2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ремонт воздухомера своими руками

Можно ли отремонтировать датчик массового расхода воздуха и как правильно это сделать

Сегодня поговорим о таком важном датчике как ДМРВ. Когда «жизнь» датчика подходит к концу, первым делом возрастает расход топлива.

Здравствуйте, уважаемые читатели канала! Думаю многие из вас слышали такую аббревиатуру как ДМВР. Большинство так же понимает, что это датчик массового расхода воздуха, еще его называют MAF.

В этой статье, я постараюсь простыми словами рассказать о том, как устроен датчик и принцип его работы, а так же, подлежит ли он ремонту и как правильно это сделать.

Для начала вы должны понимать, что существует несколько типов ДМВР. Принцип работы похож у всех, но различий все же достаточно. Сегодня будем разговаривать о ДМРВ пленочного типа. Наиболее распространен на автомобилях отечественного производства. Так же устанавливается на многие зарубежные авто.

Принцип работы датчика расхода воздуха. В конструкции датчика главными элементами являются две нити накаливания. Расположены они друг на против друга. У одной нити постоянно поддерживается определенная температура накаливая, у второй нити температура меняется из-за проходящего мимо нее воздуха. Когда увеличивается количество воздуха, поступающего в цилиндры, у нити под номером два начинает понижаться температура.

Происходит уменьшение нагрузки и сопротивления, а так же, увеличивается напряжение. Это физика и вдаваться в подробности я не стану, если интересно можете найти углубленную информацию в интернете.

Далее происходит расчет разницы температур между нитями накаливания. Мы помним, что одна остывает, а другая нить имеет постоянную температуру. Получившийся путем расчета сигнал поступает на ЭБУ и автомобиль понимает, сколько воздуха поступает в систему.

То есть смотрите, когда вы нажимаете педаль газа, дроссельная заслонка открывается, поток воздуха в систему увеличивается, нить остывает сильнее и разница температур между нитями возрастает. Далее идет сигнал на ЭБУ, который сообщает об увеличении поступающего воздуха. Больше воздуха означает, что топлива так же нужно больше. Машина начинает набирать скорость и увеличивается расход топлива. Это нормальный процесс работы системы.

Теперь интересный факт. Самым главным признаком неисправности ДМРВ, является повышение расхода топлива при езде. Но! когда датчик неисправен, он показывает меньшее количества воздуха попадающего в систему, значит и подача топлива уменьшается. Вы это сами чувствуете, когда динамика разгона ухудшается и машина не много теряет в мощности. Однако, в таком случае расход топлива наоборот должен снижаться, в чем же дело?

Чтобы разогнать автомобиль вам приходиться сильнее давить на педаль газа, а значит увеличивается процент открытия дросселя. Соответственно, увеличивается подача топлива в цилиндры. Вот поэтому и возрастает расход топлива. Во время движения с одинаковой скоростью, так же меняется процент открытия дросселя, он становиться больше из-за неверных показателей ДМРВ, а значит и расход топлива увеличивается.

С этим думаю не много разобрались. Почему датчик выходит из строя? В основном из-за разрушения и загрязнения самих нитей накаливания. Значит, если аккуратно их почистить можно вернуть работоспособность датчику? Да, в некоторых случаях можно, когда дело только в налете на нитях. Это значит, что точно сказать, поможет ли чистка или нет нельзя.

Почему стоит попробовать? Во первых, это просто и почти бесплатно. А новый датчик, один из-самых дорогостоящих на отечественных авто.

Во вторых, «продлить жизнь» датчику можно в среднем на 15-20 тыс.км, что довольно не мало.

Как чистить? Лучше всего использовать обычные очистители карбюратора. С помощью направленного потока обильно распылите жидкость внутрь датчика. После чего потребуется сушка и продувка воздухом под давлением. Полная сушка длиться около 15 часов. Просто положите датчик в сухом месте на это время. После продувки воздухом, можно второй раз почистить его очистителем и снова высушить.

Так же, можно осторожно разобрать датчик и почистить его с помощью беличьей кисточки(она не оставляет следов и довольно жесткая) и того же очистителя. Процесс сушки такой-же. В результате, мы можем восстановить работу датчика до состояния нового, при этом ваши затраты будут только на приобретения жидкости для очистки карбюраторов, ее стоимость, обычно, не превышает 200 рублей.

Один важный момент! Нельзя чистись ДМРВ вдшкой и подобными веществами. Они даже после сушки оставляют масляный налет, который не дает датчику нормально работать.

Восстанавливаем датчик расхода воздуха

За датчик массового расхода воздуха просят немалую цену, и по законам рынка это должно иметь под собой основания. Все просто, однако! В значительной мере это плата за нашу неосведомленность – мы не представляем себе, как ДМРВ работает… и отчего перестает работать. А также – за навязанное нам рыночными дельцами мнение: захандрил ДМРВ – покупай новый!

Роль ДМРВ трудно переоценить. Чтобы контроллер безошибочно дирижировал работой форсунок и зажигания, он должен, насколько это возможно, точно знать фактический расход воздуха двигателем. Если ДМРВ начинает врать, мотор теряет в мощности, растут расход топлива и токсичность выхлопа, ухудшается динамика разгона.

Одна из распространенных причин нарушения работы ДМРВ на «десятках» кроется в особенностях системы вентиляции картера двигателя. В ней два контура – большой, работающий при открытом дросселе, и малый – для режима холостого хода, когда дроссель закрыт. В последнем случае картерные газы отсасываются в задроссельное пространство по каналу с диаметром отверстия 1,5 мм. Часть их проходит по магистрали холостого хода, через его регулятор, заодно соприкасаясь и с нежным пленочным резистором ДМРВ. К тому же последний расположен в зоне действия обратных колебаний газов во впускном тракте. Отложения смол меняют характеристики резистора – и датчик фальшивит. К этому времени и регулятор холостого хода начинает капризничать на свой манер – заедает, подклинивает, особенно при пуске двигателя.

Читать еще:  Уходит тормозуха из бачка сцепления

Обычно ДМРВ проверяют диагностическим прибором (например, ДСТ-6), мы же обойдемся цифровым мультиметром со шкалой до 2 В. Введем булавку между резиновым уплотнителем и желтым проводом до упора в контакт (фото 1). Теперь включим зажигание и измерим напряжение на этом контакте. В идеале должно получиться 0,99 В. С учетом погрешностей замера – не больше 1,03 В. Если оно выше, кое-кто датчик тут же заменяет новым. Мы же не станем торопиться. Отвернув пассатижами хитрые саморезы крепления измерительного элемента датчика, взамен подберем простые (4,9 х 20) для крестообразной отвертки. В будущем это облегчит обслуживание машины. А со снятым элементом поработаем. Приготовим моечное приспособление – аэрозольный очиститель карбюратора, трубочку которого, нагрев в пламени спички, согнем под углом 90°. Затем отрежем так, чтобы струя выбивалась в сторону, а сама трубочка осталась прямой (фото 2). Введя ее на глубину 10 мм в верхний канал измерительного элемента ДМРВ, промоем резистор. Через несколько секунд – еще раз. Как правило, больше и не требуется. Учтите, что никакого силового воздействия резистор не допускает – о ватных тампонах, кисточках, сжатом воздухе забудьте.

Дав высохнуть следам очистителя, вставляем датчик в корпус и повторим измерения напряжения. Не изменилось? Видимо, ресурс ДМРВ и вправду исчерпан. Обычно «десятке» нужно для этого пройти тысяч 80–90, а то и больше. Если же напряжение снизилось до нормы – будем ездить. Конечно, после такой промывки датчика некоторые характеристики двигателя могут измениться. Потребуется заново проверить токсичность выхлопа, в некоторых случаях (если система позволяет) отрегулировать ее – и так далее. Ну а можно ли облегчить условия работы ДМРВ и продлить срок его службы? Об этом поговорим в другой раз.

Делаем «вечный» датчик массового расхода воздуха на ATiny13

Этот проект появился из-за нежелания покупать бывшую в употреблении около 30 (тридцати) лет деталь за совсем немаленькую сумму в 3000 — 5000 руб. Можно сказать что это будет проба пера в схемотехнике и программировании микроконтроллеров. Если интересно — продолжение под катом.

Осторожно много фото!

Итак, начинаем подпирать велосипеды костылями.

Вводные данные

BMW E30 в кузове купе 1986г с мотором M10B18 (4 цилиндра, 1.8л, инжектор):

Проблемы

1. Чихает
2. Не едет
3. Жрет и не толстеет

Годы в России не пощадили её. Высококачественный бензин, соляные ванны, «пористые дороги». Однако, больше всего ей досталось от бывших хозяев и суровых Русских автомехаников, бессмысленных и беспощадных, производивших ремонты сомнительной необходимости и эффективности. Ярким примером одного из таких ремонтов вы можете полюбоваться на КДПВ. А что это там такое беленькое, все в припое? Это керамическая плата— основная деталь ДМРВ , на нее нанесены пленочные резисторы и дорожка по которой должен бегать подвижный контакт. Как видно на фото она треснула, и некто пытался восстановить ее таким вот варварским методом. Безуспешно. Вот он — корень всех проблем! Тут нужно сказать что ДМРВ является основным датчиком, влияющим на смесеобразование.

Немного теории

Наша машинка оснащена чудом Немецкой промышленности системой распределенного впрыска L-Jetronic.

Система распределенного впрыска L-Jetronic является системой импульсного впрыска с электронным управлением количественным и качественным составом топливно-воздушной смеси. Для обеспечения импульсного впрыска топлива в системе применены форсунки с электромагнитным управлением.

Ну, распределённого — это громко сказано, тут все 4 форсунки соединены параллельно и, соответственно пшикают одновременно, хотя да, это я придираюсь, установлены они каждая напротив своего цилиндра в разных местах впускного коллектора — т.е. распределённо. Мозг здесь довольно глупенький — холостым ходом, зажиганием, прогревочными оборотами не управляет.

Все что ему подвластно — это несколько датчиков и форсунки.

Вернемся к ДМРВ. Здесь установлен электро-механический ДМРВ, в народе именуемый «лопата», очевидно за характерную форму подвижной заслонки.

Принцип действия его довольно прост: воздух потребляемый мотором проходит через входное отверстие, и в зависимости от интенсивности (считай массы воздуха в единицу времени) отклоняет измерительную заслонку на определенный угол. На оси заслонки установлен подвижный контакт, который и бегает по дорожке нашей многострадальной платы из первой картинки.

Варианты решения проблемы:

1. Купить новый ДМРВ — стоит космических денег 35000-60000 руб, сопоставимо со стоимостью авто.
2. Купить БУ ДМРВ — 30 лет эксплуатации, никаких гарантий, стоит 3000 — 5000 руб.
3. Купить новую плату (неоригинал, делают малыми партиями) — цена 300р+пересыл, выглядит так:

Как видно, конструкция отличается от заводской. Надежность под вопросом, в интернете можно найти негативные отзывы о якобы недолговечности сего решения, подтвержденные фотографиями изношенных плат подобного типа.

Читать еще:  Что делать с зазором

4. Купить ДМРВ современного типа без движущихся деталей + так называемый конвертер — цена вопроса немного отпугивает, так же необходимо будет адаптировать впускной тракт, наращивать длину патрубков и т. д.

5. Придумать что-то своё.

Для меня выбор был очевиден.

Я решил оставить механическую часть, так как никаких признаков износа не обнаружил. Думаю она прослужит дольше чем остальная машина.

Задача немного упростилась, необходимо преобразовывать угол поворота в напряжение. Хотя нет, постойте, не все так просто… Дело в том что как я уже говорил мозг здесь довольно глупенький и, соответственно на вход он хочет получать максимально готовые данные. Это отразилось в конструкции ДМРВ — график зависимости выходного напряжения от угла поворота оси заслонки нелинеен, и дополнительная сложность — он масштабирован сопротивлением датчика температуры воздуха, который так же встроен в ДМРВ. Соответственно характеристика датчика должна меняться в зависимости от температуры воздуха.

Поиск готового схемотехнического решения не привел к успеху. Проблема с износом ДМРВ подобного типа многих коснулась, много тем на специализированных форумах где на десятках страниц люди обсуждают как же её решить.

Для начала хотелось бы получить данные об угле поворота оси. Переменные резисторы и прочую механику я сразу отбросил, как ненадежные. Оптический датчик — хорошо, но пыль может доставить неприятности, а пыли в дороге хватает. Магнитные датчики — вероятно это то что нужно.

Нашёл вот такой: KMA-200.

С ходу не смог купить его в своей глуши. И случайно наткнулся на вот такой готовый ДПДЗ в котором и применен KMA-200.

В нагрузку получаю магнит с креплением, датчик уже на плате с необходимой обвязкой, покрыт лаком, защищающим от влаги и статики. Нашёл кстати похожий проект.

На выходе у такого датчика напряжение от 0 до 5 вольт зависимость от угла поворота линейная. Нужно как-то преобразовать ее в нужную нам характеристику. Аналоговые схемы в принципе могли бы обеспечить это, но были бы довольно сложны в проектировании и наладке, например какой-нибудь интегратор на операционниках с термокомпенсацией, но это для меня сложновато…

Тут я вспомнил что у меня есть горсть ATiny13, почему бы не использовать их?

Набросал и смоделировал схемку:

Немного о схеме.

  • Микроконтроллер тактируется от внутреннего генератора частотой 8МГц.
  • Использованы 2 канала АЦП, считывается угол поворота оси заслонки и уровень напряжения на резистивном делителе частью которого является датчик температуры.
  • Выходной сигнал ШИМ с частотой около 18кГц

Далее простой фильтр и операционный усилитель LM358 из старой материнки (КУ=1+(330000/100000)=4.3), управляющий полевиком (из той же материнки). Максимальное выходное напряжение = 4.3 * 2.5 = 10,75В.

Зачем полевик спросите вы? А кто его знает отвечу вам я! Лишним не будет. С помощью этой схемы я управлял мощной нагрузкой в виде нескольких автомобильных ламп соединенных параллельно просто для проверки что она это тоже может.

Вообще все детали у меня были в наличии кроме датчика поворота.

Время писать прошивку! Это первая моя прошивка МК, так что конечно все не оптимально, и конечно я выбрал немного странноватый инструмент BascomAVR, в котором писать приходится на каком-то псевдо-кубейсике. Очевидно встроенный туда компилятор не очень оптимизирован, прошивка получается жирная, и полиномиальная интерполяция которую я хотел туда впихнуть к сожалению не влезла. Пришлось реализовать аппроксимацию тремя прямыми отрезками. Почему тремя? Потому что больше не влезло (Bascom + 1 кб flash).

Чтобы выяснить уравнения прямых буквально минут за 10 набросал тупую софтинку в Qt Creator, пошевелил контрольными точками, определился с положением прямых.

Красная линия это искомая характеристика, синяя это аппроксимация прямыми. Далее компиляция и заливка прошивки в эмулятор. Все шевелится так как я и ожидал.

На скорую руку разводим плату и расчехляем лазерный утюг.

Травим, паяем, исправляем косяки разводки (ну куда же без них).

Внимательный читатель и опытный радиолюбитель заметит 2 ошибки которые я допустил при запайке.

Далее включение, проверка основных параметров, и суточная прогонка в разных режимах. Проверка показала что все работает так как и задумывалось. Время сборки и установки на авто.

После настройки подстроечником, машина начинает работать так как и должна, в дальнейшем был проверен расход бензина и динамика, все оказалось в норме, те соответствовало заявленным характеристикам. Машинка каталась на юга из средней полосы России, никаких проблем не появилось.

Я считаю, что первый опыт программирования микроконтроллеров, да в принципе и создания схем, был для меня удачен. Конечно есть огрехи: например выбор среды программирования. В следующем проекте я уже использовал CVAVR, прошивка получается намного компактнее. Выбор микроконтроллера тоже можно было бы назвать не удачным, хотя я его и не выбирал, он у меня был, и было желание его использовать. Сразу по окончанию работы с этим проектом я заказал несколько ATiny85, которые имеют в 8 раз больше памяти, но пока шла посылка эту машину внезапно купили, и ДМРВ так и остался с не идеальным алгоритмом).

Ремонт воздухомера своими руками


Общий вид снятой крышки воздушного фильтра


4 болта, крепящиз блок расходомера


Демонтированный блок расходомера изучается четвероногим 😉


Вид на уплотнительную прокладку и датчик температуры воздуха

На последнем фото видна прокладка, которая оказалась разбухшей и потерявшей форму. Советую заказать ее заранее и сразу сменить (номер по VAG 025 129 683, цена около 150 рублей). Также в корпус расходомера вмонтирован датчик температуры воздуха (терморезистор), к которому вернемся позже.

Читать еще:  Масляный насос приора 16 клапанов неисправности


Датчик температуры воздуха

Разборка потенциометра расходомера


Общий вид расходомера со снятой крышкой


Потенциометр расходомера

Для дальнейшей разборки потенциометра необходимо разъединить 3 маленьких разъема (2 провода от датчика температуры и один на ползунке). Затем отвинчиваем 4 винтика, крепящие четырехконтактный разъем к корпусу. В моем случае один винтик безнадежно прикипел, и пришлось прибегнуть к помощи дрели. Аккуратно извлекаем разъем из корпуса расходомера.


Четырехконтактный разъем


Один винт пришлось высверлить


Снятый разъем

Далее приступаем к демонтажу ползунка. Ключом «на 7» ослабляем винт, стягивающий скобу ползунка на оси «лопаты» (см. фото ниже), затем, аккуратно поддев отверткой, снимаем ползунок с оси.


Винт, стягивающий ползунок на оси «лопаты»


Ползунок потенциометра

Наконец, отвинчиваем 3 винта, крепящих плату потенциометра. Хитрость заключается в том, что это не обычный «крест», а хитрые винты под биту (отвертку) Pz1, к тому же сидящих на клею. Так что, кроме специальной биты/отвертки необходимо применить известную аккуратность, чтобы не срезать шлицы.


Хитрая бита «Pz1», для винтов платы


Вид на плату со снятым ползунком

На этом разборка потенциометра завершена и мы можем переходить к ремонтным работам.

Диагностика и ремонт потенциометра расходомера


Плата расходомера с протертым резистивным слоем


Контакты ползунка

Таким образом, чтобы продлить жизнь потенциометру необходимо
а) заставить ползунок скользить по «живому» участку платы, путем ее смещения относительно исходного положения;
б) попытаться выровнять контакты ползунка шлифовкой, придав им форму близкую к сферической.
Несмотря на то, что отверстия на плате несколько больше, чем диаметр винтов, в моем случае этого люфта не хватило, чтобы вывести ползунок на неубитый участок резистивного слоя, так как этот потенциометр уже один раз ремонтировали смещением. Резистивный слой оказался протерт во всем диапазоне люфта платы. Пришлось рассверлить отверстия сверлом на 6 мм (см. фото ниже). Также имеющимися подручными средствами удалось слегка подправить форму контактов ползунка.


Рассверленные отвертия в плате

Итак, очищаем все контакты спиртом и собираем потенциометр в обратном порядке. Винты, крепящие плату пока затягиваем так, чтобы обеспечить тугое, но при этом свободное ее смещение в пределах люфта. Затягиваем болт ползунка. Вставляем разъем, завинчиваем крепежные винтики и одеваем 3 провода.

Настройка расходомера

. До установки на автомобиль

Настройку начинаем с нахождения такого положения платы, при котором во всем диапазоне перемещения ползунка сопротивление между контактами «2» и «4» меняется плавно в пределах 0,5 — 1,5 кОм (примерно). Здесь не так важны сами значения сопротивления, как плавность изменения и отсутствие скачков и разрывов. Установив новое положение платы, окончательно затягиваем крепежные винты, стараясь ее не сдвинуть.

Теперь пару слов о датчике температуры водуха, упоминавшемся в начале. Не помешает убедиться в его исправности. Рабочий датчик должен при комнатной температуре иметь сопротивление около 2-3 кОм (у меня получилось 2,2). Нагревая датчик феном, можно проверить его сопротивление «на горячую» — оно должно быть около 0,3 — 0,7 кОм. Если датчик сильно загрязнен сажей и маслом, возможно его неверное функционирование. В этом случае можно попробовать аккуратно почистить его спиртом при помощи зубной щетки или ватной палочки. Только без фанатизма — датчик очень хрупкий!

Прикручиваем болты, крепящие блок расходомера к крышке фильтра, закрываем пластиковую крышечку и устанавливаем узел обратно на автомобиль.

. На автомобиле

положениенапряжение, В
10,25
20,5
30,85
41,3
51,82
62,3
72,85
83,2
93,8
104,1
114,5

Отмечу, что в положении 1 напряжение может слегка отличаться от указанного в таблице. Это связано со смещением платы и не является проблемой.

Переходим к финальной части настройки. Заводим и прогреваем мотор до рабочей температуры.

На работающем моторе снимаем характеристику напряжения на контактах «2» и «4» в зависимости от оборотов двигателя (здесь необходим помощник). Настроенный расходомер имеет такую характеристику:

об./миннапряжение, В
10001,04
12501,16
15001,24
17501,34
20001,38
22501,4
25001,57
27501,62
30001,78
32501,86
35001,96
37502,09
40002,18

Скорее всего, полученная характеристика будет отличаться от эталонной. Для юстировки ползунка на заглушенном моторе ослабляем «хитрой» битой/отверткой винт (см. фото ниже) и смещаем ползунок вправо, если полученные напряжения завышены и влево, если занижены. Затягиваем юстировочный винт, заводим мотор и снова снимаем напряжения от оборотов. Так повторяем до совпадения характеристик (мне удалось добиться отклонения меньше 0,03 В). После юстировки даем мотору остыть, закрываем пластиковую крышку, и катаемся некоторое время. Убедившись, что проблема с расходомером решена, сажаем крышку потенциометра на герметик и радуемся жизни :). Все.


Юстировочный винт ползунка (обведен кружком)

БЛАГОДАРНОСТИ И ССЫЛКИ

Материал подготовлен с использованием информации со страниц, созданных энтузиастами Audi и Volkswagen:

Константин Андрианов aka OSTA
февраль 2006 г.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector