LMM (AFM) Test und Neukalibrierung + MAF

Luftstrom-Meßinstrument instand setzen
(Luftmengenmesser kurz = LMM - AFM engl. für Air Flow Meter) 

MAF - Mass Air Flow

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Mit freundlicher Genehmigung der Nachfahren von Clark Fletcher

Die folgende Beschreibung wurde mir freundlicher Weise über Dean Smith dem administrativen Verwalter der Seite von Clarks Garage zur Verfügung gestellt. Im Ursprung ist die Seite in englisch und von mir nach bestem Wissen übersetzt. Der Ursprung der Beschreibung stammt aus dem Jahr 1998 und wurde von Clark Fletcher verfasst.

Clark Fletcher hat die Problematik 1998 schon brillant auf den Punkt gebracht. Leider ist er 2017 verstorben. Ich bin mir aber sicher das viele dankbar sind diese Beschreibung des LMM hier bei mir nun in deutsch zu lesen. Mein Dank gilt auch seiner Familie die mir über Dean die Erlaubnis hierfür gegeben hat.
Die ursprüngliche Beschreibung findet man hier . Diese Ursprungsbeschreibung habe ich mit eine paar Bildern seiner ausführlichen Beschreibung ergänzt.

Einführung

Der folgende Artikel enthält eine Zusammenfassung der Funktionsweise des 944 Luftmengenmesser (LMM), der auch als Luftströmungssensor bezeichnet wird. Außerdem wird ein Verfahren zum Testen des LMM und zum Korrigieren von Problemen, die mit einem fehlerhaften Betrieb verbunden sind, abgedeckt.

Betrieb

Es gibt zwei verschiedene Luftdurchflussmesser, die beim 944 verwendet werden, obwohl sie äußerlich ähnlich aussehen. Beide LMM verwenden eine Klappe, bei der, wenn die Luftströmung durch den Luftschacht zunimmt, die Klappe weiter geöffnet wird. Die Bewegung der Klappe bewegt einen Wischerarm über den leitenden Streifen eines variablen Potentiometers. An den Sensor wird eine Spannung angelegt, die vom DME-Computer geliefert wird. Wenn sich die Klappe öffnet und sich der Wischerarm über das variable Potentiometer bewegt, erhöht sich die Ausgangsspannung des LMM. Dieses Ausgangssignal wird an das DME zurückgesendet, um als Luftströmungssignal verwendet zu werden.

Die Hauptunterschiede zwischen dem frühen 944 LMM (1982-1984) und dem späten LMM sind, dass die Eingangsspannung vom DME-Computer unterschiedlich ist und auch die Art des Ausgangssignals vom LMM zurück zum DME-Computer unterschiedlich ist. In beiden LMM verwendet die DME ein Verhältnis der Versorgungsspannung (von der DME) zur Ausgangsspannung (von dem LMM) für die Luftströmungssignalentwicklung. Der frühe LMM erhält eine ungeregelte 12 VDC-Versorgung von der DME. Die vom LMM ausgegebene Spannung ist nicht proportional zur Änderung der Klappenposition, sondern steigt exponentiell an, wenn die Klappe geöffnet wird. Das Ausgangssignal ist jedoch proportional zur Zunahme der Luftströmung. Folglich ist das, was die DME von dem Zähler empfängt, tatsächlich ein Luftströmungssignal. Bei den späteren LMM also ab 08-1984 ist die Eingangsspannung von der DME eine geregelte 5 VDC-Versorgung. Das Ausgangssignal des LMM ist eine Spannung, die beim Öffnen der Klappe linear ansteigt. Dies vereinfacht die Konstruktion des späteren LMM. Es erfordert jedoch nun, dass die DME das Eingangssignal von dem LMM interpoliert, um ein Luftströmungssignal zu erhalten.

Das Hauptproblem, das mit den LMM im Laufe der Zeit auftritt, ist, dass der Wischerarm Verschleißrillen in dem leitenden Streifen des variablen Potentiometers produziert. Wenn dies passiert, kann dies zu einer unregelmäßigen Spannungsabgabe des LMM führen, was dazu führt, dass das Auto beim Beschleunigen stottert. In der Abbildung unten sehen Sie die Potentiometerleitung und die Nuten in der Leiste. In dem gezeigten LMM sind die Rillen in dem Streifen noch nicht stark genug, um einen fehlerhaften Betrieb des LMM zu verursachen.

HINWEIS

Der LMM kann im Auto getestet werden. Es ist jedoch extrem schwierig und ich empfehle, den LMM zum Testen auszubauen.

LMM testen (installiert)

Hinweis: Hier ist eine Zeichnung, die die Terminalnummern zeigt. Stellen Sie fest, dass Sie in das Ende des Kabelbaumsteckers schauen. Daher werden die Anschlüsse am LMM-Stecker von den unten gezeigten Anschlüssen des Steckers umgekehrt.

Hinweis: Die Anschlüsse am LMM selbst sind mit dem Label 1-2-3-4 gekennzeichnet. Die Klemmen am Kabelbaumstecker entsprechen wie folgt:

1. Drücken Sie die Schutzhülse auf den Anschluss des Luftmengenmessers zurück. Der Stecker bleibt angeschlossen. Schließen Sie ein Voltmeter an die Klemmen 9 und 6 auf der Rückseite des Steckers an. Zündung einschalten. Wenn Sie einen frühen 944 (vor 08/84) haben, wird das Voltmeter wahrscheinlich ungefähr Batteriespannung (12 VDC) anzeigen. Es sollte jedoch mindestens 8 VDC angezeigt werden. Wenn Sie ein spätes Modell 944 haben, sollte das Voltmeter 5 VDC +/- 0.5 anzeigen. Dies ist die LMM-Eingangsspannung.
2. Schließen Sie das Voltmeter zwischen Klemme 7 auf der Rückseite des Steckers und Masse an. Hier sollten Sie 150 - 250 mV lesen.
3. Schieben Sie langsam die Klappe in die vollständig geöffnete Position, indem Sie einen nicht zu harten, glatten Gegenstand durch die Filtereinlassöffnung einführen. Die Spannung sollte auf etwas weniger als die in Schritt 1 gemessene Eingangsspannung ansteigen. Sie messen die Ausgangsspannung in diesem Schritt. Die Spannung sollte stetig steigen, ohne Spannungsabfall oder ungleichmäßige Spannungsänderungen. Wenn dies doch passiert, sind im LMM-Potentiometer Verschliesstreifen vorhanden. Sie können dies möglicherweise korrigieren, indem Sie den LMM-Wischerarm biegen. Dies wird später besprochen.
4. Temperatursensor I (Ansauglufttemperatur NTC1) prüfen. Schalten Sie die Zündung aus und ziehen Sie den Stecker vom LMM ab. Verbinden Sie ein Ohmmeter zwischen den Klemmen 6 und 22 am LMM (beide äußeren männlichen Klemmen am Sensorstecker). Bei einer Lufttemperatur zwischen 15 - 30 ° C sollte das Ohmmeter 1,45 - 3,3 k-Ohm anzeigen. Wenn die Klappe geöffnet ist, wird ein mageres Gemisch erzeugt. Wenn die Klappe nur wenig geöffnet ist, wird ein fettes Gemisch erzeugt.

Testverfahren (LMM entfernt)

Werkzeuge

• Multimeter
• Messleitungen
• 9 VDC Batterie
• 9 V Batterieanschluss
• Kleine weibliche Spade-Steckverbinder (2)
• Isolierband

Herstellen einer Testverbindung

Um den LMM zu testen, das aus dem Auto ausgebaut wurde, benötigen Sie eine Spannungsquelle. Die einfachste Lösung hierfür ist eine 9 VDC-Batterie. Um die Verbindungen zu machen besorgt man sich vorzugsweise einen 9Volt Clip aus dem Elektronikhandel und crimpt an den anderen Enden 2 weibliche Steckerchen auf.

Prüfung

1. Entfernen Sie die Abdeckung vom LMM, nachdem Sie den LMM aus dem Auto ausgebaut haben. Die Abdeckung ist mit einer silikonähnlichen Masse auf den Körper des LMM geklebt. Sie müssen die Dichtmasse an der Unterkante der Abdeckung einschneiden, wo sie am Körper des LMM anliegt. Sie können ein scharfes Messer oder eine Rasierklinge verwenden, um das Dichtmittel zu schneiden. Neu Verkleben geschieht auf keinen Fall mit Silikon, da Silikon Essig enthält der sich im Nachhinein auf die empfindliche Widerstandoberfläche legen kann. Zu empfehlen ist hier Adhensiel.

2. Hier ist ein Blick auf das Innere des LMM

3. Schließen Sie das Minuskabel der 9 VDC-Batterie an Klemme 4 des LMM-Steckers und die Plusleitung an Klemme 3 an.

4. Verbinden Sie das Minuskabel des Spannungsmessers mit der Erdungsklemme (4) auf der Innenseite des LMM und der positiven Leitung mit dem Sensorausgangsspannungsanschluss (2). Sie sollten eine kleine Spannungsanzeige am Voltmeter erhalten. Unter Verwendung einer 9-Volt-Batterie, die vor dem Test 9,0 VDC hatte, erhielt ich etwas weniger als 0,2 VDC (genau 0,160 Volt).

5. Öffnen Sie langsam die Klappe und beobachten Sie die Spannung. Die Spannungsanzeige sollte stetig ansteigen, wenn die Klappe geöffnet wird dürfen keine Spannungsschwankungen oder Einbrüche sichtbar sein. Bei geöffneter Klappe sollte das Voltmeter etwas weniger als die Eingangsspannung anzeigen. In meinem Fall mit der Eingangsspannung von 9,00 VDC erhielt ich bei voll geöffneter Klappe eine Ausgangsspannung von 7,38 VDC.
6. Wenn irgendeine Spannung abfällt oder große Spannungsschwankungen bemerkt werden, gibt es wahrscheinlich tote Stellen in dem leitenden Streifen des Potentiometers. Dies kann manchmal durch Ändern der Position des Wischerarms korrigiert werden. Das wird im nächsten Abschnitt besprochen.
7. Selbstverständlich sollte diese Messung mit einem analogen Messinstrument durchgeführt werden da man sonst nur die Werte flackernd sieht und nicht sagen kann ob kurze Einbrüche der Spannung zu sehen sind.

LMM Reinigung und Reparatur

Manchmal kann ein fehlerhafter Betrieb des LMM durch verschmutzte Kontakte, verschmutzten leitenden Streifen oder durch im LMM-Potentiometer leitende Streifen durch verschlissene Bahnen verursacht werden. In diesem Abschnitt wird das Reinigen des LMM und das Ändern der Position des LMM-Wischers zum Korrigieren des fehlerhaften Betriebs beschrieben.

1. Wenn die LMM-Abdeckung entfernt wurde (siehe vorhergehende Abschnitte), reinigen Sie das LMM-Potentiometer mit einem Radiergummi. Arbeiten sie sorgfältig und nicht zu aggressiv wenn sie einen Radiergummi oder besser einen Radierstift benutzen.
2. Reinigen Sie die Kontakte an der Unterseite des Wischerarms (siehe Abbildung unten) mit Schmirgelleinen oder Schleifpapier (400er Körnung). Der beste Weg, dies zu tun, ist den LMM ausreichend zu zerlegen, um den Wischerarm zu entfernen. Wenn Sie den LMM nicht leicht zerlegen können, können Sie den Wischerarm reinigen. Sie müssen jedoch zuerst ein Blatt Papier zwischen den Wischerarm und den leitenden Streifen einlegen. Reinigen Sie dann die Kontakte, indem Sie Schleifpapier oder Schmirgelleinen zwischen das Papier und die Kontakte an der Unterseite des Wischerarms legen. Das Papier dient zum Schutz des Leitstreifens beim Reinigen der Wischarmkontakte.

1. Nachdem Sie den LMM gereinigt haben, testen sie den LMM erneut um zu sehen, ob die Reinigung das Problem mit fehlerhaftem Betrieb behoben hat. Wenn das Problem nicht behoben wurde und es offensichtlich ist, dass sich im Potentiometerleitstreifen tiefe Riefen sind stellen Sie die Position des Wischerarms wie im folgenden Schritt beschrieben neu ein.
2. Legen Sie ein Stück Papier zwischen den Wischerarm und den Potentiometerleitstreifen. Ändern Sie die Position des Wischerarms, indem Sie auf beiden Seiten des hinteren Teils des Wischerarms nach unten drücken (siehe Pfeile in der Abbildung unten), um den Arm leicht zu biegen. Dies verkürzt den Arm effektiv derart, dass die Kontakte auf der Unterseite des Arms auf einem anderen (nicht beschädigten) Teil des leitenden Streifens laufen.

1. Testen sie den LMM wie in dem vorherigen Abschnitten beschrieben, um festzustellen, ob die fehlerhafte Operation korrigiert wurde. Wenn nicht, sollte das LMM ersetzt werden. Dann sind ca. 850€ fällig falls man überhaut noch einen bekommt.

Hier mal ein Bild von der Modifizierung des Schleifkontaktes um Übergangswiderstände auszuschließen

Hier die Werte des eingebauten NTC 1 einmal vom Typ 1 und einmal vom Typ 2

Diagramm von den Werten vom Typ 1

Diagramm von den Werten vom Typ 2

Update vom 25.05.23

Und zum Schluss noch ein paar Worte zum Umbau auf die elektronische Variante für 350 CHF aus der Schweiz von Jörg Schirks

https://www.syncrosweets.ch/luftmengenmesser

Soviel ich weiss wird der Umbau für VW T3 2.1l WBX Motor angeboten und wurde für den 924S und 944 Typ2 modifiziert. Ferner ist mir nur 1 924S bekannt der mit dem Umbau laufen soll. Der wird allerding kaum bewegt, so das es keine Langzeiterfahrung gibt.

Ich hatte mit dem Entwickler ca. 2020 Kontakt und er wollte für meinen 944 Typ1 einen LMM umbauen. Das erwies sich aber als wesendlich komplizierter als für den Typ2. Typ1 läuft mit 12V Technik - Typ2 mit 5V Technik. Die Sache wurde umfangreicher und funktionierte zum Schluss bei mir nicht.

Der Motor sprang zwar an, CO lies sich nicht korrekt einstellen ( entweder 0,2 oder 2,7 VOL% und höher, dazwischen gab es nichts) und beim gaswegnehmen machte der Motor komische metallische Klappergeräusche was mir Angst machte. 

Es wurde viel geschrieben und diskutiert. Ich war Anfangs ziemlich begeistert von der Idee.

https://www.transaxlegarage.de/thread/4209-lmm-924s-umbau-auf-kontakloses-signal/?postID=76122#post76122

Zum Schluss musste ich allerdings das Projekt für gescheitert erklären, da der Entwickler sich nicht mehr meldete.

Nun noch ein paar Bilder vom Umbau wo man sehen kann, dass die Sache viel komplizierte wurde, als im Angebot beschrieben.

Beim Typ 2 ergeben sich ebenso 17 Abgriffpunkte im 5 V Bereich, wie beim beim Typ 1 im 12 V Bereich, nur beim Typ 2 werden die mit einer anderen Abgriffkurve übermittelt wie beim Typ 1 die darüber hinaus noch von 5 V umgewandelt werden mussten in 12 V und wieder zurück in 5 V, da der Regelbaustein nur auf 5 V arbeitete.

Schade eigentlich, weil viele Typ 1 Fahrer irgendwann ein Problem mit dem alten LMM bekommen werden.

Update 27.08.2023

Es gibt was Neues, als Alternative zum veralteten LMM für den 944 Typ1 - also Bj 82-84. Den MAF !

Eine kleine Firma aus Schweinfurth hat geschafft, wo andere sich die Zähne dran ausgebissen haben.

https://www.storchve.de/

Die MAF für 924S, 944 Typ 2, 944 S2 und alle Turbos gibt es ja schon seit Ewigkeiten, aber alle Entwicklungen für den Typ 1 schlugen fehl.

Bis jetzt !

Es gibt nichts einzustellen. Der CO Gehalt wird im Steuergerät fest programmiert.

Update vom 15.02.2024:

Der MAF wurde modifiziert und CO ist nun einstellbar, sie HP von der Firma Storch VE

Zum Vergleich noch einmal 2 Bilder einmal vom LMM links (oben) und einmal vom MAF (unten) rechts hier allerdings die alte nicht einstellbare Variante.

Zunächst der LMM   https://www.youtube.com/shorts/M4DEuL2vqM4

Nun der MAF   https://www.youtube.com/watch?v=Q2wJmWQA7b4

Also so weit war also alles OK. Der Motor war in beiden Fällen kalt. Nun die Probefahrt. Test in der Stadt, Landstraße und Autobahn.

Der Motor reagierte besser auf Lastwechsel und beim Gas geben z.b. von 100 Km/h im 4. oder 5. Gang geht er wesentlich besser ab, als mit dem LMM.
Die Autobahn hier in der Nähe ist begrenzt auf 120 Km/h. Deshalb testete ich nur bis 200 Km/h. (natürlich mit schlechtem Gewissen)

Als ich den Kat vor einigen Jahren rausgeworfen hatte, dachte ich spontan ich hätte 10 PS mehr. Das Gefühl habe ich heute wieder.

Was mir noch aufgefallen ist, ist die Tatsache das der Leerlauf nun bei ca. 800 UPM liegt wo er mit dem LMM bei 1000 UPM lag. Ich habe aber erst mal nicht an der Leerlaufschraube gedreht und will mir das erst mal eine Zeit anschauen. Mein Leerlauf ist aber bei ca. 350 000 KM eh nicht mehr 100% stabil. Wie der Co Gehalt nun im Leerlauf und im erhöhten Leerlauf ist weiß ich natürlich nicht, da mir ein Co-Tester fehlt. 

Im normalen Fahrbetrieb (bis ca. 3000 UPM) läuft er ziemlich mager. Drüber hinaus geht er langsam Richtung fett und bei Vollgas geht er auf voll Fett. Über meine Eigenentwicklung lese ich die Lambdasondenspannung aus und sehe so, ob er mager oder fett läuft. Hatte ja mal einen Kat drin und habe die Sonde gelassen als der Kat rauskam. 

Im Augenblick sieht als alles gut aus und es gibt nun was, was die Experten nicht geschafft haben, oder es wegen zu erwartenden geringen Stückzahlen nicht angepackt haben ?

OK es wäre dann noch der Preis. Der liegt mit 759,90€ etwas unter dem Niveau der MAF`s für die anderen Modelle. (999,00€) Lohnen tut es sich auf alle Fälle, da der MAF verschleissfreier ist wie der LMM. Zumal die LMM nicht mehr käuflich zu erwerben sind. Der letzte Preis eines LMM lag vor ca. 10 Jahren auch bei 860€ und ohne LMM oder MAF fährt das Auto nicht mehr und wie lange die Nord und Südvariaten halten will ich auch mal dahin gestellt lassen. 
Vielleicht ist Geiz nicht immer geil?

PS: ich stehe in keinem Zusammenhang mit dem Entwickler, ich kenne ihn nicht einmal persönlich.

Weitere Infos beim Hersteller     Luftmassenmesser für 944 Typ1

Update vom 05.10.23 nach ca. 800 KM mit dem MAF

Es ist immer noch alles OK und das erste Mal seit dem ich den Wagen habe, bin ich im Verbraucht unter 9 Ltr. gekommen, genau 8,48 Ltr./100 KM. Mit dem LMM war der niedrigste Verbrauch 9,5 Ltr./100 KM. Und eins könnt ihr mir glauben, ich habe ihn nicht geschont, dazu macht er viel zu viel Spass mit dem MAF.

Das neue Steuergrät mit einstellbarem CO Gehalt ist nun seit ca. 300 KM drin und läuft genau so gut wie das Alte ohne Einstellmöglichkeit.

Last update: 19.02.2024