Что такое датчик фаз
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.
Признаки неисправности датчика распредвала
Что происходит, когда изнашивается датчик положения распределительного вала
Иногда этот датчик распредвала (CMP) может выйти из строя и без предупреждения, в результате чего двигатель просто глохнет. В некоторых и определенных случаях водитель может даже и не догадываться о произошедших проблемах с датчиком, и это будет происходить до тех самых пор пока двигатель автомобиля не будет просто- напросто запускаться.
В нашей сегодняшней статье уважаемые читатели мы с вами рассмотрим основные признаки неисправности датчика положения распределительного вала, а заодно расскажем вам и о том, что необходимо делать в таком положении чтоб устранить данную неисправность. Но для начала давайте вместе конкретно узнаем, что же делает этот датчик в автомобиле.
Что такое Датчик положения распределительного вала (CMP)?
Распределительный вал управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов.
В головке блока цилиндров двигателя автомобиля находится один или два распределительных вала, которые оснащены специальными лепестками и предназначены для работы впускных и выпускных клапанов. Коленчатый вал находится в самом блоке цилиндров, который, при получении крутящего момента от движения поршней в блоке передает этот крутящий момент с помощью шестерней непосредственно цепи ГРМ (или на ремень ГРМ) на распределительный вал.
Распредвал
Чтобы определить изначально, какой цилиндр двигателя находится в такте, компьютер вашего автомобиля контролирует положение поворота распределительного вала относительно положения коленчатого вала с помощью как-раз датчика распредвала (СМР). Получаемая информация с датчика СМР необходима для настройки синхронизации подачи искры в камеру сгорания и для работы топливных форсунок. Таким образом, датчик распредвала напрямую влияет на расход топлива машины и на количество выбросов в выхлопе.
Магнитный тип датчика распредвала производит собственный переменный ток (так называемая синусоидальная волна). Обычно этот датчик имеет два провода. Ну а датчик основанный на эффекте Холла использует внешний источник питания для получения цифрового сигнала, имеет как правило, уже три провода.
Датчик положения распределительного вала
В зависимости от марки и типа вашего автомобиля двигатель может иметь один или несколько датчиков распределительного вала. Также в вашей машине могут использоваться и два вида датчиков CMP.
Симптомы неисправности датчика распредвала
Также, как и любая часть или компонент в вашем автомобиле, этот датчик CMP в конечном итоге рано или поздно просто перестанет работать из-за своего износа. Это происходит по-любому в случае, как только его максимальный срок службы истек. Обычно это случается из-за износа внутренней обмотки проволоки или из-за связанного с ней компонента.
Обычно в таком случае двигатель в машине начинает работать с перебоями, а признаки неисправности могут варьироваться по разному, т.е. в зависимости от типа износа датчика. Например, в датчике может износится тот же самый разъем, та жа внутренняя цепь датчика, или может выйти из строя связанный с датчиком компонент.
На некоторых типах автомобилей при неисправности датчика положения распределительного вала, коробка передач может заблокироваться на одной из передач и будет заблокирована до тех пор, пока Вы не выключите двигатель и обратно его не запустите. Это может повторяться с определенной цикличностью.
После того как компьютер вашего автомобиля обнаружит неисправность датчика положения распределительного вала, что, как вы понимаете, приведет к появлению (загоранию) на приборной панели индикатора- «Чек двигателя» (Check Engine). После обнаружения плохой работы датчика СМР компьютер автоматически запишет в свою память «код ошибки» датчика. Чтобы точно определить причину неисправности данного датчика распредвала, необходимо провести компьютерную диагностику автомобиля, т.е., подключив таким образом специальное оборудование к диагностическому разъему машины. Далее, при помощи специальной компьютерной программы можно будет прочитать «код ошибки». Ниже уважаемые автомобилисты мы представляем Вам таблицу диагностических «кодов ошибок», которые непосредственно и напрямую связаны с износом датчика распредвала.
Коды ошибок датчика положения распределительного вала CMP
Общие коды неисправности CMP
Причина ошибки датчика распредвала
Нет сигнала с датчика распредвала
Неправильная фаза газораспределения
Низкий уровень сигнала цепи датчика распредвала
Высокий уровень сигнала цепи датчика распредвала
Неустойчивый сигнал с датчика распредвала (прерывистый сигнал)
Расположение датчика распредвала в автомобиле
Как вы наверное уже догадываетесь господа, конкретное расположение этого датчика положения распределительного вала варьируется в зависимости от марки и модели автотранспортного средства. В большинстве из автомобилей такой датчик можно обнаружить примерно вокруг самой головки блока цилиндров. Искать этот датчик надо вокруг верхней части расположения зубчатого ремня или в защищенных частях электропроводки передней части двигателя.
Также датчик может быть расположен и в задней части головки блока цилиндров.
Некоторые модели автомобилей могут иметь для этого специальный отсек под капотом, в котором и установлен этот датчик распредвала (например, в определенных моделях автомобилей, которые производит компания «General Motors»).
Кроме всего прочего, в некоторых автомобилях (в автомоделях) датчик распредвала может находится прямо внутри головки блока цилиндров.
При необходимости Вы можете заглянуть в руководство по эксплуатации вашего автомобиля, чтобы точнее узнать для себя, где именно расположен датчик СМР. Если у вас нет руководства по ремонту и обслуживанию вашего автомобиля, то Вы сможете найти его в интернете или приобрести в автомагазине, где представлен большой выбор подобной авто-литературы.
Уважаемые друзья, мы настоятельно рекомендуем всем владельцам автомобилей приобрести себе подобную книгу (руководство по ремонту и обслуживанию) и конкретно на вашу модификацию и модель автомобиля. Данное руководство по эксплуатации и ремонту автомобиля непременно поможет каждому из вас в случае какой-либо поломоки или неисправности справиться с возникшей проблемой. Оно станет для вас ценным справочником по выполнению планового технического обслуживания вашего автотранспортного средства и для его мелкого ремонта.
Устранение неисправностей датчика распределительного вала (CMP)
Если компьютер вашего автомобиля обнаружил ошибку датчика и включил на приборной панели значок «Чек двигателя», то Вы легко сможете самостоятельно узнать «код ошибки», которая и привела к появлению световой индикации на приборной панели. Для этого советуем каждому из водителей приобрести недорогой комплект диагностирующего оборудования специально для компьютерной диагностики. Если Вы не можете позволить себе приобрести данный диагностирующий сканер для автомобиля, то обратитесь для диагностики автомобиля в любой недорогой автосервис, где вам считают «код ошибки» с компьютера вашего автомобиля.
После того, как Вы по «коду ошибки» узнаете, что в вашей машине существует неисправность датчика распредвала или связанных с ним компонентов, Вы должны сделать несколько простых тестов. Помните пожалуйста друзья о том, что «код» неисправности указывающий на потенциальный отказ датчика положения распределительного вала не обязательно будет означать, что на автомобиле вышел из строя непосредственно сам датчик СМР. Ведь возможно, что причина неисправности не в самом датчике, а в разъеме датчика, или имеются повреждения проводов подключенных к нему, а возможно вышли из строя непосредственно связанные с ним компоненты.
Правда, надо запомнить для себя следующее, чтобы более точно установить, нормально ли функционирует датчик распредвала, вам понадобиться провести (возможно) не малый объем диагностики. Особенно надо учесть следующее, чтобы проверить эффективность самого сигнала датчика СМР в некоторых случаях для этого возможно понадобиться специальное оборудование, без которого будет трудно установить причину неисправности.
Тем не менее, несколько простых проверок Вы сможете сделать самостоятельно, используя для этого цифровой мультиметр (DMM).
Во-первых, проверьте у датчика распредвала электрический разъем и состояние самих проводов. Отсоедините сам разъем и проверьте, нет ли на нем признаков ржавчины или загрязнений. Например, того же топлива. Все это может мешать хорошему контакту для передачи электричества.
Затем, проверьте наличие повреждений проводов, а именно, не порваны ли провода, не наблюдаются ли на них признаки плавления от близлежащих горячих поверхностей.
Кроме всего, убедитесь пожалуйста, что провода датчика распредвала не касаются свечей зажигания или катушек зажигания, которые могут давать помехи и мешать датчику передавать правильный сигнал.
После вышеописанных проверок используйте цифровой мультиметр, который может тестировать переменный ток (АС) напряжения или постоянный ток (DC), в зависимости от конкретного типа датчика распредвала, который используется в вашем автомобиле.
Также, перед тестированием Вам нужно выставить на мультиметре правильные электрические параметры для конкретного типа датчика СРМ. Обычно подобная информация указывается в руководстве по ремонту и обслуживанию автомобилей.
Некоторые датчики распредвала позволяют создать разветвитель электрической цепи датчика СМР, сделано это в первую очередь для того, чтобы считать сигнал непосредственно с самого датчика во время его работы в автомобиле.
Если тип вашего датчика не позволяет подсоединить к нему провода мультиметра, то Вы можете просто отсоединить разъем с датчика и прикрепить к нему медную проволоку, вставив таким образом ее в каждый разъем датчика.
Затем можно подключить этот разъем обратно к датчику соблюдая при этом осторожность, чтобы не замкнуть сами провода во время тестирования. Если Вы будете использовать (применять) этот метод, то не забудьте предварительно заизолировать провода изолентой.
Тестирование двухпроводного датчика распредвала
Тестирование трехпроводного датчика распредвала
Если после самостоятельной диагностики датчика положения распределительного вала Вы установили, что он полностью исправен, то возможно существует поломка или сбой в связанных с этим датчиком компонентах автомобиля.
При подобных проблемах с машиной причиной неисправности может быть также и сильно изношенный ремень ГРМ. Из-за этого распределительный вал и коленчатый вал могут потерять синхронизацию. В конечном итоге этот датчик распредвала может посылать неправильный сигнал в компьютер автомашины. В конечном итоге это и приводит к неправильному зажиганию и неправильному впрыску топлива.
Как выбрать датчик фаз
Подробнее об устройстве
На данный момент наибольшее распространение имеют датчики, работа которых основана на эффекте Холла. Суть этого эффекта в том, что в полупроводниковой пластине, к которой подведен источник тока, возникают разности потенциалов при перемещении этой пластины в магнитном поле. Устроен датчик Холла довольно просто: ко всем сторонам квадратной или же прямоугольной пластинке из полупроводника подключаются контакты – пара входных для постоянного тока и пара выходных для снятия сигналов. Это и есть основа датчика, тем временем как корпус, крепежные элементы, магниты и прочее – лишь дополнительные элементы. Пластину из полупроводника сегодня изготавливают в виде микросхемы. Однако микросхема со смежными элементами может быть реализована двумя способами. Различают такие датчики фаз:
Не менее распространенным является щелевой датчик. Форма основной его части напоминает букву П. В разрез основной части датчика и проходит репер распределительного вала. При этом корпус датчика условно разделен на 2 половины. В одной из них находится постоянный магнит, а вот во второй расположен чувствительный элемент. Обе половины связаны магнитопроводами специальной формы.
Подробнее о работе датчика
Датчик фаз автомобильного распредвала не может нормально работать без задающего диска, который установлен на этом самом валу. Диск имеет т.н. репер, иначе называемый отметчиком. Внешне он напоминает самый обычный штырь, хотя иногда он может иметь и другую форму. По ходу работы автомобильного двигателя репер проходит прямо перед датчиком, тем самым замыкая магнитные линии, которые выходят из его корпуса. Как результат, параметры магнитного поля меняются, что регистрируется чувствительным элементом. Важно понимать, что датчик Холла не только реагирует на изменение магнитного поля, но и формирует электрический импульс. Он изменяется преобразователем и подается электронному блоку управления.
Датчик фаз позволяет отследить начало цикла работы двигателя, постоянно формируя одиночные импульсные сигналы, которые и получает ЭБУ. По факту это интегральный датчик – он объединяет в одном корпусе чувствительный элемент со и вторичным преобразователем. Выход датчика из строя сказывается может сильно сказаться на работе двигателя. Как читатель наверняка знает, работа современных двигателей регулируется ЭБУ, который получает сигналы от множества датчиков – стоит одному из них выйти из строя, как вся система начнет работать в анормальном режиме.
Неисправности датчика фаз
К несчастью, визуально определить неисправность самого ДФ не получится. Для диагностики требуется специфическое оборудование, хотя зачастую неисправность можно выявить по ходу проведения обычной компьютерной диагностики. Отметим, что некоторые проверки может произвести и рядовой автолюбитель. Для этого ему понадобится мультиметр или универсальный адаптер. Последние редко появляются в продаже в обычных магазинах, так что рекомендуем поисках их в интернет-магазинах или ограничиться использованием мультиметра. О том, что датчик фаз нуждается в замене, будет сигнализировать:
Устройство и принцип работы датчика положения распредвала
Современные двигатели имеют довольно сложное устройство и управляются электронным блоком управления на основе сигналов датчиков. Каждый сенсор отслеживает определенные параметры, характеризующие работу мотора в текущий момент времени, и передает информацию в ЭБУ. В данной статье рассмотрим один из важнейших элементов системы управления двигателем – датчик положения распределительного вала (ДПРВ).
Что такое ДПРВ
Аббревиатура ДПРВ расшифровывается как датчик положения распределительного вала. Другие названия: датчик Холла, фаз или CMP (английская аббревиатура). Из названия понятно, что он участвует в работе газораспределительного механизма. Точнее сказать, на основе его данных система рассчитывает идеальный момент впрыска топлива и зажигания.
Данный датчик использует опорное напряжение (питание) 5 вольт, а его главный компонент – чувствительный элемент Холла. Сам он не определяет момент впрыска или зажигания, а лишь передает информацию о моменте достижения поршня в первом цилиндре ВМТ. На основе этих данных и рассчитывается время и длительность впрыска.
В своей работе ДПРВ функционально связан с датчиком положения коленвала (ДПКВ), который также отвечает за правильную работу системы зажигания. Если по какой-то причине выйдет из строя датчик распредвала, то будут учитываться основные данные с датчика коленвала. Сигнал с ДПКВ более важен в работе системы зажигания и впрыска, без него двигатель работать просто не будет.
ДПРВ применяется на всех современных двигателях, в том числе на ДВС с системой изменения фаз газораспределения. Устанавливается он в ГБЦ в зависимости от конструкции мотора.
Устройство датчика положения распредвала
Как уже говорилось, датчик работает на основе эффекта Холла. Этот эффект был открыт еще в XIX веке одноименным ученым. Он заметил, что если через тонкую пластину, пропустить постоянный ток, и поместить ее в поле действия постоянного магнита, то на других ее концах образуется разность потенциалов. То есть, под действием магнитной индукции часть электронов отклоняется и образует на других гранях пластины небольшое напряжение (напряжение Холла). Оно и используется в качестве сигнала.
Точно так же и устроен ДПРВ, но только в более усовершенствованном виде. В нем находится постоянный магнит и полупроводник, к которому подсоединены четыре контакта. Сигнальное напряжение направляется к небольшой интегральной микросхеме, где оно обрабатывается, а из самого корпуса сенсора уже выходят обычные контакты (два или три). Корпус выполнен из пластика.
Принцип работы
На распределительном вале напротив ДПРВ устанавливается задающий диск (импульсное колесо). В свою очередь, на задающем диске распредвала выполнены специальные зубья или выступы. В момент прохождения этих выступов через датчик, ДПРВ формирует цифровой сигнал особой формы, который показывает текущий такт в цилиндрах.
Работу датчика распредвала правильнее рассматривать вместе с работой ДПКВ. На два оборота коленвала приходится один оборот распределительного. В этом и заключается секрет синхронизации системы впрыска и зажигания. Другими словами, ДПРВ и ДПКВ показывают момент такта сжатия в первом цилиндре.
Задающий диск коленвала имеет 58 зубьев (60-2), то есть, когда участок с пропуском в два зуба проходит мимо датчика коленвала, то система сверяет сигнал с ДПРВ и ДПКВ и определяет, момент впрыска в первый цилиндр. Через 30 зубцов происходит впрыск, например, в третий цилиндр, а затем в четвертый и второй. Так происходит синхронизация. Все эти сигналы представляют собой импульсы, которые считываются блоком управления. Их можно увидеть только на осциллограмме.
Признаки неисправности
Стоит сразу сказать, что при неисправном датчике распредвала двигатель будет продолжать работать и заводиться, но с некоторой задержкой.
На неисправность ДПРВ могут указывать следующие признаки:
Эти симптомы могут указывать на неисправность ДПРВ, но также могут говорить и о других проблемах. Необходимо пройти диагностику в сервисе или воспользоваться специальным диагностическим сканером. Например, универсальным устройством Rokodil ScanX.
О неисправности или обрыве проводки ДПРВ свидетельствуют ошибки P0340 — P0344, P0365.
Среди причин неисправности ДПРВ можно назвать следующие:
Само по себе это небольшое устройство редко выходит из строя.
Способы проверки
Как и любой другой датчик на основе эффекта Холла, ДПРВ не получится проверить путем измерения напряжения на контактах мультиметром (“прозвонки”). Полную картину о его работе может дать только проверка осциллографом. Осциллограмма покажет импульсы и фронты провалов. Чтобы считать данные с осциллограммы, нужно также обладать определенными знаниями и опытом. Это может сделать грамотный специалист на СТО или в сервисном центре.
При обнаружении неисправности датчик меняют на новый, ремонт не предусмотрен.
ДПРВ играет важную роль в системе зажигания и впрыска. Его неисправность приводит к проблемам в работе двигателя. При обнаружении симптомов лучше пройти диагностику у грамотных специалистов.