Датчик массового расхода воздуха

Существует довольно много различных типов датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ): механические (флюгерного типа), ультразвуковые, термоанемометрические и т.д.

В данном разделе мы рассмотрим устройство термоанемометрического датчика HFM-5 производства Bosch, устанавливаемого на автомобили ВАЗ. Чувствительный элемент датчика представляет собой тонкую пленку, на которой расположено несколько температурных датчиков и нагревательный резистор. В середине пленки находится область подогрева, степень нагрева которой контролируется с помощью температурного датчика. На поверхности пленки со стороны потока воздуха и с противоположной стороны симметрично расположены еще два термодатчика, которые при отсутствии потока воздуха регистрируют одинаковую температуру. При наличии потока воздуха первый датчик охлаждается, а температура второго остается практически неизменной, вследствие подогрева потока воздуха в зоне нагревателя. Дифференциальный сигнал обоих датчиков пропорционален массе проходящего воздуха. Электронная схема датчика преобразует этот сигнал в постоянное напряжение, пропорциональное массе воздуха. Такая конструкция получила название Hot Film (HFM), к ее достоинствам можно отнести высокую точность измерения и способность регистрировать обратный поток воздуха, к недостаткам – низкую надежность в условиях загрязнения и попадания влаги.
В старых системах (ЭБУ Январь-4 и GM-ISFI-2S) применялись другие термоанемометрические ДМРВ, чувствительные элементы которых были выполнены в виде нитей. Такие датчики получили название Hot Wire MAF Sensor. Выходной сигнал этих датчиков был частотный, то есть в зависимости от расхода воздуха менялось не напряжение, а частота выходных импульсов. Датчики были менее точны, не позволяли регистрировать обратный поток, но эти недостатки перекрывала очень высокая надежность.

ДМРВ – очень важный датчик в любой системе управления. На основе его сигнала производится расчет циклового наполнение цилиндра, пересчитываемого в конечном итоге в длительность импульса открытия форсунок.

На автомобили ВАЗ устанавливались несколько типов датчиков: GM,BOSCH, SIEMENS и Российский. В 1999-2004 гг. на конвейере ВАЗа устанавливались два типа датчиков 0 280 218-037 и 0 280 218-004. Эти датчики выдают разные параметры выходного напряжения (тарировки) на одинаковом расходе воздуха и взаимозамена (вернее, замена 004 на 037, как правило) возможна только с заменой тарировочных таблиц в прошивке. То же касается и нового датчика 116, устанавливаемого серийно с начала 2005 г.

В соответствии с действующей документацией, на ВАЗе разрешены к применению три модификации датчика расхода воздуха HFM5 фирмы BOSCH

Под каталогом ВАЗ понимается каталоги запасных частей для конкретных автомобилей. К сожалению на датчиках присутствуют только последние три цифры "Бошевского" каталожного номера, а ВАЗовский № отсутствует.

Модель	№ по каталогу Бош	№ по каталогу ВАЗ
HFM5-4.7	0 280 212 004	21083-1130010-01
HFM5-4.7	0 280 212 037	21083-1130010-10
HFM5-CL	0 280 212 116	21083-1130003-20

Исторически первым был введен датчик 004 в проектах с калибровками M1V13O54,M1V13R59, M1V05F05 и M7V03E65 (а так же J5V05F16, первая неофициальная версия Январь 5.1). Первые два проекта легко определяются по внешнему виду т.к. они без нейтрализатора и в них использовался резонанасный датчик детонации. Затем эти два первых проекта были прекращены в производстве и все дальнейшие проекты (с калибровками последующих серий) стали укомплектовываться датчиками 037. Одновременно с прекращением двух вышеназванных проектов проект M7V03E65 также стал комплектоваться 037 датчиком. Модификация 037 отличается от 004 доработкой внутреннего воздушного канала датчика с целью убрать пульсации воздушного потока, которые возникают в 004 даже при ламинарном воздушном потоке в впускном коллекторе. При этом характеристика 037 сместилась по сравнению с 004. Считается, что при наличии обратной связи по кислороду эти отличия компенсируются, именно поэтому калибровка проекта M7V03E65 при смене датчика не была изменена.

С октября 2004 г. основным датчиком является 116. Модификация 116 предназначена для проектов с контроллерами нового поколения Bosch М7.9.7 и его отечественными аналогами - Январь 7.2, параллельное производство которых начато фирмами Итэлма и Автэл. Тарировка датчика и его конструкция отличаются от 004 и 037.

Датчик поставляется только в сборе, с кодом и маркируется зеленым кругом. Сам элемент имеет измененную конструкцию. В 2006 г. для усложнения кражи или подмены элементов ДМРВ для закрепления чувствительного элемента в корпусе применяются специальные однонаправленные болты.

На часть автомобилей классической компоновки совместно с ЭБУ Январь 7.2 применялись датчики Siemens-VDO (5WK97014. AVTEL):

Они отличаются тарировкой (от нуля вольт) и схемой подключения. Подключение датчика - 1 - 12вольт; 2 - 5 вольт; 3 - выход сигнала расхода воздуха; 4 - выход сигнала температуры воздуха; 5 - общий минус.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ПИСЬМО № 49-2002-И
По замене датчиков массового расхода воздуха

ОАО "АВТОВАЗ" Дирекция по организации поставок автомобилей, запасных частей и техническому обслуживанию автомобилей ОАО "АВТОВАЗ". Инженерно-технический центр "АвтоВАЗтехобслуживание".

Расшифровка даты выпуска ДМРВ до 2013 г

Принцип работы

Микромеханический расходомер массы воздуха с использованием нагревательной пленки. Нагревательные и измерительные резисторы выполнены в виде тонких платиновых слоев, нанесенных на кристалл кремния*. Вычисление объема воздуха производится по разности температур между датчиками S1 и S2		1 - диэлектрическая диафрагма Н - нагревательный резистор SH - Датчик температуры наг. резистора SL - Датчик температуры воздуха S1 и S2 - темп датчики до и после нагревателя. QLM - масса воздушного потока t - температура
	Высокая стоимость датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ) обусловлена его высокой технологической сложностью. На фото слева - контроллер обработки информации с датчиков температуры, находящийся внутри ДМРВ

*Пытливые умы могут самостоятельно рассмотреть и проанализировать спектрограмму датчика. При сильном увеличении (30000 раз) отчетливо можно увидеть "полосы" нагревательного резистора и датчиков температуры, содержание платины в которых доходит до 38%. Скачать для ознакомления полный спектральный анализ (1,4 Мб).

А теперь - о фальсификации. Этот материал можно было бы положить в раздел "Приколы", если б не было так грустно. Уже несколько раз мелькала информация о "муляжах" ДМРВ и вот документальное подтверждение, присланное PSP - уже второй случай обнаружения на новых автомобилях такого муляжа. Смотрите - ФОТО 1,ФОТО 2,ФОТО 3. Надеемся, что АвтоВАЗ не имеет к этому никакого отношения и ДМРВ покинули совершенно новые авто по вине расхитителей. Во всяком случае, необходимо пересмотреть охрану автомобилей по пути от производителя к потребителю.

Приобрести в "фирменном" магазине отмытый датчик в настоящее время стало довольно трудно, а вот на товарные авто вовсю ставятся "облагороженные" датчики, скупаемые у населения по 200-300 рублей. Датчики производства Саратова упаковываются в коробки по 12 шт, каждый датчик в пакете, с паспортом. Датчики производства "Германии" (или, что скорее всего, филиалом в Турции) упакованы в желтую фирменную коробку.

Бюллетель BOSCH о контрафактных датчиках массового расхода воздуха.

Описание принципа работы пленочного частотного ДМРВ (учебное пособие)

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) представляет собой термистор, т.е. резистор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Термистор, расположенный внутри датчика имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления, т.е. при нагреве его сопротивление уменьшается. Высокая температура вызывает низкое сопротивление (70 Ом при 130град.) датчика, а низкая температура охлаждающей жидкости - высокое сопротивление (100800 Ом при -40град.).При замене датчика не забудьте отвинтить крышку-клапан с расширительного бачка системы охлаждения чтобы сбросить давление. Зависимость сопротивления датчика температуры охлаждающей жидкости от температуры (ориентировочно) .

температура - сопротивление Ом

100-177*90-241*80-332*70-467*60-667*50-973*45-1188*40-1459*30-2238*25-2796
20-3520*15-4450*10-5670*5-7280*0-9420*-5-12300*-10-16180*-15-21450*-20-28680 -30-52700*-40-100700

Датчик практически не ломается, но бывает, врёт. Довольно часто перетираются провода у основании разъёма так, что даже припаять не к чему. При замене датчика открутите пробку расширительного бачка, что бы снять внутреннее давление в системе охлаждения.

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ

Установлен сбоку на дроссельном патрубке и связан с осью дроссельной заслонки. Датчик (ДПДЗ)представляет собой потенциометр, на один конец которого подаётся плюс напряжения питания (5 В), а другой конец соединен с массой. С третьего вывода потенциометра (от ползунка) идёт выходной сигнал к контроллеру. Когда дроссельная заслонка поворачивается (от воздействия на педаль управления), изменяется напряжение на выходе датчика. При закрытой дроссельной заслонки оно ниже 0.7 В. Когда заслонка открывается, напряжение на выходе датчика растёт и при полностью открытой заслонки должно быть более 4 В. Отслеживая выходное напряжение датчика контроллер корректирует подачу топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки (т.е. по желанию водителя). Датчик положения дроссельной заслонки не требует никакой регулировки, т.к. контроллер самостоятельно определяет минимальное напряжение датчика и принимает его за нулевую отметку.

Самый ненадёжный элемент в системе, если он отечественный. Очень часто его приходится менять до 20-ти тыс., хотя иногда датчики "ходят" до 80 тыс. км. Были случаи, когда датчик отказывал через 200 км. пробега нового автомобиля. Датчик крайне тяжело менять без специального качественного инструмента. Дело в том, что нижний винт крепления неудобно отворачивать обычной отвёрткой, да ещё при закручивании на заводе винты сажают на герметик, который так их прихватывает, что при отворачивании нередко срывает шляпку винта. В таких случаях для замены датчика необходимо снимать весь дроссельный узел в сборе. В худшем варианте приходится просто выламывать датчик, но только в том случае если мы уверены что это 100% неисправный датчик. Разумеется предпочтительнее ставить импортный датчик дроссельной заслонки, хоть он и дороже в 3 раза. Он практически "не убиваемый".

С середины 2003 г. в продаже появились БЕСКОНТАКТНЫЕ датчики нового образца, производства Курского завода "СчетМаш". ТУ 4591-034-00225331-2002. Фото фирменной упаковки. Фото упаковки бесконтактных датчиков "Астро".

И - для любопытных - фотографии "вскрытого" ДПДЗ - фото 1 фото 2фото 3. На фотографиях отлично виден датчик Холла и магнит рядом с ним.