קריטיות של חיישן כמות אוויר

בעידן המודרני, מנוע הבעירה הפנימית נהפך ממכונה מכנית נטו למערכת ממוחשבת ומדויקת להפליא. כדי לעמוד בתקני זיהום האוויר המחמירים ולספק צריכת דלק אופטימלית, המנוע נדרש לנהל את תערובת הדלק והאוויר ברמת דיוק כירורגית. במרכז התהליך הזה ניצב רכיב קטן אך מהותי: חיישן כמות האוויר, המשמש כעיניים של המחשב בכל הנוגע לנשימת המנוע.

מדוע לא מספיק למדוד את נפח האוויר שנכנס? התשובה נמצאת בפיזיקה של הגזים. צפיפות האוויר אינה קבועה אלא משתנה באופן קריטי בהתאם לטמפרטורה וללחץ ברומטרי. האוויר החם דליל יותר ומכיל פחות מולקולות חמצן ליחידת נפח, ואילו אוויר קר דחוס ועשיר בחמצן. מכיוון שהבעירה במנוע היא תגובה כימית התלויה בכמות החמצן, מדידת נפח בלבד תהיה לא מדויקת. חיישן האוויר מודד את מסת האוויר הנכנסת, מה שמאפשר ליחידת הבקרה האלקטרונית (ECU) לחשב במדויק כמה דלק להזריק כדי לשמור על יחס תערובת אידיאלי.

בעבר צוידו כלי רכב בחיישני שבשבת. אלו פעלו באופן מכני: זרימת האוויר דחפה מדף פיזי כנגד קפיץ, ותנועה זו תורגמה למתח חשמלי. שיטה זו הייתה מסורבלת, הגבילה את זרימת האוויר וסבלה מבלאי מכני. לכן היא נעלמה כמעט לחלוטין מהעולם.

כיום הטכנולוגיה השלטת אלקטרונית לחלוטין ומתבססת על שני סוגים עיקריים: הראשון, חיישני חוט ((hot wire. בתוך החיישן נמצא חוט פלטינה דקיק המחומם לטמפרטורה קבועה באמצעות זרם חשמלי. כאשר אוויר קר נכנס למנוע ועובר על פני החוט, הוא מקרר אותו. כדי לשמור על הטמפרטורה הקבועה, החיישן נדרש להגביר את הזרם החשמלי. השינוי בעוצמת הזרם הוא הנתון שמועבר למחשב ומתורגם לכמות אוויר.

האופציה השנייה היא חיישני סרט (hot film). חיישנים אלו פועלים על עיקרון תרמי דומה, אך במקום חוט עדין ושביר הם משתמשים באלמנט "סרט" שטוח העמיד יותר לרעידות ולכלוך ומספק קריאה מדויקת יותר לאורך זמן.

חיישן כמות האוויר הוא חלק מ"תזמורת" של חיישנים המדווחים למערכת ניהול המנוע. ה־ECU משקלל את נתוני החיישן עם מידע המגיע מחיישן מצב המצערת (TPS), חיישני חמצן, חיישן הטמפרטורה של נוזל הקירור וחיישן לחץ הסעפת (MAP). הסינרגיה הזו מאפשרת למחשב לבצע התאמות בזמן אמת, לא רק של הזרקת הדלק אלא גם של תזמון ההצתה ותזמון השסתומים, בהתאם לאופי הנהיגה המשתנה.

חיישן כניסת אוויר תקול או מלוכלך עלול לשבש במידה רבה את פעולת הרכב. הסימפטומים הנפוצים הם נורת "בדיקת מנוע" דולקת, היסוסים בהאצה, סל"ד סרק לא יציב (רעידות בעמידה) ועלייה חדה בצריכת הדלק. אבחון מקצועי כולל שימוש בסורק תקלות לקריאת נתונים חיים והשוואתם לערכי היצרן לצד בדיקת מתח האות באמצעות רב־מודד (מולטימטר).

החדשות הטובות הן שלא תמיד צריך להחליף את החיישן. אחת התקלות הנפוצות ביותר היא זיהום - הצטברות של אבק ושמן על חוט הלהט, היוצרת "בידוד" וגורמת לקריאה שגויה. במקרים רבים ניקוי עדין באמצעות תרסיס ייעודי לניקוי חיישני אוויר עשוי להחזיר את המנוע לביצועים מלאים. עם זאת במקרים של נזק לחיווט או התיישנות של הרכיב האלקטרוני, החלפה היא הפתרון היחיד.

לפרטים נוספים