Luftmassenmesser (LMM) Wissen

Funktion des Luftmassenmessers

Der Luftmassenmesser (LMM) ist Teil des Motormanagementsystems. Er wird manchmal auch als „Luftfluss“- oder „Luftmassensensor" bezeichnet.

Er misst die Luftmenge, die in den Ansaugtrakt von Diesel- und Benzin-Verbrennungsmotoren strömt.

Mit Hilfe der Luftmasseninformation kann das Motorsteuergerät (ECU) die richtige Kraftstoffmenge an den Motor abgeben.

Bei Dieselmotoren dient der Luftmassenmesser hauptsächlich zur Regelung der Abgasrückführung (AGR).

Entwicklung des Luftmassenmessers

In der Vergangenheit wurden zur Messung der Ansaugluftmenge mechanische Messsysteme eingesetzt. Bei diesen Luftmengenmessern strömt die Luft gegen eine federbelastete Klappe, die einen Regelwiderstand (Potentiometer) verstellt. Abhängig von diesem elektrischen Widerstandswert erkennt das Motorsteuergerät (ECU) die Ansaugluftmenge.

Heutzutage gehören die meisten Luftmassenmesser-Sensoren zwei Varianten an: Hitzdrahttechnik und Heißfilmtechnik.

Im Gegensatz zu einem Luftmengenmesser haben diese Luftmassenmesser-Sensoren keine (mechanisch) beweglichen Teile, sondern verwenden einen elektrischen Strom zur Messung der Luftmasse.

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Einbaulage des Luftmassenmessers

Einbaulage des Luftmassenmessers

Aufbau 1

Bei Luftmassenmesser-Sensoren gibt es verschiedene Luftstromvarianten.

Bei dieser Ausführung fließt nur ein Teil der Luftströmung am Messelement im Messkanal vorbei.

Aufbau 2

Luftstrom durch den Sensor

Das Gitter vor dem Luftmassenmesser beruhigt den Luftstrom vor dem Sensor, der daraufhin verbesserte Messsignale liefert.

Oben: ohne Gitter

Unten: mit Gitter

Aufbau 3

360°-Ansicht eines Luftmassenmessers

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Funktionsprinzip Luftmassenmesser

Bewegen Sie den Schieberegler, um die Motordrehzahl zu erhöhen

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Funktionsprinzip Heißdraht-Luftmassenmesser

Ein Hitzdraht-Luftmassenmesser-Sensor verfügt über ein Messelement, das elektrisch auf 75° - 100°C oberhalb der Ansauglufttemperatur erhitzt wird.

Wenn der Luftstrom am Messelement vorbeiströmt, kühlt er das Element ab und erhöht den Strom, der benötigt wird, um das Element heiß zu halten.

Der Kühleffekt variiert direkt mit der Temperatur, Dichte und Feuchtigkeit der einströmenden Luft.

Die zum Heißhalten des Elements notwendige Strommenge ist proportional zur Luftmasse, die in den Motor eintritt.

Funktionsprinzip Heißfilm-Luftmassenmesser (Variante I)

Das Funktionsprinzip des Heißfilm-Luftmassenmesser-Sensors ist ähnlich wie bei der Hitzdrahttechnik.

Ein Dünnschicht-Heizelement wird auf eine bestimmte Temperatur in Bezug auf die Ansaugluft erwärmt.

Bei keinem Luftstrom (stehender Motor) kommt es durch die Wärmeleitfähigkeit der stehenden Luft zu einer bestimmten Wärmeabfuhr.

Beginnt die Luft zu strömen, nimmt die Wärmeabfuhr mit steigendem Luftdurchsatz stetig zu.

Über den zum Erhalt der Temperatur erforderlichen wechselnden Heizstrom, kann die Elektronik die jeweilige Luftmasse berechnen.

Dieses System hat folgende Vorteile gegenüber dem Hitzdraht-Luftmassenmesser-Sensor:

• Besseres Messverhalten durch kleineres Sensorelement
• Weniger empfindlich gegen Partikel in der Ansaugluft

Funktionsprinzip Heißfilm-Luftmassenmesser

Diese Variante des Heißfilm-Luftmassenmesser-Sensors besteht aus zwei Messelementen, zwischen denen ein Keramik-Heizelement sitzt.

Dieses Dünnschicht-Heizelement wird unabhängig vom Luftstrom auf einer konstanten Temperatur oberhalb der Ansaugluft gehalten.

Wenn der Motor nicht in Betrieb ist (ohne Luftstrom), wird die Wärme gleichmäßig auf beide Sensoren abgestrahlt. Beide Sensoren messen die gleiche Lufttemperatur.

Bei laufendem Motor strömt die Ansaugluft von T1 in Richtung T2 über das Sensorelement. Die Luft kühlt dabei zunächst den Sensor T1.

Danach erwärmt sich die Luft durch das Heizelement, so dass der Sensor T2 weniger als T1 abkühlt.

Anhand der Temperaturdifferenz zwischen Sensor T1 und T2 kann die Elektronik die Luftmasse berechnen.

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Funktionsprinzip Heißfilm-Luftmassenmesser mit Rückflusserkennung

Um Messfehler durch die im Saugrohr pulsierende Luft zu minimieren, verfügen einige Luftmassenmesser-Sensoren über eine Rückflusserkennung.

Funktionsprinzip Heißfilm-Luftmassenmesser mit Rückflusserkennung

Um Messfehler durch die im Saugrohr pulsierende Luft zu minimieren, verfügen einige Luftmassenmesser-Sensoren über eine Rückflusserkennung.

Wenn Luft von der Motorseite zurückströmt, wird der Temperatursensor T2 gekühlt und der Temperatursensor T1 erwärmt. Diese Rückströmung bewirkt eine gegenläufige Temperaturdifferenz zwischen den Sensoren (T2 und T1), die von der Elektronik in die genaue Luftmassenberechnung miteinbezogen wird.

zur Animation

Diagnose eines Luftmassensensors I

Diagnose eines Luftmassensensors

Während der Fahrt:

• 3. oder 4. Gang, Vollgas (max. Ladedruck)
• In Parameterliste im Scan-Tool suchen
• Den berechneten und den gemessenen Wert vergleichen, sie sollten übereinstimmen

Diagnose eines Luftmassensensors II

Diagnose eines Luftmassensensors

Motor aus:

• Zündung ein
• Luftschläuche vom Luftmassenmesser-Sensor entfernen
• Den elektrischen Anschluss am Sensor eingesteckt lassen
• Luft in den Luftmassenmesser-Sensor einblasen, z.B. mit einer Druckluftpistole (Vorsicht, nicht zu nah!)
• Die Ausgangsspannung sollte steigen und dann zwischen 4,2 - 4,8 Volt konstant bleiben.

Diagnose eines Luftmassensensors III

Diagnose eines Luftmassensensors

Wenn der Motor (Benziner) überhaupt nicht startet:

• Stecker des Luftmassenmesser-Sensors abziehen --> Das Steuergerät geht in den Notlaufbetrieb
• Bei defektem / verschmutztem Luftmassenmesser: Motor startet / läuft besser --> Beachten Sie, dass die Reinigung eines verschmutzten Sensorelements nur selten erfolgreich ist und daher zur Wiederherstellung der vollen Motorleistung ein neuer Sensor installiert werden sollte

Diagnose eines Luftmassensensors IV

Diagnose eines Luftmassensensors

Nur weil das Motorsteuergerät einen Luftmassenmesser-Fehlercode meldet, bedeutet das nicht unbedingt, dass der Luftmassenmesser-Sensor fehlerhaft ist. Auch überdosierte Luft aus einem geborstenen Ansaugschlauch, einem Kurbelgehäuseentlüftungsrohr oder sogar einem klemmenden AGR-Ventil (Abgasrückführung) kann einen Luftmassenmesser-Fehlercode auslösen.

Diagnose eines Luftmassensensors V

So erkennt das Steuergerät, dass ein Luftmassenmesser-Sensor korrekt funktioniert:

Das Steuergerät vergleicht die „theoretisch“ (= berechnete) angestrebte Luftmenge mit der gemessenen Menge.

Wird eine Abweichung festgestellt, wird ein Fehlercode (auch „Diagnostic Trouble Code“ (DTC) genannt) gespeichert. Dieser Fehlercode ist jedoch nicht unbedingt auf einen Fehler des Luftmassenmesser-Sensors zurückzuführen!

Siehe Einzelheiten in der Animation:

Diagnose eines Luftmassensensors VI

Diagnose eines Luftmassensensors

Luftmassenmesser- und Lambda-Informationen werden vom Steuergerät verwendet, um die Kraftstoffzufuhr zu überprüfen und anzupassen. Daher können auch kontaminierte, defekte oder verschlechterte Lambdasonden Luftmassenmesser-Fehlercodes auslösen.

Diagnose eines Luftmassensensors VII

Diagnose eines Luftmassensensors

Ein häufiges Ereignis nach dem Austausch eines defekten Luftmassenmesser-Sensors ist, dass der Leerlauf nicht korrekt ist, die Beschleunigung nicht gleichmäßig ist oder ein Fehlercode wiederholt auftaucht, der dazu führt, dass der Sensor erneut fälschlich als beschädigt diagnostiziert wird.

Es ist nicht ungewöhnlich, dass der Motor nach dem Austausch ein wenig rau läuft und den Leerlauf nicht richtig hält.

Oft ist ein Fahrversuch notwendig, um andere Regelelemente und Sensoren am Motor neu zu kalibrieren und einzustellen.

In einigen Fällen müssen die Adaptionswerte oder andere Parameter mit den entsprechenden Diagnosegeräten zurückgesetzt werden.

Die Berücksichtigung all dieser Faktoren bei der Arbeit mit Luftmassenmesser-Sensoren hilft, den Fehler direkt im ersten Anlauf zu beheben.

Keeping all these factors in mind when working with MAF sensors, helps to fix the fault first time.

Beachten Sie, dass jede in diesem Artikel beschriebene Diagnose grundlegende Überprüfungen umfasst, die nicht für alle Funktionsprinzipien des Luftmassenmesser-Sensors gelten.

Diagnose eines Luftmassensensors VIII

Diagnose eines Luftmassensensors

Es gibt manchmal andere Gründe für das Problem, die gleiche oder ähnliche Symptome haben und manchmal den gleichen Fehlercode produzieren, aber nichts mit dem Luftmassenmesser-Sensor zu tun haben.

Die häufigsten Probleme mit ähnlichen Symptomen sind:

• Defekte/undichte Unterdruck- oder Ansaugschläuche
• Defektes/beschädigtes Kabel und Steckverbindungen des Luftmassenmessers
• Verstopfte und/oder verschmutzte Luftfilter oder Ansaugkrümmer
• Defekte Drosselklappe
• Verschmutzter Kraftstofffilter

Diagnose eines Luftmassensensors IX

Diagnose eines Luftmassensensors

Beim Austausch eines Luftmassenmesser-Sensors ist es sinnvoll hierbei auch den Luftfilter auszutauschen.