У будь-якому сучасному силовому агрегаті обов'язково присутній датчик положення коленвала, на основі якого будуються системи запалювання і вприскування палива.Все про датчики положення колінчастого вала, їх види, конструкцію і роботу, а також про правильний вибір і заміну цих пристроїв читайте в статті.
Призначення і місце датчика положення колінчастого вала в двигуні
Датчик положення колінчастого вала (ДПКВ, датчик синхронізації, датчик опорного пуску) - складова електронної системи управління двигуном внутрішнього згоряння;Датчик, який контролює робочі характеристики колінчастого вала (положення, швидкість), а також забезпечує роботу основних систем силового агрегату (запалювання, живлення, газорозподілу та ін.).
Сучасні двигуни внутрішнього згоряння всіх типів здебільшого оснащені електронними системами управління, які повністю беруть на себе роботу агрегату на всіх режимах.Найважливіше місце в таких системах займають датчики - спеціальні пристрої, які відстежують певні характеристики мотора, і передають дані в електронний блок управління (ЕБУ).Деякі датчики мають критичне значення для роботи силового агрегату, в тому числі датчик положення коленвала.
ДПКВ вимірює один параметр - положення колінчастого вала в кожен момент часу.За отриманими даними визначають частоту обертання вала та його кутову швидкість.Отримуючи цю інформацію, ЕБУ вирішує широкий спектр завдань:
● Визначення моменту ВМТ (або ВМТ) поршнів першого та/або четвертого циліндрів;
● Контроль системи впорскування палива - визначення моменту впорскування та тривалості роботи форсунок;
● Контроль системи запалювання - визначення моменту займання в кожному циліндрі;
● Управління системою зміни фаз газорозподілу;
● Контроль роботи елементів системи регенерації парів палива;
● Контроль і корекція роботи інших систем двигуна.
Таким чином, ДПКВ забезпечує нормальну роботу силового агрегату, повністю визначаючи роботу двох його основних систем - запалювання (тільки в бензинових двигунах) і вприскування палива (в інжекторних і дизельних двигунах).Також датчик виявився зручним для управління іншими моторними системами, робота яких прямо або опосередковано синхронізована з положенням і частотою обертання валу.Несправний датчик може повністю порушити роботу двигуна, тому його необхідно замінити.Але перед покупкою нового ДПКВ необхідно розібратися з типами цих пристроїв, їх конструкцією та роботою.
Типи, конструкція та принцип дії ДПКВ
Незалежно від типу і конструкції датчики положення коленвала складаються з двох частин:
● Датчик положення;
● Головний диск (диск синхронізації, диск синхронізації).
ДПКВ поміщається в пластиковий або алюмінієвий корпус, який кріпиться за допомогою кронштейна поруч з майстер-диском.Датчик має стандартний електричний роз'єм для підключення до електромережі автомобіля, роз'єм може розташовуватися як на корпусі датчика, так і на власному кабелі невеликої довжини.Датчик кріпиться на блоці двигуна або на спеціальному кронштейні, розташований навпроти головного диска і в процесі роботи підраховує його зуби.
Датчик положення коленвала на різних двигунах
Ведучий диск являє собою шків або колесо, по периферії якого розташовані зуби квадратного профілю.Диск жорстко закріплений на шківі колінчастого вала або безпосередньо на його носку, що забезпечує обертання обох частин з однаковою частотою.
Робота датчика може бути заснована на різних фізичних явищах і ефектах, найбільш поширеними є прилади трьох типів:
● Індуктивні (або магнітні);
● На основі ефекту Холла;
● Оптичний (світловий).
Кожен з типів датчиків має свої конструктивні особливості та принцип дії.
Індуктивні (магнітні) ДПКВ.В основі пристрою лежить магнітопровод, розміщений в обмотці (котушці).Робота датчика заснована на ефекті електромагнітної індукції.У стані спокою магнітне поле в датчику постійне і струм в його обмотці відсутній.Коли металевий зуб головного диска проходить поблизу магнітопровода, магнітне поле навколо сердечника різко змінюється, що призводить до індукції струму в обмотці.Коли диск обертається, на виході датчика виникає змінний струм певної частоти, який використовується ЕБУ для визначення частоти обертання колінчастого вала та його положення.
Це найпростіша конструкція датчика, вона широко використовується на всіх типах двигунів.Перевагою пристроїв цього типу є їх робота без джерела живлення - це дає можливість підключити їх лише однією парою проводів безпосередньо до блоку управління.
Датчик Холла.Датчик заснований на ефекті, відкритому американським фізиком Едвіном Холом майже півтора століття тому: коли струм пропускається через дві протилежні сторони тонкої металевої пластини, поміщеної в постійне магнітне поле, на двох інших її сторонах з’являється напруга.Сучасні датчики цього типу побудовані на спеціалізованих мікросхемах Холла, розміщених у корпусі з магнітопроводами, а майстер-диски для них мають намагнічені зубці.Датчик працює просто: в стані спокою на виході датчика нульова напруга, при проходженні намагніченого зубця на виході з'являється напруга.Як і в попередньому випадку, при обертанні головного диска на виході ДПКВ виникає змінний струм, який подається на ЕБУ.
Індуктивний датчик положення коленвала
Це більш складний датчик, який, однак, забезпечує високу точність вимірювань у всьому діапазоні обертів колінчастого вала.Також датчик Холла вимагає для роботи окремого джерела живлення, тому підключається трьома або чотирма проводами.
Оптичні датчики.Основою датчика є пара джерела світла і приймача (світлодіод і фотодіод), в зазорі між якими розташовані зубці або отвори головного диска.Датчик працює просто: диск, обертаючись з різними інтервалами, затьмарює світлодіод, в результаті чого на виході фотодіода утворюється імпульсний струм, який і використовується електронним блоком для вимірювання.
В даний час оптичні датчики знаходять обмежене застосування, що пов'язано зі складними умовами їх експлуатації в двигуні - висока запиленість, можливість задимлення, забруднення рідинами, дорожнім брудом і т.д.
Для роботи з датчиками використовуються стандартизовані майстер-диски.Такий диск розділений на 60 зубів, розташованих через кожні 6 градусів, при цьому в одному місці диска немає двох зубів (тип синхронізатора 60-2) - цей прохід є початком обертання коленвала і забезпечує синхронізацію датчика, ЕБУ та пов'язані системи.Зазвичай перший зуб після пропуску збігається з положенням поршня першого або останнього циліндра у ВМТ або ВМТ.Існують також диски з двома скіпами зубів, розташованих під кутом 180 градусів один до одного (тип синхронного диска 60-2-2), такі диски використовуються на деяких типах дизельних силових агрегатів.
Головні диски для індуктивних датчиків виготовляються зі сталі, іноді одночасно зі шківом колінчастого вала.Диски для датчиків Холла найчастіше виготовляють із пластику, а в їх зубах розташовують постійні магніти.
На закінчення відзначимо, що ДПКВ часто використовується як на колінчастому, так і на розподільному валу, в останньому випадку він використовується для контролю за положенням і частотою обертання розподільного вала і вносить корективи в роботу газорозподільного механізму.
Установка індуктивного типу ДПКВ і майстер диск
Як правильно вибрати і замінити датчик коленвала
Ключову роль в моторі відіграє ДПКВ, збої в роботі датчика призводять до різкого погіршення роботи двигуна (утруднений запуск, нестабільна робота, зниження силових характеристик, детонація та ін.).А в деяких випадках при виході з ладу ДПКВ двигун стає повністю непрацездатним (про що свідчить сигнал Check Engine).Якщо є описані проблеми з роботою двигуна, то слід перевірити датчик коленвала, а в разі його несправності провести заміну.
Спочатку потрібно оглянути датчик, перевірити цілісність його корпусу, роз'єму і проводів.Індуктивний датчик можна перевірити тестером - досить виміряти опір обмотки, яке робочий датчик має в межах 0,6-1,0 кОм.Датчик Холла таким способом перевірити неможливо, його діагностику можна проводити тільки на спеціальному обладнанні.Але найпростіше встановити новий датчик, і якщо двигун заведеться, значить проблема була саме в несправності старого ДПКВ.
Для заміни слід вибирати датчик тільки того типу, який був встановлений на автомобілі і рекомендований автовиробником.Датчики іншої моделі можуть не підходити на місце або давати значні похибки у вимірах, і, як наслідок, порушувати роботу мотора.ДПКВ слід міняти відповідно до інструкції з ремонту автомобіля.Зазвичай достатньо від'єднати електричний роз'єм, відкрутити один або два гвинти / болта, зняти датчик і встановити замість нього новий.Новий датчик повинен розташовуватися на відстані 0,5-1,5 мм від торця майстер-диска (точна відстань вказана в інструкції), цю відстань можна регулювати шайбами або іншим способом.При правильному виборі ДПКВ і його заміні двигун відразу запрацює, тільки в деяких випадках буде потрібно калібрування датчика і скидання кодів помилок.
Час публікації: 13 липня 2023 р