Принцип работы датчика холла дпкв
Для измерения скорости вращения и определения положения различных узлов двигателя используются датчики положения. К ним относятся: датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), датчик положения распределительного вала (ДПРВ) или датчик фазы (ДФ), датчик скорости (ДС), датчики ABS.
Сигнал ДПКВ используется для определения частоты вращения КВ, а также его мгновенного положения. Т.к. частоты вращения распределительного и коленчатого валов соотносятся как 1:2, то только по сигналу ДПКВ невозможно однозначно определить находится ли поршень двигателя, движущийся к ВМТ, на такте сжатия или выпуска. Фазный датчик на распределительном валу передает эту информацию в блок управления.
В качестве примера приведен сигнал с авто ВАЗ.
Сигналы ДПКВ (синий) и ДПРВ (зеленый)
К наиболее распространенным типам этих датчиков относятся: индуктивный (электромагнитный) датчик и датчик Холла.
Индуктивный датчик
Этот тип датчика наиболее распространен в качестве ДПКВ. Датчик монтируется поблизости от подвижного элемента, называемого маркерным диском. Этот элемент представляет собой стальной диск с зубьями, который жестко зафиксирован на коленчатом валу (может находиться как со стороны ременной передачи, так и непосредственно на маховике КВ).
Расположение ДПКВ
1. ДПКВ
2. Маркерный диск
3. Разъем датчика
Датчик состоит из обмотки с сердечником из постоянного магнита. Когда зуб проходит перед датчиком, это приводит к усилению магнитного потока, проходящего через обмотку. Напротив, увеличение зазора ослабляет этот поток. Происходит изменение магнитного поля, которое вызывает появление индукционного тока в обмотке. Амплитуда напряжения переменного тока сильно возрастает по мере повышения частоты вращения маркерного диска (от нескольких мВ до значений более 100 В).
Конструкция индуктивного датчика
1. Обмотка
2. Метка на маркерном диске в виде пропущенных зубьев
3. Постоянный магнит
Маркерный диск может иметь как пропуски зубьев, так и более широкие зубья.
Кол-во зубьев маркерного диска зависит от его назначения и модели авто. В качестве маркерного диска для КВ наиболее распространенным является диск с 60-ю зубьями, при этом два зуба пропущены. Зазор с пропущенными зубьями предназначен для отметки определенного положения коленчатого вала и служит как установочная метка для синхронизации блока управления.
На маркерных дисках системы ABS пропуск зубьев отсутствует, т.к. в данной системе положение колеса не принципиально, имеет значение только скорость вращения.
Пример сигнала индуктивного датчика ABS
В варианте исполнения для ДПРВ, маркерный диск может иметь всего один зуб, т.к. в данном случае нет необходимости измерять скорость вращения, нужно определить только положение РВ для определения фазы работы двигателя.
Для дальнейшего анализа электронный блок производит преобразование аналогового сигнала в цифровой. Амплитуда напряжения сигнала пропорциональна скорости прохождения подвижной детали перед датчиком. Напряжение также в значительной степени зависит от расстояния между вершинами зубьев и поверхностью датчика, как правило, зазор составляет 1±0,5 мм. Подсчитывая число импульсов в течение заданного промежутка времени, электронный блок может определить скорость вращения КВ.
Индуктивный датчик подключается к контроллеру экранированной парой проводов с заземлением экранирующей оплетки на кузов автомобиля.
Пример схемы подключения ДПКВ
Для записи осциллограммы индуктивного датчика, необходимо подключиться измерительным щупом непосредственно к сигнальному выходу датчика либо к разъему со стороны ЭБУ.
Подключение мотор-тестера к ДПКВ (цветовая маркировка проводов указана в качестве примера)
Датчик Холла
В таких датчиках использован эффект Холла. Интегральная схема датчика Холла располагается между маркерным диском и постоянным магнитом.
Когда зуб маркерного диска проходит у элемента датчика, то он изменяет величину магнитного поля, пронизывающего элемент Холла. За счет этого возникает сигнал напряжения, который находится в милливольтновом диапазоне и не зависит от относительной скорости между датчиком и маркерным диском. Оценивающая электронная схема, встроенная в интегральную схему, вырабатывает сигнал в форме прямоугольных импульсов.
Датчик Холла
1. Постоянный магнит
2. Интегральная схема Холла.
3. Маркерный диск
4. Разъем датчика
Как правило, датчик Холла имеет три вывода: питание +5В (+12В), «земля», сигнальный выход.
Пример схемы подключения ДПРВ
Для записи осциллограммы датчика Холла, необходимо подключиться измерительным щупом непосредственно к сигнальному выходу датчика либо к разъему ЭБУ.
Подключение мотор-тестера к ДПРВ (цветовая маркировка проводов указана в качестве примера)
Для записи сигнала ДПКВ рекомендуется использовать 2ой аналоговый канал мотор-тестера, для сигнала ДПРВ — 3ий канал. При наличии нескольких ДПРВ, можно использовать любой свободный аналоговый канал.
Настройка аналогового канала для индуктивного датчика
Настройка аналогового канала для датчика Холла
Одновременный анализ сигналов ДПКВ и ДПРВ позволяет проверить работу этих датчиков, а также правильность установки КВ и РВ (соответствие меток ГРМ).
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:
- момент достижения поршней в первом и последнем цилиндрах ВМТ и НМТ;
- положение и частоту вращения коленвала.
На основе этих данных ЭБУ автомобиля может регулировать следующие процессы:
- угол опережения зажигания для каждого цилиндра;
- управление впрыском топлива через форсунки, необходимый объем топлива;
- угол поворота распредвала (изменение фаз газораспределения);
- работу системы улавливания паров топлива (управление клапаном продувки адсорбера).
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.
Устройство индуктивного датчика
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:
- На задающем (реперном) диске всего имеется 60 зубцов, но в одном месте пропущено два зубца (в итоге 58). Пропуск обеспечивает синхронизацию датчика и является началом отсчета оборота коленвала.
- Датчик создает магнитное поле. При вращении задающего диска его зубцы проходят через магнитное поле, создавая импульсы.
- Когда через магнитное поле проходит участок с отсутствующими зубцами, то прибор фиксирует начальное положение коленчатого вала. Все данные передаются в блок управления.
- На основе данных о частоте импульсов блок управления определяет положение коленвала и количество оборотов.
- В соответствии с этим происходит корректировка работы системы зажигания и в целом двигателя.
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.
- Индуктивный (магнитный). Его принцип действия мы уже рассмотрели выше. Он основан на электромагнитной индукции. Данный вид датчиков нашел наибольшее распространение ввиду своей эффективности и надежности. Стоит отметить, что для его работы и формирования стабильного сигнала необходимы высокие обороты задающего диска и отсутствие препятствий между ним и датчиком (загрязнений).
- Датчик Холла. Данный тип ДПКВ работает на основе эффекта Холла. Когда зубцы диска проходят через датчик, он вырабатывает небольшое сигнальное напряжение. Данные фиксируются и передаются в блок управления в виде дискретного сигнала. Такие сенсоры используют опорное напряжение, отличаются высокой точностью, но довольно редко применяются в качестве ДПКВ.
- Оптические. Работа основана на источнике и приемнике света (светодиод и фотодиод). Между ними в зазоре проходят зубцы диска. При разной частоте вращения зубцы диска затмевают светодиод, в результате на фотодиоде образуются импульсные сигналы, которые и подаются на блок управления. Ввиду своей непрактичности такие датчики сейчас почти не встречаются в автомобилях.
Признаки неисправности
На поломку датчика положения коленвала могут указывать следующие признаки:
- потеря мощности двигателя;
- двигатель работает нестабильно на разных оборотах и режимах, в том числе на холостом ходу;
- повысился расход топлива;
- на высоких оборотах в двигателе наблюдается детонация;
- пропуски искрообразования;
- ошибка Р0336;
- при полном выходе из строя датчика или его отсутствии невозможно запустить двигатель.
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:
- с помощью мультиметра;
- проверка осциллографом.
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.
Осциллограмма работы ДПКВ. На рисунке виден момент прохождения датчика через пропуск зубцов
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