Váha vzduchu (MAF - mass air flow) je jedna z klíčových součástí vznětových i zážehových motorů. Hlavní funkcí této součástky je měřit aktuální množství, resp. hmotnost vzduchu, který motor spotřebuje při každé otáčce. Díky tomuto snímači může např. spolehlivě fungovat EGR ventil, který je důležitý pro snižování emisí NOx.
Princip fungování váhy vzduchu a její varianty
V současné době je nejčastěji používaným typem MAF senzoru plug-in hot wire, který je umístěn uvnitř sacího potrubí mezi vzduchovým filtrem a škrticí klapkou. Senzor MAF typu hot wire reaguje na změny teploty v topném tělese. Do vnitřní části tubusu sání je vnořen senzor, který je tvořen z bi-metalového plíšku. Do něj řídící jednotka posílá malé množství proudu, aby dosáhla konstantní teploty senzoru. Tím, jak kolem snímače proudí vzduch, musí pro dosažení konstantní teploty řídící jednotka zvýšit napětí. Část nasávaného vzduchu ze vzduchového filtru je směrována do oblasti měření, kde se měří množství nasávaného vzduchu.
Nasátý vzduch můžeme měřit dvěma způsoby - buď hmotnostním nebo objemovým. Pokud se budeme bavit o množství, tak to špatně není, protože v konečném výsledku jde stejně o hmotnost vzduchu - jedno jestli ji měříme hmotnostním nebo objemovým způsobem, protože směšovací poměr se uvažuje v hmotnostní rovině. Můžeme buď měřit tlak v sání (MAP) společně s polohou škrticí klapky, nebo se můžeme snažit měřit kolik vzduchu opravdu proteklo vybraným průřezem sání - to je právě váha vzduchu.
Porovnání principů: MAF (hot-wire) vs. MAP a mechanické snímače
- MAP senzor měří absolutní tlak v sání a k odhadu nasáté hmotnosti vzduchu pak potřebujeme znát i teplotu a otáčky motoru v kombinaci s polohou škrticí klapky.
- Hot-wire MAF měří přímým ochlazováním topného elementu proudícím vzduchem - odchylka ochlazení koreluje s proudícím množstvím vzduchu.
- Starší mechanické řešení (klapka vychylovaná proudem proti pružině) v praxi funguje spíše jako hmotnostní snímač, protože závisí na hustotě (tedy počtu molekul) vzduchu působících na klapku.
Umístění a konstrukční poznámky u Felicie
U Felicie váha vzduchu jako samostatný proudový měřič nemusí být vždy přítomna; u některých motorů je místo plnohodnotné váhy vzduchu kombinovaný snímač teploty (G42) a tlaku (G71) nasávaného vzduchu. Jednotka pak množství nasávaného vzduchu vypočítává z hodnoty klapky vzhledem k úhlu jejího otevření, teploty nasávaného vzduchu, tlaku a hodnoty lambda.
Snímač teploty nasávaného vzduchu také detekuje teplotu vzduchu a odesílá ji do ECU. Váha vzduchu je totiž umístěna hned za vzduchovým filtrem a pokud nebudete pravidelně vzduchový filtr měnit, váha vzduchu se vám dříve nebo později poškodí.
Časté příčiny poruch a jejich příznaky
- Ke znečištění nebo poškození senzoru MAF obvykle dochází v důsledku nefunkčního nebo špatně namontovaného vzduchového filtru. Poškozený nebo znečištěný senzor MAF může i nadále fungovat, ale změny v jeho charakteristiky mohou způsobit mnoho problémů s fungováním motoru.
- Nečistoty pak obalí bi-metalový snímač a začnou zkreslovat jeho hodnotu. Pokud je snímač obalem nečistotami, začne ukazovat nižší hodnoty - snímač vlastně chrání před větrem stejně, jako když si na sebe vezmeme bundu.
- Nejčastější závadou je poškození bi-metalového plíšku, do kterého přestane jít proud a váha se stává zcela nefunkční. Přičinou bývá obvykle nedostatečná údržba vzduchového filtru.
- Problém s MAF senzorem může způsobit, že se rozsvítí kontrolka motoru. Tato chyba je uložena ve formě diagnostického kódu (DTC) v ECU motoru a může se přečíst pomocí DTC skeneru.
- U naftových motorů se špatná funkce váhy vzduchu projevuje zejména sníženým kroutícím momentem; u benzínových motorů může vést až k vážnému poškození motoru. Většinou, když tento snímač odesílá špatná data, stoupne spotřeba paliva a celkově klesá výkon.
Možnosti kontroly a diagnostiky (soft diagnostiky)
Funkce váhy vzduchu lze zkontrolovat pouze diagnostikou. Prvotně načtením paměti závad, zda v jednotce není uložena závada snímače množství nasávaného vzduchu a nebo EGR ventilu. Pokud žádné závady v jednotce uloženy nejsou, musí se zkontrolovat maximální hodnota snímače množství nasávaného vzduchu při maximálním tlaku turbodmychadla.
Pro praktickou diagnostiku je vhodné zapnout logování a provést zkušební jízdu - např. zařadit 3. stupeň a sešlápnout plyn tak, aby vznikl trvalý režim zatížení. Výsledný log se otevře v programu pro analýzu (LogView nebo obdobném) a porovná se průběh tlaku, otáček, polohy klapky a hodnoty MAF (nebo ekvivalentních veličin z MAP/teplotního snímače).
Jak senzory MAP a MAF interpretují úniky podtlaku? | Tech Minute
Co hledat v logu
- Pokud je hodnota MAF v poli příliš malá, jedná se pravděpodobně o váhu vzduchu.
- Porovnání s tlakem turba: když se pozorně podíváte na graf a dáte si kontrolní čáru zhruba na otáčky, lze odhalit rozdíl v tlaku, který může indikovat netěsnost nebo problém s regulací turba (regulační lopatky turba jsou zpravidla seklé v krajní poloze).
- Regulační lopatky turba seklé v krajní poloze se projevují "padáním" do nouzového režimu, když je motor v tahu - v takovém případě řídící jednotka toleruje přeplnění spalovacího prostoru několik sekund, než vstoupí do nouzového režimu.
Praktické rady při výměně nebo čištění váhy vzduchu
- Pokud se ukáže, že je MAF senzor vadný, musí se vyměnit. Pokud je MAF senzor znečištěný, jeho vyčištění může být dočasným řešením, ale zároveň se může poškodit citlivý snímač přístroje. Pro tento účel je nutné použít speciálního spreje na čištění váhy vzduchu. Ale pozor! Snímač je velmi křehký a může se zcela poškodit.
- Při koupi nové váhy vzduchu vždy kupujte pouze přesný typ určený pro váš motor. Ačkoli řada konektorů je stejná, snímače mohou mít posunutý rozsah měření. Jiná váha pak nemusí zobrazovat závadu, ale auto může jet hůř a nebo naopak více kouřit.
- Rozhodně se vyvarujte nekvalitních značek, které z výroby často nefungují tak, jak by měly. Doporučuje se držet se výrobců Bosch nebo Pierburg.
Další praktické tipy a zkušenosti z praxe
Existuje mýtus, že pokud se auto uvádí do nouzového režimu, je to vždy způsobeno právě váhou vzduchu - to není pravda. Nicméně u zadymujících nebo poddimenzovaných projevů motoru je váha vzduchu jedním z důležitých kontrolovaných komponentů. Někdy ovšem za problémem stojí regulace turba, EGR, netěsnosti v sání nebo chybné vstřikovače.
Pokud po výměně MAF "nová váha" nic nezmění, je možné, že řídící jednotka má v paměti uloženou historickou chybu nebo adaptaci, která brání správnému chování. Optimální postup je načtení chybových kódů, provedení logu za jízdy a případně vymazání chyb a provedení nové adaptace. Někdy bývá nutné, aby diagnostika současně provedla nový log po výmazu závad, aby bylo vidět chování soustavy po resetu.
Důležitost komplexního přístupu
Neříkám, že jsem kdo ví jaký odborník, ale něco už taky vím... A sice že jsou dvě metody zjištění zatížení motoru (čili nasátého vzduchu). Můžeme buď měřit tlak v sání (MAP) nebo přímo množství nasátého vzduchu (MAF). Jakub M. to shrnul stručně: ani ne množství (jako objem), ale hmotnost - to je to, co je potřeba vědět. Pro ideální hoření potřebujete správný počet molekul (resp. molární množství) plynu.
| Problém | Možná příčina | Doporučené kroky |
|---|---|---|
| Pokles výkonu a zvýšená spotřeba | Znečištěný nebo poškozený MAF, nesprávný typ snímače | Načíst DTC, zkontrolovat MAF, případně vyměnit za originál (Bosch/Pierburg) |
| Motor „líný“, zpožděná reakce na plyn | Špatné údaje z MAF nebo problémy s regulací turba | Provést log za jízdy, zkontrolovat turbodmychadlo a polohu lopatek |
| Auto jede v nouzovém režimu | Uložená chyba v ECU, problémy EGR nebo přeplnění | Načíst a vymazat chyby, provést nové měření a adaptace |
V praxi se tedy osvědčuje kombinace soft diagnostiky (načtení DTC, logování parametrů v reálném čase) a fyzické kontroly (filtr, hadice, spoje, samotná váha a její konektor). Pouze tak lze spolehlivě určit, zda je příčina v samotném MAF senzoru, nebo jinde - například v regulaci turba, EGR či netěsnostech sání.
tags: #soft #diagnostiky #vahy #vzduchu #felicia