Medidor de flujo de aire (¿Qué es esto?) | Dispositivo, tipos, averías

Medidor de masa de aire está diseñado para proporcionar información sobre la cantidad de aire que ingresa a los cilindros del motor de combustión interna a la ECU. Estos dispositivos se dividen convencionalmente en varios tipos: mecánicos, de película (hilo caliente y diafragma), sensores de presión. El primer tipo se considera obsoleto y se usa poco, mientras que los otros son más comunes. Hay una serie de señales y razones típicas por las que un caudalímetro falla total o parcialmente. A continuación, los analizaremos con usted y también hablaremos sobre cómo verificar, reparar o reemplazar el medidor de flujo.

Contenido

  • Que es un medidor de flujo
  • Síntomas y causas de mal funcionamiento.
  • Cómo comprobar el caudalímetro

Medidor de masa de aire

Que es un medidor de flujo

Como se mencionó anteriormente, los medidores de flujo están diseñados para indicar el volumen y el control del aire consumido por el motor. Antes de pasar a la descripción del principio de su trabajo, es necesario abordar el tema de los tipos. Después de todo, su trabajo dependerá de esto.

Tipos de caudalímetros

Medidor de masa de aire

Apariencia del caudalímetro

Los primeros modelos fueron mecánico y se instalaron en los siguientes sistemas de inyección de combustible:

  • inyección distribuida Jetronic;
  • sistema combinado de inyección electrónica y encendido electrónico Motronic;
  • K-Jetronic;
  • KE-Jetronic;
  • L-Jetronic.

La carcasa del caudalímetro mecánico contiene una cámara de amortiguación, una trampilla de medición, un resorte de retorno, una trampilla de amortiguación, un potenciómetro y un bypass (canal de bypass) con un regulador ajustable.

Además de los medidores de flujo mecánicos, también existen los siguientes tipos de instrumentos más avanzados:

  • medidor de flujo de filamento calentado;
  • un caudalímetro con un anemómetro de película térmica;
  • caudalímetro de orificio de pared gruesa;
  • sensor de presión de aire del colector.

A continuación, considere el principio de funcionamiento de los dispositivos enumerados.

Principio de funcionamiento del caudalímetro

Medidor de flujo mecánico

Diagrama de caudalímetro mecánico. 1 - suministro de voltaje desde la unidad de control electrónico; 2 - sensor de temperatura del aire de admisión; 3 - suministro de aire del filtro de aire; 4 - resorte en espiral; 5 - cámara de amortiguación; 6 - amortiguador de cámara de compuerta; 7 - suministro de aire a la válvula de mariposa; 8 - amortiguador de presión de aire; 9 - canal de derivación; 10 - potenciómetro

Empecemos con medidor de flujo mecánico... Su principio de funcionamiento se basa en la distancia que recorre la trampilla de medición en función del volumen de aire que pasa por ella. En el mismo eje que la trampilla de medición, también hay una trampilla de amortiguación y un potenciómetro (divisor de tensión ajustable). Este último está hecho en forma de circuito electrónico con pistas de resistencia soldadas. En el proceso de girar el amortiguador, el control deslizante se mueve a lo largo de ellos y, por lo tanto, la resistencia cambia. En consecuencia, el voltaje que transmite el potenciómetro se mide de acuerdo con la retroalimentación positiva y se transmite a la unidad de control electrónico. Para ajustar el funcionamiento del potenciómetro, también se incluye en su circuito un sensor de temperatura del aire de admisión.

Sin embargo, los medidores de flujo mecánicos ahora se consideran obsoletos ya que han sido reemplazados por sus contrapartes electrónicos. No tienen partes mecánicas móviles, por lo que son más confiables, dan resultados más precisos y su funcionamiento no depende de la temperatura del aire de admisión.

Otro nombre para tales medidores de flujo es Sensor de flujo de masa de aire... A su vez, se dividen en dos tipos según el elemento sensor utilizado:

  • cable (sensor MAF de cable caliente);
  • película (Sensor de flujo de aire de película caliente, HFM).

DMRV (sensor de flujo de masa de aire)

Más detalles

Caudalímetro bobinado

Medidor de masa de aire con elemento calefactor de alambre (filamento).1 - sensor de temperatura; 2 - anillo sensor con un elemento calefactor de alambre; 3 - reóstato de precisión; Qm - flujo de aire másico por unidad de tiempo

El funcionamiento de los dispositivos del primer tipo se basa en usando un filamento de platino calentado... El circuito eléctrico mantiene constantemente el filamento en un estado calentado (se eligió el platino debido a que el metal tiene una resistividad baja, no se oxida y no se presta a factores químicos agresivos). El diseño prevé que el aire que pasa enfríe su superficie. El circuito eléctrico tiene retroalimentación negativa, por lo que se aplica más corriente eléctrica al filamento a medida que se enfría para mantener la temperatura constante.

También en el circuito hay un convertidor, cuya tarea es traducir el valor de la corriente cambiante en una diferencia de potencial, es decir, voltaje. Existe una relación exponencial no lineal entre el valor de voltaje obtenido y el volumen de aire que pasa. La fórmula exacta se programa en la ECU y, de acuerdo con ella, decide cuánto aire se necesita en un momento dado.

El diseño del medidor de flujo de alambre asume el llamado modo de autolimpieza. En este caso, el hilo de platino se calienta a una temperatura de + 1000 ° C. Como resultado del calentamiento, varios elementos químicos, incluido el polvo, se evaporan de su superficie. Sin embargo, debido a este calentamiento, el grosor del hilo disminuye gradualmente. Esto conduce, en primer lugar, a errores en las lecturas del sensor y, en segundo lugar, al desgaste gradual del propio hilo.

Medidor de flujo de película

Esquema de un caudalímetro de masa de aire con un anemómetro de película térmica. 1 - terminales del conector eléctrico, 2 - tubo de medición o carcasa del filtro de aire, 3 - circuito de cálculo (circuito híbrido), 4 - entrada de aire, 5 - elemento sensible del sensor, 6 - salida de aire, 7 - canal de derivación, 8 - sensor alojamiento.

Ahora veamos el trabajo sensor de flujo de aire masivo de lámina... Son de dos tipos: con un anemómetro de película caliente y basados ​​en un diafragma de pared gruesa. Empecemos por el primero.

Es el resultado de la evolución del medidor de flujo de alambre, pero en lugar de un alambre en este caso, se utiliza un cristal de silicio como elemento sensible, en cuya superficie se sueldan varias capas de platino, que se utilizan como resistencias. En particular:

  • resistencia de calentamiento;
  • dos resistencias térmicas;
  • Resistencia del sensor de temperatura del aire de admisión.

Por analogía con un medidor de flujo de alambre, el elemento sensor está ubicado en el canal a través del cual fluye el aire. Se calienta constantemente gracias al uso de una resistencia calefactora. Cuando ingresa al conducto, el aire cambia su temperatura, que se fija mediante termistores instalados en los dos extremos del conducto. La diferencia en sus lecturas en los dos extremos del diafragma es la diferencia de potencial, es decir, voltaje constante (que varía de 0 a 5 V). Muy a menudo, esta señal analógica se digitaliza en forma de impulsos eléctricos que se transmiten directamente a la ECU del vehículo.

Medidor de película de orificio

El principio de medir el flujo de aire másico con un anemómetro de película térmica. 1 - característica de temperatura en ausencia de flujo de aire; 2 - característica de temperatura en presencia de flujo de aire; 3 - elemento sensible del sensor; 4 - zona de calentamiento; 5 - diafragma de sensor; 6 - sensor con tubo de medición; 7 - flujo de aire; M1, M2 - puntos de medición, T1, T2 - valores de temperatura en los puntos de medición M1 y M2; ΔT - diferencia de temperatura

En cuanto al segundo tipo de caudalímetro de película, se basan en el uso de una placa de orificio de pared gruesa ubicada sobre una base cerámica.Su sensor activo registra cambios en el vacío del colector de admisión en función de la deformación del diafragma de membrana. Con una deformación significativa, se obtiene una cúpula correspondiente con un diámetro de 3 ... 5 mm y una altura de aproximadamente 100 micrones. En el interior se ubican elementos piezoeléctricos que convierten los efectos mecánicos en señales eléctricas, que posteriormente se transmiten a la ECU.

Automóviles modernos que usan encendido electrónico. sensores de presión de aire, que se consideran más avanzados tecnológicamente que los medidores de flujo clásicos que operan de acuerdo con los esquemas descritos anteriormente. El sensor está ubicado en el colector y detecta la presión y carga del motor, así como la cantidad de gases recirculados. En particular, se conecta al colector de admisión mediante una manguera de vacío. Durante el funcionamiento, se genera un vacío en el colector, que actúa sobre la membrana del sensor. Las galgas extensiométricas están ubicadas directamente sobre la membrana, cuya resistencia eléctrica cambia dependiendo de la posición de la membrana.

El algoritmo de funcionamiento del sensor consiste en comparar la presión atmosférica y la presión sobre la membrana. Cuanto mayor sea, mayor será el cambio de resistencia y, por tanto, el voltaje suministrado a la ECU. El sensor está alimentado por 5 V CC y la señal de control es un pulso con un voltaje constante de 1 a 4,5 V (en el primer caso, el motor está inactivo, en el segundo, el motor está funcionando a carga máxima). Directamente, la ECU calcula la cantidad másica de aire, basándose también en la densidad del aire, su temperatura y el número de revoluciones del cigüeñal.

Debido al hecho de que el sensor de flujo de masa de aire es un dispositivo bastante vulnerable y a menudo falla, desde principios de la década de 2000, los fabricantes de automóviles comenzaron a abandonar su uso en favor del uso de motores con un sensor de presión de aire. Caudalímetro de orificio

Medidor de flujo de aire de película. 1 - circuito de medición; 2 - diafragma; 3 - cámara de presión de referencia; 4 - elementos de medición; 5 - sustrato cerámico

Con los datos recibidos, la unidad de control electrónico regula los siguientes parámetros. Para motores de gasolina:

  • el momento de la inyección de combustible;
  • su cantidad;
  • momento de inicio de la ignición;
  • el algoritmo del sistema de recuperación de vapor de gasolina.

Para motores diesel:

  • el momento de la inyección de combustible;
  • algoritmo del sistema de recirculación de gases de escape.

Como puede ver, el dispositivo del sensor es simple, pero realiza una serie de funciones clave, sin las cuales el funcionamiento de los motores de combustión interna sería imposible. Ahora pasemos a considerar los síntomas y las causas del mal funcionamiento de este nodo.

Síntomas y causas de mal funcionamiento.

En caso de falla parcial del medidor de flujo, el conductor notará una o más de las siguientes situaciones. En particular:

  • El motor no enciende;
  • funcionamiento inestable (velocidad flotante) del motor en ralentí, hasta su parada;
  • las características dinámicas del automóvil se reducen (durante la aceleración, el motor "se cae" al presionar el pedal del acelerador);
  • consumo excesivo significativo de combustible;
  • la luz de advertencia Check Engine en el tablero se enciende.

Los síntomas enumerados pueden ser el resultado de otras fallas de los elementos individuales del motor; sin embargo, entre otras cosas, es necesario verificar el funcionamiento del medidor de masa de aire. Ahora consideremos las razones por las que ocurren las fallas descritas:

Reconstrucción del caudalímetro

Reconstrucción del caudalímetro

  • Envejecimiento natural y falla del sensor... Esto es especialmente cierto para las máquinas relativamente antiguas que tienen instalado un medidor de flujo original.
  • Motor sobrecargado... Debido al sobrecalentamiento del sensor y sus elementos individuales, puede dar datos incorrectos a la ECU. Esto ocurre debido al hecho de que con un calentamiento significativo del metal, su resistencia eléctrica cambia y, en consecuencia, los datos calculados de la cantidad de aire que pasa a través del dispositivo.
  • Daño mecánico al medidor de flujo.... Puede ser el resultado de varias acciones. Por ejemplo, daños al reemplazar el filtro de aire u otros componentes cercanos, contactos rotos durante la instalación, etc.
  • Entrada de humedad dentro de la caja.... La razón es bastante rara, pero puede ocurrir si una gran cantidad de agua ingresa al compartimiento del motor por alguna razón. Esto puede provocar un cortocircuito en el circuito del sensor.

Como regla general, el caudalímetro no se puede reparar (excepto en el caso de muestras mecánicas) y, si falla, se debe reemplazar. Afortunadamente, el dispositivo es económico y el proceso de desmontaje e instalación no requiere mucho tiempo y esfuerzo. Sin embargo, antes de reemplazarlo, es necesario diagnosticar el sensor e intentar limpiarlo con un limpiador de carburador.

Cómo comprobar el caudalímetro de aire

El proceso de verificación del caudalímetro de aire es sencillo y se puede realizar de varias formas. Considérelos con más detalle.

Desconectar el sensor

El método más sencillo es apagar el medidor. Para hacer esto, con el motor apagado, desconecte el cable de alimentación adecuado para el sensor (generalmente rojo-negro). Luego encienda el motor y conduzca el automóvil. Si la luz de advertencia Check Engine se enciende en el tablero, la velocidad de ralentí ha excedido las 1500 rpm y la dinámica del automóvil ha mejorado, significa que con un alto grado de probabilidad se puede argumentar que su sensor de flujo de masa de aire está defectuoso . Sin embargo, le recomendamos que realice diagnósticos adicionales.

Escanear con un escáner

Otro método de diagnóstico es utilizar un escáner especial para detectar errores en los sistemas del vehículo. Actualmente, existe una amplia variedad de tales dispositivos. Los modelos más profesionales se utilizan en estaciones de servicio o centros de servicio. Sin embargo, existe una solución más sencilla para el propietario medio de un automóvil.

Consiste en instalar un software especial en un teléfono inteligente o tableta con sistema operativo Android. Con un cable y un adaptador, el dispositivo se conecta a la ECU del automóvil y el programa mencionado le permite obtener información sobre el código de error. Para descifrarlos, debe utilizar la literatura de referencia.

Adaptadores populares:

Adaptador ELM327

Adaptador ELM327

  • K-Line 409.1;
  • ELM327;
  • OP-COM.

En cuanto al software, la mayoría de los propietarios de automóviles utilizan el siguiente software:

  • Torque Pro;
  • OBD Auto Doctor;
  • ScanMaster Lite;
  • BMWhat.

Códigos de error más comunes:

  • P0100 - circuito del sensor de flujo de aire másico o volumétrico;
  • P0102 - nivel de señal bajo en la entrada del circuito del sensor de flujo de aire volumétrico o de masa;
  • P0103 - nivel de señal alto en la entrada del circuito del sensor de flujo de aire másico o volumétrico.

Con la ayuda del hardware y software enumerados, no solo puede buscar un error en el medidor de flujo de aire, sino también realizar configuraciones adicionales para el sensor instalado u otros componentes del automóvil.

Comprobación del caudalímetro con un multímetro

Comprobación del DMRV con un multímetro

Además, entre los automovilistas, una forma popular de verificar el medidor de flujo con un multímetro. Dado que el sensor de flujo de aire masivo de BOSCH es el más popular en nuestro país, el algoritmo de verificación se describirá específicamente para él:

  1. Cambie el multímetro al modo de medición de voltaje CC (en la abreviatura en inglés - CC). Establezca un límite superior para que el instrumento pueda detectar voltajes de hasta 2 V.
  2. Enciende el motor del coche y abre el capó.
  3. Ubique el medidor de flujo de aire directamente. Por lo general, se encuentra en o detrás de la carcasa del filtro de aire.
  4. La sonda roja del multímetro debe estar conectada al cable amarillo del sensor y el cable negro al verde.
  5. Si el sensor está funcionando correctamente, entonces el valor de voltaje en la pantalla del multímetro no debe exceder 1.05 V. Si el voltaje es mucho más alto, entonces el sensor está total o parcialmente fuera de servicio.

Aquí hay una tabla para usted, donde se indican el valor del voltaje recibido y el estado del sensor.

Valor de voltaje, VEstado del sensor
0,966...1,01Valor de voltaje en el nuevo sensor de flujo de masa de aire
1,01...1,02Buen estado del sensor
1,02...1,03Condición promedio
1,03...1,04El sensor se acerca al final de su vida útil
1,04...1,05Muy mal estado
Más de 1.05El sensor necesita ser reemplazado urgentemente

Inspección visual y limpieza del caudalímetro de aire.

Si no tiene un escáner o software apropiado para diagnosticar el estado del sensor MAF a mano, debe realizar una inspección visual para identificar un mal funcionamiento del medidor de flujo de aire. El hecho es que no son infrecuentes las situaciones en las que la suciedad, el aceite u otros fluidos de proceso entran en su cuerpo. Esto da lugar a errores en la salida de datos del dispositivo.

Para la inspección visual, el primer paso es desmontar el caudalímetro. Cada modelo de automóvil puede tener sus propios matices, pero en general, el algoritmo será aproximadamente el siguiente:

  1. Apague el encendido del automóvil.
  2. Con una llave (generalmente 10), desconecte la manguera de aire a través de la cual se le suministra aire.
  3. Desconecte los cables enumerados en el párrafo anterior del sensor.
  4. Desmontar con cuidado el sensor sin perder la junta tórica.

A continuación, debe realizar una inspección visual. En particular, debe asegurarse de que todos los contactos visibles estén en buenas condiciones, no rotos ni oxidados. También verifique si hay polvo, escombros y fluidos de proceso tanto dentro de la caja como directamente en el elemento sensor. Su presencia puede provocar errores en las lecturas transmitidas.

En consecuencia, si se detecta la contaminación especificada, es necesario limpiar la carcasa y el elemento sensible. Para ello, lo mejor es utilizar un compresor de aire y trapos (con la excepción del caudalímetro de película, no se debe limpiar ni soplar con aire comprimido).

Siga el procedimiento de limpieza con cuidado para no dañar sus elementos internos, especialmente las roscas.

Resultados

Finalmente, daremos algunos consejos más sobre cómo extender la vida útil de un medidor de flujo de aire. Primero, cambie el filtro de aire con regularidad. De lo contrario, el sensor se sobrecalentará y dará datos incorrectos. En segundo lugar, no permita el sobrecalentamiento general del motor y asegúrese de que el sistema de refrigeración esté funcionando normalmente. En tercer lugar, si está limpiando el medidor de flujo de aire, siga este procedimiento con cuidado. Desafortunadamente, la mayoría de los sensores de flujo de masa de aire modernos no se pueden reparar, por lo tanto, en caso de falla total o parcial, se debe realizar un reemplazo apropiado.