Luftmengenmesser (Was ist das?) | Gerät, Typen, Pannen

Der Luftmengenmesser liefert Informationen über die Luftmenge, die in die Zylinder eines Verbrennungsmotors gelangt, an die ECU. Diese Geräte werden herkömmlicherweise in verschiedene Typen unterteilt - mechanische Drucksensoren (Film (Heißdraht und Membran)). Der erste Typ gilt als veraltet und wird selten verwendet, während die anderen häufiger vorkommen. Es gibt eine Reihe typischer Anzeichen und Gründe, warum ein Durchflussmesser ganz oder teilweise ausfällt. Als nächstes werden wir sie mit Ihnen betrachten und darüber sprechen, wie der Durchflussmesser überprüft, repariert oder ersetzt wird.

Inhalt

  • Was ist ein Durchflussmesser?
  • Symptome und Ursachen von Fehlfunktionen
  • So überprüfen Sie den Durchflussmesser

Luftmassenmesser

Was ist ein Durchflussmesser?

Wie oben angegeben, sind Durchflussmesser so ausgelegt, dass sie das Volumen und die Steuerung der vom Motor verbrauchten Luft anzeigen. Bevor mit der Beschreibung des Prinzips ihrer Arbeit fortgefahren wird, muss das Thema Typen angesprochen werden. Schließlich wird seine Arbeit davon abhängen.

Arten von Durchflussmessern

Luftmassenmesser

Durchflussmesser Aussehen

Die ersten Modelle waren mechanisch und wurden in die folgenden Kraftstoffeinspritzsysteme eingebaut:

  • verteilte Injektion Jetronic;
  • kombiniertes System der elektronischen Einspritzung und elektronischen Zündung Motronic;
  • K-Jetronic;
  • KE-Jetronic;
  • L-Jetronic.

Das Gehäuse des mechanischen Durchflussmessers enthält eine Dämpfungskammer, eine Messklappe, eine Rückstellfeder, eine Dämpfungsklappe, ein Potentiometer und einen Bypass (Bypasskanal) mit einem einstellbaren Regler.

Neben mechanischen Durchflussmessern gibt es auch die folgenden Typen fortschrittlicherer Instrumente:

  • beheizter Fadenflussmesser;
  • einen Durchflussmesser mit einem Thermofilm-Anemometer;
  • Durchflussmesser mit dickwandiger Öffnung;
  • Krümmerluftdrucksensor.

Als nächstes betrachten wir das Funktionsprinzip der aufgelisteten Geräte.

Funktionsprinzip des Durchflussmessers

Mechanischer Durchflussmesser

Mechanisches Durchflussmesserdiagramm. 1 - Spannungsversorgung von der elektronischen Steuereinheit; 2 - Ansauglufttemperatursensor; 3 - Luftzufuhr vom Luftfilter; 4 - Spiralfeder; 5 - Dämpfungskammer; 6 - Dämpferkammerdämpfer; 7 - Luftzufuhr zur Drosselklappe; 8 - Luftdruckdämpfer; 9 - Bypass-Kanal; 10 - Potentiometer

Beginnen wir mit einem mechanischen Durchflussmesser . Das Funktionsprinzip basiert darauf, wie weit sich die Messklappe in Abhängigkeit vom Luftvolumen bewegt, durch das sie strömt. Auf derselben Achse wie die Messklappe befinden sich auch eine Dämpfungsklappe und ein Potentiometer (einstellbarer Spannungsteiler). Letzteres besteht aus einer elektronischen Schaltung mit gelöteten Widerstandsspuren. Beim Drehen des Dämpfers bewegt sich der Schieber entlang dieser und somit ändert sich der Widerstand. Dementsprechend wird die vom Potentiometer übertragene Spannung gemäß positiver Rückkopplung gemessen und an die elektronische Steuereinheit übertragen. Um den Betrieb des Potentiometers einzustellen, ist auch ein Ansauglufttemperatursensor in seiner Schaltung enthalten.

Mechanische Zähler gelten jedoch als veraltet, da sie durch ihre elektronischen Gegenstücke ersetzt wurden. Sie haben keine beweglichen mechanischen Teile, sind daher zuverlässiger, liefern genauere Ergebnisse und ihr Betrieb hängt nicht von der Temperatur der Ansaugluft ab.

Ein anderer Name für solche Durchflussmesser ist der Luftmassenmesser . Sie werden wiederum je nach verwendetem Sensorelement in zwei Typen unterteilt:

  • Draht (Hot Wire MAF Sensor);
  • Film (Heißfilm-Luftstromsensor, HFM).

DMRV (Luftmassenmesser)

Mehr Details

Drahtgewickelter Durchflussmesser

Luftmassenmesser mit Drahtheizelement (Filament). 1 - Temperatursensor; 2 - Sensorring mit einem Drahtheizelement; 3 - Präzisionsrheostat; Qm - Luftmassenstrom pro Zeiteinheit

Der Betrieb von Vorrichtungen des ersten Typs basiert auf der Verwendung eines erhitzten Platinfilaments . Der Stromkreis hält das Filament ständig in einem erhitzten Zustand (Platin wurde aufgrund der Tatsache gewählt, dass das Metall einen geringen spezifischen Widerstand aufweist, nicht oxidiert und sich nicht für aggressive chemische Faktoren eignet). Das Design sieht vor, dass die durchströmende Luft ihre Oberfläche kühlt. Der Stromkreis hat eine negative Rückkopplung, wodurch beim Abkühlen mehr elektrischer Strom an das Filament angelegt wird, um die Temperatur konstant zu halten.

Auch in der Schaltung befindet sich ein Wandler, dessen Aufgabe es ist, den Wert des sich ändernden Stroms in eine Potentialdifferenz, dh Spannung, umzuwandeln. Es gibt eine nichtlineare Exponentialbeziehung zwischen dem erhaltenen Spannungswert und dem durchgelassenen Luftvolumen. Die genaue Formel ist in das Steuergerät programmiert und entscheidet entsprechend, wie viel Luft zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigt wird.

Das Design des Drahtdurchflussmessers geht von einem sogenannten Selbstreinigungsmodus aus. In diesem Fall wird der Platinfaden auf eine Temperatur von + 1000 ° C erhitzt. Durch das Erhitzen verdampfen verschiedene chemische Elemente, einschließlich Staub, von seiner Oberfläche. Aufgrund dieser Erwärmung nimmt die Dicke des Fadens jedoch allmählich ab. Dies führt zum einen zu Fehlern bei den Messwerten des Sensors und zum anderen zum allmählichen Verschleiß des Gewindes.

Filmdurchflussmesser

Schema eines Luftmassenmessers mit einem Thermofilm-Anemometer. 1 - Klemmen des elektrischen Steckers, 2 - Abzweigrohr oder Luftfiltergehäuse, 3 - Rechenschaltung (Hybridschaltung), 4 - Lufteinlass, 5 - sensorempfindliches Element, 6 - Luftauslass, 7 - Bypasskanal, 8 - Sensorgehäuse.

Betrachten wir nun den Betrieb eines Luftmassenmessers . Es gibt zwei Arten - mit einem Heißfilm-Anemometer und basierend auf einer dickwandigen Membran. Beginnen wir mit dem ersten.

Es ist das Ergebnis der Entwicklung eines Drahtdurchflussmessers, aber anstelle eines Drahtes wird in diesem Fall ein Siliziumkristall als empfindliches Element verwendet, auf dessen Oberfläche mehrere Schichten Platin gelötet sind, die als Widerstände verwendet werden . Insbesondere:

  • Heizwiderstand;
  • zwei Wärmewiderstände;
  • Widerstand des Ansauglufttemperatursensors.

Ähnlich wie bei einem Drahtdurchflussmesser befindet sich das Sensorelement in einem Kanal, durch den Luft strömt. Es wird dank eines Heizwiderstands ständig erwärmt. Beim Eintritt in den Kanal ändert die Luft ihre Temperatur, die durch an den beiden Enden des Kanals installierte Thermistoren festgelegt wird. Die Differenz ihrer Messwerte an den beiden Enden der Membran ist die Potentialdifferenz, dh die konstante Spannung (im Bereich von 0 bis 5 V). Meistens wird dieses analoge Signal in Form von elektrischen Impulsen digitalisiert, die direkt an das Steuergerät des Fahrzeugs übertragen werden.

Messblende Messgerät

Das Prinzip der Messung des Luftmassenstroms mit einem Thermofilm-Anemometer. 1 - Temperaturkennlinie bei fehlendem Luftstrom; 2 - Temperaturkennlinie bei vorhandenem Luftstrom; 3 - empfindliches Element des Sensors; 4 - Heizzone; 5 - Sensormembran; 6 - Sensor mit einem Messzweigrohr; 7 - Luftstrom; M1, M2 - Messpunkte, T1, T2 - Temperaturwerte an den Messpunkten M1 und M2; ΔT - Temperaturdifferenz

Der zweite Typ eines Filmdurchflussmessers basiert auf der Verwendung einer dickwandigen Öffnungsplatte, die sich auf einer Keramikbasis befindet. Sein aktiver Sensor registriert Änderungen im Saugrohrvakuum basierend auf der Verformung der Membranmembran. Bei signifikanter Verformung wird eine entsprechende Kuppel mit einem Durchmesser von 3 ... 5 mm und einer Höhe von etwa 100 Mikrometern erhalten. Im Inneren befinden sich piezoelektrische Elemente, die mechanische Effekte in elektrische Signale umwandeln, die anschließend an die ECU übertragen werden.

In modernen Fahrzeugen mit elektronischer Zündung werden Luftdrucksensoren verwendet , die als technologisch fortschrittlicher gelten als die klassischen Durchflussmesser, die nach den oben beschriebenen Schemata arbeiten. Der Sensor befindet sich im Verteiler und erfasst den Druck und die Last des Motors sowie die Menge der umgewälzten Gase. Insbesondere wird es über einen Vakuumschlauch mit dem Ansaugkrümmer verbunden. Während des Betriebs wird im Verteiler ein Vakuum erzeugt, das auf die Sensormembran wirkt. Dehnungsmessstreifen befinden sich direkt auf der Membran, deren elektrischer Widerstand sich je nach Position der Membran ändert.

Der Sensorbetriebsalgorithmus besteht aus dem Vergleich des atmosphärischen Drucks und des Drucks auf die Membran. Je größer es ist, desto größer ist die Widerstandsänderung und damit die an die ECU gelieferte Spannung. Der Sensor wird mit 5 V DC betrieben und das Steuersignal ist ein Impuls mit einer konstanten Spannung von 1 bis 4,5 V (im ersten Fall ist dies Motorleerlauf, im zweiten läuft der Motor mit maximaler Last). Das Steuergerät berechnet direkt die Luftmasse, auch basierend auf der Dichte der Luft, ihrer Temperatur sowie der Anzahl der Umdrehungen der Kurbelwelle.

Aufgrund der Tatsache, dass der Luftmassenmesser ein ziemlich anfälliges Gerät ist und häufig ausfällt, begannen die Autohersteller ab etwa Anfang der 2000er Jahre, seine Verwendung zugunsten der Verwendung von Motoren mit Luftdrucksensor aufzugeben. Durchflussmesser der Öffnung

Filmluftmengenmesser. 1 - Messkreis; 2 - Membran; 3 - Referenzdruckkammer; 4 - Messelemente; 5 - Keramiksubstrat

Mit den empfangenen Daten regelt das elektronische Steuergerät die folgenden Parameter. Für Benzinmotoren:

  • der Moment der Kraftstoffeinspritzung;
  • seine Menge;
  • Moment der Zündauslösung;
  • der Algorithmus des Benzindampfrückgewinnungssystems.

Für Dieselmotoren:

  • der Moment der Kraftstoffeinspritzung;
  • der Algorithmus des Abgasrückführungssystems.

Wie Sie sehen, ist das Sensorgerät einfach, erfüllt jedoch eine Reihe von Schlüsselfunktionen, ohne die der Betrieb von Verbrennungsmotoren nicht möglich wäre. Lassen Sie uns nun die Symptome und Ursachen von Fehlfunktionen dieses Knotens betrachten.

Symptome und Ursachen von Fehlfunktionen

Bei einem teilweisen Ausfall des Durchflussmessers bemerkt der Fahrer eine oder mehrere der folgenden Situationen. Insbesondere:

  • Der Motor startet nicht;
  • instabiler Betrieb (Schwebedrehzahl) des Motors im Leerlauf bis zu seiner Abschaltung;
  • Die dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs werden verringert (während des Beschleunigens "fällt" der Motor durch, wenn Sie das Gaspedal drücken).
  • erheblicher übermäßiger Kraftstoffverbrauch;
  • Die Kontrollleuchte Motor prüfen am Armaturenbrett leuchtet auf.

Die aufgeführten Symptome können auf andere Fehlfunktionen einzelner Motorelemente zurückzuführen sein. Unter anderem muss jedoch der Betrieb des Luftmassenmessers überprüft werden. Betrachten wir nun die Gründe, warum die beschriebenen Fehlfunktionen auftreten:

Wiederherstellung des Durchflussmessers

Wiederherstellung des Durchflussmessers

  • Natürliche Alterung und Ausfall des Sensors . Dies gilt insbesondere für relativ alte Maschinen, auf denen ein Original-Durchflussmesser installiert ist.
  • Motorüberlastung . Aufgrund der Überhitzung des Sensors und seiner einzelnen Elemente kann es zu falschen Daten an das Steuergerät kommen. Dies liegt daran, dass sich bei erheblicher Erwärmung des Metalls sein elektrischer Widerstand ändert und dementsprechend die berechneten Daten für die durch die Vorrichtung strömende Luftmenge.
  • Mechanische Beschädigung des Durchflussmessers . Es kann das Ergebnis verschiedener Aktionen sein. Zum Beispiel Schäden beim Ersetzen des Luftfilters oder anderer Komponenten in der Nähe, gebrochene Kontakte während der Installation usw.
  • Eindringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse . Der Grund ist ziemlich selten, kann aber auftreten, wenn aus irgendeinem Grund eine große Menge Wasser in den Motorraum gelangt. Dies kann einen Kurzschluss im Sensorkreis verursachen.

In der Regel kann der Durchflussmesser nicht repariert werden (außer bei mechanischen Proben). Wenn er ausfällt, muss er ersetzt werden. Glücklicherweise ist das Gerät kostengünstig und der Demontage- und Installationsprozess erfordert nicht viel Zeit und Mühe. Vor dem Austausch muss jedoch der Sensor diagnostiziert und versucht werden, den Sensor mit einem Vergaserreiniger zu reinigen.

So überprüfen Sie den Luftmengenmesser

Der Überprüfungsprozess des Luftmengenmessers ist unkompliziert und kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Betrachten wir sie genauer.

Sensor abklemmen

Am einfachsten ist es, das Messgerät auszuschalten. Ziehen Sie dazu bei ausgeschaltetem Motor das für den Sensor geeignete Netzkabel ab (normalerweise rot-schwarz). Dann den Motor starten und das Auto fahren. Wenn die Check Engine-Warnleuchte am Armaturenbrett leuchtet, die Leerlaufdrehzahl 1500 U / min überschritten hat und sich die Dynamik des Fahrzeugs verbessert hat, kann mit hoher Wahrscheinlichkeit argumentiert werden, dass Ihr Luftmassenmesser defekt ist . Wir empfehlen jedoch, zusätzliche Diagnosen durchzuführen.

Scannen mit einem Scanner

Eine andere Diagnosemethode ist die Verwendung eines speziellen Scanners zur Erkennung von Fehlern in Fahrzeugsystemen. Derzeit gibt es eine Vielzahl solcher Geräte. Professionellere Modelle werden in Tankstellen oder Service-Centern eingesetzt. Es gibt jedoch eine einfachere Lösung für den durchschnittlichen Autobesitzer.

Es besteht darin, spezielle Software auf einem Smartphone oder Tablet mit dem Android-Betriebssystem zu installieren. Über ein Kabel und einen Adapter wird das Gerät an das Steuergerät des Fahrzeugs angeschlossen, und mit dem genannten Programm können Sie Informationen zum Fehlercode abrufen. Um sie zu entschlüsseln, müssen Sie die Referenzliteratur verwenden.

Beliebte Adapter:

ELM327 Adapter

ELM327 Adapter

  • K-Line 409.1;
  • ELM327;
  • OP-COM.

In Bezug auf die Software verwenden Autobesitzer meistens die folgende Software:

  • Drehmoment Pro;
  • OBD Auto Doctor;
  • ScanMaster Lite;
  • BMWhat.

Häufigste Fehlercodes:

  • P0100 - Stromkreis des Luftmassen- oder Luftvolumensensors;
  • P0102 - niedriger Signalpegel am Eingang des Stromkreises des Massen- oder Volumenluftstromsensors;
  • P0103 - hoher Signalpegel am Eingang des Stromkreises des Massen- oder Volumenluftströmungssensors.

Mit Hilfe der aufgelisteten Hardware- und Softwaretools können Sie nicht nur nach einem Luftmengenmesserfehler suchen, sondern auch zusätzliche Einstellungen für den installierten Sensor oder andere Fahrzeugkomponenten vornehmen.

Überprüfen des Durchflussmessers mit einem Multimeter

Überprüfen des DMRV mit einem Multimeter

Auch unter Autofahrern eine beliebte Methode, um den Durchflussmesser mit einem Multimeter zu überprüfen. Da der BOSCH-Luftmassenmesser in unserem Land am beliebtesten ist, wird der Verifizierungsalgorithmus speziell dafür beschrieben:

  1. Schalten Sie das Multimeter in den Gleichspannungsmessmodus (in der englischen Abkürzung - DC). Stellen Sie eine Obergrenze so ein, dass das Gerät Spannungen bis zu 2 V erkennen kann.
  2. Starten Sie den Automotor und öffnen Sie die Motorhaube.
  3. Suchen Sie den Luftmengenmesser direkt. Es befindet sich normalerweise am oder hinter dem Luftfiltergehäuse.
  4. Die rote Multimetersonde muss an das gelbe Kabel am Sensor und das schwarze Kabel an das grüne angeschlossen werden.
  5. Wenn der Sensor in gutem Zustand ist, sollte der Spannungswert auf dem Multimeterbildschirm 1,05 V nicht überschreiten. Wenn die Spannung viel höher ist, ist der Sensor ganz oder teilweise außer Betrieb.

Hier ist eine Tabelle für Sie, in der der Wert der empfangenen Spannung und der Zustand des Sensors angezeigt werden.

Spannungswert, V. Sensorstatus
0,966 ... 1,01 Spannungswert am neuen Luftmassenmesser
1,01 ... 1,02 Guter Sensorzustand
1,02 ... 1,03 Durchschnittlicher Zustand
1,03 ... 1,04 Der Sensor geht zu Ende
1,04 ... 1,05 Sehr schlechter Zustand
Über 1,05 Der Sensor muss dringend ausgetauscht werden

Sichtprüfung und Reinigung des Luftmengenmessers

Wenn Sie keinen Scanner oder keine geeignete Software zur Diagnose des Zustands des MAF-Sensors zur Hand haben, sollten Sie eine Sichtprüfung durchführen, um eine Fehlfunktion des Luftmengenmessers festzustellen. Tatsache ist, dass Situationen nicht ungewöhnlich sind, wenn Schmutz, Öl oder andere Prozessflüssigkeiten in den Körper gelangen. Dies führt zu Fehlern in den vom Gerät ausgegebenen Daten.

Für eine Sichtprüfung besteht der erste Schritt darin, den Durchflussmesser zu zerlegen. Jedes Automodell kann seine eigenen Nuancen haben, aber im Allgemeinen ist der Algorithmus ungefähr wie folgt:

  1. Autozündung ausschalten.
  2. Trennen Sie den Luftschlauch, durch den Luft zugeführt wird, mit einem Schraubenschlüssel (normalerweise 10).
  3. Trennen Sie die im vorherigen Absatz aufgeführten Kabel vom Sensor.
  4. Zerlegen Sie den Sensor vorsichtig, ohne den O-Ring zu verlieren.

Als nächstes müssen Sie eine Sichtprüfung durchführen. Insbesondere müssen Sie sicherstellen, dass alle sichtbaren Kontakte in gutem Zustand sind, nicht gebrochen oder oxidiert. Überprüfen Sie auch das Gehäuse und das Sensorelement auf Staub, Schmutz und Prozessflüssigkeiten. Ihr Vorhandensein kann zu Fehlern bei den Broadcast-Messwerten führen.

Wenn die angegebene Verunreinigung festgestellt wird, müssen das Gehäuse und das empfindliche Element gereinigt werden. Verwenden Sie dazu am besten einen Luftkompressor und Lappen ( mit Ausnahme eines Folien-Durchflussmessers kann dieser nicht mit Druckluft gereinigt oder ausgeblasen werden ).

Befolgen Sie den Reinigungsvorgang sorgfältig, um die inneren Elemente, insbesondere die Gewinde, nicht zu beschädigen.

Ergebnis

Abschließend geben wir einige weitere Tipps zur Verlängerung der Lebensdauer eines Luftmengenmessers. Wechseln Sie zuerst regelmäßig den Luftfilter. Andernfalls wird der Sensor überhitzt und gibt falsche Daten aus. Zweitens: Lassen Sie den Motor nicht generell überhitzen und stellen Sie sicher, dass das Kühlsystem normal funktioniert. Drittens, wenn Sie den Luftmengenmesser reinigen, befolgen Sie dieses Verfahren sorgfältig. Leider können die meisten modernen Luftmassenmesser nicht repariert werden. Wenn sie daher ganz oder teilweise außer Betrieb sind, muss ein geeigneter Austausch vorgenommen werden.