Luftmassenmesser

Der Heißfilmluftmassenmesser (HFM) dient der Lasterfassung.

Aufbau und Funktion

Der zwischen Luftfilter und Ansaugschlauch sitzende HFM besteht aus einem Kunststoffmessrohr, und dem eigentlichen Sensorelement. In diesem sitzt ein filmartiger Heizwiderstand und elektronische Bauteile.
Das Sensorelement ragt in den Luftstrom und wird von der vorbeiströmenden Luft abgekühlt. An dem Sensorelement liegen 5 V stabilisierte Spannung an wird das Sensorelement abgekühlt steigt der Strom für den Heizvorgang die Auswerteelektronik im HFM wandelt den Heizstrom in ein analoges Spannungssignal um und wird an das Motorsteuergerät gegeben.
Nur ein Teil des Luftmassedurchflusses wird vom Sensorenelement registriert. Die totale Luftmasse, die durch das Messrohr fließt, wird mittels Kalibrierung, als die Charakteristischkurvendefinition bekannt, ist  bestimmt.

Ausfallursachen:

Heißfilmluftmassenmesser sind sehr empfindliche Bauteile.

Was sie gar nicht gut vertragen, sind Verunreinigungen jeglicher Art, Staubpartikel und Wasser. HFM sind nicht verschleißfrei und quittiert je nach Einsatzbedingen teilweise nach 30000 Kilometern seinen Dienst oder liefert falsche Messwerte.

Durch Schmutzpartikel in der angesaugten Luft wird die sensible Oberfläche des HFM sukzessive zerstört. Durch teilweise ungünstig verlaufende Ansaugwege kommt die Messfläche auch bei Regen mit Wasser in Kontakt. Sollte jemand noch einen Sportluftfilter verwenden, so beschleunigt sich der Luftmassenmessertod.

Die Sportluftfilter lassen in aller Regel größere Korngrößen passieren, die dann auf die Oberfläche treffen und sich aufgrund der Hitze fest brennen. Zudem sorgt das sich herauslösende Öl, mit dem die meisten Sportluftfilter getränkt noch schneller für eine Belegung der Oberfläche des HFM und führt somit im Regelfall zu einem vorzeitigen Verschleiß.

Meist wird behauptet, dass das nur der Fall ist wenn der Filter übermäßig eingeölt ist, dem ist nicht so bei den Strömungsgeschwindigkeiten (mittlere Strömungsgeschwindigkeit 50 - 200 m/s) wird nach einiger Zeit genug Öl auf dem Sensor niederschlagen um ihn zu zerstören.

Diffundierende Gase nach Abstellen des Motors schaden ebenfalls der Messsensorik.
Selten fallen HFM komplett aus. In den meisten Fällen ermitteln sie aufgrund einer Schmutzschicht auf dem Sensorelement einen falschen Luftmassenwert, was zwangsläufig zu Fahrverhaltensmängeln führt.

Bemerkbar macht sich ein solcher Fehler meistens durch schlechte Leistung aber erst ab einer bestimmten Drehzahl (ab 3000 U/min). Bis zu diesem Bereich zieht das Fahrzeug ganz normal. Darüber hinaus hat der Fahrer den Eindruck, dass das Fahrzeug festgehalten wird. In einigen Fällen ist die Leistung im oberen Drehzahlbereich wieder annähernd normal.
Warum sinkt die Motorleistung, wenn der HFM falsche Messwerte abgibt?

Durch die Verschmutzung der Messsensorik wird das Hitzelement durch die vorbeiströmende Luft nicht mehr stark genug abgekühlt, somit wird auch nicht viel Strom zum Aufheizen benötigt, aber gerade dieser Strom ist ausschlaggebend für die Lasterfassung: Viel angesaugte Luft, starke Abkühlung, viel Strom zum Erhitzen, viel Strom bedeutet hohe Einspritzmengen möglich. Hohe Einspritzmenge, viel Leistung, volle Zylinderfüllung.

Da der HFM im Kernstrom der angesaugten Luftmenge liegt und in einem abgestimmten Schutzrohr mit spezieller Luftführung im Ansaugstutzen hinter dem Luftfilter liegt, sollte man es im Hinblick auf optimale Leistung tunlichst vermeiden die Ansaugwege zu verändern.

Schon bei der Verwendung von Sportluftfiltern kann die Leistung sinken, weil aufgrund der Filterbauweise die durchströmende Luft einen geänderten Luftweg durch das Ansaugrohr nimmt und der HFM dann nicht mehr im Kernstrom der angesaugten Luftmasse liegt. Außerdem wird viel weniger Feuchtigkeit von Sportluftfiltern absorbiert (man sollte mal nach längerer Regenfahrt den Luftfilterkasten öffnen und sehen wie viel Wasser da im Kasten liegt und den nassen Luftfilter betrachten.

Faktisch bekommt der Motor bei guten Sportluftfiltern zwar mehr Luft als bei Serienluftfiltern, da der Luftstrom aber einen anderen Weg um den HFM nimmt, wird diese Mehrmenge nicht erfasst, im Gegenteil, der Kernstrom der Luft zischt am HFM vorbei, es kann sogar weniger Luft gemessen werden, die Leistung sinkt!

Was kann man gegen vorzeitiges HFM Sterben tun? Leider wenig.

Daher ist bei Wartungsarbeiten besonders darauf zu achten, dass Luftfilterelemente in Erstausrüsterqualität verwendet werden.

Alle Luftleitungen absolut dicht sind und das Luftfiltergehäuse mit einem fusselfreien Tuch (keine Pressluft) sorgfältig gereinigt wird.

Besteht der Verdacht, dass Feuchtigkeit angesaugt wird, sind zusätzlich alle Luftwege sorgfältig zu untersuchen.

Bei Regen nicht so dicht hinter Fahrzeugen herfahren, um ein Ansaugen der verunreinigten Gischt zu vermeiden. Ablauf der Garantie den HFM gründlich überprüfen lassen, um eventuell über Garantie einen neuen zu bekommen.

Das Reinigen des HFM mit Bremsenreiniger hat nur kurzfristigen Erfolg. Zwar lösen sich einige Beläge auf dem Sensorplättchen, aber der Reiniger selbst schadet dem HFM und die Stellen am Sensorplättchen, die durch Partikel geschädigt sind bleiben.

Auf keine Fall darf das Sensorelement aus dem Gehäuse herausgeschraubt werden.

Es lässt sich beim Wiedereinbau nicht mehr in der Orginallage befestigen.

Selbst keinste Lageverschiebungen führen zu falschen Messwerten.

Wie erkenne ich einen defekten HFM:

Auswirkung bei Signalausfall

Bei Ausfall des Luftmassenmessers errechnet das Steuergerät einen Ersatzwert. Diese „Notfunktion“ ist so gut abgestimmt, daß sie nur schwer durch verändertes Laufverhalten des Motors erkannt werden kann.

Noch nicht ganz defekte, aber schon deutlich geschädigte HFM erkennt man am verspäteten Ansprechen des Motors auf plötzliches Gasgeben, ein Aufschaukeln im Teillastbereich und schleichenden Vmax Verlust erkennen.

Messtechnische Erfassung:

Messtechnisch kann man das natürlich erfassen. Entweder mit einem Voltmeter indem man den Spannungsverlauf am PIN 5 abgreift. Man führt eine sogenannte Null-Luft-Messung durch, dazu benötigt man ein Multimeter mit einem Messbereich das zwei Stellen hinter dem Komma anzeigen kann.
Sollwert: zwischen 0,98V und 1,02V bei Null Luft

Wird dieser Wert auch nur knapp verfehlt ist der LMM defekt und zu tauschen.

Für diese Messung wurde vom Hersteller extra eine Prüfleitung entwickelt.
Bosch HFM5-Prüfleitung 0 986 610 129

Pinbelegung BOSCH HFM5

Pin 1 Frei

Pin 2 + 12 V

Pin 3 Masse

Pin 4 + 5 V

Pin 5 Signal 0 - 5 V

Mit Diagnosegerät Adresswort 01 Messwertblock 002 messen, folgende Werte habe ich bei meinem neuen HFM gemessen.

  Motordrehzahl Last mittlere Einspritzzeit Luftmasse
Arbeitsbereich 0...6800 U/min 10...190 % 1,0...21,0 ms 2,0...190 g/s
Sollwert 800...920 U/min 10...25 % 1,0...4,0 ms 2,0...4,5 g/s


Hinweis:

Kühlmitteltemperatur min 80 C

Alle Verbraucher ausschalten (auch Kühlventilator darf nicht laufen) Klimaanlage ausschalten.

Häuftig wird auch die max. Luftmasse gemessen, mit dieser Messung ist jedoch keine sichere Diagnose möglich. Der max Wert der Luftmasse ist keine Aussage ob die Lasterkennung richtig ist.

Hat man die Vermutung, dass der HFM defekt ist sollte man auf alle Fälle noch die Lambdalernwerte im MB 032 kontrollieren.

Vorraussetzungen:

- Luftfilter I.O..

- 15km in Teilastbereich fahren Fehlerspeicher nicht löschen.

- keine Leckage in der Ansaugluftführung (System abdrücken).

- Kraftstoffsystemdruck I.O..

Eigendiagnose 01 (Motorsteuergerät),

08 (MWB lesen), MWB 032 die Lambdaadaptionswerte.

Anzeigefeld 1(Leerlauf) Sollwerte innerhalb +/-3%.

Anzeigefeld 2(Teillast) Sollwerte innerhalb +/-7 %

Wenn die Vorraussetzungen erfüllt wahren und MWB 032 Feld 1 oder 2 außerhalb der Sollwerte, dann Luftmassenmesser tauschen.

außerdem können noch folgende Fehler vorhanden sein.

Magnetventil Aktivkohlebehälter hängt

Kraftstoffdruck zu hoch

Einspritzventil undicht

Lambdasondenheizung defekt

Hier noch ein interessanter Link zu dem Thema Luftfilter

Bericht Luftfilter Test