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Der Luftmassenmesser ist ein wichtiges Bauteil im Motormanagement vieler Benziner und auch Diesel. Als Sensor liefert er ein Lastsignal, das neben der Drehzahl eine Hauptsteuergröße ist. - Lesen Sie über Aufbau, Funktion, Einsatz, Signalbild und sehen Sie ein Video über den Luftmassenmesser LMM. Anzeige
Luftmassenmesser - Funktion, Typen, prüfen, AusbauDer Luftmassenmesser ist einer der wichtigsten Sensoren.
Durch die Ermittlung der Luftmasse (Gewicht) als eine Hauptsteuergröße für die Berechnung der Einspritzmenge (anstelle der früher ermittelten Luftmenge), kann das Gemisch noch exakter ermittelt werden, denn die veränderliche Dichte der Luft (Höhenlage) und Temperatur beeinflussen somit nicht. Die Daten des HFM bilden die Basis für die Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge. Denn die genaue Abstimmung von angesaugter Luft und eingespritztem Kraftstoff sichert den sparsamen und emissionsarmen Betrieb eines Verbrennungsmotors. Bei modernen Dieselmotoren dient der Heißfilm-Luftmassenmesser zudem der Regelung der Abgasrückführung. In der 1. Generation fanden Hitzdrahtluftmassenmesser (HLM) Verwendung.
Funktion Hitzdraht-LuftmassenmesserIm Luftmassenmesser befinden sich keine
beweglichen Teile, die einen Strömungswiderstand darstellen. Die Messstelle ist
häufig in einem Bypasskanal untergebracht um Mehrfachmessungen durch die
Pulsation im Saugrohr zu unterbinden. Der Luftmassenmesser besteht aus
einem Hitzdrahtelement (Platindraht) und einem Lufttemperatursensor. Das
Hitzdrahtelement wird elektrisch aufgeheizt. Der Lufttemperatursensor wird zur
Bestimmung des Heizstrombedarfs genutzt. Der Heizstrom wird von einer
Regelelektronik im Luftmassenmesser so reguliert, dass der Temperaturunterschied
zwischen Hitzdrahtelement und Luftstrom (100 °C) konstant bleibt. Je mehr Luft
den Hitzdraht passiert, desto höher muss folglich der Heizstrom sein.
Der Heizstrom ist ein Maß für die Luftmasse, die
durch den Bypasskanal strömt. Durch dieses Messprinzip der
Temperaturkompensations-Messung werden Luftdruck- und Temperaturschwankungen der
Ansaugluft ausgeglichen. Ein Freibrennen des Hitzdrahtes durch kurzzeitige
Aufheizung (ca. 1000°C) nach dem Abstellen des Motors sorgt für ein sauberen
Hitzdraht. Das Problem mit ausgefallenen Luftmassenmessern
(z.B. VW, Audi, BMW) lag an der schleichenden Verschmutzung des
Hitzdrahts. Dieses Problem wurde dadurch gelöst, dass man später
eine neue Generation von Luftmassenmessern verbaut hatte, bei der
nun die durch einen Bypass strömende Luft gemessen wurde: Der
Heißfilmluftmassenmesser Heißfilmluftmassenmesser
(HFM)
1 Strömungsrichtung, 2 Sensorelement, 3 Heizzone, 4
Membran
Ab 1989 wurde bei Bosch die erste Generation des
Heißfilm-Luftmassenmessers in Serie gefertigt und im
Volvo 240 verbaut.
Die Funktion: Ein elektrisch beheiztes Sensorelement ragt in den
Luftstrom. Die Temperatur des Sensorelements wird immer konstant
gehalten. Der Luftstrom entzieht dem Sensorelement Wärme. Je größer
dieser Luftmassenstrom, desto mehr Energie muss eingesetzt werden, um
die Temperatur des Sensorelements konstant zu halten. Ein Freibrennen
ist nicht mehr erforderlich.
Das Signal ist in der Regel ein analoges Spannungssignal (z.B.
zwischen 0 und 5 V) und dient dem Steuergerät von Benzinern als
Hauptsteuergröße zur Berechnung der Einspritzmenge und bei Dieseln für
die Bestimmung der
AGR-Rate. Das bislang on Bosch am meisten produzierte Modell ist
der HFM5, der 1996 eingeführt wurde und noch heute hergestellt wird.
Mehr zum digitalen
Luftmassenmesser.
Leider konnte das Problem der schleichenden Verschmutzung
bei HFM nicht ganz gelöst werden. Öl, Feuchtigkeit und Vibrationen
(Diesel!) setzen dem Sensor zu. Einige Werkstätten reinigen
den Luftmassenmesser bei Bedarf mit Bremsenreiniger oder
anderen Reinigern, andere tauschen aus. Bei VW, Audi, Skoda und Seat
gab es 2004 sogar eine Kulanzregelung.
2002 brachte Bosch erstmals einen Luftmassenmesser mit
digitalem Signal, den HFM6, auf den Markt. Einzelheiten
des
digitalen
Luftmassenmessers von Bosch und Pierburg.
Sollwerte am Beispiel eines VW Golf V
1K1 mit HFM5 Luftmassenmesser
Die Grundlage für die Erfolgsgeschichte der
Luftmassenmesser von Bosch wurde mit dem ersten Luftmengenmesser
(LMM) in den 70er Jahren gelegt, der noch nach dem Staudruck-Prinzip
arbeitete. Mit dem Hitzdraht-Luftmassenmesser (HLM) hat sich in den
80ern erstmals das thermische Messprinzip zur Luftmassenerfassung
durchgesetzt. Der erste Einsatz eines Heißfilm-Luftmassenmessers war
in der Formel 1. Ab 1989 wurde bei Bosch dann die erste Generation
des Heißfilm-Luftmassenmessers in Serie gefertigt und im Volvo 240
verbaut. Das bislang am meisten produzierte Modell ist der HFM5, der
1996 eingeführt wurde und noch heute hergestellt wird. Der HFM5 war
der erste in Großserie produzierte mikromechanische
Heißfilm-Luftmassenmesser.
Quellen: Bosch, VW
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