что такое maf в автомобиле мазда
Датчики MAP и MAF: расскажем подробнее
Начнем с главного и расшифруем загадочные аббревиатуры. Итак, датчик MAF (он же Mass Air Flow sensor) — датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), важный элемент электронных систем управления двигателем в автомобилях с впрыском топлива. Датчик MAP (Manifold Absolute Pressuresensor) —датчик абсолютного давления (ДАД), расположенный во впускном коллекторе автомобилей. Абсолютно каждый современный автомобиль, который сходит с конвейера, оборудован либо одним из этих датчиков, либо датчиками MAP и MAF одновременно. А вот теперь перейдем к подробностям.
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)
Функция ДМРВ
Является частью системы управления двигателем. Также его называют «датчиком потока воздуха» или «расходомером воздуха». Он устанавливается между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой и определяет объем воздуха, проходящего через систему впуска дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Благодаря информации о количестве воздуха блок управления двигателем (ЭБУ) может определять оптимальное соотношение и подавать необходимый объем топлива в двигатель.
В настоящее время большинство датчиков MAF выпускается в двух исполнениях: с нагреваемой нитью или нагреваемой пленкой.
Принцип работы ДМРВ с нагреваемой нитью
Датчик MAF с нагреваемой нитью имеет измерительный элемент, нагреваемый с помощью электричества до температуры на 75 — 100C выше температуры воздуха на впуске. Когда поток воздуха проходит через измерительный элемент, он охлаждает элемент и повышает ток, необходимый для поддержания высокой температуры элемента. Сила тока, необходимая для поддержания высокой температуры, пропорциональна количеству воздуха, поступающего в двигатель.
Принцип работы ДМРВ с нагреваемой пленкой (вариант I)
Принцип действия датчика MAF с нагреваемой пленкой схож с технологией нагреваемой нити. Нагревательный элемент в виде тонкой пленки нагревается до определенной температуры относительно температуры воздуха на впуске. При отсутствующем потоке воздуха происходит рассеивание тепла благодаря теплопроводности воздуха. При движении воздуха теплоотдача линейно возрастает вместе с расходом воздуха. Исходя из силы тока, необходимого для нагрева, электроника способна вычислить массу воздуха.
Принцип работы ДМРВ с нагреваемой пленкой (вариант II)
Вариант датчика MAF с нагреваемой пленкой имеет 2 измерительных элемента, между которыми размещен нагреваемый керамический элемент. Когда двигатель не эксплуатируется и воздушный поток отсутствует, тепло равномерно распределяется в двух датчиках. Оба датчика выдают одинаковую температуру воздуха. Когда двигатель работает, воздух на впуске проходит от Т1 в сторону Т2 через чувствительный элемент, воздух охлаждает датчик Т1. Воздух нагревается над нагревательным элементом, поэтому датчик Т2 охлаждается меньше Т1. Исходя из разницы в температурах между датчиками Т1 и Т2 электроника способна вычислять массу воздуха.
Чтобы сократить ошибки измерения, вызванные колебаниями воздуха во впускном коллекторе, некоторые датчик MAF имеют функцию обнаружения обратного потока, которая позволяет более точно вычислить массу воздуха.
На основании данных, получаемых с датчика, блок управления двигателем (ЭБУ) определяет длительность открытия топливных форсунок, а соответственно — вычисляет необходимый объем топлива, чтобы поддерживать стехиометрическое соотношение топлива и воздуха в том или ином режиме работы двигателя. Нормальный стехиометрический состав смеси (когда она не богатая и не бедная) 14,7:1. То есть в цилиндр подается 14,7 частей воздуха и 1 часть топлива от общего состава смеси.
В ассортименте компании NGK | NTK представлено 57 ДМРВ с нагреваемой нитью и 117 датчиков с нагреваемой пленкой. Однако не всегда при выходе из строя датчика с нагреваемой пленкой требуется замена элемента в сборе. В большинстве случаев происходит поломка чувствительного механизма датчика. Одним из ключевых преимуществ покупки комплектующих производства NGK | NTK является возможность замены сенсора в отдельности, без необходимости доплачивать за деталь вместе с корпусом. В каталогах NGK | NTK представлено 25 вставных сенсоров, которые обеспечивают применимость почти к 80 разным корпусам.
Датчик абсолютного давления (ДАД)
Функция ДАД
Устанавливается на впускной коллектор и отправляет необходимые сигналы в блок управления двигателем (ЭБУ). На основании этих параметров ЭБУ управляет углом опережения зажигания и корректирует работу двигателя.
Принцип работы ДАД
Принцип работы основан на подсчете вакуума, образуемого двигателем в процессе
Двигаясь в спокойном режиме, когда дроссельная заслонка немного приоткрыта и не требуется никаких резких ускорений или нагрузок на двигатель, потребление воздуха двигателем крайне мало, а разрежение, создаваемое внутри, имеет достаточно большое значение. При таких условиях работы, датчик MAP отправляет сигнал на блок управления двигателем, который, опираясь на топливные карты, заставляет его работать с меньшим потреблением топлива.
Когда двигатель работает на высоких оборотах и дроссельная заслонка полностью открыта, разрежение падает. Двигатель потребляет больше воздуха и требуется больше топлива. В нагруженном режиме работы двигателя, смесь намеренно делается богаче, а зажигание позднее.
Что точнее — MAP или MAF
Однозначный ответ на этот вопрос так и не найден.
• Датчики MAP в совокупности с датчиками температуры не способны замерить фактический объем воздуха, зашедший в цилиндры. Датчики MAF замеряют фактический массовый расход воздуха, однако они имеют ограниченный рабочий диапазон, что особенно сказывается при очень низком или, наоборот, высоком расходе топлива.
• Датчик MAP требует перекалибровки при каждом внесении изменений в конструкцию двигателя. Однако MAF при этом капризнее к окружающим условиям и загрязнениям.
Объединяет два вида датчиков производства NGK | NTK ключевое преимущество — неизменно высокое качество комплектующих, не поддающееся компромиссам. Датчики в полной мере соответствуют стандартам современных производителей, а в их конструкции не допускается ни малейшего отклонения в производственных процессах или какого-либо упрощения механизмов, что зачастую является отличительным признаком более дешевых аналогов сомнительного производства. Вмешательство в оригинальную конструкцию могут привести к проблемам с совместимостью и ошибкам в системе управления двигателем.
Каждый датчик производства NGK | NTK проходит длительное тестирование: температурные испытания и проверки на соответствие заявленного ресурсу, который гарантирует производитель, а также соответствие параметров электрики.
Чистка ДМРВ (MAF, IAT Sensor). Зачем, как и результат.
Одной из целей замены свечей на иридиевые было добиться «ровной» тяги снизу (иридиевые свечи «резче» воспламеняют топливную смесь и засчёт этого чутка увеличивают мощность двигателя).
На 99% результат был достигнут. Однако, раз или два в неделю (при невыясненных обстоятельствах), машина при трогание в пробке «тупила»: жмёшь газ легонько, а она не едет…
— Что за фигня? — думал я.
И вот, случай помог разобраться.
Оказывается есть такая штука как IAT Sensor (у нас он совмещён в одной колодке с датчиком расхода воздуха).
Назначение этого датчика замерять температуру поступающего в двигатель воздуха.
Эта температура очень важна для ЭБУ:
Если датчик будет показывать температуру ниже, чем на самом деле, то ЭБУ увеличит впрыск топлива через форсунки и смесь окажется богатой (не будет сгорать до конца, т.к. кислорода будет по факту меньше нормы). При «слегка» богатой смеси машина поедет резвее (при очень богатой — ждём детонаций).
Если показания будут завышены, то всё будет ровно наоборот: смесь станет бедной (кислорода будет слишком много).
Симптомы бедной смеси: машина передвигается «рывками», при трогание сразу «теряет» мощность. Очень похоже на то, что я наблюдал в пробках.
Чтобы разобраться что происходит, воткнул в Маню блютус адаптер ELM327 v1.5 и установил на телефон широко известное приложение FORScan Lite.
(Ссылка на эту версию elm адаптера:
V1.5 MINI ELM327 Bluetooth Power Switch ELM 327 Version 1.5 OBD2 / OBDII
s.aliexpress.com/B3QZJfY3)
Пока исследовал настройки температура подросла до 60 градусов…
— Ишь ты, — подумал я и пошёл гуглить как должно быть на самом деле.
По дороге домой «повезло» встрять в пробку перед ВДНХ (20 минут в режиме тронулся-остановился).
Чувствую, что машина стала тупить при трогание. Включил FORScan — IAT.ODBII показывает 67 градусов при нуле или чуть ниже на улице! Почти +70, Карл! (скрин не сделал от удивления :)).
Пробка чуть рассосалась и метров 300 проехал в нормальном режиме (+25км\ч :)). Показания стали падать. На 40 градусах остановился и попробовал тронуться: никаких затупов!
Почему такое происходит?
Тут есть разные точки зрения. Кто-то в интернете считает, что конструкторы авто не догадались, что датчик будет греться от двигателя и пытаются переносить его подальше к месту забора воздуха (пример с драйва). Кто-то приобретает «тюнинг» для IAT sensor’a в виде резистора, чтобы «подкорректировать» его показания и слегка увеличить «мощь» авто (за счёт более богатой смеси) (другой пример с драйва).
(Итог этих манипуляций примерно одинаковый. Машина начинает есть больше бензина, катализатор активнее засирается, возникают детонации, а ЭБУ не «даёт» раскрыть весь потенциал улучшения, т.к. глядя на лямбду (которая не врёт) двигает угол зажигания.)
Датчик обладает определённой теплопроводностью, а значит и инерцией (не может резко изменить показания, т.к. измеряет прежде всего свою температуру).
Идеальный датчик должен обладать очень высокой теплопроводностью (чтобы очень быстро нагреваться и очень быстро остывать) и не нагреваться от теплового излучения (отражать или пропускать его).
Если теплопроводность понизится (н-р, датчик покрыт слоем чёрной грязи, которая долго нагревается и долго остывает и ничего не отражает), то, пока машина стоит и приток воздуха небольшой, датчик разогреется и после трогания будет долго остывать… Значит вывод какой? Надо чистить датчик!
Этим и занялся на выходных.
Расположен датчик сразу после воздушного фильтра:
Датчик крепится двумя маленькими саморезами под крестовую отвёртку (у них тоже есть номер: Mazda ZJ01-13-Z34 Винт м10х50 — 500р штука :))
Отдельно от датчика можно приобрести уплотнительное кольцо (цена вменяемая, около 350р.):
Mazda ZL01-13-214 Кольцо уплотнительное.
Чтобы открутить дальний винт пришлось взять «часовую» отвёртку и «проявить фантазию»:
Для чистки закупился продукцией «американской» компании GUNK:
Лучше или хуже он, чем Liqui Moly 8044 (или 4066) — не скажу. Взял, т.к. только он был в наличии в магазине.
ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны с этими средствами. Резиновые уплотнители они едят на ура.
Я, как наивный чукотский юноша, обработал резинку силиконовой смазкой и «защитил» механически:
Сразу же протёр резинку туалетной бумагой, но она уже начала растягиваться на глазах.
Чтобы сохранить уплотнительному кольцу жизнь, обработал его глицерином (был под рукой на удачу):
Дальше чистил над умывальником: держа датчик уплотнителем верх и одев на носик очистителя шедшую в комплекте трубку.
По инструкции нужно дать струю с 20-30 см на 5-10 сек и повторить после высыхания (если нужно).
Датчик температуры я так и почистил, а на датчик расхода — чисто символически пару раз пшикнул.
После чистки было не грех проверить показания датчика температуры:
Сопротивление соответствует тому, что указано в мануале:
INTAKE AIR TEMPERATURE (IAT) SENSOR INSPECTION [Z6].
Потом сходил на балкон, посмотреть как он себя будет вести на холоде (около 0 градусов). Тоже норм, но эффективно он работает только если обдувается потоком воздуха (в противном случае он «нагревает» воздух вокруг себя и, как в термосе, сохраняет температуру).
Наигравшись, установил его обратно в машину и стал ждать пробок.
Результаты и впечатления.
Разница с улицей выше 40-45 градусов не поднялась ни в один из дней.
(Update: позже наблюдал разницу 50 в жёстких условиях. Итого: чистка «сбросила» градусов 20.)
Даже в долгих пробках машина теперь трогается отлично, без подгазовок.
После разгона температура быстро падает до уровня +10 +20 относительно забортной.
Про расход расскажет эта картинка:
За прошлую неделю расход был 7.9л по компу (до чистки, при средней температуре около нуля).
Даже без поправки на мороз стала есть на пол литра меньше (ни разу расход по чеку и компу не разошлись, так что верю).
В общем, мы с Маней довольны результатом. Потраченных 534р на пузырь с очистителем он стоит 🙂
з.ы.
Заодно проверил показания напряжения на maf сенсоре при ключе зажигания в положении «ON»:
Для CX-5 видел информацию, что если больше 0.68v — то пора заказывать новый ДМРВ.
В мануале MASS AIR FLOW (MAF) SENSOR INSPECTION [Z6] не нашёл подобных данных для мазды 3. Если кто владеет ими, прошу поделиться.
Как проверить Датчик Массового Расхода Воздуха (ДМРВ) двигателя: 5 проверенных способов
ДМРВ, датчик массового расхода воздуха, другие названия MAF (Mass Air Flow) или МАФ — это фактически расходомер воздуха в системе электронного управления впрыска топлива. Процентное содержание кислорода в атмосфере достаточно стабильно, поэтому зная массу поступившего на впуск воздуха и теоретическое соотношение между кислородом и бензином в реакции горения (стехиометрический состав), можно определить нужное на данный момент количество бензина, подав соответствующую команду на топливные форсунки.
Датчик не является обязательным для работы двигателя, поэтому при его отказе возможно переключение на обходную программу управления и дальнейшая работа с ухудшением всех характеристик автомобиля для поездки к месту ремонта.
Зачем нужен в машине датчик расхода воздуха (МАФ)
Для обеспечения требований по экологии и экономичности электронной системе управления двигателем (ЭСУД) обязательно надо знать сколько воздуха втянуто в цилиндры поршнями за текущий цикл работы. От этого зависит расчётная величина времени, на которое будет открыта форсунка впрыска бензина в каждый из цилиндров.
Поскольку перепад давления на форсунке и её производительность известны, то это время однозначно связано с массой поступившего на сгорание топлива за один цикл работы двигателя.
Косвенно количество воздуха тоже можно вычислить, зная скорость вращения коленвала, рабочий объём двигателя и степень открытия дроссельной заслонки. Эти данные зашиты в управляющей программе или предоставляются соответствующими датчиками, поэтому двигатель и продолжает работать в большинстве случаев при отказе ДМРВ.
Но определение массы воздуха на один цикл будет гораздо точнее, если воспользоваться специальным датчиком. Разница в работе сразу заметна, если снять с него электрический разъём. Проявятся все симптомы отказа МАФ и недостатки работы по обходной программе.
Виды и особенности работы ДМРВ
Существует много способов измерения массового расхода воздуха, в автомобиле с разной степенью популярности применяются три из них.
Объёмный
Наиболее простые расходомеры строились по принципу установки в сечении проходящего воздуха измерительной лопасти, на которую поток и оказывал давление. Под его действием лопасть поворачивалась вокруг своей оси, где устанавливался электрический потенциометр.
Оставалось лишь снять с него сигнал и подать его в ЭСУД для оцифровки и использования в расчётах. Устройство настолько же простое, насколько и неудобное в разработке, поскольку получить приемлемую характеристику зависимости сигнала от массового потока довольно затруднительно. К тому же надёжность невысока из-за наличия механически перемещающихся деталей.
Чуть сложнее для понимания устроен расходомер на принципе вихрей Кармана. Используется эффект возникновения циклических завихрений воздуха при проходе его через аэродинамически несовершенное препятствие.
Частота этих проявлений турбуленции почти линейно зависит от скорости потока, если правильно подобрать размеры и форму препятствия для нужного диапазона. А сигнал выдаёт установленный в зоне завихрений датчик воздушного давления.
В настоящее время объёмные датчики уже почти не используются, уступив своё место приборам термоанемометрического типа.
Проволочный
Работа такого прибора основана на принципе охлаждения разогреваемой фиксированным током платиновой спирали при помещении её в воздушный поток.
Если этот ток известен, а он задаётся самим прибором с высокой точностью и стабильностью, то напряжение на спирали будет с идеальной линейностью зависеть от её сопротивления, которое, в свою очередь, определятся температурой нагреваемой проводящей нити.
Но она охлаждается набегающим потоком, поэтому можно сказать, что сигнал в виде напряжения пропорционален массе воздуха, проходящей в единицу времени, то есть именно тому параметру, который и требуется измерить.
Разумеется, основную погрешность будет вносить температура воздуха на впуске, от которой зависит его плотность и способность к теплопередаче. Поэтому в схему вводится термокомпенсирующий резистор, который тем или иным способом из многих, известных в электронике, учитывает поправку на температуру потока.
Проволочные ДМРВ обладают высокой точностью и приемлемой надёжностью, поэтому широко применяются в производимых автомобилях. Хотя по стоимости и сложности этот датчик уступает только самому контроллеру ЭСУД.
Плёночный
У плёночного МАФ отличия от проволочного состоят чисто в конструктивном исполнении, теоретически это всё тот же термоанемометр. Только нагревательные элементы и термокомпенсирующие сопротивления выполнены в виде плёнок на кристалле полупроводника.
Получился интегральный датчик, компактный и более надёжный, хотя сложнее с точки зрения технологии производства. Именно эта сложность и не позволяет обеспечить настолько же высокую точность, которую даёт платиновая проволока.
Но чрезмерная прецизионность для ДМРВ и не требуется, система всё равно работает с обратной связью по содержанию кислорода в выхлопных газах, нужная коррекция цикловой подачи топлива будет внесена.
Зато в массовом производстве плёночный датчик обойдётся дешевле, а по своему принципу построения он обладает большей надёжностью. Поэтому они постепенно вытесняют проволочные, хотя на самом деле и те и другие проигрывают датчикам абсолютного давления, которые можно применять вместо ДМРВ, изменив методику расчётов.
Признаки неисправности
Влияние неполадок в работе ДМРВ на двигатель сильно зависит от конкретного автомобиля. Некоторые даже невозможно запустить при отказе датчика расхода, хотя большинство просто ухудшает свои характеристики и задирает обороты холостого хода при уходе на байпасную подпрограмму и высвечивании лампочки Check Engine.
В общем случае нарушается смесеобразование. ЭСУД, обманутая неверными показаниями расхода воздуха, выдаёт неадекватное количество топлива, отчего работа двигателя существенно изменяется:
Начальную диагностику МАФ можно провести при помощи сканера, который способен расшифровывать ошибки в памяти ЭСУД.
Коды ошибок ДМРВ
Чаще всего контроллер выдаёт код ошибки P0100. Это означает неисправность MAF, сделать такой вывод ЭСУД заставляет выход сигналов от датчика за пределы возможного диапазона на протяжении заданного промежутка времени.
При этом общий код ошибки может быть конкретизирован дополнительными:
Однозначно определять неисправность по кодам ошибок не всегда возможно, обычно эти данные сканера служат лишь информацией к размышлению.
К тому же ошибки редко появляются по одной, например, неполадки в ДМРВ могут повлечь изменение состава смеси с кодами что-то вроде P0174 и тому подобными. Дальнейшая диагностика проводится уже по конкретным показаниям датчиков.
Как проверить датчик массового расхода воздуха
Устройство это достаточно сложное и дорогое, что потребует внимательности при его отбраковке. Лучше пользоваться инструментальными методами, хотя ситуации могут быть разными.
Способ 1 — внешний осмотр
Расположение МАФ по пути воздушного потока уже за фильтром должно предохранять элементы датчика от механических повреждений летящими твёрдыми частицами или грязью.
Но фильтр не идеален, он может быть разорван или установлен с ошибками, поэтому состояние датчика можно сначала оценить визуально.
На его чувствительных поверхностях не должно быть механических поломок или видимых глазом загрязнений. В таких случаях прибор уже не сможет выдавать правильные показания и потребуется вмешательства для ремонта.
Способ 2 — отключение питания
В непонятных случаях, когда ЭСУД не может однозначно забраковать датчик с переходом на обходной режим, такое действие можно выполнить самостоятельно, просто заглушив двигатель и сняв электрический разъём с ДМРВ.
Если работа двигателя станет стабильней, а все её изменения останутся лишь типичными для программного обхода датчика, например, увеличение холостых оборотов, значит подозрения можно считать подтвердившимися.
Способ 3 — проверка мультиметром
Все автомобили разные, поэтому единого способа проверки МАФ вольтметром мультиметра не существует, но на примере самых распространённых датчиков ВАЗ можно показать как это делается.
Вольтметр должен обладать подходящей точностью, то есть быть цифровым и иметь не менее 4-х разрядов. Подключать его надо между приборной «массой», которая есть на разъёме ДМРВ и сигнальным проводом с помощью игольчатых щупов.
Напряжение нового датчика после включения зажигания совсем немного не дотягивает до 1 Вольта, у рабочего ДМРВ (системы Бош, встречается Сименс, там другие показатели и методики) оно примерно в диапазоне до 1,04 вольта и должно резко увеличиваться при обдуве, то есть запуске и наборе оборотов.
Теоретически можно и прозванить элементы датчика омметром, но это уже занятие для хорошо знающих материальную часть профессионалов.
Способ 4 — проверка сканером Вася Диагност
Если предпосылок для высвечивания кода ошибки ещё нет, но подозрения на датчик сформировались, то можно посмотреть его показания через диагностический сканер на базе компьютера, например VCDS, что в русской адаптации называется Вася Диагност.
На экран выводятся каналы, связанные с текущим расходом воздуха (211, 212, 213). Переводя двигатель в различные режимы можно увидеть, насколько показания МАФ соответствуют положенным.
Бывает, что отклонения возникают только при каком-то определённом обдуве, и ошибка появиться в виде кода не успевает. Сканер позволит рассмотреть это гораздо подробней.
Способ 5 — замена на исправный
ДМРВ относится к тем датчикам, замена которых сложностей не представляет, он всегда на виду. Поэтому часто проще всего использовать подменный датчик, и если работа двигателя по объективным показателям или данным сканера придёт в норму, то останется только приобрести новый датчик.
Обычно подмена всех подобных приборов у диагностов имеется в наличии. Надо только проследить, чтобы подменный прибор был в точности такой, как положено данному двигателю по спецификации, одного внешнего вида мало, надо сверять каталожные номера.
Как произвести очистку датчика
Очень часто единственной проблемой датчика становится его загрязнение от долгого срока службы. В таком случае поможет очистка.
Никакого механического воздействия нежный чувствительный элемент не потерпит и потом уже ничего хорошего контроллеру не покажет. Загрязнения надо просто смывать.
Выбор очистителя
Можно попытаться найти специальную жидкость, в некоторых каталогах производителей она существует, но проще всего и эффективней использовать самое обычное средство для очистки карбюраторов в аэрозольных баллончиках.
Омывая чувствительный элемент сенсора через прилагаемую трубочку можно увидеть, как грязь исчезает на глазах, обычно такие средства самые мощные по автомобильным загрязнениям. К тому же оно достаточно бережно отнесётся к тонкой измерительной электронике, не вызывая резких охлаждений, как например спирт.
Как продлить срок службы MAFа
Надёжность и долговечность датчика расхода воздуха целиком зависит от состояния этого самого воздуха.
То есть надо следить и регулярно менять воздушный фильтр, не допуская его полного засорения, намокания при дожде, а также установки с ошибками, когда между корпусом и фильтрующим элементом остаются щели.
Недопустима также работа двигателя с неисправностями, допускающими обратные выбросы в канал впуска. Это тоже разрушает МАФ.
В остальном сенсор достаточно надёжен и проблем не составляет, хотя периодический контроль его на сканере станет хорошей мерой по сохранению нормального расхода топлива.