Датчик положения вала – принцип работы, устройство, неисправности, проверка
Датчик положения распредвала (назначение, ошибки, проверка)
На любом четырехтактном двигателе полный цикл совершается за два оборота коленчатого вала – один раз поршень подходит к верхней мертвой точке в конце такта сжатия, второй раз – в конце такта выпуска. Это позволяет на впрысковых моторах использовать в качестве опорного сигнала только момент отсчета от датчика положения коленчатого вала. При этом работа впрыска и зажигания называется нефазированной. В момент конца выпуска происходит вторая (холостая) искра, а форсунка открывается дважды, часть топлива подается на открытый впускной клапан, часть – на закрытый.
Таким образом система впрыска упрощается, не теряя каких-либо реально ощутимых владельцем качеств. Вместо индивидуальных катушек зажигания можно использовать пару сдоенных, как сделано на восьмиклапанных двигателях ВАЗ. Если взять «Рено», то у них и на моторах с индивидуальными катушками зажигания оно не фазировано: катушки 1-4 и 2-3 цилиндров соединены по первичным обмоткам последовательно и срабатывают одновременно.
Но вот подача части топлива на закрытый впускной клапан в один «прекрасный» момент пошла вразрез с требованиями экологов: из-за плохой испаряемости бензина на холодном двигателе на прогреве приходилось увеличивать подачу топлива. Даже эти миллилитры уже не вписывались в более жесткие экологические нормы, поэтому пришлось изобретать способ фазирования работы впрыска, чтобы топливо в цилиндр подавалось в момент такта впуска. А на моторах с непосредственным впрыском он должен происходить строго в один такт.
Как работает ДПРВ?
Содержание статьи
Датчик положения распредвала (сокращенно – ДПРВ) подает один импульс за один оборот вала. Поскольку распредвал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал, то мы получаем точную метку, определяющую такт впуска на одном из цилиндров. При этом рассчитать момент впрыска для цилиндров ЭБУ впрыска может очень просто.
Предположим, что импульс от ДПРВ приходит после метки начала отсчета для первого цилиндра. Тогда при получении сигнала ЭБУ производит подачу топлива в первый цилиндр, через половину оборота коленвала – в третий, при следующем проходе метки начала отсчета – в четвертый, еще через пол-оборота – во второй. При этом импульс от ДПРВ является «справочным», так как все моменты впрыска все равно жестко привязаны к зубцам венца датчика положения коленчатого вала.
Ну а где находится датчик распредвала? На головке блока цилиндров или реже – на клапанной крышке, непосредственно у «своего» распредвала.
Реже датчик положения распредвала дает серию импульсов, определяющую начало нужного такта в конкретном цилиндре. На многих «Ниссанах» для первого цилиндра датчик подает один импульс, для второго – два, и так далее.
Но фазирование впрыска – это не единственное, за что отвечает датчик распредвала. Поскольку ЭБУ впрыска может легко рассчитать временную задержку между моментом начала отсчета по ДПКВ и моментом получения импульса с ДПРВ, то появляется и возможность определения реального положения распредвала относительно коленвала. Если на моторах без изменения фаз газораспределения это имеет чисто диагностическую ценность (проверка правильности установки фаз ГРМ), то на моторах с фазовращателями ДПРВ является важным элементом обратной связи, позволяющим контролировать работоспособность системы управления газораспределением.
Конструктивно ДПРВ может быть выполнен на основе индуктивного датчика или датчика Холла. Первый проще, поскольку это лишь обмотка вокруг магнитного сердечника. Второй менее надежен и менее точен, зато подает на ЭБУ впрыска не синусоиду, амплитуда которой пропорциональна частоте вращения (что затрудняет обработку сигнала), а легко обрабатываемый «готовый» прямоугольный сигнал. Там, где нет необходимости в точном определении положения распредвала, а важен сам факт определения нужного оборота, чаще всего используется датчик Холла.
Неисправности датчика положения распредвала
Основная неисправность датчика распредвала на основе эффекта Холла – это его физический отказ (самого чувствительного элемента или выходной схемы, формирующей прямоугольные импульсы). У индуктивных датчиков происходит налипание микрочастиц стружки, возникающей при износе элементов газораспределительного механизма, на магнитный сердечник, из-за чего форма импульсов «размазывается», и они могут неправильно обрабатываться в ЭБУ впрыска.
Основные ошибки датчика распределительного вала по стандарту OBD-II:
- P0340 — Неисправность в цепи датчика положения распредвала
- P0341 — Неправильный показатель / не отрегулирован датчик положения распредвала
- P0342 — Датчик положения распределительного вала: низкий уровень сигнала
- P0343 -Датчик положения распределительного вала: высокий уровень сигнала
- P0344 — Неисправность датчика положения распредвала
Ошибка с кодом P0340 трактуется как признак чисто электрической неисправности, но на самом деле является наиболее общей: она вызывается и окислением контактов в разъеме, и растяжением цепи ГРМ. На «цепных» моторах в большинстве случаев в этом не виноват датчик распредвала, признаки неисправности как раз указывают на «уход» меток. Доводилось встречать машины, где эта ошибка после сброса возникала буквально через несколько минут, мотор трясло на холостых, ЭБУ фиксировал множественные пропуски воспламенения, но зато на высоких оборотах машина буквально «рвала из-под себя», что однозначно указывало на «запаздывание» распределительного вала впускных клапанов и как следствие – увеличенную фазу перекрытия. Из-за этого наполнение цилиндров на низких оборотах было недостаточным для нормальной работы двигателя, зато на высоких наполнение за счет инерции выхлопных газов и увеличенного времени перекрытия, наоборот, всасывал в цилиндры даже больше воздуха, чем ему было «положено».
Столкнувшись с проблемой из подобного «общего» ряда, стоит полагаться не на ее обозначение по стандарту OBD-II, а на процедуры направленной диагностики для конкретного автомобиля, так как разные ЭБУ впрыска фиксирует такие ошибки по разным причинам.
Ошибка P0341 указывает на более серьезные проблемы в моменте получения сигнала с ДПРВ относительно ДПКВ и уже однозначно может быть идентифицирована как признак проблем, не связанных с датчиком распредвала и его проводкой. Проверяем положение меток, на «бесшпоночных» моторах – выставляем распредвалы и коленвал специальными приспособлениями.
Зная, в какой момент на конкретном двигателе должен приходить сигнал от ДПРВ относительно момента отсчета по ДПКВ, на двухканальном осциллографе отклонение фаз увидим и без разборки.
Коды P0342/P0343 – это признаки отказа самого датчика распределительного вала или замыкания в проводке, реже – симптомы неисправности самого ЭБУ впрыска. При этом «мозги» фиксируют при вращении двигателя постоянно низкий или постоянно высокий сигнал с датчика, который не меняется в зависимости от такта работы мотора. При этом двигатель переходит на нефазированную работу впрыска и зажигания, что для водителя зачастую даже не заметно: расход горючего не меняется, приемистость остается прежней.
Код P0344 – симптом неустойчивого сигнала с датчика. Проблемы возникают из-за налипшей металлической стружки, окислен или разболтан разъем, изломлен провод от датчика до ЭБУ. На осциллограмме при этом видно «мусор» на сигнале.
Как проверить датчик распредвала?
Без осциллографа под рукой (здесь хватает возможностей простейшего китайского «конструктора» DSO-138) проверка возможна только базовая.
Контролируется состояние контактов в разъеме – плотность подключения, отсутствие влаги и следов окисления. На работающем моторе можно использовать светодиодный пробник: на датчиках Холла он попеременно моргает красным и белым светодиодом с частотой, пропорциональной частоте вращения двигателя. Если сигнал в таком виде доходит до разъема ЭБУ, то можно с достаточной уверенностью утверждать, что датчик и его проводка исправны.
Вас также заинтересует:
Стоит проверить установку фаз газораспределения, если зафиксированы ошибки из числа P0340, P0341. Сам датчик нужно извлечь и очистить от налипшей стружки, если она есть.
На ряде двигателей датчики положения коленчатого вала и распредвала унифицированы – можно в качестве диагностической меры поменять их местами. Если ошибка остается по распредвалу, то однозначно можно утверждать, что сам датчик абсолютно исправен.
Видео: Замена датчика положения распредвала
avtomotoprof.ru
принцип работы и способы диагностики
На шестерне или звёздочке распредвала есть задающие метки для формирования скачкообразных изменений магнитного поля, создаваемого ДФ. Метка может иметь форму выступа или, наоборот, углубления на шестерне ГРМ. На многих моторах установлены специальные задающие диски, имеющие максимально возможный для конструкции двигателя диаметр. Метка указывает на угол поворота распредвала и чем больше диаметр задающего диска, тем точнее метка обозначит угол поворота.
Наглядно это можно представить, попробовав расчертить круги диаметром, скажем, 1 сантиметр и 10 см, на секторы по одному градусу. На маленьком круге это сделать практически невозможно, а размеры большого вполне позволят ещё и отметить необходимые точки, находящиеся на определённом угловом расстоянии друг от друга.
Содержание статьи
Принцип работы датчика распредвала
Датчик положения распредвала
На ДФ подаётся напряжение, возбуждающее магнитное поле катушкой датчика. Задающая метка, попадая в это поле, создаёт скачкообразное его изменение, которое воспринимает датчик и преобразует в электрический импульс, посылаемый в электронный блок управления (“мозги”) двигателя.
Функционирование датчика распредвала основано на эффекте Холла.
Устройства подобного типа называются датчиками Холла и широко применяются в современной технике – бензопилы, косы и т.д. Отсутствие подвижных деталей делает их в несколько раз надёжнее, чем, допустим, применение контактных систем зажигания.
Аналогичное устройство считывает угол поворота коленчатого вала. Сигналы обеих обрабатываются ЭБУ по заданной программе. Датчик распределительного вала отвечает за своевременную подачу напряжения на топливные форсунки.
Кроме того, на двигателях с гидравлической подстройкой фаз сигналы ДПРВ, обработанные ЭБУ, позволяют изменять подачу масла в гидромуфты за счёт изменения напряжения, подающегося на управляющие соленоиды (например, на двигателях BMW).
Симптомы неисправности датчика положения распредвала
Диагностика датчика положения распредвала
При поломке ДПРВ двигатель переходит на попарно-параллельный тип впрыска топлива. Это означает, что форсунки осуществляют впрыск сразу по две для цилиндров, поршни которых находятся в сходных положениях, но разных рабочих тактах. То есть, например, поршни первого и третьего цилиндров двигаются вниз, но первый под действием вспышки топливной смеси в процессе такта рабочего хода, а третий – в такте впуска, но форсунки обеих осуществляют впрыск. Для третьего цилиндра это необходимо, но клапаны первого закрыты. В результате в третий цилиндр попадёт переобогащённая смесь. При дальнейшем вращении коленвала такты поменяются, и сложится аналогичная ситуация в первом цилиндре.
Такой тип впрыска происходит потому, что при поломке ДФ ЭБУ подаёт напряжение на форсунки, считывая только показания датчика коленвала, а тот не регистрирует фазы газораспределения, а только углы поворота маховика. В результате этого управляющий сигнал подаётся одновременно и на свечи зажигания и на форсунки. Проскочившая «лишний» раз искра на свече никак не повлияет на работу мотора, чего нельзя сказать об излишнем впрыске топлива.
Признаки поломки датчика распределительного вала:
- затруднённый пуск двигателя, вне зависимости от того, холодный он или прогретый;
- резкое увеличение расхода топлива;
- горит лампа «Check engine»;
- неустойчиво работает двигатель;
- повышенная рабочая температура охлаждающей жидкости.
При диагностике двигателя неисправности в цепи датчика положения распредвала ошибки имеют коды р0340 (ошибка датчика фазы) и р0343 (высокий уровень сигнала цепи ДПРВ). Причины сбоев работы датчика следующие:
- поломка датчика;
- обрыв в проводке;
- окисление контактов в соединительной колодке, вплоть до «отгнивания» проводов;
- неправильная (не по меткам) установка цепи или ремня ГРМ;
- отклонение от нормы бортового напряжения автомобиля;
- поломка или выпадение штифта (репера) на шестерне или задающем диске – в зависимости от конструкции.
Поиск неисправности
Диагностика датчика положения распредвала мультиметром
Перед началом работ по поиску причины отказа в любой электрической цепи автомобиля имейте в виду, что разъединять колодки («фишки») в проводке можно только при выключенном зажигании – иначе Вы рискуете спровоцировать скачок напряжения, ведущий к выходу из строя некоторых элементов системы управления двигателем.
Сначала произведите визуальный осмотр ДПРВ и ведущих к нему проводов. Зачастую провода, входящие в колодку датчика, окисляясь, отваливаются от клемм. Допускается проверить соединение, слегка подёргав отдельные проводки.
Замеры напряжения необходимо производить высокоомным вольтметром (в составе мультиметра), чтобы через слаботочные приборы не пропускать ток, могущий их сжечь.
Если осмотр не выявил ничего подозрительного, приступайте к проверке датчика распределительного вала мультиметром. Сначала отсоедините колодку от ДПРВ и замерьте питающее напряжение датчика. К его разъёму подходят три провода – питающие «+» и «-« и провод на ЭБУ. Между питающими (крайними) напряжение должно быть, как в бортовой сети автомобиля (при включенном зажигании). Минусовой («массовый») провод, как правило, чёрного цвета. Затем измерьте напряжение между минусовым проводом питания ДПРВ и «массой» двигателя. Норма – не более 0,2 вольта. Затем измерьте напряжение на среднем проводе, «врезав» в него вольтметр. Прокручивая двигатель стартером, измерьте напряжение. Исправный датчик будет выдавать колебания напряжения от 0,4 до 5 вольт.
Осуществив прозвонку, несложно сделать вывод, что неисправно – питающая цепь или сам ДПРВ. Проще проверить датчик, заменив его заведомо исправным, потому что тестером невозможно определить форму импульса, посылаемого устройством в ЭБУ. Такая задача по силам лишь осциллографу.
После того, как Вы обнаружите причину неисправности, последующий ремонт – восстановление проводки или замена датчика положения распредвала – не составит особого труда.
Подробнее о принципе работы датчика Холла – смотрите в видео на нашем сайте
mytopgear.ru
Датчики углового положения коленчатого и распределительного вала.
Микропроцессорное управление двигателем
Датчики углового положения коленчатого вала
Работоспособность любой системы зажигания зависит от информации об угле поворота коленчатого вала двигателя. Датчик углового положения коленчатого вала выдерживает жесткие условия работы в отсеке двигателя, должен обладать высокой надежностью, и при этом работать на любой частоте вращения коленчатого вала.
В настоящее время автомобильные системы зажигания используют ряд бесконтактных датчиков, работа которых основывается на различных физических явлениях. К ним относятся следующие датчики:
- магнитоэлектрические;
- работающие на эффекте Холла;
- высокочастотные;
- оптоэлектронные;
- токовихревые;
- работающие на эффекте Виганда;
- фотоэлектрические.
***
Магнитоэлектрические датчики
Наиболее распространенным типом магнитоэлектрического датчика является генераторный датчик коммутаторного типа с пульсирующим потоком. Его принцип действия заключается в изменении магнитного сопротивления магнитной цепи, содержащей магнитную обмотку, при изменении зазора с помощью распределителя потока (коммутатора).
На рис. 1 показана принципиальная схема магнитоэлектрического датчика коммутаторного типа.
При вращении зубчатого ротора в обмотке статора в соответствии с законом индукции возникает переменное напряжение. Когда один из зубцов ротора 4 приближается к полюсу статора, в обмотке 3 растет напряжение. При совпадении фронта зубца ротора с полюсом статора (со средней линией обмотки) напряжение на обмотке достигает максимума, затем быстро меняет знак и увеличивается в противоположном направлении до максимума при удалении зубца ротора. Напряжение очень быстро изменяется от положительного до отрицательного максимумов, поэтому нулевой переход (точка 0) между двумя максимумами используется для управления системой зажигания и получения точного момента подачи искры в цилиндр двигателя.
Однако точку перехода сложно уловить с помощью электроники, поскольку схема будет чувствительна к сигналам помех, т. е. не будет удовлетворять требованиям помехозащищенности. Поэтому для получения момента искрообразования используют точки максимума амплитуд (отрицательную или положительную), которые выбираются на допустимо низких уровнях. При этом обеспечивается нечувствительность схемы детектирования к помехам и надежное срабатывание схемы в период пуска двигателя.
Распределитель потока (зубчатый ротор) устанавливается на распределительный валик распределителя зажигания. Число его зубцов зависит от числа цилиндров двигателя. Магнитное поле создается, как правило, постоянным магнитом.
Рассмотренная выше магнитная система генераторного датчика очень чувствительна к влиянию паразитных изменений зазора, имеющих место из-за конструктивных допусков, износов, вибраций, передаваемых двигателем деталям, входящим в состав магнитной цепи. Это приводит к асинхронности момента искрообразования по цилиндрам двигателя.
Поэтому на практике применяется симметричная магнитная система, которая обеспечивает для каждого положения распределителя потока средний зазор, являющийся суммой элементарных зазоров.
Принципиальная схема генераторного датчика коммутаторного типа с симметричной магнитной системой для четырехцилиндрового двигателя приведена на рис. 3 .
Создание постоянных магнитов на основе новых магнитных материалов, таких, как магнитопласты, магниторезина, позволило резко снизить стоимость и массу датчиков, увеличить их надежность.
***
Датчики с переменным потоком
Датчик с переменным потоком состоит из неподвижной катушки и постоянного магнита, жестко связанного с валиком распределителя зажигания, причем число пар полюсов в магните равно количеству цилиндров двигателя. Такие магнитные системы называются датчиками с вращающимися магнитами (рис. 4 ).
Работа датчика определяется знакопеременным магнитным потоком и симметричной формой выходного напряжения. Сигнал датчика с вращающимся магнитом требует более тщательной обработки в цепи детектирования для компенсации электрического смещения момента искрообразования в зоне низких частот вращения валика распределителя зажигания.
***
Датчики, работающие на эффекте Холла
Благодаря развитию микроэлектроники широкое распространение получили датчики углового положения, работающие на эффекте Холла. Эффект Холла возникает в пластине из проводника или полупроводника при внесении ее в магнитное поле и пропускании через пластину электрического тока. При определенных условиях между противоположными гранями пластины возникает ЭДС Холла, которая может использоваться в качестве сигнала для определения момента искрообразования.
Более подробно эффект Холла описан на этой странице.
Недостатком систем, работающих на эффекте Холла, является высокая чувствительность к внешним магнитным и электрическим помехам. Величина ЭДС Холла очень мала, поэтому должна быть усилена непосредственно вблизи датчика для того, чтобы устранить влияние радио- и электропомех. Поэтому конструктивно датчики Холла часто выполняются в виде интегральной микросхемы, содержащей усилитель сигнала.
При изготовлении полупроводниковых пластин датчиков Холла наиболее часто используются германий (Ge), кремний (Si), арсенид галлия (GaAs), арсенид индия (InAs), антимонид индия (InSb).
***
Датчики Виганда
Принцип действия таких датчиков основан на эффекте Виганда.
Джон Ричард Виганд (John R. Wiegand) — американский физик и изобретатель. Открыл, описал и исследовал физический феномен, который возникает в специальной «проволоке Виганда» при помещении её в магнитное поле.
Феномен, описанный Д. Вигандом заключается в том, что если ферромагнитную проволоку, имеющую специальный химический состав и физическую структуру, внести в магнитное поле, то произойдет спонтанное изменение ее магнитной поляризации, как только напряженность поля превысит некоторое предельное значение, называемое порогом зажигания. Изменение состояния проволоки Виганда можно регистрировать при помощи электромагнитной обмотки, размещенной рядом с ней. Проволока Виганда представляет собой ферромагнитное тело, состоящее из магнитомягкой сердцевины и магнитотвердой внешней оболочки.
Проволока изготавливается из специального ферромагнитного сплава типа викаллой (примерный состав — 10% ванадия, 52% кобальта и железа). Точный состав материала проволоки, а также технология ее изготовления, как правило, являются секретом фирм, производящих датчики.
Чувствительные элементы Виганда применяются в датчиках скорости, угла поворота и положения, в расходомерах, для считывания пластиковых идентификационных карт и других технических устройствах.
К достоинствам датчиков Виганда следует отнести независимость от влияния внешних электрических и магнитных полей, широкий температурный диапазон работы, работу без источника питания.
***
Автомобильные бензины
k-a-t.ru
Датчик положения распределительного вала — 30 Ноября 2016 — АвтоБлог
Переход от карбюраторной системы питания двигателя к системе впрыска топлива, потребовал от разработчиков автомобильных систем новых технических решений. Ведь необходимо было четко рассчитать время для впрыска топлива, а также для подачи искры.
- Первоначально для этого использовали датчик положения коленчатого вала (ДПКВ). Из-за того, что коленчатый вал вращается в два раза быстрей, чем распределительный, этот датчик не способен определить, где конкретно находится поршень, в конце такта сжатия или такта выпуска.
В первых серийных системах центрального впрыска, топливо впрыскивалось во впускной коллектор с помощью форсунки. Более точное дозирование топлива форсункой делало такие двигатели более экологичными и экономичными, чем с карбюраторной системой, но не давали в полной мере реализовать их потенциал.
Распределенный впрыск топлива отличается тем, что во впускном тракте каждого цилиндра имеется отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра.
- Если топливо впрыскивается не во время такта впуска, то оно растекается по стенкам коллектора, и в начале такта впуска, его часть останется на стенках. Такая топливовоздушная смесь попадет в цилиндр переобедненной.
В связи с этим имеется потребность отслеживать положение распределительного вала, так как от него зависит работа клапанов и фазы газораспределения. Эту функцию выполняет датчик положения распределительного вала (ДПРВ).
Назначение
Датчик положения распределительного вала предназначен для определения углового положения распределительного вала. Это информация используется системой управления двигателя для управления впрыском топлива, зажиганием и другими системами двигателя, например, системой изменения фаз газораспределения.
Устройство и принцип работы
Наиболее распространенными датчиками положения распределительного вала являются: индукционные (датчики генераторного типа) и магнитоэлектрические датчики Холла. Оба типа датчиков передают сигнал напряжения контроллеру двигателя.
Индукционные датчики
Эти датчики (рис. 1) наиболее распространены и представляет собой катушку индуктивности, намотанную на каркасе, внутри которого расположен сердечник. На рисунке 2 представлена конструктивная схема подобных датчиков.
Рис. 1. Индукционный ДПРВ
Рис.2. Схема индукционного датчика: 1-постоянный магнит; 2-корпус; 3-место крепления; 4-сердечник; 5-обмотка; 6-выступ или маркерный (задающий) штифт
Индукционный датчик производит собственный аналоговый сигнал (рис. 3) переменного напряжения (синусоидальная волна), который преобразуется в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в контроллере.
Рис. 3. Осциллограмма индукционного ДПРВ
Возможны варианты установки датчика данного типа на двигатели.
1. Датчик устанавливается перпендикулярно распределительному валу над местом, где на распределительном валу установлен маркерный (задающий) штифт (рис. 4). При прохождении маркерного штифта датчик передает сигнал контроллеру, о положении поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке конца такта сжатия. При этом, система управления обеспечивает последовательный впрыск топлива и зажигание топливно-воздушной смеси, в соответствие с порядком работы цилиндров двигателя.
Подобная система используется на автомобилях ВАЗ 2113-2115 с 8-ми клапанным двигателем объемом 1.5 л.
Рис. 4. Маркерный (задающий) штифт на распределительном валу
2. Датчик располагается перпендикулярно меткам на стальном диске (рис. 5), который установлен на шкиву распределительного вала. Метки сделаны в виде выступов. При прохождении меток датчик получает информацию о положении распределительного вала. Подобные системы более совершенны, так как позволяет определить несколько положений распределительного вала.
На схеме предоставлен вариант реализации данной системы на автомобилях фирмы Subaru.
Рис. 5. Схема работы индукционного ДПРВ и его осциллограмма
Магнитоэлектрический датчик Холла (Hall/MRE)
Принцип действия датчика Холла (рис. 6) основан на изменении направления движения носителей заряда (изменении напряжения) в полупроводнике при изменении пересекающего его магнитного поля создаваемого постоянным магнитом, расположенным в датчике.
Рис. 6. ДПРВ, построенный на магнитоэлектрический эффекте Холла
Изменение магнитного поля происходит при замыкании магнитного зазора репером (рис. 7). Репер располагается на зубчатом колесе (или шкиве) распределительного вала или на специальном задающем диске, закрепленном на валу. При прохождении сигнального отверстия репера мимо датчика в нем возникает импульс напряжения, передаваемый в электронный блок управления.
На основании сигналов датчика (рис. 8) контроллер двигателя распознает положение поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке такта сжатия, обеспечивает впрыск топлива и зажигание топливно-воздушной смеси.
Некоторые производители систем управления используют одинаковый сигнал, некоторые — сложный (форма экрана), по которому можно вычислить дефектный цилиндр при неравномерной работе двигателя.
Рис. 7. Общий вид ДПРВ: 1-шкив распределительного вала, 2-репер, 3-ДПРВ, 4-сигнальное отверстие репера
Увеличив число сигнальных отверстий на репере и скорректировав программу работы контроллера можно получить более подробную информацию о положении распределительного вала.
Рис.8. Осциллограмма ДПРВ на основе магнитоэлектрического эффекта Холла
Неисправности
Первым признаком неисправности датчика распредвала или его цепей является переобогащение топливовоздушной смеси в бензиновых двигателях, т.к. ЭБУ двигателя переходит от режима фазированного, на режим одновременного впрыска топлива. В некоторых системах управления (Audi 100, 2.8 л, двигатель ААН) отключаются функции управления зажиганием.
В индукционных датчиках случаются обрывы обмотки, межвитковое замыкание, повреждение проводов или разъема.
Датчики Холла выходят из строя из-за неисправности электрической части.
Методика проверки
Индукционные датчики имеют сопротивление от 200 до 900 Ом, которое можно измерить омметром.
Датчики Холла проверяют в отсоединённом и в присоединённом к общей схеме состоянии. На сигнальном выводе при вращении вала должно появляться и исчезать напряжение.
www.autoscience.ru
Как проверить датчик распредвала
Датчик положения распределительного вала (ДПРВ) служит для того, чтобы определять угловые положения ГРМ по отношению к положению коленвала. Сигналы от указанного датчика подаются на ЭБУ двигателем, который осуществляет коррекцию топливного впрыска и зажигания. Также ДПРВ работает в связке с датчиком частоты вращения коленвала.
Сбои в работе датчика на бензиновых агрегатах, которые проявляются в отсутствии импульса на блок управления, зачастую не позволяют завести двигатель автомобиля. В дизельных моторах запуск может быть осложнен, но возможен. Дизельный двигатель будет работать и даже повторно заводиться после остановки, так как ЭБУ параллельно получает импульсы от датчика частоты вращения коленвала.
Рекомендуем также прочитать статью об устройстве датчика Холла. Из этой статьи вы узнаете о конструкции, принципах работы устройств и их применении на автомобилях.Читайте в этой статье
Назначение датчика положения распредвала
Основой датчика для определения положения распределительного вала выступает эффект Холла. По этой причине ДПРВ также называется датчиком Холла. Изменение магнитного поля в таком датчике осуществляется в тот момент, когда происходит замыкание магнитного зазора.
Указанный зазор замыкается при помощи специального стального зубца. Такой зубец (репер) может быть расположен на зубчатом колесе распредевала. Еще одним местом расположения данного элемента выступает задающий диск, который крепится на валу.
Когда зуб проходит рядом с датчиком положения распредвала, в датчике появляется напряжение и формируется сигнал. Указанный сигнал поступает в ЭБУ.
Чем быстрее или медленнее вращается распредвал, тем большей или меньшей оказывается частота импульсов от датчика за определенный временной отрезок. Блок управления берет за основу эти сигналы, определяя положение поршня в первом цилиндре.Под таким положением следует понимать нахождение поршня в ВМТ (верхняя мертвая точка в конце такта сжатия). Данное решение позволяет обеспечить своевременный топливный впрыск и последующее образование искры свечой зажигания для воспламенения рабочей смеси.
Моторы с системой изменяемых фаз газораспределения могут быть оборудованы датчиками Холла как на распредвале впускных клапанов, так и на выпуске. В этом случае ДПРВ управляют указанной системой.
Датчик распредвала на дизельном двигателе
На дизельном двигателе датчик положения распределительного вала работает иначе сравнительно с бензиновым аналогом. Импульсы от датчика фиксируют положение поршня в ВМТ не в 1-ом цилиндре, а во всех. Подобное решение позволяет добиться максимально точного определения положения распредвала по отношению к коленвалу. В дизеле ДПРВ отвечает за эффективность запуска и стабильность работы силового агрегата данного типа на разных режимах эксплуатации.
В дизеле определенные изменения конструкции присутствуют на задающем диске. Зубья на указанном элементе выполнены для каждого цилиндра ДВС и устанавливаются на определенном расстоянии. В качестве примера рассмотрим дизельный двигатель, который имеет 4 цилиндра. В таком моторе задающий диск имеет 7 зубьев (4 зуба основные, расположены под углом в 90 градусов по отношению друг к другу). Также имеются дополнительные 3 зуба, позволяющие идентифицировать цилиндры по отдельности. Эти зубья расположены на определенном удалении от основных, чтобы точно определить положения поршня в каждом отдельно взятом цилиндре.
Самостоятельная проверка
Распространенной неисправностью ДВС с электронным впрыском являются сбои в работе датчика положения распределительного вала. В списке признаков, указывающих на проблемы с датчиком, отмечают:
- затрудненный пуск;
- неустойчивую работу двигателя;
- двигатель трясется, работает перебоями;
- возможно загорание «check» на панели приборов;
- Первым шагом становится обнаружение посадочного гнезда ДПРВ, который устанавливается в области ГБЦ. В месте установки необходимо найти специальное уплотнительное кольцо. Указанное кольцо необходимо осмотреть, так как нарушение его целостности и другие деформации могут привести к неисправностям датчика.
- Дополнительно потребуется осмотреть сам корпус датчика, а также зубчатый ротор. Наличие повреждений или присутствие металлической стружки также указывают на поломку датчика.
Чтобы самому поверить датчик положения распредвала необходимо воспользоваться тестером/мультиметром. Обязательным условием перед проверкой является отключение зажигания. После можно начать отсоединение проводов от устройства. Зачастую проводка закреплена при помощи стандартных разъемов. Отключение производится посредством нажатия на специальный фиксатор-защелку колодки.
- Далее необходимо изучить сам разъем. На таком разъеме должны присутствовать контакты: плюсовой контакт, минусовая «масса», контакт для передачи сигнала.
- Затем необходимо включить зажигание, после чего вольтметром производится замер напряжения на плюсовом контакте датчика положения распредвала. Массу тестера нужно подключить к массе двигателя. Данный замер должен по напряжению быть аналогичным показателю напряжения на клеммах АКБ. В случае отклонений в показаниях напряжения сравнительно с питанием можно сделать вывод, что имеются неисправности в электрической цепи питания датчика положения распредвала.
- Аналогичным образом производится замер напряжение на «массе» датчика. Напряжение на указанном контакте должно быть нулевым.
- После необходимо выполнить подключение плюсового и минусового провода датчика. Средний контакт датчика подключается через тестер. Получается, одни щуп вольтметра прикладывается к сигнальному выводу датчика, а другой запитывается на вход в системе управления. Для решения такой задачи не редко сигнальный провод перерезается, а щуп мультиметра прикладывается к открытым проводам.
- Затем двигатель прокручивается стартером. Рабочий датчик покажет напряжение, которое может колебаться от 0.4 до 5 вольт. Отклонения от указанных значений указывают на необходимость замены ДПРВ.
Чтобы самому заменить датчик положения распредвала потребуется отсоединить от него повода, удалить крепеж и вынуть устройство из посадочного места. Подключение исправного элемента осуществляется в обратном порядке.
Читайте также
krutimotor.ru
Датчик положения распредвала. Принцип работы, диагностика.
Каждый автомобиль имеет свое «сердце» — мотор, а также и другие немаловажные «органы», без которых его работа просто невозможна. Одним из таких составляющих «организма» автомобиля является ДПРВ (датчик положения распредвала).
Роль под капотом
Датчик положения распределительного вала или, как его еще называют, датчик фаз – это элемент, играющий большую роль в системе управления работой двигателя внутреннего сгорания. Для правильной работы систем впрыска и зажигания топлива ЭБУ использует информацию, поступающую на блок управления двигателем с ДПРВ.
Корректная работа двигателя автомобиля невозможна без помогающих ему в этом устройств. Датчик положения распредвала – это один из основных устройств. Его главной задачей является обозначение положения распределительного вала. Иными словами, контроль фаз газораспределительного механизма.
От исправности работы контроллера зависят точность момента подачи топлива в соответствующий цилиндр и зажигания топливно-воздушной смеси.
ДПРВ – принцип работы
Эдвин Холл – американский физик, на эффекте которого и базируется принцип работы данного контроллера. Второе имя подобных устройств – датчики Холла.
Что же фиксирует сам датчик распредвала? Система контроля состоит из двух основных элементов: магнитное поле, расположенное в корпусе и репера, расположенного на валу распределителя зажигания. Момент изменения магнитного поля происходит, когда металлический зуб проходит вблизи датчика. Сигнал о замыкании магнитного поля передается «мозговому» центру управления ДВС, позволяя рассчитать идеальный момент впрыскивания и поджигания топливно-воздушной смеси.
В случае с дизельными ДВС, система призвана сообщать момент достижения поршнями ВМТ.
Диагностика
К признакам неисправности относятся следующие симптомы:
- увеличенный расход топлива;
- проблемы с запуском;
- нестабильная работа мотора.
Диагностику и определение того, что нужна замена датчика распредвала, можно осуществить своими руками. Лампа диагностики автомобиля – это первый и самый простой способ узнать, что с Вашим автомобилем что-то не так. В случае загорания иконки «Check engine» на приборной панели, необходимо произвести компьютерную диагностику. Считать коды ошибок можно в специальная инструкции по эксплуатации, которая прилагается к каждому автомобилю.
Датчик положения распределительного вала – как проверять?
Каждый водитель должен знать, как проверить датчик распредвала. В случае обнаружения проблем в работе двигателя, при проведении диагностики нужно проверить в первую очередь сам ДПРВ. Осуществить подобную диагностику лучше всего тестером (мультиметром). Проверка проходит поэтапно:
- для начала нужно убедиться в том, что в электрической цепи имеется напряжение. Сделать это можно следующим образом: при включенном зажигании проверяем напряжение на проводках, подходящих к разъему. В случае не обнаружения нужно обратить внимание в первую очередь на проводки, вся проблема может быть именно в них.
- проверяем заземление (наличие отрицательного заряда) с корпусом ДВС;
- далее подключаем провода вольтметра к сигнальному проводу разъема и корпусом для получения «-». При проворачивании стартером изменения в напряжении будут происходить с заметным изменением на вольтметре в пределах 0-5 В. В случае отсутствия изменений показаний, нужно заменить датчик распредвала.
Как поменять ДПРВ?
Очень часто владельцы автомобилей при выявлении поломки датчика распредвала сомневаются в своих возможностях и доверяют ТС работникам автосервиса. Но ведь замена датчика распредвала – миссия выполнимая, даже для новичков.
Накидные ключи и хорошая отвертка – это все необходимые инструменты для замены. Прежде чем начать процедуру замены, нужно убрать защитный кожух ГРМ. Помните, что при выполнении «операции» по замене ДПРВ нужно быть предельно аккуратным. Если какая-то деталь свалится внутрь «организма» автомобиля, дополнительной работы не избежать.
autolirika.ru
Датчик положения коленчатого вала
Датчик положения коленвала — единственный датчик, при поломке которого двигатель точно не заведется
ДвигательДатчик положения коленвала обеспечивает блок управления информацией о том, в каком положении находятся поршни в цилиндрах.
Виды датчиков положения коленвала
Магнитный датчик
В основе действия магнитных или магниторезистивных датчиков лежит принцип изменения чувствительного элемента под воздействием внешнего магнитного поля. Датчик реагирует при прохождении вблизи чувствительного элемента северного или южного полюса постоянного магнита. Когда в поле действия чувствительного элемента проходит северный полюс магнита, он включается и остается во включенном состоянии до тех пор, пока мимо не пройдет южный полюс. Тогда контакты выключателя размыкаются до следующего прохода противоположного полюса. Блок управления двигателелем интерпретирует этот появляющийся и исчезающий сигнал как указание на разное положение коленчатого вала. Для управления чувствительным элементом на коленчатый вал, вблизи которого установлен магнитный датчик, надевают кольцо из специального ферромагнитного материала.
В основе принципа работы датчика положения коленвала, как и в работе многих других автомобильных датчиков, используются различные феноменальные свойства материалов, открытые физиками
Датчик Холла
Эффект Холла — возникновения так называемого холловского напряжения при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. В случае с датчиком положения коленвала встроенный в него проводник с постоянным током помещен рядом с зубчатым кольцом из ферромагнитного материала, укрепленном на торце коленвала. Интерпретация сигнала блоком управления двигателем основана на понижении и повышении напряжения тока, исходящего от датчика, в моменты сближения и удаления от зубьев кольца.
Вне зависимости от конструкции датчик положения коленчатого вала двигателя обеспечивает формирование импульсных сигналов. Они необходимы для определения текущего цикла (сжатия, рабочего и тп), момента открытия форсунок и управления углом опережения зажигания.
Чем ДПКВ отличается от ВМТ?
В руководствах по ремонту и эксплуатации автомобилей различных марок можно встретить различные названия датчика детонации. К примеру, это может быть ДПКВ (датчик положения коленчатого вала) или датчик ВМТ (датчик верхней мертвой точки). Вне зависимости от названия, речь идет об одном и том же электрическом приборе, относящемся к категории импульсных или магнитных датчиков и осуществляющем слежение за положением коленвала.
Особенности эксплуатации датчика положения коленвала
Ввиду того, что датчик положения коленвала относится к бесконтактным электрическим приборам, выход его из строя происходит нечасто. Как правило, это случается из-за деградации чувствительного элемента под воздействием химически активных веществ (масла, соли, реагентов, токсичных газов и тп), либо по причине возникновения короткого замыкания в бортовой сети автомобиля.
Датчик не имеет механических подвижных частей, поэтому из строя выходит достаточно редко. Чаще всего в его отказе виновата разрушенная коррозией проводка
Сам по себе датчик положения коленвала «барахлить», то есть работать с переменным успехом не может. Если он выходит из строя, этот процесс необратим, и заново «включиться» он не может.
Гораздо более распространенный случай – постепенная частичная деградация проводки датчика под воздействием вышеперечисленных негативных факторов (реагент, соль и тп). В любом случае, характер неисправности лучше всего выяснять в процессе диагностики специальным диагностическим сканером, который должен быть в любом автосервисе.
При сбое в работе датчика на приборной панели современного автомобиля загорится сигнализатор «check engine». Если после диагностики выяснилось, что дело не в проводке, а в самом датчике, необходимо его заменить.
Можно ли заменить ДПКВ самостоятельно?
Датчик всегда крепится к картеру двигателя, к нижней его части, как правило, при помощи одного или двух болтов. Прежде чем заменить его, необходимо снять с задней части датчика разъем. Затем вывернуть болты, вынуть испорченный датчик, установить новый в том же положении (как правило, в другом положении установить его просто не получится), закрепить болтами и вернуть на место разъем.
После замены бывает необходимо стереть ошибку из памяти блока управления, чтобы погасить сигнализатор «check engine». Для этого к блоку нужно буде подключить диагностический сканер.
blamper.ru