Przyczyny i objawy awarii przepływomierza powietrza – diagnostyka

, 3 sierpnia 2021, 8:17

Spadek mocy silnika, falowanie obrotów, zwiększone zużycie paliwa, problemy z uruchomieniem jednostki napędowej – to bardzo częste powody awarii, po których wystąpieniu klienci kierują się do warsztatów samochodowych. Powodem tych zjawisk może być przepływomierz powietrza – czujnik, zamontowany w układzie dolotowym. Potencjalne przyczyny usterek tego elementu omawiamy w asyście eksperta.

Przepływomierze powietrza montowane są w silnikach benzynowych i wysokoprężnych. W obydwu pełnią inne role.

  • W silnikach benzynowych przepływomierz powietrza służy do obliczania masy powietrza wlotowego. Na podstawie tych danych, komputer sterujący pracą jednostki napędowej dobiera odpowiednią masę paliwa (sterując czasem otwarcia wtryskiwaczy) do chwilowych warunków (prędkości itd.).
  • W silnikach wysokoprężnych pomiar masy powietrza przy obciążeniu częściowym jest niezbędny do sterowania pracą układu recyrkulacji spalin EGR. Pomiar wykonywany przy pełnym obciążeniu silnika służy do ograniczania sadzy w spalinach auta (wtryskiwana jest taka ilość paliwa, którą można dokładnie spalić, bez powstawania niepotrzebnej sadzy).

Objawy awarii przepływomierza powietrza w silnikach benzynowych

Zacznijmy od objawów awarii, które mogą świadczyć o tym, że przepływomierz powietrza uległ uszkodzeniu albo doszło do zabrudzenia jego elementu pomiarowego (co w większości przypadków również kwalifikuje podzespół do wymiany).

  • Problemy z uruchomieniem jednostki napędowej;
  • Zmniejszona moc jednostki napędowej;
  • Wyraźne osłabienie samochodu, odczuwalne szczególnie podczas przyspieszania;
  • Falowanie obrotów silnika;
  • Niestabilna praca silnika na biegu jałowym i na biegach wysokich;
  • Duże wibracje podczas pracy silnika na biegu jałowym;
  • Błąd zapisany w pamięci sterownika i zapalenie kontrolki check engine (komenda: sygnał czujnika MAF zbyt wysoki albo zbyt niski)

Objawy awarii przepływomierza powietrza w silnikach diesla

  • Utrata mocy przez jednostkę napędową. Powodem jest to, że komputer sterujący pracą silnika zmniejsza ilość wtryskiwanego paliwa, ze względu na złe odczytanie ilości masy powietrza.

Przepływomierz powietrza – informacje podstawowe

Przepływomierz powietrza jest montowany w układzie dolotowym silnika, pomiędzy filtrem powietrza a silnikiem.

Przepływomierze powietrza mają różną formę, zależnie od modelu silnika. Od tej formy zależy też łatwość demontażu czujnika. Przepływomierz może być przykręcony do górnej części układu dolotowego, tak aby jego dłuższa część, z elementem pomiarowym, była zanurzona w strumieniu powietrza. Demontaż takiego przepływomierza jest bardzo szybki i prosty. Przepływomierz powietrza może mieć też zewnętrzną obudowę z tworzywa, w kształcie rury. Wtedy jest on integralną częścią rury układy dolotowego, prowadzącej powietrze z filtra do przepustnicy/turbosprężarki. W tym przypadku demontaż wymaga nieco więcej czasu (należy zdemontować opaski mocujące). Trzeba też zwrócić uwagę na zachowanie szczelności.

Obudowy przepływomierzy powietrza wykonane są z tworzywa sztucznego. Mają one specjalny kształt, którego zadaniem jest zapewnienie dobrych warunków pracy elementu pomiarowego (zanurzonego w strumieniu powietrza). Obudowy są profilowane tak, aby zminimalizować zawirowania powietrza oraz przepływ zwrotny powietrza. Równocześnie mają one na celu ochronę przepływomierza powietrza przed osadzaniem się na nim zanieczyszczeń, które mogą znaleźć się w zassanym powietrzu. W górnej części przepływomierza znajduje się gniazdko przyłączeniowe przewodu, łączącego przepływomierz powietrza z komputerem sterującym pracą jednostki napędowej.

Konstrukcja przepływomierzy powietrza zmieniała się na przestrzeni lat. W starszych silnikach masę powietrza, zassanego przez układ dolotowy obliczano na podstawie kąta wychylenia przepustnicy oraz prędkości obrotowej silnika. Pierwsze modele przepływomierzy powietrza wykorzystywały przesłonę spiętrzającą. Następnie zaczęto stosować przepływomierze termoanemometryczne z drutowym elementem grzewczym.

Obecnie stosuje się dwa rodzaje przepływomierzy powietrza: termoanemometryczne z warstwowym elementem pomiarowym i kalorymetryczne z dwoma elementami pomiarowymi. Przepływomierze kalorymetryczne są niezwykle dokładne, albowiem pozwalają na pomiar strumienia powietrza w obydwu kierunkach, a zatem także mierzą przepływy zwrotne powietrza w układzie dolotowym.

Przepływomierz powietrza ma od 3 do 6 pinów przyłączeniowych.

Jak przepływomierz powietrza działa w praktyce? Jako przykład weźmiemy przepływomierz z dwoma elementami pomiarowymi.

  • Przepływomierz ma specjalny kanał o kształcie dobranym tak, aby zapobiec zawirowaniom i przepływowi zwrotnemu powietrza.
  • Rezystor grzewczy przepływomierza powietrza utrzymywany jest w stałej temperaturze 160st. Celsjusza (dzięki działaniu elektroniki).
  • Wpadające do kanału powietrze chłodzi pierwszy czujnik, a następnie jest ogrzewane przez rezystor grzewczy.
  • Ogrzane powietrze powoduje wzrost temperatury na drugim czujniku przepływomierza.
  • Masa powietrza zostaje obliczona przez elektronikę, na podstawie różnicy temperatur pomiędzy pierwszym a drugim czujnikiem.
  • Obliczona wartość jest przekształcana w sygnał, który jest kierowany przewodowo do komputera, sterującego pracą jednostki napędowej.

W jaki sposób przepływomierz powietrza przesyła sygnał do komputera, sterującego pracą jednostki napędowej?

  • W starszych przepływomierzach stosowano sygnał napięciowy. Napięcie wzrastało proporcjonalnie do wzrostu masy powietrza.
  • W najnowszych przepływomierzach powietrza stosowany jest sygnał cyfrowy (1-17 kHz). W zależności od typu przepływomierza, częstotliwość sygnału wzrasta albo maleje, wraz ze zwiększaniem się masy powietrza.

Awaria przepływomierza powietrza – czy zawsze trzeba wymienić na nowy?

Przepływomierz powietrza to stosunkowo droga część. Dobry jakościowo zamiennik, nawet w przypadku starszych pojazdów kosztuje od 200 do 400 zł, w zależności od silnika i marki auta. Czasami źródłem problemów może być coś innego.

Przepływomierz powietrza może nie działać, kiedy:

  • uszkodzony jest przewód zasilająco sygnałowy, łączący przepływomierz z komputerem sterującym pracą silnika. Przepływomierz może być sprawny, wystarczy wymienić przewód.
  • doszło do rozłączenia przewodu zasilająco – sygnałowego od przepływomierza albo od komputera sterującego pracą jednostki napędowej.
  • piny przyłączeniowe przepływomierza powietrza albo wtyczka przewodu zasilająco – sygnałowego są zaśniedziałe. Czasami wystarczy je przeczyścić odpowiednim preparatem.

Powodem awarii przepływomierza powietrza może być też zabrudzenie elementu pomiarowego. Na rynku znajduje się szereg środków, które są przeznaczone do czyszczenia przepływomierza powietrza. Mają one za zadanie usuwanie zanieczyszczeń, które zbierają się na elemencie pomiarowym i mogą zakłócić działanie podzespołu.

Zapytaliśmy o zdanie eksperta. Czy w przypadku awarii przepływomierza powietrza warto zastosować środek do czyszczenia przepływomierzy?

– Jeżeli doszło do znacznego zabrudzenia takiego czujnika, zalecamy jego wymianę na nowy, ponieważ tylko takie rozwiązanie daje gwarancję poprawnego działania, zaoszczędzi nasz czas a ostatecznie również pieniądze. Przepływomierz powietrza powinno się utrzymywać w czystości przede wszystkim poprzez dbanie o czystość napływającego na niego powietrza, czyli sprawny układ dolotowy oraz wysokiej jakości filtr – powiedział Roman Wierzbowski, Category Manager firmy HELLA – Jako czynność profilaktyczną można taki środek zastosować, jednak czyszczenie przepływomierza takim preparatem czy w inny sposób nie daje gwarancji, że przepływomierz będzie działał w 100% prawidłowo. Taka operacja, przeprowadzona nieprawidłowo, może też skutkować uszkodzeniem sprawnego przepływomierza.

Kiedy na pewno należy wymienić przepływomierz powietrza?

Wtedy kiedy dojdzie do awarii elektroniki przepływomierza (np. na skutek zwarć wewnętrznych), uszkodzeń mechanicznych wtyczki przyłączeniowej albo mechanicznego uszkodzenia elementów pomiarowych.

Przed podjęciem decyzji o wymianie przepływomierza powietrza należy sprawdzić:

  • stan przewodu zasilająco – sygnałowego
  • stan wtyczki/gniazdka w przepływomierzu
  • napięcie zasilania przepływomierza.

Jak wspomnieliśmy wcześniej, przepływomierz powietrza ma od 3 do 6 pinów przyłączeniowych. Pin sygnałowy jest zazwyczaj ostatni.

Jak sprawdzić przepływomierz powietrza?

W przypadku przepływomierzy starszego typu, generujących sygnał analogowy za pomocą zmian napięcia prądu:

  • do sprawdzenia można wykorzystać woltomierz albo oscyloskop – należy je podłączyć do pinów masy sygnału i sygnałowego
  • jeśli napięcie po włączeniu zapłonu wynosi 0 lub 5V, przepływomierz jest uszkodzony i trzeba go wymienić na nowy.
  • prawidłowe napięcie, w sprawnym przepływomierzu, powinno się mieścić w przedziale od 0,2 do 1,0V.

W przypadku nowych typów przepływomierzy, generujących sygnał cyfrowy, do pomiaru należy użyć oscyloskopu albo urządzenia do pomiaru częstotliwości.

  • sondy pomiarowe oscyloskopu należy podłączyć do pinu masy sygnału oraz pinu sygnału.
  • po włączeniu zapłonu, na ekranie oscyloskopu powinien pojawić się prostokątny sygnał o częstotliwości od 1 do 15 kHz.

Dalej wszystko zależy od typu przepływomierza powietrza. Jeśli mamy do czynienia z przepływomierzem, w którym sygnał powinien wzrastać wraz ze wzrostem masy powietrza – w sprawnym przepływomierzu częstotliwość sygnału będzie wzrastać, z poziomu 1-2 kHz wzwyż. Jeśli mamy do czynienia z przepływomierzem, w którym sygnał powinien się obniżać, wraz ze wzrostem prędkości obrotowej – w sprawnym przepływomierzu jego wartości będą spadać.

Co wpływa na przyspieszone zużycie przepływomierza powietrza? Czy może to być filtr powietrza niskiej jakości? Czy jakość filtra powietrza ma wpływ na długość życia przepływomierza powietrza? Pytamy eksperta.

– Nie tylko jakość filtra powietrza ma wpływ na żywotność przepływomierza. Sposób jego wymiany, związane z tą czynnością procedury kontrolno-serwisowe również. Warto zauważyć, że najczęściej wymieniany jest filtr powietrza powiązany z ewentualnym usunięciem jakichś dużych, zauważalnych gołym okiem, stałych zanieczyszczeń. Tymczasem cały kanał dolotowy powinien podlegać oględzinom na okoliczność obecność wody, oleju, sadzy czy kurzu i w razie konieczności dokładnie wyczyszczony. Tego rodzaju brud może świadczyć o mechanicznych uszkodzeniach kanału (np. pęknięcie obudowy filtra) lub niepoprawny montaż któregoś z elementów kanału podczas przeprowadzania czynności serwisowych w przeszłości, a skutkujący nieszczelnością. Należy zauważyć, że niesprawny układ dolotowy ma negatywny wpływ nie tylko na przepływomierz powietrza, ale również na bardzo drogą przepustnicę, która może ulec uszkodzeniu – powiedział Roman Wierzbowski, Category Manager firmy HELLA – Podobne skutki może powodować filtr powietrza niskiej jakości, do którego produkcji użyto kiepskich materiałów a samo wykonanie filtra (jego kształt, wymiary, itp.) może powodować, że filtr „nie układa się” prawidłowo w obudowie i przepuszcza do silnika (poprzez przepływomierz oraz przepustnicę) brudne, nieprzefiltrowane powietrze. Sam materiał filtracyjny, jeśli jest niskiej jakości, będzie przepuszczał zanieczyszczenia stałe, które są niezwykle groźne dla wspomnianego przepływomierza, przepustnicy i ostatecznie dla samego silnika.  Przepływomierz powietrza to element niezwykle wrażliwy na zabrudzenia, które upośledzają jego pracę, co skutkuje obliczeniem nieprawidłowej ilości zasysanego powietrza. Dlatego należy nie dopuszczać do jego zabrudzenia poprzez poprawną wymianę filtra powietrza, na taki wysokiej jakości oraz dokładne oględziny kanału dolotowego, jego ewentualne czyszczenie lub naprawę – podkreśla Roman Wierzbowski.

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Brak komentarzy!