Что такое датчик фас
Датчик положения распредвала: как работает датчик фаз, неисправности и ремонт
Инжекторный бензиновый и дизельный двигатель с электронным управлением оснащается большим количеством различных датчиков. Указанные датчики ЭСУД контролируют работу мотора, управляют подачей топлива, фиксируют всевозможные сбои и т.д. Фактически, без нормальной работы электронной системы современный двигатель или не сможет работать, или же будет работать со сбоями, перейдет в аварийный режим и т.д.
При этом важнейшими датчиками считаются ДПКВ и датчик фазы (датчик положения распределительного вала, установленный на некоторых моторах). Далее мы рассмотрим, что такое датчик фазы (ДПРВ или ДФ), как он устроен и работает, какие функции выполняет датчик данного типа, а также какие неисправности и сбои указывают на проблемы с датчиком фаз.
Датчик фазы: назначение, устройство и принцип работы
Начнем с того, что если рассматривать датчик фаз ВАЗ, ГАЗ, ЗАЗ и других автомобилей отечественного и иностранного производства, многие модели оснащаются данным элементом и конструктивно решение везде похожее. Датчик положения распределительного вала фактически отслеживает положение распределительного вала в ГБЦ. Если иначе, этот датчик определяет, в каком положении находится механизм газораспределения.
Датчик фазы ставят только на бензиновые моторы с распределенным фазированным впрыском, а также на некоторые дизельные ДВС. Установка датчика позволяет максимально просто реализовать фазированный впрыск топлива и зажигание для каждого цилиндра с отдельным учетом режима работы силового агрегата.
Например, на моторах с карбюраторной дозирующей системой такой датчик не нужен, так как рабочая смесь топлива и воздуха подается в общий коллектор, тогда как зажиганием управляет распределитель зажигания и/или датчик положения коленвала.
Еще датчик фазы активно используется на моторах с системой изменения фаз газораспределения. В такой системе стоят датчики фаз для каждого распредвала, которые по отдельности управляют управляющих впускными и выпускными клапанами. Системы электронного управления на подобных моторах сложнее.
Как работает и как устроен датчик фаз
Итак, если отдельно рассматривать указанный датчик, то на многих авто в плане конструкции он похож. Другими словами, датчик распредвала ВАЗ 2114 по функциональности и назначению не будет сильно отличаться от какой-либо иномарки аналогичного класса.
Сегодня активно применяются датчики, в основе которых лежит эффект Холла. Данный эффект заключается в том, что возникает разность потенциалов в полупроводниковой пластине, когда по ней протекает постоянный ток и она помещена в магнитное поле.
Датчики фаз бывают двух типов:
Датчик щелевой имеет форму в виде буквы П, в разрезе проходит отметчик распредвала (репер). Корпус может быть разделен на две части (в одной стоит постоянный магнит, тогда как во второй установлен чувствительный элемент). Как в первой, так и во второй части установлены магнитопроводы особой формы, которые реализуют изменение магнитного поля в момент прохождения отметчика.
Торцевой датчик выполнен в форме цилиндра, отметчик распредвала проходит перед торцом. В датчике данного типа чувствительный элемент установлен в торце, сверху стоит постоянный магнит, а также магнитопроводы.
Также можно добавить, что ДПРВ является интегральным датчиком, сочетая чувствительный элемент (формирование сигнала) и преобразователь-усилитель сигнала, который подает подходящий для обработки сигнал на ЭБУ. Преобразователь интегрирован в датчик, что упрощает установку и настройку системы
В момент прохода перед датчиком отметчик замыкает выходящие из него магнитные линии, это меняет магнитное поле, которое пересекает чувствительный элемент. В свою очередь, датчик способен сформировать электрический импульс. Этот импульс усиливается, а после видоизменяется (преобразовывается), после чего осуществляется подача полностью готового выходного сигнала на ЭБУ силовой установкой.
На моторах с инжектором диск и датчик фазы стоят так, чтобы импульс от ДПРВ был сформирован в момент прохождения ВМТ в первом цилиндре. В этот же момент сигнал подается от ДПКВ, после чего система учитывает показания этих датчиков. Далее ЭБУ посылает сигналы на впрыск топлива и зажигания с учетом порядка работы цилиндров ДВС.
Синхронная работа ДПРВ и ДПКВ позволяет гибко отслеживать любые изменения частоты вращения коленчатого вала и режима работы мотора, а также обеспечить точный впрыск горючего и четкую работу системы зажигания.
Когда система работает, именно по разным отметчикам удается определить, в каком из цилиндров поршень находится в ВМТ. В свою очередь, принимая за основу эти данные, ЭБУ управляет работой форсунок.
Признаки неисправности датчика распределительного вала
Как уже было сказано выше, на двигателях с датчиком фаз система управления ДВС опирается на показания указанного датчика. Само собой, если датчик выходит из строя или работает со сбоями, двигатель будет работать неустойчиво. Если датчик выходит из строя, ЭБУ переведет двигатель в режим парафазного впрыска топлива. Фактически, управление будет происходить только с учетом показаний датчика коленчатого вала.
При этом важно понимать, что без датчика распредвала ЭБУ не сможет определить начало цикла работы двигателя, то есть каждая форсунка будет принудительно впрыскивать половину дозы топлива два раза в рамках одного цикла. С одной стороны, это позволит подавать рабочую смесь в каждый цилиндр, то есть мотор будет работать. Однако с другой расход топлива увеличится, мотор не будет работать ровно и четко.
Обычно при выходе из строя датчика фаз на приборной панели горит «чек», мотор теряет мощность, работает с перебоями, перерасходует топливо, теряется мощность. Зачастую в памяти ЭБУ прописан код ошибки датчика фаз. В рамках компьютерной диагностики это позволяет определить, что датчик фазы ВАЗ 2114 или любого другого авто вышел из строя.
Главное, провести диагностику и правильно расшифровать коды ошибок, после чего выполнить проверку и заменить датчик при такой необходимости. Также может потребоваться провести настройку ЭСУД после замены датчика.
Подведем итоги
Как видно, при условии наличия датчика фаз именно фазированный впрыск позволяет получить от двигателя максимум мощности и эффективности. Когда датчик в норме, мотор оптимально работает на разных режимах, под нагрузкой и т.д. Это достигается благодаря слаженной работе ДПРВ и ДПКВ. В свою очередь, датчики позволяют точно управлять впрыском и зажиганием.
Лучше с ним, чем без него: зачем нужен и как проверить датчик положения распредвала
Иногда современные машины упрекают в избыточной сложности. Мол, можно было бы сделать и попроще. Вот, например, этот датчик. Можно же без него обойтись? Хватает же для нормальной работы двигателя датчика положения коленвала? Теоретически – да. Но, как говорил Маяковский, «Ведь, если звезды зажигают, значит, это кому-нибудь нужно?». Нужно. И датчик положения распредвала тоже нужен.
ДПКВ и ДПРВ: что к чему?
Я не зря вспомнил про датчик положения коленвала: его задача очень близка к той, которую решает датчик положения распредвала. Да и устроены они практически одинаково. Так зачем тогда нужен второй датчик, который наблюдает за тем, как крутится распредвал?
Было дело, когда моторы обходились и без него, полагаясь исключительно на данные датчика положения коленвала (ДПКВ). Всё было хорошо, но расход бензина в этом случае был заметно выше из-за попарно-параллельного режима впрыска топлива. То есть впрыск топлива проходил через две одновременно открытые форсунки. В одном цилиндре при этом топливо начинало работать (сгорать), а в другом расходовалось впустую. В век тотального озеленения моторов и буйства экологов такую растрату бензина терпеть было нельзя, и тогда в дополнение к ДПКВ появился датчик положения распредвала (ДПРВ). Алгоритм впрыска топлива изменился.
Теперь стала открываться только одна нужная форсунка – началась эпоха фазированного впрыска. Задача ДПРВ – дать понять блоку управления, что поршень в конкретном цилиндре подходит к верхней мёртвой точке, и сейчас туда надо брызнуть топливо через открытую форсунку. Остальные форсунки при этом открывать не надо.
Теоретически этот датчик не так важен, как ДПКВ. Основные функции выполняет как раз датчик положения коленвала. Он сам способен определить скорость вращения коленвала и его положение в момент времени – то есть определить фазы. И внезапный выход из строя датчика положения распредвала не так страшен, как отказ ДПКВ. Чаще всего мотор лишь перейдёт в попарно-параллельный режим впрыска топлива, но колом не встанет (о симптомах отказа ДПРВ скажу чуть ниже подробнее). Но точная синхронизация с неработающим датчиком распредвала будет уже невозможной, и его придётся менять. Не зря же ДПРВ часто называют датчиком фаз, хотя это не совсем точно.
Так что он собой представляет и как его проверить?
Брат-близнец
Тут опять нельзя не вспомнить про датчик коленвала: датчики распредвала конструктивно точно такие же. И они тоже могут быть оптическими, магнитными (индуктивными) и датчиками Холла. Последние – наиболее распространённые, о них и пойдёт речь ниже. Вкратце напомню, что такое эффект Холла.
Был такой учёный американский дядя, которого звали Эдвин Холл. Он работал в Гарварде и как-то задался вопросом: а можно ли как-то изменить сопротивление проводника в магнитном поле? После ряда экспериментов он выяснил, что при помещении проводников с постоянным током в магнитные поля появляются разности потенциалов. Это явление назвали эффектом Холла, а возникающую разность потенциалов – холловским напряжением. Эффект Холла применяется очень широко. Например, в электронных компасах смартфонов. Но нас интересуют датчики Холла, которые используют этот эффект. Эти датчики реагируют на приближение металла, изменяя напряжение на сигнальном проводе. В качестве металла, который нужно приблизить к датчику, используется всё тот же задающий диск или отдельный репер на распредвале. В общем, система почти та же, что и у ДПКВ того же типа.
Конструктивно датчик положения распредвала тоже не сильно отличается от датчика коленвала. Основная его деталь – это катушка, на которую после включения зажигания приходит постоянное напряжение от бортовой сети – 12 вольт (на самом деле чуть больше, но для простоты – 12). Третий провод датчика – сигнальный. По нему в ЭБУ возвращается в среднем 90-95% напряжения. В момент прохождения репера около датчика напряжение на сигнальном проводе падает до значения ниже, чем в половину вольта (на разных машинах по-разному, но в среднем – 0,2-0,5 В). Это и есть сигнал на ЭБУ. И он заметно точнее, чем сигнал от датчика положения коленвала, а в моторах с фазовращателями он вообще единственный, который может точно указать фазы. Что будет, если сигнал пропадёт?
Может, он, может, и нет
А будет всё просто: ЭБУ, пользуясь данными датчика положения коленвала, будет знать, когда поршни проходят верхнюю мёртвую точку. Но не будет знать, какой именно поршень к этой точке приближается. Чтобы мотор не заглох, ЭБУ отдаст форсункам команду переключиться с фазированного впрыска на попарно-параллельный. Работать мотор будет, но не в штатном режиме. Интересно, что неопытный водитель даже не всегда поймёт, что с ДПРВ случилась какая-то беда: Check Engine загорается не всегда, а потерю тяги новичок (в данном случае – не средство против шпионов и прочих либералов, а неопытный водитель) частенько просто не замечает. Он может и не заметить повышенный расход бензина.
В более тяжёлых ситуациях Check Engine, конечно, загорится. Тут всё понятно – диагностика всё покажет. Кроме того, могут появиться и совсем неприятные симптомы: неровная работа на холостых оборотах, рывки при наборе скорости, «троение», а иногда мотор может и заглохнуть. Пуск тоже может быть затруднён.
Периодически симптомы умершего ДПРВ проявляются только на повышенных оборотах, но это случается довольно редко.
К сожалению, весь этот набор неприятностей не может однозначно говорить об отказе датчика распредвала. С этими же симптомами может умереть, например, катушка зажигания или бензонасос. Или что-то ещё – уж очень эти симптомы размыты. Но ведь как-то найти неисправность датчика надо… Тогда ищем!
«. смотреть могут не только лишь все, не каждый может это делать»
Честно говоря, диагностика этого датчика – штука не очень простая. Но попробуем что-нибудь сделать.
Начнём с самого простого и очевидного приёма – подключения сканера. Ошибки могут быть разными: P0340 (нет сигнала определителя положения распредвала), P0341 (фазы газораспределения не совпадают с тактами ЦПГ), P0342 (низкий уровень сигнала в цепи ДПРВ), P0343 (высокий уровень сигнала от ДПРВ), P0339 (неверный сигнал от ДПРВ). Наиболее частая ошибка – просто отсутствие сигнала, P0340. Но эта рубрика не для тех, кто умеет пользоваться сканером – они и так всё знают. Поэтому мы пойдём своим путём – путём молотка, анализа и дешёвого мультиметра. Всё, как мы любим.
Итак, если нет сканера, самый простой способ проверки ДПРВ – это установка заведомо исправного датчика. Найти его на моторе обычно несложно (он стоит где-то с краю рядом с концом распредвала), снять – тоже. Но вот беда: мало у кого дома в кладовке лежит запасной ДПРВ. Поэтому думаем дальше.
Теперь надо проверить, реагирует ли датчик на репер (то есть на кусок железа). Снимаем датчик, но разъём не отключаем, потому что без постоянного питания он работать не будет. Теперь при включенном зажигании пытаемся возбудить этот датчик любым куском железа (гаечным ключом, молотком – любым железным предметом). Если во время того, как вы подносите железку к торцу датчика, напряжение на сигнальном проводе проседает до 0,5 В и меньше, датчик точно рабочий. Если нет, то он не работает. Скорее всего не работает, потому что точнее его нужно проверять осциллографом, которого, конечно же, под рукой нет. Впрочем, отсутствие падения напряжения при приближении железа говорит о неисправности ДПРВ достаточно точно, а кроме того, есть и другие способы проверки датчика с помощью мультиметра. Тут описан самый элементарный.
Что делать и кто виноват?
Ремонтировать датчик бесполезно, его придётся только менять. И не надо себя успокаивать тем, что мотор как-то работает и без него: мотор в этом случае работает в нештатном режиме, а это не приносит ему пользы.
Напоследок – пара потенциальных причин, по которым даже исправный датчик работать не будет. Первая – это если на его торце на многолетние потёки масла попала какая-нибудь металлическая пыль или стружка. В этом случае сигнал от репера на распредвале будет искажаться или его не будет совсем. Вторая причина – это сам реперный (или задающий) диск. Если он каким-то образом люфтит на распредвале, зазор между ним и датчиком будет гулять. Сигнал в этом случае тоже будет пропадать.
Датчик положения распредвала
Принцип работы любого двигателя внутреннего сгорания заключается в принудительном перемещении поршня в цилиндре за счет взрывообразного сгорания топливно-воздушной смеси. Для этого при положении поршня в верхней мертвой точке, необходимо поджечь ту самую горючую смесь. Перед этим, опять же в определенный момент, необходимо эту смесь подать в камеру сгорания. Современные моторы управляются электроникой, топливная смесь подается по заданному алгоритму, равно как и момент ее зажигания. Вне зависимости от количества цилиндров необходимо точное соблюдение фаз газораспределения. За это отвечает ДПРВ (датчик положения распределительного вала). Почему датчик именно распредвала, а не скажем, датчики положения поршней или коленвала?
Поршни связаны шатунами с коленчатым валом, их взаимное расположение неизменно. Поэтому, для определения положения поршневой группы в любой заданный момент времени достаточно установить один датчик фазы именно на коленвале. Коленчатый вал с помощью ремня или цепи ГРМ связан с распределительными валами, отвечающими за своевременное открытие клапанов впуска и выпуска.
Одного датчика коленвала будет недостаточно, поскольку он покажет лишь положение поршней. А ДПРВ даст информацию в блок управления двигателем, когда и какой клапан открыт (закрыт). Соответственно, ответ на вопрос: «где находится датчик распредвала?» лежит на поверхности. В районе крепления одной их осей распределительного вала.
Корпус располагается снаружи картера двигателя вместе с разъемом для подключения. Это сделано для удобства диагностики и замены. Тело датчика (сам сенсор) располагается внутри картера, в непосредственной близости от оси распредвала.
Для справки: в автомобильных моторах с рядным расположением цилиндров распредвал один (соответственно, датчик тоже один). При «V» образной компоновке либо в оппозитных ДВС распредвалов два. То есть, нужен не один, а два датчика.
Как работает датчик
Сам по себе ДПРВ отвечает за контроль фаз газораспределения. Для полноценной картины работы ДВС этого недостаточно. Поэтому ЭБУ (электронный блок управления) постоянно сравнивает положение коленвала и распредвала относительно друг друга. Это исключает возникновение ошибок при смещении ГРМ относительно поршневой группы (перескочил ремень или цепь на один или несколько зубцов шестерни).
Если спросить автолюбителя, что такое датчик фаз, он ответит: «датчик Холла». Такое народное название возникло потому, что большинство ДПРВ работают по принципу Холла. На иллюстрации видно, как устроена система.
При совмещении двух частей элементов Холла, в катушке индуктивности формируется электрический импульс. Таким образом можно фиксировать положение распределительного вала ГРМ бесконтактным способом. Алгоритм управления ЭБУ отслеживает прохождение контрольной точки при каждом обороте распредвала и формирует правильную картину, когда и какой клапан открыт (закрыт). Параллельно анализируется положение коленвала, и топливная смесь формируется и подается в камеру сгорания своевременно. Кроме того, совместно с информацией от лямбда-зондов, контролируется правильность и чистота выхлопа. То есть, ДПРВ влияет не только на качество работы двигателя в целом, но и поддерживает экологичность автомобиля.
Где купить
Запчасти и другие изделия для автомобиля легко доступны для приобретения в автомагазинах вашего города. Но существует другой вариант, который недавно получил ещё и значительные улучшения. Долго ждать посылку из Китая больше не требуется: в интернет-магазине АлиЭкспресс появилась возможность отгрузки с перевалочных складов, расположенных в различных странах. Например, при заказе вы можете указать опцию «Доставка из Российской Федерации».
Переходите по ссылкам и выбирайте:
Что произойдет при неисправности датчика положения распредвала
В этом случае блок управления двигателем продолжит анализировать информацию с датчика коленвала в усеченном виде. То есть, синхронизация валов будет нарушена, и двигатель перейдет в нештатный режим попарно-параллельной подачи топлива. Этот алгоритм предусматривает срабатывание инжекторов в два раза чаще. Соответственно, для частичного сохранения мощности топлива уйдет больше. Кроме того, несгоревший бензин попадет в катализаторы и выхлопную трубу. Эта неисправность приведет к ускоренному износу системы выпуска отработанных газов с последующей поломкой дорогостоящих узлов.
Симптомы неисправности датчика
Разумеется, перечень проблем пересекается с поломками иных узлов, связанных с работой систем впуска и выпуска. Поэтому точную диагностику можно получить только при подключении автомобильного сканера. Однако эти признаки обязательно проявятся, если ДПРВ все же неисправен:
Кроме того, проверка датчика распредвала осуществляется любой доступной программой диагностики при подключении к порту OBD.
Совет: если вы обнаружили признаки неисправности или сбои в работе датчика распредвала, немедленно проведите диагностику. Можно обратиться в автосервис или выполнить проверку в условиях гаража.
Эксплуатация автомобиля с неисправным или отключенным датчиком положения распредвала может привести к дорогостоящему ремонту.
Проверка работоспособности датчика положения распредвала без диагностики
В первую очередь необходимо узнать, где находится датчик фаз на вашей модели автомобиля. Вы не сможете найти эту информацию в инструкции по эксплуатации, необходима литература по ремонту и обслуживанию. Например, посмотрим на фото расположения ДПРВ в подкапотном пространстве ВАЗ 2112:
Овальный разъем с тремя контактами в центре иллюстрации.
Проверка датчика фаз начинается с внешнего осмотра. Прежде чем снять сенсор, необходимо убедиться в целостности корпуса, разъема, отсутствии следов обгорания и технических жидкостей. Поскольку прибор расположен под капотом и не защищен от внешних воздействий, причиной неисправности может быть банальный обрыв одного из проводов.
Даже если проводка выглядит исправной, рекомендуется проверить ее мультиметром на участке от разъема датчика до колодки электронного блока управления двигателем. Соединив клеммы тестера с контактами разъемов, попросите помощника подвигать кабель для поиска скрытых обрывов. После чего надо проверить чистоту контактов: они могут быть окислены.
Еще одна причина неисправности, которая не проявляется явно — наличие постороннего импульсного сигнала, влияющего на передачу информации по информационному кабелю. Это могут быть импульсы от управляющих проводов форсунок или высоковольтные свечные провода. Чтобы устранить негативное воздействие, необходимо привести разводку всех проводов в подкапотном пространстве в штатную схему. К шлейфу ДПРВ не должны быть прикреплены посторонние провода, особенно от нештатных устройств: блок управления ксеноном, датчики парковки, дополнительный звуковой сигнал. Наводки от этих устройств трудно диагностируются, но могут оказать негативное влияние на работу датчика фаз.
Тестирование датчика мультиметром
Рассмотрим последовательность действий:
Аналогичную проверку можно провести с помощью осциллографа. На экране вы увидите картинку импульсов и сможете оценить качество сигнала: отсутствие «дребезга», посторонние пики паразитных импульсов.
Замена датчика положения распредвала
Ремонт неисправного ДПРВ нецелесообразен. Электроника находится в герметично залитом корпусе, разобрать его без повреждений не получится.
Важно! Для замены следует приобрести именно датчик для вашей модели авто. Утверждения о том, что лучше поставить на Приору сенсор от BMW лишены смысла.
Даже если вам удастся подобрать сторонний узел с подходящими проушинами крепления, он все равно не будет работать корректно. На фото ДПРВ автомобиля ВАЗ 2112 16 клапанов.
Дело в том, что элемент Холла состоит из двух частей, калиброванных между собой. Если вы установите не тот считывающий датчик, он не будет совместим с ответной частью, закрепленной на распределительном валу. Поэтому приобретайте запчасть в соответствии с «Parth Number» по VIN номеру автомобиля. Производитель не имеет значения, главное, чтобы это не был контрафакт.