سنسور اندازه گیر جرم هوای ورودی

این سنسور که در سیستم های انژکتوری چند نقطه ای مختلف مورد استفاده قرار گرفته است ، دارای دو قسمت اصلی می باشد : سیم داغ و فیلم داغ . اگرچه از نظر طراحی اندکی با هم متفاوت اند ، اما هر دو حجم و چگالی هوای ورودی به موتور را اندازه می گیرند . بنابراین واحد کنترل الکترونیکی قادر است میزان سوخت مورد نیاز برای تشکیل مخلوط سوخت و هوای مناسب را اندازه گیری کند .

سنسور دبی جرمی هوا فاقد قطعات متحرک است. اما در آن پره سرعت سنج با استفاده از یک فنر فشرده معلق ، جریان هوا را اندازه گیری می کند. در واقع این سنسور برای اندازه گیری جریان هوا از جریان الکتریکی استفاده می نماید. المنت حسگر که یک مفتول پلاتینی ( سیم داغ ) یا مفتولی با روکش نیکلی ( فیلم داغ ) است ، به منظور رسیدن به دمایی معین _ چند درجه سلسیوس گرمتر از هوای ورودی _ توسط جریان الکتریکی گرم می شود. به این ترتیب فیلم داغ سنسور دبی جرمی هوا با دمای 75 درجه سلسیوس گرم خواهد شد. از طرفی با گرم  شدن سیم داغ با درجه حرارت 100 درجه سلسیوس ، درجه حرارت هوا نیز در فضای ورودی لوله عبور جریان هوا بالا می رود. زمانی که درجه حرارت هوا در این فضا زیاد شود ، المنت حسگر به سبب افزایش سرعت جریان هوا خنک شده و به جریان الکتریکی بیشتری برای گرم  ماندن نیاز دارد. زیرا خنک شدن تاثیر مستقیمی بر درجه حرارت ، چگالی و رطوبت هوای ورودی می گذارد. لازم به ذکر است که مقدار جریان لازم برای گرم نگه داشتن المنت ، نسبت مستقیمی با جرم هوای ورودی به موتور دارد.

 ولتاژ خروجی سنسور دبی جرمی هوا :

میزان ولتاژ ارسالی از سنسور دبی جرمی هوا به واحد کنترل الکترونیکی ، به نوع این سنسور بستگی دارد. شرکت بوش آلمان از نوعی سیم داغ بر روی سیستم های تزریق سوختLH _ Jetronic و تعدادی از سیستم های تزریق سوخت چند نقطه ای خود استفاده کرده است که سیگنال ولتاژ آنالوگی با محدوده ی تغییراتی از 0 تا 5 ولت تولید می کند. ولتاژ خروجی سنسور در دور آرام بین 0.4 تا 0.8 ولت است که به تدریج با باز شدن دریچه گاز به محدوده ی 4.5 تا 5 ولت می رسد.

سنسور دبی جرمی هوایی توسط شرکت دلکو ساخته شده که فیلم داغ آن امواج مربع شکل با فرکانس متغیر تولید می کند. محدوده ی فرکانس از 30 تا 150 هرتز متغیر می باشد. متوسط فرکانس امواج در دور آرام 30 هرتز و در حالت تمام بار 150 هرتز است

تفاوت دیگر بین سنسورهای فیلم و سیم داغ شرکت بوش این است که بخش های سیم داغ     یک سیکل خودشویی دارند که طی آن سیم پلاتینی تا 1000 درجه سلسیوس گرم می شود. این فرایند درست یک لحظه بعد از خاموش شدن موتور انجام می شود. میزان جریان الکتریکی که به سیم داغ داده می شود ، توسط رله ی یک واحد کنترل الکترونیکی کنترل شده تا آلاینده هایی که به مرور زمان روی سطح آن رسوب می کنند ، سوزانده شوند. در غیر این صورت سیم داغ آلوده شده و قابلیت تشخیص جرم هوای ورودی توسط سنسور ، با دقت کافی همراه نیست.    

 کدهای خطای دستگاه عیب یاب سنسور MAF :                      

موتوری که یک سنسور دبی جرمی هوای معیوب دارد ، ممکن است به سختی روشن شود و یا اینکه دور آرام آن نامنظم باشد. ازطرفی موتور بیش از حد تحت بار قرار گرفته و با سوختی بیش از حد غنی یا رقیق کار می کند. همچنین ممکن است موتور در زمانی که دریچه گاز به طور ناگهانی باز می شود ( به ویژه در هنگام شتاب گیری ) ، دچار سکته شود.

اغلب کثیف بودن یا خرابی سنسور دبی جرمی هوا سبب ایجاد یک کد خطا مبنی بر رقیق بودن مخلوط سوخت می شود . در نتیجه لامپ اخطار موتور روشن خواهد شد. اگر سیم داغ سنسور دبی جرمی هوا توسط روغن ( ناشی از فیلتر هوای کتانی که آغشته به روغن است ) ، کثیف یا آلوده شود ، سنسور واکنش کندی به تغییرات جریان هوای ورودی نشان می دهد. بنابراین ممکن است سنسور ، جریان هوا را کمتر از مقدار واقعی اش به واحد کنترل الکترونیکی گزارش دهد که پیامد آن کار کردن موتور با مخلوط سوخت رقیق است.

خودروهایی که در آن ها سیستم OBD II لحاظ شده است ، داده هایی که از سوی سنسور دبی جرمی هوا ، سنسور موقعیت دریچه گاز ، سنسور فشار مطلق مانیفولد و سنسور دور موتور به واحد کنترل الکترونیکی داده می شود ، مورد بررسی قرار گرفته و میزان بار موتور تشخیص داده می شود. اگر دستگاه عیب یاب شما میزان بار موتور را نشان می دهد ، به بار کم موتور در دور آرام و بار زیادتر آن در هنگامی که موتورتحت بار زیاد قرار می گیرد ( افزایش زاویه دریچه گاز ) ،  نگاه کنید. عدم تغییر بار در حد فاصل دور آرام تا حالت تمام بار نشان دهنده ی بروز عیب در هر یک از سنسورهای ذکر شده است.

اگر گمان می کنید سنسور MAF خودروی شما دچار مشکل شده است ، هر یک از کدهای خطا را مورد بررسی قرار دهید. کدهای خطایی که ممکن است بروز عیب در سنسور MAF را نشان دهند ، عبارت اند از :

 مدار دبی جرمی یا حجمی هوا. . . . P0100

P0101 . . .بروز مشکل در محدوده ء عملکرد مدار دبی جرمی یا حجمی هوا .

P0102 . . . ورودی ( ولتاژ )  کم مدار دبی جرمی یا حجمی هوا.  

 خروجی ( ولتاژ ) کم مدار دبی جرمی یا حجمی هوا .. . .P0103

 وجود تناوب در مدار دبی جرمی یا حجمی هوا. . .P0104.

سیستم بسیار رقیق است ( لوله های شماره 2 ). . . .P0171

 سیستم بسیار غنی است ( لوله های شماره 1 ).. . .P0172

بروز عیب در وضعیت سوخت ( لوله های شماره 2 ).. . .P0173

 سیستم بسیار رقیق است ( لوله های شماره 2 ).. . .P0174

 سیستم بسیار غنی است ( لوله های شماره 2 ).. . .P0175

عیب یابی سنسور دبی جرمی هوا ( MAF ): 

همان طور که گفته شد ، پره های سرعت سنج با زبانه های جنبش پذیر شان جریان هوا را اندازه می گیرند. از آنجایی که سنسور دبی جرمی هوا فاقد قطعات متحرک است ، بنابراین تنها راه دانستن این که مجموعه به درستی کار می کند ، این است که به ولتاژ خروجی سنسور یا تایمینگ پاشش سوخت توجه شود.

در سنسورهای سیم داغ شرکت بوش می توان ولتاژ خروجی سنسور را با تست کردن ترمینال های مربوط توسط یک ولت متر دیجیتال تشخیص داد. اگر ولتاژ خروجی خارج از محدودهء مورد نظر است و یا اینکه ولتاژ خروجی سنسور در هنگام باز شدن دریچه گاز به حد لازم افزایش نیابد ، سنسور خراب است و بایستی تعویض شود. کثیف شدن سیم داغ (به دلیل عدم انجام فرایند مدار خود پاک کنندگی و یا آلوده شدن توسط ذرات خارجی ) می تواند سبب واکنش کند سنسور در پاسخ به تغییرات جریان هوا شود. شکستگی یا سوختگی سیم داغ به طور قطع از کارکرد سنسور جلوگیری خواهد کرد. نیروی ( الکتریکی ) لازم سنسور دبی جرمی هوا از طریق یک جفت رله ( یکی برای تغذیه سنسور و دیگری برای قطع کردن سیکل پاک کنندگی ) تامین می شود. بنابراین رله ها نخستین عواملی هستند که بایستی در هنگام خرابی سنسور و یا عملکرد ضعیف آن مورد بررسی قرار گیرند.

در سنسور دبی جرمی هوای ساخت شرکت GM یک سری بررسی ها برای مشکلات مربوط به ارتعاشات وجود دارد. بدین منظور یک ولت متر آنالوگ را به ترمینال خروجی سنسور وصل کنید. مادامی که موتور در دور آرام کار می کند ، سنسور باید ولتاژ خروجی ثابت 2.5 ولت را ایجاد کند. یک سنسور بایستی ولتاژی ثابت و بدون تغییر را تولید کند. اگر ولتاژ خروجی دچار نوسان شود و یا اینکه موتور لحظه به لحظه دچار عدم احتراق شود ، سنسور معیوب است و بایستی تعویض شود.

در تست دیگری شما می توانید از یک فرکانس سنج استفاده کنید. سنسورهای قدیمی تر باید در دور آرام فرکانس ثابت 30 تا 50 هرتز ودر 3500 دور در دقیقه فرکانسی معادل 70 تا 75 هرتز را نشان دهد. در سنسورهای جدیدتر بایستی فرکانس خروجی در دور آرام 2.9 کیلو هرتز و در 3500 دور در دقیقه 5 کیلو هرتز باشد. اگر سیگنال فرکانس خروجی سنسور به طور ناگهانی تغییر می کند ، زمان تعویض سنسور فرا رسیده است.

شما همچنین می توانید از طریق ارتباط بین دستگاه عیب یاب و مدار سیستم ، میزان ولتاژ خروجی سنسور را به دست آورید . که نشان دهنده دبی جرمی هوا می باشد و ارتباطی مستقیم با فرکانس خروجی سنسور دارد . میزان دبی جرمی بایستی در دور آرام 4 تا 8 گرم بر ثانیه و در حالت تمام بار به 100 تا 240 گرم بر ثانیه برسد.

 سنسور موقعیت دریچه گاز نیز باید در تمامی محدودهء دور موتور دارای تغییرات خطی یکنواختی  در ولتاژ خروجی اش باشد. اگر تغییرات ولتاژ ناگهانی باشد ، ECU قادر به تعیین مخلوط سوخت و هوای صحیح نخواهد بود در نتیجه فرآیند کنترل آلاینده ها تحت الشعاع قرار می گیرد. بنابراین شما باید ولتاژ خروجی سنسور را نیز در دورهای مختلف بررسی کنید ؛ تا بفهمید که تغییرات ولتاژ مناسب است. این کار را می توان از طریق نمودار فرکانس ولتاژ خروجی در هر 500 دور در دقیقه انجام داد ؛ و یا اینکه برای بررسی فرکانس خروجی از یک اسیلوسکوپ استفاده نمود. امواج خروجی بایستی یکسان باشند و افزایش تدریجی فرکانس آنها همگام با افزایش دور و بار موتور باشد. هرگونه نوسان ، پرش ناگهانی و یا پارازیت زیاد در امواج ، بیانگر این است که سنسور باید تعویض شود.     

روش دیگر برای بررسی ولتاژ خروجی سنسور MAF این است که به تاثیر آن بر روی تایمینگ پاشش سوخت توجه نمود. از یک اسیلوسکوپ یا مولتی متری که قابلیت ثبت و نمایش زمان بر حسب میلی ثانیه را داراست ، استفاده کنید. سوکت تست را به ترمینال منفی ( بدنه ) انژکتورها وصل کنید ( یکی از ترمینال ها ، ولتاژ تغذیه و دیگری اتصال بدنه انژکتور را تامین می کند. لازم به ذکر است که زمان اتصال بدنه شدن توسط  ECU کنترل می شود ) . سپس به پالس های انژکتور طی پاشش در دور آرام توجه کنید. تغییرات تایمینگ پاشش به شرایط عملکرد موتور وابسته است ؛ اما اگر سنسور دبی جرمی هوا سیگنالی تولید نکند ، تایمینگ پاشش  سوخت حدود چهار برابر بیشتر از حالت عادی خواهد بود ( ایجاد مخلوط سوخت خیلی غنی برای روشن شدن موتور ) . همچنین می توان با استفاده از یک اسیلوسکوپ یا مولتی متر ، غنی سازی سوخت را هنگام شتاب گیری که دریچه گاز به طور ناگهانی باز می شود و یا رقیق سازی سوخت در حالت بار کم موتور و همچنین قطع پاشش انژکتورها در وضعیت شتاب منفی را مشاهده نمود. برای مثال زمان پاشش انژکتور(ها) در زمان بهینه بودن بار موتور ( بار کم ) بایستی در حدود 2.5 تا 2.8 میلی ثانیه باشد.

 بنا به دلایلی سنسور دبی جرمی هوای خودروهای شرکت  FORD  به سبب آلودگی دچار مشکل می شوند. در برخی شرایط عدم فیلترینگ مناسب توسط فیلتر هوا و عبور هوای کثیف از سنسور سبب خرابی سیم داغ آن می شود. در سایر شرایط ، برگشت بخارات سوخت از میان مانیفولد ورودی سبب افزایش کربن گرفتگی سیم داغ می شود. آلودگی سنسور سبب کاهش کارایی آن شده و اغلب کدهای P0171 یا P0174 را ایجاد می کند ( مبنی بر رقیق بودن سوخت ). تمیز شدن المنت سنسور بوسیله پاک کننده الکترونیکی گَرد پاش انجام می شود. سنسور MAF در برخی خودروها در داخل محفظه فیلتر هوا  و یا بین دریچه گاز و فیلتر هوا قرار گرفته است. المنت سنسور توسط تمیز کننده ء الکترونیکی طی بازهء زمانی 10 دقیقه ای به طور مداوم اسپری و خیس می شود. از پاک کننده های دیگر برای تمیز شدن سنسور استفاده نکنید. زیرا برای سنسور مضر است. تماس با سنسور و تمیز کردن آن به طور فیزیکی نیز سبب خرابی سنسور می شود.

منبع: وبلاگ مهندسی برق

گرداوری : تویوتا تکنیک