздуха. При этом температура и сопротивление терморезистора восстанавливаются до их номинальных значений.
Функциональная схема датчика массового расхода воздуха.
Расход воздуха определяется по значению тока, питающего мост. Для получения необходимого вида выходного сигнала в датчиках устанавливается электронный преобразователь. Электронные преобразователи, устанавливаемые в реальных датчиках, преобразуют изменения тока питания моста, пропорциональные расходу воздуха, либо в изменения частоты выходного напряжения датчика — частотный выходной сигнал, либо в изменения величины выходного напряжения датчика — аналоговый выходной сигнал.
Для уменьшения температурной погрешности в датчике вблизи основного термопреобразователя обычно размещают аналогичный по чувствительности терморезистор, не омываемый потоком воздуха.
Датчики массового расхода воздуха ИВКШ 407282.000 и Bosch HLM2-4.7 0 280 212 014, устройство и принцип действия.
ДМРВ ИВКШ 407282.000 и Bosch HLM2-4.7 0 280 212 014 служат для определения количества воздуха, идущего на заполнение цилиндров при работе двигателя. Датчик установлен во впускном тракте после воздушного фильтра и подсоединяется к электрическому жгуту системы управления шестиконтактной колодкой проводов. Датчик содержит чувствительный элемент и термокомпенсационный резистор, включенные в мостовую схему электронного модуля.
Устройство датчика массового расхода воздуха ИВКШ 407282.000.
Чувствительный элемент датчиков представляет собой платиновую нить диаметром 0,07-0,1 мм, размещенную внутри кольца, которое в свою очередь установлено в корпусе. Электронная схема модуля поддерживает температуру платиновой нити около 150 градусов. При работе двигателя воздух, поступающий в цилиндры двигателя, проходит через кольцо, охлаждая платиновую нить. Электронный модуль восстанавливает температуру нити до прежнего уровня.
Чем больше воздуха проходит через датчик, тем больше охлаждается нить и тем больше мощности затрачивает электронный модуль на восстановление температуры нити. Выходной сигнал датчика пропорционален затраченной электронным модулем мощности, а значит, и количеству проходящего через датчик воздуха. Сигналы датчика поступают в блок управления, обрабатываются и используются для определения оптимальной в данных условиях длительности электрических импульсов для открытия топливных форсунок, то есть определяется необходимое количество топлива для данного количества воздуха.
Для исключения загрязнения платиновой нити в электронном модуле предусмотрена кратковременная подача на нее повышенного напряжения для разогрева ее до 1000 градусов. При такой температуре нити все загрязнения, отложившиеся на ней, сгорают. Датчик имеет винт, с помощью которого регулируется содержание СО и СН в отработанных газах.
Основные характеристики датчиков массового расхода воздуха ИВКШ 407282.000 и Bosch HLM2-4.7 0 280 212 014.
— Напряжение питания : 8-16 Вольт для HLM2-4.7 и 6-18 Вольт для 407282.000
— Ток потребления : не более 1,0 Ампер для HLM2-4.7 и не более 1,5 Ампер для 407282.000
— Диапазон измеряемого расхода воздуха : 0-500 кГ/ч для HLM2-4.7 и 5-500 кГ/ч для 407282.000
— Сопротивление между выводами 3-2 (выход) : 2,9-3,5 Ом
— Сопротивление между выводами 4-1 (прожиг) : 20-25 кОм
— Сопротивление между выводами 6-1 (регулятор CO) : 0-1,0 кОм
— Напряжение при включенном зажигании на выходе датчика 3-2 : 1,4+-0,04 Вольт.
Сопротивление потенциометра регулировки CO обычно устанавливается в среднее положение 0,45-0,55 кОм, один полный оборот винта примерно равен 0,035 кОм, увеличение сопротивления достигается путем вращения винта по часовой стpелке, уменьшение — против часовой. Датчик имеет нелинейную зависимость выходного напряжения от массового расхода воздуха :
— 15 кГ/ч : 2,1791-2,2055 Вольт
— 30 кГ/ч : 2,4504-2,4844 Вольт
— 60 кГ/ч : 2,7783-2,8219 Вольт
— 120 кГ/ч : 3,1944-3,2498 Вольт
— 280 кГ/ч : 3,9200-3,9968 Вольт
— 480 кГ/ч : 4,3986-4,4892 Вольт
Чувствительность датчика меняется от 30 мВ/(кГ/ч) в начале характеристики до 3 мВ/(кГ/ч) в конце характеристики.
Схема подключения и распиновка разъемов датчиков массового расхода воздуха ИВКШ 407282.000 и Bosch HLM2-4.7 0 280 212 014.
Признаки неисправности и проверка датчиков массового расхода воздуха ИВКШ 407282.000 и Bosch HLM2-4.7 0 280 212 014.
При неисправности ДМРВ или его цепей затруднен пуск двигателя, снижается его мощность, увеличивается расход топлива, возрастает концентрация СО в отработавших газах. В этом случае блок управления переходит на резервный режим работы, сдвигая угол опережения зажигания на 10-12 градусов в сторону запаздывания.
Датчики ИВКШ 407282.000 и Bosch HLM2-4.7 0 280 212 014 не ремонтопригодны и в случае выхода из строя подлежат замене. Более подробно, внешние проявления неисправности датчика массового расхода воздуха и возможные способы их устранения, а также возможные причины неисправности, рассмотрены в отдельном материале.