Датчик положения коленчатого вала: принцип работы, устройство, неисправности, проверка

Технологический прогресс в автомобилестроении вытесняет устаревшие карбюраторные двигатели, заменяя их инжекторными. Это приводит к необходимости знать конструкцию и принцип работы современных моторов, в части синхронности искрообразования и подачи бензина в цилиндры. ДПКВ не предусмотрен на автомобилях, в которых отсутствует бортовой компьютер, и в карбюраторных моторах.

Датчик имеется в конструкции только инжекторных и дизельных ДВС. Устойчивое функционирование современной автомашины зависит от ЭБУ, являющегося ее «мозгом». В блок от установленных датчиков поступает информация о состоянии автомобиля, которая подвергается обработке, и на основе полученных результатов корректируется работа всех систем. Одним из главных датчиков, отвечающих за работу двигателя, является датчик положения коленчатого вала.

Зачем нужен датчик синхронизации

ДПКВ осуществляет фиксацию и передачу в ЭБУ следующих показателей:

• момента прохождения поршнями ВМТ и НМТ в первом и последнем цилиндрах;
•  замер положения коленвала.

Полученные данные передаются в ЭБУ. В результате обработки информации о положении коленвала по отношению к мертвым точкам и частоте его вращения, датчик синхронизации корректирует следующие показатели ДВС:

•  объем поступающего бензина в цилиндры;
•  время подачи топлива;
•  угол опережения зажигания;
•  угол поворота распредвала;
•  момент и длительность работы клапан адсорбера.

Задачи электронного блока могут меняться в зависимости от сложности устройства ДВС, однако ни одно ЭБУ не работает без датчика положения коленчатого вала.

В результате неисправности ДПКВ искрообразование либо запаздывает, либо опережает рабочий такт мотора, что ведет к неправильной работе ДВС или к не запуску мотора. Это способствует и неполному сгоранию рабочей смеси и, как следствие, перерасходу топлива и снижению динамических показателей автомобиля.

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

1.  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.
2.  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.
3.  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.

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.

Видео: Датчик положения коленчатого вала ДПКВ

Принцип работы датчика синхронизации

Для устойчивого функционирования двигателя рабочий процесс ДПКВ происходит по следующему принципу:

1.  На коленвале установлено специальное зубчатое колесо (реперный диск) с отсутствующими двумя зубцами — стартовым и нулевым.
2.  При вращении коленвала зубчики, проходя через магнитное поле ДПКВ, изменяют его — как результат, в приборе формируются импульсы, данные о которых передается в блок управления;
3.  При прохождении зубчатого колеса с отсутствующими зубцами мимо датчика характер импульсов меняется, и блок определяет начальное положение коленчатого вала;
4.  на основании подсчета поступивших импульсов компьютер определяет положение коленвала в определенный период времени:
5.  После обработки информации ЭБУ направляет сигналы в соответствующие системы автомобиля, и производится корректировка их работы.

В результате обеспечивается стабильная работа мотора автомашины.

Признаки неисправности датчика положения коленвала

 

Первое, что стоит отметить: ДПКВ не барахлит и не работает от раза к разу, он либо функционирует в заданном режиме, либо не работает вовсе. Это обусловлено простотой конструкции элемента. Процесс поломки детали необратим. Если он потерял работоспособность, то вновь уже не заработает. Данная деталь является неремонтопригодной. Если проверка подтверждает его неисправность, он заменяется на новый.

Причин, способствующих его поломке, несколько. Отрицательное воздействие оказывают нагрузки при повышенных температурах, высокая влажность, резкое изменение температурного режима и механическое воздействие. Как результат, автомобиль работает в неустановленном режиме или не запускается.

Признаки неисправного ДПКВ не зависят от его типа. О поломке датчика положения коленчатого вала автолюбителю расскажут следующие симптомы:

•  понижение тяговых показателей автомашины (этот признак свидетельствует о необходимости диагностики ДВС, но не всегда свидетельствует о поломке ДПКВ);
•  нестабильность работы двигателя, «плавание» его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля;
•  детонация мотора при повышении нагрузки;
•  невозможность запустить двигатель.

Кроме того, на сломанный датчик указывает отсутствие искрообразования или горящий значок «Check Engine» на приборной панели.

Прежде чем приступить к замене, стоит понимать, что перечисленные признаки проявляются и при других неисправностях автомобиля. Поэтому перед началом ремонта автомашины проводят комплексную диагностику ДВС для выявления точной причины неисправности. Это позволит избежать лишних расходов и будет способствовать более быстрому восстановлению работоспособности транспортного средства.

Самым быстрым и экономичным способом будет диагностика персональным ODBII сканером. Если устройства у вас нет, рекомендуем обратить внимание на бюджетный сканер корейского производства Scan Tool Pro Black Edition.

В первую очередь следует осмотреть сам датчик. Если следов грязи или стружки на торце ДПКВ не обнаружено, стоит подключить сканер и считать имеющиеся коды ошибок с ЭБУ. На проблемы, связанные с ДПКВ укажут коды неисправностей — P0335 или P0336 в зависимости от того поступает ли вообще сигнал с датчика. Если ошибки есть, их следует очистить с помощью сканера и провести тест-драйв автомобиля, чтобы выяснить, появляются ли они снова. В случае повторного появления приступить к проверке непосредственно датчика, описанными в следующем разделе способами.

Так как Scan Tool Pro работает на 32-х битном чипе, все эти моменты он сможет вам показать и сохранить в памяти. Также с его помощью можно диагностировать не только двигатель, но и другие узлы и агрегаты автомобиля (коробку передач, трансмиссию, вспомогательные системы ABS, ESP и т.д.).

Датчик синхронизации положения коленчатого вала относится к неремонтопригодным деталям автомобиля и при его неисправности он заменяется на новый.

Методы диагностики ДПКВ

При определении исправности датчика положения коленвала руководствуются принципом – от простого к сложному. Иными словами сначала осмотр, далее проверка характеристик приборами (омметр, осциллограф или компьютер). Отсутствие подвижных частей и простота конструкции элемента делает его достаточно надежной деталью. Поэтому датчик коленвала в редких случаях приходит в негодность сам. Чаще всего он получает механические повреждения при проведении ремонтных работ под капотом автомобиля или в результате попадания посторонних предметов между датчиком и зубчатым колесом.

Прежде чем приступить к выполнению работ по диагностике электронного компонента, нужно отметить его исходное положение на моторе. После демонтажа устройство проверяют на предмет дефектов внешних поверхностей. Если ДПКВ загрязнен, имеет коррозию на контактной группе, то его нужно очистить спиртом. В случае, когда осмотр показал отсутствие дефектов, можно проводить его диагностику с применением специальных приборов. Проверку желательно проводить при помощи мультиметра, который можно переключать в разные режимы.

1. Метод проверки омметром

Данный способ простой и доступный, но не гарантирует выявление поломки. С его помощью замеряют сопротивление катушки. Для этого достаточно одновременно прикоснуться щупами к выводам катушки. Полярность прикосновения в данном случае не принципиальна.

Показатель сопротивления зависит от характеристик катушки и обычно находится в диапазоне 500-700 Ом. Для определения значения сопротивления вашей модели датчика необходимо посмотреть в описании ДПКВ или поискать в интернете.

Мультиметр используется следующим образом:

1.  Выставляем измеряемый параметр (сопротивление) в диапазоне близком к измеряемому показателю, но не ниже.
2.  Прикасаемся щупами к концам датчика и смотрим показания.

Если показатели близки к нормативным, то катушка исправна. Недостатком данного метода является то, что он не всегда указывает на неисправность датчика коленвала. Поэтому желательно провести проверку с помощью других методов.

2. Проверка показателей индуктивности

При возбуждении у всех катушек появляется показатель индуктивности, в том числе и у катушки, находящейся в корпусе датчика коленвала. Метод диагностики сводится к измерению данного показателя.

При проверке индуктивности необходимо наличие мегаомметра, сетевого трансформатора, измерителя индуктивности и вольтметра. Для определения показателя проводят следующие действия:

1.  Мультиметром замерить индуктивность катушки (стандартные значения находятся в районе 200-400 мГн).
2.  Используя мегаомметр, замерить сопротивление изоляционного слоя между концами ДПКВ (данные должны быть выше 0,5 Мом).
3.  Сетевой трансформатор используется для размагничивания катушки датчика (отклонения говорят о необходимости замены детали).

Видео: Проверка ДПКВ , проще не придумаешь. Диагностика инжектора.

3. Диагностика с помощью осциллографа

Наиболее продвинутый и точный метод определения исправности детали — проверка осциллографом. Диагностическую работу проводят при работающей силовой установке.

Использовать осциллограф для проверки исправности можно и на демонтированном датчике коленвала. Для этого необходим электронный осциллограф и специальное программное обеспечение. При этом проверка проводится по алгоритму:

1.  К выводам датчика положения коленвала нужно подсоединить щупы;
2.  Запустить программное обеспечение;
3.  Поводить возле детали любым металлическим предметом.

При исправном датчике на экране прибора строится график на основании показаний ДПКВ.

Если деталь реагирует на движение металлического предмета, то он исправен. Но более точным будет результат его проверки на работающем ДВС.

Самым простым, надежным и быстрым способом определения работоспособности ДПКВ является установка взамен проверяемого заведомо исправного датчика синхронизации. И если проблемы с автомобилем исчезают, то вывод однозначен – деталь неисправна и ее нужно заменить.

При установке следует учитывать правильность установки: соблюдение необходимого зазора между ДПКВ и маховиком. Узнать этот показатель можно из инструкции к датчику либо из интернета, но в среднем он составляет 0,5-1,5 мм.

Датчик положения коленвала

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.

Назначение и принцип работы датчика положения коленвала

Датчик положения коленвала (ДПКВ, датчик синхронизации) является компонентом электронной системы управления двигателем. Поэтому датчик имеется только у современных автомобилей, оснащенных электронным блоком управления (ЭБУ) двигателя.

Функцией датчика положения коленвала является передача сигналов на электронный блок управления двигателем о положении коленчатого вала, а также о скорости и направлении его вращения. Тем самым датчик влияет на функционирование основных систем мотора, в том числе на зажигание, газораспределение, питание и т. д. Основываясь на показаниях, переданных ДПКВ, электронный блок управления решает следующий круг задач:

• определяет момент впрыска и продолжительность работы форсунок (управление системой впрыска топлива);
• осуществляет контроль момента зажигания в каждом из цилиндров мотора (управление системой зажигания);
• определяет момент прохождения верхней и нижней мертвых точек поршнями первого или четвертого цилиндров;
• управляет системой фаз газораспределения;
• управляет работой отдельных компонентов системы улавливания паров топлива;
• контролирует и корректирует работу других систем двигателя.

Именно ДПКВ определяет правильное функционирование двух основных систем мотора — зажигания (только на бензиновых двигателях) и впрыска топлива (на дизельных и инжекторных бензиновых силовых агрегатах).

Сам по себе датчик представляет собой стальной сердечник с обмоткой из медной проволоки, залитый компаундной смолой и помещенный в пластиковый корпус. Особенностью датчика является наличие провода длиной 50-70 сантиметров, заканчивающегося специальным разъемом, который подключается к блоку управления двигателем.

Выделяется 3 основных разновидности ДПКВ.

1. Магнитный (индуктивный) датчик — самый распространенный вариант, не требующий отдельного питания. Формирование сигнала на электронный блок управления осуществляется в момент, когда специальная метка осуществляет проход через магнитное поле, создаваемое в зоне нахождения датчика. Одновременно магнитный датчик может выполнять функцию датчика скорости.
2. Датчик Холла, принцип работы которого основан на эффекте Холла (возникновении поперечной разности потенциалов). Сигнал на ЭБУ из ДПКВ поступает в тот момент, когда к датчику подступает изменяющееся магнитное поле. Синхронизирующий диск перекрывает поле, а зубья диска вступает во взаимодействие с магнитным полем ДПКВ. Датчик подобного типа одновременно может выполнять функцию датчика распределителя зажигания.
3. Оптический датчик, чей принцип работы основан на взаимодействии с диском синхронизации посредством перекрытия оптического потока, проходящего между светодиодом и специальным приемником. Приемник фиксирует перекрытие светового потока и формирует импульс напряжения, который передавается от ДПКВ к электронному блоку управления двигателем.

Чаще всего на автомобилях встречаются магнитные измерители и датчика Холла — многофункциональность этих приборов делает их более востребованными, чем оптические измерители положения коленвала, которые являются устаревшим решением.

Признаки неисправности датчика

Достаточная простота конструкции датчика приводит к тому, что чаще всего он либо функционирует в штатном режиме, либо не работает вовсе. Периодические сбои в работе ДПКВ встречаются достаточно редко.

Признаки неисправности датчика проявляются следующим образом:

• возникают детонации топлива на высоких оборотах двигателя;
• снижается мощность силового агрегата, мотор, что называется, не тянет, особенно при выполнении обгона, большой загрузке или езде в гору;
• обороты двигателя начинают неконтролируемо плавать как во время движения, так и на холостом ходу;
• увеличивается расход топлива;
• появляются провалы при нажатии педали газа (двигатель не набирает обороты);
• возможны отказы в зажигании двигателя;
• на приборной панели загорается ошибка двигателя (код ошибки P0336 — «Ошибка датчика положения коленчатого вала»).

Данные проявления также могут быть характерны для сбоев в работе или неисправности других датчиков, обеспечивающих нормальную работы двигателя. Поэтому для подтверждения того, что проблема кроется именно в датчике положения коленвала, необходимо провести диагностику работы ДПКВ.

Возможные причины неисправности

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

1. 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.
2. 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.
3. Повреждение диска синхронизации, обеспечивающего формирование сигнала. Причиной также могут быть механические повреждения, физический износ, попадание инородных тел, загрязнение зубьев диска и т. д.
4. 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.

Проверка датчика положения коленвала

Как уже говорилось, проявление неисправности датчика положения коленвала имеет схожие симптомы с выходом из строя других датчиков, обеспечивающих оптимальную работу двигателя. Поэтому диагностика является необходимым этапом перед заменой измерителя.

Проверить исправность датчика положения коленвала можно тремя различными способами:

• измерив сопротивление с помощью омметра (мультиметра);
• проверив значение индуктивности;
• измерив параметры электрического сигнала с помощью осциллографа.

При измерении сопротивления с помощью омметра или мультиметра необходимое значение должно составлять 600-1000 Ом. Измерение осуществляется посредством прикладывания щупа прибора к катушке индуктивности.

Для измерения значения индуктивности понадобится мегаомметр, вольтметр, высокоточный измеритель индуктивности и трансформатор сетевого типа. При замере индуктивности показатели должны укладываться в диапазон 200-400 мГн. Мегаомметром измеряются показатели сопротивления между проводами катушек (в норме — не ниже 0,5 мОм). Отклонения указанных показателей свидетельствует о неисправности ДПКВ. С помощью трансформатора сетевого типа после измерения осуществляется размагничивание катушек.

Проверка датчика с помощью осциллографа производится при заведенном двигателе. Щупы прибора подсоединяются к проводам, ведущим к катушке. Данные о работоспособности датчика визуализируются непосредственно я на экране осциллографа в виде показателей амплитуды и формы сигналов.

Замена датчика положения коленвала

Для замены нужно использовать исключительно датчик того типа, который был установлен на автомобиль ранее и был рекомендован автопроизводителем. Неподходящие датчики могут давать погрешности в измерениях, что обязательно скажется на работе двигателя.

Замена датчика обычно не доставляет серьезных трудностей. Для этого ДПКВ необходимо обесточить, отсоединив клеммную колодку от измерителя. Затем нужно с помощью рожкового ключа на 10 открутить болт (болты) крепления датчика. После этого измеритель нужно вынуть из посадочного гнезда и установить в него новый датчик.

После установки ДПКВ нужно отрегулировать расстояние между ним и торцом диска синхронизации. Оно должно составлять от 0,5 до 1,5 мм (точные данные — в мануале по пользованию автомобилем). Регулировка осуществляется с помощью регулировочных шайб. После установки нового датчика мотор должен начать работать в штатном режиме. Если этого не произошло, необходимо сбросить ошибки двигателя и откалибровать датчик.