Датчик положения коленчатого вала – всё про датчик коленвала
Современное чудо инженерной мысли – автомобиль, очень сложно представить себе без обилия электронных систем. Электронные системы по своей функциональности можно разделить на следующие системы управления: двигателем, ходовой частью и трансмиссией и салоном (безопасность и комфорт).
Вот именно об одной из таких систем, которая контролирует работу системы впрыска топлива, по сути движения автомобиля. Это датчик положения коленчатого вала.
Что собой представляет датчик коленвала
Датчик коленвала в разных источниках (книгах, инструкциях, описаниях или каталогах) может иметь несколько равноправных наименований. ДПКВ – датчик положения коленчатого вала, датчик синхронизации. Чуть реже встречается название «датчик ВМТ».
Датчик оборотов коленвала, без оговорок можно назвать единственным датчиком, неисправность которого приводит к остановке двигателя.
Почему так? Дело в том, что датчик коленвала, задача которого выполнять синхронизацию работы топливных форсунок или системы зажигания. То есть сбой в его работе приводит к сбою, соответственно системы впрыска топлива.
Датчик коленчатого вала в процессе работы подаёт сигналы (сообщает) ЭБУ о положении коленвала, частоте и направлении вращения коленвала. Принцип работы датчика коленвала может отличаться в зависимости от типа применяемого датчика на конкретной модели автомобиля.
Типы датчика оборотов коленвала
Магнитные (индуктивного типа). Датчики коленвала этого типа не требуют для себя отдельного источника питания. Для сигнала ЭБУ напряжение индуцируется в тот момент, когда зуб синхронизации проходит сквозь магнитное поле, образованное вокруг датчика. Помимо контроля за оборотами коленвала, датчик коленвала используется и как датчик скорости.
Датчик Холла (в основе эффект Холла). Движение тока начинается в момент приближения к датчику изменяющегося магнитного поля. Диск синхронизации перекрывает магнитное поле, и его зубья взаимодействуют с магнитным полем датчика. Датчик оборотов коленвала этого типа применяется ещё и как датчик распределителя зажигания.
Оптический датчик. В датчиках этого типа диск синхронизации выполнен с пазами (зубьями) или отверстиями. Диск прерывает световой поток между приёмником и светодиодом. Приёмник, перерабатывая полученный световой поток в импульс напряжения, передаёт его в ЭБУ.
Электронный блок управления (ЭБУ), принимая сигналы, которые генерирует датчик частоты вращения коленчатого вала, определяет: положение коленвала относительно верхней мёртвой точки (ВМТ) в 1 и 4 цилиндрах двигателя, частоту вращения коленвала и направление его вращения.
Благодаря полученным результатам ЭБУ создаёт сигналы для управления: форсунками, моментом зажигания, включением (выключением) электробензонасоса, работой тахометра (показаниями).
Где находится датчик коленвала
Датчик синхронизации имеет такой же корпус, как и другие датчики, например, датчик распредвала. А отличает его от других датчиков длинный провод с разъёмом, которым он подключается к бортовой цепи.
Место расположения датчика коленвала является очень неудобным по расположению, именно поэтому к нему подключён длинный (до 70 см.) провод с разъёмом. Датчик крепится на кронштейне вблизи шкива привода генератора.
При установке датчика коленвала выставляется зазор между самим датчиком и зубчатым шкивом. Правильным считается положение датчика, когда зазор между его сердечником и диском синхронизации составляет 0,5-1,5 мм. расстояние зазора регулируется при помощи шайб (прокладок) между посадочным гнездом датчика и самим датчиком.
В процессе эксплуатации, могут наблюдаться неисправности датчика оборотов коленвала, хотя это довольно редкое явление. При неисправности датчика, шкива привода генератора, загорается сигнал “CHECK ENGINE”. В буфере ошибок контроллера могут появится либо код 35 либо 19.
Проверка исправности датчика положения коленвала производится при помощи тестера. Просто измеряется сопротивление обмотки датчика омметром. Сопротивление должно находиться в пределах 800-900 ом.
Механические повреждения датчика могут происходить при выполнении каких-либо ремонтных работ в подкапотном пространстве, либо если между датчиком и зубьями шкива попадают посторонние предметы.
А вообще-то, умудрённые опытом автомобилисты рекомендуют всегда иметь в багажнике запасной датчик оборотов коленвала. Стоимость его невелика, а значение для работы двигателя, просто неоценимо.1 Неисправность датчика коленвала
Если ещё не знаете, то откроем вам секрет из руководства по эксплуатации: неисправность датчика коленвала может привести: либо к невозможности запуска двигателя авто, либо к потере мощности, сбою в оборотах, и в итоге, опять же, к остановке двигателя.
Всё дело в том, что именно датчик оборотов коленвала синхронизирует подачу топлива и момент зажигания, путем передачи импульсов в ЭБУ вашего автомобиля.
2 Признаки неисправности датчика коленвала
Первым признаком неисправности двигателя, вообще, является ощутимое снижение его динамики во время движения. Это может, конечно же, свидетельствовать о любой неисправности, произошедшей в двигателе. Но, контроллер зафиксирует её и зажжёт индикатор "CHECK ENGINE" на приборной доске.
Такие симптомы в работе двигателя, как:
на холостом ходу у двигателя неустойчивые обороты;
у двигателя происходит самопроизвольное понижение или повышение оборотов;
ощутимое, даже без приборов, снижение мощности двигателя;
при динамической нагрузке возникает детонация в двигателе;
наконец, элементарная невозможность запустить двигатель.
Это самые характерные признаки того, что неисправен датчик оборотов коленвала, шкив привода ГРМ или генератора.
В-первую очередь обратим внимание на датчик положения коленвала, как проверить его, чтобы результат теста с точностью показал, что неисправен именно датчик. Почему проверка датчика положения коленвала проводится в первую очередь?
Всё просто. Хотя датчик синхронизации и располагается, как правило, в неудобном месте на двигателе, его диагностика займёт меньше всего вашего времени и ресурсов. И диагностика же и покажет, исправен датчик или нужна замена датчика оборотов коленвала.
3 Как проверить датчик коленвала
Существует несколько вариантов проверки исправности датчика. Каждый из них проводится с применением определенных приборов. Рассмотрим два, чаще всего применяемых метода проверки датчика коленвала.
Специалисты рекомендуют в любом случае снимать датчик коленвала. При этом необходимо зафиксировать метками его первоначальное положение на двигателе. Снятие датчика сопровождается его внешним осмотром.
Визуальная проверка датчика коленвала позволяет определить наличие повреждений на корпусе датчика, состояние сердечника, контактной колодки и, естественно, самих контактов. Все имеющиеся загрязнения на контактах или сердечнике убираются при помощи спирта (можно бензина). Контакты датчика должны быть чистыми
При демонтаже обратите внимание на расстояние между диском синхронизации и сердечником датчика. Оно должно быть в пределах 0,6-1,5 мм. Если визуальный осмотр не показал на наличие видимых неисправностей, приступаем к поиску «скрытых угроз» в электрической схеме датчика оборотов коленвала.
Диагностика датчика при помощи омметра. Омметром мы замеряем сопротивление обмотки датчика синхронизации. Исправный датчик должен показывать параметры в пределах 550-750 ом.
Для успокоения своих внутренних сомнений, перед началом замеров, уточните в Инструкции по эксплуатации вашего авто точные параметры, указанные производителем. Цифры, выходящие за пределы указанных параметров, свидетельствуют о неисправности датчика коленвала, а значит, требуется замена датчика.
Второй вариант проверки датчика коленвала, более объёмный. Для этого вам понадобится:
вольтметр, желательно цифровой;
мегаомметр;
измеритель индуктивности;
сетевой трансформатор.
Для корректности показателей при измерении датчика, рекомендуемая температура воздуха 20-220С. Сопротивление обмотки измеряем омметром и способом, указанным выше.
Для измерения индуктивности обмотки датчика оборотов коленвала, применяется измеритель индуктивности (индуктивная катушка, ёмкость и сопротивление). Индуктивность должна быть в пределах 200-400 мГц.
При помощи мегаомметра проверяется сопротивление изоляции. Этот параметр при напряжении 500В, не должен быть выше 20 МОм.
Если в процессе ремонта датчика произойдёт неосторожное намагничивание диска синхронизации, то размагничивание проводится при помощи сетевого трансформатора.
Исходя из результатов, полученных при тестовых измерениях, вы получаете данные о неисправности датчика, или, наоборот, его исправности. При монтаже старого или нового датчика, внимательно устанавливайте его в посадочное место по меткам. Не забывайте о том расстоянии, которое должно быть между диском синхронизации и сердечником (0,5-1,5 мм).
1 Замена датчика положения коленвала
Сегодня речь пойдёт о том, как проводится замена датчика положения коленвала своими руками. По оценкам специалистов, датчик коленвала является чуть ли не единственным из датчиков автомобиля, неисправность которого приводит к остановке двигателя.
Почему так происходит? Основная функция датчика коленвала – синхронизировать работу форсунок или системы зажигания, и его неисправность автоматически приводит к сбою в работе всей системы зажигания и подачи топлива.
Нужно отдать должное тому, что датчик коленвала не так уж и часто выходит из строя. Как правило, это происходит по нескольким причинам.
2 Причины выхода из строя датчика оборотов коленвала
Причины, которые приводят к необходимости замены датчика коленвала, могут возникнуть в любое время и в любом месте вашего маршрута. Поэтому, совершенно нелишним будет наличие в багажнике запасного датчика.
Если у вас не будет возможности своими руками произвести замену датчика коленвала, то на любом автосервисе вам это сделают за полчаса. Главное то, что вы должны помнить и знать: замена датчика оборотов коленвала не требует разборки двигателя или снятия защиты поддона картера. Всего лишь нужен демонтаж колеса.
Итак, причины замены датчика коленвала:
механические повреждения корпуса датчика оборотов коленвала, происходящие по разным причинам. В данном случае требуется замена датчика коленвала;
межвитковое замыкание внутри обмотки, из-за которого происходит сбой генерации импульсов к ЭБУ на определенных оборотах. Это для импульсных датчиков, а именно они наиболее распространены на нынешних автомобилях. В связи со сложностью определения данной неисправности, когда происходит ограничение числа оборотов на 3-4 тысячах, оптимальным решением является замена датчика положения коленчатого вала;
ещё одна неисправность, которая не относится к самому датчику, но влияет на его функциональность – это обламывание зубьев задающего венца. Причины могут быть разные, но последствия таковы, что происходит потеря мощности двигателя, нестабильность в работе двигателя и перерасход топлива.
3 Технология замены датчика коленвала своими руками
Первое, что вам необходимо сделать, при признаках неисправности датчика – провести его диагностику. Предварительно ознакомившись с инструкцией об устройстве датчика вашей модели.
Датчик коленвала проверяется обычным омметром либо тестером в режиме омметра. В инструкции к датчику должно быть указано его рабочее сопротивление. Именно на эту цифру нужно ориентироваться при проведении замера сопротивления. Если сопротивление ниже, указанного в руководстве для типа датчика, то однозначно необходима замена датчика коленвала.
Замена датчика положения коленчатого вала требует особого внимания на расстояние зазора между сердечником датчика и диском синхронизации. У каждого типа датчиков и моделей двигателя он свой, поэтому вновь направляемся к инструкции именно для вашего автомобиля.
Перед тем, как снимать датчик сделайте метки по отношению болтов крепления к корпусу и положению датчика. Установку нового датчика желательно проводить, используя старые болты крепления.
Демонтаж неисправного датчика коленвала не составит особого труда. Процесс его описывать нет смысла, так как существуют определенные конструктивные особенности у автомобилей разных моделей. Не поленитесь и при съёме старого датчика промаркируйте: его положение, провода. При установке нового датчика, эта схема вам поможет.
При установке нового датчика оборотов коленвала, глубина установки регулируется при помощи шайбы (прокладки), которая идёт в комплекте с датчиком. Монтаж датчика осуществляется в обратном порядке процесса снятия.
Успехов вам при проверке датчика оборотов коленвала.
Автомобильным датчиком, без которого работа двигателя невозможна, является ДПКВ, или датчик положения коленчатого вала. Что такое ДПКВ, в чем его важность, какими бывают подобные датчики и как они работают, вы узнаете из данной публикации.
Зачем нужен ДПКВ
Датчик положения коленвала помогает автомобильной электронике синхронизировать работу форсунок, а по сути запускать мотор и поддерживать его работоспособность. При непосредственном участии этого датчика осуществляется тактовое, угловое и цикличное управление впрыском топливной смеси, а так же системой зажигания. Сразу же отметим, что если датчик коленчатого вала вышел из строя, двигатель вы попросту не запустите.
Принцип работы датчика коленвала
Как выглядит датчик положения коленчатого вала
Здесь следует отметить, что принцип работы датчика положения коленвала зависит от его типа. А в современных автомобилях встречается три типа таких датчиков:
- магнитные датчики;
- датчики Холла;
- оптические датчики;
Магнитный датчик представляет собой маленький генератор переменного тока. Только в роторе этого генератора, расположены магниты, причем, они располагаются так, чтобы их полюса чередовались. Вот собственно и весь секрет. Такой датчик не требует дополнительного электропитания, а потому может работать даже при разряженном аккумуляторе.
Датчик Холла использует одноименный эффект, когда при изменении магнитного поля изменяется и электрический потенциал на элементе датчика. В таких системах используется синхронизационный диск. По одну сторону такого диска расположен магнит, а с другой стороны катушка с подмагниченным сердечником. Зубья синхронизационного диска, проходя между магнитом и катушкой, изменяют поле магнита, действующее на катушку. В результате возникает определенный электрический ток, который и регистрируется электронным блоком управления двигателя. На текущий момент, такие датчики наиболее распространены в современных авто.
Оптический датчик положения коленвала наиболее прост. Здесь по обе стороны синхронизационного диска располагаются фотоэлемент и светодиод. Прохождение зубьев диска через световой поток диода, прерывает его, что сразу же регистрируется фотоэлементом.
Синхронизационный диск имеет строго расположенные зубья и просвет между ними. Причем не важно, какой тип датчика используется в данном случае. Такой просвет для электроники автомобиля является своеобразным маркером положения диска, а значит и коленчатого вала. Так же важным элементом здесь является расстояние между зубьями диска и элементами ДПКВ. Если это расстояние слишком большое или слишком маленькое, показания датчика будут не точными, либо же, он вообще не будет работать.
Видео о ДПКВ
Читайте также: Что такое ДПДЗ и какие функции он выполняет.
Признаки неисправности ДПКВ
Помимо невозможности запустить двигатель, которая может быть вызвана и массой иных причин, проблемы с датчиком коленвала проявляются следующим образом:
- двигатель глохнет на холостом ходу;
- нестабильная работа на холостом ходу;
- частые падения мощности мотора;
- двигатель глохнет при переключении передач;
- детонация при нагрузке на двигатель;
- двигатель не запускается без видимых причин;
Признаки указанные выше, хотя и являются более чем красноречивыми, тем не менее, могут свидетельствовать не только о проблемах с датчиком положения коленчатого вала. А потому, заниматься самостоятельным ремонтом без определенных знаний и навыков, а так же специального, в первую очередь, диагностического оборудования, категорически не рекомендуется.
Собственно поломки в датчике коленвала могут быть разными и будут зависеть от типа этого датчика. В оптических устройствах, может отказать светодиод. В холловских датчиках, по какой-либо причине, может измениться расстояние между элементами, и так далее. В любом случае, диагностика и ремонт ДПКВ, это работа для профессионалов.
В принципе, современные датчики положения коленчатого вала, устройства достаточно надежные, а потому, даже при возникновении признаков поломки таких датчиков, следует сначала исключить все остальные причины появления этих симптомов и лишь после этого переходить к проверке ДПКВ.
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.
Источник: