Luchtmassameter - Luchtmassameter en inlaatspruitstukdruksensor MAP
Inhoud
Meer dan één automobilist, vooral in het geval van de legendarische 1,9 TDi, heeft de naam "massale luchtstroommeter" gehoord of wordt in de volksmond "luchtgewicht" genoemd. De reden was simpel. Te vaak viel er een onderdeel uit en leidde dit, naast het brandende lampje van de motor, tot een forse vermogensdaling of het zogenaamde stikken van de motor. Het onderdeel was in de begindagen van het TDi-tijdperk vrij duur, maar is in de loop van de tijd gelukkig aanzienlijk goedkoper geworden. Naast het delicate ontwerp, "hielp" de onzorgvuldige vervanging van het luchtfilter het om zijn levensduur te verkorten. De weerstand van de meter is in de loop van de tijd aanzienlijk verbeterd, maar kan nog steeds van tijd tot tijd falen. Uiteraard is dit onderdeel niet alleen aanwezig in de TDi, maar ook in andere diesel- en moderne benzinemotoren.
De hoeveelheid stromende lucht wordt bepaald door de temperatuurafhankelijke weerstand (verwarmde draad of film) van de sensor te koelen met stromende lucht. De elektrische weerstand van de sensor verandert en het stroom- of spanningssignaal wordt door de regeleenheid geëvalueerd. De luchtmassameter (anemometer) meet direct de massahoeveelheid lucht die aan de motor wordt toegevoerd, d.w.z. dat de meting onafhankelijk is van de dichtheid van de lucht (in tegenstelling tot de meting van het volume), die afhangt van de druk en temperatuur van de lucht (hoogte). Aangezien de brandstof-luchtverhouding wordt gespecificeerd als een massaverhouding, bijvoorbeeld 1 kg brandstof per 14,7 kg lucht (stoichiometrische verhouding), is het meten van de hoeveelheid lucht met een anemometer de meest nauwkeurige meetmethode.
Voordelen van het meten van de hoeveelheid lucht
- Nauwkeurige bepaling van de massa luchthoeveelheid.
- Snelle reactie van de debietmeter op veranderingen in debiet.
- Geen fouten veroorzaakt door veranderingen in luchtdruk.
- Geen fouten veroorzaakt door veranderingen in de temperatuur van de inlaatlucht.
- Eenvoudige installatie van een luchtstroommeter zonder bewegende delen.
- Zeer lage hydraulische weerstand.
Luchtvolumemeting met verwarmde draad (LH-Motronic)
Bij dit type benzine-injectie is een anemometer opgenomen in het gemeenschappelijke deel van het inlaatspruitstuk, waarvan de sensor een uitgerekte verwarmde draad is. De verwarmde draad wordt op een constante temperatuur gehouden door een elektrische stroom door te laten die ongeveer 100 ° C hoger is dan de temperatuur van de inlaatlucht. Als de motor meer of minder lucht aanzuigt, verandert de temperatuur van de draad. Warmteopwekking moet worden gecompenseerd door de verwarmingsstroom te wijzigen. De grootte is een maat voor de hoeveelheid aangezogen lucht. De meting vindt ongeveer 1000 keer per seconde plaats. Als de hete draad breekt, gaat de besturingseenheid in de noodmodus.
Omdat de draad zich in de zuigleiding bevindt, kunnen zich afzettingen op de draad vormen en de meting beïnvloeden. Daarom wordt de draad, elke keer dat de motor wordt uitgeschakeld, op basis van een signaal van de regeleenheid kort verwarmd tot ongeveer 1000 ° C en afzettingen erop branden.
Platina verwarmde draad met een diameter van 0,7 mm beschermt het draadgaas tegen mechanische belasting. De draad kan zich ook in het bypasskanaal bevinden dat naar het binnenkanaal leidt. Vervuiling van de verwarmde draad wordt voorkomen door deze te bedekken met een glaslaag en door de hoge luchtsnelheid in het bypasskanaal. Verbranding van onzuiverheden is in dit geval niet meer nodig.
De hoeveelheid lucht meten met een verwarmde film
Een weerstandssensor gevormd door een verwarmde geleidende laag (film) wordt in een extra meetkanaal van de sensorbehuizing geplaatst. De verwarmde laag is niet onderhevig aan vervuiling. De aangezogen lucht passeert de luchtstroommeter en beïnvloedt zo de temperatuur van de geleidende verwarmde laag (film).
De sensor bestaat uit drie in lagen gevormde elektrische weerstanden:
- verwarmingsweerstand RH (sensorweerstand),
- weerstandssensor RS, (sensortemperatuur),
- hittebestendigheid RL (inlaatluchttemperatuur).
Dunne resistieve platinalagen worden op een keramisch substraat afgezet en als weerstanden met de brug verbonden.
De elektronica regelt de temperatuur van de verwarmingsweerstand R met variabele spanning.H zodat deze 160°C hoger is dan de inlaatluchttemperatuur. Deze temperatuur wordt gemeten door de weerstand RL hangt af van de temperatuur. De temperatuur van de verwarmingsweerstand wordt gemeten met een weerstandssensor RS... Naarmate de luchtstroom toeneemt of afneemt, koelt de verwarmingsweerstand min of meer af. De elektronica regelt de spanning van de verwarmingsweerstand via de weerstandssensor zodat het temperatuurverschil weer 160° C bereikt. Vanuit deze stuurspanning genereert de sensorelektronica een signaal voor de regeleenheid dat overeenkomt met de luchtmassa (massastroom).
Bij een storing van de luchtmassameter zal de elektronische regeleenheid een vervangende waarde gebruiken voor de openingstijd van de injectoren (noodmodus). De vervangende waarde wordt bepaald door de stand (hoek) van de gasklep en het motortoerentalsignaal - de zogenaamde alpha-n-regeling.
Volumetrische luchtstroommeter
Naast de massale luchtstroomsensor, de zogenaamde volumetrische, waarvan een beschrijving te zien is in de onderstaande figuur.
Als de motor een MAP-sensor (spruitstukluchtdruk) bevat, berekent het regelsysteem luchtvolumegegevens met behulp van motortoerental, luchttemperatuur en volumetrische efficiëntiegegevens die zijn opgeslagen in de ECU. In het geval van MAP is het scoreprincipe gebaseerd op de hoeveelheid druk, of beter gezegd vacuüm, in het inlaatspruitstuk, die varieert met de motorbelasting. Als de motor niet draait, is de druk in het inlaatspruitstuk gelijk aan de omgevingslucht. De verandering vindt plaats terwijl de motor draait. Motorzuigers die naar het onderste dode punt wijzen, zuigen lucht en brandstof aan en creëren zo een vacuüm in het inlaatspruitstuk. Het hoogste vacuüm ontstaat tijdens het afremmen op de motor wanneer de gashendel gesloten is. Een lager vacuüm ontstaat bij stationair draaien en het kleinste vacuüm treedt op bij acceleratie, wanneer de motor een grote hoeveelheid lucht aanzuigt. MAP is betrouwbaarder maar minder nauwkeurig. MAF - Luchtgewicht is nauwkeurig maar meer vatbaar voor schade. Sommige (bijzonder krachtige) voertuigen hebben een Mass Air Flow (Mass Air Flow) en MAP (MAP) sensor. In dergelijke gevallen wordt de MAP gebruikt om de boostfunctie te regelen, om de uitlaatgasrecirculatiefunctie te regelen, en ook als back-up in het geval van een storing in de massale luchtstroomsensor.
