Váha vzduchu – MAF senzor – srovnání výrobců v testu

end-logo
Sdílejte:

V důsledku rostoucího výskytu různých levných MAF senzorů jsme se rozhodli provést přímé srovnání proti originální váze vzduchu BOSCH.

Váha vzduchu, je nejdůležitější prvek v procesu přípravy palivové směsi. Pokud by byla váha špatně zkalibrovaná, nebo nereagovala na změny proudění vzduchu dostatečně rychle, bude poměr paliva a vzduchu neoptimální. Motor ztratí akceleraci i maximální výkon.

V České republice je už mnoho firem, i velkoobchodů, které prodávají přebalené levné čínské díly a samozřejmě i váhy vzduchu. Vzhledem k tomu, jak složitá je konstrukce MAF senzoru od BOSCHE, který tento systém navrhoval, jsme nevěřili, že by čínské kopie mohly mít stejný výkon a rozhodli jsme se tedy porovnat tři váhy. Originál BOSCH 0281 002 461, Magneti Marelli a čínskou váhu přebalenou v krabičce SKV Germany. Všechny tři váhy odpovídají stejnému originálnímu kódu VAG.

Lidé většinou měří váhu až namontovanou a připojenou k řídící jednotce. Při takovém testu lze pozorovat výchylky napětí ale nelze posoudit absolutní výkon a rychlost MAF senzoru. Zákazníci, kteří si koupili jakousi váhu, tedy nemohou nikdy zjistit, zda váha funguje, nebo ne.

V testu jsme používali stabilizovaný zdroj s plynule stavitelným napětím, zdroj stabilizovaných pěti voltů, osciloskop a pár shodných multimetrů. Váhy jsme zařadili do série, takže vzduch proudí všemi stejně. BOSCH je nejdále od sání, Magneti Marelli uprostřed a první je čínská váha.

První poznatky – ještě před zapojením Osciloskopu

Čínská váha a Magneti Marelli vůbec nepotřebují referenční napětí. Referenční napětí 5V je u pěti pinového MAF senzoru z řídící jednotky motoru přiváděno na kolík číslo 4 (čísla jsou označená v zásuvce váhy vzduchu). BOSCH je pravděpodobně jako jediný řízený procesorem a bez referenčního napětí vůbec nenaběhne.

Čína i Magneti Marelli už po zapojení 12V na kolíky 3 a 2 dávají napětí na výstupu senzoru – pátém kolíku. BOSCH má na pátém pinu v tu chvíli napětí 0,0025V.

Po zapojení 5V BOSCH ožije, Marelli ani čína na zapojení 5V už nijak nereagují.

Rozdíly v klidovém napětí (bez proudění vzduchu)

Napětí na pátém kolíku je výstup do řídící jednotky motoru. Podle hodnoty napětí jednotka určí objem proudícího vzduchu a domíchá dávku paliva. U BOSCHE je klidové napětí na výstupu závislé na hodnotě referenčního napětí. Pokud je to 5V, je na výstupu 0.985V. Magneti Marelli má v klidu 0.992V.

Čínská váha má v klidu 1.055V a to je o hodně více, než by měla mít.

Rozdíly v napětí při zvýšené rychlosti proudění

U obou váh je velký rozdíl proti originální váze. Největší problémy mají obě váhy pravděpodobně s rychlostí proudícího vzduchu. Testovali jsme přiškrcení přívodu vzduchu se zachovaným sacím výkonem, tak aby v systému byl velký podtlak a zvýšila se rychlost proudění plynů.

Při zrychleném proudění jsme naměřili obrovské rozdíly v hodnotách signálního napětí. (V tabulce jsou hodnoty ve voltech, tzn 2,280 je 2,280V)

BOSCH Magneti Marelli čína (SKV)
klid 0,986 0,992 1,055
klapka0 1,680 1,980 2,150
klapka1 2,030 2,220 1,550
klapka2 2,230 2,550 1,620
klapka3 2,280 2,550 2,100

poznámka k tabulce: Pokud porovnáme hodnoty u Marelli a číny s napětím u Bosche, jsou naprosto vedle. Marelli o 10 – 20%, čína nějak kolísá 20 – 30% .

 

Při plně otevřené klapce sání, kdy se proudění zpomalí) jsou rozdíly mezi Boschem a Marelli už menší, čínská váha je ale hrozivě mimo.  (V tabulce jsou hodnoty ve voltech, tzn 1,045 je 1,045V)

BOSCH Magneti Marelli čína (SKV)
0 0,986 0,992 1,055
min 1,045 0,992 – bez reakce 1,055 – bez reakce
1 1,120 1,005 1,055 – bez reakce
2 1,290 1,320 1,390
3 1,630 1,660 1,750
4 1,874 1,870 2,070
5 2,360 2,350 2,860
1/4 2,500 2,460 2,930
3/4 2,630 2,560 2,980
max 2,680 2,600 2,990

poznámka k tabulce: BOSCH má nejvyšší citlivost. Na začátku testu Marelli a čína nereagují na postupné zvyšování proudu vzduchu. Marelli změní hodnotu signálního napětí až když se Bosch pohne o 5%. Čínská váha reaguje ještě později, u Bosche už je 20% změna. Čínská váha rovnou skočí na 1,390V

Vliv kolísání palubního napětí na signál MAF senzoru

Vzhledem k tomu, že Marelli a čínská váha nevyužívají referenční napětí, očekávali jsme, že výchylky palubního napětí, které normálně nastávají při zapnutí spotřebičů (světla např.) budou mít přímo vliv na hodnotu signálního napětí senzoru.

Toto se nepotvrdilo. Váhy na kolísání napětí nijak nereagovaly. Ani na větší poklesy ze 14,7V až k 10V. Výstupní napětí v závislosti na palubním napětí nekolísá ani na setinách voltu.

Porovnávání signálu na osciloskopu

Na osciloskopu můžeme lépe pozorovat vývoj signálu, korelaci mezi váhami, díry – zpoždění signálu. Bosch je na osciloskopu na prvním kanálu žlutě (CH1). Marelli je na druhém kanálu zeleně (CH2). Čínská váha na třetím kanálu fialově (CH3).

Horizontální rozlišení osciloskopu je nastaveno na 500ms. Jednotlivé vertikální čárkované úseky tedy dělí 0,5s a celé pole grafu je pět sekund. Vertikální rozlišení je 1V.

Předpoklad ke korelacím

Pokud budeme posuzovat korelaci signálu, vztahujeme ji k váze Bosch. Bosch vyvinul jak váhu, tak řídící jednotku, která se signálem z váhy pracuje, nemá tedy smysl uvažovat, zda je signál z Bosche nejlepší, který může existovat. Je to jediný správný signál a pokud má MAF senzor jiné výroby fungovat správně, musí se chovat přesně jako originál Bosch. Jinak by výrobce váhy vzduchu musel dodat váhu společně s řídící jednotkou motoru.

Start testu

Pomalé rozbíhání ventilátoru v sání.  Obě váhy mají podobný signál jako Bosch.

začátek testu

začátek testu

Ucpané sání

Při prudce ucpaném sání (v systému je podtlak) skočí signál Bosche nejdříve prudce dolů a vrátí se přibližně o třetinu. Toto prokmitnutí směrem dolů při prudkém zavření sání a směrem nahoru při prudkém otevření sání je u Bosche vždy mohutné. U Marelli je průběh podobný. U Čínské váhy je pokles napětí pomalejší, bez prokmitnutí a v signálu je v tomto stavu výraznější šum.

Prudce ucpané sání

Prudce ucpané sání

Zpoždění MAF senzorů

Na následujících dvou obrázcích je vidět zpožděná reakce Marelli a neznačkové váhy na prudké ucpání a znovuotevření sání (klapka je stále otevřená a v ucpaném systému je podtlak). Zpoždění je okolo 2 desetin sekundy. Toto zpoždění je při opakovaných pokusech pro obě váhy typické. Zpoždění bude asi záviset na konstrukci vzduchem ochlazované destičky a její tepelné setrvačnosti. Bosch má setrvačnost oběma směry vždy nejnižší. Nejrychleji se vyhřívá a nejrychleji se ochlazuje.

Zavřené a otevřené sání - zpoždění

Zavřené a otevřené sání – zpoždění

 

Zavřené a otevřené sání - zpoždění

Zavřené a otevřené sání – zpoždění – Marelli ale reaguje správně

 

Rychlé střídání otevřené a zavřené klapky sání

Při rychlém střídání otevření a zavření klapky sání je patrná větší setrvačnost u obou neoriginálních MAF senzorů. Bosch se dokáže vracet na minimální napětí (kolem 1V). Marelli se vrací průměrně kolem 1,15V, neznačková váha klesá průměrně na 1,3V

Setrvačnost při rychlém střídání otevřené a zavřené klapky. Bosch se dokáže vracet na minimální napětí.

Setrvačnost při rychlém střídání otevřené a zavřené klapky. Bosch se dokáže vracet na minimální napětí.

Rozdíly jsou patrnější při odečtení signálů. Otevření a zavření klapky trvá přibližně čtvrt sekundy. Zpoždění signálu je poměrně značné. Dosahuje maxima kolem 1V a po většinu času otevření a zavření je odchylka větší než 0,2V

Prudké otevření a zavření klapky sání. Červený stopa na grafu odečítá napětí Bosche od napětí neznačkové váhy a znázorňuje tak její výrazné zpoždění v obou směrech.

Prudké otevření a zavření klapky sání. Červený stopa na grafu odečítá napětí Bosche od napětí neznačkové váhy a znázorňuje tak její výrazné zpoždění v obou směrech.

Zpoždění u Magneti Marelli.

Zpoždění u Magneti Marelli. Na grafu červeně.

 

Zařazení vzduchového filtru – vážné problémy

Při pouhém otevírání a zavírání klapky sání není s korelací mezi váhami větší problém. Jen třeba 0,2 – 0,3s zpoždění. Zkreslené a protichůdné signály se ale objeví, když váhy trápíme velkou rychlostí proudění vzduchu a podtlakem.

Před sání jsme zařadili restriktor, který plochu sání z poloviny uzavřel. Chtěli jsme tímto omezením simulovat vliv odporu vzduchového filtru. Těžko říci, jaký přesně má běžný vzduchový filtr odpor, ale nějaký významný jistě má. Mohli bychom i skutečný airbox se skutečným vzduchovým filtrem zařadit, ale výsledky by byly pravděpodobně stejné, jako s obyčejným restriktorem. Hlavní příčinou velkého rozdílu mezi váhami bude asi podtlak, který v tubusech MAF senzorů vzniká při omezeném sání a zachovaném podtlaku za právě otevřenou klapkou.

pomalé otevírání klapky s odporem sání

Při pomalém otevírání je vidět rozdíl v nárůstu napětí na jednotlivých váhách. Zatímco Bosch vystoupá o jeden a půl dílku grafu – 1,5V, Marelli a neznačková váha změní napětí o téměř dva volty. Celková doba otevírání je přitom velmi dlouhá – kolem 4 sekund.

Pomalé otevírání klapky s 50% restriktorem. Bosch změní signální napětí o 1,5V. Marelli a neznačková váha téměř o 2V.

Pomalé otevírání klapky s 50% restriktorem. Bosch změní signální napětí o 1,5V. Marelli a neznačková váha téměř o 2V.

Pomalý test s 50% restriktorem sání. Rozsah napětí u Marelli a neznačkové váhy je příliš velký.

Pomalý test s 50% restriktorem sání. Rozsah napětí u Marelli a neznačkové váhy je příliš velký.

Rychlý test s 50% restriktorem

U rychlejšího testu je vidět charakteristické prokmitávání Bosch váhy směrem nahoru i dolů (pod minimum). U Marelli a neznačkové váhy chybí v signálu rozlišení, vypadá to téměř jako zprůměrované.

Rychlý test s 50% restriktorem sání.

Rychlý test s 50% restriktorem sání.

95% restriktor sání

Sání jsme uzavřeli s 95% jeho plochy. Taková situace asi těžko může v normálních podmínkách nastat. Jedině snad za velmi znečištěným vzduchovým filtrem při velmi vytočeném motoru. Sací výkon motoru je tedy stále maximální, ale v tubusech MAF senzorů už je výrazný podtlak. Motor nasává mnohem více vzduchu, než je ho v sání k dispozici.

Na Bosch váze je vidět, že je sání ucpané. Marelli i neznačková váha vykreslují změnu napětí přes 1V téměř jako bez restriktoru. Možná se jedná o nějaký problém s vysokou rychlostí proudění vzduchu.

Test s restriktorem pomalu. Sání je z devadesáti pěti procent ucpané

Test s restriktorem pomalu. Sání je z devadesáti pěti procent ucpané

Při rychlém střídání otevření a zavření klapky sání je už vidět i protichůdný vývoj signálů.

Test s restriktorem sání. Sání je uzavřeno z 95% plochy.

Test s restriktorem sání. Sání je uzavřeno z 95% plochy.

Test s náporem vzduchu

Toto je úplně nereálná situace. Chtěli jsme jen zkusit všechno. Do sání jsme umístili ventilátor, který sám o sobě (při zavřené klapce sání) zvedal napětí na všech MAF senzorech o 1V. Chtěli jsme vidět co by znamenal nápor vzduchu do sání. K tomu ale nemůže asi dojít, protože náporu asi zabrání vzduchový filtr. Těžko říct. Výsledky jsou každopádně také zajímavé.

Bosch to nějak zvládne a ukazuje otevření a zavření klapky s rozsahem téměř 2V. U Marelli a neznačkové váhy se rozsah velmi snížil a změnu v proudění vzduchu tedy ve skutečnost příliš neměří.

MAF test s náporem vzduchu do sání. Otevření a zavření klapky. Rozdíly v max a min napětí.

MAF test s náporem vzduchu do sání. Otevření a zavření klapky. Rozdíly v max a min napětí.

Závěr

Mezi váhami jsou rozdíly. Věděli jsme, že něco naměříme, ale výsledky značně předčily naše očekávání. U neznačkové váhy je obrovský rozdíl v hodnotách napětí v jakémkoli testu. Vzhledem k tolerancím, se kterými má váha vzduchu normálně pracovat ( méně než 5%) je čínská váha nepoužitelná. Obě váhy potom mají určité zpoždění a nedosahují takového vertikálního rozpětí signálu jako Bosch. Na akceleraci to musí mít výrazný negativní vliv už proto, že jednotka nebude míchat ideální směs.

Další dopad to bude mít na EGR. Recirkulaci výfukových plynů musí řídící jednotka dávkovat velice přesně jinak příliš sníží výkon motoru (http://www.mjauto.cz/jak-funguje-egr-ventil).

MAF test

MAF test

Váha vzduchu – MAF senzor – srovnání výrobců v testu 5.00/5 (100.00%) 6 votes


banner pro vstup do katalogu MJauto
Sdílejte: