Определение положения коленчатого и распределительного валов является необходимым условием синхронизации работы двигателя. В старых автомобилях эти функции выполнял трамблер. Дальнейшее развитие систем управления ДВС привело к созданию множества электронных датчиков различного назначения. Одним из наиболее важных является ДПКВ.
Что такое датчик положения коленвала
ДПКВ представляет собой компактное устройство служащее для контроля углового положения коленчатого вала, момента верхней мертвой точки I и IV цилиндра, скорости вращения КВ.
Данные в виде импульсов поступают с датчика на электронный блок управления (БУ). На их основании происходит определение главных параметров двигателя:
- момента впрыска топлива;
- среднего числа оборотов КВ;
- ускорения КВ для выравнивания работы цилиндров регулировкой длительности впрыска;
- точности синхронизации коленчатого и распределительного вала.
По принципу действия датчики положения КВ бывают двух видов:
- индукционные;
- датчики Холла.
Конструктивно, первые представляют собой катушку с сердечником, на торце которого закреплен постоянный магнит. Концы обмотки выведены на разъем, все элементы помещены в не разборной герметичный корпус.
Жгут соединительных проводов с БУ заключается в экран и заземляется на корпус для предотвращения влияния помех.
В отличие от индукционных, датчики Холла не содержат ни катушек индуктивности ни постоянных магнитов. Их главным элементом является полупроводник реагирующий на изменение магнитного поля.
Признаки неисправности датчика коленвала
Если не работает ДПКВ двигатель завести невозможно. Но существует ряд признаков предшествующих этому состоянию и требующих принятия мер:
- внезапные кратковременные сбои работы двигателя;
- учащение случаев самопроизвольной остановки двигателя на холостом ходу;
- двигатель глохнет при прогреве и не заводится до остывания;
- нестабильность оборотов;
- появление детонации, падение мощности.
Блок управления при этом должен выдавать ошибку P0335 и сигнализировать о проблеме. Проверить ДПКВ лучше всего путем замены на заведомо исправный. Если проблема остается, необходимо проводить более тщательную диагностику.
Факторы влияющие на работу датчика коленвала
На работу всех типов ДПКВ влияют следующие факторы:
- величина зазора между датчиком и вершиной зуба диска;
- состояние зубьев задающего диска;
- исправность демпфера шкива КВ;
- состояние соединительных проводов, экрана и контакта его с массой;
- герметичность корпуса датчика;
Состояние перечисленных узлов и параметров доступно визуальной проверке. С корпусом ДПКВ сложнее. Он может быть без видимых повреждений, но иметь нарушенную герметичность. Воздействие экстремальных условий подкапотного пространства приводит к изменению свойств пластика, микротрещинам. Влага, технические жидкости, пыль, проникают внутрь, ухудшают параметры датчика, сокращают срок службы.
Дополнительно на работу индукционных ДПКВ оказывают влияние:
- скорость вращения коленвала;
- состояние постоянного магнита;
- исправность катушки.
Для датчиков Холла:
- наличие входного напряжения +5 В (+12 В);
- исправность полупроводникового элемента.
Высокие температуры, вибрация ухудшают свойства изоляции, приводят к ее старению, уменьшению сопротивления. Также могут происходить межвитковые замыкания обмотки, нарушение внутренних контактов, обрыв, либо выход из строя полупроводника.
Как проверить датчик коленвала
Некоторые неисправности ДПКВ можно выявить мультиметром. Для этого его нужно переключить в режим измерения сопротивления по шкале с пределом 2 кОм. Зафиксировать щупы на сигнальных штырьках разъема датчика.
Мультиметр покажет сопротивление провода катушки постоянному току. Оно должно находиться в пределах 500 – 750 Ом .
Если сопротивление меньше 500 Ом, то возможно межвитковое замыкание. Если больше 750 Ом, значит уменьшена проводимость внутренних контактов из-за коррозии. В обоих случаях датчик подлежит замене.
Другой способ заключается в измерении напряжения сигнала, не снимая датчика.
В этом случае потребуется помощь помощника. Необходимо переключить мультиметр в режим измерения переменного напряжения по шкале с пределом от 1 до 3 В. Далее, вынуть разъем соединяющий с БУ, зафиксировать щупы на сигнальных контактах и помощнику провернуть двигатель стартером.
Выходное напряжение при этом должно составлять 0,3 В (для некоторых марок машин быть более 1 вольта). Если оно меньше или отсутствует, значит ДПКВ не исправен и подлежит замене.
Исходя из большого количества причин возникновения неисправностей ДПКВ, наиболее универсальный способ проверки, – это контроль формы и параметров сигнала осциллографом.
С его помощью можно не только сразу определить отсутствие или наличие сигнала, но по его искажению выявить, например, такие дефекты как поломку или скол зуба.
На что влияет такое повреждение понятно из принципа работы ДПКВ. Не будет непрерывной последовательности импульсов и соответственно, двигатель не будет запускаться.
Где находится датчик коленвала
В зависимости от марки автомобиля датчик положения КВ может находиться:
- на крышке масляного насоса непосредственно возле зубьев шкива коленвала;
- в блоке цилиндров;
- на корпусе коробки передач.
Принцип работы датчика коленвала
В основе работы индукционных датчиков лежит закон электромагнитной индукции. Согласно ему, движение замкнутого проводника в магнитном поле всегда приводит к появлению в нем электрического тока. Закон также действует и при обратных условиях, когда покоящийся проводник пересекают линии переменного электромагнитного поля.
Подобное взаимодействие определяет работу индукционного датчика. Движение зубчатого диска оказывает влияние на поле постоянного магнита. За счет этого в витках неподвижной катушки возникает электрический ток.
Ключевым элементом системы измерения угловых параметров КВ является задающий диск. Если его окружность условно разбить на 60 секторов по 6 градусов, то каждый имеет по одному зубу, кроме двух соседних. Всего – 58.
Диск жестко закреплен на шкиве генератора и составляет с ним одно целое. Совмещение оси датчика КВ с серединой первого зуба после 12-ти градусного пробела, будет соответствовать расстоянию в 19 зубов (114 градусов) до ВМТ I и IV цилиндров.
Положение ДПКВ должно быть на расстоянии 0,5 – 1 мм, от вершины зуба диска.
Вращение задающего диска генерирует в обмотке датчика переменную ЭДС представляющую собой последовательность одинаковых импульсов и одного увеличенного, соответствующего пробелу 2 зубьев.
Далее импульсы поступают в электронный БУ, где происходит их дальнейшая обработка. Они нормируются по амплитуде для совместимости с цифровой электроникой. Многократным делением 6-ти градусных синхроимпульсов, процессор увеличивает точность момента впрыска вплоть до 0,75 градусов.
Принцип работы датчика Холла имеет существенные отличия от индукционного и основан на эффекте Холла. Он заключается в следующем. Если противоположные стороны прямоугольной металлической пластины подключить к источнику постоянного тока и поместить ее в магнитное поле, то на двух других противоположных сторонах возникнет ЭДС.
В полупроводниках данный эффект проявляется на много сильнее. Поэтому датчики Холла имеют в качестве рабочего элемента именно полупроводник.
Питающее напряжение +5 В создает в нем нужный для измерения ток и электромагнитное поле. При вращении задающего диска, зубья влияют на силовые линии поля и изменяют выходную ЭДС.
Сигнал снимаемый с выхода датчика Холла, в отличие от индукционного, имеет прямоугольную форму и пригоден для цифровой обработки без дополнительных преобразований. Его амплитуда не зависит от скорости вращения коленвала в допустимых пределах и всегда постоянна.
Но быстродействие полупроводника ограниченно, из-за чего датчики Холла не применяют на двигателях с высокими оборотами. По этому параметру индукционные датчики имеют преимущество.
Как снять датчик коленвала
Место где стоит ДПКВ для разных моделей автомобилей отличается. При необходимости, для облегчения доступа к нему, нужно снять защитные крышки или другие узлы.
Снимается датчик достаточно просто. Необходимо отсоединить разъем шлейфа проводов и отвернуть крепящий болт. Для этого удобно использовать удлинитель торцевого ключа.
Вывод. Невозможность ремонта ДПКВ предполагает постоянное наличие в автомобиле запасного исправного датчика. При первых признаках неисправности, не стоит ждать когда автомобиль заглохнет в самое неподходящее время, на перекресте или на подъеме, лучше сразу заменить ДПКВ на новый.