Technik-Profi Sensoren im Kraftfahrzeug - ZAWM

3.24 LUFTMENGENMESSER VON KARMAN-VORTEX
Arbeitsweise
Karman-Vortex-Luftmengenmesser. Hinter einem mit hoher Geschwindigkeit umströmten kantigen
Körper entstehen kräftige Wirbel (Turbulenzen).
Im Gegensatz zum herkömmlichen, nicht mehr eingesetztem Luftmengenmesser, ist beim Karman-Vortex-
Luftmengenmesser aufgrund des vereinfachten Ansaugweges der Ansaugwiderstand geringer. Im Vergleich
zu den bisher beschriebenen Systemen wird die Luft verwirbelt und anschließend gemessen.
Vortex bedeutet wörtlich „Wirbel“ und nimmt Bezug auf die Wirbel, die entstehen, sobald man einen Stein ins
Wasser wirft. Bei Karman-Vortex Prinzip strömt die einströmende Luft auf einen im Luftstrom angebrachten
Kegel. Dadurch wird sie im Luftmengenmesser verwirbelt.
Die Messung kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Bei der ersten Version wird ein so genannter Opto-
Koppler verwendet. Ein Infrarotlicht wird durch die Luftturbulenzen abgelenkt. Ein Spiegel leitet das
abgelenkte Licht zu einem Fototransistor. Je größer die angesaugte Luftmenge, desto höher die
Schaltfrequenz des Fototransistors. Dieses Messprinzip verwendete Toyota beim Lexus.
Die zweite Variante basiert auf einen Ultraschallsender. Er sendet Wellen zu einem Empfänger, der sich auf
der gegenüberliegenden Seite des Luftmessenmessers befindet. Die durch den Konus verwirbelnde Luft
schwächt die Ultraschallwellen ab. Je weniger der Empfänger empfängt, desto größer ist die angesaugte
Luftmenge.
In beiden Fällen ist das Ausgangssignal ein Rechtecksignal (siehe Oszillogramm), dessen Frequenz mit der
Luftmenge steigt.
Der Sensor hat sieben oder acht Anschlüsse. Im Gehäuse des Luftmengenmesser sind ein Luftdruck- und
ein Lufttemperatursensor integriert.
Hinweis: Ein defekter oder verschmutzter Luftmengenmesser kann falsche Eingangssignale an das
Motorsteuergerät signalisieren, was sich z.B. in Form fehlerhafter Einspritzsignale auswirkt. Das
hat negative Folgen beim Benzinverbrauch, der Motorleistung und dem Schadstoffausstoß.
Anwendungsbeispiele: Messen der von Ottomotoren angesaugten Luftmenge. Karman-
Vortex-Luftmassenmesser werden seit Anfang der 80er-Jahre in
Fahrzeugen japanischer Pkw-Hersteller eingesetzt.
Häufige Beanstandungen: Umschalten auf Notlaufprogramm, Leistungsmangel, Motorruckeln,
Schwarzrauch, Motorstillstand, Aufleuchten der MIL-Leuchte, ...
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