Der Luftmengenmesser - Umbau mit magnetischem Winkelgeber

[Ollizei]

Liebe Schraubergemeinde,

 

der Luftmengenmesser der 2,1-Liter-WBXe ist bekannt dafür, dass er irgendwann Probleme verursacht.

Ganz grob kann das nach etwa 200.000km vorkommen. Es äußert sich dadurch, dass in bestimmten Lastbereichen

der Motor ruckelt, weil das Gemisch zu mager ist. Die Digifant/Digijet bekommt vom LMM einen falschen, zu niedrigen

Wert über die angesaugte Luftmenge gemeldet, sodass die eingespritzte Kraftstoffmenge nicht zur tatsächlichen

Luftmenge passt.

 

Der LMM beinhaltet ein Potentiometer, das durch eine Stauklappe bewegt wird und dem Steuergerät eine Spannung

zwischen 0,25V und etwa 4V liefert, je nach Lastzustand. Unten ein Bild des Potentiometers.

 

 

Neben der Widerstandsbahn erkennt man eine Reihe lasergetrimmter Widerstände, die für einen über dem

Öffnungswinkel linearen Spannungsverlauf sorgen. Durch mechanischen Verschleiß der Widerstandsbahn entstehen

Löcher. Steht der Schleifer zufällig über einem solchen, kann er keine Spannung abgreifen. Hier das Schadensbild:

 

 

Die bisher übliche Lösung bestand darin, den Schleifarm so zu verbiegen, dass seine Auflagepunkte einige

Zehntel mm versetzt sind und auf einer neuen Bahn laufen. Das funktioniert auch gut, aber natürlich nur solange

bis neue Löcher entstehen.

 

Mein Ziel war es, das verschleißanfällige Poti zu ersetzen durch etwas Verschleißfreies. Ich entschied mich für einen

magnetischen Winkelgeber (PRAS21 von ASM in 90°-Ausführung; genaue Typenbezeichnung: PRAS21-90-U6-CW-A300).

Unten sieht man ihn, schon auf seine Tragplatte (kein magnetisches Material !!!) montiert.

 

 

Dazu gibt es einen Positionsmagneten (PRMAG20), der auf die Achse des LMM gesetzt wird:

 

 

Damit er gerade sitzt, habe ich darunter eine Klemmnabe montiert, mit der er verklebt wird (2K-Kleber).

Statt der Klemmnabe kann man auch eine Buchse mit Madenschraube oder ähnliches verwenden.

Dazu kommen drei Distanzbolzen M3x18,5mm für die Tragplatte.

 

 

Der kleine Stift links ist ein Zeiger, der dazu dient, den Öffnungswinkel der Stauklappe abzulesen. Das schwarze

Zahnrad "500" hat 60 Zähne. also 6° pro Zahn. Durch Verdrehen des Magneten bevor der Kleber aushärtet kann

die Originalkennlinie des Potis reproduziert werden. Hier sind beide Kennlinien:

 

 

Beide weisen leichte Nichtlinearitäten auf, die aber wohl dadurch entstanden, dass der Winkel nicht genau genug

ablesbar war. Die Steigungen sind fast gleich. Der magnetische Geber ist minimal steiler. Das könnte dazu führen,

dass das Gemisch bei kleiner Last etwas magerer und bei großer Last etwas fetter ist als vorher. Allerdings wird die

Lambdaregelung diese winzigen Unterschiede ausgleichen.

 

Ich habe diesen umgebauten LMM im Syncro mit MV-Motor. Im Betrieb bemerkt man keinen Unterschied zum LMM

mit (intaktem) Poti.

 

Kosten für den Umbau:

PRAS21: 39€

PRMAG20: 12€

 

Bei der Montage war die größte Herausforderung die Zentrierung von Winkelgeber und Magnet. Schon ein geringer

seitlicher Versatz führt zu einer nichtlinearen Kennlinie.

 

Details zm Geber und Montagehinweise gibt es bei http://www.asm-sensor.com/de/

 

Wer das nachbauen möchte und weitere Tipps braucht, bitte PN.

 

Danke fürs Lesen und viele Grüße

Olli

Edited December 16, 2016 by Ollizei

[ernstJXsyncro]

super gemacht!

[westitreter]

1+ !

[haflinger]

dreimal daumen hoch  TOP******

 

lg. 

[Inimicus]

Sauber!

[_yellow]

Brilliante Idee!

 

Ich habe beruflich Kontakt zu ASM, soll ich nach einem Stückzahlpreis fragen?

[fritze]

Super! 

[Ollizei]

Am 17.12.2016 um 20:12 schrieb _yellow:

Brilliante Idee!

 

Ich habe beruflich Kontakt zu ASM, soll ich nach einem Stückzahlpreis fragen?

 

Danke!

 

Die Kosten finde ich nicht wirklich erschreckend. Interessant wird es aber, wenn es zu einer Sammelbestellung

nach Österreich kommen sollte, insbesondere wegen der Versandkosten. Oder kennst du eine Vertretung von

ASM in Österreich?

[Stefan]

Hallo!

An dieser Stelle ist echt mal Lob angebracht! Bin immer wieder erstaunt wie viel Wissen und neue Ideen/Verbesserungen hier im Forum zusammengetragen werden.

 

Weiter so!

 

lg.

Stefan

[vwt3caravelle]

Kenne mich zwar Nüsse aus, will aber meiner tiefen Ehrfurcht und Bewunderung Ausdruck verleihen, Olli. Da staunt der Laie...

 

Hans-Peter

[Ollizei]

vor 8 Stunden schrieb vwt3caravelle:

...tiefen Ehrfurcht und Bewunderung...

 

Hans-Peter

 

Ich bitte dich, Hans-Peter! ich hab doch nur gebastelt

[vwt3caravelle]

Hab ich auch schon, allerdings einfachere Dinge.

 

Hans-Peter

[dolphin63]

Hallo,

ich würde auch gerne meinen Luftmenegenmesser so umbauen.

Jetzt habe ich auf der Seite des Drehwinkelsensor-Hersteller gesehn das es den in verschiedenen Winkelausführungen gibt.

Welche Variante muss ich mir für den Umbau besorgen??

 

Dirk

[dolphin63]

zu Blöd, steht ja in der Beschreibung

[maalik]

Moin Olli! Darf ich die Bilder und auch das Diagramm in die T3-Pedia übernehmen?
https://www.t3-pedia.de/index.php?title=Hauptseite

 

LG
Felix

[Ollizei]

Sehr gerne, Felix. Freu mich.

 

Gruß

Olli

[maalik]

Super, danke dir! Ist hier einzusehen:
https://www.t3-pedia.de/index.php?title=Fehlersuche_WBX#G19

[wodipo]

Hallo Olli,

tolle Arbeit, die du da geleistet hast.

Ich müsste bei meinem 944 auch das Hybrid überarbeiten. Frage, wie hast du die Kennlinie aufgenommen? Wie den Winkel der Staudruckscheibe gemessen??

[Ollizei]

Moin wodipo,

 

zur Aufnahme der Kennlinie wurde der LMM mit 5V aus einem Labornetzgerät versorgt.

Im normalen Betrieb bekommt er ja 5V aus der Digijet bzw. Digifant.

Dann die Stauklappe im 6°-Raster geöffnet und die Ausgangsspannung des LMM gemessen.

6°, weil das schwarze Zahnrad 60 Zähne hat und sich die Winkelmessung bei jedem vollen

Zahn anbietet.

360°/60Zähne = 6°/Zahn

Daher hat die Tabelle bei der Kennlinie auch eine Spalte "Z".

[wodipo]

Danke Olli.

Kannst du bestätigen, dass ich mit der Annahme, dass alle lasergetrimmten Parallelwiderstände des Originalteils nur dazu dienen eine lineare Kennlinie über die kreisrunde  Schleifbahn zu ermöglichen?

Also das demnach dann für die Einspritzung keine Unlinearitäten genutzt werden müssen und die Kennlinie durchweg linear sein soll.

Beim Porsche habe ich es damals gleich gemerkt, das der LMM ein Problem haben muss, weil er kein schlagartiges Gas angenommen hat. Er hat sich durchweg verschluckt, also porscheuntypisch ;). Die Kohlebahn war noch nicht so sehr eingelaufen, aber durch den Abrieb gab es ohmsche Aussetzer Richtung Ruhestellung.

[Ollizei]

Die lasergetrimmten Widerstände können nur die eine Funktion haben, Nichtlinearitäten der Schleifbahn

zu kompensieren. Ich weiß aber nicht, ob andere LMM-Modelle auch linear sind. Ich habe mich lediglich

mit dem LMM der 2,1l-WBXe beschäftigt, dem 025 906 301C. Aber vermutlich haben alle Fahrzeuge mit

K- oder L-Jetronic lineare LMM.

[wodipo]

Ja, deine Messkurve gibt Anlass dazu, dass das so sein müsste. Hast du noch eine Bezugsquelle für die beiden Teile? Bei dem Hersteller direkt oder über einen Distributor?

[wodipo]

Olli,

wenn du mal reinschauen magst. Hier wird auch noch mit einem NTC temperaturkompensiert. Hast du in dieser Richtung auch Überlegungen gemacht?

LMM

[wodipo]

Aber es scheint nur um die Temperatur der Ansaugluft zu gehen, die unabhängig vom LMM Messwert wäre. Demnanch braucht der Geber keine Kompensation (?)

[westitreter]

Mein Senf: In der Übersetzung ist ein Fehler.

Zitat

Wenn die Klappe geöffnet ist, wird ein fettes Gemisch erzeugt. Wenn die Klappe nur wenig geöffnet ist, wird ein mageres Gemisch erzeugt.

Der Satz gehört nicht ans Ende des Abschnittes mit dem Temperaturfühler sondern oberhalb

 

Und damit gibt es keine Kompensation für Temperatur im Mengenmesser.

Lt Schaltplan auch nicht.

 

[Ollizei]

Die Messungen von Luftmenge und Lufttemperatur haben nichts miteinander zu tun.

Der Temperatursensor sitzt halt zufällig im Gehäuse des LMM. Er könnte auch im

Luftfilter sein oder sonstwo im Luftstrom vor der Drosselklappe. Natürlich nicht hinter

ihr, da ist die Lufttemperatur niedriger, wegen des Unterdrucks.

Dem Steuergerät werden jedenfalls beide Messwerte unabhängig voneinander zugeführt.

 

@wodipo: zu deiner Frage nach der Bezugsquelle. ASM liefert nur an Gewerbetreibende.

Welche Art von Gewerbe spielt keine Rolle. Du musst halt über deinen Arbeitgeber bestellen

oder jemanden kennen, der das für dich macht. Oder Kontakt aufnehmen zu _yellow.

Der hat weiter oben geschrieben, er hätte beruflich mit ASM zu tun.

 

Dieser aus dem Englischen übersetzte Artikel taugt nicht viel. Wenn ich schon was von

einem "variablen Potentiometer" lese... so sinnvoll wie "weißer Schimmel".

Und was...??? Die DME interpoliert das Signal vom LMM, um ein Luftströmungssignal

zu erhalten??? Dilettanten olé!

[petersbruder]

Hallo Ollizei,

Du hast mir ja vor einiger Zeit diesen Sensor besorgt. Dafür nochmal Vielen Dank.

Jetzt hab ich mich (endlich) dran gewagt deinen Umbau nachzubauen.

Ergebnis : 1A Funktioniert super. 

Vielen Dank für die Super Idee und Unterstützung

 

[Ollizei]

Hey Achim,

gratuliere zum Erfolg! Schöne Lösung.

Der Halter für den Sensor, besteht der aus einzelnen gefrästen und zusammengeklebten Platten?
Und der Halter für den Magnet kommt aus dem 3D-Drucker?
Es sieht nicht so aus, als würde der originale Deckel noch passen. Bleibt das dann einfach offen?

Fragen über Fragen 

Gruß Olli

[petersbruder]

Hallo Olli,

 

Dankeschön

Beide Teile kommen aus dem 3D-Drucker.

Allerdings ist mir das mit dem Deckel auch schon aufgefallen

Ich hab das Design ein wenig angepasst.

Mal sehen ob's dann passt

Grüße

Achim

 

[bullitobi]

Moin und Grüß Gott,

 

nach längerem stillen lesen im Forum habe ich mich heute mal angemeldet. Inspiriert durch diesen Thread habe ich mir nach einigen Experimenten und Messungen um den Luftmengenmesser nun Sensor und Magnet besorgt. Bevor ich mich nun an meiner Variante der Montage versuche frage ich mich, wie der Sensor denn angeschlossen werden muß. Weiß, blau und braun wollen angeschlossen werden an zwei Kontakte die bisher an der Platine kontakten und eines an den bisherigen Drehkontakt, oder habe ich etwas wesentliches falsch aufgefasst?

Anbei ein Foto meines "Prüfstandes", mit dem ich per Zweikanalmessverstärker entweder Kurven "Drehwinkel/Drehmoment" oder "Drehwinkel/Spannung" aufzeichnen kann. Das funktionier soweit prima, nur noch nicht mit dem neuen Sensor.

 

Viele Grüße

tobi

[Ollizei]

Moin Tobi,

ich bin begeistert! Schön, dass du mit in dieses spannende Thema einsteigst. Dein Prüfstand ist der Hammer!

Die zweite Kennlinie - Öffnungswinkel über Drehmoment - fehlt mir bisher. Ich hatte zwar das Drehmoment in den beiden Endstellungen gemessen, aber nie den Verlauf dazwischen untersucht. Vermutlich linear, aber das wirst du ja bald wissen. Jedenfalls hatte ich deutliche Unterschiede zwischen verschiedenen Luftmengenmessern beobachtet. Wahrscheinlich muss bei dem einen oder anderen LMM die Federvorspannung justiert werden.

Der Anschluss des Winkelgebers an den vierpoligen Steckverbinder ist folgender:
braun: +5V, Pin 3
blau: 0V, Pin 4
weiß: Ausgangsspannung, Pin 2

Ich wünsche dir viel Erfolg! Berichte mal.

Gruß
Olli