Датчики массового расхода воздуха автомобилей ГАЗ

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) занимает особое место в «подкапотной» табели о рангах впрыскового мотора. По своей сложности он уступает разве что контроллеру, к тому же его нельзя просто так взять и заменить подобным от другой модели. Вернее, можно, но давайте все по порядку, иначе не разберемся, какой из пяти приобретенных нами датчиков можно устанавливать под капоты газовских машин.

ДМРВ относится к датчикам так называемого термоанемометрического типа. Он измеряет массу поступающего в двигатель воздуха, помогая определить необходимое для впрыска количество топлива. Его устанавливают между воздушным фильтром и дроссельным патрубком. Первыми отечественными автомобилями, познавшими впрыск, были «волги», укомплектованные системой «Бош». По понятным причинам «бошевскому» ДМРВ с каталожным номером 0 280 212 014 сразу же стали подыскивать местных «единомышленников», способных выдавать точную копию выходной характеристики «иностранца». В итоге на рынке появилось три поставщика – к «бошевскому» изделию (фото 1) добавились два арзамасских, изготовленных соответственно в АОКБ «Импульс» (фото 2) и на «Арзамасском приборостроительном заводе» (фото 3).

Задача ДМРВ

Задача ДМРВ – поддерживать на постоянном уровне сопротивление термозависимого чувствительного элемента. Можно сказать и иначе – не сопротивление, а температуру. В данном случае речь идет о терморезисторе – нити из платино-иридиевого сплава. По долгу службы он разогревается до фиксированной температуры, превышающей окружающую. Проходящий через него поток воздуха постоянно влияет на рассеиваемое им количество тепла – чем больше воздуха, тем лучше охлаждение и ниже температура. В результате сопротивление нити изменяется – чтобы вернуть его к прежнему уровню, электронная начинка меняет проходящий через нее ток. Последний фактически уже может служить мерой определения массового расхода воздуха, однако на практике используют не ток, а напряжение. Для любопытных отметим, что на первых впрысковых ВАЗах устанавливались ДМРВ фирмы «Дженерал моторс», в которых функцией массового расхода воздуха была частота выходного сигнала…

Вообще говоря, термозависимых элементов в датчике не один, а два. Один, как мы уже выяснили, мерит расход, второй же измеряет внешнюю температуру, компенсируя возможную температурную ошибку. В любом случае понятно, что чем выше температура разогрева чувствительного элемента, тем меньше температура окружающей среды влияет на выходной сигнал. Во всех датчиках предусмотрена самоочистка чувствительного элемента – нити. Конструктивно они состоят из трубчатого корпуса и сенсорного модуля. На входе и выходе «бошевского» корпуса установлены металлические сетки – в арзамасских изделиях стоят пластмассовые решетки. Сенсорный модуль включает систему чувствительных элементов (сенсоров), расположенных внутри корпуса, и сервисную электронику. Габаритно-присоединительные размеры датчиков одинаковые. Кстати, у всех присутствует винт регулировки СО.

От сходства – к различиям. Диаметр нити у датчиков разный – 0,07 мм у «Боша» против 0,1 мм в арзамасских изделиях. Отличается и способ крепления нити в стойке – иностранцы используют петлевое зацепление на упругие подвесы и контактную сварку – наши предпочитают лазерную сварку. Геометрия нити тоже разная: П-образная у «Боша», «квадратная» у «Импульса» и V-образная у АПЗ. Кроме того, несколько различаются конструкции стоек. Бывалые электронщики считают, что «квадратная» несколько предпочтительнее, поскольку снижает зависимость характеристики ДМРВ от угла поворота чувствительного элемента вокруг оси.

Если все три датчика отныне взаимозаменяемы, так в чем же дело? А в том, что с недавних пор ГАЗ перешел на новое поколение ДМРВ – так называемого пленочного типа. Как и в случае с первым поколением, все началось с немецкого датчика – на этот раз HFM 62C/11 производства фирмы «Сименс» (Siemens). Затем его заменил брат-близнец – датчик производства НПП «АВТЭЛ», Калуга (фото 4), который сейчас и устанавливают на автомобили ОАО «ГАЗ». Если отбросить красивые слова про «нашенское» производство, то калужский датчик являет результат импорта по льготным таможенным ценам – только и всего. Ничего отечественного, кроме наклейки, в нем пока нет. Альтернативными поставщиками, как и в случае с нитевыми датчиками, выступили арзамасцы (фото 5), которым, однако же, пришлось вести разработку и подготовку производства практически с нуля.

Принцип работы нитевых и пленочных датчиков

Принцип работы нитевых и пленочных датчиков одинаков – просто в последних нагревается не нить, а платиновая пленка, нанесенная на стеклянную подложку. Температура разогрева – 100–105°С. У нитевых температура повыше – 140°С у «Боша» и 170–180°С у отечественных. Точность нитевых датчиков составляет ±1%, а пленочных ±4%. Что касается замены «шила на мыло», то следует помнить: ДМРВ, контроллер и жгут проводов можно менять только комплексно, но об этом чуть позже. Зачем понадобились пленочные изделия? Их производство обходится дешевле, и это объективный фактор. Запад отказался от нитевых датчиков, как нетехнологичных, – читай, дорогостоящих. Высокое быстродействие, хорошая точность и прочие преимущества ушли при этом на второй план. Такие трудоемкие операции, как монтаж чувствительного элемента или тарировка на продувочной установке, для пленочных датчиков максимально удалось автоматизировать: это и решило исход борьбы в их пользу.

В Европе внедрение пленочных ДМРВ стало возможным благодаря обязательному применению лямбда-зондов, позволяющих корректировать состав топливовоздушной смеси по содержанию кислорода в отработавших газах. Изменилась производительность форсунок, «ушла» характеристика ДМРВ – зонд сообщит, а контроллер подправит. Что касается ГАЗа, то у него особого выбора не было – либо остаться с отечественным нитевым датчиком, либо практически за те же деньги перейти на более надежный импорт с «Сименса». ГАЗ выбрал последнее. Заметим, что точность и быстродействие пленочных датчиков сегодня повышают путем применения флэш-микроконтроллеров, тонких подложек и других конструктивных решений. Кстати, регулировка СО в таких ДМРВ отсутствует – крутить больше нечего… Нужный параметр хранится теперь в энергонезависимой памяти блока управления: хочешь «подкрутить» – бери диагностический тестер и вперед!

Наконец-то настала очередь конкретных измерений. Их вроде бы и немного, но давненько не приходилось указывать в таблицах величину напряжения с точностью до четвертого знака… Нам повезло – все купленные изделия оказались вполне пригодными «к строевой». Напоминаем, что переход на пленочные ДМРВ потребовал адаптации прежних контроллеров. Кроме того, из-за разных электрических соединителей пришлось модифицировать жгуты проводов. Отметим также, что корпус пленочного ДМРВ оказался короче нитевого собрата. В общем, проблем с заменой одного типа датчика на другой будет довольно много. Напомним, что нитевые датчики применяются с контроллерами МИКАС-5.4 и МИКАС-7.1 в исполнении 241.3763-01, а пленочные – с МИКАС-7.1 в исполнении 241.3763-31. В настоящее время ГАЗ использует автэловские ДМРВ 20.3855 – готовится к поставке на ГАЗ партия датчиков от «Импульса» ИВКШ.407282.001.

Какой датчик выбрать?

Если родной нитевой исправен, не вздумайте его заменять на пленочный только моды ради – никаких экономий и улучшений вы не получите. Если же старый датчик начал «дурить», лучше прикупить новенького нитевого арзамасца – другие варианты явно дороже. Все остальные «пути», по-видимому, приведут вас к знакомству с пленочными датчиками и их вышеупомянутым окружением – контроллером, жгутами и т. п. А вероятность обратного перехода с пленочного датчика на нитевой на практике равна нулю.

1. Заявленный изготовитель – «Бош» (Bosch), Германия. Обозначение – HFM 0 280 212 014. Тип – нитевой. Ориентировочная цена – 4000 руб.
2. Заявленный изготовитель – ОАО АОКБ «Импульс», Арзамас. Обозначение – ИВКШ.407282.000. Тип – нитевой. Ориентировочная цена – 1000 руб.
3. Заявленный изготовитель – ОАО «АПЗ», Арзамас. Обозначение – М ЛГФИ.407282.001. Тип – нитевой. Ориентировочная цена – 1200 руб.
4. Заявленный изготовитель – НПП «АВТЭЛ», Калуга. Обозначение – 20.3855. Тип – пленочный. Ориентировочная цена – 2000 руб.
5. Заявленный изготовитель – ОАО АОКБ «Импульс», Арзамас. Обозначение – П ИВКШ.407282.001. Тип – пленочный. Ориентировочная цена – 1400 руб.