Датчик синхронизации (положения и частоты вращения коленчатого вала)

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) — небольшой измерительный прибор, имеющий критически важное значение для правильной работы автомобильного двигателя. Выход из строя или неполадки датчика негативно сказываются на работе мотора и могут привести к полному отказу силового агрегата.

Что такое ДПКВ

Как уже было сказано выше, ДПКВ расшифровывается как датчик положения коленчатого вала. Он определяет положение коленвала в каждый момент времени, тем самым отслеживая частоту его вращения, и обеспечивает правильное функционирование системы зажигания.

Общий вид ДПКВ

ДПКВ передает в блок управления следующие показатели:

• момент достижения поршней в первом и последнем цилиндрах ВМТ и НМТ;
• положение и частоту вращения коленвала.

На основе этих данных ЭБУ автомобиля может регулировать следующие процессы:

• угол опережения зажигания для каждого цилиндра;
• управление впрыском топлива через форсунки, необходимый объем топлива;
• угол поворота распредвала (изменение фаз газораспределения);
• работу системы улавливания паров топлива (управление клапаном продувки адсорбера).

Ни один инжекторный двигатель с электронным блоком управления не сможет работать без ДПКВ. В карбюраторных двигателях в нем нет необходимости, так как в мотор поступает насыщенная топливовоздушная смесь в равном количестве вне зависимости от потребностей. Инжектор позволяет регулировать подачу топлива и экономить его расход. И именно на основе данных от ДПКВ система регулирует свою работу.

Многие водители путают ДПКВ с датчиком положения распределительного вала (ДПРВ). Хотя их устройство и назначение во многом схожи, отличия есть. ДПРВ определяет угловое положение распредвала и отвечает за впрыск топлива в цилиндры и зажигание в нужный момент времени. В ДПРВ применяется постоянный магнит, и его работа основана на эффекте Холла. Можно сказать, что ДПКВ и ДПРВ работают в паре друг с другом, но первый более важен для работы двигателя.

Где расположен датчик

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.

Типы, конструкция и принцип работы ДПКВ

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. 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 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. 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.

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.

Расположение датчика

От исправности датчика коленвала зависит устойчивая работа мотора, поэтому автопроизводители размещают его в легкодоступном месте для быстрого устранения неисправности. Несмотря на плотную компоновку деталей под капотом, определить, где расположен датчик синхронизации, достаточно легко.

Реперный диск. Другие названия задающий или синхронизирующий.

Чаще всего он размещен на кронштейне между шкивом генератора и маховиком.

Среди других электронных датчиков он выделяется проводом (длиной 70 см) со специальным разъемом подключения в бортовую сеть автомашины.

Для замены и установки ДПКВ необходимо только правильно выставить зазор между стержнем и синхронизирующим диском. Размер зазора варьируется от 0,5 до 1,5 мм и зависит от марки и модели конкретной автомашины. Регулировка расстояния осуществляется за счет специальных шайб, расположенных между устройством и местом установки.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• P0011: ошибка положения распредвала
• Почему плавают обороты на холостом ходу Рено Логан и как это исправить
• Ошибка P0016 – несоответствие сигналов датчиков коленвала и распредвала

Видео: Датчик положения коленчатого вала ДПКВ

Возможные причины неисправности

Причины поломки датчика положения коленвала могут быть разнообразны. Наиболее часто встречаются следующие неисправности.

• Обрыв обмотки, короткое замыкание либо нарушение контакта, в результате чего сигнал от датчика не поступает в электронный блок управления. Чаще всего встречается обрыв обмотки датчика, реже — повреждение изоляции или перелом подводящего провода.
• Нарушение положенного расстояния между диском синхронизации и стальным сердечником ДПКВ. Заданное расстояние между ними обычно составляет от 0,5 до 1,5 мм и регулируется с помощью регулировочных шайб. При нарушении указанных параметров происходит сбой в работе датчика, в результате чего на ЭБУ передаются неверные данные либо они не поступают вовсе. Причиной нарушения расстояния между сердечником и диском синхронизации могут быть попавшая в зазор грязь или пыль, неправильная установка при замене датчика или проведении других ремонтных работ, механическое воздействие в результате аварии т. д.
• Повреждение диска синхронизации, обеспечивающего формирование сигнала. Причиной также могут быть механические повреждения, физический износ, попадание инородных тел, загрязнение зубьев диска и т. д.
• Повреждение светодиода или приемника сигнала у датчика оптического типа. Причины выхода из строя детали аналогичны — грязь, механическое воздействие и т. д.

В большинстве случаев неисправности датчика приводят к его замене из-за низкой ремонтопригодности измерителя. Корпус ДПКВ является неразборным, поэтому замена обмотки или сердечника невозможна. Исключением является нарушение изоляции провода датчика — в этом случае можно обойтись изолированием или заменой провода.

Устройство ДПКВ

Деталь представляет собой стальной сердечник с обмоткой из медной проволоки, размещенный в пластиковом корпусе и залитый компаундной смолой.

Выпускаются 3 типа датчиков синхронизации:

Оптический датчик

• Индукционные. Принцип работы основан на использовании намагниченного сердечника с намотанной на нем медной проволокой, на концах которой замеряют изменение напряжения. Кроме фиксации положения коленвала, он замеряет скорость его вращения, что также необходимо для качественной работы ДВС. Индукционные датчики являются наиболее распространенными и часто применяющимися в устройстве автомобиля.
• Оптические. В основе их конструкции — светодиод, который излучает световой поток, и приемник, фиксирующий свет с другой стороны. При попадании светового луча на контрольный зуб он прерывается, приемник фиксирует его отсутствие, и информация передается в ЭБУ.
• Датчик Холла. Работает на основе одноименного физического эффекта. На коленчатом валу размещен магнит, при прохождении им датчика в последнем возникает постоянный ток, фиксируемый синхронизирующим диском.

Многофункциональность прибора индукционного типа и датчика Холла делают их наиболее востребованными в конструкции современных моторов.

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...