Для чего нужен датчик коленвала и, как он влияет на работу двигателя? функции, виды, принцип работы и поломки

Движение коленчатого вала

Коленчатый вал играет важную роль в двигателе внутреннего сгорания, преобразовывая возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение.

В поршневом двигателе с помощью шатуна поршень и коленчатый вал соединены так, что возвратно-поступательное движение поршня может передаваться коленчатому валу. Получив это возвратно-поступательное движение от поршня через шатун, коленчатый вал преобразует его во вращательное движение.

Коленчатый вал необходим для обеспечения вращательного движения маховика, который в конечном итоге отвечает за движение колес автомобиля.

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.

Как проверить датчик коленчатого вала

Самый надежный, простой (пусть даже затратный) способ – профессиональная диагностика в специализированных автосервисах. Там проведут тестирование автосканером. Он в мельчайших подробностях выдаст все необходимые сведения о состоянии вашего датчика (и всех других деталей).

Проверку нужно начинать с визуального осмотра.

— измерить зазор. Сравнить с нормой. В случае необходимости, привести к норме.

— установить наличие посторонних элементов в зазоре. В случае обнаружения, устранить.

— оценить состояние (износ, поломка, загрязнение) зубьев

Затем, можно прибегнуть к помощи различных измерительных приборов.

Есть три основных метода самостоятельного выявления неисправности синхронизируюего датчика:

1. Замер сопротивления, с использованием мультиметра. Дотронуться выходами измерительного прибора контактов катушки, для снятия показаний сопротивления. Двигатель включен. Норма лежит в пределах 20 мОм, при подаче генератором напряжения 500В. Отклонения от этих параметров означает неисправность датчика, его надо менять.
2. Измерение индукции, и ее изменения. В этом случае нужно иметь под рукой: мегаомметр, сетевой трансформатор, вольтметр и измеритель индукции. Измерение индуктивности должны показать 200 – 400 мгн. Сопротивление должно быть в пределах 0,5мОм. Трансформатор нужен для размагничивания. Если, полученные вами данные отличаются от нормы, ДПКВ надо менять.
3. Снятие осциллограммы. Этот метод позволяет наиболее точно диагностировать состояние датчика. Требуется соединение измерителя с проводом от катушки. Проводя металлическим предметом вблизи датчика, можно оценить его состояние по графику на осциллографе. Если на графике отражены изменения (интенсивные неровности линии), значит, датчик исправен. Стоит только отметить, что все действия проводятся при работающем моторе, а график считывается с режима «Inductive_Crankshaft» осциллографа.

Теперь становится понятным, почему ДПКВ считается чуть ли не самым важным элементом системы двигателя. Пожалуй, он один способен полностью остановить мотор. Автовладельцы со стажем советуют всегда иметь в бардачке запасной датчик. Стоит он сущие копейки, зато вклад в поддержании бесперебойного функционирования двигателя – огромен.

Устройство ДПКВ

Деталь представляет собой стальной сердечник с обмоткой из медной проволоки, размещенный в пластиковом корпусе и залитый компаундной смолой.

Выпускаются 3 типа датчиков синхронизации:

Оптический датчик

1.  Индукционные. Принцип работы основан на использовании намагниченного сердечника с намотанной на нем медной проволокой, на концах которой замеряют изменение напряжения. Кроме фиксации положения коленвала, он замеряет скорость его вращения, что также необходимо для качественной работы ДВС. Индукционные датчики являются наиболее распространенными и часто применяющимися в устройстве автомобиля.
2.  Оптические. В основе их конструкции — светодиод, который излучает световой поток, и приемник, фиксирующий свет с другой стороны. При попадании светового луча на контрольный зуб он прерывается, приемник фиксирует его отсутствие, и информация передается в ЭБУ.
3.  Датчик Холла. Работает на основе одноименного физического эффекта. На коленчатом валу размещен магнит, при прохождении им датчика в последнем возникает постоянный ток, фиксируемый синхронизирующим диском.

Многофункциональность прибора индукционного типа и датчика Холла делают их наиболее востребованными в конструкции современных моторов.

Симптомы неисправности датчика положения коленчатого вала

Чтобы диагностировать потенциальную проблему с вашим двигателем, вы можете обратиться к датчику положения коленчатого вала. В этом разделе обсуждаются симптомы неисправного датчика положения коленчатого вала и подразделы, которые могут помочь определить проблему — остановка двигателя или пропуски зажигания, проблемы с частотой вращения и оборотами двигателя, проблемы с опережением зажигания и опережением впрыска топлива, а также проблемы с ускорением и изменением фаз газораспределения. .

Остановка двигателя или пропуски зажигания

Когда датчик положения коленчатого вала не работает должным образом, это может привести к остановке двигателя или пропуску зажигания. Есть некоторые признаки и симптомы, о которых вам следует знать. К ним относятся:

• Трудно завести машину
• Периодически глохнет на холостом ходу
• Плохое ускорение или потеря мощности во время вождения
• Неравномерный или грубый холостой ход

Если вы столкнулись с какой-либо из этих проблем, важно немедленно проверить свой автомобиль. Игнорирование мелких проблем может привести к капитальному ремонту в будущем

Также стоит отметить, что эти симптомы могут быть связаны с другими проблемами двигателя, и только диагностика может сказать наверняка.

Проблемы с частотой вращения двигателя и оборотами

Ваша машина Датчик положения коленчатого вала может выйти из строя, что может вызвать проблемы с частотой вращения двигателя и числом оборотов в минуту. 

• Двигатель может работать неравномерно на холостом ходу, часто глохнуть, обороты могут колебаться.
• Ускорение может стать прерывистым или рывковым, например, ваша машина пытается набрать скорость, но затем теряет мощность. Также может загореться индикатор проверки двигателя.

Эти симптомы могут быть похожи на неисправный топливный насос или забитый воздушный фильтр. Лучше всего проверить это у механика, если это происходит часто. Замена датчика положения коленвала обычно это решение. 

Проблемы с опережением зажигания и опережением впрыска топлива

Важно правильно ухаживать за «Проблемы контроля времени» зажигания и впрыска топлива для правильной работы автомобиля. Это управление синхронизацией помогает настроить сигнал датчика коленчатого вала в соответствии с частотой вращения и положением двигателя, контролируя впуск и сгорание топлива

Ознакомьтесь с нашей таблицей, чтобы узнать, когда возникают проблемы с контролем времени:

Проблема опережения зажигания	Проблема синхронизации впрыска топлива
Зажигание имеет неприятные последствия	Плохая производительность под нагрузкой
Жесткий старт	Низкий расход бензина
Медленное ускорение	Пропуски зажигания

Эти проблемы могут серьезно сказаться на производительности вашего автомобиля. Чрезмерное накопление сажи или засорение топливных форсунок может привести к снижению эффективности использования топлива, что приведет к неоптимальному моменту зажигания. Неисправный датчик MAP также вызывает проблемы с обоими механизмами синхронизации.

Вы можете легко восстановить нормальное управление синхронизацией, заменив неисправные датчики или регулярно очищая забитые системы. Более новые автомобили также нуждаются в перепрограммировании программного обеспечения после ремонта для сброса заводских настроек. Правильный уход за компонентами вашего автомобиля поможет сохранить его производительность и срок службы.

Проблемы с ускорением и изменением фаз газораспределения

Неисправный датчик коленвала может вызвать множество проблем. Плохая работа двигателя, низкая выходная мощность, затрудненный запуск автомобиля, остановка или неровный холостой ход — все это симптомы. И если вы не устраните их быстро, может последовать дорогостоящий ремонт и повреждение двигателя.

Вы можете увидеть некоторые предупреждающие индикаторы на приборной панели, такие как индикатор Check Engine или индикатор ABS. Эти огни означают, что пришло время серьезно заняться проблемой.

Регулярные проверки технического обслуживания всегда являются хорошей идеей, чтобы избежать таких проблем. Технические специалисты могут использовать диагностические инструменты для обнаружения потенциальных проблем с датчиком положения коленчатого вала до того, как они усугубятся.

Основные признаки неисправности датчика положения коленвала

Устройство коленвала представляет собой сложную систему, все детали которой всегда должны быть хорошо смазаны. Если со временем работы двигателя увеличиваются зазоры между вкладышами или используется моторное масло низкого качества, то части коленчатого вала не будут смазываться должным образом. В результате этого могут возникнуть поломки. Для того, чтобы определить проблемы с коленвалом, необходимо выполнить несколько проверочных действий, таких как: проверить вкладыши коленвала, сальники, шейки и т.п. Проблем, связанных с коленчатым валом, может быть несколько:

• Увеличивается зазор между коленвалом и вкладышем;
• Увеличивается проем в подшипнике в результате поломки шейки коленвала (задир шейки);
• Изнашивается поверхность внутренних деталей, образовываются трещины и царапины;
• Перегреваются или расплавляются вкладыши коленвала;
• Срезается шпонка;
• Изнашиваются отверстия фланца коленвала, предназначенные для крепления маховика;
• Ломается датчик коленвала.

Для устранения вышеперечисленных поломок обычно снимается весь мотор. Стоит отметить, что можно снять коленвал без снятия двигателя, однако многие считают эту процедуру намного сложнее и прибегают к стандартному способу ремонта. Что касается симптомов неисправности датчика коленчатого вала, то сюда можно отнести следующее:

1. резко падает мощность автомобиля;
2. обороты могут произвольно повышаться и понижаться без контроля;
3. возникает детонация при сильной нагрузке на мотор;
4. при повороте ключа мотор может не запускаться;
5. при движении на холостом ходу двигатель работает неустойчиво, понижая и повышая обороты сам по себе,
6. либо холостой ход может совсем отсутствовать.

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.

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.

Какие разновидности датчиков ПКВ используются

Отличаются ДПКВ способом сбора и передачи данных.

1. Индукционный. Еще его можно назвать магнитный. На коленвале имеется колесо, по всему внешнему диаметру которого расположены зубья. Два зуба специально пропущены. Вращение колеса рядом с датчиком сильно будоражит магнитное поле вокруг него. От этого в катушке образуются импульсы, которые и передаются в контрольный центр. Место двух пропущенных зубьев воспринимается им как нулевое состояние вала. По числу полученных импульсов, компьютер определяет текущее положение вала, что является исходным кодом для пространственного изменения заслонок.
2. Датчик Холла. В них начинается движение электрического тока, с появлением вокруг него магнитного поля (это и есть эффект Холла). С изменением параметров магнитного поля, изменяются электромагнитные параметры в датчике, в частности его напряжение. Возмущение магнитного поля происходит по вине синхронизирующего диска. На нем вырезаны зубья. Положение двадцатого соответствует уровню первого или четвертого цилиндра двигателя. Чувствительный элемент детали представляет собой магнитное сердечко, в коконе из медной проволоки, намотанной на катушку.
3. Световой или оптико-фотонный. Здесь, также, происходит взаимодействие с пластиной, на которой есть зубья и отверстия. Он проходит перпендикулярно световому потоку от светодиода к фотонному приемнику, который фиксирует прерывания светового луча. Создается импульс напряжения, что, по сути, и является кодом, передаваемым в центр управления.

Методы диагностики ДПКВ

При определении исправности датчика положения коленвала руководствуются принципом – от простого к сложному. Иными словами сначала осмотр, далее проверка характеристик приборами (омметр, осциллограф или компьютер). Отсутствие подвижных частей и простота конструкции элемента делает его достаточно надежной деталью. Поэтому датчик коленвала в редких случаях приходит в негодность сам. Чаще всего он получает механические повреждения при проведении ремонтных работ под капотом автомобиля или в результате попадания посторонних предметов между датчиком и зубчатым колесом.

Прежде чем приступить к выполнению работ по диагностике электронного компонента, нужно отметить его исходное положение на моторе. После демонтажа устройство проверяют на предмет дефектов внешних поверхностей. Если ДПКВ загрязнен, имеет коррозию на контактной группе, то его нужно очистить спиртом. В случае, когда осмотр показал отсутствие дефектов, можно проводить его диагностику с применением специальных приборов. Проверку желательно проводить при помощи мультиметра, который можно переключать в разные режимы.

1. Метод проверки омметром

Данный способ простой и доступный, но не гарантирует выявление поломки. С его помощью замеряют сопротивление катушки. Для этого достаточно одновременно прикоснуться щупами к выводам катушки. Полярность прикосновения в данном случае не принципиальна.

Показатель сопротивления зависит от характеристик катушки и обычно находится в диапазоне 500-700 Ом. Для определения значения сопротивления вашей модели датчика необходимо посмотреть в описании ДПКВ или поискать в интернете.

Мультиметр используется следующим образом:

1.  Выставляем измеряемый параметр (сопротивление) в диапазоне близком к измеряемому показателю, но не ниже.
2.  Прикасаемся щупами к концам датчика и смотрим показания.

Если показатели близки к нормативным, то катушка исправна. Недостатком данного метода является то, что он не всегда указывает на неисправность датчика коленвала. Поэтому желательно провести проверку с помощью других методов.

2. Проверка показателей индуктивности

При возбуждении у всех катушек появляется показатель индуктивности, в том числе и у катушки, находящейся в корпусе датчика коленвала. Метод диагностики сводится к измерению данного показателя.

При проверке индуктивности необходимо наличие мегаомметра, сетевого трансформатора, измерителя индуктивности и вольтметра. Для определения показателя проводят следующие действия:

1.  Мультиметром замерить индуктивность катушки (стандартные значения находятся в районе 200-400 мГн).
2.  Используя мегаомметр, замерить сопротивление изоляционного слоя между концами ДПКВ (данные должны быть выше 0,5 Мом).
3.  Сетевой трансформатор используется для размагничивания катушки датчика (отклонения говорят о необходимости замены детали).

Видео: Проверка ДПКВ , проще не придумаешь. Диагностика инжектора.

3. Диагностика с помощью осциллографа

Наиболее продвинутый и точный метод определения исправности детали — проверка осциллографом. Диагностическую работу проводят при работающей силовой установке.

Использовать осциллограф для проверки исправности можно и на демонтированном датчике коленвала. Для этого необходим электронный осциллограф и специальное программное обеспечение. При этом проверка проводится по алгоритму:

1.  К выводам датчика положения коленвала нужно подсоединить щупы;
2.  Запустить программное обеспечение;
3.  Поводить возле детали любым металлическим предметом.

При исправном датчике на экране прибора строится график на основании показаний ДПКВ.

Если деталь реагирует на движение металлического предмета, то он исправен. Но более точным будет результат его проверки на работающем ДВС.

Самым простым, надежным и быстрым способом определения работоспособности ДПКВ является установка взамен проверяемого заведомо исправного датчика синхронизации. И если проблемы с автомобилем исчезают, то вывод однозначен – деталь неисправна и ее нужно заменить.

При установке следует учитывать правильность установки: соблюдение необходимого зазора между ДПКВ и маховиком. Узнать этот показатель можно из инструкции к датчику либо из интернета, но в среднем он составляет 0,5-1,5 мм.

Печать

Местонахождение и особенности функционирования ДПКВ

Устанавливают его на двигателе, рядом с генератором (точнее его шкивом), в отведенный для этого кронштейн. Имеет очень длинный провод, снабженный специальным разъемом, с помощью которого происходит соединение с бортовым компьютером.

Когда надо бывает установить датчик обратно, приходится следить за размером зазора датчика и синхронизирующего диска. Оптимальная величина его лежит в интервале от половины до полутора миллиметров, и изменяется с помощью шайбы, находящейся под углублением для установки. Закручивая/раскручивая ее, уменьшают/увеличивают зазор. От правильной регулировки зависит топливный расход и износ цилиндров.

В систему ДПКВ включены следующие элементы:

• Медная проволочная обмотка
• Каркас
• Уплотнительная прокладка
• Крепежный кронштейн
• Магнит
• Синхродиск

Принцип, по которому работает ДПКВ, можно сформулировать следующим образом – сбор синхронизированных импульсных величин напряжения, образующихся при возмущении магнитного поля в момент прохождении руля с зубьями возле корпуса прибора. Чем быстрее вращение, тем сильнее напряжение и интенсивность его импульсов, а значит, интенсивность передаваемых данных.

С этих сведений для управляющего центра становится понятным направление вращения вала и его интенсивность. Анализируя совместные данные с разных датчиков, определяются текущие параметры активности двигателя. Это позволяет генерировать данные регулирования параметров дросселя, точки воспламенения (его момент), активацию бензонасоса.

Расположение датчика

От исправности датчика коленвала зависит устойчивая работа мотора, поэтому автопроизводители размещают его в легкодоступном месте для быстрого устранения неисправности. Несмотря на плотную компоновку деталей под капотом, определить, где расположен датчик синхронизации, достаточно легко.

Реперный диск. Другие названия задающий или синхронизирующий.

Чаще всего он размещен на кронштейне между шкивом генератора и маховиком.

Среди других электронных датчиков он выделяется проводом (длиной 70 см) со специальным разъемом подключения в бортовую сеть автомашины.

Для замены и установки ДПКВ необходимо только правильно выставить зазор между стержнем и синхронизирующим диском. Размер зазора варьируется от 0,5 до 1,5 мм и зависит от марки и модели конкретной автомашины. Регулировка расстояния осуществляется за счет специальных шайб, расположенных между устройством и местом установки.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• P0011: ошибка положения распредвала
• Почему плавают обороты на холостом ходу Рено Логан и как это исправить
• Ошибка P0016 – несоответствие сигналов датчиков коленвала и распредвала

Поломка датчика коленвала. Что происходит с автомобилем?

1. Самым правдивым фактом поломки данного прибора является отказ двигателя. Он просто не заводится. Происходит это по причине несвоевременной подаче топливной смеси, и неправильный выбор момента его воспламенения.
2. Детонационные нарушения в двигателе, приводящие к скорому износу целого ряда деталей и самого мотора. Особенно проявляется при повышении нагрузки (например, заезд на возвышенность на малых скоростях).
3. Неустойчивая работа мотора в режиме холостой езды (самопроизвольное падение или увеличение оборотов). Мотор глохнет в момент кратковременных остановок (под светофором), либо на полном ходу.
4. Скачкообразные произвольно меняющиеся обороты при движении.
5. Потеря мощности.
6. Заметно снижаются динамические показатели автомобиля.
7. Замечается проблема заведения мотора. Он либо глохнет сразу, либо вовсе не заводится. Искра может срабатывать с перебоями, или вообще не сработать.
8. CHECK ENGINE на приборном щитке.

Следует понимать, что поломка ДПКВ приводит к утере ЭБУ способности выставлять корректные характеристики некоторых процессов:

— точно подсчитать объем порции топливной смеси, для впрыска в топливную магистраль двигателя

— определить точный момент воспламенения смеси в камере сгорания

— изменить угол положения распредвала

— выявить сам факт воспламенения