Przepływomierz powietrza

Czujnik służący pomiarowi masy powietrza płynącego do cylindrów, popularnie nazywany przepływomierzem, potrafi przysporzyć wielu problemów. Skutki jego niesprawności bywają bowiem podobne do awarii wynikających z niewłaściwego działania wielu innych elementów silnika lub osprzętu.

Jak wskazuje praktyka, czujniki masy powietrza zasysanego przez silnik należą do tych elementów, które dość często bywają przyczyną niedomagań silnika. Wydawać by się zatem mogło, że całkiem dobrym pomysłem dla niezależnego warsztatu będzie uczynienie jedną ze swych specjalności likwidacji awarii związanych z tymi czujnikami. Tu jednak pojawia się problem niedostatku odpowiednich informacji technicznych, a już zwłaszcza dotyczących procedur diagnostycznych. Od sprzedawcy czujników informacji takich raczej nie uzyskamy, zwykle jest on w stanie odpowiedzieć tylko na pytania ile dany egzemplarz kosztuje i do jakiego auta się nadaje.

W jakim celu

Potrzeba zastosowania czujnika, który będzie na bieżąco i dokładnie określał ilość (masę) powietrza zasysanego do cylindrów, aby można było dobrać odpowiednią w danych warunkach ilość paliwa, wynikła kilkanaście lat temu. Wtedy to bowiem przed konstruktorami silników postawiono dwa zadania, w zasadzie sprzeczne ze sobą. Otóż mieli oni z jednej strony ograniczyć ilość szkodliwych składników w spalinach, z drugiej zaś, nie zwiększając pojemności skokowej silników, zwiększyć ich moc i elastyczność. Jak wiadomo, w przypadku typowego silnika benzynowego ilość powietrza, jaka wpada do cylindrów, zależy od prędkości obrotowej wału korbowego i uchylenia przepustnicy. Informacje o obu tych parametrach są łatwe do uzyskania, nietrudno też stworzyć „mapę” określającą ilość paliwa, jaka powinna zostać podana zależnie do chwilowej wartości obu danych. Owa mapa nie jest specjalnie dokładna (nie uwzględnia wszak wielu innych parametrów wpływających na proces spalania), niemniej niegdyś nie stanowiło to specjalnego problemu. Ewentualne nieścisłości korygowano dzięki zamkniętej pętli regulacji posiłkującej się sygnałem z sondy lambda. Problem zaczął się, gdy mocno zaostrzone zostały normy dotyczące czystości spalin, a jednocześnie wzrosły oczekiwania co do dynamiki pojazdów. Rozwiązano go sięgając po czujniki, które bez zwłoki dostarczają informacji o chwilowej wartości natężenia przepływu powietrza. Pozwoliły one bowiem stworzyć oprogramowanie silnika, dzięki któremu auta są w stanie spełnić wymagania zaostrzanych norm, a przy tym cechują się dobrym przyspieszeniem. Ponieważ jednak na naszym pięknym świecie nie ma nic za darmo, lub, mówiąc inaczej, nie ma róży bez kolców, układ sterowania z elektronicznym czujnikiem ilości powietrza nie jest pozbawiony mankamentów. Okazuje się, że wrażliwy bywa na nieszczelności, czujniki nie lubią zanieczyszczeń, psują się też „same z siebie”.

Drucik lub warstewka

Dzięki elektronice mierniki masy powietrza zasysanego przez silnik mają bardzo prostą budowę. Zasadniczy element czujnika to podgrzewany elektrycznie drucik, względnie naniesiona na odpowiednie podłoże warstewka przewodząca prąd, które są chłodzone przez strumień przepływającego powietrza. Zależnie od intensywności, z jaką się to odbywa, co z kolei zależy od masy powietrza omywającego drucik, następuje odpowiednia zmiana rezystancji drucika, która jest przetwarzana na sygnał cyfrowy lub analogowy. Niejako przy okazji czujniki mierzą (bo i tak muszą) temperaturę przepływającego powietrza. Dodajmy jeszcze, że choć czujniki powstały z myślą o autach benzynowych, znalazły zastosowanie również w dieslach. Z identycznych zresztą powodów.

Problemy z diagnozą

Niesprawny czujnik może powodować rozmaite zakłócenia w pracy silnika, choć stosunkowo najczęstszymi są zdecydowanie opóźniona i w dodatku leniwa reakcja na nagłe wciśniecie pedału gazu. Z kolei z ust właścicieli samochodów z niedomagającym czujnikiem można zazwyczaj jedynie usłyszeć, że „auto źle jeździ”, względnie „nie ciągnie”. Diagnostyki zdecydowanie nie ułatwia również fakt, że program autodiagnozy sterownika silnika bardzo rzadko wskazuje czujnik masy powietrza jako przyczynę nieprawidłowej pracy silnika lub przechodzenia tegoż w tryb awaryjny. No, chyba że akurat uszkodzenie czujnika ma charakter elektroniczny, bo wówczas alarm podnoszony jest natychmiast. Tak duża różnica w reakcji systemu autodiagnozy bierze się stąd, że obiektywnie nieprawdziwy sygnał o ilości powietrza podawany przez czujnik jest dla sterownika silnika całkowicie poprawny aż do momentu, gdy procedura weryfikacji (np. w oparciu o wartości z mapy prędkość obrotowa-uchylenie przepustnicy dla silnika benzynowego lub ciśnienie doładowania dla turbodiesla) nie wykaże, iż sygnał jest zupełnie nieprawdopodobny. Mając to wszystko na uwadze, można polecić następujące procedury diagnozy i naprawy w podziale na technologie benzyna (i LPG) oraz diesel.

Benzyna i LPG

Jeżeli silnik pracuje nierówno, samochód nie ma przyspieszenia „jak kiedyś” i/lub zdarzają się tryby awaryjne z zapisem „błąd regulacji lambda”, należy:

• sprawdzić oraz w razie potrzeby naprawić elementy i układy najczęściej powodujące nierówną pracę silnika (filtr powietrza, świece, pompa benzynowa, filtr paliwa itp.);
• gdy poprzednie czynności nie przyniosły poprawy, sprawdzić czujnik masy powietrza zasysanego przez silnik.

Dobrą metodą jest zamiana podejrzanego czujnika na taki, co do którego mamy pewność, że jest sprawny, a więc nowy oryginalny, względnie używany wypożyczony z samochodu z identycznym silnikiem. Tu jednak pojawia się kilka problemów. Oryginalny czujnik kosztuje swoje, a jeśli po próbie okaże się, że „to nie to”, warsztat będzie miał kolejnego „półkownika”, bo następne auto, do którego czujnik taki byłby potrzebny, może pojawić dopiero za kilka lat. Albo i nigdy. Z kolei znalezienie „dawcy organu”, a więc pojazdu w identycznej wersji silnikowej, zwykle zajmuje dużo lub bardzo dużo czasu. Tymczasem klient stoi nad głową lub wisi na telefonie i pyta, co z jego samochodem. Danie wiary sprzedawcy znacznie tańszych czujników alternatywnych niewiadomego pochodzenia, zapewniającego, iż oferowany przezeń element pasuje do każdego auta, to dowód olbrzymiego optymizmu. Niemniej montaż nawet takiego czujnika i jazda próbna, by stwierdzić, czy to coś dało, bywa niekiedy jedynym wyjściem. Jeżeli nastąpi wówczas wyraźna poprawa, pozostawiamy klientowi wybór, czy na tym zakończyć naprawę czy też godzi się on dołożyć trochę, aby było jeszcze lepiej. Oczywiście najlepszym rozwiązaniem jest przeprowadzenie procedury sprawdzenia czujnika w sposób przewidziany przez producenta pojazdu. Polega ona zazwyczaj na jeździe próbnej z podłączonym komputerem diagnostycznym w celu odczytu mierzonej przez czujnik wartości w określonych warunkach obciążenia silnika. Do wykonania takiego testu potrzebny jest jednak odpowiednio oprogramowany sprzęt, a zwykle tak bywa, że czegoś brakuje: sprzętu, oprogramowania, danych porównawczych, szczegółowego opisu całej procedury. Wypada jeszcze dodać, że jeżeli wadliwy czujnik ma nieduży przebieg (kilkanaście tysięcy kilometrów) lub popsuł się kolejny raz w krótkim odstępie czasu, to najprawdopodobniej do jego awarii dochodzi na skutek zasysania niefiltrowanego powietrza. Przypuszczenie takie można potwierdzić, dokładnie oglądając przez lupę warstewkę czynną czujnika. Jeśli było słuszne, zobaczymy wbite w nią maleńkie drobinki pyłu.

Diesel

W przypadku silników wysokoprężnych z wtryskiem bezpośrednim CDI lub pompowtryskiwaczami jednoznaczne wykrycie niesprawności czujnika masy napływającego powietrza jest o wiele trudniejsze niż w wolnossących silnikach benzynowych. Generalnie jako zasadę należy przyjąć, że gdy silnik „chodzi nie tak jak powinien”, na wstępie należy wykluczyć lub potwierdzić niewłaściwe działanie czujnika powietrza, gdyż zdiagnozowanie bardzo licznych obwodów, układów lub części, które w stanach awaryjnych mogą dawać podobne objawy jak niesprawny czujnik, często przerasta siły przeciętnego serwisu niezależnego. W dodatku dające pewność procedury kontroli też koniec końców sprowadzają się do „wymiany na próbę”, a więc koło niemożności się zamyka. Podkreślmy raz jeszcze: turbosprężarka, katalizator lub filtr sadzowy, zacięty zawór EGR lub jego zablokowane kanały, nieszczelne wewnętrznie wtryskiwacze itd. również mogą powodować nierówną pracę silnika w stanach przejściowych, spadek mocy, a także zapisy błędów podobne do tych, jakie wywołuje źle funkcjonujący czujnik powietrza.

Oryginalne i nie oryginalne

Praktycznie do każdego samochodu znajdziemy czujnik sprzedawany w pudełku z logo producenta pojazdu. Problem tylko w tym, że cena takiego elementu jest często nieadekwatna do wartości auta potrzebującego nowej części. Na szczęście z pomocą przychodzą renomowani wytwórcy zaopatrujący zarówno fabryki samochodów, jak i rynek wtórny. Sygnowane przez nich czujniki wyceniane są dużo rozsądniej. Nie bez znaczenia jest również, że można zaufać katalogom tych producentów. Z użyciem najtańszych części produkcji dalekowschodniej bywają kłopoty. Nie oznacza to jednak, że cała tzw. chińszczyzna jest do niczego. Rzecz w tym, iż mało który egzotyczny wytwórca ma dostęp do odpowiednich danych pozwalających skalibrować produkowane przez niego czujniki. Napotyka więc problem analogiczny do tego, jaki często mają niezależne serwisy, muszące sobie radzić bez danych do obsług i napraw samochodów. Nie dysponując fabrycznymi informacjami, egzotyczny producent jest więc zmuszony posiłkować się zawodną w tym przypadku technologią „back engenering”. Mówiąc w skrócie, musi zdjąć charakterystykę z dostępnego mu egzemplarza samochodu i na podstawie tak uzyskanych danych kalibrować czujniki. Niestety, nie zawsze daje to najlepsze wyniki._