Принцип работы датчика коленвала

Датчик положения коленвала

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) — небольшой измерительный прибор, имеющий критически важное значение для правильной работы автомобильного двигателя. Выход из строя или неполадки датчика негативно сказываются на работе мотора и могут привести к полному отказу силового агрегата.

Назначение и принцип работы датчика положения коленвала

Датчик положения коленвала (ДПКВ, датчик синхронизации) является компонентом электронной системы управления двигателем. Поэтому датчик имеется только у современных автомобилей, оснащенных электронным блоком управления (ЭБУ) двигателя.

Функцией датчика положения коленвала является передача сигналов на электронный блок управления двигателем о положении коленчатого вала, а также о скорости и направлении его вращения. Тем самым датчик влияет на функционирование основных систем мотора, в том числе на зажигание, газораспределение, питание и т. д. Основываясь на показаниях, переданных ДПКВ, электронный блок управления решает следующий круг задач:

  • определяет момент впрыска и продолжительность работы форсунок (управление системой впрыска топлива);
  • осуществляет контроль момента зажигания в каждом из цилиндров мотора (управление системой зажигания);
  • определяет момент прохождения верхней и нижней мертвых точек поршнями первого или четвертого цилиндров;
  • управляет системой фаз газораспределения;
  • управляет работой отдельных компонентов системы улавливания паров топлива;
  • контролирует и корректирует работу других систем двигателя.

Сам по себе датчик представляет собой стальной сердечник с обмоткой из медной проволоки, залитый компаундной смолой и помещенный в пластиковый корпус. Особенностью датчика является наличие провода длиной 50-70 сантиметров, заканчивающегося специальным разъемом, который подключается к блоку управления двигателем.

Выделяется 3 основных разновидности ДПКВ.

  1. Магнитный (индуктивный) датчик — самый распространенный вариант, не требующий отдельного питания. Формирование сигнала на электронный блок управления осуществляется в момент, когда специальная метка осуществляет проход через магнитное поле, создаваемое в зоне нахождения датчика. Одновременно магнитный датчик может выполнять функцию датчика скорости.
  2. Датчик Холла, принцип работы которого основан на эффекте Холла (возникновении поперечной разности потенциалов). Сигнал на ЭБУ из ДПКВ поступает в тот момент, когда к датчику подступает изменяющееся магнитное поле. Синхронизирующий диск перекрывает поле, а зубья диска вступает во взаимодействие с магнитным полем ДПКВ. Датчик подобного типа одновременно может выполнять функцию датчика распределителя зажигания.
  3. Оптический датчик, чей принцип работы основан на взаимодействии с диском синхронизации посредством перекрытия оптического потока, проходящего между светодиодом и специальным приемником. Приемник фиксирует перекрытие светового потока и формирует импульс напряжения, который передавается от ДПКВ к электронному блоку управления двигателем.

Чаще всего на автомобилях встречаются магнитные измерители и датчика Холла — многофункциональность этих приборов делает их более востребованными, чем оптические измерители положения коленвала, которые являются устаревшим решением.

Признаки неисправности датчика

Достаточная простота конструкции датчика приводит к тому, что чаще всего он либо функционирует в штатном режиме, либо не работает вовсе. Периодические сбои в работе ДПКВ встречаются достаточно редко.

Признаки неисправности датчика проявляются следующим образом:

  • возникают детонации топлива на высоких оборотах двигателя;
  • снижается мощность силового агрегата, мотор, что называется, не тянет, особенно при выполнении обгона, большой загрузке или езде в гору;
  • обороты двигателя начинают неконтролируемо плавать как во время движения, так и на холостом ходу;
  • увеличивается расход топлива;
  • появляются провалы при нажатии педали газа (двигатель не набирает обороты);
  • возможны отказы в зажигании двигателя;
  • на приборной панели загорается ошибка двигателя (код ошибки P0336 — «Ошибка датчика положения коленчатого вала»).

Данные проявления также могут быть характерны для сбоев в работе или неисправности других датчиков, обеспечивающих нормальную работы двигателя. Поэтому для подтверждения того, что проблема кроется именно в датчике положения коленвала, необходимо провести диагностику работы ДПКВ.

Возможные причины неисправности

Причины поломки датчика положения коленвала могут быть разнообразны. Наиболее часто встречаются следующие неисправности.

  1. Обрыв обмотки, короткое замыкание либо нарушение контакта, в результате чего сигнал от датчика не поступает в электронный блок управления. Чаще всего встречается обрыв обмотки датчика, реже — повреждение изоляции или перелом подводящего провода.
  2. Нарушение положенного расстояния между диском синхронизации и стальным сердечником ДПКВ. Заданное расстояние между ними обычно составляет от 0,5 до 1,5 мм и регулируется с помощью регулировочных шайб. При нарушении указанных параметров происходит сбой в работе датчика, в результате чего на ЭБУ передаются неверные данные либо они не поступают вовсе. Причиной нарушения расстояния между сердечником и диском синхронизации могут быть попавшая в зазор грязь или пыль, неправильная установка при замене датчика или проведении других ремонтных работ, механическое воздействие в результате аварии т. д.
  3. Повреждение диска синхронизации, обеспечивающего формирование сигнала. Причиной также могут быть механические повреждения, физический износ, попадание инородных тел, загрязнение зубьев диска и т. д.
  4. Повреждение светодиода или приемника сигнала у датчика оптического типа. Причины выхода из строя детали аналогичны — грязь, механическое воздействие и т. д.

В большинстве случаев неисправности датчика приводят к его замене из-за низкой ремонтопригодности измерителя. Корпус ДПКВ является неразборным, поэтому замена обмотки или сердечника невозможна. Исключением является нарушение изоляции провода датчика — в этом случае можно обойтись изолированием или заменой провода.

Проверка датчика положения коленвала

Как уже говорилось, проявление неисправности датчика положения коленвала имеет схожие симптомы с выходом из строя других датчиков, обеспечивающих оптимальную работу двигателя. Поэтому диагностика является необходимым этапом перед заменой измерителя.

Проверить исправность датчика положения коленвала можно тремя различными способами:

  • измерив сопротивление с помощью омметра (мультиметра);
  • проверив значение индуктивности;
  • измерив параметры электрического сигнала с помощью осциллографа.

При измерении сопротивления с помощью омметра или мультиметра необходимое значение должно составлять 600-1000 Ом. Измерение осуществляется посредством прикладывания щупа прибора к катушке индуктивности.

Для измерения значения индуктивности понадобится мегаомметр, вольтметр, высокоточный измеритель индуктивности и трансформатор сетевого типа. При замере индуктивности показатели должны укладываться в диапазон 200-400 мГн. Мегаомметром измеряются показатели сопротивления между проводами катушек (в норме — не ниже 0,5 мОм). Отклонения указанных показателей свидетельствует о неисправности ДПКВ. С помощью трансформатора сетевого типа после измерения осуществляется размагничивание катушек.

Проверка датчика с помощью осциллографа производится при заведенном двигателе. Щупы прибора подсоединяются к проводам, ведущим к катушке. Данные о работоспособности датчика визуализируются непосредственно я на экране осциллографа в виде показателей амплитуды и формы сигналов.

Замена датчика положения коленвала

Для замены нужно использовать исключительно датчик того типа, который был установлен на автомобиль ранее и был рекомендован автопроизводителем. Неподходящие датчики могут давать погрешности в измерениях, что обязательно скажется на работе двигателя.

Замена датчика обычно не доставляет серьезных трудностей. Для этого ДПКВ необходимо обесточить, отсоединив клеммную колодку от измерителя. Затем нужно с помощью рожкового ключа на 10 открутить болт (болты) крепления датчика. После этого измеритель нужно вынуть из посадочного гнезда и установить в него новый датчик.

После установки ДПКВ нужно отрегулировать расстояние между ним и торцом диска синхронизации. Оно должно составлять от 0,5 до 1,5 мм (точные данные — в мануале по пользованию автомобилем). Регулировка осуществляется с помощью регулировочных шайб. После установки нового датчика мотор должен начать работать в штатном режиме. Если этого не произошло, необходимо сбросить ошибки двигателя и откалибровать датчик.

Симптомы неисправности датчика коленвала

Признаки неисправности датчика коленвала предупреждают водителя о том, что необходимо провести срочный ремонт, оказывает непосредственное влияние на работу двигателя. Этот агрегат точечно определяет момент, когда в цилиндр ДВС нужно подать горячее. Если не устранить неисправности датчика, то двигатель перестанет работать.

Что такое датчик коленвала

Датчик оборотов коленвала — это прибор, который установлен на автомобилях, оснащенных электронной системой управления двигателем. Он дает возможность двигателю контролировать местоположение коленвала. Такого рода контроль требуется для того, чтобы обеспечить стабильное функционирование системы топливного впрыска.

Симптомы неисправности датчика коленвала способны повлечь остановку мотора, поэтому необходимо вовремя заметить основные признаки неисправности ДПКВ. Нарушение в работе ДПКВ провоцирует возникновение неполадок в системе питания, которая начинает блокировать своевременную подачу горючего. Это приводит к тому, что система зажигания не поджигает топливно-воздушную смесь.

Расположение датчика коленвала

Место расположения ДПКВ — это кронштейн, который находится в центральной части шкива на приводе генератора. Он устанавливается рядом с конструкцией зубчатого шкива привода с промежутком в 1-1.5 мм.

Чтобы заменить датчик или выполнить его регулировку, к нему необходимо подсоединить провод длиной 50-70 см. Чтобы выставить или откорректировать положение, нужно отрегулировать шайбу, которая закреплена над посадочным гнездом ДПКВ.

Перед тем как поменять данный прибор, рекомендуется провести его диагностику. Многих автолюбителей волнует вопрос о том, что еще необходимо сделать, прежде чем его снимать — снять следует замеры по соотношению болтов крепления к корпусу и положению ДПКВ.

Как работает датчик коленвала

Многих интересует вопрос о том, зачем нужен датчик коленвала. Этот прибор напрямую влияет на продуктивность двигателя автомобиля.

Нарушение провоцирует сбои в работе ДВС или остановку мотора, влияющей на работу двигателя.

В функции ДПКВ входит:

  • синхронизация работы топливных форсунок;
  • синхронизация системы зажигания.

Принцип работы ДПКВ сводится к тому, что он подает сигнал на ЭБУ. Данное сообщение говорит о позиции, в которой находится коленвал. Такой сигнал содержит в себе информацию о частоте и направлении вращения коленчатого вала.

Устройство датчика коленвала

Система данного элемента коленчатого вала включает в себя:

  • Обмотка датчика
  • Корпус
  • Уплотнитель
  • Привод
  • Кронштейн креплениея
  • Магнитопровод
  • Диск синхронизации

Ремонт предполагает необходимость прозвонить ДПКВ, используя для этого омметр. Для этих целей необходимо произвести замеры сопротивления на обмотке агрегата.

Признаки неисправности датчика коленвала

Признаки неисправности датчика положения коленвала:

  • нарушение плавного процесса сгорания топливно-воздушной смеси (детонация) в двигателе при динамической нагрузке;
  • на холостом ходу обороты становятся неустойчивыми;
  • низкий уровень мощности двигателя транспортного средства;
  • снижение уровня динамики автомобиля;
  • двигатель не реагирует на зажигание, т.е. он не заводится;
  • машина дергается по ходу движения;
  • неконтролируемое повышение или понижение оборотов.

Сбои в функционировании ДПКВ могут быть периодическими и не всегда давать о себе знать. В таком случае необходимо воспользоваться услугой компьютерной диагностики двигателя, которая может точно установить причину неполадки.

  1. Замыкание между витками в обмотке ДПКВ. В результате импульсы сбиваются к ЭБУ. Здесь необходимо заменить прибор.
  2. Поломка зубьев задающего венца.
  3. Нерабочие контакты, которые находятся в системе обмотки и подвода проводов. В данных обстоятельствах не требуется менять ДПКВ, а следует сделать очистку соединения и обмотки.
  4. Основанием выхода ДПКВ из строя может стать и наличие механического повреждения, которое было получено в период проведения работ под капотом.
  5. Еще одним обстоятельством, повлекшим поломку коленчатого вала, может стать попадание инородных объектов в область между ДПКВ и зубчатым шкивом.

Эти ошибки и неполадки в работе транспортного средства могут быть вызваны другими поломками. Датчик положения коленвала, признаки неисправности которого могут быть обусловлены различными обстоятельствами, требует тщательной проверки.

Как проверить датчик коленвала самостоятельно

Есть 3 способа проверки неисправности датчика коленчатого вала:

  • измерение при помощи омметра;
  • проверка значения индуктивности;
  • использование осциллографа.

Проверка датчика положения коленвала при помощи омметра:

  1. Для данной проверки необходимо приобрести мультиметр.
  2. Его нужно поставить в положение измерения сопротивления.
  3. Затем измерить уровень сопротивления катушки индуктивности: щупами прибора дотронуться до выводов катушки.
  4. Допустимое значение — 500-700 Ом.
  5. Если результаты измерения находятся в заданном диапазоне значений, то коленчатый вал в норме.

Проверка датчика коленвала с использованием замера индуктивности:

  1. Нужно обзавестись мегаомметром, трансформатором сетевого типа. Также необходимо приобрести измеритель индуктивности и вольтметр.
  2. Используя мультиметр, произвести замеры индуктивности.
  3. Нормальные показатели — это 200-400 мГн.
  4. Используя мегаомметр, измерить показатели сопротивления изоляции между проводами катушки.
  5. Полученные данные не должны быть ниже 0,5 Мом.
  6. Размагничивание катушки осуществляется с использованием сетевого трансформатора.
  7. Отклонение от нормы свидетельствует о том, что требуется замена датчика коленвала.

Осциллограф дает полное представление о состоянии ДПКВ. Для диагностики необходимо выполнить следующие действия:

  1. Щупы подсоединить к проводам, которые ведут к катушке.
  2. Открыть программное обеспечение для работы с осциллографом.
  3. Провести предметом из металла перед ДПКВ.
  4. Все данные будут отражены на экране.

Если ДПКВ фиксирует перемещение металлического объекта, то датчик находится в исправном состоянии. Данный способ диагностики рекомендуется проводить при работающем двигателе, так результаты будут точнее. Для этого потребуется подключить щупы параллельно к выводам датчика.

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.

Принцип работы датчика коленвала

Устройство ДПКВ (датчика положения коленчатого вала)

В наиболее важную, с точки зрения организации управления группу входят датчики угловой синхронизации. К этим датчикам относятся: датчик углового положения коленчатого вала (ДПКВ), датчик положения распределительного вала (ДПРВ) и в некоторых системах управления, датчик начального положения коленчатого вала (ДНПКВ). Особая роль этих датчиков определяется тем, что все процессы управления рабочим процессом поршневого двигателя внутреннего сгорания, в той или иной мере заданы цикличностью работы его кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, состояние которых определяется угловым положением коленчатого и распределительного валов двигателя. Практически все современные системы управления рабочим процессом двигателя используют, для определения углового положения кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, два датчика синхронизации: датчик углового положения коленчатого вала и датчик положения распределительного вала. В этом случае, в качестве репера, взаимодействующего с датчиком углового положения коленчатого вала, применяют предназначенный для этой цели диск синхронизации, выполненный в виде зубчатого диска из магнитомягкого материала и установленный на коленчатом валу двигателя. В настоящее время стало общепринятым решением применение диска синхронизации с 58 зубьями (так называемый «диск синхронизации 60-2», в котором, из 60 равномерно расположенных зубьев, два удалены. Два удаленных зуба используются в качестве репера для определения начального положения коленчатого вала двигателя. Как правило, взаимное угловое положение удаленных зубьев и датчика углового положения коленчатого вала выбирается таким образом, что обеспечить минимальное ускорение при максимальной угловой скорости коленчатого вала в момент взаимодействия участка диска синхронизации с удаленными зубьями с датчиком синхронизации. В том случае, когда для определения углового положения коленчатого вала, в качестве репера применяют венец маховика двигателя, для определения начального положения коленчатого вала применяют датчик начального положения коленчатого вала. Этот датчик формирует один импульс за оборот коленчатого вала и имеет свой отдельно установленный репер.

В качестве датчика углового и датчика начального положения коленчатого вала нашли повсеместное применение индукционные датчики, представляющие собой магнитный сердечник с расположенной вокруг него обмоткой. Электрический импульс в обмотке датчика формируется в момент изменения магнитного потока, пересекающего обмотку датчика, в результате взаимодействия магнитного поля датчика с магнитным материалом диска синхронизации. Естественно, что требования к материалу диска синхронизации, с точки зрения его магнитных свойств, достаточно высоки, так как наличие остаточной намагниченности диска может привести к значительному искажению сигнала датчика. Существенным недостатком индукционного датчика является то, что для получения сигнала достаточной амплитуды необходимо обеспечить высокую скорость изменения магнитного потока, пересекающего обмотку датчика. Скорость изменения магнитного потока зависит от угловой скорости коленчатого вала двигателя, (обеспечить минимально необходимую величину которой, в некоторых случаях, например при холодном пуске двигателя, иногда затруднительно).

Принцип работы индукционных датчиков

Индукционные датчики предназначены для преобразования скорости линейных и угловых перемещений в ЭДС. Они относятся к датчикам генераторного типа. Принцип действия индукционных датчиков основан на явлении электромагнитной индукции. Выходным сигналом индукционных датчиков является ЭДС, которая пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего витки катушки. Это изменение происходит за счет перемещения катушки в постоянном магнитном поле или за счет вращения ферромагнитного индуктора относительно неподвижной катушки.

Основным отличием индукционных датчиков от индуктивных является то, что в них используется постоянное магнитное поле, а не переменное (питание индуктивных датчиков осуществляется от сети переменного тока). Постоянное магнитное поле в индукционных датчиках создается двумя способами: постоянными магнитами или катушкой, обтекаемой постоянным током.

Рис. 6.19. Схемы индукционных датчиков

На рис. 6.19, а показана схема датчика с обмоткой w2, размещенной в воздушном зазоре, в котором постоянный магнитный поток Ф создается катушкой w1, включенной на постоянное напряжение U. При перемещении катушки в магнитном поле в ней индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости перемещения: Е = kФ(dx/dt), где к — коэффициент пропорциональности, зависящий от числа витков w2 и конструктивных параметров датчика.

На рис. 6.19, б показан датчик, в котором постоянный магнитный поток создается с помощью постоянного магнита с полюсными наконечниками. ЭДС, индуцируемая во вращающейся катушке, пропорциональна скорости вращения V:

В обоих этих датчиках катушки подвижны, поэтому для отвода от них выходного сигнала (ЭДС) необходимы гибкие токоподводы или контактные кольца со щетками.

Индукционный датчик может иметь и другую конструкцию: с неподвижной катушкой и вращающимся постоянным магнитом (рис. 6.19, в). Надежность при этом повышается за счет отсутствия скользящего контакта.

Возможен другой способ повышения надежности датчика по схеме рис. 6.19, б : и катушка, и постоянный магнит неподвижны, а в зазоре между ними вращается ферромагнитное кольцо с вырезами (рис. 6.19, г) или иной элемент, имеющий существенно разную магнитную проводимость по взаимно перпендикулярным осям. При вращении изменяется поток, пронизывающий плоскость катушки.

Датчик положения коленчатого вала на автомобилях ВАЗ

Датчик 3, рис 3, положения коленчатого вала (электромагнитный) устанавливается на кронштейне в районе передней крышки блока двигателя с зазором около 1 мм от шкива коленчатого вала. Шкив представляет собой специальный диск 4, установленный на носке коленчатого вала. Шкив имеет 58 зубцов по окружности, зубцы равноудалены и расположены через 6°. Для генерирования “импульса синхронизации” два зуба на шкиве отсутствуют. При вращении коленчатого вала зубцы диска изменяют магнитное поле дат­чика создавая наведенные импульсы напряжения, рис. 4.

На базе импульсов датчика положения коленчатого вала ЭБУ опре­деляет положение и частоту вращения коленчатого вала, включает топлив­ные форсунки 1/4 цилиндров по импульсу синхронизации (и через 180° пово­рота коленвала форсунки 2/3 цилиндров) ЭБУ определяет импульс синхро­низации сравнивая время между импульсами и подает сигнал напряжения по­стоянного тока на модуль зажигания. Модуль зажигания возбуждает уст­ройства согласования катушек, которые в свою очередь запускают пары све­чей зажигания 1/4 и далее 2/3 цилиндров.

Рис. 3. Диск и датчик положения коленчатого вала Вид сзади :

1 – жгут проводов, 2 – колодка, 3 – датчик положения коленчатого вала, 4 – диск

Рис.4. Сигналы системы электронного зажигания :

А – импульсы напряжения с датчика положения коленчатого вала, В – дискретный входной сигнал на ЭБУ, С – сигнал “Момент зажигания” на 1 и 4 цилиндры, D – сигнал “Момент зажигания” на 2 и 3 цилиндры,

Е – положение коленчатого вала относительно ВМТ первого цилиндра.

1. А.К. Гирявец. Теория управления автомобильным бензиновым двигателем.
2. Ю.М. Келим. Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики.
3. А.И.Чванов, В.Л.Костенков, В.С.Боюр, В.Л.Смирнов, Г.В.Гаранина, Н.Н.Завьялова, Г.А.Хлыненкова, А.В.Капранов. Автомобиль ВАЗ 2115. Оригинальные узлы. Технология технического обслуживания и ремонта. Тольятти, АО АВТОВАЗ, 1997 г.

За что отвечает датчик коленвала и как он работает?

Вы уже имеете за спиной пару-тройку тысяч километров, но еще не знаете, за что отвечает датчик коленвала, тогда мы постараемся расширить ваш кругозор за следующие 5 минут. Прежде всего, стоит правильно понимать, что собой представляет эта деталь и какие именно функции она выполняет. Поэтому начнем разбираться.

Устройство датчика положения коленвала – немногочисленность деталей

Этот датчик является электромагнитным по принципу работы. Благодаря ему, производится синхронная работа топливных форсунок в системе впрыскивания топлива и всей системы зажигания. Расположена эта деталь на кронштейне, рядом со шкивом привода генератора. Устанавливая ее, соблюдают зазор между зубчатым шкивом и самим датчиком.

Величина этого зазора должна быть в пределах 1 миллиметра, добиваются этого посредством подбора соответствующих шайб.

На синхродиске находится 60 зубьев, причем 2 из них отсутствуют, а начало двадцатого совпадает с мертвой точкой (верхней) первого или же четвертого цилиндра. Устройство датчика положения коленвала предполагает зазор между его торцевой поверхностью и зубьями диска. А сам же он представлен в виде обмотки из медного провода и намагниченного сердечника, расположенного внутри нее.

За что отвечает датчик коленвала – признаки поломки

Устройство не самое сложное, согласитесь, но и простым его не назовешь. Следующим объяснением постараемся внести ясность, для чего нужен датчик коленвала. А существует он для синхронизации управления форсунок и системы зажигания, поэтому можно смело заявить, что он является одной из наиболее важных деталей всего автомобиля.

Мы определились, на что влияет датчик коленвала автомобиля, и становится вполне понятно, что его поломка приведет, скорей всего, к выходу из строя абсолютно всего механизма. Поэтому в целях безопасности перед длительными поездками сделайте диагностику данной детали, дабы не попасть в неприятную ситуацию.

На неисправность могут указывать следующие признаки:

  • значительно снижается мощность работы двигателя;
  • в некоторых случаях и вовсе происходит остановка работы движка;
  • во время холостого хода обороты мотора не устойчивы;
  • происходит непроизвольное снижение или повышение оборотов.

Таким образом, если неисправность в демпфере, тогда не будет производиться должная синхронизация фаз зажигания и впрыска из-за их смещения относительно друг друга. При малейших признаках неполадок сразу же следует обратиться к специалистам, которые не только знают, как работает датчик положения коленвала, но и могут правильно выявить поломку и устранить ее.


В чем заключаются функции датчика коленвала?

Принцип работы датчика положения коленвала можно выразить в генерации синхроимпульсов напряжения таким образом, чтобы они были синхронны прохождению зубьев мимо торцов датчика. Получаемая форма осциллограммы напряжения близка к синусоиде. Получаемая же амплитуда напряжения, а также частота следования импульсов прямо пропорциональна частоте вращения сердца автомобиля – его двигателя. Поэтому, если двигатель работает на холостом ходу, то амплитуда напряжения должна быть не меньше 6 Вольт. А во время прокрутки движка с помощью стартера это значение должно быть более 5 Вольт.

Функции датчика коленвала заключаются в определении положений газораспределительного механизма и коленчатого вала движка. А информация, поступающая от него на систему управления двигателем, непосредственно влияет на впрыск топлива и зажигание. Конечно, мы не можем постоянно контролировать его работу, однако, зная, как работает датчик коленвала, мы можем периодически проводить его диагностику самостоятельно.

Можно это осуществить не самым быстрым способом, но все же: демонтируем деталь с двигателя и проверяем его сопротивление, которое должно колебаться в пределах 550-750 Ом. Если же это не так, следовательно, деталь неисправна и нуждается в срочном ремонте либо же вовсе замене. Помните, что датчик коленвала играет одну из ведущих ролей, поэтому крайне важно следить за его состоянием.

Ссылка на основную публикацию