Die genaue Bestimmung der Luftmasse ist entscheidend für die Kraftstoffdosierung, die Drehmomentberechnung und die Emissionskontrolle. Die ECU verwendet mehrere Sensoren und models zur Messung und Überprüfung des Ansaugluftstroms.

Details zum MAF-Sensor

Funktionsprinzip

Hitzedraht-MAF-Sensoren messen den Massendurchfluss, indem sie ein beheiztes Element auf einer konstanten Temperatur über der Umgebungstemperatur halten. Mehr Luftstrom = mehr Kühlung = mehr Strom erforderlich.

Signalarten

• Analoge Spannung - 0-5V proportional zum Durchfluss (ältere Systeme)
• Frequenz - Hz-Signal proportional zum Durchfluss (Bosch HFM)
• Digital - CAN/LIN-Nachricht mit Flussdaten (modern-Systeme)

Typische Reichweiten

• Leerlauf - 10-20 kg/h
• Teillast - 50-200 kg/h
• Volle Belastung - 400-1200+ kg/h (variiert je nach Verdrängung)

Details zum MAP-Sensor

Funktionsprinzip

Verteiler-Absolutdrucksensoren verwenden piezoresistive Elemente, deren Widerstand sich mit dem Druck ändert.

Typische Reichweiten

• Natürlich angesaugt - 20-100 kPa (Vakuum bis atmosphärisch)
• Turbolader - 20-300+ kPa (Vakuum bis boost Druck)

IAT-Sensor

• Typ - Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC)
• Zweck - Luftdichtekorrektur
• Standort - Ansaugkrümmer oder MAF-Gehäuse
• Wirkung - kältere Luft = dichter = mehr Kraftstoff für Stoich erforderlich

Berechnung der Luftmasse

MAF-basiert

Luftmasse (mg/Hub) = MAF (g/s) × 1000 / (U/min/120 × Zylinder)

Geschwindigkeit-Dichte

Luftmasse = (MAP × VE × Hubraum) / (R × IAT)

Wobei:
MAP = Krümmerdruck (Pa)
VE = volumetrischer Wirkungsgrad (0-1,1)
R = spezifische Gaskonstante (287 J/kg-K)
IAT = Temperatur (Kelvin)

Volumetrischer Wirkungsgrad

VE beschreibt, wie gut sich die Zylinder im Verhältnis zur theoretischen Kapazität füllen:

• Natürlich angesaugt - 75-95% Spitze
• Turbolader - 100-180%+ (druckunterstützte Befüllung)

Die VE variiert mit der Drehzahl aufgrund der Abstimmung des Einlasskanals und der Ventilsteuerung.

Plausibilitätsprüfung

ECUs überprüfen die Luftmassenberechnungen gegeneinander:

• MAF-Messung vs. MAP-basierte Berechnung
• Luftmasse vs. Drosselklappenstellung
• Luftmasse vs. Kraftstoffverbrauch (lambda Rückmeldung)

Große Diskrepanzen lösen Fehler aus.

Anpassung

• MAF-Anpassung - Korrekturfaktor bei Leerlauf/Teillast gelernt
• VE-Lernen - passt den volumetrischen Wirkungsgrad auf der Grundlage von lambda an
• Anpassung an die Höhe - kompensiert Druckschwankungen

Bewährte Praktiken

• Überprüfen Sie die MAF-Genauigkeit anhand der berechneten Werte.
• MAF-Sensoren nur mit geeignetem Reiniger reinigen
• Ansauglecks verursachen nicht dosierte Luft - großes Kalibrierungsproblem
• Aufzeichnung der Luftmasse bei WOT-Zügen zur Überprüfung der Berechnungen