Устройство и принцип работы датчика положения коленвала

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.

Общий вид ДПКВ

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.

Как определить неисправность датчика коленвала

Существует простой способ, как узнать неисправность датчика и сделать это можно любому с помощью буквально одного мультиметра. На большинстве современных автомобилей устанавливаются именно индукционные датчики положения коленвала, поэтому вкратце остановимся на проверке устройств этого типа.

Так, ДПКВ можно проверить тремя способами — с помощью омметра, проверить значение индуктивности катушки, а также с использованием осциллографа. Кроме этого, важным элементом проверки, какие признаки неисправности датчика коленвала появились, является выставление правильного зазора между чувствительным элементом датчика, а также диском синхронизации (расстояние нужно уточнить в документации, оно находится в пределах 0,5…1,5 мм).

Как проверить датчик коленвала?

Есть три способа проверки ДПКВ — мультиметром (проверяется сопротивление обмотки), тестером (проверяется сопротивления изоляции и индуктивности) и осциллографом. Подробнее

Самый простой и доступный практически любому автовладельцу метод — проверить внутреннее сопротивление датчика. Для этого достаточно использовать электронный мультиметр, переключенный в режим измерения сопротивления электрической цепи. У большинства современных датчиков значение электрического сопротивления внутренней катушки составляет порядка 500…700 Ом (в некоторых случаях это значение может отличаться, поэтому желательно ознакомиться с техническими параметрами датчика отдельно). Также желательно проверить значение изоляции проводов. Оно не должно быть менее, чем 0,5 МОм.

Для измерения индуктивности автовладельцу понадобится мультиметр (мегаомметр), сетевой трансформатор, измеритель индуктивности, а также вольтметр. Опуская алгоритм проверки, стоит сразу отметить, что значение индуктивности внутренней катушки исправного датчика должно находиться в пределах около 200…400 мГн (может отличаться у разных датчиков, но незначительно). Если индуктивность значительно ниже (реже выше), то датчик, скорее всего неисправен, и необходимо выполнение дополнительных проверок, в том числе замер сопротивления катушки и изоляции.

Самый сложный, однако самый информативный и надежный метод проверки датчика положения коленчатого вала — с помощью осциллографа, обычно электронного (программный эмулятор). Для этого осциллограф подключают к выводам датчика при работающем двигателе автомобиля и настраивают программу для снятия осциллограммы. Ее рисунок даст четкое понимание, в рабочем ли состоянии датчик, и нет ли пробелов при его работе. Кроме этого, можно демонтировать датчик с его посадочного места, подключить к нему осциллограф и попросту поводить возле его чувствительного элемента каким-нибудь металлическим предметом (например, отверткой). Если он будет фиксировать передвижение, и на экране будет формироваться осциллограмма — скорее всего, датчик исправен.

В процессе проверки не будет лишним сканирование ошибок из памяти ЭБУ при помощи специальных сканеров. Это поможет как в определении ошибки ДПКВ, так и других элементов 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.

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

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.

Опрос

Ломался ли у вас когда-нибудь ДПКВ?

Ваш голос

Всего голосов:

Виды датчиков

Существует три вида ДПКВ, которые отличаются по принципу действия.

1. 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).
2. 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.
3. 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.

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.

Причины неисправности датчика коленвала

Существует ряд типовых неисправностей, из-за которых датчик положения коленчатого вала перестает корректно работать. Среди основных поломок:

• Нарушено расстояние между диском синхронизации и сердечником датчика. Обычно соответствующее значение находится в пределах от 0,5 до 1,5 миллиметра. Регулируется оно при помощи установленных регулировочных шайб. Расстояние может быть нарушено при замене датчика на новый, механическое смещение шайбы или датчика в результате ремонтных работ либо аварии. Также причиной подобной поломки может быть попадание грязи или пыли в зазор между датчиком и диском синхронизации.
• Обрыв провода или плохой контакт. Например, у датчика может быть плохо соединена фишка питания, в результате повреждения ее фиксатора. Реже повреждается изоляция провода (снижение значения изоляции, перелом провода), из-за чего электрический сигнал проходит не на ЭБУ, а на корпус машины или другие элементы подкапотного пространства.
• Повреждение обмотки. В редких случаях внутри датчика повреждается его обмотка, из-за чего он начинает некорректно работать либо не работать вовсе. Причины, по которым обмотка вышла из строя, могут быть различными — разрушение вследствие вибрации, окисления, некачественного (тонкого) провода, повреждение сердечника и так далее.
• Повреждение диска синхронизации. Например, какие-либо зубья диска могут быть повреждены в результате выполнения ремонтных работ либо аварии. Если диск постоянно грязный, то зубья по естественным причинам могут изнашиваться и стачиваться. На тех авто, где стоит резиновый демпфер, в случае его разрыва, уходит метка отслеживания.
• Повреждение светодиода либо элемента светопоглощения. Этот вариант подходит для старых машин, на двигателе которых установлен оптический датчик положения коленчатого вала.

Обычно при частичном или полном выходе датчика из строя его ремонт невозможен, поскольку его корпус является запаянным и неразборным. Соответственно, заменить провод (обмотку) и/или намагниченный сердечник в нем практически невозможно. По этой причине негодный датчик утилизируют, а вместо него покупают и устанавливают новый, благо цена на него невысокая, а в магазинах представлены самые различные модели для разных автомобилей.