Пристрій і принцип роботи датчика положення коленвала
Зміст
Для підвищення ефективності, економічності і екологічності сучасного транспорту автовиробники оснащують машини все більшою кількістю електронних пристроїв. Причина в тому, що механічні вузли, що відповідають, наприклад, за утворення іскри в циліндрах, якими оснащувалися старі автомобілі, відрізнялися своєю нестабільністю. Навіть незначне окислення контактів могло призвести до того, що машина просто перестала заводитися, навіть без видимих на те причин.
Крім такого недоліку, механічні пристрої не дозволяють забезпечити тонке налаштування силового агрегату. Прикладом тому служить контактна система запалювання, про яку докладно розповідається тут. Ключовим елементом в ній був механічний розподільник-переривник (про пристрій трамблера читайте в іншому огляді). Хоча при належному обслуговуванні і правильному налаштуванні кута випередження запалювання цей механізм і забезпечував своєчасну подачу іскри на свічки, з появою турбонагнетателей він уже не міг так ефективно працювати.
Як поліпшеного варіанта інженерами була розроблена безконтактна система запалювання, В якій використовувався такий же трамблер, тільки замість механічного переривника в ньому встановлювався індуктивний датчик. Завдяки цьому вдалося досягти більшої стабільності освіти високовольтного імпульсу, але інші недоліки СЗ не були усунені, так як в ній як і раніше використовувався механічний розподільник.
Щоб усунути всі недоліки, пов'язані з роботою механічних елементів, була розроблена більш сучасна система запалювання - електронна (про її будову та принцип роботи розповідається тут). Ключовим елементом в такій системі є датчик, що фіксує положення колінчастого вала.
Розглянемо, що це таке, який принцип його роботи, за що він відповідає, як визначити його несправність, і чим загрожує його поломка.
Що таке ДПКВ
Датчик положення колінчастого вала встановлюється в будь-якому инжекторном двигуні, що працює на бензині або газі. Цим же елементом оснащуються також і сучасні дизельні мотори. Тільки в цьому випадку на підставі його показників визначається момент уприскування солярки, а не подачі іскри, так як дизель працює за іншим принципом (порівняння цих двох типів моторів знаходиться тут).
Цей датчик фіксує, в який момент поршень першого і четвертого циліндрів займуть потрібне положення (верхню і нижню мертву точку). У ньому утворюються імпульси, які надходять в електронний блок керування. За цим сигналам мікропроцесор визначає, з якою швидкістю обертається колінчастий вал.
Дана інформація потрібна ЕБУ, щоб коригувати УОЗ. Як відомо, в залежності від режимів роботи двигуна потрібна запалювати повітряно-паливну суміш в різний час. У контактних і безконтактних системах запалювання цю роботу виконував відцентровий і вакуумний регулятори. В електронній системі даний процес виконується алгоритмами електронного блоку управління відповідно до прошивкою, встановленої виробником.
Що стосується дизельного мотора, то сигнали від ДПКВ допомагають ЕБУ управляти уприскуванням дизпалива в кожен окремий циліндр. Якщо газорозподільний механізм оснащений фазовращателем, то на підставі імпульсів від датчика електроніка змінює кутовий поворот механізму зміни фаз газорозподілу. Ще ці сигнали потрібні для коригування роботи адсорбера (детально про цю систему розповідається тут).
Залежно від моделі автомобіля і типу бортової системи електроніка здатна регулювати склад повітряно-паливної суміші. Завдяки цьому мотор може працювати з більшою віддачею, і при цьому витрачати менше палива.
Будь-який сучасний ДВС не працюватиме, тому що ДПКВ відповідає за показники, без яких електроніка не зможе визначити, коли подавати іскру або впорскування солярки. Що стосується карбюраторного силового агрегату, то потреби в цьому датчику в ньому немає. Причина в тому, що процес утворення ВТС регулюється самим карбюратором (про відмінності інжекторних і карбюраторних моторів читайте окремо). Причому склад ВТС не залежить від режимів роботи агрегату. Електроніка ж дозволяє міняти ступінь збагачення суміші в залежності від навантаження на ДВС.
Деякі автомобілісти вважають, що ДПКВ і датчик, який стоїть біля распредвала, це ідентичні пристрої. Насправді це далеко не так. Перший пристрій фіксує, в якому становищі знаходиться колінвал, а друге - распредвал. У другому випадку датчик визначає кутове розташування розподільного вала, щоб електроніка забезпечувала більш точну роботу системи упорскування палива й запалювання. Обидва датчика працюють спільно, але без датчика коленвала мотор не заведеться.
Пристрій датчика положення коленвала
Конструкція датчиків в різних автомобілях може відрізнятися, але ключові елементи в них однакові. ДПКВ складається з:
- Постійно діючого магніту;
- Корпуси;
- Магнітного сердечника;
- Електромагнітної обмотки.
Щоб контакт між проводами і елементами датчика не зникав, всі вони розташовані всередині корпусу, який заповнений компаундною смолою. До бортової системи прилад підключається через стандартний роз'єм типу «мама / тато». У корпусі пристрою є вушка для його фіксації на робочому місці.
Датчик завжди працює в парі з ще одним елементом, хоча той і не входить в його конструкцію. Це зубчастий шків. Між магнітним сердечником і зубами шківа є невеликий зазор.
Де знаходиться датчик коленвала
Так як цей сенсор визначає стан колінчастого вала, він повинен знаходитися в безпосередній близькості з цією деталлю двигуна. Зубчастий шків встановлюється на сам вал або маховик (додатково про те, навіщо потрібен маховик, і які модифікації бувають, розповідається окремо).
Датчик фіксується нерухомо на блоці циліндрів за допомогою спеціального кронштейна. Іншого розташування даного сенсора не існує. В іншому випадку він не зможе справлятися зі своєю функцією. Тепер розглянемо ключові функції датчика.
В чому полягають функції датчика коленвала?
Як вже було сказано, конструктивно датчики положення колінчастого вала можуть відрізнятися один від одного, але ключова функція у всіх їх одна - визначити момент, в який повинна активуватися система запалювання і вприскування.
Залежно від типу датчиків принцип роботи буде дещо відрізнятися. Найпоширенішою модифікацій є індуктивна або магнітна. Функціонує пристрій наступним чином.
Реперний диск (він же зубчастий шків) оснащується 60-ю зубцями. Однак в одній частині деталі два елементи відсутня. Саме цю прогалину є точкою відліку, з якої фіксується один повний оборот колінчастого валу. У процесі обертання шківа його зубці по черзі проходять в зоні дії магнітного поля датчика. Як тільки повз цієї області проходить велика проріз без зубців, в ньому утворюється імпульс, який по дротах надходить на блок управління.
Мікропроцесор бортової системи запрограмований на різні показники цих імпульсів, відповідно до яких активуються відповідні алгоритми, і електроніка активує потрібну систему або коригує її роботу.
Існують також інші модифікації реперних дисків, кількість зубців в яких може бути різним. Наприклад, на деяких дизелях використовується задає диск з подвійним пропуском зубців.
види датчиків
Якщо розділити всі датчики на категорії, то їх буде три. У кожного типу сенсорів свій принцип роботи:
- Електромагнітні або магнітні датчики. Мабуть, це найпростіша модифікація. Його робота не вимагає підключення до електричного кола, так як він самостійно генерує імпульси за рахунок магнітної індукції. Завдяки простоті конструкції і великому робочому ресурсу такий ДПКВ буде коштувати трохи. З недоліків таких модифікацій варто згадати, що пристрій сильно відчутно до забруднень шківа. Між магнітним елементом і зубцями не повинно бути сторонніх часток, наприклад, масляної плівки. Також для ефективності освіти електромагнітного імпульсу потрібно, щоб шків швидко обертався.
- датчики Холла. Незважаючи на більш складний пристрій, такі ДПКВ досить надійні і теж мають великий ресурс. Детально про пристрій і про те, як він працює, розповідається в іншій статті. До речі, в машині може використовуватися кілька датчиків, які працюють на цьому принципі, і відповідати вони будуть за різні параметри. Щоб датчик зміг функціонувати, на нього потрібно подаватися харчування. Така модифікація рідко використовується для фіксації положення коленвала.
- оптичний датчик. Така модифікація оснащується джерелом і приймачем світлового пучка. Пристрій приладу наступне. Зубці шківа проходять між світлодіодом і фотодіодом. У процесі обертання реперного диска світловий пучок то надходить, то переривається його подача на светоприемник. У фотодіоді на підставі впливу світла утворюються імпульси, які надходять на ЕБУ. Через складність пристрою і уразливості дана модифікація на машинах теж встановлюється рідко.
ознаки несправності
Коли виходить з ладу якийсь електронний елемент двигуна або поєднаної з ним системи, агрегат починає працювати некоректно. Наприклад, він може троить (детально про те, чому з'являється цей ефект, читайте тут), Нестабільно працювати на холостих обертах, заводитися з великими труднощами і т.д. Але якщо не функціонує ДПКВ, ДВС взагалі не заведеться.
У датчика як таких несправностей не буває. Він або працює, або ні. Єдина ситуація, коли робота пристрою може відновлюватися, це окислення контактів. У цьому випадку сигнал в датчику утворюється, але вихід його не відбувається через те, що електроланцюг розірвана. В інших випадках несправний датчик буде мати тільки одну ознаку - мотор затихне і не заведеться.
Якщо сенсор колінчастого вала не працює, електронний блок керування не фіксуватиме від нього сигнал, і на панелі приладів загориться значок мотора або напис "Check Engine". Поломка датчика виявляється в процесі обертання коленвала. Мікропроцесор перестає фіксувати імпульси від сенсора, тому не розуміє, в який момент потрібно подати команду на форсунки і котушки запалювання.
Є кілька причин поломки датчика. Ось деякі з них:
- Руйнування конструкції в процесі термічних навантажень і постійних вібрацій;
- Експлуатація автомобіля у вологих регіонах або часте підкорення бродів;
- Різка зміна температурного режиму роботи пристрою (особливо в зимовий період, коли різниця в температурах дуже велика).
Найпоширеніша поломка датчика більше пов'язана не з ним, а з його проведенням. В результаті природного зносу кабель може зношуватися, через що може пропасти напруга.
На ДПКВ звернути увагу потрібно в наступному випадку:
- Машина не заводиться, причому це може бути незалежно від того, нагрітий двигун чи ні;
- Різко падають обороти коленвала, і автомобіль рухається, ніби закінчилося паливо (в циліндри не надходить паливо, так як ЕБУ чекає імпульс від датчика, а на свічки не йде струм, і теж через відсутність імпульсу від ДПКВ);
- Детонація (це відбувається в основному не через поломки датчика, а через його нестабільної фіксації) двигуна, про яку відразу дасть знати відповідний датчик;
- Мотор постійно глухне (таке може відбуватися, якщо є проблема з проводкою, і сигнал від датчика то з'являється, то зникає).
Плаваючі обороти, зниження динаміки і інші схожі симптоми є ознаками виходу з ладу інших систем автомобіля. Що стосується датчика, то якщо його сигнал пропадає, мікропроцесор буде чекати, поки з'явиться цей імпульс. В цьому випадку бортова система «думає», що колінвал не обертається, тому ні іскра не утворюється, ні паливо не розпорошується в циліндри.
Щоб визначити, чому мотор перестав стабільно працювати, необхідно провести комп'ютерну діагностику. Про те, як вона проводиться, є окрема стаття.
Як перевірити датчик коленвала
Перевірити ДПКВ можна декількома способами. Найперше, що потрібно зробити - візуальна перевірка. Спочатку потрібно подивитися на якість кріплення. Через те, що датчик деренчить, відстань від магнітного елемента до поверхонь зубців постійно змінюється. Це може призводити до некоректної передачі сигналів. З цієї причини електроніка може неправильно посилати сигнали на виконавчі пристрої. У цьому випадку робота мотора може супроводжуватися абсолютно нелогічними діями: детонацією, різким підвищенням / зниженням оборотів і т.д.
Якщо пристрій якісно зафіксовано на своєму місці, не потрібно будувати припущень, що робити далі. Наступний етап візуального огляду - перевірка якості проводки сенсора. Зазвичай на цьому виявлення дефектів датчика закінчується, і пристрій продовжує працювати справно. Найдієвіший метод перевірки - установка свідомо працює аналога. Якщо силовий агрегат став працювати правильно і стабільно, значить, старий датчик викидаємо.
У найскладніших ситуаціях виходить з ладу обмотка магнітного сердечника. Дану поломку допоможе виявити мультиметр. Прилад виставляється в режим вимірювання опору. Щупи підключаються до сенсора відповідно до терморегулятори. У нормі цей показник повинен знаходитися в межах від 550 до 750Ом.
Щоб не витрачати кошти на перевірку окремого обладнання, практично проводити планову профілактичну діагностику. Один з приладів, який допоможе виявити приховані проблеми різного електронного обладнання, це осцилограф. Про те, як працює цей прилад, розповідається тут.
Отже, якщо вийде з ладу якийсь датчик в машині, то електроніка перейде аварійний режим, і буде працювати менш ефективно, але в такому режимі можна буде дістатися до найближчого СТО. Але якщо зламається датчик положення колінчастого вала, то без нього агрегат не працюватиме. З цієї причини краще було б завжди мати в запасі аналог.
Додатково подивіться невелике відео про те, як працює ДПКВ, а також ДПРВ:
Питання та відповіді:
Що відбувається, коли виходить із ладу датчик коленвала? Коли сигнал від датчика коленвала зникає, контролер перестає генерувати імпульс освіту іскри. Через це запалення перестає працювати.
Як зрозуміти, що помер датчик колінвалу? При датчику колінвала, що вийшов з ладу, машина або не заведеться, або заглухне. Причина в тому, що блок управління не може визначити, в який момент створювати імпульс формування іскри.
Що буде, якщо датчик коленвала не працюватиме? Сигнал від датчика колінвала потрібен для синхронізації роботи паливних форсунок (дизельний мотор) та системи запалення (у бензинових моторах). Якщо він зламається, машина не заведеться.
Де стоїть датчик колінвала? В основному цей датчик закріплюється безпосередньо на блоці циліндрів. У деяких моделях він стоїть біля шківа колінвала та навіть на картері КПП.
