Что такое датчик положения коленвала в автомобиле

Датчик положения коленвала — его назначение и проверка

Датчик положения коленвала двигателя внутреннего сгорания необходим для определения момента подачи импульса тока к свечам зажигания. При некорректной работе или поломке сенсора мотор не запускается либо глохнет при попытке начала движения.

Датчик является единственным компонентом электронной системы управления силовым агрегатом, без которого невозможно функционирование двигателя.

Что такое датчик положения коленвала

Классический датчик имеет корпус сложной геометрической конфигурации, выполненный из химически инертного теплоустойчивого пластика. Элементы конструкции залиты компаундом, защищающим детали от вибрации и воздействия паров топлива, моторного масла и дорожных реагентов.

Назначение элемента

Владельцу автомобиля, самостоятельно обслуживающему или ремонтирующему технику, следует знать, для чего нужен датчик положения коленчатого вала. Элемент предназначен для постоянного определения положения поршней в цилиндрах по углу поворота коленвала. Чувствительный элемент соединен жгутом проводки с герметичным разъемом с блоком управления мотором.

Сигналы от сенсора позволяют (напрямую или косвенно):

Расположение датчика коленвала

При возникновении затруднений с запуском мотора необходимо проверить состояние сенсора. Водителю или мастеру следует уточнить, где находится датчик частоты вращения коленчатого вала.

На большей части двигателей изделие прикреплено к картеру около шкива. На некоторых машинах (например, на Nissan Laurel C35) элемент находится на колоколе коробки передач и определяет позицию коленчатого вала по зубчатому венцу маховика.

Принцип работы устройства

В основе принципа работы классического индуктивного датчика лежит электромагнитная индукция.

Расположенный на носке коленчатого вала металлический диск вращается, чередование выступов и впадин вызывает скачки магнитного поля вокруг намагниченного сердечника. В обмотке ДПКВ наводится ток, который фиксируется блоком управления и используется для расчета рабочих параметров.

Разновидности ДПКВ

В электрических или поршневых двигателях встречаются чувствительные элементы:

Датчик Холла

Сенсор числа оборотов базируется на микросхеме Холла, расположенной в корпусе с магнитопроводами. Вращающийся диск имеет намагниченные выступы, при отсутствии вращения ток на выходе равен нулю. При проворачивании диска формируется переменное напряжение, которое фиксируется контроллером. Элемент обеспечивает повышенную точность измерения, отличается сложной конструкцией и требует для работы подачи питания от внешнего источника.

Магнитный

Сенсор синхронизации оснащен намагниченным сердечником, вокруг которого установлена катушка. При вращении диска с выступами в обмотке формируются импульсы тока, которые усиливаются и обрабатываются блоком управления.

Магнитный датчик отличается простотой конструкции, не боится грязи или вибраций и не требует подачи питания.

Оптический

Для работы изделия необходим излучатель светового потока и приемник, между которыми расположен перфорированный диск. При вращении происходит периодическое прерывание луча, что вызывает формирование импульса напряжения. Программа контроллера учитывает количество сигналов на 1 оборот коленчатого вала, что позволяет точно определять его положение. В автомобильных моторах не используется из-за чувствительности к загрязнениям.

Основные признаки неисправности датчика коленвала

От того, как работает сенсор положения коленчатого вала, зависит возможность запуска силового агрегата. Периодические сбои приводят к увеличению расхода топлива или провалам при попытке разгона. Поскольку автомобили с электронным управлением работы двигателя оснащены блоком диагностики, то при выходе из строя деталей в память контроллера заносится код ошибки (вид зависит от производителя автомобиля).

Потеря мощности двигателя

При некорректной работе датчика двигатель может запускаться, но при попытке разгона периодически возникают провалы. Некоторые владельцы отмечают, что неисправность возникает только при резком нажатии на педаль газа. Другие водители обращают внимание на появление детонации двигателя на высоких оборотах, указывающей на некорректное изменение угла опережения зажигания.

Похожие проблемы возникают и при отказе датчика положения дроссельной заслонки, определить неисправные узлы позволит только компьютерная диагностика.

Повышение расхода топлива

Некорректные сигналы управления приводят к подаче дополнительного топлива через распылители топливных форсунок. Лишний бензин затрудняет запуск и попадает в полость каталитического нейтрализатора, вызывая ускоренный износ сотового наполнителя. Возможно мигание или включение индикатора Check Engine, расположенного в комбинации приборов. Некоторые владельцы отмечают при работе мотора «выстрелы» в выпускной коллектор, возникающие из-за неправильного угла опережения зажигания или чрезмерно богатой рабочей смеси.

Появление ошибок

Любая неисправность электроники фиксируется блоком управления в виде кода, который можно считать и расшифровать диагностическим сканером, подключенным к разъему OBD-II. В автомобилях российского производства (ВАЗ или ГАЗель) или на французском моторе Peugeot EP6 в памяти фиксируется ошибка вида Р0336, указывающая на выход сигнала за допустимые рамки. Возможно появление индикации Р0335, сигнализирующей о неправильном определении числа зубьев на диске за 1 поворот коленчатого вала. Проблема возникает при повреждении жгута или контактов.

Искрение

Небольшая искра может проскакивать на месте разрыва изоляции кабеля с повреждением металлической жилы. Заметить вспышку можно только в темноте в узком диапазоне оборотов, симптом мало подходит под признак поломки датчика положения коленчатого вала.

Отказ двигателя

При обрыве катушки датчика двигатель останавливается, запустить силовой агрегат стартером невозможно. Отмечены случаи, когда мотор дает отдельные вспышки или начинает работать, а спустя 1-2 секунды глохнет.

Причины неполадок с датчиком коленвала

Распространенные причины некорректной работы датчика положения коленчатого вала:

При проведении ремонтных работ или под воздействием вибраций зазор нарушается, что приводит к появлению перебоев в работе датчика.

Проблему усугубляет налет маслянистой грязи, импульсы тока становятся слабыми и не улавливаются контроллером.

Как проверить датчик коленвала

Для проверки состояния датчика используют:

С помощью омметра

Базовый способ основан на проверке целостности катушки тестовым прибором, переключенным в режим замера сопротивления. Необходимо разъединить штекер, подключить щупы к контактам и прозвонить цепь.

Перед началом работы рекомендуется выяснить рабочие параметры датчика, при тестировании большинства моделей исправных сенсоров омметр покажет от 550 до 750 Ом. Если значение выше или ниже поля допуска, то датчик неисправен. Замер изоляции проводов должен отобразить значение около 0,5 МОм, что указывает на отсутствие пробоя.

Диагностическим сканером

Перед тем как проверить датчик коленвала диагностическим оборудованием, необходимо найти разъем OBD-II. Штекер находится под кожухом панели приборов, в перчаточном ящике или под крышкой на центральной консоли.

Сканер прочитает память блоков управления и выведет на экран обнаруженные коды, расшифровка позволит определить причину неисправности.

Параметры индуктивности

В условиях лаборатории и на крупных станциях технического обслуживания датчики могут проверить при помощи измерителя индуктивности.

Изделие снимают с машины и устанавливают на стенд, имитирующий работу двигателя. Сенсор считается исправным при индуктивности в пределах от 200 до 400 мГн. Одновременно проводят замер сопротивления катушки, обрыв обмотки или пробой на корпус не допускаются.

С помощью осциллографа

Для проверки с помощью осциллографа необходимо:

Проверка мультиметром

Для проверки мультиметром необходимо выставить прибор в режим определения сопротивления. Датчик коленвала следует снять с двигателя или отключить кабель от бортовой сети автомобиля. Перед началом работы следует уточнить распиновку штекера, а затем подключить щупы.

Если параметр соответствует норме, то обмотка считается исправной. Для дополнительной проверки необходимо провести металлическим предметом около сердечника, имитируя вращение диска. Сопротивление будет изменяться, что является косвенным симптомом корректной работы сенсора положения коленвала.

Дополнительный тест предусматривает замер напряжения между выходами датчика. Тестовый прибор переключают в режим вольтметра и подсоединяют к колодке, а затем покручивают вал двигателя стартером. Исправный датчик покажет напряжение не менее 0,3 В (параметр зависит от производителя). В противном случае требуется проверка соединительной проводки или установка нового ДПКВ.

Гаечным ключом

Для быстрой проверки можно использовать любой предмет из стали (например, гаечный ключ или отвертку). Следует вынуть датчик из посадочного гнезда, включить систему зажигания и несколько раз поднести инструмент к сердечнику. При каждом контакте будет слышно жужжание электрического топливного насоса, расположенного в баке. Для улучшения слышимости понадобится откинуть задний ряд сидений и слой ковролина, в некоторых случаях понадобится помощь второго человека.

Способы устранения проблем

Владелец автомобиля может исправить поломку путем:

Очистка датчика коленвала

Одной из частых причин выхода из строя является попадание грязи на сердечник и диск. Толстый слой масла и пыли ухудшает условия работы, что приводит к ошибочному определению угла поворота коленвала.

Для промывки используют бензин и мягкую щетку или салфетку, которой аккуратно протирают элементы конструкции. Если процедура не позволила восстановить работоспособность, то датчик неисправен и требует замены.

Одновременно следует осмотреть диск, повреждения или износ зубцов являются причиной некорректной работы датчика.

Обрыв провода

Из-за вибраций возможно повреждение проводки, на ресурс кабеля оказывает влияние расположение штекера относительно корпуса сенсора. При чрезмерном натяжении тонкие медные жилы рвутся и сигнал от чувствительного элемента не поступает к блоку управления.

Следует проверить тестером провода, определить неисправный участок и выполнить ремонт. Если обрыв произошел в корпусе датчика, то понадобится приобрести и установить новый ДПКВ.

Обработка контактов

Причиной неисправности может стать влага или дорожные реагенты, попавшие в разъем. Для восстановления работоспособности следует отключить провод, для упрощения обслуживания можно снять сенсор с двигателя.

Металлические контакты очищают специальным спреем, растворяющим грязь и следы коррозии, а также предотвращающим оседание влаги при дальнейшей эксплуатации. Если порван уплотнитель, который отвечает за герметичность разъема, то понадобится установить новые штекеры или поменять ДПКВ.

Полная замена датчика

Если произошло необратимое повреждение (например, разрушение корпуса или обрыв обмотки), то понадобится замена элемента. Для снятия необходимо отвернуть гайку или болт крепления к картеру или кронштейну, а затем отсоединить штекер электропроводки. Поменять сенсор можно в гаражных условиях за 10-15 минут, специальный инструмент не потребуется. Новый элемент подбирают по каталогам производителей, сборку производят в обратной последовательности. Зазор между наконечником сердечника и диском выставляется автоматически, регулировка не требуется.

Источник

Глохнет, не едет, детонирует: что такое датчик положения коленчатого вала и как его проверить?

Почему-то мне хорошо запомнилось, как на заре появления инжекторных моторов в России датчиком положения коленвала пугали фанатов карбюраторов. Мол, вот отвалится один датчик (а он обязательно отвалится, потому что «электрический»), и встанешь ты на своём «ынжекторе» посреди дороги. И мотор потом не запустишь. Прошли уже не годы, а целые десятилетия, но этот датчик так и не стал главной головной болью владельцев инжекторных машин. Что же получается, зря пугали? И да, и нет. Обездвижить машину ДПКВ иногда действительно может, но делает это очень редко. Потому что ломаться там, если честно, нечему. Почти нечему.

Так точно!​

Для чего нужен датчик положения коленвала? Ответ кроется в его названии: определять положение коленвала. Вот так просто, да. Но кроме этого тот же датчик определяет ещё одну важную деталь – момент прохождения поршнями верхних и нижних мёртвых точек. Делает он это, конечно, не сам – всё считает ЭБУ. Но без него получать эти данные просто невозможно. На всякий случай скажем несколько слов о том, зачем блоку управления эти данные нужны и как он их использует.

Несмотря на кажущуюся скудность информации, которую передаёт ДПКВ, она крайне необходима для регулировки блоком сразу нескольких параметров. Во-первых, это, конечно же, время подачи топлива. Кстати, тут как раз важно определить момент прохождения мёртвых точек. Во-вторых, это угол опережения зажигания. В-третьих, не без участия ДПКВ определяется количество поданного топлива. И, наконец, этот датчик нужен для синхронизации работы коленвала и распредвалов и для нормального функционирования адсорбера (если быть точнее – его клапана). Если всё суммировать, то датчик положения коленвала – один из основных датчиков, сигнал с которого требуется ЭБУ для корректного управления зажиганием. Конечно же, им одним дело не ограничивается, без него мотор нормально работать тоже не может. А иногда – и вообще просто работать, хотя бы как-то. Ведь если ЭБУ не знает, в какой момент ему следует подать напряжение на свечи зажигания или велеть форсункам впрыснуть очередную дозу топлива, куда деваться мотору? Только глохнуть.

Собственно, обычно так и происходит. Дело осложняется тем, что ДПКВ практически не умеет «глючить» в силу своей простоты. Так что если он умирает, то делает это полностью. Одно из наименее тяжёлых последствий – это появляющаяся ошибка фаз (например, Р0016). Разумеется, при этой ошибке в первую очередь возникает желание проверить механизм газораспределения (может быть, растянулась цепь, перескочил ремень ГРМ или что-то не так с натяжителем или успокоителем цепи или с демпфером шкива коленвала). Но эту ошибку вполне может зажечь и ДПКВ.

В один момент ЭБУ видит, что сигнал с датчика расположения распредвала не совпадает с сигналом датчика положения коленвала. При нормальной работе пики на осциллограмме должны совпадать через раз, так как за два оборота коленвала распредвал сделает только один оборот. Если же при наложении двух сигналов замечается рассинхронизация, появляется ошибка фаз. Таким образом, ЭБУ не только управляет зажиганием и впрыском, но и проводит своеобразную самодиагностику, проверяя синхронизацию фаз. И ДПКВ – один из элементов, который в ходе этой самодиагностики проходит постоянную проверку. Каким-то образом искажать или переносить сигнал во времени этот датчик не может, и единственная его неисправность – полное отсутствие сигнала.

Свет, магнит и Холл

Существует три типа ДПКВ: оптический, индукционный (магнитный) и датчик, основанный на эффекте Холла (иногда его так и называют – датчик Холла). Для работы каждому датчику нужна ещё одна деталь – задающий (или реперный) диск, который стоит либо на шкиве коленвала, либо прямо на его носке. Задача реперного диска: вращаться с той же скоростью, что и коленвал, и подавать сигналы о каждом обороте датчику.

Оптический датчик используется реже остальных. Он состоит из двух частей: из источника света и его приёмника. Обычно это светодиод и фотодиод соответственно. При вращении задающий диск в определённый момент перекрывает светодиод, и фотодиод фиксирует изменение сигнала. Недостаток этого типа датчика очевиден: если он покроется пылью или грязью, то работать не будет. Намного проще и надёжнее работает индукционный датчик.

Это всего лишь катушка с магнитным сердечником и обмоткой. В момент прохождения метки реперного диска рядом с датчиком, около сердечника, изменяется магнитное поле, а в обмотке появляется ток. Ну, а ток – это и есть тот сигнал, которого так ждёт ЭБУ. Индукционные датчики – наиболее популярные. Они надёжные, простые, недорогие и почти безотказные.

Датчик Холла – он и есть датчик Холла. В корпусе с магнитопроводами стоят микросхемы, а реперный диск для такого датчика отличается намагниченными зубцами. Дальше всё понятно: намагниченный зубец проходит около датчика, возникает ток, ЭБУ получает сигнал. Теоретически это наиболее продвинутый датчик, хотя и более сложный. Хотя бы по одной причине: ему нужно питание, а значит, и проводов к нему идёт больше. Зато он очень точный.

Думаю, надо сказать несколько слов и о задающих дисках. Обычно это простой зубчатый диск, у которого отсутствует пара зубчиков. Обычно общее количество зубцов – 60. Таким образом, каждый зубец отмеряет 6 градусов вращения (6х60=360, полный оборот). Такие диски называют дисками типа 60-2 (без двух зубчиков). Но иногда встречаются диски, у которых нет ещё двух зубов на противоположенной стороне (через 180 градусов). Их называют тип 60-2-2.

Если с материалом для оптических и индукционных датчиков обычно не заморачиваются (их часто отливают из стали вместе со шкивом коленвала), то диски для датчика Холла немного сложнее из-за необходимости ставить в зубцы магниты. Поэтому они обычно пластмассовые.

Дёргается, не едет, не запускается

На всякий случай опишем симптомы выхода из строя ДПКВ. Как я уже говорил, машина не будет нормально ехать или пуск мотора может быть вообще невозможен. Кроме того, это тот редкий случай, когда мотор может глохнуть прямо на ходу без видимых причин.

Так как неработающий ДПКВ вносит изменения в работу системы зажигания, то возможна детонация (особенно под нагрузкой). На холостых мотор может работать неустойчиво, могут плавать обороты. Одним словом, букет последствий большой и неприятный. И вряд ли получится разобраться со всем этим набором без диагностики. Но у ДПКВ есть одна приятная особенность: часто его можно очень легко снять, а вместо него поставить новый. Чаще всего даже не придётся стирать ошибки или совершать другие действия со сканером: если мотор заработал, дело в этом датчике. Это, конечно, хорошо, но вряд ли у кого-то дома лежит запас ДПКВ. Может, есть способ проверить его без замены? И даже без сканера? Да, такой способ есть.

Малой кровью

Пальцем, конечно, ДПКВ не проверишь, понадобится хотя бы мультиметр. И проверить так можно только наиболее распространённый индукционный датчик. Способ очень простой: выставляем мультиметр в режим омметра и проверяем сопротивление катушки. Оно у датчиков бывает разным, но приблизительное значение сопротивления катушки – от 500 Ом до 1 кОм. Само собой, перед замером желательно найти точное значение того датчика, который стоит на конкретном автомобиле. Но в целом можно ориентироваться на эти значения – 0,5-1 кОм.

К сожалению, этот способ не даёт стопроцентного результата. То есть отсутствие сопротивления – это гарантия выхода из строя датчика, а вот его наличие – ещё не гарантия его нормальной работы. И в нормальных сервисах ДПКВ проверяют ещё двумя способами. Но для первого нужен как минимум измеритель индуктивности, для второго – осциллограф. Ни того, ни другого дома просто так не держат, так что описывать эти методы не буду.

Печально, но датчик Холла обычным мультиметром вообще проверить невозможно, так что тут потребуется либо дорогое оборудование, либо (что намного проще и эффективнее) новый датчик. Вообще, замена подозрительного датчика на заведомо исправный – лучший способ диагностики.

К счастью, ДПКВ сам по себе ломается крайне редко. Внутри него ничего не движется и не изнашивается, так что механически износиться у него не получается. Повреждают его обычно при криворуком ремонте, так что если есть подозрение, что ДПКВ начал дурить после посещения «дяди Васи», это подозрение может быть вполне обосновано.

Прежде чем искать на мультиметре режим омметра и думать, куда в датчик засунуть два щупа прибора, нужно обязательно осмотреть его снаружи. Каким бы простым он ни был, если его нечаянно ушатали молотком, он может и погибнуть. Чаще он умирает от попадания грязи между ним и задающим диском. Расстояние между ними небольшое (в среднем 0,5-1,5 мм), так что даже небольшой камешек, неудачно прилипший к грязи, способен принести много горя.

Кроме того, как и любая электрическая деталь, датчик может отказываться работать из-за неисправной или окислившейся проводки. Поэтому нужно проверить его разъёмы, и если они грязные или окисленные, почистить. Может так получится, что проблема именно в них, а не в датчике.

И последнее: трясущийся и глохнущий мотор вместе с горящим Check Engine и ошибками Р0016 (равно как и Р0335 или Р0336) не всегда указывают на неисправность ДПКВ однозначно. Да, есть ошибки, которые более-менее точно указывают на отсутствие сигнала с датчика, и хороший диагност увидит это сразу. Лучше всего не заниматься «самолечением» и обратиться к профессионалу.

Источник

Устройство и принцип работы датчика положения коленвала

Все современные двигатели работают под контролем электронного блока управления (ЭБУ), куда поступает информация о работе разных систем от множества сенсоров. За корректную работу системы зажигания и мотора в целом во многом отвечает датчик положения коленчатого вала (ДПКВ). О его назначении и работе пойдет речь далее в статье.

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.

ДПКВ передает в блок управления следующие показатели:

На основе этих данных ЭБУ автомобиля может регулировать следующие процессы:

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.

Устройство и где находится датчик положения коленвала

Датчик имеет простое устройство. Внутри находится намагниченный стальной стержень с медной проволочной обмоткой. Стержень с обмоткой помещены в пластиковый корпус и залиты компаундной смолой для изоляции проводов. От него идет стандартный электрический разъем, который подключается к электросети автомобиля. Фиксируется ДПКВ на блоке цилиндров или картере коробки передач. Также он может быть установлен на кронштейне возле приводного шкива.

Датчик располагается напротив зубьев задающего диска. Иногда его могут называть синхронизирующий или реперный. Он представляет собой диск с зубцами по внешнему кругу. Может быть закреплен на шкиве коленчатого вала или маховике и вращаться с ним с одинаковой частотой.

Принцип работы

Принцип работы ДПКВ будет зависеть от его типа. Наиболее распространенными являются индуктивные или магнитные. Рассмотрим их работу поэтапно:

Также существуют задающие диски с двумя пропусками зубцов под углом 180° типа 60-2-2, которые нашли применение на некоторых видах дизельных моторов.

Важно! Индуктивный датчик не использует напряжение питания, а электрический сигнал образуется за счет магнитного поля, проходящего через обмотку.

Виды датчиков

Существует три вида ДПКВ, которые отличаются по принципу действия.

Признаки неисправности

На поломку датчика положения коленвала могут указывать следующие признаки:

Однако, стоит иметь ввиду, что данные признаки являются самыми распространенными и могут указывать на поломку других датчиков автомобиля, которые также желательно проверить. Поэтому не лишним будет провести комплексную диагностику с помощью автосканера. К примеру, для большинства отечественных и импортных автомобилей подойдет Rokodil ScanX Pro.

Эти признаки могут указывать и на другие неисправности, но в любом случае необходимо провести диагностику и выявить причину. Сам по себе датчик редко ломается, а в случае поломки его просто меняют на новый.

Как проверить

На глаз неисправность увидеть довольно сложно. Может повредиться обмотка внутри или окислиться контакты разъема, также причиной нестабильной работы может стать неправильный зазор между зубцами и датчиком. Расстояние от зубца до сердечника должно быть в пределах 0,5-1,5 мм. Более точные данные указываются в руководстве по ремонту. Для замены всегда стоит выбирать оригинальные детали.

Наверное, самой простой и действенной диагностикой будет замена на новый. Если после замены неисправности исчезли, то датчик был сломан.

Между тем, есть три способа проверки ДПКВ:

Самым доступным способом является проверка мультиметром (“прозвонка”). Прибор нужно переключить в режим измерения сопротивления. Так можно определить сопротивление катушки индуктивности. Сделать измерения просто. Нужно поочередно коснуться щупами выводов катушки. Сопротивление большего числа катушек находится в пределах от 500 Ом до 1100 Ом. Соответственно, на мультиметре нужно задать верхний предел 2 кОм.

Самым совершенным и точным методом проверки ДПКВ является проверка осциллографом. В рабочем режиме прибор подключается к контактам датчика и снимается осциллограмма.

Датчик положения коленвала – это простое устройство, имеющее большое значение для правильной работы двигателя. Для проверки индуктивного датчика иногда достаточно измерения сопротивления, в других случаях понадобится дополнительное оборудование.

Источник