Датчики положения вала и оборотов

Датчики частоты вращения двигателя

Применения

Датчики частоты вращения двигателя используются в системах управления двигателем для:

• измерения числа оборотов двигателя
• определения положения коленчатого вала (положение поршня двигателя)

Число оборотов рассчитывается по интервалу между сигналами датчика скорости вращения.

Индуктивные датчики скорости вращения

Рис. Индуктивный датчик скорости вращения (конструкция):

1. Постоянный магнит
2. Корпус датчика
3. Корпус двигателя
4. Полюсный контактный штифт
5. Обмотка
6. Воздушный зазор
7. Зубчатое колесо с точкой отсчета

Конструкция и принцип действия Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (поз. 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнитомягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита. Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.

Рис. Сигнал индуктивного датчика скорости вращения двигателя:

Активные датчики скорости вращения

Активные датчики скорости вращения работают по магнитостатическому принципу. Амплитуда выходного сигнала не зависит от числа оборотов. Благодаря этому можно измерять скорость вращения и при очень низком числе оборотов (квазистатическое определение числа оборотов).

Дифференциальный датчик Холла

На проводящей ток пластинке, по которой вертикально проходит магнитная индукция В, поперечно к направлению тока можно снимать напряжение UH (напряжение Холла), пропорциональное направлению тока.

Рис. Принцип работы дифференциального датчика Холла:

• а Расположение датчика
• b Сигнал датчика Холла
• большая амплитуда при маленьком воздушном зазоре
• маленькая амплитуда при большом воздушном зазоре
• с Выходной сигнал

1. Магнит
2. Датчик Холла 1
3. Датчик Холла 2
4. Зубчатое колесо

В дифференциальном датчике Холла магнитное поле вырабатывается постоянным магнитом (поз. 1). Между магнитом и импульсным кольцом (4) находятся два сенсорных элемента Холла (2 и 3). Магнитный поток, который проходит сквозь них, зависит от того, находится ли датчик скорости вращения напротив зубца или паза. Благодаря созданию разности сигналов от обоих датчиков достигается снижение магнитных сигналов возмущения и улучшенное соотношение сигнала/ шума. Боковые поверхности сигнала датчика могут обрабатываться без оцифровывания непосредственно в блоке управления.

Вместо ферромагнитного зубчатого колеса используются также многополюсные колеса. Здесь на немагнитном металлическом носителе установлен намагничивающийся пластик, который попеременно намагничивается. Эти северные и южные полюсы принимают на себя функцию зубцов колеса.

AMR-датчики

Рис. Принцип определения числа оборотов с помощью датчика AMP:

• а Размещение
• в различные моменты времени
• b Сигнал датчика AMP
• с Выходной сигнал

1. Импульсное (активное) колесо
2. Сенсорный элемент
3. Магнит

Электрическое сопротивление магнито-резистивного материала (AMP, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным. Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в AMP-датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо. В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.

GMR-датчики

Усовершенствование активных датчиков скорости вращения отражено в использовании технологии GMR (ГМР) (Giant Magneto-Resistance). По причине высокой чувствительности по сравнению с датчиками AMP здесь возможны большие воздушные зазоры, за счет чего предполагаются использования в трудных сферах применения. Более высокая чувствительность производит меньше шумов фронта сигнала.

В ГМР-датчиках возможны также все двухпроводные порты, используемые ранее в датчиках скорости вращения Холла.

Датчик положения коленвала: основа работы современного двигателя

В любом современном силовом агрегате обязательно присутствует датчик положения коленчатого вала, на основе которого строятся системы зажигания и впрыска топлива. Все о датчиках положения коленвала, их типах, конструкции и работе, а также о верном выборе и замене данных устройств — читайте в статье.

Назначение и место датчика положения коленчатого вала в моторе

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ, датчик синхронизации, датчик начала отсчета) — компонент электронной системы управления ДВС; датчик, отслеживающий рабочие характеристики коленвала (положения, частоты вращения), и обеспечивающий функционирование основных систем силового агрегата (зажигания, питания, газораспределения и иных).

Современные ДВС всех типов в массе своей оснащаются электронными системами управления, которые полностью берут на себя обеспечение функционирования агрегата на всех режимах. Важнейшее место в таких системах занимают датчики — специальные устройства, отслеживающие те или иные характеристики мотора, и передающие данные на электронный блок управления (ЭБУ). Некоторые датчики критически важны для работы силового агрегата, в их число входит и датчик положения коленвала.

ДПКВ измеряет один параметр — положение коленчатого вала в каждый момент времени. На основе полученных данных определяются частота вращения вала и его угловая скорость. Получая эту информацию, ЭБУ решает широкий круг задач:

• Определение момента прохождения ВМТ (или НМТ) поршней первого и/или четвертого цилиндров;
• Управление системой впрыска топлива — определение момента впрыска и продолжительности работы форсунок;
• Управление системой зажигания — определение момента зажигания в каждом цилиндре;
• Управление системой изменения фаз газораспределения;
• Управление работой компонентов системы улавливания паров топлива;
• Контроль и коррекция работы иных связанных с двигателем систем.

Таким образом, ДПКВ обеспечивает нормальное функционирование силового агрегата, полностью определяя работу его двух основных систем — зажигания (только в бензиновых моторах) и впрыска топлива (в инжекторах и дизелях). Также датчик оказался удобным для управления другими системами мотора, работа которых прямо или косвенно синхронизирована с положением и частотой вращения вала. Неисправный датчик может полностью нарушить работу двигателя, поэтому он подлежит замене. Но прежде, чем покупать новый ДПКВ, необходимо разобраться в типах данных устройств, их конструкции и работе.

Типы, конструкция и принцип работы ДПКВ

Независимо от типа и конструкции, датчики положения коленвала состоят из двух деталей:

• Датчик положения;
• Задающий диск (диск синхронизации, синхродиск).

ДПКВ помещен в пластиковый или алюминиевый корпус, который посредством кронштейна монтируется рядом с задающим диском. На датчике предусмотрен стандартный электрический разъем для подключения к электросистеме автомобиля, разъем может располагаться как на корпусе датчика, так и на собственном кабеле небольшой длины. Датчик фиксируется на блоке двигателя или на специальном кронштейне, он располагается напротив задающего диска и в процессе работы осуществляет отсчет его зубцов.

Задающий диск — это шкив или колесо, по периферии которого расположены зубцы квадратного профиля. Диск жестко закреплен на шкиве коленвала или непосредственно на его носке, что обеспечивает вращение обеих деталей с одинаковой частотой.

В основе работы датчика могут лежать различные физические явления и эффекты, наиболее широкое распространение получили устройства трех видов:

• Индуктивные (или магнитные);
• На основе эффекта Холла;
• Оптические (световые).

Каждый из типов датчиков имеет свои конструктивные особенности и принцип работы.

Индуктивный (магнитный) ДПКВ. В основе устройства лежит магнитный сердечник, помещенный в обмотку (катушку). Работа датчика основана на эффекте электромагнитной индукции. В состоянии покоя магнитное поле в датчике постоянно и в его обмотке нет тока. При прохождении рядом с магнитным сердечником металлического зубца задающего диска магнитное поле вокруг сердечника скачкообразно изменяется, что приводит к индукции тока в обмотке. При вращении диска на выходе датчика возникает переменный ток той или иной частоты, который используется ЭБУ для определения частоты вращения коленвала и его положения.

Это наиболее простой по конструкции датчик, он находит самое широкое применение на всех типах двигателей. Достоинством устройств этого типа является их работа без подачи питания — это дает возможность подключать их всего одной парой проводов непосредственно к блоку управления.

Датчик на основе эффекта Холла. В основе датчика лежит эффект, открытый американским физиком Эдвином Холлом почти полтора столетия назад: при пропускании тока через две противоположные стороны тонкой металлической пластины, помещенной в постоянное магнитное поле, на двух других ее сторонах появляется напряжение. Современные датчики этого типа построены на специализированных микросхемах Холла, помещенных в корпус с магнитопроводами, а задающие диски для них имеют намагниченные зубцы. Работает датчик просто: в состоянии покоя на выходе датчика имеется нулевое напряжение, при прохождении намагниченного зубца на выходе появляется напряжение. Как и в предыдущем случае, при вращении задающего диска на выходе ДПКВ возникает переменный ток, который поступает на ЭБУ.

Это более сложный по конструкции датчик, который, однако, обеспечивает высокую точность измерения во всем диапазоне оборотов коленвала. Также датчик Холла требует для работы отдельного питания, поэтому его подключение выполняется тремя или четырьмя проводами.

Оптические датчики. Основу датчика составляет пара из источника и приемника света (светодиода и фотодиода), в зазоре между которыми проходят зубцы или отверстия задающего диска. Работает датчик просто: диск при вращении с той или иной периодичностью затмевает светодиод, в результате чего на выходе фотодиода образуется импульсный ток — он и используется электронным блоком для измерения.

В настоящее время оптические датчики получили ограниченное применение, что обусловлено сложными условиями их работы в двигателе — высокая запыленность, возможность задымления, загрязнения жидкостями, дорожной грязью и т.д.

Для работы с датчиками используются стандартизированные задающие диски. Такой диск разделен на 60 зубцов, расположенных через каждые 6 градусов, при этом в одном месте диска отсутствуют два зуба (синхродиск типа 60-2) — этот пропуск является началом отсчета оборота коленчатого вала и обеспечивает синхронизацию датчика, ЭБУ и связанных систем. Обычно первый после пропуска зубец совпадает с положением поршня первого или последнего цилиндра в ВМТ или НМТ. Также существуют диски с двумя пропусками зубцов, расположенными под углом 180 градусов друг к другу (синхродиск типа 60-2-2), такие диски находят применение на некоторых типах дизельных силовых агрегатов.

Задающие диски для индуктивных датчиков изготавливаются из стали, иногда заодно со шкивом коленвала. Диски для датчиков Холла чаще изготавливаются из пластика, а в их зубцах располагаются постоянные магниты.

В завершении отметим, что часто ДПКВ используется как на коленчатом, так и на распределительном валу, в последнем случае с его помощью отслеживается положение и скорость распредвала и вносятся коррективы в работу газораспределительного механизма.

Как верно выбрать и заменить датчик коленвала

ДПКВ играет ключевую роль в моторе, неисправности датчика приводят к резкому ухудшению работы двигателя (затрудненный пуск, неустойчивая работа, снижение мощностных характеристик, детонация и т.д.). А в отдельных случаях при отказе ДПКВ двигатель становится полностью неработоспособным (о чем говорит сигнал Check Engine). Если возникли описанные проблемы с работой двигателя, то следует проверить датчик коленвала, и в случае его неисправности — выполнить замену.

Сначала необходимо осмотреть датчик, проверить целостность его корпуса, разъема и проводов. Индуктивный датчик можно проверить тестером — достаточно измерить сопротивление обмотки, которое у рабочего датчика лежит в пределах 0,6-1,0 кОм. Датчик Холла так проверить нельзя, его диагностика может выполняться только на специальном оборудовании. Но проще всего установить новый датчик, и если двигатель заработает, то проблема была именно в неисправности старого ДПКВ.

На замену следует выбирать датчик только того типа, что был установлен на автомобиле и рекомендован автопроизводителем. Датчики другой модели могут не встать на штатное место или вносить значительные погрешности в измерения, и, как следствие, нарушать работу мотора. Менять ДПКВ следует в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. Обычно для этого достаточно отсоединить электрический разъем, выкрутить один или два винта/болта, вынуть датчик и вместо него установить новый. Новый датчик должен располагаться на расстоянии 0,5-1,5 мм от торца задающего диска (точное расстояние указывается в инструкции), это расстояние можно регулировать шайбами или иным способом. При верном выборе ДПКВ и его замене двигатель сразу начнет работать, лишь в некоторых случаях придется провести калибровку датчика и сбросить коды ошибок.

Как устроен ДПКВ, его неисправности и проверка

Технологический прогресс в автомобилестроении вытесняет устаревшие карбюраторные двигатели, заменяя их инжекторными. Это приводит к необходимости знать конструкцию и принцип работы современных моторов, в части синхронности искрообразования и подачи бензина в цилиндры. ДПКВ не предусмотрен на автомобилях, в которых отсутствует бортовой компьютер, и в карбюраторных моторах.

Датчик имеется в конструкции только инжекторных и дизельных ДВС. Устойчивое функционирование современной автомашины зависит от ЭБУ, являющегося ее «мозгом». В блок от установленных датчиков поступает информация о состоянии автомобиля, которая подвергается обработке, и на основе полученных результатов корректируется работа всех систем. Одним из главных датчиков, отвечающих за работу двигателя, является датчик положения коленчатого вала.

Зачем нужен датчик синхронизации

ДПКВ осуществляет фиксацию и передачу в ЭБУ следующих показателей:

• момента прохождения поршнями ВМТ и НМТ в первом и последнем цилиндрах;
• замер положения коленвала.

Полученные данные передаются в ЭБУ. В результате обработки информации о положении коленвала по отношению к мертвым точкам и частоте его вращения, датчик синхронизации корректирует следующие показатели ДВС:

• объем поступающего бензина в цилиндры;
• время подачи топлива;
• угол опережения зажигания;
• угол поворота распредвала;
• момент и длительность работы клапан адсорбера.

Задачи электронного блока могут меняться в зависимости от сложности устройства ДВС, однако ни одно ЭБУ не работает без датчика положения коленчатого вала.

В результате неисправности ДПКВ искрообразование либо запаздывает, либо опережает рабочий такт мотора, что ведет к неправильной работе ДВС или к не запуску мотора. Это способствует и неполному сгоранию рабочей смеси и, как следствие, перерасходу топлива и снижению динамических показателей автомобиля.

Устройство ДПКВ

Деталь представляет собой стальной сердечник с обмоткой из медной проволоки, размещенный в пластиковом корпусе и залитый компаундной смолой.

Выпускаются 3 типа датчиков синхронизации:

Оптический датчик

1. Индукционные. Принцип работы основан на использовании намагниченного сердечника с намотанной на нем медной проволокой, на концах которой замеряют изменение напряжения. Кроме фиксации положения коленвала, он замеряет скорость его вращения, что также необходимо для качественной работы ДВС. Индукционные датчики являются наиболее распространенными и часто применяющимися в устройстве автомобиля.
2. Оптические. В основе их конструкции — светодиод, который излучает световой поток, и приемник, фиксирующий свет с другой стороны. При попадании светового луча на контрольный зуб он прерывается, приемник фиксирует его отсутствие, и информация передается в ЭБУ.
3. Датчик Холла. Работает на основе одноименного физического эффекта. На коленчатом валу размещен магнит, при прохождении им датчика в последнем возникает постоянный ток, фиксируемый синхронизирующим диском.

Многофункциональность прибора индукционного типа и датчика Холла делают их наиболее востребованными в конструкции современных моторов.

Расположение датчика

От исправности датчика коленвала зависит устойчивая работа мотора, поэтому автопроизводители размещают его в легкодоступном месте для быстрого устранения неисправности. Несмотря на плотную компоновку деталей под капотом, определить, где расположен датчик синхронизации, достаточно легко.

Реперный диск. Другие названия задающий или синхронизирующий.

Чаще всего он размещен на кронштейне между шкивом генератора и маховиком.

Среди других электронных датчиков он выделяется проводом (длиной 70 см) со специальным разъемом подключения в бортовую сеть автомашины.

Для замены и установки ДПКВ необходимо только правильно выставить зазор между стержнем и синхронизирующим диском. Размер зазора варьируется от 0,5 до 1,5 мм и зависит от марки и модели конкретной автомашины. Регулировка расстояния осуществляется за счет специальных шайб, расположенных между устройством и местом установки.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Датчик положения коленчатого вала ДПКВ

Принцип работы датчика синхронизации

Для устойчивого функционирования двигателя рабочий процесс ДПКВ происходит по следующему принципу:

1. На коленвале установлено специальное зубчатое колесо (реперный диск) с отсутствующими двумя зубцами — стартовым и нулевым.
2. При вращении коленвала зубчики, проходя через магнитное поле ДПКВ, изменяют его — как результат, в приборе формируются импульсы, данные о которых передается в блок управления;
3. При прохождении зубчатого колеса с отсутствующими зубцами мимо датчика характер импульсов меняется, и блок определяет начальное положение коленчатого вала;
4. на основании подсчета поступивших импульсов компьютер определяет положение коленвала в определенный период времени:
5. После обработки информации ЭБУ направляет сигналы в соответствующие системы автомобиля, и производится корректировка их работы.

В результате обеспечивается стабильная работа мотора автомашины.

Признаки неисправности датчика положения коленвала

Первое, что стоит отметить: ДПКВ не барахлит и не работает от раза к разу, он либо функционирует в заданном режиме, либо не работает вовсе. Это обусловлено простотой конструкции элемента. Процесс поломки детали необратим. Если он потерял работоспособность, то вновь уже не заработает. Данная деталь является неремонтопригодной. Если проверка подтверждает его неисправность, он заменяется на новый.

Причин, способствующих его поломке, несколько. Отрицательное воздействие оказывают нагрузки при повышенных температурах, высокая влажность, резкое изменение температурного режима и механическое воздействие. Как результат, автомобиль работает в неустановленном режиме или не запускается.

Признаки неисправного ДПКВ не зависят от его типа. О поломке датчика положения коленчатого вала автолюбителю расскажут следующие симптомы:

• понижение тяговых показателей автомашины (этот признак свидетельствует о необходимости диагностики ДВС, но не всегда свидетельствует о поломке ДПКВ);
• нестабильность работы двигателя, «плавание» его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля;
• детонация мотора при повышении нагрузки;
• невозможность запустить двигатель.

Кроме того, на сломанный датчик указывает отсутствие искрообразования или горящий значок «Check Engine» на приборной панели.

Прежде чем приступить к замене, стоит понимать, что перечисленные признаки проявляются и при других неисправностях автомобиля. Поэтому перед началом ремонта автомашины проводят комплексную диагностику ДВС для выявления точной причины неисправности. Это позволит избежать лишних расходов и будет способствовать более быстрому восстановлению работоспособности транспортного средства.

Датчик синхронизации положения коленчатого вала относится к неремонтопригодным деталям автомобиля и при его неисправности он заменяется на новый.

Методы диагностики ДПКВ

При определении исправности датчика положения коленвала руководствуются принципом – от простого к сложному. Иными словами сначала осмотр, далее проверка характеристик приборами (омметр, осциллограф или компьютер). Отсутствие подвижных частей и простота конструкции элемента делает его достаточно надежной деталью. Поэтому датчик коленвала в редких случаях приходит в негодность сам. Чаще всего он получает механические повреждения при проведении ремонтных работ под капотом автомобиля или в результате попадания посторонних предметов между датчиком и зубчатым колесом.

Прежде чем приступить к выполнению работ по диагностике электронного компонента, нужно отметить его исходное положение на моторе. После демонтажа устройство проверяют на предмет дефектов внешних поверхностей. Если ДПКВ загрязнен, имеет коррозию на контактной группе, то его нужно очистить спиртом. В случае, когда осмотр показал отсутствие дефектов, можно проводить его диагностику с применением специальных приборов. Проверку желательно проводить при помощи мультиметра, который можно переключать в разные режимы.

1. Метод проверки омметром

Данный способ простой и доступный, но не гарантирует выявление поломки. С его помощью замеряют сопротивление катушки. Для этого достаточно одновременно прикоснуться щупами к выводам катушки. Полярность прикосновения в данном случае не принципиальна.

Показатель сопротивления зависит от характеристик катушки и обычно находится в диапазоне 500-700 Ом. Для определения значения сопротивления вашей модели датчика необходимо посмотреть в описании ДПКВ или поискать в интернете.

Мультиметр используется следующим образом:

1. Выставляем измеряемый параметр (сопротивление) в диапазоне близком к измеряемому показателю, но не ниже.
2. Прикасаемся щупами к концам датчика и смотрим показания.

Если показатели близки к нормативным, то катушка исправна. Недостатком данного метода является то, что он не всегда указывает на неисправность датчика коленвала. Поэтому желательно провести проверку с помощью других методов.

2. Проверка показателей индуктивности

При возбуждении у всех катушек появляется показатель индуктивности, в том числе и у катушки, находящейся в корпусе датчика коленвала. Метод диагностики сводится к измерению данного показателя.

При проверке индуктивности необходимо наличие мегаомметра, сетевого трансформатора, измерителя индуктивности и вольтметра. Для определения показателя проводят следующие действия:

1. Мультиметром замерить индуктивность катушки (стандартные значения находятся в районе 200-400 мГн).
2. Используя мегаомметр, замерить сопротивление изоляционного слоя между концами ДПКВ (данные должны быть выше 0,5 Мом).
3. Сетевой трансформатор используется для размагничивания катушки датчика (отклонения говорят о необходимости замены детали).

Видео: Проверка ДПКВ , проще не придумаешь. Диагностика инжектора.

3. Диагностика с помощью осциллографа

Наиболее продвинутый и точный метод определения исправности детали — проверка осциллографом. Диагностическую работу проводят при работающей силовой установке.

Использовать осциллограф для проверки исправности можно и на демонтированном датчике коленвала. Для этого необходим электронный осциллограф и специальное программное обеспечение. При этом проверка проводится по алгоритму:

1. К выводам датчика положения коленвала нужно подсоединить щупы;
2. Запустить программное обеспечение;
3. Поводить возле детали любым металлическим предметом.

При исправном датчике на экране прибора строится график на основании показаний ДПКВ.

Если деталь реагирует на движение металлического предмета, то он исправен. Но более точным будет результат его проверки на работающем ДВС.

Самым простым, надежным и быстрым способом определения работоспособности ДПКВ является установка взамен проверяемого заведомо исправного датчика синхронизации. И если проблемы с автомобилем исчезают, то вывод однозначен – деталь неисправна и ее нужно заменить.

При установке следует учитывать правильность установки: соблюдение необходимого зазора между ДПКВ и маховиком. Узнать этот показатель можно из инструкции к датчику либо из интернета, но в среднем он составляет 0,5-1,5 мм.

Датчик положения коленчатого вала. Как устроен и для чего нужен

Датчик положения коленвала (ДПКВ) является единственным прибором, выход из строя которого приведет к полной остановке двигателя, вот статья устройство двигателя внутреннего сгорания. Именно ДПКВ позволяет определить момент, когда на свечи зажигания подается искровой заряд.

Устройство и принцип действия датчика положения коленвала

Состоит датчик коленвала из капронового каркаса, который, в свою очередь, надет на намагниченный стальной сердечник и заполнен обмоткой медного тонкого провода с изоляцией из эмали. Для полной надежности обмотка данного каркаса герметизирована компаундом (разновидность смолы). Шкив коленчатого вала имеет шестьдесят зубцов (два из них отсутствуют, это необходимо для генерирования импульса синхронизации), которые равноудалены друг от друга и расположенных по окружности через каждые шесть градусов.

Во время движения коленвала зубцы меняют магнитное поле датчика, образуя импульсы напряжения. Вследствие чего от ДПКВ по синхронизирующему импульсу контроллер получает информацию о частоте вращения и положении коленвала, на основании этого рассчитывает момент времени, необходимый для срабатывания модуля зажигания и форсунок.

Расположение датчика

Так как датчик положения коленвала расположен в труднодоступном месте, для его подключения к нему приделан семидесяти сантиметровый провод с разъемом, который для подключения к сети выводится к жгуту проводов. Расположение датчика в посадочном гнезде влияет даже на работоспособность всей системы.

Его правильное расположение таково: зазор между синхронизирующим диском и сердечником датчика должен составлять 0,5 — 1,5 мм. Данный зазор можно регулировать за счет дополнительного числа прокладок между посадочным гнездом и датчиком.

Признаки неисправности датчика коленвала

Прежде чем приступить к подробному рассмотрению вопроса, как проверить датчик коленвала, остановимся на симптомах работы двигателя, которые укажут вам на неисправность узла:

●явное снижение мощности двигателя, ощутимое даже без приборов;
●происходящее у двигателя самопроизвольное как повышение, так и понижение оборотов;
●в двигателе возникает детонация (при динамической нагрузке);
●невозможность запуска двигателя;
●при движении автомобиля на холостом ходу наблюдаются неустойчивые обороты двигателя.

При появлении данных неполадок в первую очередь следует обратить внимание на работу датчика положения коленвала.

Проверка датчика

При проверке датчика рекомендуется его снять и с помощью меток на двигателе зафиксировать его первоначальное положение. При демонтаже ДПКВ проведите визуальный осмотр на наличие повреждения его корпуса, а также состояние контактной колодки, контактов, сердечника. Сообщество Я Автоман. В случае обнаружения на контактах или сердечнике загрязнений, очистите их с помощью спирта (все контакты на датчике должны быть чистые). Также необходимо обратить особое внимание на расстояние между сердечником датчика и синхронизирующим диском, как было выше сказано, их расстояние должно составлять от 0,5 до 1,5 мм.

Если визуальная проверка не выявила наличие неисправностей, необходимо проверить электрическую схему датчика, следующими способами.

При помощи омметра

В данном случае мы измеряем сопротивление, которое дает обмотка синхронизирующего датчика. Большинство исправных датчиков должно оказывать сопротивление в приделах от 550 до 750 Ом, но лучше уточнить эти параметры в инструкции по эксплуатации двашего автомобиля. Выход из данного диапазона свидетельствует о неисправности датчика, и, следовательно, он подлежит замене, подробнее в статье — как проверить датчик коленвала.

Комплексная проверка датчика ДПКВ

Для ее проведения вам необходимо иметь:

●измеритель индуктивности — необходим для измерения индуктивности датчика (индуктивной катушки), его рабочий числовой диапазон измерения должен находиться в пределах от 200 до 400 мГц.
●цифровой вольтметр и мегаометр — проверяют сопротивление изоляции и при напряжении в пятьсот вольт, показатели мегаометра при этом не должны превышать 20 Мом;
●сетевой трансформатор — нужен в случае необходимости размагничивания синхронизирующего диска.

Для улучшения эффективности измерений температуры воздуха должна быть приблизительно двадцать градусов. После получения результатов можно будет точно определить, необходима замена датчика положения коленвала или он полностью исправен.

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

Датчик частоты вращения коленчатого вала

Датчик частоты вращения коленчатого вала предназначен для синхронизации управления системой впрыска и системой зажигания, поэтому другое название датчика – датчик синхронизации. В некоторых источниках информации датчик носит название – датчик начала отсчета. Сигналы от датчика используются системой управления двигателем для установления:

• момента впрыска топлива;
• количества впрыскиваемого топлива;
• момента зажигания (бензиновые двигатели);
• угла поворота распределительного вала при работе системы изменения фаз газораспределения;
• времени включения клапана адсорбера при работе системы улавливания паров бензина.

Наибольшее распространение получил датчик частоты вращения коленчатого вала индуктивного типа. В некоторых системах управления двигателем устанавливается датчик синхронизации, построенный на эффекте Холла.

Индуктивный датчик представляет собой магнитный сердечник с расположенной вокруг него обмоткой. Принцип работы датчика заключается в наведении электродвижущей силы в обмотке при взаимодействии магнитного поля датчика с металлическим задающим диском (диском синхронизации).

Задающий диск имеет по окружности 58 зубьев с пропуском на два зуба, т.н. диск типа 60-2. На отдельных дизельных двигателях для ускорения определения положения коленчатого вала и, соответственно, облегчения запуска устанавливается задающий диск типа 60-2-2 (с двумя пропусками через 180°).

При вращении коленчатого вала впадины зубьев задающего диска изменяют магнитный поток, вследствие чего в обмотке датчика формируется электрический импульс.

Датчик синхронизации позволяет определять два параметра:

1. частоту вращения коленчатого вала;
2. точное положение коленчатого вала.

Число оборотов коленчатого вала определяется по количеству зубьев, проходящих через датчик в единицу времени. Пропуск зубьев служит в качестве исходной точки для определения положения коленчатого вала. Он соответствует, как правило, нахождению поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке.

Датчик частоты вращения коленчатого вала, построенный на эффекте Холла, взаимодействует с задающим диском несколько иной конструкции. Диск выполнен в виде металлических сегментов, разделенных металлическими вставками. Сегменты представляют собой постоянные магниты с чередующими северными и южными полюсами. В качестве начала отсчета используется сегмент большей ширины. Таким образом, получился задающий диск типа 60-2.

При неисправности датчика частоты вращения коленчатого вала (отсутствии сигнала) двигатель останавливается и повторно не запускается.

Датчик положения распредвала

Датчик положения распредвала (другое название — датчик фаз, английская аббревиатура — CMP) предназначен для определения углового положения распределительного вала в определенный промежуток времени. Информация, которую формирует датчик, нужна для управления системой впрыска и зажигания. В частности, чтобы впрыск происходил только в один цилиндр, который находится в верхней “мертвой” точке.

1 — Зубчатый диск импульсного датчика распределительного вала, 2 — Датчик Холла

Датчик Холла распределительного вала передаёт сведения по распознаванию цилиндра и/или числу оборотов распределительного вала на блок управления. Он используется также для систем впрыска с режимом последовательного впрыска и/или для систем зажигания без распределителя с одноискровыми катушками зажигания.

Датчик зондирует штифты, зубы, зубчатые диски импульсного датчика или диски датчика, укреплённые на распределительном валу или на приводе распределительного вала.

Где находится датчик положения распредвала

На большинстве машин ДПРВ находится в районе головки блока цилиндров. Чтобы найти его, необходимо ориентироваться на положение распределительного вала. Он может находиться с левой или правой части двигателя. Место расположения датчика распредвала варьируется в зависимости от марки и модели. Обычно его можно найти возле верхней части местоположения ремня или в защищенных частях проводки, расположенной в передней части двигателя. Также иногда ДПРВ устанавливают в задней части ГБЦ. А некоторые автопроизводители ставят в специальном отсеке под капотом (примером служат автомобили марки General Motors).

Ниже приводим несколько примеров расположения ДПРВ на разных машинах.

ДПРВ на Опель Астра

ДПРВ на ВАЗ 2114

ДПРВ на VW Polo

Принцип работы датчика положения распредвала

Существует три типа ДПРВ:

• Магнитные (индуктивного типа). Принцип действия основан на прохождении в постоянном магнитном поле металлического предмета (зубца). Магнитные датчики обычно имеют два вывода.
• Основанные на эффекте Холла. Фиксирует изменение магнитного поля вокруг датчика. Такие датчики обычно имеют три вывода.
• Оптические. Принцип действия основан на фиксации приема и прерывания фотоэлементом луча света, излучаемого источником.

Наиболее распространены ДПРВ первого двух типов. Оптические используют лишь в некоторых марках автомобилей (например, машины на базе платформы Mazda GE). В некоторых моделях автомобилей может быть установлено два и более датчиков. Причем, возможно, разных типов.

Датчик на эффекте Холла

Схема оптического датчика

Вместе с распределительным валом вращается ротор из ферромагнитного материала. ИС Холла находится между ротором и постоянным магнитом, который создаёт магнитное поле вертикально по отношению к элементу Холла. Когда зуб проходит мимо чувствительного элемента датчика, напряжённость магнитного поля изменяется. За счёт этого индуцируется напряжение и в ИС Холла возникает цифровой сигнал. Таким образом вращение зубчатого диска импульсного датчика распределительного вала изменяет напряжение Холла в ИС Холла в головке датчика. Изменяющееся напряжение передаётся в блок управления и анализируется.

Рабочие диаграммы различных датчиков

Датчик является интегральным, то есть, включает в себя чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала. Основная функция датчика состоит в фиксации цилиндрических фаз впуска и выпуска. Именно поэтому он имеет второе название — датчик фаз.

Признаки неисправности

При выходе из строя ДПРВ каждая форсунка срабатывает в два раза чаще (один раз каждый оборот коленвала). При этом возникают следующие симптомы неисправности датчика положения распредвала:

• Резко возрастает расход топлива.
• Нестабильная работа машины во время движения. Она начинает дергаться рывками, терять скорость. Иногда автомобиль не сможет разогнаться быстрее 60 км/час. Также двигатель может заглохнуть во время езды.
• На некоторых автомобилях при выходе из строя ДПРВ коробка передач может зафиксироваться в одном положении. Так будет продолжаться до тех пор, пока вы не перезапустите двигатель. Если такая ситуация повторяется регулярно — значит, на вашей машине вышел из строя датчик положения распредвала.
• При неисправности датчика может полностью пропасть искра зажигания. В результате появляются проблемы с запуском двигателя.
• Возможны сбои в работе системы самодиагностики.
• Лампа “чек двигателя” бессистемно загорается на холостых оборотах двигателя, а при повышенных оборотах гаснет.

Появившиеся признаки закрепятся желтой лампочкой двигателя на приборной панели. Поскольку, когда блок управления обнаруживает некорректную работу датчика СМР, он записывает в память код ошибки. Для расшифровки необходимо воспользоваться специальным оборудованием. Самыми частыми кодами ошибок являются:

• P0300 — нерегулярный/многократный пропуск воспламенения в системе зажигания;
• P0340 — нет сигнала с датчика положения распредвала;
• P0341 — неправильная фаза газораспределения;
• P0342 — низкий уровень сигнала ДПРВ;
• P0343 — высокий уровень сигнала датчика положения распредвала;
• P0344 — неустойчивый (прерывистый) сигнал с датчика положения распредвала;
• P0365 — отсутствует сигнал цепи ДПРВ.

Возможные причины неисправности

Причин неисправности ДПРВ может быть очень много. При этом необязательно это указывает на то, что вышел из строя именно датчик. Зачастую проблемы возникают с проводкой и другими элементами схемы. Причинами выхода датчика из строя или проблем в его работе могут быть следующие факторы:

Мусор и стружка на корпусе датчика

• датчик не подключен к сигнальным проводам;
• наличие влаги в соединителе датчика;
• замыкание на “массу” сигнального провода;
• обрыв сигнального провода;
• замыкание на бортовую сеть сигнального провода;
• обрыв экранирующей оболочки проводов или жгута;
• обрыв или повреждение провода питания датчика;
• неверное подключение проводов электропитания;
• неисправность высоковольтных цепей зажигания;
• неисправность блока управления двигателем;
• большой или малый зазор между датчиком и отметчиком;
• повышенное торцевое биение шестерни распредвала;
• наличие стружки на корпусе датчика.

Как проверить датчик положения распредвала

Проверка индуктивного ДПРВ и датчика, основанного на эффекте Холла, схожи между собой. В процессе происходит замер значения напряжения между их выводами. Для этого вам понадобится мультиметр, способный измерять постоянное напряжение. Проверку работы датчика нужно начать со следующих процедур:

ДПРВ с тремя выводами

• Проверить подключение датчика к жгуту сигнальных проводов. К нему должны подходить +12 В и “масса” (см. рисунок).
• Если питание и “масса” на датчике есть, то необходимо завести двигатель и проверить наличие импульсов на сигнальном проводе.
• Проверить наличие влаги в соединителе. Для этого необходимо отсоединить от датчика штекер с сигнальными проводами и проверить сухость самой вилки и розетки. Если там имеется окисление или загрязнение, очистите и просушите.
• Проверьте изоляцию сигнальных проводов. Ее повреждение по статистике является самой распространенной причиной неисправности. Дело в том, что датчик находится в непосредственной близости к двигателю. Поэтому изоляция нагревается и со временем ломается и осыпается, приводя к замыканию цепи.
• Проверьте значение сопротивления изоляции индуктивного датчика. Как правило, оно составляет около 0,5. 1 кОм. У некоторых датчиков оно будет несколько кОм (подробную информацию уточняйте в мануале к вашей машине). Главное, чтобы изоляция не была нарушена.

Схема для проверки ДПРВ

Проверить работу датчика, основанном на эффекте Холла, можно следующим способом. Для этого собирают схему, изображенную на рисунке. На схеме: 1 — корпус датчика, 2 — штекерная колодка, 3 — резистор со значением сопротивления 0,5. 0,6 кОм, 4 — светодиод марки АЛ307, 5 — металлический предмет (например, отвертка). В качестве источника питания берут автомобильный аккумулятор. Для проверки необходимо перемещать металлический предмет вблизи датчика. Если он исправен, то светодиод должен кратковременно светиться. Если этого не происходит — значит, датчик неисправен.

Существует еще один способ для проверки датчика, основанного на эффекте Холла. Отсоединяем датчик от разъема, а к его выводам подсоединяем мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Включаем зажигание. Значение напряжения между “массой” датчика и общей “массой” должно быть 0 В. А напряжение между общей “массой” и контактом питания датчика должно находиться в пределах 10. 12 В. Возле корпуса необходимо перемещать металлический предмет. Если при этом значения на мультиметре будут меняться — датчик исправен. В противном случае — нет.

Проверка двухпроводного (индуктивного) датчика

Если на вашей машине установлен двухпроводный ДПРВ (индуктивного типа), то его проверку необходимо проводить в такой последовательности:

• Установите мультиметр на функцию измерения переменного напряжения.
• Поверните ключ зажигания без запуска двигателя.
• Проверить наличие напряжения в цепи. Для этого один контакт мультиметра подсоедините к “массе”, а другим проверить каждый провод в разъеме ДПРВ. Если ни на одном из них нет напряжения — датчик полностью неисправен.

Другой способ заключается в следующем:

• Запустите двигатель автомобиля.
• Один контакт мультиметра подсоедините к одному проводу датчика, второй контакт — к другому. Если датчик исправен, то вы увидите на тестере колеблющееся напряжение в пределах 0. 5 В (точное значение уточняйте в мануале вашего автомобиля). Если напряжения нет — датчик неисправен.

Проверка трехпроводного ДПРВ

Проверка датчика, основанного на эффекте Холла, проводится по следующему алгоритму:

• Установите мультиметр в режим измерения постоянного напряжения.
• Поверните ключ в зажигании, но без запуска двигателя.
• Один контакт прибора подсоедините к “массе”. Другой контакт — к проводу питания датчика. Сравните полученное напряжение с указанным в мануале к вашему автомобилю.

• Запустите двигатель.
• Подсоедините один контакт мультиметра к черному проводу датчика, второй контакт — к красному (провода питания). Полученное значение напряжения должно совпадать с указанным в мануале машины. Если на контактах электричества нет — датчик вышел из строя.

Как правило, датчик положения распредвала не поддается ремонту. Поэтому в случае его выхода из строя необходимо купить новый. Его цена составляет около 4. 10$ в зависимости от марки датчика и автомобиля.

Замена датчика распредвала

Датчик прикреплен к корпусу с помощью одного болта. Обычно он имеет головку на 10. Чтобы его открутить нужен торцевой ключ. Предварительно с ДПРВ необходимо снять фишку. После того, как вы открутили болт, аккуратно потяните датчик вверх, чтобы вытащить его из посадочного места.

Сборка происходит в обратном порядке. Посадочное место датчика уплотняется резиновым кольцом. Также учтите, что монтажный зазор между его торцом и верхней кромкой штифта-отметчика, должен быть в пределах 0,5…1,2 мм. Датчик устанавливают на место, закрепляют болтом и подсоединяют фишку.

Процесс замены ДПРВ на автомобиле «Лада»

Специалисты рекомендуют проводить замену датчика через каждые 100 тысяч километров пробега или раз в 5 лет (в зависимости от того, что наступит быстрее). Такая рекомендация вызвана тем фактом, что датчик работает в постоянном изменении температурного режима. В связи с этим происходит температурный перепад полупроводниковой начинки датчика, которая очень “не любит” этого.

Источники:

http://ustroistvo-avtomobilya.ru/diagnostirovanie/datchiki-chastoty-vrashheniya-dvigatelya/
http://www.autoopt.ru/articles/products/39478569/
http://topmekhanik.ru/datchik-polozheniya-kolenchatogo-vala/
http://zen.yandex.ru/media/id/5a8ac62177d0e645af4f1715/5b1645b777d0e6b3a92ac111
http://systemsauto.ru/electric/sensor_synchronization.html
http://etlib.ru/blog/172-datchik-polozheniya-raspredel-vala-opisanie-printsip-dejstviya