Как проверить датчик массового расхода воздуха на автомобиле ВАЗ 2114 своими руками?

Автор:Иван Баранов

Датчик массового расхода воздуха применяется для оценочного измерения и балансировки воздушного потока, поступаемого в двигатель. Сигналы от устройства подаются на блок управления мотором. На основе данных от ДМРВ и других сенсоров формируется требуемый состав смеси. Чтобы поломка прибора не застала в дороге, необходимо проводить его диагностику. Проверить ДМРВ на ВАЗ 2114 можно несколькими способами.

[ Скрыть]

Устройство ДМВР на ВАЗ 2114

Общая конструкция датчика состоит из двух нитей, выполненных из сплава на основе платины. Нити прогреваются электрическим током, при этом одна является рабочей, а вторая — контрольной. Рабочий элемент находится в потоке подаваемого в двигатель воздуха, который охлаждает деталь. По мере изменения температуры нити происходит рост или снижение сопротивления. Данные сравниваются с параметрами контрольного элемента, и на основе этого автоматически вычисляется количество прошедшего воздуха.

На более поздних моделях ВАЗ 2114 стали использоваться терморезисторы, обладающие повышенной долговечностью и точностью измерений. Именно такой датчик и применяется на ВАЗ 2114.

Где находится датчик массового расхода воздуха?

ДМРВ на ВАЗ 2114 размещается в воздушном тракте, расположенном за фильтром очистки воздуха. К датчику подведен жгут проводки, заканчивающийся штекером.

Место установки ДМРВ на мотор ВАЗ 2114

Конструктивные особенности датчика

На ВАЗ 2114 могут применяться ДМРВ отечественного и импортного производства. Конструкция устройств одинакова и соответствует приведенной ниже схеме.

Конструкция ДМРВ ВАЗ 2114

В состав ДМРВ входят:

• 1 — колодка для подключения жгута проводки;
• 2 — контроллер работы датчика;
• 3 — измерительный элемент;
• 4 — внешний корпус;
• 5 — металлическая защитная сетка;
• 6 — направляющий дефлектор;
• 7 — крепление тела датчика к корпусу;
• 8 — направление потока воздуха.

Виды ДМРВ их конструктивные особенности и принцип работы

Наибольшее распространение получили три вида волюметров:

• Проволочные или нитевые.
• Пленочные.
• Объемные.

В первых двух принцип работы построен на получении сведений о массе воздушного потока путем измерения его температуры. В последних может быть задействовано два варианта учета:

1. Путем изменения положения ползунка, приводимого в действие специальной лопастью, на которую воздействует воздушный поток, проходящий через прибор. Учитывая наличие трущихся механизмов, уровень надежности таких конструкций довольно низкий. Это стало основной причиной для отказа производителей авто от датчиков данного типа. Для ознакомления приведем упрощенный пример конструкции объемного расходомера.

   
   Устройство ДМРВ объемного типа

2. Подсчетом вихрей Кармана. Они образуются в том случае, если ламинарный воздушный поток будет омывать препятствие, кромки которого достаточно острые. Частота срывающихся с них вихрей напрямую связана со скоростью потока воздуха, проходящего через устройство.

Конструкция вихревого датчика (широко используется производителем Mitsubishi Motors)

Обозначения:

• А – датчик измерения давления, для фиксации прохождения вихря. То есть, частота давления и образования вихрей буде одна и та же, что дает возможность измерить расход воздушной смеси. На выходе при помощи АЦП аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой, и передается в ЭБУ.
• В – специальные трубки, формирующие воздушный поток, близкий по свойствам к ламинарному.
• С – обводные воздуховоды.
• D – колона с острыми кромками, на которых формируются вихри Кармана.
• Е – отверстия, служащее для замера давления.
• F – направление воздушного потока.

Проволочные датчики

Нитевой ДМРВ до недавнего времени был наиболее распространенным типом датчика, устанавливаемый на отечественных автомобилях модельного ряда ГАЗ и ВАЗ. Пример конструкции проволочного расходомера показан ниже.

Конструкция волюметра ИВКШ 407282.000

Обозначения:

• А – Электронная плата.
• В – Разъем для подключения ДМРВ к ЭБУ.
• С – Регулировка CO.
• D – Кожух расходомера.
• Е – Кольцо.
• F – Проволока из платины.
• G – Резистор для термокомпенсации.
• Н – Держатель для кольца.
• I – Кожух электронной платы.

Принцип работы и пример функциональной схемы нитевого волюметра.

Разобравшись с конструкцией устройства, перейдем к принципу его работы, она основана на термоанемометрическом методе, при котором терморезистор (RT), нагреваемый проходящим через него током, помещают в воздушный поток. Под его воздействием изменяется теплоотдача, а соответственно, и сопротивление RT, что позволяет вычислить объемный расход воздушной смеси? используя уравнение Кинга:

где I – ток, проходящий через RT и нагревающий его до температуры Т1. При этом Т2 – температура окружающей среды, а К1 и К2 – неизменные коэффициенты.

Исходя из приведенной выше формулы, можно вывести величину объемного расхода воздушного потока:

Пример функциональной схемы с мостовым включением термоэлементов приведен ниже.

Типовая функциональная схема проволочного ДМРВ

Обозначения:

• Q- измеряемый воздушный поток.
• У – усилитель сигнала.
• RT – проволочное термосопротивление, как правило изготавливается из платиновой или вольфрамовой нити, толщина которой находится в пределах 5,0-20,0 мкм.
• RR – термокомпенсатор.
• R1-R3 – обычные сопротивления.

Когда скорость потока близка к нулю, RT нагревается до определенной температуры проходящим через него током, что позволяет мосту удерживаться в равновесии. Как только поток воздушной смеси усиливается, терморезистор начинает охлаждаться, что приводит к изменению его внутреннего сопротивления, и, как следствие, нарушению равновесия в мостовой схеме. В результате этого процесса на выходе усилительного блока образуется ток, который частично проходит через термокомпенсатор, что приводит к выделению тепла и позволяет компенсировать его потерю от потока воздушной смеси и восстанавливает равновесие моста.

Описанный процесс позволяет рассчитать расход воздушной смеси, оперируя величиной тока, проходящего через мост. Чтобы сигнал воспринимался ЭБУ, он преобразовывается в цифровой или аналоговый формат. Первый позволяет определить расход по частоте выходного напряжения, второй – по его уровню.

У данной реализации есть существенный недостаток – высокая температурная погрешность, поэтому многие производители добавляют в конструкцию терморезистор аналогичный основному, но не подвергают его воздействую воздушного потока.

В процессе работы на проволочном терморезисторе могут накапливаться пылевые или грязевые наслоения, чтобы не допустить этого, данный элемент подвергается краткосрочному высокотемпературному нагреву. Он производится после отключения ДВС.

Пленочные воздухомеры

Пленочный ДМРВ работает по тому же принципу, что и нитевой. Основные отличия заключаются в конструктивном исполнении. В частности, вместо проволочного сопротивления из платиновой нити используется кремневый кристалл. Он покрыт несколькими слоями платинового напыления, каждый из которых играет определенную функциональную роль, а именно:

• Температурного датчика.
• Термосопротивления (как правило, их два).
• Нагревательного (компенсационного) резистора.

Каков оптимальный расход воздуха для автомобилей ВАЗ 2114?

Количество необходимого для формирования смеси воздуха зависит от числа оборотов:

• при холостом ходе (850-950 об/мин) — 9,5-10,5 кг воздуха в час;
• на средних оборотах (2000 об/мин) — 19-21 кг воздуха в час.

Снижение подачи воздуха приводит к обеднению смеси, а увеличение — к обогащению. Небольшие отклонения точности замеров мало влияют на работу двигателя, но при ошибках в 2-3 кг мотор начинает работать нестабильно. Некоторые блоки управления компенсируют неточность измерения по данным от других датчиков. Например, блок Январь 5.1 дополнительно корректирует состав смеси, основываясь на сигнале от лямбда-зонда.

Основные причины поломки датчика массового расхода воздуха

Наиболее частыми причинами отказа датчика являются:

• попадание пыли;
• загрязнение маслом;
• короткое замыкание проводки из-за повреждения изоляции или штекера;
• механическое повреждение активных элементов.

Частой причиной некорректной работы ДМРВ является выход из строя электронных компонентов, из-за чего увеличивается время реакции датчика на изменение потока воздуха. Исправный сенсор отслеживает изменения со скоростью 0,5 мс, а при поломке время реакции возрастает в 20-30 раз. Дефект обнаруживается только путем снятия графика работы осциллографом. Ремонт подобного сенсора не производится, он подлежит замене на новый.

Какие факторы выводят из строя ДМРВ?

Факторы, вызывающие поломку ДМРВ:

1. Причиной попадания пыли может стать неправильная установка датчика на фильтр, из-за которой перекашивается уплотнительное кольцо. При этом дефекте на входной сетке датчика будет присутствовать тонкий налет загрязнения. Еще одной причиной запыленности является забитый воздушный фильтр, поэтому регулярное обслуживание продлевает жизнь ДМРВ.
2. Масло забрасывается на датчик в случае повышенного уровня в картере или при засоренном маслоотделителе в системе вентиляции. Дополнительным негативным фактором является износ двигателя, вызывающий активное попадание смазки в вентиляцию картера.
3. Попадание на изоляцию острых предметов, замасливание. Подобные воздействия являются следствием неаккуратного ремонта.
4. Повреждения датчика возможны при обслуживании автомобиля (удары по корпусу) или в процессе неправильной чистки активной части.

Характерные признаки поломки ДМРВ

Симптомы неисправностей ДМРВ:

• нестабильная работа двигателя на режиме холостого хода;
• снижение разгонной динамики;
• самопроизвольное изменение числа оборотов во всех режимах работы;
• затруднения с запуском;
• включение индикатора Check Engine.

Если на автомобиле ВАЗ 2114 установлен дополнительный маршрутный компьютер, то при проведении диагностики, кроме непосредственных ошибок датчика, возможны коды, указывающие на пропуски зажигания, переобеднение смеси.

Что в итоге

Как видно, если есть признаки неполадок и появились первые симптомы ДМВР ВАЗ 2114 или другого автомобиля, следует как можно быстрее проверить устройство на предмет возможной поломки. При этом можно выполнить быструю диагностику датчика расхода воздуха мультиметром в условиях обычного гаража.

По этой причине необходимо выполнять регулярные проверки ЭСУД, сканировать ошибки, а также обращать внимание на любые сбои и симптомы неисправностей датчиков электронной системы управления двигателем (ДПДЗ, ДПКВ и т.д.).

Как самостоятельно проверить датчик массового расхода воздуха?

Для самостоятельной проверки датчика имеется несколько методик, основанных на отключении, а также осмотре и тестировании мультиметром. Иных способов диагностики в домашних условиях не существует. Доскональный контроль ДМРВ выполняется на специальном стенде, позволяющем зафиксировать неполадки сенсора при различных режимах работы. Еще одним распространенным методом тестирования является установка идентичного устройства, снятого с другого автомобиля.

Отключение ДМРВ

Простейший способ проверить ДМРВ на ВАЗ 2114 — отключить штекер. При отсутствии сигнала блок управления мотором переходит в режим аварийной работы, определяя примерный объем воздуха по положению дроссельной заслонки. При этом несколько увеличивается расход топлива — для ВАЗ 2114 он достигает 10-12 л на 100 км пробега. Характерной особенностью является увеличение числа оборотов холостого хода до 1500 об/мин. Но при использовании контроллера Январь 7.2. или Бош М7.9.7 рост холостых оборотов не выполняется в силу особенностей программного обеспечения.

Визуальная проверка

Для внешнего осмотра требуется снятие воздуховода с датчика. Во время проверки оценивается запыленность внутренней части корпуса и гофрированного рукава подачи воздуха. На поверхности не должно быть следов масла и налета пыли.

Проверка устройства с помощью мультиметра

Целью диагностики является измерение напряжения, подаваемого датчиком.

Подобным способом проверяются изделия Bosch:

• 0280218004;
• 0280218037;
• 0280218116.

Для измерения потребуется:

• тестовый прибор:
• набор измерительных щупов;
• жидкость WD-40.

Измерение производится между проводами желтого и зеленого цвета. Значения напряжения можно вывести на экран некоторых бортовых компьютеров (меню напряжение от датчиков, U ДМРВ).

Проверка ДМРВ с помощью мультиметра продемонстрирована на видео от «IZO))) LENTA».

Определение распиновки датчика массового расхода воздуха

Расположение проводов в колодке начиная от ближайшего к лобовому стеклу:

• желтый — положительный входящий сигнал (на схеме 7);
• серо-белый изолятор — положительный сигнал питания (на схеме 12);
• зеленый — заземление датчика (на схеме 30);
• розово-черный изолятор — подача сигнала на главное реле.

Распиновка контактов ДМРВ
Возможны другие цвета изоляции проводки, но последовательность распиновки остается неизменной.

Инструкция по проведению проверки

Последовательность измерения:

1. Ввести щупы в разъем к местам установки проводов. Для облегчения процедуры щупы смазываются жидкостью WD-40. Положительный сигнал получается от желтого провода, отрицательный — от зеленого. Не рекомендуется прокалывать изоляцию и использовать дополнительные кабели, поскольку это снижает точность измерения.
2. Переключить мультиметр в режим измерения постоянного напряжения с предельным значением 2,0 вольта.
3. Включить зажигание, двигатель не запускать.
4. Произвести замер напряжения и сравнить его с требуемым значением.

Сравнение результатов проверки с установленными нормами

В соответствии с таблицей по результатам измерения проводится определение состояния датчика.

Проверка работоспособности

Прежде, чем проводить диагностику ДМРВ, необходимо знать симптомы, позволяющие определить степень работоспособности МАФ (аббревиатура с английского названия прибора) сенсора в автомобиле. Перечислим основные признаки неисправности:

• Существенно увеличился расход топливной смеси, одновременно с этим замедлился разгон.
• ДВС на холостом ходу работает с рывками. При этом может наблюдаться в холостом режиме снижение или увеличение оборотов.
• Двигатель не стартует. Собственно, данная причина сама по себе не говорит о том, что расходомер в автомобиле неисправен, могут быть и другие причины.
• Выводится сообщение о проблеме с двигателем (Cheeck Engine)

Пример высветившегося сообщения «Cheeck Engine» (отмечено зеленым)

Эти признаки указывают на возможную неисправность ДМРВ, чтобы точно установить причину поломки необходимо выполнить диагностику. Это несложно сделать своими руками. Значительно упростить задачу поможет подключение к ЭБУ диагностического адаптера (если данная опция возможна), после чего по коду ошибки определить исправность или неисправность сенсора. Например, ошибка p0100 указывает на неисправность цепи расходомера.

Поиск ошибки с помощью диагностического адаптера

Но если предстоит провести диагностику на отечественных авто, выпушенных 10 лет назад или более, то проверка ДМРВ может быть осуществлена одним из следующих способов:

1. Тестирование в процессе движения.
2. Диагностика с применением мультиметра или тестера.
3. Внешний осмотр сенсора.
4. Установка однотипного, заведомо исправного устройства.

Как восстановить датчик массового расхода воздуха?

Оптимальным решением при проблемах с ДМРВ является замена неисправного датчика на новый. Но поскольку стоимость устройства составляет около 2500-3900 рублей, то многие владельцы пытаются «оживить» старую деталь.

Встречается четыре методики восстановления:

• установка дополнительного сопротивления;
• перекрытие части канала подачи воздуха на терморезистор алюминиевым скотчем;
• корректировка прошивки блока управления двигателем;
• промывка тела датчика и корпуса от грязи.

Установка дополнительного сопротивления

Установка дополнительных сопротивлений выполняется в цепь, связывающую датчик с блоком управления. При прохождении электрического тока происходит снижение напряжения, которое можно довести до требуемых пределов. Значение сопротивления подбирается опытным путем. Чаще всего впаивается резистор 1 кОм на желтый провод и элемент 15 кОм — на зеленый.

Перекрытие части канала подачи воздуха

Принцип ремонта основан на частичном перекрытии подачи воздуха на терморезистор. За счет этого обеспечивается менее интенсивное охлаждение и удается довести значение напряжения до состояния исправного прибора. Подбор сечения производится опытным путем с контролем напряжения мультиметром. В некоторых случаях владельцы перекрывают канал подачи на 70-80%. Для заклейки применяется алюминиевый скотч.

Заклейка канала скотчем

На фото хорошо видна площадь закрытого канала

Корректировка прошивки блока управления двигателем

Под корректировкой подразумевается изменение тарировки или графика работы ДМРВ, занесенного в память блока. График зависимости построен таким образом, что при напряжении датчика 0,996 вольта расход считается равным нулю. Но если датчик вышел из строя и стартовое напряжение равно 1,055 вольта, то блок управления считает подачу воздуха 1,8 кг при неработающем моторе. Изменение графика при помощи утилиты «ДМРВ корректор» позволит выставить значение расхода 0, что улучшит характеристики работы двигателя. Подобный метод можно рекомендовать владельцам, хорошо разбирающимся в программном обеспечении блока управления.

Чистка ДМРВ своими руками

Очистка датчика объема воздуха производится после выявления некорректности его работы. Процедура выполняется путем частичной разборки и снятия тела устройства с активными элементами. Параллельно проводится промывка и очистка корпуса от остатков листвы и отложений грязи. Во многих случаях мойка датчика расхода воздуха на ВАЗ 2114 не помогает восстановить параметры устройства.

Механические способы очистки ДМРВ на ВАЗ 2114 запрещены, как и выдувание пыли сжатым воздухом.

Какие средства следует применять для чистки датчика?

Для очистки датчиков существуют специальные жидкости, поставляемые в аэрозольных баллонах под давлением. Примером такого средства может послужить специальный очиститель ДМРВ Luftmassensensor-Reiniger от компании Liqui Moly. Есть аналогичные жидкости других производителей. Можно промыть датчик смесью из 70% изопропилового спирта и 30% дистиллированной воды, предварительно прогрев устройство до 60-70 ºС строительным феном.

При мойке ДМРВ запрещено:

• пытаться очистить датчик ватными шариками, твердыми предметами и щетками;
• использовать бытовые чистящие средства;
• применять очистители карбюратора на ацетоне или эфире.

Очистители на тяжелых нефтепродуктах, например, WD40 отмоют рабочие элементы от налета, но оставят жирную пленку, которую необходимо смыть изопропиловым спиртом. Использование эфиросодержащих веществ не рекомендовано по причине разрушения компаундной заливки и электронных компонентов.

Алгоритм действий

Последовательность шагов при мойке ДМРВ:

1. Снять датчик вместе с корпусом с воздушного канала двигателя. Устройство крепится хомутом к каналу и двумя болтами к корпусу воздушного фильтра.
2. Открутить два винта крепления датчика к корпусу. Болты имеют головку под «звездочку», но многие владельцы откручивают их плоскогубцами.
3. Промыть чистящим средством измерительные терморезисторы, а также каналы для прохода воздуха. Если используется способ очистки спиртом, то снятый датчик прогревается потоком теплого воздуха и помещается в емкость. Спирто-водяная смесь также подогревается до 60-70 градусов.
4. Высушить сенсор.
5. Вымыть корпус датчика теплым мыльным раствором. Промыть под проточной водой и высушить.
6. Собрать датчик и установить на место.

Фотогалерея

На фотографиях показана часть шагов по промывке ДМРВ ВАЗ 2114.

Откручивание винтов плоскогубцами

Разобранный ДМРВ

Внешний вид рабочего элемента

Сенсор с другого ракурса

В канале хорошо виден второй элемент

Первая точка промывки

Вторая точка промывки

Третья точка промывки

Внутренняя часть вымытого корпуса

Общий вид корпуса