Merač hmotnosti vzduchu - MAP snímača hmotnosti prietoku vzduchu a nasávacieho potrubia

Nejeden motorista, najmä v prípade legendárneho 1,9 TDi, už počul názov „hmotnostný prietokomer“ alebo ho ľudovo nazývajú „hmotnosť vzduchu“. Dôvod bol jednoduchý. Komponent príliš často zlyhal a viedol okrem horiaceho svetla motora aj k výraznému poklesu výkonu alebo k takzvanému zaduseniu motora. V počiatkoch éry TDi bol tento komponent dosť drahý, ale našťastie sa časom výrazne zlacnil. Okrem jemného dizajnu mu „pomohla“ skrátiť životnosť aj neopatrná výmena vzduchového filtra. Odpor merača sa v priebehu času výrazne zlepšil, ale stále môže z času na čas zlyhať. Tento komponent je samozrejme prítomný nielen v TDi, ale aj v iných naftových a moderných benzínových motoroch.

Množstvo prúdiaceho vzduchu je určené ochladením teplotne závislého odporu (vyhrievaný drôt alebo film) snímača prúdiacim vzduchom. Elektrický odpor snímača sa zmení a riadiaca jednotka vyhodnotí prúdový alebo napäťový signál. Merač hmotnosti vzduchu (anemometer) priamo meria hmotnostné množstvo vzduchu dodávaného do motora, t.j. že meranie je nezávislé od hustoty vzduchu (na rozdiel od merania objemu), ktorá závisí od tlaku a teploty vzduchu (nadmorská výška). Pretože je pomer paliva a vzduchu špecifikovaný ako hmotnostný pomer, napríklad 1 kg paliva na 14,7 kg vzduchu (stechiometrický pomer), je meranie množstva vzduchu anemometrom najpresnejšou metódou merania.

Výhody merania množstva vzduchu

• Presné stanovenie hmotnostného množstva vzduchu.
• Rýchla reakcia prietokomera na zmeny prietoku.
• Žiadne chyby spôsobené zmenami tlaku vzduchu.
• Žiadne chyby spôsobené zmenami teploty nasávaného vzduchu.
• Jednoduchá inštalácia prietokomera bez pohyblivých častí.
• Veľmi nízky hydraulický odpor.

Meranie objemu vzduchu pomocou vyhrievaného drôtu (LH-Motronic)

Pri tomto type vstrekovania benzínu je anemometer súčasťou bežnej časti sacieho potrubia, ktorého senzorom je natiahnutý vyhrievaný drôt. Vyhrievaný drôt sa udržuje na konštantnej teplote prechodom elektrického prúdu, ktorý je asi o 100 ° C vyšší ako teplota nasávaného vzduchu. Ak motor nasáva viac alebo menej vzduchu, teplota drôtu sa zmení. Generovanie tepla musí byť kompenzované zmenou vykurovacieho prúdu. Jeho veľkosť je mierou množstva nasávaného vzduchu. Meranie prebieha približne 1000 XNUMX -krát za sekundu. Ak sa horúci vodič pretrhne, riadiaca jednotka prejde do núdzového režimu.

 

Pretože je drôt v sacom potrubí, môžu sa na drôte vytvárať usadeniny, ktoré ovplyvňujú meranie. Preto sa pri každom vypnutí motora vodič na základe signálu z riadiacej jednotky krátko zahreje na asi 1000 XNUMX ° C a usadeniny sa na ňom spália.

Platinový vyhrievaný drôt s priemerom 0,7 mm chráni drôtené pletivo pred mechanickým namáhaním. Drôt môže byť tiež umiestnený v obtokovom potrubí vedúcom do vnútorného potrubia. Kontaminácii vyhrievaného drôtu sa zabráni prekrytím sklenenou vrstvou a vysokou rýchlosťou vzduchu v obtokovom kanáli. Spaľovanie nečistôt už v tomto prípade nie je potrebné.

Meranie množstva vzduchu pomocou vyhrievaného filmu

Odporový snímač tvorený vyhrievanou vodivou vrstvou (filmom) je umiestnený v prídavnom meracom kanáli puzdra snímača. Vyhrievaná vrstva nie je kontaminovaná. Nasávaný vzduch prechádza prietokomerom vzduchu a ovplyvňuje tak teplotu vodivej vyhrievanej vrstvy (filmu).

Senzor sa skladá z troch elektrických odporov vytvorených vo vrstvách:

• vykurovací odpor R._H (odpor snímača),
• odporový snímač R._S, (teplota snímača),
• tepelná odolnosť R._L (teplota nasávaného vzduchu).

Tenké odporové platinové vrstvy sú nanesené na keramický podklad a pripojené k mostíku ako odpory.

Elektronika reguluje teplotu vykurovacieho odporu R premenlivým napätím._H tak, aby bola o 160 ° C vyššia ako teplota nasávaného vzduchu. Táto teplota sa meria odporom R._L závisí od teploty. Teplota vykurovacieho odporu sa meria odporovým snímačom R._S... Keď sa prietok vzduchu zvyšuje alebo znižuje, vykurovací odpor sa viac alebo menej ochladzuje. Elektronika prostredníctvom odporového snímača reguluje napätie vykurovacieho rezistora tak, aby teplotný rozdiel opäť dosiahol 160 ° C. Z tohto riadiaceho napätia generuje elektronika snímača signál pre riadiacu jednotku zodpovedajúci hmotnosti vzduchu (hmotnostnému prietoku).

 

V prípade poruchy merača hmotnosti vzduchu elektronická riadiaca jednotka použije náhradnú hodnotu doby otvorenia vstrekovačov (núdzový režim). Náhradná hodnota je určená polohou (uhlom) škrtiacej klapky a signálom otáčok motora - takzvané ovládanie alfa-n.

Volumetrický prietokomer vzduchu

Okrem snímača hmotnostného prietoku vzduchu, takzvaného volumetrického, ktorého popis je možné vidieť na obrázku nižšie.

 

Ak motor obsahuje snímač tlaku vzduchu MAP (manifold air pressure), riadiaci systém vypočíta údaje o objeme vzduchu pomocou údajov o otáčkach motora, teplote vzduchu a objemovej účinnosti uložených v ECU. Princíp bodovania je v prípade MAP založený na veľkosti tlaku, či skôr podtlaku v sacom potrubí, ktorý sa mení podľa zaťaženia motora. Keď motor nebeží, tlak v sacom potrubí je rovnaký ako tlak okolitého vzduchu. Výmena prebieha pri bežiacom motore. Piesty motora smerujúce do dolnej úvrati nasávajú vzduch a palivo a vytvárajú tak podtlak v sacom potrubí. Najvyšší podtlak vzniká pri brzdení motorom pri zatvorenej škrtiacej klapke. Nižší podtlak vzniká pri voľnobehu a najmenší podtlak pri akcelerácii, kedy motor nasáva veľké množstvo vzduchu. MAP je spoľahlivejšia, ale menej presná. MAF - Airweight je presná, ale náchylnejšia na poškodenie. Niektoré (obzvlášť výkonné) vozidlá majú snímač hmotnostného prietoku vzduchu (Mass Air Flow) a MAP (MAP). V takýchto prípadoch sa MAP používa na ovládanie funkcie boost, na ovládanie funkcie recirkulácie výfukových plynov a tiež ako záloha v prípade poruchy snímača hmotnostného prietoku vzduchu.