Датчик оборотов автомобильного двигателя

Неполадки датчика оборотов двигателя в автомобиле приводят к некорректности таковых, к нарушению работы системы впрыска топлива, зажигания, падению мощности. А также это единственный сенсор, при поломке которого машина может заглохнуть, не завестись. Другое название устройства — датчик вращений и/или положения коленвала. Рассмотрим место ДПКВ среди иных подобных устройств автомобиля, его функции, конструкции, виды, диагностику и замену.

ДПКВ

Назначение датчика оборотов двигателя

К рассматриваемому прибору применяются такие названия, это датчик:

  • числа (количества) оборотов двигателя;
  • частоты вращений (поворотов) коленвала;
  • ДЧВ;
  • индуктивный;
  • синхронизации;
  • ВМТ или верхней мертвой точки поршня цилиндра — система определяет этот параметр через данный датчик, который в свою очередь отслеживает его через реперное колесо КВ (на нем есть метка, пробел зубьев). То есть определенное положение этого диска отвечает позиции поршня;
  • ДПКВ — положения (оборотов) коленвала;
  • контрольной метки;
  • фаз.

Датчик числа оборотов

Датчик оборотов двигателя не надо путать с сенсором положения распредвала (ДПРВ). А также на авто с электронным блоком управления (ЭБУ, ЭСУД) разные наименования для детектора количества оборотов и термин «датчик положения коленвала» (КВ) применяются для одного и того же устройства. Но есть автомобили (такие модели встречаются реже) и с отдельным последним (два таких изделия часто обозначают как G28 и G4), что надо помнить. В этой статье эти названия, если нет уточнения, применяются к одному и тому же устройству, чаще всего обозначаемому аббревиатурой ДПКВ, реже ДЧВ.

Датчик оборотов двигателя

На схемах силовых блоков иномарок часто детектор синхронизации обозначен как G28.

G28

ДЧВ относится к оснащению контроля и управления двигателем, к системе подачи сигналов о его состоянии на ЭБУ.

датчик положения коленвала

Задачи ДПКВ:

  • синхронизация системы зажигания, впрыска горючего;
  • передача данных о поддерживаемых коленчатым валом (КВ) вращениях, о его угле поворота в конкретный момент;
  • корректное взаимодействие всех систем, функционирование всего транспортного средства.

ДПКВ

Что отслеживает датчик вращений и положения коленвала

Детектор оборотов

Детектор оборотов двигателя передает на ЭБУ следующее:

  • объем впрыскиваемого топлива в конкретный момент;
  • кода появляется сам момент впрыска;
  • оптимальное время для активации клапана адсорбера, длительность его работы;
  • момент и угол опережения зажигания, угол поворота КВ.

Детектор оборотов двигателя

ДПКВ — это единственный датчик, выход из строя которого, среди прочих схожих для неполадок сенсоров последствий, приведет к полной остановки двигателя. Именно он позволяет системе определить, когда на свечах зажигания создавать искровой заряд.

описание датчиков

Где находится датчик оборотов

Где находится датчик оборотов

Детектор оборотов, он же индукционный измеритель расположен, как правило, над маркерным (реперным) колесом, зубчики которого выполняют для него роль сигнализатора. Установлен в таких местах:

  • маховик;
  • коленвал, внутри сегмента цилиндров (часто так у Ford, Opel);
  • с фронта моторной части на КВ, со шкивом привода дополнительных узлов (Jaguar, BMW, ВАЗ и так далее).

ДПКВ 2

Маркерные выступы реперного колеса могут предназначаться только для измерения оборотов ДВС (лучший вариант), а также их роль могут выполнять выступы на стартерном узле (Audi, Volvo). У некоторых моделей измеритель оборотов заменяет сенсор Холла, тогда обычно устройство находится вблизи распредвала.

ДПКВ 3

Место сенсора синхронизации неудобное, поэтому он имеет длинный (до 70 см) кабель с разъемом, само устройство крепится на кронштейне. Стандартное его место — около шкива привода генератора.

около шкива привода генератора

Сложности с идентификацией

Сложности с идентификацией

Приведем пример, как владельцем Audi 100 2.6 описана вариация разных сенсоров. Измеритель оборотов тут обозначен как G28, но также есть отдельный детектор для КВ (G4):

Пример

Ниже на рисунке упоминаемый отдельный датчик G4, а соотношение по месту его расположения к G28 показано на фото выше:

датчик G4

Учитывая сказанное, для начала желательно ознакомиться со схемой силовой системы по спецификации конкретной модели машины.

Конструкция и общий принцип работы автомобильного сенсора оборотов

При рассмотрении вопроса, какой датчик отвечает за обороты двигателя во всех аспектах, надо отметить, что это группа сенсоров. А именно: холостого хода (ДХХ), дроссельной заслонки (ДПДЗ), распредвала (ДПРВ), расхода воздуха (ДМРВ), рециркуляции газов. Но именно считает частоту оборотов для нормальной работы системы зажигания ДПКВ. В целом признаки поломки общие для него и перечисленных детекторов, но есть характерный только для измерителя синхронизации признак: часто именно при его поломке автомобиль вообще не заводится.

Конструкция

На Toyota:

На Toyota

Алгоритм функционирования ДПКВ в своей основе схож для всех его типов. Основывается на мониторинге изменений в создаваемой им же среде (магнитополе, индукция, оптические явления), которые провоцирует специальная ответная зубчатая часть коленвала (диск с выступами, реперный, синхронизации).

датчик G28

Рассмотрим этапы работы автомобильного ДЧВ в несколько обобщенном виде:

  1. Коленвал имеет специальный зубчатый (реперный) диск. На месте двух зубцов (стартового, нулевого) пустое место, без них выступов 58, они расположены по окружности через каждые 6°.
  2. Колесо крутится, выступы проходят через магнитное поле, оптические или другие импульсы, посылающиеся сенсором в зависимости от его типа, изменяют их.
  3. Прибор отслеживает указанные модификации среды, передает их на ЭБУ машины.
  4. При прохождении детектора мимо участка без двух зубцов характер импульсов фиксируется как сигнал, уведомляющий о начальном положении КВ. Таким образом сенсор различает полный оборот.
  5. Компьютер электронного управления системой автомобиля на основании показателей от ДПКВ узнает о размещении коленвала и все необходимые данные, производит вычисления, направляет сигналы в исполнительные узлы, работа системы зажигания, впрыска корректируется, мотор работает стабильно.

обозначения

Наиболее ярко охарактеризовать работу датчика синхронизации можно на примере индуктивной его разновидности. При вращении сигнального колеса (во время работы ДВС) его выступы задевают магнитное поле ДПКВ. Создаются периодические импульсы напряжения, характеризующие частоту движения и положение КВ, поступающие на контроллер ЭБУ, который и рассчитывает момент для сработки модуля зажигания и форсунок.

индуктивные датчики

Надо сказать, что такой алгоритм характерный в своей основе для всех типов датчиков положения коленвала: зубчики изменяют чувствительную среду, создающуюся ДПКВ, что и отслеживает через него ЭБУ.

ДПКВ 5

Ниже рассмотрим виды ДПКВ и их нюансы.

вал

Разновидности автомобильных датчиков оборотов двигателя

Есть несколько типов автомобильных измерителей вращений двигателя по принципу создания и регистрации изменений в чувствительной среде.

Разновидности автомобильных датчиков оборотов двигателя

Индукционные (индуктивные)

Индуктивные датчики

Индуктивные датчики синхронизации оборотов двигателя самые простые, распространенные, дешевые, но это не уменьшает их эффективность.

схема пассивного датчика

Основной элемент индукционных детекторов числа вращений ДВС — катушка, намагничивающая сердечник и создающая магнитные потоки.

катушка

В следующем объяснении цифровые ссылки на рисунок ниже. Индуктивный датчик синхронизации устанавливается сразу напротив зубчатой ферромагнитной части КВ (7). На ней также есть небольшой воздушный зазор (место, где отсутствуют выступы). Датчик внутри состоит из стального намагниченного сердечника (полюсный контактный стержень, 4), с обмоткой тонкой медной, изолированной эмалью, проволокой (5), наподобие как у трансформаторов. Данный элемент связан с постоянным магнитом (1).

конструкция

Алгоритм работы:

  1. Полюсный контактный штырь распространяет магнитополе, которое проходит на зубчатый вал.
  2. Зубцы задевают магнитопоток, идущий через катушку, его свойства на выступах и впадинах меняются. На первых этот рассеиваемый поток становится более концентрируемым (пучок). На вторых, наоборот, осуществляется ослабление указанного явления.
  3. Вышеуказанные трансформации индуцируют на витках обмотки выходное переменное напряжение с определенной синусоидой. Величина пропорциональная скорости и количеству оборотов (рис. 2). Амплитуда быстро растет с их повышением (от нескольких мВ до 100 В и больше). Достаточное значение образовывается, начиная с минимального числа вращений от 30/мин.

выходное переменное напряжение

Оптические

Конструкция состоит из ИК-светодиода с установленным напротив него приемником. Между элементами — зубцы коленвала. Линия излучения пересекается этими выступами, что фиксирует приемник и отправляет соответствующий импульс на ЭБУ. Применяются реже.

Активные

Далее рассмотрим так называемые «активные» датчики вращений мотора, работающие по магнитостатическому методу. При них на амплитуду выходного импульса не влияет число оборотов, поэтому становятся доступными измерения интенсивности поворотов КВ при чрезвычайно низком количестве таковых (квазистатический мониторинг). Такие изделия намного более продвинутые, с расширенными возможностями.

активные датчики

Датчики числа вращений двигателей с дифференциальными детекторами Холла

На токопроводящей пластине, пропускающей в вертикальном направлении магнитную индукцию, поперечно к течению тока можно фиксировать пропорциональное его направлению, так называемое напряжение Холла.

Датчики числа вращений двигателей с дифференциальными детекторами Холла

Рисунок со схемой данного варианта выше. В таком дифдатчике ДПКВ поле создается постоянным магнитом (1). Два сенсора Холла (2 и 3) размещены между магнитом и кольцом, продуцирующим импульсы (4). В магнитопотоке происходят изменения в зависимости от того, что оказывается на нем — впадина или зубец. Разностью сигналов двух сенсоров снижается возмущение, уровень отклонений, улучшается соотношение сигнала и шума. Боковые участки сигнала могут анализироваться без оцифровки прямо на блоке управления.

схема

Зубчатые колеса синхронизации могут быть не только ферромагнитными, но и многополюсными, где немагнитный носитель из металла снабжен кусочком специального пластика, который попеременно намагничивается. Северные и южные полюсы такого элемента выполняют роль делений.

AMR

AMR

Чувствительная часть AMR сенсоров синхронизации оборотов автомобиля сделана из магниторезистивного состава.

Чувствительная часть AMR сенсоров

АМР — анизотропный магниторезистивный. Первый термин означает, что электросопротивление этого материала зависит от направленности воздействующего магнитополя. Такой сенсор установлен между магнитом и импульсным диском (аналог зубчатого, как при индуктивных сенсорах).

При вращении импульсного активного диска линии поля изменяют свои параметры, что формирует синусоидальное напряжение, усиливаемое схемой обработки данных, преобразовываемое ею в импульс прямоугольной геометрии.

датчик АМР

GMR

В данном случае применяется инновационная технология Giant Magneto-Resistance. Такой сенсор намного чувствительнее, чем AMR — тут возможны значительные воздушные промежутки.

GMR-датчики

GMR-датчики оборотов двигателя применяются для сложных условий, высокая сенситивность создает меньше шумов, погрешностей сигнала.

ГМР детекторы

Продвинутые ГМР детекторы оснащают двухпроводными портами, они же иногда встречаются в сенсорах вращения Холла.

Продвинутые ГМР детекторы

Признаки неисправности датчика синхронизации

При поломках иных датчиков, например, холостого хода, машина может более или менее функционировать, иногда почти нормально. Это же характерно при неисправности ДПКВ, но тут также добавляется последствие в виде невозможности запустить мотор, и такой риск значительный.

Деталь обычно не ремонтируют: это либо невозможно сделать, либо усилия будут стоить дороже, чем новое изделие. Поломка устройства сразу же подразумевает покупку нового такого сенсора синхронизации. Исключения составляют случаи, когда ДЧВ неправильно работает из-за отошедших контактов, загрязнения — эти неполадки можно легко устранить.

Признаки неисправности датчика синхронизации

Симптомы неполадки детектора оборотов коленвала:

  • заметное даже без приборов уменьшение тяговых способностей. Данный симптом сигнализирует о потребности ТО, но не всегда он характерный для поломок ДЧВ;
  • самопроизвольное повышение/понижение оборотов (в том числе и остановки двигателя после них), «плавание» на холостом режиме;
  • детонация при повышенных (динамических) нагрузках;
  • не запуск ДВС.

Симптоматика поломки не зависит от типа детектора положения коленвала. О сломанном ДПКВ также свидетельствует отсутствие искрообразования и горящий значок «Check Engine» на приборной панели.

крутит но не заводится

Если после проверки системы зажигания и топлива не обнаружено в ней никаких поломок или нет сомнений в ее работоспособности, но автомобиль не заводится, то, скорее всего, сломан измеритель оборотов коленвала.

Диагностика

Признаки поломки датчика числа оборотов свойственные и неполадкам многих других узлов, что обуславливает необходимость комплексной диагностики ДВС.

Диагностика

Самый простой способ, показывающий результат со стопроцентной точностью, — использовать диагностический сканер, подключаемый к разъему ODBII который есть в каждом современном автомобиле с ЭБУ. Прибор считает ошибки, покажет код поломки, который расшифровывается в спецификации конкретной марки.

ошибка P0366

Первым делом осматривают сам датчик количества оборотов ДВС автомобиля. Если замечены следы грязи, стружки на торце, отошедшие контакты и крепление, производят чистку, устанавливают прибор должным образом. Затем — подключить сканер, считать им коды. Цифровая комбинация неисправности именно ДПКВ часто PO335 или 0336 в зависимости от наличия сигнала от узла. Могут быть иные варианты для конкретной модели авто, например, в буфере ошибок может отобразиться код 35 или 19.

ДПКВ 6

При обнаружении ошибок их удаляют из памяти ЭБУ и проводят тест-драйв — так проверят, появятся ли они снова. Если есть повторное выявление сбоев, приступают к анализу непосредственного самого детектора синхронизации оборотов иными способами.

чек

Причины поломок

Наиболее частые причины неполадок индукционных ДПКВ — механические повреждения или межвитковое замыкание проводки (при этом часто наблюдается ограничение оборотов на 3–4 тыс.).

механические повреждения

Недостатки реперного диска

Даже микроскол, маленькая кривизна зубца маховика могут быть причинами некорректной работы зажигания, из-за чего транспортное средство не работает на высокой интенсивности оборотов.

микроскол

При этом часто появляется хаотичное искрообразование, поскольку на блок контроля от вполне исправного датчика оборотов идут данные с погрешностями, спровоцированными указанными недостатками диска. ЭБУ при этом неправильно определяет количество выступов. Такое же характерно, когда рассматриваемый детектор установлен с ошибками, неоткалиброванный, загрязненный или есть какой-либо посторонний предмет между ним и колесом.

повреждение

Методы проверки ДПКВ

Перед тем как мы перейдем к описанию способов анализа, порекомендуем очень простой выход из ситуации. Варианты проверки датчика оборотов не всегда покажут стопроцентный результат, отображая лишь некоторые свойства изделия. Самым практичным решением будет, если пользователь одолжит аналогичный сенсор синхронизации у знакомых, поставит его и если автомобиль будет работать без проблем, то логично — поломка именно в нем.

ДПКВ 7

Рассмотрим способы анализа датчика положения коленвала от простого к сложному. Осмотр и применение сканера ODBII мы описали выше. Надо сказать, что сенсоры оборотов моторов сами по себе ломаются чрезвычайно редко из-за простоты конструкции. Чаще причины поломки для ДПКВ это механические повреждения, например, когда изделие задето инструментами при ремонте автомобиля, а также попадание сторонних предметов между реперным диском и сенсором.

отвертка

При проверке мультиметром сопротивления можно не снимать ДПКВ. Но удобнее будет его демонтировать. Перед снятием отмечают и запоминают исходное положение изделия. Чтобы избежать раскалибровки, важно маркером отметить позицию, сделать фото смартфоном. Далее, снимают клемму с аккумулятора автомобиля и вынимают детектор — отстегивают кабель контроллера/питания, болтики крепления откручивают.

схема 2

Анализ датчика коленвала омметром

Данный способ проверки применяется для индуктивных сенсоров синхронизации и положения коленвала, то есть для тех, которые имеют катушку, индуцирующую магнитную среду. Замеряется её сопротивление. Надо перевести мультиметр в режим замера указанной величины на отметку 200 кОм, можно аналогично воспользоваться омметром. К контактам катушки (к клеммам датчика на его пластиковой фишке, туда же подсоединяется кабель контроллера/питания) прикасаются щупами, полярность не имеет значения.

мультиметр

Значение сопротивления прописывается в спецификации сенсора (вся информация есть не только в бумажной инструкции, но и в интернете), обычно оно в пределах 500–700 или 800–900 Ом.

Минус данного метода в том, что сломанными могут быть и иные части детектора коленвала, проверку которых он не охватывает.

Комплексная проверка с анализом индуктивности

Комплексный метод, о котором пойдет речь, также применяется к ДПКВ, работающим на основе принципа индуктивности.

Комплексная проверка с анализом индуктивности

Процедура включает вышеописанный способ и ряд других действий, главные из которых — анализ индуктивности.

измеритель индуктивности

Порядок действий:

  1. Мультиметром замеряют сопротивление, как описано выше.
  2. Для замеров индуктивности витков потребуется спецприбор «измеритель индуктивности», Нормальное значение — 200–400 мГц. Анализ можно провести и мультиметром, но к нему придется купить или изготовить (в сети есть множество описаний) специальную приставку.
  3. Мегаомметром измеряют сопротивление изоляционной обмотки между концами детектора. При напряжении 500 В не должно быть выше 20 мОм.
  4. Размагнитить сетевым трансформатором или иным способом катушку, реперный диск. Если же и после этого будет наблюдаться поломка, то потребуется замена ДПКВ.

магнитометр

Замена, установка

При монтаже ДПКВ надо правильно выставить зазор между ним и зубчатой частью шкива. Стандартное правильное значение зазора между сердечником прибора и колесом синхронизации — 0.5–1.5 мм. Этот промежуток регулируется шайбами (прокладками) между посадочным местом сенсора и его корпусом.

установка

Размещение датчика синхронизации оборотов с пояснениями:

Размещение датчика синхронизации оборотов

Надо следить, чтобы сенсор располагался напротив отметки на колесе синхронизации с определенным углом и зазором — это самые ключевые моменты:

установка дпкв

При снятии сенсора надо обратить внимание на правильность его расположения — возможно оно было нарушено, что стало причиной некорректности значений при рабочем изделии.

правильность расположения

Итак, акцентируем еще раз: самым важным при установке является расположение сенсора по метке с соблюдением прописанного в спецификации зазора к зубчикам реперного колеса КВ.

расположение сенсора

Калибровка

Датчик может быть исправным, но отображать скорость движения КВ, число оборотов, иные данные с погрешностями, тогда потребуется его калибровка. Процесс при индуктивных типах ДПКВ простой — зазор выставляется шайбами со значением, прописанным в инструкции. Но в некоторых автомобилях он достаточно сложный. Опишем такой пример.

Калибровка

ДЧВ в данном случае стоит на стыке КПП, считывает зубцы с венчика маховика. Посадочный кронштейн снабжен пазами для регулировки, позволяющие делать смещение на 7–8 мм. На последующих в примере схемах измеритель числа вращений двигателя обозначен G28.

ДЧВ

Калибровка крайне желательная в таких ситуациях:

  • снимали коленвал;
  • монтировали неродной, другой маховик;
  • после замены блока.

Калибровка

При откручивании маховика от КВ калибровка неизбежная, даже несмотря на то, что кронштейн сенсора не откручивали, не говоря уже когда он снимался.

У некоторых автомобилей процесс калибровки может быть сложным со специнструментами, например, как на изображениях:

фиксатор

Опишем один из вариантов калибровки.

Совмещение отметок на шкиве:

Совмещение отметок на шкиве

Стопор (фиксатор) помещают в КВ, на место датчика G4 (тут модель с отдельными сенсорами оборотов и КВ), производится фиксация узла. При этом критически важно не подвинуть вал:

Стопор

Вводят специнструмент VAG3308 в кронштейн ДПКВ и смотрят, располагается ли его торец между выступами маховика:

VAG3308 в кронштейн ДПКВ

В нашем примере было обнаружено смещение кронштейна на около 3 мм, из-за этого промах был на пол-зуба. Для калибровки ослабили 2 болта кронштейна ДПКВ, сместили его, чтобы его торец попал между выступами.

Для калибровки необходимо ослабить два болта кронштейна датчика G28, сместить его так, чтобы «клык» попал между делениями маховика и снова завинтить крепление:

крепление

Как видим, в описанной ситуации потребуется специнструмент VAG3308 и стопор коленвала VAG3242, без них «на глаз» выставить кронштейн датчика невозможно. Но такая ситуация может быть не у всех моделей автомобилей, информацию о нюансах процедуры не составит труда найти в сети, на спецфорумах. Мы же рассмотрели процедуру для Audi 100 2.6 c датчиком оборотов ДВС G28 (v2.6/2.8).

Надо помнить то, что в паре с ДЧВ двигателя может функционировать отдельный сенсор коленвала G4 как в описанном случае (выше в 4 разделе статьи мы уже писали об этом). Не всегда он есть, но тут он отдельный, сразу за кондиционерным компрессором, то есть важно не перепутать эти приборы.

Специфика датчиков оборотов для электродвигателей

Специфика датчиков оборотов для электродвигателей

Сенсор оборотов электродвигателя намного сложнее в своих разновидностях, по спецификации и обслуживанию, хотя в основе принцип тот же — фиксация изменения генерируемого чувствительной среды, генерируемого напряжения, электросигнала, тока, и в том числе того же магнитного поля.

Сенсор оборотов электродвигателя

Принципы установки также подобные — приборы размещаются близко к реперному колесу, валу.

Принципы установки

Измерители вращений для электроавтомобилей напоминают такие же устройства, как и для различных электроустановок, например, промышленных станков (токарных и прочих), верстаков, и даже бытовых приборов (стиральных машин, дрелей).

Измерители вращений

Функции датчиков оборотов электромоторов также выполняют тахогенераторы:

тахогенераторы

Схема работы тахометрических генераторов:

Схема работы тахометрических генераторов

Видео по теме

Хорошая реклама
 

Ссылка на основную публикацию