WWW.CARDIAGNOSTICS.BE IS SUPER !! Educational sites for car diagnostics

For contact , remarks , info or suggestions:

 

Important Note:

All mentioned names and rights belong to the owner.

Information is only for educational purposes.

 

 

Werking luchtmassameter + verschil map-sensor luchthoeveelheidsmeter

Technische achtergrond luchtmassameters

Opmerkingen:
-Kijk voor merkspecifieke testprocedures en voorkomende storingen in de desbetreffende merkrubriek.
-Let bij de diagnosewaardes altijd goed op of deze getoond worden in gram per seconde (g/s) of milligram per rotatie (mg/r)!
1000mg/r bij 3000 rotaties per minuut
=
1000mg/r bij 50 rotaties per seconde
=
50 gram per seconde (gr/s)



Introductie

We onderverdelen vier verschillende meetconstructies, maar allemaal bedoeld om de aangezogen lucht te meten, registreren en signaal af te geven naar de motormanagement computer. Iedere variant luchtmeter heeft inmiddels zijn uitwerkingen, echter dit zijn de vier hoofdvarianten die we gebruiken voor de uitleg.


1) Luchtmassameter(LMM)
2) Luchthoeveelheidsmeter(LHM)
3) MAP sensor(MAP)
4) Karman Vortex meter(KVT)

In de rest van het artikel gebruiken we de bovengenoemde afkortingen. De fout die vaak wordt gemaakt is het door elkaar halen van de luchtmassameter en de luchthoeveelheidsmeter, dit zijn wel degelijk 2 verschillende soorten meters.
In het Engels is de LMM een 'air flow mass meter', de LHM een 'air flow meter' en de MAP sensor staat voor 'Manifold Absolute Pressure'. Hiernaast wordt door enkele fabrikanten de afkorting 'MAF' gebruikt, wat staat voor 'Manifold Absolute Flow' en is dus gelijk aan de LMM.

Tot slot hebben we nog de KVT meter, welke in auto's nauwelijks is toegepast maar we schenken er toch even aandacht aan.


Samenvatting

LMM

De LMM heeft een hittedraad en rekent zelf direct de luchtmassa uit, aan de hand van de mate van afkoelen van de hittedraad door een bepaalde luchtstroom.

[Afbeelding: lmm.jpg]


LHM


Een LHM heeft een meetvaan, welke door aanzuiging meer openscharniert tegen de veerdruk achter de meetvaan in. De potentiemeter aan de meetvaan registreert de positie en geeft het bijbehorende signaal door naar de motormanagement computer.

[Afbeelding: lhm.jpg]


MAP

De MAP sensor zit niet gemonteerd tussen de inlaat zoals de LMM en LHM, maar meet de absolute luchtdruk en heeft daardoor alleen een vacuumslang nodig vanaf het inlaatspruitstuk.

[Afbeelding: map_sensor.jpg]



Slijtage & Defecten

LMM defecten

De LMM is een precieze maar erg gevoelige sensor, die ondanks een hittedraadcoating slecht bestand is tegen vocht en fijnstof. Het nadeel van de LMM is dus dat deze relatief vaker kapot gaat dan andere luchtmeters.

1)Vocht, de hittedraad raakt hierdoor gecorrodeerd en de nauwkeurigheid van de meting gaat achteruit. Controleer het luchtfilter regelmatig, voelt deze vochtig aan, dan meteen vernieuwen.

2)Vuil, de nieuwere type LMM's krijgen nadat het contact wordt uitgeschakeld nog gedurende enkele seconden spanning zodat de hittedraad schoonbrandt, maar toch blijft vuil funest voor de sensor.

Reinigen? Dat kan. Maar alleen met aggresief schoonmaakmiddel. En aggresief schoonmaakmiddel verwijdert de coating van de hittedraad waardoor deze zeer snel helemaal vervuilt is. Geen goede optie dus.

3)Materiaalkeuze van de fabrikant. Enkele auto's (VAG) draaien langer storingsvrij met een Pierburg, of juist met een Bosch. In de praktijk komt het de meetnauwkeurigheid niet ten goede wanneer er een ander merk wordt gemonteerd dan de OEM.

4)Alternatief luchtfilter. Goedkope powerfilters monteren i.c.m. een LMM heeft doorgaans slechte gevolgen voor de levensduur van de LMM. Als er toch een powerfilter gemonteerd moet worden, neem een duurder (op schuimrubber gebaseerd) powerfilter. Deze laten minder vocht en fijnstof door. Zorg ervoor dat de meter trllingsvrij wordt gemonteerd wanneer de originele luchtfilterkast wordt verwijderd.

5)Sommige 'tuners' verwijderen het luchtroostertje van de LMM. Het roostertje heeft echter een zeer belangrijke functie, het geleidt vocht(of zelfs smeltend sneeuw) naar beneden. Uit testen is gebleken dat sommige auto’s een minieme hoeveelheid meer lucht aanzuigen zonder scherm. De kans is dan wel groter dat vocht de sensor zal bereiken met de welbekende gevolgen.
De LMM verwijderen gebeurt in de tuningscene ook. Dit is onverstandig, want de LMM is niet alleen uit milieuoverwegingen functioneel maar door de precieze meting ervan kan de injectie ook beter op de luchtmassa en belasting afgestemd worden.

De LMM in originele staat:


[Afbeelding: lmm_incl_scherm.jpg]

De LMM zonder vochtscherm:

[Afbeelding: lmm_excl_scherm.jpg]


LHM
defecten

1)Versleten collectorbaan van de potentiemeter op de meetvaan. Met name bij stationair draaien staat de naald te trillen op de collectorbaan wat slecht contact als gevolg heeft.

2)Op ten duur kan de radiale spiraalvaar verslappen. Gevolg: als het motortoerental stijgt heeft de meetvaan te weinig tegendruk en slaat meteen op de einduitslag. De potentiemeter registreert een maximale luchtstroom, dit correspondeert niet met het toerental en het signaal klopt dus niet.


[Afbeelding: lhm_meetvaan.jpg]


MAP defecten

1) Het vacuumbolletje wat zich binnenin de MAP sensor bevindt kan gedeeltelijk of volledig lek zijn. Hierdoor zet het bolletje niet meer of minder uit bij luchtdruk verandering en kan het piëzo element om het bolletje alleen een ondeugdelijke tot geen meting verrichten.


Uitleg luchtmassameter - LMM

[Afbeelding: lmm.jpg]


Functie:

De
LMM is een sensor die de aangezogen hoeveelheid lucht meet. In deze sensor zit tevens de aangezogen luchttemperatuur meetfunctie meeverwerkt. Wel is er voor beide functies een aparte meetdraad. Dit type luchtmeter is t.o.v. de LHM en MAP sensor de meest snelle én precieze. De LMM kan direct een signaal van de gemeten hoeveelheid aangezogen lucht aan de ECU doorgeven wat tevens gebaseerd is op de luchtdichtheid en de luchtvochtigheid. Iets wat we missen bij de LHM en de MAP sensor. Kleine afwijkingen van deze sensor kunnen een grote invloed uitoefenen op regelingen in het motormanagementsysteem. Regeling vindt plaats op (op volgorde van belangrijkheid):

1) Hoeveelheid ingespoten brandstof
2) Ontstekingsmoment
3) Actiefkoolstofklep
4) Stationair toerental


De LMM hittedraad en thermometer:

[Afbeelding: lmm_hotwire.jpg]

De LMM luchtstroom:

[Afbeelding: lmm_sensorflow.jpg]

Werking:

De
meting wordt geheel elektronisch uitgevoerd aan de hand van een platina hittedraad die geplaatst is in de aangezogen luchtstroom. Deze hittedraad is direct gekoppeld aan een elektronische regeling die in combinatie met het signaal van de luchttemperatuur-sensor een signaalspanning uitgeeft.
De hittedraad wordt door stroomdoorgang op temperatuur gebracht. In serie met deze hittedraad is een meetweerstand geplaatst en de uitgegeven signaalspanning is in feite de spanning over deze weerstand. Hoe groter de luchtstroom hoe meer de hittedraad afkoelt.


De LMM sensor, links een Pierburg, rechts een Bosch:

[Afbeelding: lmm_sensors.jpg]

Deze
afkoeling veroorzaakt een hogere weerstand in de hittedraad. Deze verandering wordt door de elektronica van deze sensor herkend en heeft tot gevolg dat de spanning op de hittedraad toeneemt. Gevolg is een hogere stroom door hittedraad en meetweerstand. Hogere stroom door de meetweerstand geeft een hogere deelspanning en dus een hogere signaalspanning.

Circuitschema's:

[Afbeelding: lmm_circuit.jpg]

De op het bovenstaande schema niet afgebeelde luchttemperatuursensor is een NTC (Negatieve Temperatuur Coëfficiënt) weerstand. Dit wil zeggen dat de elektrische weerstand afneemt wanneer de temperatuur toeneemt.


(klik op onderstaande afbeelding voor vergroting)
[Afbeelding: lmm_circuit2_s.jpg]


Sensor aansluitingen:

Voeding
sensorelektronica
-5 Volt

Voeding hittedraadverwarming(aparate voeding, alleen bij 5 draads aansluiting)
-12 Volt


Signaaldraad luchtmassa (afhankelijk van merk/type, exacte data raadplegen op Autototaal forum of bij de daarvoor bestemde dataprogramma's), uiteraard met de stekker op de sensor (gestabiliseerde voeding vanuit de auto). De waardes bij draaiende motor zijn afhankelijk van cilinderinhoud, belasting en eventuele valse lucht.

-Contact aan, motor uit, LMM voor én achter afgedopt (absoluut géén luchtstroom): 1,00 volt (al het andere is afwijking, in de fabriek worden ze op 1,00 gekalibreerd!).
-Stationair draaiende motor: 1,5 - 2,0 volt.
-Volgas test: 4,5> volt

Massa

-Koude massa. Geen schakeling via computer.

Een grafiek van de spanning die een LMM afgeeft in relatie tot de hoeveelheid aangezogen lucht:


[Afbeelding: lmm_volt_graph.jpg]

Diagnostische
meetwaarden

Waar de LMM vaak minder presteert bij een defect is het hoge belastinggebied, dus ook in hoge toerentallen. Dus om te kijken of de luchtmassameter goed functioneerd gaan we de gemeten waarde op het maximale toerental van de motor vergelijken met de nominale waarde.
Afhankelijk van merk/model/type, moet een beetje dieselmotor bij een onbelast maximaal toerental al snel tussen de 800 to 850 mg per rotatie kunnen meten.
Wanneer de bestuurder in de gaten krijgt dat de auto minder vermogen levert (vaak een traag insluipend slijtage effect maar kan ook overduidelijk gestotter zijn) is de LMM vaak al zodanig kapot dat hij overduidelijk minder lucht meet dan zou moeten bij cilinderinhoud.
Waar ook nog aan gerefereerd kan worden is de stijging van de gemeten lucht. Registreert de LMM b.v. vanaf 2500 toeren nauwelijks tot geen stijging meer in de hoeveelheid aangezogen lucht, en er is geen vlase lucht, dan kunnen we er vanuit gaan dat de LMM defect is (meten met scoop).


Uitleg Luchthoeveelheidsmeter - LHM


[Afbeelding: lhm.jpg]

Functie:

De
luchthoeveelheidsmeter is een sensor die de aangezogen hoeveelheid lucht meet. Deze sensor heeft een luchttemperatuursensor nodig voor de berekening van de daadwerkelijke luchtmassa. Deze sensor kan zowel in de LHM verwerkt zitten als op een andere plaats in het inlaatsysteem gemonteerd zitten. De meetvaan heeft weerstand van de veer en moet eerst in beweging komen bij een hogere luchtstroom, waardoor dit type meting iets langzamer is dan de LMM. Kleine afwijkingen van deze sensor kunnen een grote invloed uitoefenen op regelingen in het motormanagementsysteem.

Regeling vindt plaats op (op volgorde van belangrijkheid):

1) Hoeveelheid ingespoten brandstof
2) Ontstekingsmoment

3) Actiefkoolstofklep
4) Stationair toerental

LHM basis:

[Afbeelding: lhm_basic.jpg]

Werking:

De
meting wordt geheel mechanisch uitgevoerd aan de hand van een meetvaan die geplaatst is in de aangezogen luchtstroom van de motor. Deze meetvaan is gekoppeld aan een potentiometer en wordt door een lichte veerdruk in positie gehouden. De invloed van lucht pulsaties in het inlaatspruitstuk wordt, door een aan de meetvaan gekoppelde dempingsvaan, gestabiliseerd. De oudere injectiesystemen zonder lambdaregeling met een LHM, hebben een CO-schroef in de meter, naast de stekker, achter het dopje. De basisinstelling van de CO-schroef is als volgt: helemaal in draaien, daarna 2,5 slag uitdraaien.


LHM onderdelenwijzer:
(klik op afbeelding voor vergroting)
[Afbeelding: lhm_parts_s.jpg]

Sensor aansluitingen:

De
voedingsspanning op deze sensor bedraagt 5 volt. Het signaal van deze sensor bedraagt over het algemeen(afhankelijk van merk/type, exacte data raadplegen bij de daarvoor bestemde dataprogramma's):

1) Meetvaan in rust: 0,1 - 0,6 volt.
2) Meetvaan in maximaal stand: 4,3 - 4,8 volt.


Circuitschema:

[Afbeelding: lhm_circuit.jpg]

 

 

 

 

Uitleg Manifold Absolute Pressure meting - MAP

[Afbeelding: map_sensor.jpg]

Functie:

De
MAP sensor meet de absolute druk in het inlaatspruitstuk. Bij stationair draaiende motor is er ongeveer 500/550 mBar vacuum in het inlaatspruitstuk. Is er 550 mBar vacuum, dan meet de MAP sensor (op de natuurkundige schaal) dus een absolute druk van 450 mBar.

Kleine afwijkingen van deze sensor kunnen eveneens een grote invloed uitoefenen op regelingen in het motormanagementsysteem. Regeling vindt plaats op (op volgorde van belangrijkheid):

1) Hoeveelheid ingespoten brandstof
2) Ontstekingsmoment
3) Actiefkoolstofklep
4) Stationair toerental

Werking

Binnenin de MAP sensor bevindt zich een luchtbolletje met daar omheen een piëzo- element. Gaat de gasklep open, dan valt het stationair vacuum weg en kan het bolletje door de verandering in de luchtdruk weer uitzetten. Het piëzo-element registreert dit en geeft dit door aan de motormanagement regeleenheid. Deze sensor reageert met name vanuit deellast naar vollast minder snel dan de LMM omdat het verschil en dus verandering in absolute luchtdruk geringer is dan vanuit stationair naar hogere belasting, waardoor het piëzo element minder snel vervormt en minder spanning opwekt.


Sensor aansluitingen

De sensor zal (behalve o.a. Ford) een analoog signaal afgeven(afhankelijk van merk/type, exacte data raadplegen bij de daarvoor bestemde dataprogramma's):

Voeding
-
5 Volt

Massa

Signaaldraad

-Maximaal 5 Volt, hoe hoger het vacuum, hoe lager de spanning. Stationair=hoog vacuum, weinig spanning. Accelereren=laag vacuum, hogere spanning.

[Afbeelding: map_sensor_schema.jpg]

 

 

 

Uitleg Karman Vortex meter

Karman Vortex meter:

[Afbeelding: karman_vortex.jpg]

Functie


De
verschuifbare spiegel en een foto-transistor zijn bij deze meter de basis van de wervelingsmeting.
Het principe van Vortex flow meting is gebaseerd op het Karman fenomeen. Een bewegend medium dat een opstakel in een bepaalde vorm (in meetapparatuur is een driehoeksvorm vaak gebruikt) bereikt, zal achter het opstakel wervelingen veroorzaken, de zg. vortex wervelingen. De frequentie van deze Vortex-wervelingen zijn een dimensie van de flowsnelheid.
Waarom deze meters niet veel toegepast zijn, lijkt een kwestie van geld. De meter heeft een aantal kostbare materialen nodig waardoor hij iets duurder is dan andere conventionele meters.

Vortex genereerprincipe:

[Afbeelding: karman_vortex_generate.jpg]

Werking

Dit
type sensoren bevatten op de beweegbare spiegel na geen bewegende delen, en zijn daardoor veel minder onderhoudsgevoelig dan de vaker toegepaste LMM en LHM. Zo zijn deze sensoren hierdoor ook over een langere tijd stabiel, wat dus resulteert in een gelijke precieze meting verspreid over de hele levensduur. De flowsnelheid bepaald men door de Vortex-wervelingen ultrasoon te scannen. De bij dit type meting gemoeide voordeel is onder meer de onafhankelijkheid van dichtheid, druk en temperatuur.

Van alle meters is dit de meter die door deze vorm de minste restrictie op haar luchtstroom legt.

Circuitschema:

[Afbeelding: karman_vortex_circuit.jpg]

Sensor
spanningen

De foto-transistor geeft -afhankelijk van de hoeveelheid werveling en dus luchtstroom- een 5 volt blokspanning door, zoals hieronder afgebeeld is. De juiste werking van dit type meter is alleen te controleren met een hoogwaardige multimeter, of nog beter, een oscilloscoop. Klik op deze link voor meer informatie over oscilloscopen.


Signaaluitdrukking:

[Afbeelding: karman_vortex_volt_signal.jpg]

Een leuk voorbeeld van de zogeheten 'Vortex loop' is hier te vinden.

Bron: Scantools.nl



Stealth rapport van loekisuzu0