سنسور MAF چیست؟
موتور درونسوز خودرو برای کارکرد صحیح به هوا و سوخت نیاز دارد. نسبت هوا به سوخت باید بهینه باشد تا از احتراق بی وقفه و بهبود عملکرد موتور اطمینان حاصل شود.
سنسور جریان جرمی هوا (MAF) سنسوری است که برای تعیین میزان جریان جرمی هوای ورودی به موتور درونسوز با تزریق سوخت استفاده می‌شود.
در گذشته کاربراتور تنها وسیله ای بود که ترکیب هوا و سوخت را کنترل می کرد. هنگامی که واحدهای کنترل موتور مدرن (ECU) که به عنوان ماژول های کنترل موتور نیز شناخته می شوند، اختراع شدند، بازی را به طور قابل توجهی تغییر دادند. آنها از حسگرهای Mass Flow (MAF) برای اندازه گیری جریان هوا استفاده می کنند.
نام کامل این سنسور Mass Flow Air Sensor است، که بیشتر به عنوان سنسور MAF یا هوا سنج شناخته می شود. کار عمده آن اندازه گیری میزان هوای ورودی به موتور می باشد. سپس واحد ECU یا PCM از این اطلاعات برای محاسبه مقدار صحیح سوخت مورد نیاز برای نسبت بهینه هوا به سوخت استفاده می کند. بر اساس این ورودی‌های بلادرنگ، واحد کنترل موتور مقدار جرم سوخت مورد نیاز برای حفظ تعادل هوا و سوخت را تخمین می‌زند. البته، بدون این اطلاعات، ECU قادر به کنترل دقیق تزریق سوخت نخواهد بود، در نتیجه موتور تقریباً در حالت بیکار قرار می گیرد یا در حالت بدتر، اصلاً کار نمی کند.
بنابراین اطلاعات جرم هوا برای واحد کنترل موتور (ECU) بمنظور ایجاد تعادل و رساندن توده سوخت صحیح به موتور ضروری است. هوا با دما و فشار چگالی خود را تغییر می دهد. در عملکرد خودروها، چگالی هوا با دمای محیط، ارتفاع و استفاده از القای اجباری متفاوت است، به این معنی که سنسورهای جریان جرمی برای تعیین مقدار هوای ورودی در هر سیلندر مناسب تر از سنسورهای جریان حجمی هستند.
انواع سنسورهای MAF
جریان سنج هوای پره ای نوع سنسور جریان هوای قدیمی تر است. آنها بیشتر به حسگرهای VAF Signal Voltage و Karman Vortex Flow Sensors طبقه بندی می شوند. دومی طراحی جدیدتری دارد. برای اندازه گیری جریان هوا از یک آینه متحرک و یک فوتوترانزیستور استفاده می کند.
حسگرهای MAF جریان هوای داغ، سنسورهای MAF پیشرفته هستند و رایج‌تر هستند. آنها از یک ترمیستور، یک سیم داغ پلاتین و یک مدار کنترل الکترونیکی تشکیل شده اند. ترمیستور یک سنسور دما است که دمای هوا را اندازه گیری می کند. مدار کنترل الکترونیکی یک سیم پلاتینیوم داغ را در دمای ثابت نگه می دارد. هنگامی که هوا با سیم گرم شده تماس پیدا می کند، خنک می شود و زمانی که اختلاف دما بین دو سیم تغییر می کند، سنسور MAF به طور خودکار جریان را به سیم داغ افزایش یا کاهش می دهد.
سنسورهای جریان هوای سیم سرد نیز وجود دارند که مشابه همتایان سیم داغ خود کار می کنند. با این حال، آنها یک مقاومت سرد اضافی دارند که به آنها اجازه می دهد هوای محیط را اندازه گیری کنند.
هر دو نوع متداول سنسور جریان هوای جرمی در موتورهای خودرو استفاده می شود. هیچ یک از این دو طراحی از فناوری ای استفاده نمی کند که مستقیماً جرم هوا را اندازه گیری کند. با این حال، با سنسورها و ورودی های اضافی، ECU موتور می تواند میزان جریان جرمی هوای ورودی را تعیین کند.
هر دو رویکرد تقریباً منحصراً در موتورهای تزریق سوخت الکترونیکی (EFI) electronic fuel injection استفاده می‌شوند. هر دو سنسور یک سیگنال 0.0 تا 5.0 ولت یا مدولاسیون عرض پالس (PWM) را که متناسب با سرعت جریان جرم هوا است، تولید می کنند و هر دو سنسور دارای یک سنسور دمای هوای ورودی (IAT) intake air temperature هستند که برای اکثر پست های وسایل نقلیه تشخیصی داخلیon board diagnostics vehicles (OBDII) در محفظه خود گنجانده شده است. وسایل نقلیه قبل از سال 1996 می توانستند MAF بدون سنسور دمای هوای ورودی IAT باشند. یک نمونه از این وسایل نقلیه بدون IAT، در سال 1994، Q45 Infiniti است.
هنگامی که سنسور MAF همراه با سنسور اکسیژن استفاده می شود، می توان نسبت هوا به سوخت موتور را بسیار دقیق کنترل کرد. سنسور MAF اطلاعات جریان هوای پیش‌بینی‌شده کنترل‌کننده حلقه باز (جریان هوای اندازه‌گیری شده) را به ECU ارائه می دهد و سنسور اکسیژن بازخورد حلقه بسته را به منظور انجام اصلاحات جزئی در توده هوای پیش‌بینی‌شده ارائه می‌کند. از حدود سال 2012، برخی از سنسورهای MAF دارای سنسور رطوبت نیز هستند.
نحوه کار سنسور MAF
اکثر سنسورهای MAF در لوله ورودی بین محفظه فیلتر هوا و منیفولد ورودی نصب می شوند و بر اساس اصل سیم داغ کار می کنند. به طور معمول، دو سیم حسگر دارد. یک سیم با جریان الکتریکی گرم شده و دیگری گرم نمی شود، سیم گرم نشده به عنوان مرجع استفاده می شود.
هنگامی که اختلاف دما بین دو سیم حسگر تغییر می کند، سنسور MAF به طور خودکار جریان سیم گرم شده را برای جبران دما افزایش یا کاهش می دهد. سپس جریان به فرکانس یا ولتاژی تغییر می‌کند که به ECU ارسال می‌شود و به عنوان جریان هوا تفسیر می‌شود. مقدار هوای ورودی به موتور بر این اساس تنظیم می شود.
چرا سنسورهای MAF از کار می افتند؟
از آنجایی که سنسور MAF وظیفه اندازه گیری جریان هوا به داخل موتور را بر عهده دارد، هوای زیادی را از خود عبور می دهد. در واقع، به ازای هر لیتر بنزین مصرفی، بیش از 9000 لیتر هوا می تواند از موتور عبور کند. این مقدار زیادی است و به همراه آن احتمال ورود آلودگی زیادی هم وجود دارد. گرد و غبار، خاک و سایر زباله ها می توانند وارد سنسور شوند و همین آلودگی ها یکی از دلایل اصلی خرابی MAF هستند.
بسته به مدل وسیله نقلیه، چنین آلودگی ای ممکن است بین 28000 تا 40000 کیلومتر رخ دهد. برای مثال، در خودروهای کوچک یا جمع و جور، حسگر MAF ممکن است سریع‌تر مسدود شود، زیرا در محفظه موتور کوچک‌تری قرار دارد بنابراین در معرض خطر بیشتری در مناطق بحرانی (جریان بخار بنزین و زباله‌های ناشی از احتراق) قرار دارد.
علل عمده از کار افتادن سنسورهای MAF عبارتند از:
- تماس با اتصالات برقی
- المان های اندازه گیری آسیب دیده
- آسیب مکانیکی ناشی از ارتعاشات یا تصادف
- اندازه گیری عنصر دریفت (بیشتر از چارچوب اندازه گیری)
عیب یابی سنسور MAF
برای شناسایی منبع هر گونه خطای سنسور MAF، مراحل زیر را در نظر بگیرید:
- تست الکترونیکی سنسور MAF را انجام دهید و کدهای خطا را با استفاده از ابزار تشخیصی بخوانید.
- کانکتور را برای تناسب صحیح و تماس خوب بررسی کنید.
- سنسور MAF و عناصر اندازه گیری را برای آسیب دیدگی بررسی کنید.
- منبع ولتاژ را با احتراق روشن بررسی کنید مقدار صحیح بین 7.5 تا 14 ولت است.
- ولتاژ یا فرکانس خروجی را با موتور روشن بررسی کنید. مقدار 0.5 ولت پاسخ بین 0 تا 12000 هرتز
- کابل های اتصال بین کانکتور واحد کنترل حذف شده و کانکتور سنسور را برای انتقال بررسی کنید. تقریبا 0 اهم
کدهای خطا و دلایل رایج ایجاد آنها عبارتند از:
- P0100: نقص مدار MAF
- P0101: محدوده عملکرد مدار MAF
- P0102: ورودی پایین مدار MAF
- P0103: ورودی بالای مدار MAF
- P0104: جریان متناوب مدار MAF
- P0171: سیستم خیلی باریک (بانک 1) و P0174 سیستم خیلی باریک (بانک 2) نیز اغلب توسط یک سنسور MAF معیوب یا آلوده ایجاد می شود.
علائم خرابی سنسور MAF
هنگامی که سنسور MAF از کار بیفتد، موتور میزان سوخت مناسب برای اضافه کردن را نمی داند و باعث ایجاد چندین علامت رایج می شود:
- کارکرد زیاد موتور در حالت بیکار یا بدون بار
کارکرد زیاد موتور در این حالت معمولاً به یک سیم داغ آلوده اشاره دارد.
- کارکرد موتور بصورت غلیظ یا ضعیف
این مشکل ناشی از گزارش نادرست جریان هوا توسط MAF به طور مداوم است – برای تأیید این مورد نیاز به یک روش تشخیصی است.
- توقف ناهموار
یک سنسور MAF از کار افتاده هیچ گونه اطلاعات جریان هوا را به ECU ارسال نمی کند و از کنترل دقیق سوخت جلوگیری می کند.
- لرزش بیش از حد در حالت ساکن
دور در دقیقه بدون ورودی راننده به طرز محسوسی تغییر می کند.
- خاموش شدن موتور هنگام شتاب گیری
نقص عملکرد سنسور MAF ممکن است منجر به انواع مشکلات رانندگی مانند توقف موتور، لرزش یا تاخیر در هنگام افزایش سرعت شود. ممکن است هنگام شتاب گرفتن خودرو این مشکلات را تجربه کنید.
چنین مشکلاتی در موتور ممکن است باعث تصادف شود و یک تهدید ایمنی بزرگ برای شما به عنوان راننده و سایر سرنشینان خودرو باشد. بنابراین، اگر هر یک از آنها را تجربه کردید، در اسرع وقت خودروی خود را بررسی کنید.
- افزایش مصرف سوخت
اگر تعداد دفعات مراجعه شما به پمپ بنزین افزایش یافت، ممکن است سنسور MAF خودرو خراب شده باشد.
- لرزش خودرو هنگام توقف
لرزش یا بی ثباتی می تواند ناشی از مخلوط نادرست هوا و سوخت ناشی از عملکرد نادرست سنسور MAF باشد که در اینصورت موتور خودرو نیز ممکن است از کار بیفتد.
- شتاب ضعیف، شتاب کند یا بی پاسخ
به ویژه در هنگام ورودی های ناگهانی دریچه بنزین، می تواند نشانه خرابی سنسور MAF باشد.
- روشن شدن چراغ چک موتور
روشن شدن چراغ چک موتور به همراه کدهای عیب تشخیصی مربوط به سنسور MAF مانند P0101 یقینا نشان دهنده مشکل در قسمت سنسور MAF است.
مانند اکثر اجزای مدیریت موتور، وجود مشکل در سنسور MAF اغلب باعث روشن شدن چراغ چک موتور می شود.
به خاطر داشته باشید که این علائم تنها مختص به وجود مشکل در سنسور MAF نیستند، بنابراین قبل از اینکه مستقیما به سراغ تعمیر سنسور MAF بروید، عیب یابی را به طور دقیق انجام دهید.
ابزارها و قطعات مورد نیاز
- مجموعه سوکت ها
- پیچ گوشتی
- آچار گشتاور
- تجهیزات ایمنی
- سنسور MAF جدید
- دستگاه کدخوان
انتخاب صحیح حسگر MAF جدید بسیار مهم است، در غیر این صورت، با ورودی حسگر قبلی مطابقت ندارد و آنطور که باید عمل نمی کند. مطمئن شوید که با مدل و نوع موتور خودروی شما نیز سازگار است. برای آنکه از تعویض دوباره آن جلوگیری کنید، مدلی را انتخاب کنید که درجه بالایی داشته باشد و نام تجاری قابل اعتمادی داشته باشد.
نحوه تعویض سنسور جریان هوای جرمی
اگر متوجه شدید که عملکرد خودروی شما به خوبی قبل نیست، مانند کاهش راندمان سوخت، دور کند، یا شتاب کم، ممکن است سنسور جریان هوای جرمی خودرو خراب شده باشد. خوشبختانه، تعویض سنسور MAF کاری ساده است که بسیاری از رانندگان می توانند با استفاده از راهنمایی های بیان شده و کمی دقت آن را انجام دهند.
ضمن اینکه تعویض سنسور MAF هزینه زیادی نمی برد.
- جلوگیری از مشکلات حین تعویض سنسور
بمنظور جلوگیری از مشکلات احتمالی با جدا کردن باتری خودرو شروع کنید تا از هر گونه سانحه برقی در حین تعویض جلوگیری کنید.
- پیدا کردن محل نصب سنسور MAF
معمولاً بین محفظه فیلتر هوا و بدنه دریچه بنزین قرار دارد و استوانه ای است. اگر از جای دقیق آن مطمئن نیستید به دفترچه راهنمای خودرو خود مراجعه کنید.
- قطع کردن اتصالات برقی
دسته سیم ها را با دقت از سنسور MAF جدا کنید. ممکن است برای باز کردن گیره ها به پیچ گوشتی نیاز داشته باشید.
- جدا کردن سنسور قبلی
بسته به تنظیمات وسیله نقلیه خود، ممکن است لازم باشد پیچ ها یا گیره های نگهدارنده سنسور را جدا کنید. به طور معمول، یک مجرای هوا توسط یک گیره شلنگ بزرگ در دو طرف متصل است، اما ممکن است کانال ورودی خودروی شما متفاوت باشد.
- نصب سنسور جدید
سنسور MAF جدید را در جای خود قرار دهید و با استفاده از بست هایی که از MAF قدیمی جدا کرده اید، آن را محکم کنید.
- انجام مجدد سیم کشی
دسته سیم های جدا شده را به سنسور MAF جدید وصل کنید.
- وصل کردن باتری
باتری را دوباره وصل کنید تا برق خودرو وصل شود.
- پاک کردن کدها
کدخوان را وصل کرده و کدها را پاک کنید.
برای اطمینان از اینکه کار به خوبی پیش می رود، همه اتصالات و بست ها را از نظر محکم بودن مجددا بررسی کنید. هنگام محکم کردن پیچ‌ها یا گیره‌ها، در صورتی که نشان شده است، از مشخصات گشتاور سازنده پیروی کنید. همچنین، هنگام استفاده از سنسور MAF جدید به آهستگی عمل کنید تا از شکستن آن جلوگیری کنید زیرا سیم‌های داخل آن بسیار شکننده هستند.
تست و کالیبراسیون
پس از تعویض سنسور MAF، بررسی درست کارکرد آن ضروری است. اگر ابزار شما مجهز به کد خوان است، وسیله نقلیه خود را به آن وصل کرده و عملکرد آن را از طریق داده های بدست آمده بصورت آنی مشاهده کنید. اگر علائم و کدها از بین رفته اند و چراغ چک موتور Check Engine روشن نشود، خودروی شما در وضعیت خوبی قرار دارد.
در برخی موارد، سنسورهای MAF ممکن است نیاز به کالیبراسیون داشته باشند. این فرآیند می‌تواند بسیار متفاوت باشد، و ممکن است برای تکمیل آن نیاز به یافتن منبعی آنلاین مثل ویدیوهای YouTube داشته باشید. در غیر این صورت برای تکمیل کالیبراسیون آن به یک مکانیک مراجعه کنید.
اشتباهات رایجی که باید از آنها اجتناب کنید
اگرچه این یک کار ساده است، اما در صورت عدم رعایت مراحل ذکر شده ممکن است این کار به درستی انجام نشود. به خاطر داشته باشید همیشه باتری را جدا کنید تا از حوادث احتمالی برقی جلوگیری شود. استفاده از ابزار نامناسب می تواند به قطعات آسیب برساند یا منجر به نصب نامناسب شود.
نادیده گرفتن کالیبراسیون سنسور می تواند منجر به خوانش نادرست و مشکلات عملکردی شود. اگر پس از تعویض سنسور MAF با مشکلاتی مانند هشدارهای مداوم چراغ چک موتور مواجه شدید، از مکانیکی که به آن اعتماد دارید بخواهید آن را برای تشخیص دقیق بررسی کند.
نتیجه گیری
سنسور جریان هوای جرمی برای عملکرد بهینه موتور درونسوز وسیله نقلیه شما ضروری است. ECU بر اساس اندازه گیری جریان هوا، هوا و سوخت را متعادل می کند.
به عبارت دیگر، بدون سنسور MAF، ماشین شما کار نمی کند.
دقیقاً به همین دلیل است که باید آن را به درستی بررسی و نگهداری کنید. خوشبختانه، تعویض سنسورهای MAF نسبتاً ارزان است.
