Sterownik układu wtryskowego, na podstawie sygnału z przepływomierza, ustala właściwą dawkę paliwa, wyprzedzenie zapłonu itp. Poza tym, tenże sygnał wykorzystywany jest do nadzoru pracy układu recyrkulacji spalin, regulacji ciśnienia doładowania i innych układów.

Ze względu na coraz wyższe wymogi dotyczące czystości spalin zmieniły się też wymagania dotyczące przepływomierzy. Nowoczesny przepływomierz musi charakteryzować się dużą dokładnością pomiaru, szybko reagować na zmieniające się warunki pracy silnika i utrzymać parametry pracy przez cały okres eksploatacji. Spełnienie tych wymagań pozwala na optymalne spalanie mieszanki palnej, a co za tym idzie – najniższą możliwą emisję substancji szkodliwych w aktualnie panujących warunkach pracy silnika.

Wszystkie powyższe wymagania spełnia przepływomierz masowego natężenia przepływu firmy Bosch typu HFM5. W porównaniu do poprzedniej generacji przepływomierza z termoanemometrem HFM2, charakteryzuje się większą dokładnością pomiaru (1‑2% zamiast 4%), lepszą odpornością na zabrudzenie czujnika i co najważniejsze – HFM5 mierzy przepływ masowy z uwzględnieniem zwrotu powietrza w układzie dolotowym. Dzięki temu uniknięto błędów pomiarowych spowodowanych pulsacją powietrza w układzie dolotowym.

Przepływomierz ma kanał pomiarowy, którym przepływa tylko część zasysanego powietrza. W kanale pomiarowym znajduje się czujnik pomiarowy wykonany z płytki ceramicznej, na którym centralnie umieszczono element grzewczy. Z przodu i z tyłu strefy grzewczej znajdują się rezystory pomiarowe. Przy braku przepływu powietrza, ciepło jest równomiernie oddawane do obu oporników, czego efektem jest taka sama rezystancja obu elementów, a z tego wynika, że mają jednakową temperaturę. Kiedy powietrze zaczyna przepływać przez element pomiarowy, ciepło z przedniego opornika jest intensywnie odbierane, natomiast zmiana temperatury drugiego opornika jest znacznie mniejsza. Różnica rezystancji obu rezystorów wskazuje na różnicę ich temperatur. Z kolei różnica temperatur zależna jest od masowego natężenia przepływu powietrza.

Rezystory pomiarowe i element grzejny mają bardzo małe wymiary, dzięki czemu czujnik reaguje bardzo szybko na zmieniające się zmiany prędkości przepływu (<15 ms). Różnica rezystancji przekształcana jest w układzie pomiarowym HFM5 na sygnał napięciowy 0…5 V. Na podstawie charakterystyki napięciowej zapisanej w sterowniku silnika można wyznaczyć aktualny wydatek masowy powietrza.

W przepływomierzu może być także zabudowany dodatkowy czujnik temperatury zasysanego powietrza. Sygnał z tego czujnika pozwala uwzględnić zmiany gęstości zasysanego powietrza przy obliczeniach masowego natężenia przepływu.

Mając na uwadze rolę, jaką pełni przepływomierz we współczesnym układzie sterowania silnika i jak ważna jest sprawność tego elementu, firma Robert Bosch, producent przepływomierza HFM5, opracowała nowe metody kontroli tego elementu.

1.  Diagnoza za pomocą ESI [tronic]
W ESI [tronic] można znaleźć porównanie wartości aktualnych i referencyjnych przepływu powietrza (fot. 1 i 2), dzięki czemu można diagnozować HFM5 zamontowany w pojeździe. Jeśli wartości referencyjne i aktualne nie pokrywają się, HFM5 jest uszkodzony i należy go wymienić.

Ten krok procedury testowej zostanie w przyszłości dołączony do oprogramowania KTS. Dokładne informacje do określonego pojazdu można znaleźć w ESI [tronic] lub KTS.

2.  Test multimetrem  (dla wymontowanego HFM5)
Wymagane narzędzia:

• akumulator lub zasilacz 12 V/3 A

• cyfrowy multimetr Bosch MMD302 0 684 500 302

• przewód testowy ze stabilizatorem 0 986 610 129

Opis złącza HFM5:
1 = Czujnik temp. powietrza
2 = Zasilanie 12 V
3 = Masa
4 = Napięcie referencyjne 5 V
5 = Sygnał (+)

Warunki sprawdzenia
Należy podłączyć wtyczki wiązki testowej 0 986 610 129 do HFM5 i zwrócić uwagę na polaryzację.
Podłączenia przewodu testowego:

• czerwona wtyczka do stałego zasilania +12 V

• zielona wtyczka do (+) multimetru

• czarna wtyczka do masy (–)

• czarna wtyczka do (–) multimetru

Źródło prądu stałego o napięciu 12 V: akumulator lub zasilacz. Napięcie referencyjne 5V dostarczane jest z 4 pinu wiązki testowej poprzez stabilizator napięcia.

UWAGI (do pomiaru punktu „0”):

• Przepływomierz zamknięty z obu stron.

• Pomiar musi być przeprowadzony w czasie krótszym niż 5 minut ze względu na ilość wytwarzanego ciepła.

Test „0 air” (brak przepływu powietrza)
Wartość referencyjna „0 air”: 0,98 – 1,02 V.Jeśli odczytana wartość odbiega od referencyjnej, z reguły oznacza to zabrudzenie HFM5.

Niewłaściwy punkt „0 air” zniekształca całą charakterystykę HFM5, co oznacza konieczność wymiany HFM5. Dodatkowe zdjęcia uszkodzonych HFM5 są w punkcie 4.

UWAGA: Wartość referencyjną „0 air” dobieramy według poniższej tabeli zgodnie z numerem katalogowym HFM5.

Test z przepływem powietrza
Połączenie elektryczne takie same jak dla pomiaru „0 air”. Przepływ powietrza, zgodnie ze znakiem na HFM5, przez przepływomierz można wytworzyć za pomocą np. suszarki do włosów. Napięcie wskazywane przez multimetr musi się zwiększać wraz ze wzrostem ilości przepływającego powietrza. Jeśli napięcie nie zmienia się, oznacza to uszkodzenie elementu pomiarowego HFM5 i konieczność wymiany przepływomierza. Zmieniający się odczyt woltomierza pozwala przypuszczać, że HFM5 jest sprawny. Maksymalna wartość napięcia: 4,5 V (w zależności od ilości przepływającego powietrza).

3.  Sprawdzenie czujnika temperatury powietrza (jeśli występuje)
Rezystancję czujnika temperatury powietrza można zmierzyć pomiędzy 1 a 3 pinem przepływomierza (niebieska i czarna wtyczka przewodu testowego 0 986 610 129).

Zmierzona wartość powinna odpowiadać wartości referencyjnej.
UWAGA: HFM5 bez czujnika temperatury wskazuje nieskończoną rezystancję (∞).

4.  Inspekcja wizualna i katalog zdjęć uszkodzeń
Poza testami elektrycznymi można wykonać proste sprawdzenie wizualne wymontowanego HFM5. Poniżej znajdują się zdjęcia typowych uszkodzeń i ingerencji w HFM5.

UWAGI:

• Przed montażem nowego HFM5 należy dokładnie wyczyścić przewód dolotowy.

• Czyszczenie należy wykonać za pomocą bezpyłowej tkaniny. Nie można czyścić obudowy filtra powietrza sprężonym powietrzem.

Ingerencja człowieka (czujnik odkręcony lub wymieniony)
Nie można odkręcać czujnika od obudowy, ponieważ element kalibrowany jest na końcu linii produkcyjnej jako nierozłączna całość. Wszelkie próby montażu w obudowie innego czujnika lub ponowne montowanie odkręconego czujnika powodują, że charakterystyka przepływomierza nie będzie zgodna z założeniami producenta.

Bosch odrzuca wszelkie roszczenia gwarancyjne w przypadku zabrudzenia, ingerencji lub nieautoryzowanej naprawy HFM5.

Tomasz Miluski