Flussometro d'aria (che cos'è?) | Dispositivo, tipi, guasti

Misuratore della massa d'aria è progettato per fornire informazioni sulla quantità di aria che entra nei cilindri del motore a combustione interna all'ECU. Questi dispositivi sono convenzionalmente suddivisi in diversi tipi: meccanici, a film (filo caldo e diaframma), sensori di pressione. Il primo tipo è considerato obsoleto e utilizzato raramente, mentre gli altri sono più comuni. Esistono numerosi segni e motivi tipici per cui un flussometro si guasta completamente o parzialmente. Successivamente, li esamineremo con te e parleremo anche di come controllare, riparare o sostituire il flussometro.

Soddisfare

  • Cos'è un flussometro
  • Sintomi e cause di malfunzionamenti
  • Come controllare il flussometro

Misuratore della massa d'aria

Cos'è un flussometro

Come accennato in precedenza, i misuratori di portata sono progettati per indicare il volume e il controllo dell'aria consumata dal motore. Prima di procedere alla descrizione del principio del loro lavoro, è necessario toccare la questione dei tipi. Dopotutto, il suo lavoro dipenderà da questo.

Tipi di misuratori di portata

Misuratore della massa d'aria

Aspetto del misuratore di portata

I primi modelli sono stati meccanico e sono stati installati sui seguenti sistemi di iniezione del carburante:

  • iniezione distribuita Jetronic;
  • sistema combinato di iniezione elettronica e accensione elettronica Motronic;
  • K-Jetronic;
  • KE-Jetronic;
  • L-Jetronic.

L'alloggiamento del flussometro meccanico contiene una camera di smorzamento, una valvola di misurazione, una molla di ritorno, una valvola di smorzamento, un potenziometro e un bypass (canale di bypass) con un regolatore regolabile.

Oltre ai misuratori di portata meccanici, esistono anche i seguenti tipi di strumenti più avanzati:

  • flussometro a filamento riscaldato;
  • un flussometro con anemometro a film termico;
  • flussometro con orifizio a pareti spesse;
  • sensore di pressione dell'aria del collettore.

Quindi, considera il principio di funzionamento dei dispositivi elencati.

Principio di funzionamento del flussometro

Contalitri meccanico

Diagramma del flussometro meccanico. 1 - alimentazione in tensione dalla centralina elettronica; 2 - sensore di temperatura aria aspirata; 3 - alimentazione d'aria dal filtro dell'aria; 4 - molla a spirale; 5 - camera di smorzamento; 6 - damper camera damper; 7 - alimentazione d'aria alla valvola a farfalla; 8 - serranda della pressione dell'aria; 9 - canale di bypass; 10 - potenziometro

Iniziamo con flussometro meccanico... Il suo principio di funzionamento si basa sulla distanza di spostamento del lembo di misurazione in base al volume d'aria che lo attraversa. Sullo stesso asse dello sportello di misurazione si trovano anche uno sportello di smorzamento e un potenziometro (divisore di tensione regolabile). Quest'ultimo è realizzato sotto forma di un circuito elettronico con tracce di resistenze saldate. Nel processo di rotazione dell'ammortizzatore, il cursore si sposta lungo di essi e quindi la resistenza cambia. Di conseguenza, la tensione che il potenziometro trasmette viene misurata in base al feedback positivo e viene trasmessa all'unità di controllo elettronica. Per regolare il funzionamento del potenziometro, nel suo circuito è incluso anche un sensore di temperatura dell'aria aspirata.

Tuttavia, i misuratori di portata meccanici sono ora considerati obsoleti in quanto sono stati sostituiti dalle loro controparti elettroniche. Non hanno parti meccaniche in movimento, quindi sono più affidabili, danno risultati più accurati e il loro funzionamento non dipende dalla temperatura dell'aria aspirata.

Un altro nome per tali misuratori di portata è debimetro... A loro volta, sono divisi in due tipi a seconda dell'elemento di rilevamento utilizzato:

  • filo (sensore MAF a filo caldo);
  • pellicola (sensore di flusso d'aria a film caldo, HFM).

DMRV (sensore di flusso d'aria di massa)

Più dettagli

Flussometro a filo avvolto

Misuratore massa d'aria con resistenza a filo (filamento).1 - sensore di temperatura; 2 - anello sensore con elemento riscaldante a filo; 3 - reostato di precisione; Qm - flusso d'aria di massa per unità di tempo

Il funzionamento dei dispositivi del primo tipo si basa su utilizzando un filamento di platino riscaldato... Il circuito elettrico mantiene costantemente il filamento in uno stato riscaldato (il platino è stato scelto per il fatto che il metallo ha una bassa resistività, non si ossida e non si presta a fattori chimici aggressivi). Il design prevede che l'aria che passa raffreddi la sua superficie. Il circuito elettrico ha un feedback negativo, per cui viene applicata più corrente elettrica al filamento mentre si raffredda per mantenere la temperatura costante.

Anche nel circuito c'è un convertitore, il cui compito è tradurre il valore della corrente che cambia in una differenza di potenziale, cioè la tensione. Esiste una relazione esponenziale non lineare tra il valore di tensione ottenuto e il volume d'aria passato. La formula esatta è programmata nell'ECU e, in base ad essa, decide quanta aria è necessaria in un dato momento.

Il design del flussometro a filo presuppone una cosiddetta modalità autopulente. In questo caso, il filo di platino viene riscaldato a una temperatura di + 1000 ° C. Come risultato del riscaldamento, vari elementi chimici, compresa la polvere, evaporano dalla sua superficie. Tuttavia, a causa di questo riscaldamento, lo spessore del filo diminuisce gradualmente. Ciò porta, in primo luogo, ad errori nelle letture del sensore e, in secondo luogo, alla graduale usura del filo stesso.

Flussometro a pellicola

Schema di un misuratore di portata d'aria di massa con un anemometro a film termico. 1 - terminali del connettore elettrico, 2 - tubo di misura o custodia del filtro dell'aria, 3 - circuito di calcolo (circuito ibrido), 4 - ingresso aria, 5 - elemento sensibile del sensore, 6 - uscita aria, 7 - canale di bypass, 8 - sensore alloggi.

Ora diamo un'occhiata al lavoro sensore di flusso d'aria di massa a foglio... Sono di due tipi: con un anemometro a film caldo e basati su un diaframma a pareti spesse. Cominciamo con il primo.

È il risultato dell'evoluzione del flussometro a filo, ma invece di un filo in questo caso, viene utilizzato un cristallo di silicio come elemento sensibile, sulla cui superficie sono saldati diversi strati di platino, che vengono utilizzati come resistenze. In particolare:

  • resistenza di riscaldamento;
  • due termoresistenze;
  • resistenza sensore temperatura aria aspirata.

Per analogia con un flussometro a filo, l'elemento sensibile si trova nel canale attraverso il quale scorre l'aria. È costantemente riscaldato grazie all'utilizzo di una resistenza di riscaldamento. Quando entra nel condotto, l'aria cambia la sua temperatura, che viene fissata da termistori installati alle due estremità del condotto. La differenza nelle loro letture alle due estremità del diaframma è la differenza di potenziale, cioè la tensione costante (compresa tra 0 e 5 V). Molto spesso, questo segnale analogico viene digitalizzato sotto forma di impulsi elettrici che vengono trasmessi direttamente all'ECU del veicolo.

Orifizio Film Meter

Il principio di misurare il flusso d'aria di massa con un anemometro a film termico. 1 - caratteristica della temperatura in assenza di flusso d'aria; 2 - caratteristica della temperatura in presenza di flusso d'aria; 3 - elemento sensibile del sensore; 4 - zona di riscaldamento; 5 - diaframma del sensore; 6 - sensore con tubo di misurazione; 7 - flusso d'aria; M1, M2 - punti di misurazione, T1, T2 - valori di temperatura nei punti di misurazione M1 e M2; ΔT - differenza di temperatura

Per quanto riguarda il secondo tipo di flussometro a film, si basano sull'uso di un orifizio a pareti spesse situato su una base in ceramica.Il suo sensore attivo registra i cambiamenti nel vuoto del collettore di aspirazione in base alla deformazione del diaframma della membrana. Con una deformazione significativa, si ottiene una cupola corrispondente con un diametro di 3 ... 5 mm e un'altezza di circa 100 micron. All'interno si trovano elementi piezoelettrici che convertono gli effetti meccanici in segnali elettrici, che vengono successivamente trasmessi all'ECU.

Le auto moderne che utilizzano l'accensione elettronica utilizzano sensori di pressione dell'aria, ritenuti tecnologicamente più avanzati rispetto ai flussimetri classici operanti secondo gli schemi sopra descritti. Il sensore si trova nel collettore e rileva la pressione e il carico del motore, nonché la quantità di gas ricircolati. In particolare, è collegato al collettore di aspirazione tramite un tubo del vuoto. Durante il funzionamento si genera un vuoto nel collettore, che agisce sulla membrana del sensore. Gli estensimetri si trovano direttamente sulla membrana, la cui resistenza elettrica varia a seconda della posizione della membrana.

L'algoritmo di funzionamento del sensore consiste nel confrontare la pressione atmosferica e la pressione sulla membrana. Più è grande, maggiore è la variazione di resistenza, e quindi la tensione fornita all'ECU. Il sensore è alimentato da 5 V DC e il segnale di controllo è un impulso con una tensione costante da 1 a 4,5 V (nel primo caso, questo è il motore al minimo, nel secondo il motore funziona al massimo carico). Direttamente, l'ECU calcola la quantità di massa d'aria, in base anche alla densità dell'aria, alla sua temperatura, nonché al numero di giri dell'albero motore.

A causa del fatto che il sensore di flusso d'aria di massa è un dispositivo piuttosto vulnerabile e spesso fallisce, a partire dall'inizio degli anni 2000, le case automobilistiche hanno iniziato ad abbandonarne l'uso a favore di motori con un sensore di pressione dell'aria. Flussometro a orifizio

Flussometro d'aria a pellicola. 1 - circuito di misura; 2 - diaframma; 3 - camera di pressione di riferimento; 4 - elementi di misurazione; 5 - substrato ceramico

Utilizzando i dati ricevuti, la centralina elettronica regola i seguenti parametri. Per i motori a benzina:

  • il momento dell'iniezione di carburante;
  • la sua quantità;
  • momento di inizio dell'accensione;
  • l'algoritmo del sistema di recupero dei vapori di benzina.

Per motori diesel:

  • il momento dell'iniezione di carburante;
  • algoritmo del sistema di ricircolo dei gas di scarico.

Come puoi vedere, il dispositivo del sensore è semplice, ma svolge una serie di funzioni chiave, senza le quali il funzionamento dei motori a combustione interna sarebbe impossibile. Passiamo ora a considerare i sintomi e le cause dei malfunzionamenti di questo nodo.

Sintomi e cause di malfunzionamenti

In caso di guasto parziale del flussometro, il conducente noterà una o più delle seguenti situazioni. In particolare:

  • Il motore non parte;
  • funzionamento instabile (velocità flottante) del motore in folle, fino al suo arresto;
  • le caratteristiche dinamiche della vettura sono ridotte (durante l'accelerazione il motore “cade” quando si preme il pedale dell'acceleratore);
  • consumo eccessivo di carburante significativo;
  • la spia di avvertenza Check Engine sul cruscotto si accende.

I sintomi elencati possono essere il risultato di altri malfunzionamenti di singoli elementi del motore, tuttavia, tra le altre cose, è necessario controllare il funzionamento del misuratore della massa d'aria. Consideriamo ora i motivi per cui si verificano i malfunzionamenti descritti:

Ricostruzione del flussometro

Ricostruzione del flussometro

  • Invecchiamento naturale e guasto del sensore... Ciò è particolarmente vero per macchine relativamente vecchie su cui è installato un flussometro originale.
  • Sovraccarico del motore... A causa del surriscaldamento del sensore e dei suoi singoli elementi, potrebbe fornire dati errati alla ECU. Ciò si verifica a causa del fatto che con un riscaldamento significativo del metallo, la sua resistenza elettrica cambia e, di conseguenza, i dati calcolati della quantità di aria passata attraverso il dispositivo.
  • Danni meccanici al flussometro... Può essere il risultato di varie azioni. Ad esempio, danni durante la sostituzione del filtro dell'aria o altri componenti vicini ad esso, contatti rotti durante l'installazione e così via.
  • Ingresso di umidità all'interno della custodia... Il motivo è piuttosto raro, ma può verificarsi se una grande quantità di acqua entra nel vano motore per qualche motivo. Ciò può causare un cortocircuito nel circuito del sensore.

Di norma, il misuratore di portata non può essere riparato (ad eccezione dei campioni meccanici) e, se si guasta, deve essere sostituito. Fortunatamente, il dispositivo è poco costoso e il processo di smantellamento e installazione non richiede molto tempo e fatica. Tuttavia, prima di sostituire, è necessario diagnosticare il sensore e provare a pulire il sensore con un detergente per carburatore.

Come controllare il flussometro d'aria

Il processo di verifica del misuratore di flusso d'aria è semplice e può essere eseguito in diversi modi. Consideriamoli in modo più dettagliato.

Scollegamento del sensore

Il metodo più semplice è spegnere lo strumento. Per fare ciò, a motore spento, scollegare il cavo di alimentazione adatto al sensore (solitamente rosso-nero). Quindi avvia il motore e guida l'auto. Se la spia di controllo del motore di controllo si accende sul cruscotto, il regime del minimo ha superato i 1500 giri / min e la dinamica dell'auto è migliorata, significa che con un alto grado di probabilità si può sostenere che il tuo sensore di flusso d'aria di massa è difettoso . Tuttavia, si consiglia di eseguire una diagnostica aggiuntiva.

Scansione con uno scanner

Un altro metodo diagnostico consiste nell'utilizzare uno scanner speciale per rilevare errori nei sistemi del veicolo. Attualmente esiste un'ampia varietà di tali dispositivi. I modelli più professionali vengono utilizzati nelle stazioni di servizio o nei centri di assistenza. Tuttavia, esiste una soluzione più semplice per il proprietario medio dell'auto.

Consiste nell'installazione di un software speciale su uno smartphone o tablet con sistema operativo Android. Utilizzando un cavo e un adattatore, il gadget è collegato all'ECU dell'auto e il programma menzionato consente di ottenere informazioni sul codice di errore. Per decifrarli, è necessario utilizzare la letteratura di riferimento.

Adattatori popolari:

Adattatore ELM327

Adattatore ELM327

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

Per quanto riguarda il software, molto spesso i proprietari di auto utilizzano il seguente software:

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

Codici di errore più comuni:

  • P0100 - Circuito del sensore di flusso d'aria di massa o volumetrico;
  • P0102 - livello di segnale basso all'ingresso del circuito del sensore di flusso d'aria volumetrico o di massa;
  • P0103 - livello del segnale alto all'ingresso del circuito del sensore di flusso d'aria di massa o volumetrico.

Con l'aiuto dell'hardware e del software elencati, non solo è possibile cercare un errore del misuratore del flusso d'aria, ma anche effettuare impostazioni aggiuntive per il sensore installato o altri componenti dell'auto.

Controllo del flussometro con un multimetro

Controllo del DMRV con un multimetro

Inoltre, tra gli automobilisti, un modo popolare per controllare il flussometro utilizzando un multimetro. Poiché il sensore di flusso d'aria di massa BOSCH è il più popolare nel nostro paese, l'algoritmo di verifica verrà descritto specificamente per questo:

  1. Passa il multimetro alla modalità di misurazione della tensione CC (nell'abbreviazione inglese - CC). Impostare un limite superiore in modo che lo strumento possa rilevare tensioni fino a 2 V.
  2. Avvia il motore dell'auto e apri il cofano.
  3. Individuare direttamente il misuratore di flusso d'aria. Di solito si trova sopra o dietro l'alloggiamento del filtro dell'aria.
  4. La sonda del multimetro rosso deve essere collegata al filo giallo del sensore e il filo nero a quello verde.
  5. Se il sensore funziona correttamente, il valore di tensione sullo schermo del multimetro non deve superare 1,05 V. Se la tensione è molto più alta, il sensore è completamente o parzialmente fuori servizio.

Ecco una tabella per te, dove sono indicati il ​​valore della tensione ricevuta e lo stato del sensore.

Valore di tensione, VStato del sensore
0,966...1,01Valore di tensione sul nuovo sensore di flusso d'aria di massa
1,01...1,02Buone condizioni del sensore
1,02...1,03Condizioni nella media
1,03...1,04Il sensore si sta avvicinando alla fine della sua vita utile
1,04...1,05Pessime condizioni
Oltre 1.05Il sensore deve essere sostituito urgentemente

Ispezione visiva e pulizia del flussometro d'aria

Se non si dispone di uno scanner o di un software appropriato per diagnosticare le condizioni del sensore MAF a portata di mano, è necessario eseguire un'ispezione visiva per identificare un malfunzionamento del flussometro. Il fatto è che non sono rare le situazioni in cui sporcizia, olio o altri fluidi di processo entrano nel suo corpo. Ciò si traduce in errori nell'output dei dati dal dispositivo.

Per l'ispezione visiva, il primo passo è smontare il flussometro. Ogni modello dell'auto può avere le sue sfumature, ma in generale l'algoritmo sarà approssimativamente il seguente:

  1. Spegnere il motore dell'auto.
  2. Usando una chiave (solitamente 10), scollegare il tubo dell'aria attraverso il quale viene fornita aria ad esso.
  3. Scollegare i fili elencati nel paragrafo precedente dal sensore.
  4. Smontare con attenzione il sensore senza perdere l'O-ring.

Successivamente, è necessario condurre un'ispezione visiva. In particolare, è necessario assicurarsi che tutti i contatti visibili siano in buone condizioni, non rotti o ossidati. Controllare anche la presenza di polvere, detriti e fluidi di processo sia all'interno della custodia che direttamente sull'elemento di rilevamento. La loro presenza può causare errori nelle letture trasmesse.

Di conseguenza, se viene rilevata la contaminazione specificata, è necessario pulire l'alloggiamento e l'elemento sensibile. Per questo, è meglio usare un compressore d'aria e stracci (ad eccezione del flussometro a film, non deve essere pulito o soffiato con aria compressa).

Seguire attentamente la procedura di pulizia per non danneggiare i suoi elementi interni, in particolare le filettature.

Risultati

Infine, daremo altri suggerimenti su come prolungare la vita di un misuratore di portata d'aria. Innanzitutto, cambia regolarmente il filtro dell'aria. In caso contrario, il sensore si surriscalda e fornisce dati errati. In secondo luogo, non consentire il surriscaldamento generale del motore e assicurarsi che il sistema di raffreddamento funzioni normalmente. Terzo, se si pulisce il flussometro d'aria, seguire attentamente questa procedura. Sfortunatamente, la maggior parte dei moderni sensori di flusso d'aria di massa non può essere riparata, quindi, in caso di guasto totale o parziale, deve essere effettuata una sostituzione appropriata.