Коленчатый вал – принцип работы, на что влияет датчик положения коленчатого вала?

Функции датчика коленчатого вала

Как уже было сказано, одним из явных признаков неполадок ДПКВ является полная остановка двигателя. Так получается в результате того, что сбои в его работе не позволяют системе питания своевременно подавать горючее, а система зажигания не способна в заданный момент поджечь топливно-воздушную смесь. Теперь рассмотрим, почему так происходит.

Электронный блок управления получает сигналы от указанного устройства, благодаря чему контроллер «знает» положение коленчатого вала по отношению к ВМТ в первом и четвертом цилиндре, а также фиксирует частоту и направление вращения вала.  На основе этих данных блок формирует сигналы для управления моментом зажигания, создает управляющие импульсы для инжекторных форсунок, управляет работой

топливного насоса

и т.д.

Данный узел автомобиля позволяет осуществлять регулировку системы топливного впрыска вашего транспортного средства. Кроме того, ДПКВ отвечает за синхронность при функционировании каждой из топливных форсунок и полностью всей системы зажигания машины. Устройство датчика положения коленвала имеет следующие элементы:

  1. Образец капронового каркаса;
  2. Стальные магнитные сердечники;
  3. Комплект обмотки, для которой использован тонкий медный провод;
  4. Изоляция проводки (как правило, применяют смолу, эмаль).

Основная цель этого датчика положения – создание синхронизированной работы в системе зажигания и при работе комплекта топливных форсунок. При неисправной работе данной запчасти появляется нестабильная работа вовремя подачи топлива. Кроме того, на полном ходу ваш двигатель может резко остановиться, что приведет к истиранию клапанов и цилиндров.

Цилиндрический корпус из пластика или алюминия, снабженного следящим элементом.Фланцевое основание крепления.Кабель, включающий датчик в бортовую цепь.

Обычно датчик или функционирует, или нет. Но есть ряд причин, которые оказывают отрицательное влияние на качество и срок его работы:

  • Перегрев (регулярные нагрузки при повышенных температурах).
  • Частые резкие смены температурного режима.
  • Повышенный уровень влажности.
  • Внешние или внутренние повреждения.

На станциях технического обслуживания применяется специальный диагностический сканер, входящий в базовый инструментарий на любой городской СТО. Если датчик перестал работать в дороге между крупными населенными пунктами, проще будет поставить новый, а не искать СТО с диагностическим сканером.

В большинстве современных автомобилей на поломку ДПКВ указывает сигнал «check engine» на панели. В этом случае надо проверить проводку, и, скорее всего, сменить устройство. Автомобили, выпущенные в прошлом веке такой функцией часто не оснащены, поэтому можно ориентироваться на следующие моменты:

  • Мотор глохнет, нет холостого хода.
  • На холостом ходу мотор работает нестабильно.
  • Не срабатывает зажигание.
  • Динамические характеристики автомобиля в целом резко упали.
  • Мотор без причины глохнет во время езды.
  • Мощность силового агрегата без причины резко падает.
  • При нагрузке на двигатель возникает ощутимая детонация.

Появление этих проблем – симптом того, что датчик теряется работоспособность. Тем, более, если владелец авто проверяет его на работу не регулярно. Эффективнее всего обратиться в СТО, проверить и заменить прибор.

Если есть желание сэкономить деньги, протестировать и поменять датчик самостоятельно вполне реально. Его установка – простой процесс. При этом стоит помнить, что неисправный датчик – основная и самая вероятная, но не единственная причина проблем. Лучше всего провести диагностику всех элементов двигателя.

Одно из самых распространенных сообщений, которые выдает система – «ошибка датчика синхронизации». Сигнал говорит о проблемах с датчиком коленвала. Часто это связано не столько с датчиком, сколько с проводом или штекером. Если их замена не помогла, стоит заменить ДПКВ.

Другие частые ошибки могут быть связаны не с самим датчиком, а с проводами. Например, когда панель ВАЗ 2114 выдает Р0335 (Р0336 ошибка датчика) это говорит, скорее всего, об обрыве провода возле разъёма. Если это обнаружено при осмотре, можно заменить разъём, а не датчик. P0341 ошибка говорит он несоответствии датчика распредвала с датчиком коленвала (к датчику коленвала ошибка отношения не имеет).

Чтобы решить проблему без лишних затрат, надо аккуратно демонтировать датчик и провести его детальный осмотр. Если на корпусе есть трещины или он деформирован – надо заменять. Если с корпусом все нормально – проверяется на сопротивление обмотка. Это делается с помощью мультиметра. Допустимый уровень сопротивления – в пределах 600-900 Ом. Отклонения говорят о нарушениях в работе.

При работе двигателя на холостом ходу амплитуда напряжения должна составлять менее 6 Вт, при вращении двигателя стартером – превышать 5 Вт.

Альтернативный метод тестирования с помощью мультиметра – помахать рядом к датчиком предметом из металла, имитируя работу диска. Если измеритель зафиксирует скачки напряжения – устройство работает корректно.

Частая причина проблем – мусор, попавший между датчиком и диском синхронизации или другие, не связанные с неисправностью непосредственно датчика случаи. Они могут влиять на работу и двигателя.

Для определения питания на форсунках можно обойтись без мультиметра, хватит лампочки на 12 Вт. Если датчик работает, при вращении двигателя стартером лампочка загорится. Если этого не произойдет – надо менять прибор.

Заменить датчик без автомастера – простой, но требующий внимательности процесс. Потребуются обычные ключи (в российских автомобилях обычно на 10). Главное – зазор между сердечником датчика и синхронизационным диском. Перед демонтажем устройства желательно сделать метки по отношению болтов крепления к корпусу и положению датчика, провода питания. Установка нового проводится с использованием старых болтов. Особенности крепления датчика у каждого типа двигателя свои.

Электронный осциллограф позволяет проконтролировать не только показатели напряжения, но сам процесс формирования импульсов. Это даст максимально точные данные. Для безопасности датчик лучше снять, но можно провести проверку при работающем двигателе.

Процедура такова:

  • Подсоединить осциллограф к выводам датчика, полярность может быть любой.
  • Сымитировать работу диска, помахав перед датчиком предметом из металла.
  • Если датчик функционирует корректно, будет воспроизведена осциллограмма.

Аналогичная проверка на работающем двигателе даст более точный результат.

Коленчатый вал - принцип работы, на что влияет датчик положения коленчатого вала?

Датчик частоты вращения коленчатого вала – самый важный элемент электронной системы автомобиля. Поэтому автовладельцы с богатым опытом решения проблем вместе с запасным колесом возят в багажнике запасной датчик коленвала. Особенно, если ранее был замечен признак его некорректной работы. Оригинальный ДПКВ стоит недорого, а установка – простая процедура. При этом оказаться в дороге с поломанным ДПКВ – серьезная проблема и если не располагать запасным, можно потерять много времени.

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.

Как система топлива получает сигнал от датчика?

Во время работы датчика бортовой компьютер (микроконтроллер внутри машины) определяет конкретное положение поршня в определенный момент его работы в каждом из цилиндров. Для регулирования работы с помощью датчика процесс строится по следующему плану:

  1. Коленчатый вал имеет специальное зубчатое колесо, в котором 2 зубчика специально пропущены.
  2. При движении коленчатого вала все зубчики проходят рядом с датчиком ДПКВ, при этом сильно искажая состояние его магнитного поля.
  3. В результате формируется импульсы в катушке индуктивности данного прибора, которые направляются в базу данных бортового компьютера. При этом отсутствующие 2 зуба являются стартовой или нулевой точкой, благодаря которой компьютер определяет начальное положение вала.
  4. Далее компьютер внутри машины подсчитывает количество посланных прибором импульсов и определяет положение коленвала в каждый период времени.
  5. После этого обратный сигнал посылается компьютером на датчик, отвечающий за срабатывание топливной форсунки, которая уже подает топливо в системе зажигания.

Коленчатый вал - принцип работы, на что влияет датчик положения коленчатого вала?

Таким образом, если ДПКВ работает верно, автомобиль будет работать с наибольшей производительностью, затрачивая при этом минимум топлива.

Подведем итог

С учетом вышесказанного можно сделать вывод о том, что датчик коленвала является одним из самых важных элементов в общей схеме электронного управления силовым агрегатом. Выход из строя ДПКВ приведет к полной остановке двигателя, сбои в его работе сильно осложняют эксплуатацию ТС или делают езду на автомобиле практически невозможной.

По этой причине рекомендуется иметь запасной датчик коленвала в автомобилях, на которых владельцы регулярно преодолевают значительные расстояния по трассе. Также нужно добавить, что стоимость датчика коленвала для большинства отечественных и иностранных авто является вполне доступной.

Что касается проверки и замены, в самом начале следует убедиться, что в зазоре между датчиком и диском синхронизации нет посторонних предметов, а также сам зазор находится в допустимых рамках. Параллельно следует учитывать и то, что устройство может быть исправным и работоспособным, а причиной сбоев является грязь на сердечнике ДПКВ.

  • Как проверить датчик распредвала

    Назначение и особенности работы ДПРВ (датчик положения распредвала) на бензиновом и дизельном двигателе. Проверка и замена датчика своими руками.

  • Стартер крутит, а двигатель не заводится

    Почему стартер нормально крутит, но двигатель не схватывает, не заводится. Основные причины неисправности, проверка систем топливоподачи, зажигания. Советы.

  • Датчик коленвала (ДПКВ): что это такое

    Назначение, устройство и принцип работы датчика положения коленчатого вала (датчика синхронизации). Как проверить и установить датчик коленвала.

  • Залило свечи: что делать и как завести машину

    Почему заливает свечи зажигания на инжекторных и карбюраторных двигателях: основные причины мокрых свечей. Как просушить свечи и запустить мотор, советы.

  • Что такое датчик Холла?

    Устройство датчика положения (датчик на основе эффекта Холла). Конструктивные особенности, назначение и принцип работы. Как самому проверить датчик на авто.

  • Что такое инжектор: особенности и отличия от карбюратора

    Устройство и схема работы инжектора. Плюсы и минусы инжектора по сравнению с карбюратором. Часты неисправности инжекторных систем питания. Полезные советы.

Где расположен датчик положения коленвала?

Датчик располагается рядом с коленвалом, способ доступа к нему зависит от конкретного автомобиля. Иногда его расположение таково, что проще добраться не через капот, а подняв автомобиль на стенд. Иногда (например, в случае с «Ленд Ровер Фрилендер») для этого придется снимать колесо и подкрылок.

Данный комплектующий элемент располагается в кронштейне, который установлен в центральной области шкива на приводе генератора. Как правило, на большинстве современных автомобилей он установлен не впритык, а с зазором 1-1.5 мм около конструкции самого зубчатого шкива.

Для удобства отсоединения и регулировки ДПКВ к нему подсоединяют 50-70 см провод, который имеет необходимые разъемы для ключей. Для выставления и корректировки положения необходимо только регулировать шайбу, закрепленную над посадочным гнездом самого элемента. Регулировка шайбы может производиться как вами самостоятельно, так и специалистами в автосервисе – в любом случае она позволит избежать скорой поломки цилиндров двигателя и значительно снизить расход топлива.

Датчик положения коленвала

Датчик положения коленвала

Расположение датчика положения коленвала

Расположение датчика положения коленвала

При появлении неисправностей в датчике коленчатого вала бортовой компьютер автомобиля лишается возможности выставить ряд необходимых для работы системы зажигания характеристик:

  • Подсчитать количество необходимого для впрыска топлива;
  • Выявить нужный момент для впрыска;
  • Поменять угол поворота распределительного вала;
  • Определить, произошло зажигание или нет (актуально для бензиновых моторов).

Как можно проверить исправность ДПКВ?

Сейчас из самых популярных можно выделить 3 метода, которые проводятся быстро и с высокой точностью дают информацию о работоспособности датчика.

При измерении сопротивления у комплекта обмотки на датчике можно использовать специальный прибор – омметр (или по-другому мультиметр). При проверке прибор должен показать значение в интервале 550-750 Ом.

Коленчатый вал - принцип работы, на что влияет датчик положения коленчатого вала?

Процесс проверки – измеряется сопротивление катушки в индуктивном датчике. Если катушка на датчике оказалось поврежденной, то в первую очередь поломка отразится на значении сопротивления. Именно поэтому в начале диагностики устанавливается нужный диапазон и проверяется с помощью щупов корректность работы элемента.

Данный тип проверки является базовым и самым элементарным, но дать 100% уверенности в исправности запчасти он не может.

Второй метод проверки датчика на работоспособность считается более трудоемким и требует для проведения целый комплекс приборов, которые есть только в автосервисах. Для проведения работ вам потребуется:

  • Модель мегаомметра;
  • Специальный сетевой трансформатор расшифровки данных;
  • Стандартный образец измерителя индуктивности;
  • Обычный цифровой вольтметр.

С помощью омметра, как и раньше, измеряем сопротивление. С помощью измерителя индуктивности меряем значение индукции на обмотке. В исправном состоянии датчик дает значение в 250-400 мГн. После этого измеряем значение сопротивления изоляции, которое при напряжении в 500 В должно составлять 20 МОм. Сетевой трансформатор в данном методе нужен при возникновении периодического намагничивания датчика. При исправном состоянии датчика все полученные данные должны находиться в установленных рамках.

Данный способ диагностики ДКПВ можно считать самым точным, так как поверяется не только комплектующая коленвал запчасть, но и сама его конструкция во время работы машины. Смысл процедуры заключается в подключении осциллографа к датчику положения коленвала и отслеживанию исходящих от него значений с помощью программы. При данном методе нет необходимости демонтировать прибор с двигателя – все работы проводятся при работающем автомобиле.

Осциллограф

Осциллограф

Этапы проверки работоспособности:

  • Подключается зажим черного цвета, называемый среди специалистов «крокодилом», к массе мотора проверяемого транспортного средства;
  • Далее устанавливается пробник щупа по параллели к сигнальным выводам самого датчика (характерный разъем с обозначением клеммы буквой А);
  • Затем вторым разъемом щупа прибора осциллографа нужно подключиться к соответствующему аналоговому входу в компьютер, где установлена программа;
  • При правильном подключении всех комплектующих проводов вы увидите на экране монитора сигнал от осциллографа в виде графика с напряжением сигнала непосредственно на входе ДКПВ;
  • Для анализа необходимо выбрать особый режим показа построенной осциллограммы – называет он «Inductive_Crankshaft». После этого остается только запустить двигатель автомобиля и отслеживать полученные от датчика значения.

При получении сигнала от датчика, который по выходным параметрам не соответствует нормальным значениям, вы сможете наблюдать резкое подергивание мотора машины, а также затруднения при его пуске. Наличие данных нарушений при анализе выходного сигнала у ДКПВ будет свидетельствовать появлению неисправностей:

  • В самой конструкции датчика;
  • В элементе, задающий синхродиск;
  • В зубцах.

Какая из частей прибора в итоге пришла в негодность, можно будет понять только после анализа характера изменения волн прибора на осциллограмме. Как правило, заменять требуется не сам датчик, а зубчатое колесо, которое за время эксплуатации пришло в негодность.

Типы, конструкция и принцип работы ДПКВ

Коленчатый вал - принцип работы, на что влияет датчик положения коленчатого вала?

Задача ДПКВ заключается в образовании индуктивных сигналов. Это делается тремя методами, их суть одна. Проходящие рядом с датчиком зубья шкива коленвала создают импульсы тока. Ориентируясь на это, прибор фиксирует каждый поворот вала и обеспечивает синхронизацию работы топливных форсунок и зажигания в системе.

Российские автомобили, на которых стоит индуктивный ДПКВ:

  • «Гранта».
  • «Калина».
  • «Шевроле Нива».
  • «Газель Бизнес».
  • «Шевроле Лачетти».
  • «Чери Амулет».
  • «Ленд Ровер Фрилендер.
  • «Дэу Матиз».
  • «Фольксваген Кадди».
  • ВАЗ 2110.
  • ВАЗ 2111.
  • ВАЗ 2112.
  • ВАЗ 2115.
  • ВАЗ 2107.
  • Volvo.
  • Nissan.

ДПКВ управляет и другими системами и механизмами, функционирование которых так или иначе зависит от положения и частоты вращения вала. В том числе от него зависит, как будет работать распредвал или коробка-автомат (АКПП).

Угловые импульсы возникают благодаря синхронной работе датчика и диска синхронизации. Последний устроен таким образом, чтобы передавать данные о скорости вращения и положении коленвала в конкретный момент времени. Как правило, применяются диски 60-2 (58 зубцов, пропуск в 2 зубца). Показатели работы коленвала измеряются благодаря отсутствующим зубцам.


Датчик положения коленвала на разных двигателях

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.

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 датчик положения коленчатого вала

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.

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.

Датчик положения коленчатого вала

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.


Установка ДПКВ индуктивного типа и задающего диска

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.

Какой датчик надежнее

Выпуском такого оборудования занимаются многие крупнейшие мировые бренды. Например, концерн «Сименс». Также среди популярных моделей датчики от Perkins, Kazuma и другие.

По степени надежности датчики можно разделить на три группы, основываясь на принципе их работы.  Наиболее популярный – индуктивный. Это простой и надежный вариант, устанавливается в подавляющее большинство автомобилей во всем мире.

Расположение датчика коленвала в Ленд Ровер Фрилендер

На основе эффекта Холла. Устройство находится в снабженном магнитопроводами корпусе, зубцы диска намагничены. В результате напряжение возникает при прохождении зубца рядом с датчиком. Возникает переменный электрический ток, сигнал поступает на ЭБУ. Такая конструкция применяется реже, чем индуктивная.

Оптический. Его схема строится на измерении работы коленвала с помощью светодиода и фотодиода. Импульс тока возникает, когда между диодами проходит либо зубец, либо «пробел» на месте зубца. Этот тип применяется еще реже, чем основанный на эффекте Холла. Главные его недостатки – уязвимость к условиям эксплуатации и необходимость постоянной профилактики. Пыль, неизбежные загрязнения и т.д. часто заставляют устройство передавать неверный сигнал, что отрицательно сказывается на двигателе.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть