Описание датчиков ДМРВ, ДК, ДФ – теория

Датчик массового расхода воздуха (дмрв)

Понятно, что без воздуха бензин гореть не будет. Коэффициент избытка воздуха – степень отклонения реального состава топливовоздушной смеси от стехиометрического (соотношение «воздух–топливо» = 14,7). Для правильной работы системы управления двигателем необходимо всегда точно знать, какое количество воздуха поступило в двигатель. Это наряду с синхронизацией по положению коленчатого вала основа основ для функций управления.

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 при реальном движении автомобиля по дорогам 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 стационарных лабораторных условиях и не применяли в бортовых системах управления. Вместе с тем достижения в расходоизмерительной технике 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 для автомобилей «ВАЗ» – пленочном датчике массового расхода воздуха анемометрического типа.

Датчик устанавливается между воздушным фильтром и шлангом впускной трубы. Внешний вид датчика – рис. 5.4. Сигнал ДМРВ представляет собой напряжение постоянного тока, 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.

Рис. 5.4. Датчик массового расхода воздуха

Конструкция датчика показана на рис. 5.5. Функционирование датчика 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 находится вместе с другими элементами на керамической пластине. 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, т.е. происходит согласование уровней.

Рис. 5.5. Конструкция ДМРВ:

1 – измерительный элемент, 2 – электронная

схема, 3 – корпус датчика.

Преимуществом пленочного расходомера перед нитевым (использовался ранее на автомобилях «ВАЗ» с контроллерами «GM» и «Январь 4.1») является повышенная механическая прочность, поскольку происходит разделение функций, т.е. пленка выполняет функцию измерительного элемента, а подложка – функцию силового (несущего) элемента конструкции.

Устройство и принцип работы ДМРВ

Для обеспечения оптимального процесса сгорания топлива и соблюдения заданных экологических стандартов требуется максимально точно определять массовый расход воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, в зависимости от режимов его работы. Контроль этого процесса может осуществляется целым набором датчиков: датчик давления воздуха, датчик температуры, но наиболее популярным из них является датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), который иногда еще называют расходомером. ДМРВ фиксирует количество (массу) воздуха, поступающего из атмосферы во впускной коллектор двигателя и передает эти данные электронному блоку управления для последующего расчета топливоподачи.

Виды и особенности работы расходомеров

Расшифровка аббревиатуры ДМРВ – датчик массового расхода воздуха. Устройство применяется в автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями. Он расположен во впускной системе между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой и подключается к ЭБУ двигателя. При отсутствии или неисправности расходомера расчет количества поступающего воздуха осуществляется по положению дроссельной заслонки. Это не дает точного измерения, и на сложных режимах работы расход топлива повышается, поскольку массовый расход воздуха является ключевым параметром для вычисления количества впрыскиваемого топлива.

Принцип действия датчика массового расхода воздуха основан на измерении температуры воздушного потока, а потому этот тип расходомеров называют термоанемометрическими. Конструктивно различают два основных типа ДМРВ:

• нитиевый (проволочный);
• пленочный;
• объемного типа с поворотной заслонкой (на данный момент практически не используется).

Конструкция и принцип действия проволочного датчика

Нитиевой ДМРВ имеет следующее устройство:

• корпус;
• измерительная трубка;
• чувствительный элемент – платиновая проволока;
• терморезистор;
• преобразователь напряжения.

Платиновая нить и терморезистор представляют собой резистивный мост. При отсутствии воздушного потока платиновая нить постоянно подогревается до заданной температуры путем прохождения через нее электрического тока. Когда дроссельная заслонка открывается и начинается движение воздуха, чувствительный элемент охлаждается, что снижает его сопротивление. Это провоцирует увеличение “нагревающего” тока для уравновешивания моста.

Преобразователь трансформирует происходящие изменения силы тока в выходное напряжение, которое передается ЭБУ двигателя. Последний, исходя из существующей нелинейной зависимости, рассчитывает количество подаваемого в камеры сгорания топлива.

Эта конструкция имеет один существенный недостаток – со временем возникают неисправности. Чувствительный элемент изнашивается, и его точность падает. Также они могут загрязняться, но для решения этой проблемы проволочные датчики массового расхода воздуха, устанавливаемые в современных автомобилях, имеют режим самоочистки. Он предполагает кратковременный разогрев проволоки до 1000°С при выключенном двигателе, что приводит к сжиганию скопившихся загрязнений.

Схема и особенности работы пленочного ДМРВ

Принцип работы пленочного датчика во многом схож с нитиевым. Однако в этой конструкции есть несколько отличий. Вместо платиновой проволоки в качестве основного чувствительного элемента установлен кристалл кремния. Последний имеет платиновое напыление, состоящее из нескольких тончайших слоев (пленок). Каждый из слоев представляет собой отдельный резистор:

• нагревательный;
• терморезисторы (их два);
• датчика температуры воздуха.

Кристалл с напылением помещен в корпус, который подключается в канал подачи воздуха. Он имеет особенную конструкцию, позволяющую выполнять измерение температуры не только входящего, но и отраженного потока. Поскольку всасывание воздуха достигается за счет разрежения, скорость движения потока очень высока, что препятствует скоплению загрязнений на чувствительном элементе.

Так же, как и в нитиевом датчике, чувствительный элемент нагревается до заданной температуры. При прохождении воздуха на терморезисторах возникает разница температур, на основе которой рассчитывается масса потока, поступающего из атмосферы. В таких конструкциях сигнал в ЭБУ двигателя может подаваться как в аналоговом формате (выходное напряжение), так и в более современном и удобном для обработки – цифровом.

Последствия и признаки неисправности ДМРВ

Как и для любого типа датчика двигателя, неисправности ДМРВ означают неверные расчеты ЭБУ двигателя и, как следствие, некорректная работа системы впрыска. Это может вызвать перерасход топлива или, напротив, недостаточную подачу, что снижает мощность мотора.

Наиболее яркие симптомы неисправности датчика:

• Появление на приборной панели автомобиля сигнала “Check Engine”.
• Существенное увеличение расхода топлива при обычном режиме эксплуатации.
• Снижение интенсивности разгона двигателя.
• Сложности с запуском двигателя и возникновение самопроизвольных остановок в его работе (мотор глохнет).
• Работа только на одном определенном уровне оборотов (низкие или высокие).

Если вы обнаружили признаки неисправности датчика массового расхода воздуха, попробуйте отключить его. Увеличение мощности двигателя будет подтверждением поломки ДМРВ. В этом случае его потребуется промыть или заменить. При этом необходимо подбирать датчик, рекомендованный производителем автомобиля (то есть оригинальный).

Описание датчиков ДМРВ, ДК, ДФ – теория

Решил особо заострить внимание на датчиках используемых в наших с вами авто. Сколько раз видел как издеваются над датчиками ДМРВ и ДК, то моют их в спирте и им подобных, брызгают различными очистителями, окунают в соляную кислоту (ДК)… В общем кто на что горазд…

Сейчас вы поймёте почему так делать нельзя. Попробую объяснить на пальцах с выкладыванием фото внутренних составляющих датчиков автоВАЗа.

Наши подопытные:

ДМРВ BOSCH 0280218116 (датчик массового расхода воздуха)
ДК BOSCH 0258006537 (датчик кислорода)
ДФ 141.3855 (датчик фаз)

Чувствительный элемент пленочного расходомера воздуха представляет собой кристалл кремния, на который нанесено несколько тонких платиновых слоев (можно увидеть под микроскопом) – резисторов: нагревательного резистора, двух терморезисторов, резистора датчика температуры воздуха. Как раз таки мы и видим на фото кристалл, а не диод с обратной стороны корпуса датчика, обычно его путают и пытаются всячески отмыть

аналоговые сигналы с датчика поступают в эл.схему где преобразуются в сигнал понятный ЭБУ

попытался нагреть феном герметик, видны микро проводники соединяющие кристалл с печатной платой АЦП преобразователя

Брызгая различными хим средствами на чувствительный элемент датчика вы меняете сопротивление напыленных микронных слоёв на пластине. Прямое же ее предназначение — работа с воздухом. Но никак не с жидкостями! Вот так горе авто “лечители” убивают без того помирающей либо рабочий ДМРВ.

Следующий наш подопытный ДК (датчик кислорода), другое его название лямбда-зонд (?-зонд).

а вот и косяк, почему мой датчик перестал работать, сломалась(от вибрации, то ли ещё от чего) измерительная керамическая пластина

Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента (что то типа обычной батарейки) с твердым электролитом в виде керамики. Керамика покрыта (напылены) двумя разными по электропроводности металлами, а поверх неё токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы. Измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до определенной температуры (для автомобильных двигателей 300—400 °C).

В таких условиях “электролит” приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения. По сути это датчик переключения, потому что значения выходящего сигнала переключаются между двумя величинами 0.1в либо 0.9в (в отличии от ШДК — широкополосный датчик кислорода).

Это напряжение подаётся на ЭБУ. Показания датчика дают возможность электронной системе управления регулировать правильное соотношение воздуха и бензина в камерах сгорания. Для правильной работы лямбда-зонда при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев, который встроен в тело керамической пластины датчика.

измерительная керамическая пластина просто зажата между контактами, типа прищепки

Думаю не надо объяснять что будет с контактами если они “попробуют” какой-нибудь кислоты.
продолжим…

ДФ — Датчик фаз, так же называют ещё «датчик положения распределительного вала (ДПРВ) .

Работа датчика фаз нужна ЭБУ для определения в каком положении находится распредвал и определяет какой клапан открыт, какая фаза газораспределения. Датчик фаз передаёт импульс на ЭБУ, тот в свою очередь открывает нужную форсунку и впрыскивает бензин в цилиндр перед самым открытием впускного клапана. Когда клапан открылся, воздух всасывается через впускной клапан и топливо активно перемешивается с воздухом.

Датчик обеспечивает фазированный впрыск (последовательный) топлива, т.е каждая форсунка работает отдельно что обеспечивает более экономный режим. При “умирании” ДФ система переходит на попарно-параллельный режим т.е 2е форсунки открываются одновременно.

эл. схема преобразователя

Чувствительный элемент датчика работает по принципу Холла (по изменению магнитного поля на поверхности датчика возникает поле электрическое, называемое электродвижущей силой (э.д.с) Холла. Чёрный элемент на 3х ножках и есть датчик Холла

Сам датчик помещён по центру металлического сердечника, который вкручивается в центр небольшого магнита (кстати вот ещё один косяк. магнит попросту растрескался и раскрошился что послужило заменой этого датчика)

магнитная крошка на поверхности того что когда то называлось магнитом

эл. схема преобразователя отправляющая сигнал на ЭБУ

Как я уже и писал, датчик фаз служит для подачи топлива в синхронном режиме — т.е. какой цилиндр рабочий в данный момент — туда топливо и подается. А происходит это благодаря выступу на шестерне РВ. (фото ниже)

Всем правильных и верных показаний))

п.с. вот собственно сам кристалл ДМРВ “под микроскопом”, чтобы было наглядно понятно

И ещё хочу отметить один момент, все автолюбители хорошо знают, что за шрусами, вернее за пыльниками нужно следить регулярно. Но даже в сложной ситуации, можно приобрести
ремкомплект для шруса и поменять, не дожидаясь, когда шрус придёт в негодность.

Что такое ДМРВ, почему он важен и как диагностировать его неисправность

За прошедшие три десятилетия моторы с распределённым и непосредственным впрыском топлива окончательно вытеснили все прочие типы конструкций. Казалось бы, срок немалый, но инженеры так и не смогли побороть “детские болезни” важных электронных компонентов, среди которых — датчик массового расхода воздуха (ДРМВ), отвечающий за состав топливовоздушной смеси. Давайте вспомним, как устроен ДМРВ, почему он так важен и как диагностировать его неисправность.

Что такое ДМРВ

В современных моторах применяются два вида системы питания: при распределённом впрыске форсунка подаёт топливо во впускной патрубок, при непосредственном — в камеру сгорания. Для обеих систем важна корректная работа датчика массового расхода воздуха, который когда-то был механическим (флюгерного типа), а сейчас лишен подвижных механических частей и выполнен термоанемометрическим (от «анемо» — ветер).

Заводской ДМРВ немецкого производства для двигателя ВАЗ

Датчик массового расхода воздуха может стоять не только на бензиновом, но и на дизельном моторе, где на него «завязана» работа клапана EGR (система рециркуляции выхлопных газов)

Как говорили шоферы старой школы, ДВС не работает в двух случаях: нечему гореть или нечем поджечь. ДМРВ как раз и сообщает электронному блоку управления о количестве поступающего воздуха, кислород которого и становится “топливом” для рабочей смеси. Получив такой сигнал, ЭБУ может обеспечить максимально полное сгорание. Устройство, расположенное во впускном тракте, состоит из двух резисторов, которые конструктивно могут быть выполнены в различных вариантах. В первом случае резистор подвергают воздействию проходящего воздуха: при изменении интенсивности потока он охлаждается, его внутреннее сопротивление меняется. Во втором случае он не обдувается — по разности показаний с двух резисторов и вычисляют объём воздуха, который нужно подать в цилиндры.

На вторичный рынок датчик поставляется с защитными крышками-заглушками, чтобы исключить его загрязнение при транспортировке

Так выглядит датчик на обычном вазовском двигателе. Демонтировать его из корпуса без спецключа не получится

Снятый датчик в «голом виде». Хорошо виден чувствительный элемент

Исходя из данных по массе и температуре поступившего воздуха, ЭБУ определяет его плотность, а также просчитывает длительность открытия форсунок и количество топлива, которое подаётся в камеру сгорания. В общем, ДМРВ важен и для достижения максимальной мощности мотора, и для более полного сгорания (экологичности), и для экономичной езды. Выход из строя этого датчика, как и большинства остальных, приводит к срабатыванию сигнализатора Check Engine.

Check Engine может загореться по любому поводу. Если нет бортового компьютера с функцией диагностики, придется ехать на СТО, где есть сканер

Однако далеко не всегда владелец связывает сработавший “чек” с ДМРВ — особенно если двигатель работает без особых перебоев, а динамические характеристики автомобиля ничуть не ухудшились. Поэтому важно не оставлять загоревшийся индикатор неисправности двигателя без внимания, а считать ошибки диагностическим компьютером.

ДМРВ или ДАД?

Датчик абсолютного давления (ДАД) совместно с датчиком температуры (ДТВ) также контролирует, какое количество воздуха поступает во впускной коллектор. На основании этих показаний контроллер формирует команду-импульс на форсунки. Важное отличие ДАД от ДМРВ — отсутствие воздуха в корпусе, поскольку этот датчик работает на основе измерения показаний разницы давлений на входе и давления в вакуумной камере. Конструктивной особенностью ДАД является высокочувствительная диафрагма, которая растягивается под воздействием давления во впускном коллекторе. Этот процесс влияет на сопротивление тензорезисторов, вследствие чего изменяется напряжение.

Датчик абсолютного давления (на фото) и ДМРВ работают по разным принципам ​

ДАД намного дешевле датчика массового расхода воздуха, однако алгоритм его работы менее совершенен. Да и вообще далеко не все блоки управления могут корректно работать с ДАД. Более того, при переходе на датчик абсолютного давления мотор может реагировать на открытие дросселя с гораздо большей задержкой, чем с родным ДМРВ. И, конечно же, просто заменить ДМРВ на ДАД без серьезных доработок не получится в силу разности их конструкции и даже расположения.

Есть двигатели, где выбормежду ДАД и ДМРВ не стоит, потому что на моторе присутствуют оба эти датчика сразу!

Обычно мысли об установке ДАД вместо штатного датчика массового расхода воздуха появляются при отказе последнего, а также во время тюнинга мотора — особенно если происходит перевод атмосферника на турбонаддув. Однако некоторые владельцы сознательно отказываются от ДМРВ из-за его высокой стоимости и не самого большого ресурса. Ведь при неудачном стечении обстоятельств датчик может выйти из строя уже через 60-70 тысяч километров пробега, а к цифре 120-130 тысяч на одометре многих бюджетных автомобилей он практически гарантированно “умирает”.

Но те, кто не заморачивается доработками двигателя, обычно ездят со штатным датчиком массового расхода воздуха, а не заменяют его связкой ДАД+ДТВ (датчик температуры воздуха). Тем более, что далеко не все блоки управления двигателем работают с датчиком абсолютного давления лучше, чем с родным ДМРВ. Какой из датчиков более совершенен по конструкции, однозначно ответить сложно – тем более, если речь идёт о попытке замены одного (и часто уже неисправного) расходомера другим. Ведь история знает множество примеров, когда счастливые владельцы наматывали по несколько сотен тысяч километров как на двигателе с родным расходомером, так и на моторе с датчиком абсолютного давления, особенно если последний штатно ставили на заводе.

Можно ли обойтись без него?

Отказ ДМРВ приводит к срабатыванию “чека”, но двигатель при этом будет работать и дальше. Правда, в зависимости от новизны прошивки ЭБУ, “аварийная” программа, не увидев сигнала, может поднять обороты холостого хода примерно до 1 500 об/мин. На относительно новых версиях программного обеспечения неисправность датчика приводит лишь к повышению расхода топлива или падению динамики. В любом случае, ошибка датчика массового расхода воздуха является важной причиной для того, чтобы проверить его, хотя бы измерив напряжение.

При некорректной работе ДМРВ электроника может начать переобогащать рабочую смесь

Игнорировать неисправность не стоит, поскольку даже на относительно простых автомобилях (переднеприводная линейка Lada первых поколений) отказ ДМРВ грозит заметным перерасходом бензина либо ослаблением выходных характеристик мотора. Именно поэтому ответ на популярный вопрос «Можно ли вообще обойтись без ДМРВ, если он заложен в конструкцию машины?» однозначен и звучит так: нет, нельзя.

Как диагностировать неисправность?

Кроме косвенных признаков, о которых мы упоминали выше, существует вполне объективный параметр, указывающий на состояние датчика и его ресурс — это рабочее напряжение при включенном зажигании. Изучимего на примере «вазовского» датчика как одного из самых распространённых.

Схема подключения ДМРВ на двигателе ВАЗ

Подключив мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения и включив зажигание, можно снять показания по выходному напряжению ДМРВ. Для новой или “эталонной” детали он составляет 0,996 В.

Такое напряжение указывает на то, что датчик работает как новый

Один из вариантов измерения напряжения – прямо через разъем подключения датчика

Дальше параметры оцениваются так:

1,010-1,019 В — хорошее состояние, о замене пока не нужно думать
1,020-1,029 В – датчик работоспособен, это примерно половина остаточного ресурса
1,030-1,039 В — еще исправен, но ресурс подходит к концу
1,040-1,049 В – ДМРВ на грани выхода из строя, скоро потребует замены
1,050 В и выше — расходомер требует немедленной замены

При параметре 1,016 В (первое фото) датчик в хорошем состоянии, а вот 1,035 В – уже повод задуматься о покупке нового​

Такой параметр датчик выдает на грани исправности, но нужно точно убедиться в том, что данные соответствуют действительности, а не связаны с погрешностью мультиметра

Нужно учитывать, что многие тестеры завышают показания, поэтому существует риск «приговорить» вполне исправный датчик. К тому же его параметры во многом зависят от чистоты «масс» в цепи.

Плохой обжим проводов или сгнившая «коса» могут повлиять на корректность работы как ДРМВ, так и ДАД, что особенно характерно для моторов старых автомобилей​

Лучше всего до покупки не самого дешевого датчика установить сначала заведомо исправный «бэушный», одолжив его для проверки на время у коллеги по работе, соседа по стоянке, знакомого по форуму с такой же машиной и т.д. Также стоит больше верить показаниям диагностического сканера, подключенного к разъему OBD-2, чем дешевому мультиметру.

Промывать или нет?

Многие механики с многолетним стажем и рядовые владельцы автомобилей уверены в том, что «уставший» ДМРВ можно оживить элементарной промывкой – то есть вынуть его из корпуса и хорошенько «пролить» каким-нибудь «карбклинером» или спиртом примерно так же, как 20-30 лет назад это делали с жиклёрами карбюратора. В действительности же существуют специализированные составы для очистки датчиков, которые не имеют ничего общего с растворителями отложений, использующимися для промывки карбюраторов. Поэтому и цена у таких «узкозаточенных» очистителей ДМРВ совсем другая — и, как нетрудно предположить, более высокая. К тому же производители подобных жидкостей прямо указывают, что они не сделают чудес и не превратят “полудохлый” датчик в совершенно новый, а предназначены для профилактической промывки исправных ДМРВ — снять загрязнения, связанные с пылью и масляным туманом, попавшим во впускной тракт из системы вентиляции картера.

Обратите внимание: для промывки используется специализированный состав именно для чистки ДМРВ, а не универсальный очиститель карбюратора или топливной системы

Практический опыт применения подобных “чудо-средств” показывает, что они действительно могут немного снизить показания еще исправного датчика, а вот вышедшему за 1,05 В подобные манипуляции уже будут что мёртвому припарки.

Главное – не повредить снятый датчик, который боится даже пыли, не говоря уже о механическом воздействии ​

Многие водители по неопытности сами губят ещё живые датчики при промывке. Чувствительные элементы нельзя трогать руками или протирать ветошью, да и сильный напор жидкости кроме вреда ничего не принесёт. Поэтому к чистке ДМРВ в гаражных условиях нужно относиться с большой осторожностью и помнить:если датчик уже «умер», то это неопасно иему уже не поможет, но, даже если он еще вполне исправен, эта процедура может и не принести заметного результата.

Особенности датчиков ДК, ДФ и ДМРВ

Датчики

Особенности датчиков

Многие датчики автомобиля требуют аккуратного обращения. Их нельзя мыть в спирте, окунать в соляную кислоты или обрабатывать очистителями. Внутренние части датчиков подвергаются сильному разрушению от таких процедур.

Для анализа возьмем три устройства:

(Bosch 0280218116); (Bosch 0258006537);
• Датчик фаз (141.3855).

Датчик расхода воздуха

Расходомер воздуха выполнен в виде чувствительного элемента, состоящего полностью из кристалла кремния. На него нанесены тонкие слои платины.

На фото хорошо видно этот кристалл с обратно стороны корпуса. Обычно его путают с диодом и пытаются мыть.

Тут сигналы переводятся из аналогового в цифровой вариант.

Микропроводники соединяют кристалл с печатной платой АЦП-преобразователя. При попадании сюда чистящего средства на пластине меняется сопротивление микронных слоев, и датчик довольно быстро выходит из строя.

Датчик кислорода

Иногда этот датчик называют Ламбда-Зонд.

Для того чтобы проникнуть внутрь устройства, его придется распилить. На фото хорошо видна поломка керамической пластины.

Датчик кислорода работает как гальванический элемент. Функцию электролита выполняет твердая керамика, которая покрыта двумя разными по электропроводности металлами. Лямбда-Зонд работает только в горячей среде, потому что электролит приобретает свою проводимость при высоких значениях температуры.

Устройство переключает выходящий сигнал и передает на ЭБУ напряжение. Электронная система контролирует оптимальное соотношение воздуха и топлива в камерах сгорания. При пониженных температурах или запуске двигателя осуществляется принудительный нагрев тела пластины встроенным в нее элементом.

Внутренняя часть датчика показана на следующих фото:

Керамическая пластина крепится к контактам с помощью зажима, наподобие прищепки.

Такие контакты ни в коем случае не стоит протирать кислотой.

Датчик фаз

Иначе это устройство называют датчиком распределительного вала.

Датчик передает на ЭБУ данные о положении распределительного вала, количестве открытых клапанов и фазе газораспределения. После получения импульса электронная система открывает или закрывает форсунку, впрыскивает бензин в цилиндр. Датчик регулирует последовательность впрыска топлива. Если по какой-либо причине устройство ломается, то двигатель переходит в неэкономичный режим работы, открывая сразу две форсунки одновременно.

За счет изменения магнитного поля осуществляется работа чувствительного элемента датчика. На рисунке показан датчик Холла, имеющий три ножки.

Датчик фаз размещен в центре металлического сердечника. Устройство вкручено в центр небольшого магнита, который со временем потрескался и начал крошится.

На поверхности образовалась магнитная крошка. На фото представлены схема преобразователя и общий вид датчика.

Адекватная и синхронная работа датчика фаз осуществляется за счет специального выступа на шестерне РВ.

Для большей наглядности можно привести схему кристалла ДМРВ. Рисунок выполнен на основе данных полученных при большом увеличении.

Стоит также предостеречь автолюбителей от неправильной очистки шрусов. Для ухода за ними существует специальный ремкомплект. Если следовать указаниям в инструкции, то детали автомобиля прослужат гораздо дольше.

Описание датчиков ДМРВ, ДК, ДФ – теория

Чувствительный элемент датчика кислорода находится в потоке отработавших газов. При достижении датчиком рабочих температур, превышающих 360 град. С, он начинает генерировать собственную ЭДС, пропорциональную содержанию кислорода в отработанных газах. На практике, сигнал ДК (при замкнутой петле обратной связи) представляет собой быстро изменяющееся напряжение, колеблющееся между 50 и 900 милливольт. Изменение напряжения вызвано тем, что система управления постоянно изменяет состав смеси вблизи точки стехиометрии, сам ДК не способен генерировать какое-либо переменное напряжение.

Выходное напряжение зависит от концентрации кислорода в отработавших газах в сопоставлении с опорными данными о содержании кислорода в атмосфере, поступающими с элемента конструкции датчика, служащего для определения концентрации атмосферного кислорода. Этот элемент представляет собой полость, соединяющуюся с атмосферой через небольшое отверстие в металлическом наружном кожухе датчика. Когда датчик находится в холодном состоянии, он не способен генерировать собственную ЭДС, и напряжение на выходе ДК равно опорному (или близко к нему).

Для ускорения прогрева датчика до рабочей температуры он снабжен электрическим нагревательным элементом. Различают датчики с постоянным и импульсным питанием нагревательного элемента, в последнем случае, подогревом ДК управляет ЭБУ. Электронный блок управления постоянно подаёт на цепь датчика стабильное опорное напряжение 450 милливольт. Непрогретый датчик имеет высокое внутреннее сопротивление и не генерирует собственную ЭДС, поэтому, ЭБУ «видит» только указанное стабильное опорное напряжение. По мере прогрева датчика при работающем двигателе его внутреннее сопротивление уменьшается, и он начинает генерировать собственное напряжение, которое перекрывает выдаваемое ЭБУ стабильное опорное напряжение. Когда ЭБУ «видит» изменяющееся напряжение, ему становится известным, что датчик прогрелся, и его сигнал готов для применения в целях регулирования состава смеси.

График выходного сигнала Датчика Кислорода

Датчик кислорода, применяемый в серийных системах впрыска, не способен регистрировать изменения состава смеси, заметно отличающиеся от 14,7:1, в силу того, что линейный участок его характеристики очень «узкий» (см. график выше по тексту). За этими пределами лямбда – зонд почти не меняет напряжение, то есть не регистрирует изменения состава ОГ.

На автомобилях ВАЗ прежних модификаций (1,5 л.) в системах Евро‑2 применялся датчик BOSCH 0 258 005 133. В системах Евро‑3 он применялся в качестве первого ДК, устанавливаемого до катализатора. Вторым ДК, для контроля содержания вредных выбросов после катализатора устанавливается датчик с «обратным» разъемом (хотя, в встречаются и авто с одинаковыми). В новых автомобилях 1,5/1,6 л., с системой впрыска Bosch M7.9.7 и Январь 7.2, выпускаемых с октября 2004 г. устанавливается датчик BOSCH 0 258 006 537. Внешние отличия смотрите на фотографиях. Новый ДК имеет керамический нагреватель, что позволяет существенно снизить потребляемый им ток и уменьшить время прогрева.

Для замены вышедших из строя оригинальных лямбда-зондов фирма Bosch выпускает специальную серию из 7 универсальных датчиков, которые перекрывают практически весь диапазон применяемых штатно датчиков. Информация по ним ЗДЕСЬ.

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР

В автомобилях с обратной связью по ДК (нормы токсичности Евро-II, Евро-III и выше) применяется нейтрализатор вредных выбросов в выхлопных газах. Применение катализаторов на системах без ОС возможно, при грамотной настройке и полностью исправном двигателе, т.к наиболее эффективно работает только на смесях, близких к стихеометрическим (14,7:1), при любом отклонении от которых эффективность его значительно снижается.

Спорную по некоторым утверждениям, но, безусловно, интересную статью посвященную катализаторам читайте ЗДЕСЬ.

В автомобилях прошлых лет выпуска применялся керамический нейтрализатор, который позже заменил металлический. В последних моделях 16V двигатели 1,6 могут оснащаться так называемым катколлектором. Следует внимательно относиться к этому устройству – катализатор (или катколлектор) наиболее эффективно работают при очень высокой температуре и при пропусках воспламенения в каком-либо цилиндре бензин будет воспламеняться в катализаторе (катколлекторе), выделяя огромную тепловую энергию – в считанные минуты он раскаляется добела, что может стать причиной нарушения электропроводки и даже возгорания автомобиля. Именно по этой причине не рекомендуется отключать в прошивках диагностику пропусков воспламенения. Попадание несгоревшего топлива в катколлектор способно в считанные секунды разрушить его.

ДАТЧИК МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА

Существует довольно много различных типов датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ): механические (флюгерного типа), ультразвуковые, термоанемометрические и т.д.

В данном разделе мы рассмотрим устройство термоанемометрического датчика HFM‑5 производства Bosch, устанавливаемого на автомобили ВАЗ. Чувствительный элемент датчика представляет собой тонкую пленку, на которой расположено несколько температурных датчиков и нагревательный резистор. В середине пленки находится область подогрева, степень нагрева которой контролируется с помощью температурного датчика. На поверхности пленки со стороны потока воздуха и с противоположной стороны симметрично расположены еще два термодатчика, которые при отсутствии потока воздуха регистрируют одинаковую температуру. При наличии потока воздуха первый датчик охлаждается, а температура второго остается практически неизменной, вследствие подогрева потока воздуха в зоне нагревателя. Дифференциальный сигнал обоих датчиков пропорционален массе проходящего воздуха. Электронная схема датчика преобразует этот сигнал в постоянное напряжение, пропорциональное массе воздуха. Такая конструкция получила название Hot Film (HFM), к ее достоинствам можно отнести высокую точность измерения и способность регистрировать обратный поток воздуха, к недостаткам – низкую надежность в условиях загрязнения и попадания влаги.

В старых системах (ЭБУ Январь‑4 и GM-ISFI-2S) применялись другие термоанемометрические ДМРВ, чувствительные элементы которых были выполнены в виде нитей. Такие датчики получили название Hot Wire MAF Sensor. Выходной сигнал этих датчиков был частотный, то есть в зависимости от расхода воздуха менялось не напряжение, а частота выходных импульсов. Датчики были менее точны, не позволяли регистрировать обратный поток, но эти недостатки перекрывала очень высокая надежность.

ДМРВ – очень важный датчик в любой системе управления. На основе его сигнала производится расчет циклового наполнение цилиндра, пересчитываемого в конечном итоге в длительность импульса открытия форсунок.

На автомобили ВАЗ устанавливались несколько типов датчиков: GM, BOSCH, SIEMENS и Российский. В 1999 – 2004 гг. на конвейере ВАЗа устанавливались два типа датчиков 0 280 218 – 037 и 0 280 218 – 004. Эти датчики выдают разные параметры выходного напряжения (тарировки) на одинаковом расходе воздуха и взаимозамена (вернее, замена 004 на 037, как правило) возможна только с заменой тарировочных таблиц в прошивке. То же касается и нового датчика 116, устанавливаемого серийно с начала 2005 г.

В соответствии с действующей документацией, на ВАЗе разрешены к применению три модификации датчика расхода воздуха HFM5 фирмы BOSCH. Под каталогом ВАЗ понимается каталоги запасных частей для конкретных автомобилей. К сожалению на датчиках присутствуют только последние три цифры «Бошевского» каталожного номера, а ВАЗовский № отсутствует.

Модель	№ Bosch	№ ВАЗ
HFM5‑4.7	0 280 212 004	21083 – 1130010-01
HFM5‑4.7	0 280 212 037	21083 – 1130010-10
HFM5-CL	0 280 212 116	21083 – 1130003-20

Исторически первым был введен датчик 004 в проектах с калибровками M1V13O54,M1V13R59, M1V05F05 и M7V03E65 (а так же J5V05F16, первая неофициальная версия Январь 5.1). Первые два проекта легко определяются по внешнему виду т.к. они без нейтрализатора и в них использовался резонансный датчик детонации. Затем эти два первых проекта были прекращены в производстве и все дальнейшие проекты (с калибровками последующих серий) стали укомплектовываться датчиками 037. Одновременно с прекращением двух вышеназванных проектов проект M7V03E65 также стал комплектоваться 037 датчиком. Модификация 037 отличается от 004 доработкой внутреннего воздушного канала датчика с целью убрать пульсации воздушного потока, которые возникают в 004 даже при ламинарном воздушном потоке в впускном коллекторе. При этом характеристика 037 сместилась по сравнению с 004. Считается, что при наличии обратной связи по кислороду эти отличия компенсируются, именно поэтому калибровка проекта M7V03E65 при смене датчика не была изменена.

С октября 2004 г. основным датчиком является 116. Модификация 116 предназначена для проектов с контроллерами нового поколения Bosch М7.9.7 и его отечественными аналогами – Январь 7.2, параллельное производство которых начато фирмами Итэлма и Автэл. Тарировка датчика и его конструкция отличаются от 004 и 037.

Датчик поставляется только в сборе, с кодом и маркируется зеленым кругом. Сам элемент имеет измененную конструкцию. В 2006 г. для усложнения кражи или подмены элементов ДМРВ для закрепления чувствительного элемента в корпусе применяются специальные однонаправленные болты.

Неисправность датчика расхода воздуха

Что делать если у вашего автомобиля появились симптомы “умершего” ДМРВ? Прежде чем ехать на СТО или в магазин за новым дорогостоящим датчиком – попробуйте его проверить самостоятельно.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ или MAF-sensor), контролирует объем поступающего воздуха во впускную систему ДВС, для создания топливно-воздушной горючей смеси. Это позволяет получить максимальную мощность двигателя, при минимальном расходе топлива. От показаний ДМРВ зависит правильная работа всех остальных взаимосвязанных систем двигателя.

Принцип работы ДМРВ

Большинство датчиков массового расхода воздуха имеют две высокочувствительные нагревательные нити (терморезисторы). Нити изготавливаются из платины или вольфрама, и на них подается электрический ток для нагрева до определенной температуры.

Одна нить сенсора располагается непосредственно в воздушной магистрали, а вторая защищена специальным экраном от прямого воздушного потока. При работе двигателя, поток воздуха проходящий через датчик, охлаждает открытую нить сильнее. В результате чего между терморезисторами возникает разница температур, и для открытой нити, чтобы восстановить необходимую температуру – требуется большее количество тока.

Учитывая интенсивность охлаждения терморезистора и разницу показаний между нитями – электронный блок управления (ЭБУ) производит расчет количества воздуха поступающего во впускной тракт, и определяет необходимое количество топлива для стабильной работы двигателя. Во многих ДМРВ дополнительно встроен датчик температуры воздуха, поступающего во впускной тракт, который позволяет снимать более точные показания.

В некоторых датчиках ДМРВ вместо высокочувствительных нитей, используется либо керамический нагревательный элемент с напылением, либо полупроводниковая пленка. Но принцип работы датчика при этом остаётся прежним.

Где находится ДМРВ?

Датчик массового расхода воздуха стоит во впускном тракте автомобиля, между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой, и закреплен непосредственно на корпусе воздушного фильтра.

Признаки неисправности датчика расхода воздуха

Если ДМРВ начинает выдавать некорректные данные, то происходит сбой в системе подготовки топливно-воздушной смеси, нарушаются пропорции топлива и воздуха. Отсюда вытекают следующие симптомы неисправности:

• Нестабильные обороты холостого хода
• Нарушение плавности хода автомобиля
• Затрудненный или невозможный запуск двигателя
• Ощутимое ухудшение динамики автомобиля
• Увеличение расхода топлива
• Не гаснет желтая лампа «Check Engine» на панели приборов

Лампочка «проверь двигатель» на панели приборов

Если на панели приборов постоянно горит лампа «Check Engine», то самым простым способ проверки, при наличии диагностического прибора, является считывание кодов ошибок, которые позволят точно определить проблему. Одной из самых частых ошибок ДМРВ является ошибка р0100. Расшифровки диагностических кодов можно найти в технической литературе к конкретному автомобилю.

Ни один из вышеперечисленных симптомов не являются стопроцентной гарантией, что вышел из строя именно ДМРВ. Виновниками могут оказаться и другие системы автомобиля. Но все эти симптомы в совокупности, или каждый по отдельности дают повод проверять расходомер на работоспособность.

Как определить неисправность датчика расхода воздуха

Наиболее простым способом проверки работоспособности датчика расхода воздуха является его отсоединение из системы. Как правило, такой метод практически на 100% показывает — исправен элемент, или нет.

Сначала необходимо завести машину и немного прогреть двигатель путем подгазовывания. Спустя минуты 3 глушим двигатель и снимаем клемму датчика. Возвращаемся в салон и снова заводим авто. Если обороты заметно возросли, то ДМРВ неисправен.

Также, сняв датчик, будет заметен более быстрый набор оборотов при подгазовывании педалью, чем это было с датчиком. Если вовремя не заменить ДМРВ, топливная смесь будет слишком обогащенной, что приведет к разжижению масла и перегреву двигателя.

Как проверить датчик расхода воздуха (3 способы проверки)

В некоторых случаях, для проверки ДМРВ, его необходимо демонтировать с автомобиля. Порядок демонтажа:

1. Ослабить хомут,
2. Снять воздушный патрубок,
3. Открутить винты крепления датчика к корпусу воздушного фильтра.
4. Перед тем как отключить электрический разъем, необходимо снять минусовую клемму с аккумуляторной батареи. Это нужно сделать, чтобы электронный блок управления двигателем не выдал ошибку, и не загорелась лампа «чэка».

Способ №1. Визуальный контроль

Для этого необходимо снять датчик и внимательно его осмотреть на наличие механических повреждений или посторонних предметов, мусора. Также стоит визуально оценить целостность сенсоров нагревательных нитей или нагревательной плёнки.

Подобные проблемы могут возникнуть из-за негерметичного корпуса воздушного фильтра, или из-за некачественного воздушного фильтра.

При выявлении видимых повреждений – датчик необходимо заменить. А при наличии в нём мусора или загрязнений – ДМРВ можно очистить специальными средствами или очистителем карбюратора (спрей на спиртовой основе). Сенсоры ДМРВ очень хрупкие, поэтому будьте осторожны – не стоит их чистить механическим образом. Датчик ремонту не подлежит!

Способ №2. Отключение подачи питания

Самый простой способ проверить датчик массового расхода воздуха — отключить от него питание. При неработающем двигателе, отсоединяем электрический разъем на датчике массового расхода воздуха. Затем запускаем двигатель.

В данной ситуации блок управления двигателем переходит на резервный режим работы и заменяет показания отключенного датчика на запрограммированные заводом изготовителем.

В этом случае работа двигателя должна нормализоваться и обороты холостого хода увеличатся. Для дополнительной проверки, можно проехать на автомобиле с отключенным разъёмом ДМРВ – 100-200 метров. Если все симптомы неисправности датчика массового расхода воздуха пропали, то значит датчик передает некорректные данные – он признается нерабочим и требует замены.

При проверке ДМРВ этим способом, после отключении электрического разъёма от датчика – на панели приборов загорится лампа ошибки двигателя «Check». После завершения проверки или его замены, необходимо будет сбросить ошибку! Для этого можно отключить минусовую клемму АКБ на несколько минут (осторожно собьются абсолютно все настройки). В некоторых моделях автомобилей – сбросить ошибку можно только в сервисном центре, специальным сканером, подключенным к диагностическому разъему автомобиля.

Способ №3. Проверка мультиметром

Чтобы проверить датчик расхода воздуха мультиметром – необходимо знать какие именно параметры измерять и с каких контактов электрического разъема. У каждой марки автомобиля они могут отличаться. Расположение проводов и клемм датчика, можно посмотреть в электрической схеме автомобиля.

Например на датчиках Bosch, которые устанавливаются на автомобили ВАЗ и GAZ, можно проверить напряжение (V) между входящим сигналом и заземлением на разъёме ДМРВ. Для этого необходимо:

1. Включить зажигание автомобиля, но двигатель не запускать,
2. Подключить красный (+) щуп мультиметра к жёлтому проводу,
3. Чёрный (-) щуп – к зелёному проводу разъёма.
4. Переключатель режимов на мультиметре устанавливаем на измерение минимального постоянного тока.

Напряжение на контактах должно находиться в пределах 1,00-1,04 Вольта. Если показания окажутся выше, то датчик требует замены.

Дополнительно можно снять датчик не отключая электрического разъема и подать струю воздуха на датчик со стороны воздушного фильтра. Напряжение должно возрасти до 1,3 Вольта, в этом случае датчик расхода воздуха считается рабочим.

В зависимости от устройства датчика, еще возможно произвести замер сопротивления на резисторах. Причем результаты замеров при разной температуре воздуха будут разными. Точные данные об оптимальных величинах показаний сопротивления, температуры измерений и расположение контактов на разъёме – как правило указывается либо в специальной технической литературе, либо в инструкции по ремонту автомобиля.

Если ничего не помогло – купить новый датчик расхода воздуха

Все способы проверки показали один результат – “Датчик под замену”. ДМРВ довольно дорогостоящий, и к его покупке стоит подойти осознанно.

На примере того же производителя Bosch для LADA и GAZ (артикул 0280218037) – по результатам поиска на портале GisAuto на 18 сентября 2019 года, в России найдено 568 предложений из разных городов. Стоимость этого датчика варьируется от 2 490 руб. до 6 676 руб. Такой разброс цен может зависеть от разных причин: наличие, срок поставки, стоимость закупки и т.д.

Подобрать ДМРВ для вашего автомобиля на портале GisAuto – вы сможете по номеру детали, по марке и модели вашего автомобиля, а также создать запрос по VIN-номеру авто, и тогда продавцы сами пришлют вам свои предложения. Вам останется только выбрать подходящий по цене и срокам вариант.