Luftmassenmesser

Autoteile-lexikon

Der Luftmassenmesser (engl. mass air flow meter) hat in Kraftfahrzeugen eine bedeutende Rolle für das Motorenmanagement. Um in modernen Kraftfahrzeugen mit Diesel- oder Benzinmotor die einzuspritzende Kraftstoffmenge zu bestimmen, ist es zunächst erforderlich, die pro Zylinderfüllung zur Verfügung stehende Luftmasse zu ermitteln. Dies ist die Aufgabe des im Ansaugrohr positionierten Luftmassenmessers. Er ist somit ein Durchflusssensor, der die Masse der pro Zeiteinheit durchströmten Luft (Massenstrom) bestimmt. Der Massenstrom ist dabei abhängig von der Motordrehzahl, der Motortemperatur, der Lufttemperatur sowie vom Umgebungsluftdruck. Die vom Luftmassenmesser ermittelten Daten werden an das Steuergerät weitergeleitet.

Funktion/Bauform:

Luftmassenmesser werden entsprechend des Arbeitsprinzips unterschieden in Hitzdraht-Luftmassenmesser und Heißfilm-Luftmassenmesser.

Bei den heutzutage am häufigsten eingesetzten Luftmassenmessern handelt es sich um thermisch arbeitende Sensoren nach dem Prinzip eines Hitzdrahtanemometers, sog. Hitzdraht-Luftmassenmesser. Dabei ragt ein thermischer Sensor in den Luftstrom, in welchem sich zwei beheizte Platindrähte oder -schichtwiderstände befinden, die elektrisch beheizt werden und deren Temperatur gleich gehalten wird (ca. 100 ˚C). Einem der beiden wird durch die vorbeiströmende Luft Wärme entzogen, der andere ist von der Luft abgeschirmt und ihm wird weniger Wärme entzogen. Das abgeschirmte Widerstandselement heizt sich daher stärker auf und wird hochohmiger. Anhand der Widerstandswerte der Heizelemente und deren Differenz lassen sich die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und der Massestrom der Ansaugluft ableiten.

Beim Heißfilm-Luftmassenmesser werden die Platindrähte oder -schichtwiderstände durch eine Sensorplatte ersetzt, bei der die Widerstände als dünner Widerstandsfilm aufgebracht sind. Insgesamt besteht der Sensor aus drei Widerständen mit jeweils unterschiedlicher Funktion. Es handelt sich dabei um einen Abgleichwiderstand zur Erfassung der Temperatur der angesaugten Luft, dem Heizwiderstand, der als Heizung für den Sensorwiderstand dient und dem Sensorwiderstand zur Erfassung der angesaugten Luftmasse. Das Messprinzip beruht darauf, den Fühlerwiderstand mithilfe einer Stromregelung auf einer konstanten Temperatur (höher als die der vorbeiströmenden Luft) zu halten. Die Stromstärke ist dabei ein Maß für die abgeführte Energie durch die vorbeiströmende Luft und somit ein Maß für die vorbeiströmende Luftmasse.

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