Устройство и принцип работы датчика положения коленвала

За что отвечает и как работает датчик коленвала?

Датчик положения коленчатого вала точно определяет, когда топливо должно быть отправлено в цилиндры двигателя внутреннего сгорания (ДВС). В разных конструкциях за управление регулировкой равномерности подачи топлива форсунками отвечает ДПКВ.

Функции датчика коленвала заключаются в регистрации и передаче в ЭБУ следующих данных:

• измерить положение коленчатого вала;
• момент прохождения поршнями НМТ и ВМТ в первом и последнем цилиндрах.

Датчик ПКВ корректирует следующие показатели:

• количество поступающего топлива;
• сроки подачи бензина;
• угол распредвала;
• угол опережения зажигания;
• момент и продолжительность работы адсорбционного клапана.

Принцип работы датчика времени:

1. Коленчатый вал снабжен диском с зубьями (пусковой и обнуляющий). При вращении узла магнитное поле направляется на зубья от датчика ПКВ, воздействуя на него. Изменения регистрируются в виде импульсов и информация передается в компьютер: измеряется положение коленчатого вала и фиксируется момент прохождения поршнями верхней и нижней мертвых точек (ВМТ и НМТ).
2. Когда звездочка проходит датчик частоты вращения коленчатого вала, она меняет тип показаний наддува. По этой причине ЭБУ пытается восстановить нормальную работу коленчатого вала.
3. На основании полученных импульсов бортовой компьютер посылает сигнал в необходимые системы автомобиля.

Фото: как работает датчик ГРМ

Назначение датчика ДПКВ

В современных автомобильных электронных системах зажигания топливная смесь впрыскивается в цилиндры, а искра подается от свечи зажигания после ее сжатия бортовым компьютером. Датчик ДПКВ используется для определения пространственного положения поршней в данный момент времени. Именно это электронное устройство передает сигнал ЭБУ на выполнение последовательности действий, заданной электронным зажиганием автомобиля.

Назначение датчика коленвала в бортовой сети

Вне зависимости от того, какая модификация датчика коленвала используется, симптомы неисправности этого устройства выражаются в отсутствии искры/впрыска топлива или нарушении этого цикла. Другими словами, двигатель внутреннего сгорания невозможно запустить или двигатель самопроизвольно останавливается через некоторое время. Это свидетельствует об искажении сигнала положения поршня в нижней и верхней мертвой точке.

Реже повреждается кабель, соединяющий ДПКВ с ЭБУ, в этом случае сигнал на бортовой компьютер не поступает, двигатель в принципе невозможен.

Факторы, провоцирующие поломку ДПКВ

• Произошло короткое замыкание между выводами катушки. В этом случае устройство необходимо заменить.
• Сломаны зубья диска ГРМ.
• Контактный вывод на подводящие провода. Нет необходимости заменять датчик, просто восстановите соединение, предварительно зачистив концы.
• Во время ремонтных работ могла произойти механическая поломка. Замените его новым.
• Посторонние предметы могли попасть в зазор. Вам останется только их снять и почистить.

Однако наблюдаемые симптомы могут быть связаны с неисправностью иных деталей, кроме ДПКВ. Поэтому перед заменой его необходимо тщательно проверить.

Устройство ДПКВ

Конструкция датчика коленчатого вала:

• алюминиевый или пластиковый корпус цилиндрической формы с чувствительным элементом, с помощью которого на компьютер подается сигнал;
• кабель связи (магнитопровод);
• привод;
• герметик;
• обмотка;
• кронштейн крепления двигателя.

Таблица: типы датчиков

Имя	Описание
Магнитный датчик	Датчик состоит из постоянного магнита и центральной обмотки, и этот тип контроллера не требует отдельного источника питания. Индуктивное электрическое устройство контролирует не только положение коленчатого вала, но и частоту вращения. Он работает с напряжением, возникающим при прохождении металлического зуба (метки) через магнитное поле. Это генерирует сигнальный импульс, который поступает в ECU.
Оптический датчик	Оптический датчик состоит из приемника и светодиода. Взаимодействуя с синхронизирующим диском, он блокирует оптический поток, проходящий между приемником и светодиодом. Передатчик обнаруживает прерывания света. При прохождении светодиодом участка с изношенными зубьями приемник реагирует на импульс и выполняет синхронизацию с ЭБУ.
Датчик Холла	В конструкцию датчика входят: комната интегральных схем; постоянный магнит; маркерный диск; разъем В датчике коленчатого вала на эффекте Холла ток течет по мере приближения к изменяющемуся магнитному полю. Цепь силового поля размыкается при прохождении участков с изношенными зубьями и сигнал передается на электронный блок управления двигателем. Работает от автономного источника питания.

Индуктивный (магнитный) ДПКВ

В основе устройства лежит намагниченный сердечник, помещенный в катушку. В состоянии покоя магнитное поле постоянно и в его обмотке ЭДС самоиндукции отсутствует. Когда вершина металлического зуба ведущего диска проходит перед магнитопроводом, магнитное поле вокруг сердечника изменяется, что приводит к индукции тока в обмотке. При вращении диска на выходе появляется переменный ток, при этом частота тока меняется в зависимости от скорости вращения вала. Работа основана на эффекте электромагнитной индукции.

Особенностью этого датчика является его простая конструкция, работающая без дополнительного источника питания.

Датчик на основе эффекта Холла

Тип этих датчиков работает на микросхеме, помещенной в корпус с магнитопроводом, а задающий диск создает движущееся магнитное поле с намагниченными зубьями.

Датчик обеспечивает высокоточный вывод сигнала на всех заданных режимах вращения коленчатого вала. Для датчика Холла требуется подключение постоянного напряжения.

Оптические датчики

Он основан на физическом явлении фотоэффекта. Конструктивно представляет собой источник света с приемником (фотодиодом). Вращаясь между источником и приемником, перфорированный диск периодически закрывает и открывает путь к источнику света, в результате фотодиод вырабатывает импульсный ток, который поступает в блок управления в виде аналогового сигнала (система имеет ограниченное применение и ранее устанавливался в распределителях инжекторных автомобилей, например Матиз).

Немного о задающих дисках

Регулировочные диски для индуктивных датчиков изготавливаются из стали, иногда заодно со шкивом коленчатого вала (например, автомобиль Опель).

Диски для датчиков Холла изготовлены из пластика, а в их зубья запрессованы постоянные магниты.

Как система топлива получает сигнал от датчика?

При работе 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 специальную шестерню, в которой специально пропущены 2 зуба.
2. При движении коленчатого вала все зубья проходят мимо датчика ДПКВ, сильно искажая состояние его магнитного поля.
3. В результате в индукторе этого устройства формируются импульсы, которые поступают в базу данных бортового компьютера. В данном случае 2 недостающих зуба являются начальной или нулевой точкой, благодаря которой компьютер определяет начальное положение оси.
4. Далее компьютер внутри машины подсчитывает количество импульсов, отправленных устройством, и определяет положение коленчатого вала в каждый период времени.
5. После этого ЭБУ отправляет ответный сигнал на датчик, отвечающий за активацию топливной форсунки, которая уже подает топливо в систему зажигания.

Поэтому при исправной работе ДПКВ автомобиль будет работать с максимальной производительностью и потреблять наименьшее количество топлива.

Совет: схема электропроводки на ВАЗ-2110 легко поможет вам выяснить причину неисправности датчика. На ней показано расположение и сочетание всех элементов автомобиля.

Где находится датчик?

Расположение датчика положения коленчатого вала: рядом с диском между шкивом генератора и маховиком. Для свободного подключения к бортовой сети предусмотрен кабель длиной 50-70 см, на котором есть разъемы для ключей. На седле есть прокладки для установки зазора 1-1,5мм.

Картина: где находится датчик положения коленвала

Признаки и причины неисправностей

Симптомы сломанного ДПКВ:

• двигатель не запускается или самопроизвольно останавливается через некоторое время;
• нет искр;
• детонация ДВС возникает периодически при динамических нагрузках;
• нестабильные обороты холостого хода;
• мощность двигателя и динамика автомобиля снижаются;
• при смене режимов происходит самопроизвольное изменение числа оборотов;
• проверьте лампочку двигателя на приборной панели.

Симптомы указывают на следующие причины, по которым датчик PCV может быть неисправен:

• короткое замыкание между витками обмотки, возможно искажение сигнала о положении поршня в НМТ и ВМТ;
• поврежден кабель, соединяющий ДПКВ с ЭБУ — бортовой компьютер не получает должного уведомления;
• дефект зубов (потертости, сколы, трещины), двигатель может не заводиться;
• попадание посторонних предметов между зубчатым шкивом и счетчиком или повреждение при работе в моторном отсеке часто становится причиной неисправности ДПКВ.

Проблемы с запуском двигателя

Варианты неисправностей датчика коленвала, влияющие на работу ДВС:

1. Двигатель не запускается. При повороте ключа зажигания стартер крутит двигатель и гудит бензонасос. Причина в том, что ЭБУ двигателя, не получая сигнала от датчика положения коленчатого вала, не может корректно послать команду: на каком цилиндре запустить и на каком открыть форсунку.
2. Двигатель нагревается до определенной температуры и глохнет или не заводится в сильный мороз. Причина только одна — микротрещина в обмотке датчика ПКВ.

Неустойчивая работа двигателя в различных режимах

Это происходит при загрязнении ДПКВ, особенно при попадании в него металлической стружки или масла. Даже незначительное воздействие на магнитную микросхему датчика времени меняет его работу, так как счетчик очень чувствителен.

Наличие детонации мотора с увеличением нагрузки

Наиболее частая причина – выход из строя прибора учета, а также микротрещина в обмотке, которая прогибается при вибрации, или трещина в корпусе, в которую попадает влага.

Признаки детонации двигателя:

• нарушение плавности процесса сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах ДВС;
• прыгает на ресивере или выхлопной системе;
• провал;
• явное снижение мощности двигателя.

Снижение мощности двигателя

Мощность двигателя падает при несвоевременной подаче топливно-воздушной смеси. Причина неисправности – расслоение амортизатора и смещение зубчатой ​​звезды относительно шкива. Мощность двигателя также снижается из-за повреждения обмотки или корпуса измерителя положения коленчатого вала.

Как проверить датчик коленвала самостоятельно?

Самостоятельно исследовать исправность ДПКВ можно с помощью:

• омметр;
• осциллограф;
• сложный, с использованием мультиметра, мегомметра, сетевого трансформатора.

Важно знать

Перед заменой измерительного прибора также рекомендуется провести полную компьютерную диагностику ДВС. Затем проводят внешний осмотр, устраняя загрязнения или механические повреждения. И только после этого приступают к диагностике специальными приборами.

Проверка омметром

Прежде чем приступить к диагностике, выключите двигатель и снимите датчик ГРМ.

Пошаговая инструкция изучения ДПКВ омметром в домашних условиях:

1. Установите омметр для измерения сопротивления.
2. Определить степень сопротивления дросселя (прикоснуться щупами тестера к клеммам и прозвонить их).
3. Приемлемое значение составляет от 500 до 700 Ом.

Использование осциллографа

Проверка датчика положения коленчатого вала производится при работающем двигателе.

Алгоритм действий с помощью осциллографа:

1. Подключить тестер к датчику времени.
2. Запустите на бортовом компьютере программу, которая следит за показаниями с электронного устройства.
3. Несколько раз проведите металлическим предметом перед датчиком коленчатого вала.
4. Мультиметр в порядке, если осциллограф реагирует на движение. При отсутствии сигналов на экране ПК рекомендуется провести полную диагностику.

Форма сигнала ДПКВ

Комплексная проверка

Для его проведения необходимо иметь:

• мегомметр;
• сетевой трансформатор;
• измеритель индуктивности;
• вольтметр (желательно цифровой).

Алгоритм действий:

1. Перед началом полного сканирования датчик необходимо снять с двигателя, тщательно промыть, высушить, а затем приступить к измерению. Проводится только при комнатной температуре, чтобы показатели были точнее.
2. Сначала измеряется индуктивность датчика (индуктивной катушки). Его рабочий диапазон числовых измерений должен находиться в пределах от 200 до 400 МГц.Если значение сильно отличается от заданного, велика вероятность того, что датчик неисправен.
3. Далее необходимо измерить сопротивление изоляции между выводами катушки. Для этого используют мегаомметр, устанавливая выходное напряжение равным 500 В. Процедуру измерения лучше провести 2-3 раза для получения более точных данных. Измеренное значение сопротивления изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. В противном случае можно определить нарушение изоляции в катушке (в том числе возможность короткого замыкания между витками). Это указывает на неисправность устройства.
4. Затем с помощью сетевого трансформатора диск времени размагничивается.

Видео: как проверить датчик коленвала тестером (мультиметром)

На фото Николай Ваганов

Устранение неисправностей

Ремонтировать датчик имеет смысл при таких неисправностях, как:

• проникновение в датчик загрязнения ПКВ;
• наличие воды в разъеме датчика;
• разрыв защитной оболочки кабелей или жгутов датчиков;
• изменение полярности сигнальных кабелей;
• нет связи с жгутом;
• короткие сигнальные провода на массу датчика;
• уменьшенный или увеличенный монтажный зазор датчика и синхронизирующего диска.

Таблица: работа с мелкими дефектами

ДефектСредство

Проникновение внутрь датчика ПКВ и загрязнение	Необходимо обрызгать обе части блока жгута проводов WD, тем самым удалив влагу, и начисто протереть ветошью контроллер. То же самое делаем и с магнитом датчика: распыляем на него WD и тряпкой очищаем магнит от стружки и грязи.
Наличие воды в разъеме датчика	Если подключение датчика к разъему жгута проводов нормальное, отсоедините разъем жгута проводов от датчика и проверьте наличие воды в его разъеме. При необходимости вытряхните воду из гнезда разъема датчика и заглушки. После устранения неисправности включите зажигание, запустите двигатель.
Поломка экрана кабелей датчика или жгута	Для проверки возможной неисправности отсоедините датчик и блок от жгута проводов и при отключенном контакте проверьте омметром целостность экранирующей сетки кабеля «витая пара»: от контакта «3» разъема гнездо датчика к контакту «19» гнезда блока. При необходимости дополнительно проверить качество опрессовки и соединения защитных гильз кабеля в корпусе упаковки. После устранения неисправности включите зажигание, запустите двигатель и проверьте отсутствие кода неисправности «053».
Поменяйте полярность сигнальных кабелей	Отсоедините датчик и блок управления от жгута проводов. Проверьте с помощью омметра неправильную установку контактных штекеров в блоке штекерных разъемов датчика при двух условиях. Если контакт «1» («ДПКВ-») штекера датчика подключен к контакту «49» штекера блока. При этом контакт «2» («ДПКВ+») разъема датчика подключается к контакту «48» разъема блока. При необходимости переустановите провода на блоке датчиков в соответствии с электрической схемой. После устранения неисправности включите зажигание, запустите двигатель и проверьте отсутствие кода неисправности «053».
Датчик не подключен к жгуту	Проверьте подключение датчика к жгуту проводов. Если штекер провода датчика подключен к разъему жгута проводов, проверьте правильность его подключения в соответствии со схемой подключения жгута проводов. После устранения неисправности включите зажигание, запустите двигатель.
Сигнальные провода датчика замкнуты на массу	Внимательно проверьте целостность кабеля датчика и его оболочки. Кабель может быть поврежден охлаждающим вентилятором или горячими выхлопными трубами двигателя. Для проверки целостности цепей отсоедините датчик и блок от жгута проводов. При отключенном контакте проверить омметром соединение цепей «49» и «48» жгута проводов с массой двигателя: от контактов «2» и «1» разъема датчика к металлическим частям двигателя. При необходимости отремонтируйте указанные цепи. После устранения неисправности включите зажигание, запустите двигатель.
Уменьшение или увеличение монтажного зазора датчика и синхронизирующего диска	Для начала с помощью щупа проверьте монтажный зазор между торцом датчика положения коленчатого вала и торцом зуба диска ГРМ. Показания должны быть в пределах от 0,5 до 1,2 мм. Если монтажный зазор ниже или выше стандартного, снимите датчик и осмотрите корпус на наличие повреждений, очистите датчик от мусора. Проверьте штангенциркулем размер от плоскости датчика до торца его чувствительного элемента; должно быть в пределах 24 ± 0,1 мм. Датчик, не отвечающий этому требованию, подлежит замене. Если датчик исправен, при его установке подложите под фланец датчика прокладку соответствующей толщины. Обеспечьте нормальное монтажное пространство при установке датчика. После устранения неисправности включите зажигание, запустите двигатель.

Как поменять датчик положения коленчатого вала?

Важные нюансы, которые необходимо соблюдать при замене ДПКВ:

1. Перед разборкой необходимо нанести метки, указывающие положение болта относительно датчика, самого ДПКВ, а также маркировку проводов и электрических контактов.
2. При снятии и установке нового датчика ПКВ рекомендуется убедиться в исправности диска ГРМ.
3. Замените измерительное устройство вместе с жгутом и прошивкой.

Для замены датчика ПКВ потребуются:

• новый измерительный прибор;
• автоматический тестер;
• каверномер;
• гаечный ключ 10.

Алгоритм действий

Чтобы поменять датчик положения коленвала своими руками, нужно:

1. Выключите зажигание.
2. Обесточьте электронное устройство, отсоединив клеммную колодку от контроллера.
3. Гаечным ключом откручиваем винт, фиксирующий датчик, снимаем неисправный ДПКВ.
4. Ветошью очистите место посадки от маслянистых отложений и грязи.
5. Установите новый счетчик, используя старые крепления.
6. Выполните контрольные измерения зазора между зубьями шкива привода генератора и сердечником датчика с помощью штангенциркуля. Пространство должно соответствовать следующим значениям: 1,0 + 0,41 мм. Если при контрольном измерении зазор меньше (больше) заданного значения, необходимо откорректировать положение датчика.
7. Проверить сопротивление датчика положения коленчатого вала с помощью самопроверки. Для рабочего датчика оно должно находиться в диапазоне от 550 до 750 Ом.
8. Сбросьте бортовой компьютер, чтобы отключить сигнал Check Engine.
9. Подключите датчик положения коленчатого вала к сети (для этого установлен разъем).
10. Проверить работоспособность электроприбора в разных режимах: в покое и при динамической нагрузке.

Замена фишки и распиновка ДПКВ ВАЗ 2110

Со временем изнашиваются провода, идущие к микросхеме ДПКВ. Он расположен внизу двигателя и недалеко от переднего колеса, в результате чего на ДПКВ и его стружку оседают грязь, снег, масло, агрессивные химические среды в виде солей, что приводит к медленному окислению провода на микросхеме и последующий их обрыв. Так как провода микросхемы объединены в один пакет, при ее замене предусмотрена ремонтная микросхема с двумя торчащими проводами длиной 15 см. После извлечения поврежденной микросхемы установить в «виток» новую. Места скрутки изолируются термоусадкой или изолентой.

На приведенной ниже диаграмме видно, что его назначение контактов несложное, и два провода подключены непосредственно к контактам ввода сигнала на блоке управления, идущим по всей длине корпуса. Необходимо соблюдать полярность подключения сигнальных кабелей датчика к блоку управления. При обратной полярности система синхронизации работать не будет. Для восстановления работы ДПКВ нужно только поменять тросы и проверить работоспособность запуском двигателя.

Как обмануть датчик и завести машину

На примере ВАЗ 2110 рассмотрим эффективный способ запуска двигателя при неработающем датчике коленвала.

Для этого нужно намотать на корпус датчика тонкий медный провод, сделать своеобразную обмотку. Провод можно взять от любого реле. Нужно сделать 150 шариков по корпусу, а остальные подвести к фишке, которая подключена к ДПКВ и засунуть концы в разъем вместо датчика коленвала.

Медная проволока, намотанная на корпус датчика

Закрепление проводов на микросхеме

Перед намоткой медного провода вокруг корпуса датчика можно сделать 2 витка бумаги или тонкого картона.

Провод наматывается на бумагу, а затем снимается, поэтому самодельная обмотка обычно помещается в корпус.

Если двигатель не заводится, необходимо будет поменять проводку, подсоединенную к контактам микросхемы. Чтобы эти провода не выпадали, их нужно временно зафиксировать спичками. С такой конструкцией долго ездить не стоит, тогда неисправный ДПКВ подлежит замене!

Суть предлагаемого метода заключается в частичном восстановлении процесса электромагнитной индукции. То есть, при выходе из строя штатной катушки (залитой в корпус), таким образом можно сделать элементарную катушку, способную работать в связке с центрирующим шкивом коленвала. В результате сигнал дойдет до ЭБУ и двигатель запустится. Смотрите видео ниже для более подробной информации.

Видео: как снять датчик положения коленвала

Застрелен Рамиль Абдуллин

Подведем итог

С учетом вышеизложенного можно сделать вывод, что датчик коленвала является одним из важнейших элементов в общей электронной схеме управления силовым агрегатом. Выход из строя ДПКВ вызовет полную остановку двигателя, сбои в его работе сильно осложнят эксплуатацию транспортного средства или сделают управление автомобилем практически невозможным.

Что касается проверки и замены, то с самого начала следует убедиться, что в зазоре между датчиком и диском ГРМ нет посторонних предметов, а сам зазор находится в допустимых пределах. Параллельно следует отметить, что устройство можно ремонтировать и работать, а причиной отказов является грязь в сердечнике ДПКВ.

Назначение и характеристики ДПРВ (датчик положения распредвала) в бензиновом и дизельном двигателе. Проверка своими руками и замена датчика.

Почему стартер крутит нормально, но двигатель не включается, не заводится? Основные причины неисправностей, контроль систем подачи топлива, зажигание. Совет.

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

Почему заливают свечи зажигания в инжекторных и карбюраторных двигателях: основные причины мокрых свечей. Как просушить свечи и запустить двигатель, советы.

Датчик положения (датчик Холла). Особенности конструкции, назначение и принцип действия. Как проверить датчик на автомобиле самостоятельно.

Устройство и схема инжектора. Плюсы и минусы инжектора по сравнению с карбюратором. Отказы в системе топливных форсунок случаются часто. Полезные советы.

В современном автомобиле работой бензинового или дизельного двигателя управляют электронные устройства. Контроллер готовит топливную смесь и регулирует искры на электродах свечей зажигания, основываясь на показаниях различных датчиков, расположенных в ключевых точках: воздушном и выпускном трактах, дроссельной заслонке и т д. Но что произойдет, если один из этих элементов выйдет из строя? В этом случае предлагается рассмотреть признаки неисправности датчика положения коленчатого вала (ДПКВ) и способы его проверки в условиях гаража.

Источник: skoda-rapid.ru