فهرست مطالب
دستیابی به کمترین مصرف سوخت ممکن ضمن ارائه بیشترین بازده در پیشرانه‌های احتراق داخلی امروزی تنها با تکیه بر کنترل بسیار دقیق کامپیوتری ممکن شد. جایی که کنترل تک‌تک مجموعه‌های فنی نظیر سیستم سوخت رسانی، تنظیم دقیق و جابجایی زمان احتراق، تعیین زمان‌بندی دقیق باز و بسته شدن سوپاپ‌ها و بسیاری موارد دیگر از نوع تمام مکانیکی به نمونه الکترومکانیکی (سیستم مکانیکی با کنترل الکترونیکی) تغییر یافت تا پیشرانه بازده بیشتری داشته باشد.
این مهم بدون تردید به کمک انواع و اقسام سنسورهای بسیار دقیق ممکن شد که اطلاعات حیاتی برای کنترل این مجموعه پیچیده را به کامپیوتر خودرو (ECM) منتقل می‌کنند. در موضوع سیستم سوخت رسانی، سنسور مف (MAF) یکی از مهم‌ترین سنسورهای خودرو است که نقشی خیره‌کننده در عملکرد صحیح موتور ماشین دارد.
سنسور مف چیست؟
سنسور مف یا MAF (مخفف Mass Air-Flow)، همان سنسور اندازه‌گیرنده حجم هوای ورودی به موتور خودرو است. این سنسور را می‌توان نسخه ارتقایافته، متحول‌شده و البته بسیار دقیق‌تر سنسور مپ (MAP) دانست که پیشتر مورد بررسی قرار دادیم.
وظیفه اصلی سنسور مف همانند سنسور مپ، ارزیابی حجم هوای ورودی به پیشرانه است. اما چرا دانستن میزان هوای ورودی به پیشرانه مهم است؟ دلیل آن است که موتور درون سوز بنزینی برای دستیابی به بیشترین بازده در ترکیب با کمترین آلایندگی ممکن، نیازمند کارکرد با ترکیب سوخت و هوا (معروف به نسبت AFR) برابر با ۱۴.۷:۱ (۱۴.۷ واحد هوا به ۱ واحد سوخت) است. اگرچه در بازه عملکرد پیشرانه این نسبت اندکی تغییر می‌کند، اما نظارت بر اجرای صحیح این نسبت و تغییرات آن در بازده و میزان آلایندگی موتور بسیار حیاتی است.
در نتیجه سنسور مف و مپ در این مرحله وارد داستان می‌شود تا با ارائه اطلاعات دقیق از میزان هوای ورودی به پیشرانه، کامپیوتر خودرو را از میزان دقیق پاشش سوخت (در تناسب با میزان هوای ورودی) آگاه کند. تفاوت آنجا است که سنسور مف از دیدگاه حساسیت و دقت در اندازه‌گیری بسیار پیشرفته‌تر از سنسور مپ عمل می‌کند و در خودروهای نسل جدید کاربرد فراوان دارد و به نوعی جایگزین قطعی سنسور مپ به شمار می‌آید.
نحوه عملکرد سنسور مف
بر خلاف سنسور مپ که یک دیافراگم حساس به تغییرات مقاومتی بر اثر وکیوم (فشار منفی پیشرانه) است و در محل پلنوم منیفولد هوا (Plenum/حد فاصل فضای پشت دریچه گاز تا پشت سوپاپ‌ها) قرار می‌گیرد، سنسور مف یک لوله است که پس از فیلتر هوا و قبل از دریچه گاز قرار می‌گیرد یا روی بخشی از لوله انتقلل هوا از فیلتر به موتور نصب می‌شود. درون این سنسور، یک سیم فلزی بسیار نازک است که هنگام روشن شدن پیشرانه و برقراری ولتاژ پیوسته حدود ۱۲ تا ۱۵ ولت در دو سر آن، داغ می‌شود. اما با عبور هوا از مسیر فیلتر و دریچه گاز، این سیم اندکی خنگ می‌شود. هر چقدر جریان عبوری هوا بیشتر باشد (مثلا به هنگام گاز دادن)، سیم سنسور خنک‌تر می‌شود.
می‌دانیم که تغییرات دمایی در سیم‌های فلزی موجب بروز تغییرات مقاومتی می‌شود. این تغییرات مقاومتی بسیار دقیق که در سیم فلزی سنسور مف بر اثر گرم و سرد شدن سیم در تناسب با حجم هوای عبوری به پیشرانه ایجاد می‌شود، از سوی ECU تشخیص داده شده و بر اساس آن میزان پاشش سوخت از سوی سوزن‌های انژکتور تعیین می‌شود.
در موتورهای انژکتوری مدرن مدار بسته (Close Loop/مجهز به سنسور لامبدا یا همان سنسور اکسیژن) اهمیت استفاده از یک سنسور دقیق برای اندازه‌گیری میزان هوای ورودی بسیار مهم‌تر از نمونه‌ها مدار باز (Open Loop/فاقد سنسور اکسیژن) است. در نتیجه در این دست پیشرانه‌ها که از سال‌های پس از ۲۰۰۰ فراگیر شد، سنسور مف به عنوان جایگزین بسیار حساس‌تر و دقیق‌تر سنسور مپ، همانند یک انقلاب صنعتی ایفای نقش کرد.
لازم به ذکر است که بسیاری از سنسورهای مف با سنسور دمای هوای ورودی ادغام شده و در حقیقت دو سنسور در یک واحد مشترک به حساب می‌آید. همین موضوع بر قیمت نهایی این سنسور می‌افزاید.
خرابی سنسور مف
همانند هر سنسور دیگری، سنسور MAF نیز عمر مفید مشخصی دارد. البته تمامی خرابی‌ها الزاما متوجه خود این سنسور نیست و ممکن خرابی در محلی دیگر موجب اختلال در کارکرد این سنسور شود.
خرابی خود سنسور
مف سنسور یک سیم بسیار نازک و بسیار حساس است که هرگز نباید آن را مستقیما با دست لمس کرد. لمس این سیم می‌تواند موجب چرب شدن سیم با چربی طبیعی پوست شده و به هنگام گرم شدن دقت کار آن را کاهش دهد. همچنین لمس این سیم ممکن است به پاره شدن آن بینجامد. برای همین این سیم در سنسور مف همواره درون یک قابل کوچک پلاستیکی احاطه شده است تا از برخورد مستقیم اجسام با آن جلوگیری شود.
نشتی هوا پیش از سنسور
بروز پارگی و خرابی در مسیر هوای ورودی به سنسور (پارگی در مسیر هوا پس از فیلتر) می‌تواند با ورود ذرات معلق فیلترنشده همراه شود که برخورد آنها با سیم سنسور احتمال پارگی آن را افزایش می‌دهد. به همین دلیل است که برخی از سنسورهای MAF در بخش ورودی خود به یک توری فازی یا پلاستیکی نازک مجهز هستند تا از ورود اجسام بزرگ به داخل سنسور و پیشرانه جلوگیری کنند.
نشتی هوا پس از سنسور
سنسور مف مستقیما در مسیر ورودی هوای پیشرانه و در جلوی دریچه گاز قرار دارد. بروز هرگونه خرابی در لوله‌های پلاستیکی بین سنسور مف و دریچه گاز به معنای مکش هوا از محیط خارج از سنسور و بروز خطا در عملکرد سنسور و پیشرانه است. دلیل آن است که مقداری از هوای ورودی پیشرانه از پارگی پس از سنسور وارد موتور می‌شود. در نتیجه سنسور در جریان عبور این حجم ورودی هوا نیست و در حقیقت اطلاعات اشتباهی را به ECM پیشرانه ارسال می‌کند.
علائم خرابی سنسور مف
خرابی سنسور مف بسیار شبیه به علائم خرابی سنسور مپ است، چرا که هر دو سنسور یک کار واحد را به دو روش متفاوت انجام می‌دهند. در نتیجه علائمی که از خرابی مف بروز می‌کند، بسیار شبیه به خرابی سنسور مپ است.
روشن نشدن موتور خودرو
با بروز خرابی شدید در سنسور مف، ممکن است موتور خودرو روشن نشود یا با استارت زیاد و به سختی روشن شود.
روشن شدن چراغ چک
در صورت بروز خرابی سنسور مف و روشن شدن پیشرانه، چراغ چک به دلیل بروز خطا در پارامترهای سنسور لامبدا (سنسور اکسیژن) قطعا روشن خواهد شد.
ریپ شدید موتور ماشین
روشن شدن پیشرانه در هنگام خرابی سنسور مف با لرزه و ریپ بسیار شدید همراه خواهد بود، چرا که نسبت AFR بر هم می‌خورد. این لرزه و ریپ معمولا به سادگی قابل احساس است.
دود کردن پیشرانه
زمانی که پیشرانه با سنسور مف خراب یا بروز پارگی در مسیر ورودی هوا در پشت سر سنسور روشن شود، ریپ زدن پیشرانه معمولا با بروز دود سیاه همراه خواهد شد که دلیل ان بر هم خوردن تناسب AFR است.
اختلال شدید در عملکرد موتور
روشن شدن پیشرانه با سنسور مف خراب با عملکرد بسیار بد همراه خواهد بود. موتور خودرو معمولا میل به خاموش شدن دارد و به هیچ عنوان در شتاب‌گیری رفتار طبیعی از خود نشان نمی‌دهد. همچنین به هنگام حرکت ممکن است پیشرانه به صورت ناگهانی خاموش شود که بسیار خطرناک است.
آیا سنسور مف قابل شستشو است؟
همان‌طور که در مقاله توضیح عملکرد سنسور مپ به آن اشاره شد، خرابی این دست سنسورها معمولا با شست‌وشو مرتفع نمی‌شود. اگر خرابی از خود سنسور باشد، باید آن را تعویض کرد. اما اگر سیم سنسور سالم باشد، شستن آن ممکن است ایرادهای جزئی را بر طرف کند.
باید آگاه باشید که سنسور مف را هرگز با فشار باد شدید یا اسپری انژکتورشور از نزدیک تمیز نکنید، چرا که فشار باد یا فشار اسپری‌های شوینده ممکن است موجب پارگی سیم سنسور شود. در صورت نیاز به نظافت سنسور مف، باید از شوینده مخصوص فاقد چربی استفاده کنید و آن را از فاصله دور (حدود ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر) به قسمت سیم بپاشید. این فشار اسپری شوینده است که باید سیم سنسور را تمیز کند. در نتیجه به هیچ وجه و با هیچ چیزی سیم سنسور را لمس نکنید. پس از شست‌وشو اجازه دهید تا سنسور به صورت طبیعی و در مجاورت هوا خشک شود. به هیچ عنوان از فشار باد برای خشک کردن سنسور مف استفاده نکنید.
آیا سنسور مف جایگزین مپ است؟
اگر به صورت مهندسی به داستان نگاه کنیم، بله. سنسور مف به عنوان جانشین پیشرفته‌تر و دقیق‌تر سنسور مپ در پیشرانه‌های جدید به کار گرفته شده است. اما به این معنا نیست که در صورت خرابی یکی از آنها، می‌توان یکی را جانشین دیگری کرد. هر یک از این سنسورها با توجه به طراحی ابتدایی پیشرانه تولید شده‌اند و قابل جایگزینی با یگدیگر نیستند.
با این حال خودروهای اندکی وجود دارند که به صورت استاندارد، همزمان از هر دو سنسور مف و مپ به صورت موازی بهره می‌گیرند. در این دست پیشرانه‌ها استفاده از دو سنسور به عنوان پشتیبان انجام گرفته است و خرابی یکی از آنها منجر به از کار افتادن پیشرانه نمی‌شود، چرا که سنسور دیگر خلا سنسور خراب را پر خواهد کرد.
همچنین باید تاکید کرد که بسیاری از خودروها از جمله خودروهای V8 و V10 و V12 اروپایی ممکن است از دو سنسور مف (هر سنسور برای یک بانک سیلندر) بهره بگیرند.
تفاوت سنسور مف با سنسور مپ
بزرگ‌ترین تفاوت میان سنسور مف با سنسور مپ، در دقت بسیار بیشتر و حساسیت بالاتر سنسور مف به تغییرات در جریان هوای عبوری به پیشرانه است. اما این پایان ماجرا نیست. سنسور مف در محل قرارگیری (در جلوی دریچه گاز) نیز با سنسور مپ تفاوت دارد. همچنین سنسور مف به دلیل پیچیدگی طراحی به‌مراتب گران‌تر از سنسور مپ است.
یکی از معایب سنسور مف که تنها در تقویت و تیونینگ خودروهای مدرن مسابقه‌ای مورد توجه است، قرار گرفتن آن در مسیر هوای ورودی پیشرانه و جلوگیری از عبور راحت هوا به درون پیشرانه (مخصوصا در نسخه‌های مجهز به توری گردگیر) است. البته این موضوع در خودروهای تولید انبوه خیابانی دارای اهمیت چندان نیست.
نویسنده: شهاب انیسی
