Váha vzduchu zjišťuje dvě různé věci. Měří hmotnost vzduchu spotřebovaného motorem za vteřinu a na základě tohoto údaje řídící jednotka určí poměr vzduchu a paliva v nasávané směsi. Druhým uplatněním MAF je zjištění hodnoty zatížení motoru, což je číslo, které velmi významně ovlivňuje stupeň obohacení směsi. Váha vzduchu je nejpřesnější přímý způsob měření zatížení motoru, na druhou stranu je „nejpomalejší“ součástí celého systému, tj. reaguje na změny nejpomaleji. Jak to ale funguje? V angličtině se pro toto čidlo někdy užívá název „horký drát“. Důvodem pro tento název je konstrukční řešení senzoru, doopravdy totiž užívá dva ohřívané drátky, jimiž měří průtok vzduchu. Údaje z těchto drátků jsou před odesláním do řídící jednotky mezi sebou porovnány vnitřním procesorem čidla. První z nich je „horký drát“ k měření teploty nasávaného vzduchu, druhý z nich můžeme pro názornost nazvat „studený drát“. Ten slouží k měření teploty okolního vzduchu.
„Studený drát“ je schovaný mimo hlavní proud vzduchu, proto podává souvislé údaje o teplotě okolního vzduchu. Do tohoto drátku proudí určité napětí, jehož úkolem je drátek ohřát na určenou teplotu. Okolní vzduch jej však ochlazuje. Tento pokles teploty se odrazí v signálním napětí vracejícím se do MAF. Jednoduché, účinné.
Na zcela jiném systému však pracuje „horký drát“. Pomocí elektřiny je zahříván na teplotu o 200 °C vyšší než je teplota okolního vzduchu (studený drát) a je ochlazován průtokem vzduchu proudícího do sacího potrubí. Při ochlazení horkého drátu zvýší procesor v MAF napětí dodávané do horkého drátu tak, aby jeho teplota byla stále o 200 °C vyšší než již zmiňovaná teplota okolního vzduchu. Čím více napětí musí do horkého drátu přicházet, tím větší je také signál odesílaný do řídící jednotky. Níže je zobrazen schematický pohled do útrob MAF. Již víme, jak váha vzduchu funguje, přišel tedy čas, abychom si řekli, proč a v čem je MAF složitý.
Neboť váha vzduchu určuje poměr paliva a vzduchu, je vhodné, abyste se před dalším čtením dobře seznámili se vstřikovači.
Na rozdíl od ostatních čidel používaných v systémech elektronického vstřikování paliva, váha vzduchu má na vrchní straně jakousi černou krabičku. V této krabičce je umístěn signální procesor – díky němu je MAF jedním z nejsložitějších senzorů vůbec. MAF a ŘJ zpracovávají dva rozdílné typy dat, které se od sebe velmi podstatně liší. Jako styčný důstojník mezi oběma z nich funguje právě signální procesor, který příkon MAF mění na napětí 0 – 5V, což je formát pro ŘJ dobře čitelný. Váha vzduchu zpracovává množství proudu nutné k udržení vyžadované teploty „horkého drátu“. Díky podkladům získaným z MAF je řídící jednotka schopna určit, kolik gramů vzduchu proudí do motoru každou vteřinu. Signální procesor tedy zjistí, kolik ampér spotřebuje „horký drát“ a tuto hodnotu vyjádří jako signální napětí pro ŘJ, tedy napětí od 0 do 5V. Součástí programového vybavení řídící jednotky je také tabulka s údaji přicházejícími z konkrétní váhy vzduchu použité v daném motoru. Tyto předprogramované hodnoty pochopitelně musí odpovídat programu signálního procesoru. Aby celý systém fungoval ve vzájemném souladu, signální procesor MAF je naprogramován pro všechny možné údaje o rychlosti a teplotách proudění vzduchu, které při běhu motoru mohou nastat. Řídící jednotka rozumí signálnímu napětí 0 – 5V, jenž označuje přesně daný počet gramů vzduchu (tedy hmotnost), které motor spálí. Prohlédněte si následující příklad dvojí konverze dat. Vzájemně působí jako sladěné taneční kroky, co myslíte?
Horký drát spotřebuje 1,04A –> signální procesor odešle 0, 39V –> pro ŘJ tomu odpovídá 1,42 g vzduchu za vteřinu.
Nevypadá to příliš složitě, že ano? Ani to složité není, ovšem za předpokladu, že vše je správně naprogramováno a všechny dílčí systémy fungují správně. Nicméně je třeba uvést, že celkem existuje více než 500 různých kombinací údajů MAF a řídící jednotky. Proto tedy nelze jednoduše instalovat jakoukoliv váhu vzduchu a očekávat, že původní řídící jednotka jí bude bezchybně rozumět. Prozradím ještě jednu věc: základní konstrukce MAF je mnohem citlivější než kterýkoliv jiný snímač průtoku. Můžete se pokusit přestavět programové vybavení váhy, ale smiřte se s tím, že se vám nepodaří plně využít její potenciál přesnosti měření. Důvodem je a) nespolehlivá a nepředvídatelná povaha vzduchu při rozpínání a smršťování, b) prosté fyzické vlastnosti proudění vzduchu.
Povězme si pár slov o vylepšení váhy vzduchu vůbec. Nepřestávejte číst a neposílejte nenávistné emaily, MAF lze úspěšně přestavět, autor sám je toho svědkem. Výše popsané programy MAF a ŘJ používají data, jejichž jednotlivé kroky jsou vzájemně odstupňovány po velmi malých krocích. Proto je nemožné postavit speciální čidlo, jehož průtok bude větší a přitom zůstane přesně zachován pracovní postup signálního procesoru. Cílem tuningových pokusů v tomto bodě je především uchování původní průtokové tabulky a zvýšení pracovního rozsahu. To je nemožné. EFI čidla v automobilech Ford již pracují se zmíněným rozsahem 0 – 5V. Signální procesor se podle programu přiblíží nejvyššímu signálnímu napětí (obvykle 4V) v situaci, kdy se tovární motor přiblíží hranici nejvyšších otáček. Tuningový MAF je nastaven tak, aby jeho průtok při stejném signálním napětí byl větší a případně dosáhl hranice 5V. Hlavním důvodem pro změnu váhy vzduchu je získání většího průtoku vzduchu při stejném signálním napětí. Tento důvod ovšem předpokládá, že váš motor spaluje takové množství vzduchu, že tovární váha přestává dodávat platné údaje. Signál 4V není pro tento motor ekvivalentem maximálních otáček. Původní váha generuje 4V již tehdy, kdy se pohybujete na 4000 ot. /min, přičemž nejvyšší hodnota je cca 7000 ot. /min. Pokud jste dočetli až sem a nejste schopni prokázat, že váš motor spaluje takto obrovské množství vzduchu, úprava MAF se vás netýká. Pokud se domníváte, že váš přeplňovaný, převrtaný či jinak upravený motor je omezován možnostmi sériové váhy, čtěte prosím dál.
Pamatujte, že základní výstupní data z MAF jsou pro řídící jednotku pouze hrubým náznakem namíchání palivové směsi. ŘJ tento signál porovnává s otáčkami motoru a polohou škrtící klapky, tyto údaje slouží k přesnému zjištění momentálního zatížení motoru. Zatížení motoru budiž chápáno jako množství práce, kterou motor musí vykonat do splnění určitého pracovního úkolu. Od hodnoty zatížení se také odvíjí povely předávané injektorům, ŘJ tak přímo ovlivňuje poměr zápalné směsi. Velká většina problémů vyskytnuvších se po výměně váhy souvisí právě s injektory, proto se o obou rysech zmíním najednou.
Většina MAF čidel na trhu je prodávána jako „certifikovaná“ pro injektory s konkrétním jmenovitým průtokem. Téměř nikdy toto označení neodpovídá skutečnosti. Proto často dochází k situaci, kdy lidé nakoupí skvělé vysokotlaké vstřikovače a k nim specifikovanou váhu. Řekněme si kriticky, co že to vlastně nakoupili? Vstřikovače vpouštějí do válců více paliva, než uživatel kdy bude potřebovat, data průtoku paliva jsou nepřesná a k tomu magický MAF, který obelže řídící jednotku? Jde o to, že tuningový MAF doopravdy má procesor, který lže řídící jednotce. Signální procesor posílá do ŘJ hodnoty, které jsou nižší než skutečné množství vzduchu. Díky použití nepravdivých hodnot ŘJ určí nesprávný vstřikový pulz. Je tedy důležité v původní ŘJ ponechat původní software pro vstřikovače a signální hodnoty z MAF. Dostaneme se tím blízko ideálnímu poměru palivové směsi. Jenže tohle je můj web a výraz „blízko“ tady nemá co dělat. Hlavní problém vězí v jednoduché fyzikální vlastnosti injektorů, tzv. nestálost průtoku při volnoběhu (potřeba extrémně chudé směsi, injektory jsou otevírány na mnohem kratší dobu). Injektory s F = 19 lb/h se při volnoběhu chovají jako F = 26 lb/h.Pokud tedy do systému začleníte vstřikovače např. s F = 36 lb/h, řídící jednotka s nimi bude při volnoběhu zacházet jako by měly F = 49 lb/h.
Takže jste právě dočetli stránku věnovanou injektorům, ano? Zasluhujete si pochvalu. Prolhaná váha doporučuje řídící jednotce, aby ty VĚTŠÍ vstřikovače otevírala MÉNĚ – pamatujte, že cílem činnosti řídící jednotky je vytvoření ideálního poměru vzduchu a paliva. Jenže vstřikovače nepouští do válců stejné množství paliva. Proto je program MAF příslušně upraven pro konkrétní model vstřikovačů. Váha přikazuje ŘJ, aby injektory otevřela na kratší dobu, jenže za ten kratší časový úsek není do válce dopraveno menší množství paliva. Vaše zánovní chromovaná MAF vám v nejlepším případě přinese velmi podivnou křivku vstřikování. Všechno se ještě zkomplikuje tehdy, když tlak v palivové soustavě přesně neodpovídá specifikacím nových injektorů. Tady leží počátek problémů s kolísavostí otáček při volnoběhu. Autor tohoto textu se kdysi setkal s velmi výstižným popisem toho, co se ve vstřikovací soustavě odehrává: je to stejné, jako když zkoušíte požární stříkačkou naplnit sklenici a přitom nepolít podlahu.Je to krušné, ale čtěte dál, bude to ještě horší.
Druhý, nebezpečnější problém nesprávné kombinace váhy vzduchu a řídící jednotky je zatížení konkrétního motoru. Zatížení, jak již bylo naznačeno, je potřebné zvýšení bohatosti směsi. Nyní si uvedeme některé informace, jejichž vysvětlováním nebudeme ztrácet čas. 14,7:1 není ve skutečnosti ideální poměr, jedná se spíše o názor úřadů týkající se úspory paliva a nízkých emisí. Čím větší je zatížení motoru, tím větší množství paliva je třeba do motoru přivést. Pokud uslyšíte klepání motoru, obecně lze říci, že do motoru přichází příliš málo paliva. Pokračujeme dál: řídící jednotka určí zatížení motoru na základě porovnání signálů z váhy, snímače polohy škrtící klapky a momentálních otáček motoru. Kombinace vysokého signálu z MAF, nízkých hodnot TPS a otáček motoru indikuje vysoké zatížení, proto ŘJ dodá motoru více paliva. Teď přijde ten pravý horor: do auta jste instalovali kus pochromovaného železa tvářící se jako váha vzduchu. Zastavíte na červenou a chtěli byste se trochu předvést s novým motorem. Naplno sešlápnete plynový pedál a chcete trochu změnit hloubku dezénu pneumatik – jen ruče do toho… TPS je na 100%, otáčky ještě nestoupají a signál z váhy měl vyletět nahoru. Jenže váha, kterou jste si koupili v obchodě, má větší jmenovitý průtok, takže by to mělo být jasné. Stále ne? Motor je ve stavu vysokého zatížení, žebrá tedy o více paliva, MAF je naprogramována pro motor s větším průtokem vzduchu, ŘJ zaznamenala změnu polohy klapky a otáček. Bohužel díky mylným informacím z váhy vzduchu řídící jednotka nemůže dostatečně vyhodnotit opravdovou situaci. Kam to může v nejhorším případě dojít? Motor s plně otevřenou klapkou potřebuje směs 12:1, jenže řídící jednotka naletěla informacím z váhy a pustila do motoru pouze 13,8:1. Rána – a právě jste propálili píst. Tato situace je trochu přehnaná, obvykle se takto vážné škody nestanou, ale úpravy MAF nikdy nefungují úplně správně.
Smíchejte všechny tyto problémy dohromady a nakonec asi budete pěkně rozzlobení na celé slavné vstřikování, budete pěkně od plic nadávat na ty pitomé programátory a tak dále. Co teď, jak to spravit? Není to příliš složité. Kupte si MAF s větším průměrem a průtokem, programovanou pro tovární injektory 19 liber/hod. Sežeňte injektory pro váš motor, doporučujeme vám nechodit do extrémů. Potom si nechejte přeprogramovat řídící jednotku pomocí speciálního čipu. Informace o čipech a ostatních způsobech zvýšení výkonu se dočtete v kapitole Zvýšení výkonu.
