Znaczenie przepływomierza i skutki jego awarii
Moc, jaką generuje silnik, jest uzależniona od zachowania właściwych proporcji między paliwem a powietrzem. Pomiar ilości powietrza dostarczanego do silnika realizuje przepływomierz. Jego usterka zakłóca prawidłowe funkcjonowanie jednostki napędowej, co w skrajnych przypadkach może prowadzić do zagrożenia bezpieczeństwa podczas jazdy. Jak działa to urządzenie i jakie skutki niesie jego awaria?
Co to jest przepływomierz?
Przepływomierz to część układu dolotowego, odpowiadająca za pomiar ilości powietrza zasysanego do komory spalania. Dzięki przekazywanym przez niego informacjom komputer sterujący silnikiem może precyzyjnie dobrać odpowiednią dawkę paliwa.
Otwarcie przepustnicy, realizowane poprzez naciśnięcie pedału gazu, reguluje ilość powietrza wpadającego do jednostki napędowej. To jednak komputer pokładowy określa, jaka ilość paliwa musi zostać podana, aby zapewnić właściwe proporcje mieszanki. Wzrost mocy silnika osiąga się poprzez powiększenie pojemności skokowej lub zastosowanie turbosprężarki, co zwiększa ilość powietrza trafiającego do komory spalania. Wiąże się to naturalnie z koniecznością spalenia większej ilości paliwa, by utrzymać odpowiednie proporcje mieszanki.
Idealna mieszanka paliwowo-powietrzna to taka, w której całe paliwo zostaje spalone (tzw. mieszanka stechiometryczna). Jeśli proporcje zostaną zachwiane, może dojść do powstania mieszanki ubogiej (nadmiar powietrza) lub bogatej (nadmiar paliwa). W warunkach laboratoryjnych przyjmuje się stosunek 14,7 kg powietrza na 1 kg paliwa. Jednak w praktyce skład mieszanki zależy od wielu czynników, takich jak konstrukcja czy pojemność silnika, temperatura powietrza czy stopień jego rozgrzania.
Przepływomierz zazwyczaj montowany jest za filtrem powietrza w układzie dolotowym.
Rodzaje przepływomierzy
Postęp technologiczny w branży motoryzacyjnej wymusił konieczność podniesienia precyzji pomiaru powietrza oraz niezawodności przepływomierzy. Na rynku funkcjonują trzy podstawowe typy tych urządzeń:
- przepływomierz klapkowy,
- przepływomierz masowy,
- przepływomierz typu Vortex.
Przepływomierz klapkowy
Najstarszy wariant przepływomierza działa w oparciu o wychylenie klapki, której położenie uzależnione jest od ilości przepływającego powietrza. Informacja o pozycji klapki trafia do komputera, który na tej podstawie określa właściwą dawkę paliwa. Najczęstszą przyczyną uszkodzeń przepływomierzy klapkowych jest nagłe i gwałtowne zamknięcie klapki, co często miało miejsce w samochodach zasilanych gazem LPG. Ze względu na niską precyzję działania, ten typ przepływomierzy został zastąpiony nowszymi konstrukcjami.
Przepływomierz masowy
Najczęściej spotykanym rozwiązaniem pozostaje przepływomierz masowy, opierający się na pomiarze temperatury cienkiego drutu, zazwyczaj wykonanego z platyny. Drut ten podgrzewany jest do temperatury ok. 120-130°C. Większy przepływ powietrza powoduje jego schładzanie, przez co konieczne jest dostarczenie większej ilości energii w celu utrzymania tej temperatury. Na podstawie tych informacji komputer wylicza odpowiednią ilość paliwa.
Przepływomierz typu Vortex
W nowoczesnych pojazdach coraz częściej stosowane są przepływomierze typu Vortex, charakteryzujące się wysoką precyzją i zaawansowaną technologią, co jednak przekłada się na ich cenę. Ich działanie polega na wykorzystaniu fal ultradźwiękowych. Generator drgań wysyła sygnał, który trafia do mikrofonu. Na podstawie zakłóceń powodowanych przez zawirowania powietrza przecinające się z falami ultradźwiękowymi komputer oblicza ilość powietrza, a tym samym odpowiednią dawkę paliwa.
Typowe objawy awarii przepływomierza
Awaria przepływomierza objawia się najczęściej spadkiem mocy pojazdu. Nieprawidłowe proporcje mieszanki paliwowo-powietrznej, zarówno zbyt bogatej, jak i ubogiej, wpływają negatywnie na osiągi auta. W niektórych przypadkach systemy bezpieczeństwa wykrywają nieprawidłowości i aktywują tryb serwisowy, ograniczający osiągi w celu ochrony innych podzespołów pojazdu.
Usterka przepływomierza może także powodować gaśnięcie silnika w końcowej fazie hamowania, np. przy dojeżdżaniu do skrzyżowania lub świateł. Jest to szczególnie niebezpieczna sytuacja, gdyż zgaszony silnik oznacza brak wspomagania układów hamulcowego oraz kierowniczego, co grozi kolizją. Nie zawsze jednak dochodzi do zatrzymania silnika – czasem objawem może być gwałtowny spadek obrotów tuż przed zatrzymaniem. Należy pamiętać, że podobne symptomy może dawać również uszkodzony silnik krokowy.
Nieprawidłowy dobór ilości paliwa do ilości powietrza może prowadzić również do szarpania silnika. Takie objawy najczęściej pojawiają się podczas przyspieszania, choć mogą wystąpić także przy jeździe ze stałą prędkością. Za podobne zachowanie mogą odpowiadać także inne usterki, np. świece zapłonowe, wtryskiwacze czy zawór EGR.
Bardzo częstym objawem niesprawnego przepływomierza jest falowanie obrotów na biegu jałowym. Komputer, chcąc utrzymać stabilne obroty, potrzebuje rzetelnych informacji o ilości powietrza zasysanego do silnika. Jeśli dane te są nieprawidłowe, komputer nie jest w stanie utrzymać jednostajnych obrotów.
Utrata mocy nie zawsze będzie łatwa do wychwycenia, szczególnie w przypadku kierowców, którzy nie wykorzystują pełnego potencjału silnika. W mocniejszych jednostkach napędowych objawy mogą być niemal niewyczuwalne. Znacznie łatwiej zauważyć natomiast wzrost zużycia paliwa, co powinno skłonić użytkownika do skontrolowania stanu przepływomierza.
Przepływomierz to element stosunkowo trwały. Przy odpowiedniej eksploatacji może posłużyć przez setki tysięcy kilometrów. Dlatego też, gdy pojawi się konieczność jego wymiany, lepiej unikać najtańszych zamienników o wątpliwej jakości, które mogą szybko ulec awarii, generując dodatkowe koszty związane z ponowną wymianą.
Jak dbać o przepływomierz, aby uniknąć jego uszkodzenia?
Przepływomierz nie należy do elementów eksploatacyjnych i w zadbanym samochodzie nie wymaga planowej wymiany. Producenci nie określają konkretnych interwałów jego wymiany. Istnieją jednak czynniki, które mogą prowadzić do jego uszkodzenia. Jak im zapobiec?
Podstawowym elementem dbałości o przepływomierz jest regularna wymiana filtra powietrza. Zanieczyszczony filtr przepuszcza do wnętrza układu dolotowego drobinki brudu, które mogą zakłócać pracę przepływomierza, a w skrajnych przypadkach doprowadzić do jego trwałego uszkodzenia. W takiej sytuacji samo wyczyszczenie urządzenia nie przywróci mu pełnej sprawności. Szczególną uwagę na ten aspekt powinni zwrócić użytkownicy samochodów wyposażonych w sportowe filtry stożkowe.
Poważnym zagrożeniem dla przepływomierza są również nieprawidłowo wyregulowane instalacje LPG. Wybuchy w kolektorze dolotowym, spowodowane błędami w działaniu instalacji gazowej, mogą bezpośrednio uszkodzić to delikatne urządzenie. Dbałość o stan techniczny instalacji gazowej ma więc kluczowe znaczenie dla trwałości przepływomierza.
Problemy z pomiarem ilości powietrza mogą wynikać również z nieszczelności układu dolotowego. Jeżeli w układzie pojawią się szczeliny, przepływomierz nie uwzględni powietrza zasysanego przez źle dopasowane elementy, co zaburzy proporcje mieszanki paliwowo-powietrznej. Dlatego regularne kontrole szczelności dolotu przyczynią się do utrzymania przepływomierza w dobrym stanie.
