принцип работы и способы диагностики

Tweet

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ), или датчик фаз (ДФ), необходим для согласования взаимодействия системы впрыска топлива с механизмами двигателя. Он работает в паре с датчиком коленвала и регистрирует угол положения ГРМ. Как можно догадаться по названию, датчик распредвала находится в непосредственной близости от деталей привода ГРМ, а именно шестерён или звёздочек.
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.

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.
На бензиновых двигателях обычно делается метка, указывающая на фазу ГРМ, соответствующая нахождению поршня первого цилиндра в верхней мёртвой точке. На современных дизельных моторах таких меток (реперов) несколько, для регистрации угла (фазы) на каждом цилиндре. Это позволяет точнее сформировать сигнал, открывающий форсунки. Дизельные топливные системы Common Rail предусматривают точное управление процессом сгорания топливной смеси, для чего топливо может впрыскиваться форсункой несколько раз во время одной вспышки. Это, в свою очередь, требует точности определения фазы. Именно для этого и нужен датчик распредвала.
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

Читайте по теме:

Датчик детонации — признаки неисправности   Детонация – одно из самых разрушительных явлений, она способна если не моментально, но испод. ..

Признаки неисправности датчика положения коленвала Двигатель представляет собой сложную систему, в которой любая деталь имеет большое значение. Одной …

Что такое датчик коленвала и как проверить его исправность

Устройство современного автомобиля довольно-таки сложная штука, чтобы без определенных знаний можно было вникнуть в принцип работы тех или иных его систем. Однако многие автомобилисты над этим особо не заморачиваются, но когда случается непредвиденная ситуация, к примеру, двигатель не заводится, у них не остается шансов, как просить помощи у специалистов. В этой статье речь пойдет о датчике положения коленчатого вала (ДПКВ), который еще называют датчик синхронизации. Из названия видно, что эта деталь синхронизирует работу коленвала с электронным блоком управления двигателя и без, которой мотор автомобиля попросту не запустится, так как электронные мозги не получат команды на подачу искры и впрыск топливной смеси в нужный цилиндр.

В случае если датчик коленвала работает не должным образом, двигатель автомобиля будет реагировать на это, как следствие будут нарушены важные процессы для оптимального функционирования силового агрегата. Потеря мощности, не стабильная работа, остановка мотора – это одни из наиболее распространенных признаков поломки и выхода из строя датчика положения коленвала.

Устройство и принцип работы датчика коленвала (ДПКВ)

Что же такое датчик положение коленвала и как он устроен? В данной части статьи постараемся получить ответы на эти вопросы. Как выше уже было сказано, ДПКВ нужен для подачи сигнала контроллеру ЭСУД, чтобы тот в свою очередь смог обработать его и дать команды другим системам силового агрегата. В нашем случае это касается топливных форсунок и свечей зажигания.

Принцип работы ДПКВ и где находится датчик коленвала

Во время работы двигателя датчик положения коленвала, который работает в паре с диском синхронизации установленного на шкиве коленчатого вала. На синхродиске расположено 60 зубцов, среди которых есть два пропущенных. Именно благодаря этим отсутствующим зубьям образуется пропуск, который способствует возникновению импульса на датчике коленвала с последующей синхронизацией с контроллером. Также хочется отметить, что угловой интервал зубьев составляет 6 градусов проворачивания коленчатого вала. Это значит, что проворачивание диска синхронизации на 20 зубьев, будет свидетельствовать нахождением первого и четвертого цилиндров в верхней мертвой точке (ВМТ). Определенное количество импульсов, возникшее в период вращения диска, будет служить командой для впуска топливной в камеру сгорания смеси и ее возгорания с помощью поданной искры от свечи зажигания.

Немаловажной особенностью конструкции синхронизации коленчатого вала является торцевое расстояние между зубьями диска и самого датчика, его величина должна составлять не более 1 миллиметра. Отклонение от необходимых размеров может привести к снижению чувствительности ДПКВ, со всеми вытекающими последствиями.

Типы датчиков коленвала

Есть несколько типов ДПКВ, все они применяются в зависимости от технологических особенностей двигателя.
Магнитные датчики индуктивного типа – такому датчику не требуется дополнительное питание. В момент, когда вблизи его чувствительного элемента проходят металлические зубья диска синхронизации на обмотке стержня возникает индуктивное напряжение, импульсы в этот момент поступают к контроллеру.
Датчик Холла – его работа основывается на эффекте Холла. В определенный момент на датчик подается напряжение, что приводит к созданию электромагнитного поля вокруг чувствительного элемента. Сихродиск и его зубья во врем вращения, во время движения взаимодействуют с электромагнитным полям
Оптический датчик – для создания импульсов управления контроллера применяется взаимодействие потока луча светодиода и диска синхронизации с отверстиями или зубьями. С противоположной стороны датчика коленвала должен находиться светоприемник, который преобразует световой поток в импульсы.

Устройство датчика положения коленвала

Корпус датчика положения коленчатого вала может быть как пластмассовый, так и алюминиевый, внутри которого находится чувствительный элемент. По сути, чувствительным элементом является обычный магнитный стержень с обмоткой из медной проволоки. На его основании предусмотрены отверстия для крепления с фланцем. Также, для подключения к бортовой электронике предусмотрен кабель в экранированной оплетке с трехконтактным штекером.

Причины и признаки выхода из строя датчика положения коленвала (ДПКВ)

• Нестабильная работа двигателя – самопроизвольное повышение и понижение оборотов;
• Работа силового агрегата на холостом ходу не устойчивая;
• При резком нажатии на педаль газа, а также во время динамической нагрузки возникает детонация;
• Снижение мощности и динамики разгона автомобиля, на приборной панели загорается индикатор «check engine»;
• Двигатель не запускается;

Как проверить датчик коленвала

Существует несколько способов проверки ДПКВ. Описывать все из них нет смысла, суть проверки у них одинаковая. Для всех способов является обязательным проверка на целостность кабеля, с помощью которого происходит подключения датчика к электросети.
Одним из простых способов проверки датчика положения коленчатого вала, при котором не требуется дополнительных приспособлением, мы и рассмотрим.
И так чтобы проверить датчик коленвала снимаем его при этом, не отключая его разъем, проворачиваем ключ зажигания во второе положение и металлическим ключом прикасаемся к магнитному сердечнику. В то время когда вы резко отведете ключ от чувствительного элемента, запустится электрический бензонасос. Это будет свидетельствовать о том, что датчик положения коленчатого вала исправен.

[embedyt] http://www.youtube.com/watch?v=-x5KaseCegk[/embedyt]

Проверка датчика коленвала с помощью мультиметра

[embedyt] http://www.youtube.com/watch?v=3TCcw73LZis[/embedyt]

Проверяем ДПКВ с помощью светодиодной лампы

Данный способ проверки также не сложный, та как не требует наличия никакого диагностического оборудования. Чтобы проверить датчик коленвала вам нужно будет его снять и подсоединить, соблюдая полярность к контактам светодиодной лампы. После чего металлическим гаечным ключом интенсивно прикладываем его к чувствительному элементу. Так как устройство датчика предусматривает магнитный стержень с обмоткой, каждый раз когда мы отрываем ключ будет возникать какое то количество электричества способное зажечь светодиодную лампу. Появления вспышек светодиодов говорит о том, что датчик исправен.

[embedyt] http://www.youtube.com/watch?v=HwOdr37EPJM[/embedyt]

Датчик положения коленчатого вала индуктивный, эталонный, напряжение при проворачивании коленчатого вала

• Дом
• Библиотека
• Автомобильные пошаговые испытания
• Датчик положения коленчатого вала индуктивный, эталонный, напряжение при проворачивании коленчатого вала

Изделия, подходящие для этого управляемого теста*

• Щупы мультиметра

• Набор датчиков для обратного штифта

  £34. 00

• Зажим для аккумулятора PicoScope

• Измерительный провод премиум-класса: BNC до 4 мм, 3 м

  £41,00

• *В Pico мы всегда стремимся улучшить нашу продукцию. Инструменты, использованные в этом пошаговом тесте, могли быть заменены, а вышеперечисленные продукты являются нашими последними версиями, используемыми для диагностики неисправности, задокументированной в этом тематическом исследовании.

Целью данного теста является оценка индуктивного опорного выходного напряжения датчика положения коленчатого вала (CKP) во время запуска двигателя.

Как выполнить тест

Просмотр инструкций по подключению.

1. Используйте данные производителя для идентификации сигнальной клеммы CKP.
2. Подключить Канал PicoScope A .
3. Свернуть страницу справки. Вы увидите, что PicoScope отобразил образец сигнала и настроен на захват вашего сигнала.
4. Запуск прицела.
5. Запустите двигатель примерно на 3 секунды, чтобы зафиксировать сигнал.
6. PicoScope останавливается автоматически.
7. Используйте инструменты Waveform Buffer, Zoom и Measurements для изучения формы сигнала.

Пример сигнала

Примечания к форме сигнала

Этот заведомо исправный сигнал имеет следующие характеристики:

• В сигнале нет чрезмерного шума или непоследовательных разрывов.
• В начале проворачивания коленчатого вала почти мгновенно реагирует на вращение.
• По мере увеличения оборотов двигателя амплитуда и частота увеличиваются до нормальная скорость вращения коленчатого вала достигнута.
• На кривой показано циклическое изменение частоты вращения двигателя, указывающее на влияние цикла 4-тактного двигателя: такты сжатия снижают скорость двигателя, тогда как такты расширения увеличивают скорость двигателя.
• Колебания перемежаются периодическим зазором, вызванным контрольной меткой синхронизации, которая указывает фиксированное положение в пределах вращения коленчатого вала.

Библиотека осциллограмм

Перейдите к строке раскрывающегося меню в левом нижнем углу Библиотека сигналов и выберите Датчик коленчатого вала (индуктивный) .

Дополнительные указания

Датчик положения коленчатого вала (CKP) передает в модуль управления двигателем (ECM) первичный эталонный сигнал синхронизации двигателя. ECM использует сигнал для расчета частоты вращения и положения двигателя для точного управления впрыском и зажиганием. Сигнал также используется для обнаружения аномалий частоты вращения двигателя из-за пропусков зажигания и т. д.

Индуктивный датчик положения коленчатого вала состоит из цепи с проводом, намотанным вокруг магнита. Датчик сопровождается импульсным колесом, обычно расположенным по окружности маховика.

Импульсное колесо проходит и возмущает магнитное поле датчика, индуцируя напряжение в цепи. Наведенное напряжение зависит от частоты вращения двигателя: чем быстрее вращается импульсное колесо, тем больше возмущение магнитного поля.

Когда центры зубца или зазора совпадают с датчиком, возникает равное и противоположное возмущение магнитного поля, и напряжение не индуцируется. И наоборот, когда либо передняя, ​​либо задняя кромка зуба совмещены с датчиком, возмущение магнитного поля и индуцированное напряжение будут наибольшими.

Положительное напряжение создается, когда передняя кромка зуба ближе, чем его задняя кромка, а отрицательное напряжение создается в противоположном случае.

Отсутствующий зуб на импульсном колесе представляет собой основную метку отсчета времени. Когда зазор проходит через магнитное поле, наступает период пониженного возмущения и напряжения. Кроме того, задняя и передняя кромки зубьев, которые непосредственно предшествуют зазору и следуют за ним, разнесены дальше друг от друга, поэтому они создают большее суммарное возмущение магнитного поля и индуцированное напряжение.

Сигнал датчика положения коленчатого вала имеет решающее значение для работы ECM, и он не запустит или не запустит двигатель, если сигнал отсутствует или неисправен. Таким образом, датчик может вызвать проворачивание коленчатого вала двигателя, но не его запуск, или симптомы отключения двигателя.

Возможные неисправности:

• Короткое замыкание или обрыв цепи и высокое сопротивление в катушке или цепи датчика.
• Пониженная выходная мощность датчика из-за чрезмерной грязи и мусора на корпусе датчика или импульсном колесе.
• Неправильная установка или работа датчика или компонентов коленчатого вала, вызывающая:
• чрезмерные зазоры между датчиком и импульсным колесом
• повреждение корпуса датчика или импульсного колеса
• чрезмерное движение или вибрация кривошипа или маховика

Двухконтактный датчик положения коленчатого вала и цепь ECM могут быть расположены двумя способами:

• постоянное опорное напряжение с одной стороны датчика и выходной сигнал датчика с другой; или
• плавающее напряжение с зеркальными выходными сигналами на каждой стороне датчика.

Diagnostic trouble codes

Selection of component related Diagnostic Trouble Codes (DTCs ):

P0016

P0017

P0018

P0019

P0315

P0335

P0336

P0337

P0338

P0339

P0385

P0386

P0387

P0388

P0389

Подробнее

GT017 6 Ограничение ответственности 79 Этот раздел справки может быть изменен без уведомления. Информация внутри тщательно проверяется и считается достоверной. Эта информация является примером наших исследований и выводов и не является окончательной процедурой. Pico Technology не несет ответственности за неточности. Каждое транспортное средство может быть разным и требует уникального теста настройки.

Помогите нам улучшить наши тесты

Мы знаем, что наши пользователи PicoScope умны и креативны, и мы будем рады получить ваши идеи по улучшению этого теста. Нажмите Добавить комментарий кнопка оставить отзыв.

Добавить комментарий

Как работают датчики коленчатого вала

Оставить комментарий / Блог

В этом посте мы рассмотрим как работают датчики коленчатого вала .

Датчики коленчатого вала измеряют скорость и положение распределительного и коленчатого валов. Их сигнал обрабатывается ЭБУ для оптимизации точности зажигания и управления подачей топлива.

Датчик положения коленчатого вала или датчик положения распределительного вала используется для обеспечения обратной связи с блоком управления двигателем (ECU) о правильности синхронизации двигателя. Он также используется для контроля работы системы цепного привода ГРМ.

В общем случае датчик положения коленчатого вала представляет собой четырехконтактное устройство, которое вставляется в соответствующий паз на коленчатом валу. Сам датчик состоит из пластикового корпуса с магнитами и чипом на эффекте Холла. Датчики положения распределительных валов обычно располагаются на крышке головки блока цилиндров двигателя. Обычно они крепятся к распределительному валу с помощью пружины. Датчики положения коленчатого вала обычно используются в приложениях, требующих высокой надежности и точности.

Существует два типа датчиков: датчики Холла и индуктивные датчики. Их функции принципиально схожи, хотя конструкция может различаться в зависимости от типа датчика и его предполагаемого использования производителем транспортного средства.

Датчики Холла

Датчики Холла имеют интегральную схему, расположенную между ротором и постоянным магнитом, который создает магнитное поле, перпендикулярное элементу Холла. Он используется в интегральной схеме для обработки сигналов, поступающих в виде электронных волн.

Датчик Холла имеет магнитное поле, которое изменяется, когда объект попадает в зону действия датчика.

Обнаруживает присутствие автомобиля в зоне обнаружения и использует эту информацию для включения светодиода, который освещает зону обнаружения в течение приблизительного времени, определяемого таймером.

С течением времени использование этих датчиков развивалось по мере того, как возрастали требования к лучшей производительности и снижению выбросов. Они способны измерять точное время и продолжительность впрыска, а также регулировать распредвал зажигания.

Индуктивные датчики

Пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезоэлектрического материала, зажатого между двумя электродами.

Когда ферромагнитное триггерное колесо вращается достаточно близко к сердечнику датчика из мягкого железа, оно изменяет магнитное поле, окружающее катушку.

При подаче тока на катушку генерируется напряжение, пропорциональное силе и скорости изменения магнитного поля.

Каждый раз, когда зуб проходит датчик, создается полная вибрация.

Напряжение переменного тока генерируется при прохождении тока через катушку.

Запуск двигателя в вашем автомобиле означает, что следует ожидать напряжения до двух вольт, но с увеличением оборотов двигателя напряжение будет выше.