Продавец воздуха - нитевой или пленочный?

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.

ОТКУДА ЧТО БЕРЕТСЯ И КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

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 – 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.

ТАК В ЧЕМ ЖЕ ПРОБЛЕМА?

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 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!

КТО ЧТО УМЕЕТ?

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.

Заявленный изготовитель –

«Бош» (Bosch),

Германия

Обозначение – HFM 0 280 212 014

Тип – нитевой

Ориентировочная цена – 4000 руб.

Заявленный изготовитель –

ОАО АОКБ «Импульс», Арзамас

Обозначение – ИВКШ.407282.000

Тип – нитевой

Ориентировочная цена – 1000 руб.

Заявленный изготовитель –

ОАО «АПЗ»,

Арзамас

Обозначение – М ЛГФИ.407282.001

Тип – нитевой

Ориентировочная цена – 1200 руб.

Заявленный изготовитель –

НПП «АВТЭЛ»,

Калуга

Обозначение – 20.3855

Тип – пленочный

Ориентировочная цена – 2000 руб.

Заявленный изготовитель –

ОАО АОКБ «Импульс», Арзамас

Обозначение – П ИВКШ.407282.001

Тип – пленочный

Ориентировочная цена – 1400 руб.

Результаты испытаний нитевых (сверху) и пленочных (снизу) ДМРВ ГАЗ. По горизонтали – уровень выходного сигнала (В), по вертикали – расход воздуха (кг/ч).

Зона допуска выделена цветом.