Где расположен датчик положения коленчатого вала

Датчик коленвала: что это и как его проверить

Ваша поездка может сорваться из-за неисправности датчика положения коленчатого вала. Как понять, что этот сенсор захандрил и что делать в такой ситуации?

Сочетать высокую отдачу с экономичностью современным двигателям внутреннего сгорания помогает их развитая «нервная система», состоящая из множества датчиков. Все они важны, но датчик положения коленчатого вала все-таки важнее остальных. Почему?

• Что это
• Принцип действия
• Признаки неисправности
• Причины неисправности
• Как проверить
• Замена

Что такое датчик коленвала

Датчик положения коленвала (ДПКВ) — это устройство, которое при включенном зажигании постоянно информирует электронный блок управления (ЭБУ) бензинового или дизельного двигателя о:

— скорости вращения коленвала.

ДПКВ необходим для синхронизации систем зажигания и впрыска топлива. Рассогласованность в их работе, вызванная неисправностью ДПКВ, может привести к тому, что двигатель не заведется или заглохнет. В этом отличие ДПКВ от множества других датчиков, сбои в работе которых не имеют столь неприятных последствий.

Принципы действия датчиков коленвала

В зависимости от модели двигателя в ДПКВ используется тот или иной принцип действия. Различают:

• индуктивные (магнитные) датчики. Как следует из названия, эти устройства основаны на эффекте электромагнитной индукции. Он проявляется в возбуждении переменного электрического тока в обмотке намагниченного сердечника датчика в момент прохождения рядом с ним любого из множества зубцов задающего диска, закрепленного на шкиве коленвала или маховике. Этот сигнал считывается ЭБУ двигателя. Индуктивный датчик прост по конструкции и не требует подключения к внешнему источнику питания;
• датчики Холла. Используют эффект, открытый в конце XIX века американским физиком Эдвином Холлом. Как и в предыдущем случае, вращающийся задающий диск генерирует на выходе ДПКВ переменный ток, который поступает в ЭБУ. Датчики Холла сложнее по конструкции, чем индукционные, требуют подключения к источнику питания, но обладают бОльшей точностью. Сегодня это наиболее распространенный тип ДПКВ;
• оптические датчики. В этом случае генерация сигнала для ЭБУ двигателя происходит при затенении зубцом задающего диска светодиодного источника света, являющегося элементом датчика.

Виды ДПКВ (Фото: elm3.ru)

Начать отсчет оборотов коленвала позволяют имеющиеся на задающем диске один (реже два) участка с пропуском пары зубцов.

Место установки ДПКВ

ДПКВ могут устанавливаться:

— у шкива коленвала;

— в корпусе коробки передач.

Признаки неисправности датчика коленвала

Проявления неисправности ДПКВ очевидны и неприятны. Вот эти «черные метки».

1. Затрудненный пуск двигателя особенно в сырую погоду. При этом повторный запуск выполняется без проблем.
2. Плавающие обороты двигателя как при остановке, так и в движении.
3. Детонация в цилиндрах при высоких нагрузках, проявляющаяся в повышенной вибрации двигателя.
4. Явное снижение мощности.
5. При работающем стартере двигатель не заводится, а стрелка тахометра при этом неподвижна.
6. Двигатель внезапно глохнет.
7. На панели приборов загорается индикатор Check engine.

Стоит учесть, что такие симптомы недомогания могут проявляться периодически, а их причиной не обязательно является дефект ДПКВ. Прояснить ситуацию позволит компьютерная диагностика ДВС.

Устройство индуктивного ДПКВ (Фото: mlngame.ru)

Причины неисправности датчика коленвала

Индукционные ДПКВ и датчики, использующие эффект Холла, достаточно живучи. Причинами их выхода из строя или сбоев в работе, как правило, являются:

— механические повреждения при выполнении ремонтных работ в моторном отсеке;

— попадание посторонних предметов между зубцами задающего диска и датчиком;

— окисление недостаточно загерметизированных контактов датчика.

Оптические датчики — более нежные устройства. Попадание на них пыли, жидкостей, грязи — все это может вызвать сбой в работе ДПКВ.

Как проверить работоспособность датчика коленвала

Не обязательно обладать высокой квалификацией, чтобы определить, в каком состоянии находится ДПКВ. Однако имеется и оборотная сторона медали: все достаточно простые методы проверки требуют демонтажа датчика. К сожалению, он не всегда расположен на виду, к тому же он может быть прихвачен ржавчиной.

Доступные методы проверки ДПКВ

Перед демонтажем ДПКВ надо проверить зазор между его сердечником и зубцом задающего диска. В норме он не должен превышать 1,5 мм. Уменьшить слишком большой зазор можно с помощью шайб, подложенных под датчик. Не помогло? Тогда снимаем ДПКВ, не забыв поставить метки, которые подскажут, как он был установлен, и переходим к плану Б, который предполагает несколько вариантов действий.

• Визуальная проверка датчика на наличие внешних повреждений и ржавчины на контактах. Последние нередко достаточно очистить бензином или спиртом, чтобы ДПКВ «выздоровел».
• Переключить мультиметр в режим омметра, чтобы проверить сопротивление обмотки ДПКВ. Если этот показатель выходит за рамки нормы в 550–750 Ом (свериться с инструкцией по конкретной модели не повредит), датчик подлежит замене. Увы, этот способ не позволяет с полной уверенностью поставить диагноз ДПКВ.
• В случае с датчиками, использующими эффект Холла, омметром проверяется сигнал заземления, а вольтметром — опорное напряжение (чаще всего его величина должна быть 5 В).
• Заменить датчик на заведомо исправный. Это самый радикальный и самый действенный из доступных способ проверки. Если после такой «рокировки» ДВС заработает нормально, значит, подозрения в отношении снятого ДПКВ подтвердились.

Проверка ДПКВ мультиметром (Фото: geely-club.com)

Полупрофессиональный метод проверки ДПКВ

Полупрофессиональный метод диагностики ДПКВ тоже требует демонтажа датчика. Кроме того, тут уже не обойтись без набора аппаратуры. С помощью мультиметра с функцией измерения индуктивности или мегаомметра, сетевого трансформатора, измерителя индуктивности и вольтметра проверяют три показателя работы ДПКВ.

• Величину сопротивления обмотки датчика (см. выше).
• Индуктивность обмотки. Существенное отклонение от величины 200–400 мГн — показание к замене датчика.
• Сопротивление изоляции проводов катушки. При напряжении 500 В нормой считается показатель в диапазоне 0,5–20 Мом. Выход за эти рамки сигнализирует о нарушении изоляции катушки.

Профессиональный метод проверки ДПКВ

С уверенностью сделать заключение о состоянии ДПКВ без его демонтажа можно лишь с использованием специальной программы и цифрового осциллографа, который подключается к катушке датчика. Затем перед ДПКВ надо помахать металлическим предметом, например отверткой или ключом. Если на экране прибора не появляется осциллограмма, сенсор подлежит замене.

Стоит отметить, что все вышеперечисленные способы проверки ДПКВ применимы к любому двигателю с электронным управлением впрыском.

Проверка ДПКВ осциллографом (Фото: youtube.com)

Замена датчика коленвала

В интернете немало роликов, авторы которых доказывают, что двигатель автомобиля можно завести при неисправном ДПКВ. Кто-то предлагает дождаться, пока мотор остынет, и потом включать стартер. Кто-то советует обмотать датчик тонкой медной эмалированной проволокой и подключить ее концы к электрическому разъему. Кто-то советует возить с собой новый ДПКВ на случай замены.

Но надо помнить, что моторные отсеки современных автомобилей настолько «нафаршированы» оборудованием, что добраться до ДПКВ без подъемника сложно. По счастью, столь важный датчик не «умирает» скоропостижно, а предупреждает о своем нездоровье. Надо обращать внимание на такие сигналы. Между тем цена ДПКВ, по крайней мере для массовых моделей, вполне подъемная: 1500–3500 руб.

Где находится датчик коленвала?

Определить, где находится датчик положения коленвала, не имея представления о том, что это такое и как он выглядит, довольно непросто. Именно поэтому вводная часть нашей статьи будет посвящена информации о назначении и конструктивных особенностях устройства, называемого в зависимости от источника, то датчиком синхронизации, то датчиком ВМТ, то датчиком положения коленчатого вала.

По сути своей, датчик синхронизации, не что иное, как электромагнитный элемент, синхронизирующий функциональное взаимодействие системы зажигания с топливными форсунками. Датчик выдает информацию о положении, направлении и частоте вращения коленчатого вала ЭБУ (электронному блоку управления). Важность этого элемента невозможно переоценить, поскольку датчик положения коленвала – практически единственный элемент современного автомобиля, нарушение работоспособности которого предполагает полную остановку силовой установки. Функционирование системы впрыска автомобильного топлива невозможно без участия данного датчика.

Типовая классификация датчиков положения коленвала

1.1 Магнитные, или индуктивные, датчики
Отличительной особенностью датчиков данного типа является необязательность наличия отдельного источника питания. Индуцирование напряжения для формирования сигнала ЭБУ происходит в момент прохождения зуба синхронизации сквозь магнитное поле. Датчик данного типа нередко выполняет дополнительные функции, например, контроля скорости.

1.2 Датчики Холла
В основу функционирования таких датчиков положен эффект Холла. Приближаясь к датчику, изменяющееся магнитное поле, инициирует начало движения тока. Зубья диска синхронизации, перекрывая магнитное поле, вступают с ним во взаимодействие. Может использоваться в качестве датчика распределителя зажигания.

1.3 Оптические датчики
Основное конструктивное отличие оптических датчиков заключается в наличии пазов или отверстий в диске синхронизации, осуществляющем прерывание светового потока от светодиода к приемнику. Приемник передает поток, превращенный в импульс электрического напряжения, в ЭБУ.

Где находится датчик положения коленвала?

А теперь ответ на вопрос, вынесенный в заголовок нашей статьи. Местоположение датчика синхронизации можно определить следующим образом: он установлен рядом со шкивом привода генератора и размещен в специальном кронштейне. Зазор между датчиком и зубчатым шкивом, выставляется посредством соответствующих шайб и составляет 1,0 миллиметр (рис.1).

Шкив привода генератора имеет 58 зубьев, расположенных через каждые 60. Промежуток, выполненный в виде двух отсутствующих зубов, генерирует импульс синхронизации оборотов коленвала. Корпус датчика практически аналогичен корпусам других датчиков, однако его отличает разъем подключения к автомобильной сети, имеющий довольно длинный провод. Длина провода (не менее 70 сантиметров) позволяет несколько нивелировать неудобство размещения датчика в моторном отсеке автомобиля.

Существует еще один важный аспект. В современных автомобилях применяется шкив привода генератора двух типов: шкив с демпфером и цельнометаллический шкив. Если цельнометаллический шкив чрезвычайно износоустойчив и не требует серьезных усилий при обслуживании. Совсем иная картина при эксплуатации шкива с демпфером. Его целостность – предмет особой заботы автолюбителя, поскольку любые ее (целостности) нарушения приводят к полной остановке силового агрегата.

Определенного контроля со стороны автовладельца требует и сам датчик положения коленвала, хотя практика показывает, что из строя он выходит крайне редко. Проверка работоспособности датчика синхронизации выполняется при помощи измерения сопротивления обмотки посредством мультиметра (тестера).

Сопротивление обмотки исправного датчика колеблется в диапазоне 800-900 Ом.

Повреждения (как правило, механического типа) датчика возникают в основном в процессе выполнения ремонтно-восстановительных работ, а также при попадании посторонних предметов между зубьями шкива и датчиком.

• 19430 просмотров

Датчики и потенциометр: в помощь автоэлектрику

В системе управления обучением ELECTUDE теперь и на русском языке стали доступны новые важные для автомобильных электриков и диагностов модули, касающиеся нескольких важных датчиков — датчика положения коленчатого вала, датчика положения дроссельной заслонки, узкополосного кислородного датчика и потенциометра. Модули позволяют получить полезные для практической работы знания об измерительных устройствах. В каждом модуле, кроме насыщенной текстовой части, активно присутствуют графические изображения (схемы подключения, графики) и контрольные тестовые задания/вопросы, которые помогают оценить уровень глубины понимания материала, готовности применять полученные знания на практике в автосервисе.

Датчик положения коленчатого вала

Датчик положения коленвала – это устройство, с помощью которого блок управления определяет положение коленчатого вала и частоту его вращения.

Расположение датчика распредвала. Индуктивный датчик коленчатого вала, как правило, размещается в отверстии на корпусе маховика. Непосредственно под этим отверстием находится маховик, по периметру которого располагается зубчатое кольцо. Расстояние между измерительной частью датчика и зубьями кольца составляет не более нескольких миллиметров.

Индуктивный датчик коленчатого вала состоит из следующих компонентов:

• Пластиковый корпус
• Катушка
• Магнит
• Сердечник.

У пластикового корпуса, как правило, имеется посадочное место с резьбой под болт. Для того, чтобы закрепить датчик, вставьте болт в отверстие и затяните его.

Принцип работы

Металлический блок изготовлен из магнитопроводящего материала, который позволяет генерировать напряжение в катушке. Если Вы уменьшите расстояние между металлическим блоком и датчиком, генерируемое напряжение уменьшится.

Если металлический блок находится под датчиком, напряжение не генерируется. С помощью этого датчика Вы не сможете определить положение стационарных объектов.

Магнитное поле. Изменяющееся магнитное поле создаёт напряжение в катушке датчика. Когда зубец приближается к датчику, сила магнитного поля увеличивается. Когда зубец приближается к датчику, сила магнитного поля увеличивается. Когда зубец находится прямо напротив датчика, магнитное поле максимальное. Напряженность пля вновь уменьшается, когда зубец удаляется от датчика.

Важнейшая часть каждого модуля – тестовые задания. В рамках изучения датчика положения коленчатого вала всем, кто изучает материал на платформе ELECTUDE, предлагается определить верхнюю мертвую точку (ВМТ).

Обучающимся даётся «вводная» «На зубчатом колесе намерено отсутствует один зуб. Зуб отсутствует в углублении, которое расположено непосредственно перед индуктивным датчиком, когда коленчатый вал оказывается под углом в 90 градусов перед ВМТ цилиндра 1.

Из-за этого при каждом обороте коленчатого вала ни один зуб не будет проходить вдоль индуктивного датчика.

Блок управления с помощью отклоняющейся частоты распознаёт место, где отсутствует зуб, и определяет, что коленчатый вал находится под углом в 90 градусов перед ВМТ цилиндра 1.

Для определения текущего положения коленчатого вала блок управления должен получить информацию о количестве зубьев, которые были прокручены вслед за отсутствующим зубом».

На основе этой «вводной» и предлагается выполнить несколько заданий, которые позволяют оценить, насколько глубоко усвоен материалы.

Датчик положения дроссельной заслонки

Датчик положения дроссельной заслонки – это датчик, который измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.

По сигналу датчика блок управления определяет, находится ли дроссельная заслонка в нужном положении и какое количество воздуха попал во впускной коллектор.

Положение датчика. Датчик устанавливается на оси дроссельной заслонки так, чтобы можно было измерять его вращение.

Компоненты датчика. Датчик представляет собой потенциометр, в корпусе которого находятся различные компоненты. Когда корпус закрыт, пружина прижимает ползунок с помощью контактов, прикреплённым к резистивным дорожкам и проводникам.

Многие датчики положения дроссельной заслонки имеют двойную конструкцию. В зависимости от конструкции датчик имеет от 3 (одиночная версия) до 6 (двойная версия) подключений

Принцип работы

Когда дроссельная заслонка вращается, ползунок и прикреплённые к нему контакты тоже вращаются. И из-за этого на подключениях возникает другое сопротивление, и блок управления может определить положение дроссельной заслонки.

Наличие двух потенциометров в датчике положения заслонки служит для повышения точности измерения текущего положения заслонки, для точного распознавания блоком управления неисправностей датчика, а также для повышения надёжности узла заслонки.

Если заслонка не вращается, сопротивление на всех подключениях будет одинаковым.

Управление работой двигателя

Из-за того, что блок управления не может измерить сопротивление, он подаёт постоянное напряжение на резистивные дорожки через точки подключения А и В. Один из контактов ползунка подключается к контакту С. Через контакт С блок управления измеряет выходное напряжение датчика положения дроссельной заслонки.

Напряжение на контактах ползунка зависит от положения, в котором они касаются резистивных дорожек. При открытии дроссельной заслонки контакты перемещаются по резистивным дорожкам. Пока дроссельная заслонка закрыты, контакты находятся близко к отрицательному концу резистивной дорожки. В этом случае напряжение составляет приблизительно 0,5 В.

При дальнейшем открытии заслонки напряжение на контактах увеличивается. Когда дроссельная заслонка полностью открыта, напряжение составляет приблизительно 4,5В.

Неисправности

Соединения и разъёмы проводов могут быть повреждены. Кроме того, датчик положения дроссельной заслонки иногда выходит из строя из-за износа резистивных дорожек. В модуле предлагается несколько тестов для проверки знаний, которые помогут выявить неисправности.

Узкополосный кислородный датчик

Бензиновый двигатель сжигает смесь воздуха и бензина. Чтобы проверить соотношение «воздух-бензин» в этой смеси, измеряется концентрация кислорода в отработанных газах. Для этого блок управления использует кислородный датчик с подогревом.

Положение

Кислородный датчик с подогревом измеряет состав отработанных газов. Отработанные газы поступают в выхлопную трубу, поэтому там, как правило, и размещается кислородный датчик.

Если в двигателе имеется несколько выхлопных труб, то рядом с ними также устанавливают датчики кислорода. В современных автомобилях второй датчик кислорода располагается после каталитического нейтрализатора и проверяет его работу.

Ниже показан принцип работы узкополосного кислородно датчика. Разность напряжений можно измерить с помощью вольтмера.

Потенциометр

Потенциометр – переменный резистор. Потенциометр имеет прочную металлическую или пластиковую ручку, связанную с ползунком, которая позволяет отрегулировать сопровтивление, после чего происходит деление переменного напряжения. В условных знаках и обозначениях символом потенциометра является резистор с проходящей через него стрелкой.

Стрелка является третьим соединением и показывает, что потенциометр – это переменный резистор.

Потенциометры широко применяются в современных электронных устройствах. Когда речь идёт про автомобили, переменные резисторы можно найти в датчике положения дрюссельной заслонки и в датчике положения педали аксеператора.

Потенциометр включает электрические соединения, ось регулировки, дорожку переменного сопротивления, резистивную дорожку для переменного сопротивления
подвижной контакт (скользящий элемент), ползунок, корпус, потенциометр имеет две круглые дорожки: внешнюю и внутреннюю.

Внешняя дорожка выполнена из углеводорода, поэтому на ней возникает сопротивление. Внутренняя дорожка выполнена из высокопроводящего материала.

В зависимости от характера измерения сопротивления выделяются линейные и логарифмические потенциометры. В логарифмических потенциометрах значения сопротивления увеличивается с помощью логарифмической функции. В начале движения ползунка сопротивление изменяется быстро, а затем замедляется.

А вы уже используете модули ELECTUDE для обучения и повышения квалификации автомобильных электриков и диагностов?

Датчик положения коленчатого вала

Инлейдинг:
Датчик положения коленчатого вала (также называемый датчиком ВМТ или датчиком частоты вращения двигателя) обычно устанавливается в нижней части блока двигателя рядом с маховиком. При работающем двигателе датчик положения коленчатого вала считывает импульсы зубьев колеса или магнитов, которые проходят мимо измерительного элемента датчика. Датчик положения коленвала производит изменение магнитного поля между датчиком и импульсным колесом, изменение напряжения сигнала (индуктивного или Холла). Скорость, с которой эти импульсы следуют друг за другом, является показателем скорости. В какой-то момент на импульсном колесе отсутствуют один или два зубца. Результирующий сигнал для двигателя устройство управления двигателем указание положения, в котором находятся поршни. Это позволяет системе управления двигателем определять, среди прочего, момент впрыска и момент зажигания. Частота вращения коленчатого вала также регулируется в соответствии с тахометр отправлено в комбинацию приборов.

Расположение датчика и импульсного колеса:
Импульсное колесо (также называемое спусковым колесом, опорным колесом или реактивным колесом) может быть расположено в различных местах внутри или на двигателе:

• снаружи на шкиве коленвала: в старых двигателях мы видим, что шкив коленвала, через который приводится клиновой или многоременный ремень, имеет зубья. Мы больше не встречаем такую ​​форму внешних импульсных колес в современных двигателях;
• внутри посредством шлифованных зубьев на коленчатом валу: импульсное колесо расположено на коленчатом валу с внутренней стороны фланца коленчатого вала и видно при демонтаже масляного поддона;
• снаружи на заднем сальнике коленчатого вала: зубчатое кольцо или магнитное кольцо установлено снаружи блока цилиндров между внешней стороной фланца коленчатого вала и маховиком. Доступ к нему возможен после разборки маховика.

Датчик коленвала направлен в сторону импульсного колеса. В современных двигателях датчик коленвала часто располагается сбоку двигателя рядом с маховиком. На изображениях ниже показаны три различных места установки датчика положения коленчатого вала и импульсного колеса: зубцы на коленчатом валу на внутренней стороне фланца и на внешней стороне фланца магнитное кольцо и зубчатое кольцо.

На изображениях выше показаны импульсные колеса с датчиками положения коленчатого вала, используемые VAG и BMW. Версия, которая часто используется в VAG, состоит из кассеты, в которой зубчатое импульсное колесо содержит также корпус сальника коленвала. Магнитное кольцо BMW надвинуто на фланец коленчатого вала. При замене маховика следите за тем, чтобы это магнитное кольцо не выпало. Часто бывает, что после замены сцепления в том числе и маховика двигатель больше не хочет заводиться, потому что магнитное кольцо не было переустановлено.

Отсутствующий зубец в пульсовом колесе:
Датчик положения коленчатого вала измеряет зубья опорного колеса, которое установлено на коленчатом валу. Датчик положения коленвала «подсчитывает» проходящие мимо зубья и «замечает» отсутствие зуба при каждом обороте. По отсутствующему зубу система управления двигателем знает, в каком положении находится коленчатый вал, а значит, и на какой высоте находится поршень в цилиндре во время такта сжатия.

Отсутствующий зуб расположен в том месте, где поршень цилиндра 1 находится между 90 и 120 градусами перед ВМТ. Поэтому название «датчик ВМТ» неверно: датчик измеряет не точку, когда поршень находится в ВМТ, а положение, в котором поршень готов переместиться в ВМТ.

Многие двигатели оснащены импульсным колесом 36-1 или 60-2. В этом примере мы обсудим импульсное колесо 36-1. Это импульсное колесо имеет 36 зубцов, один из которых сточен. При каждом повороте коленчатого вала (360°) проходит 36 (без недостающих) зубьев. Это означает, что каждые 10° один зуб проходит мимо датчика.

На снимке мы видим, что отсутствующий зуб находится почти вверху. В этом положении двигатель находится в ВМТ. Направление вращения — по часовой стрелке, то есть ранее на 90° отсутствующий зуб пролетел мимо датчика. Эта позиция является ориентиром. Во время поворота на 90° поршень цилиндра 1 переместился из ВМТ в ВМТ.

В тот момент, когда отсутствующий зуб прошел мимо датчика, датчик преобразовал это в изменение сигнала коленчатого вала, и это стало точкой распознавания (точкой отсчета) для системы управления двигателем, чтобы начать впрыск и/или зажигание на несколько зубов позже.