Устройството и принципът на действие на сензора за положение на коляновия вал
Съдържание
За да подобрят ефективността, икономичността и екологичността на съвременния транспорт, производителите на автомобили оборудват автомобилите с нарастващ брой електронни устройства. Причината е, че механичните компоненти, отговорни например за образуването на искри в цилиндрите, които бяха оборудвани със стари автомобили, се отличаваха със своята нестабилност. Дори леко окисляване на контактите може да доведе до факта, че колата просто е спряла да стартира, дори без видима причина.
В допълнение към този недостатък, механичните устройства не позволяват фина настройка на силовия агрегат. Пример за това е контактната запалителна система, която е подробно описана. тук... Ключовият елемент в него беше механичен разпределител (прочетете за разпределителното устройство в друго ревю). Въпреки че при правилна поддръжка и правилно време на запалване, този механизъм осигурява навременна искра на свещите, с появата на турбокомпресори вече не може да работи толкова ефективно.
Като подобрена версия са разработени инженери безконтактна запалителна система, при който е използван същия разпределител, в него вместо механичен прекъсвач е монтиран само индуктивен сензор. Благодарение на това беше възможно да се постигне по-голяма стабилност на образуването на импулс с високо напрежение, но останалите недостатъци на SZ не бяха отстранени, тъй като в него все още се използваше механичен разпределител.
За да се премахнат всички недостатъци, свързани с работата на механични елементи, е разработена по-модерна запалителна система - електронна (за нейната структура и принцип на действие е описано тук). Ключовият елемент в такава система е сензорът за положение на коляновия вал.
Нека да разгледаме какво представлява, какъв е принципът на неговото функциониране, за какво е отговорен, как да се определи неговата неизправност и с какво е изпълнена неговата повреда.
Какво е DPKV
Сензорът за положение на коляновия вал е инсталиран във всеки инжекционен двигател, работещ на бензин или газ. Съвременните дизелови двигатели също са оборудвани със същия елемент. Само в този случай въз основа на неговите показатели се определя моментът на впръскване на дизелово гориво, а не подаването на искри, тъй като дизеловият двигател работи по различен принцип (сравнение на тези два вида двигатели е тук).
Този сензор записва в кой момент буталата на първия и четвъртия цилиндър ще заемат желаното положение (горна и долна мъртва точка). Той генерира импулси, които отиват към електронния блок за управление. От тези сигнали микропроцесорът определя с каква скорост се върти коляновият вал.
Тази информация е необходима на ECU, за да коригира SPL. Както знаете, в зависимост от условията на работа на двигателя се изисква запалване на въздушно-горивната смес по различно време. В контактни и безконтактни системи за запалване тази работа се извършва от центробежни и вакуумни регулатори. В електронната система този процес се извършва от алгоритмите на електронния блок за управление в съответствие с инсталирания от производителя фърмуер.
Що се отнася до дизеловия двигател, сигналите от DPKV помагат на ECU да контролира впръскването на дизелово гориво във всеки отделен цилиндър. Ако газоразпределителният механизъм е оборудван с фазов превключвател, тогава въз основа на импулси от сензора, електрониката променя ъгловото въртене на механизма промени във времето на клапаните... Тези сигнали са необходими и за коригиране на работата на адсорбера (подробно за тази система е описано тук).
В зависимост от модела на автомобила и вида на бордовата система електрониката е в състояние да регулира въздушно-горивната смес. Това позволява на двигателя да работи по-ефективно, като същевременно използва по-малко гориво.
Всеки съвременен двигател с вътрешно горене няма да функционира, тъй като DPKV е отговорен за индикаторите, без които електрониката няма да може да определи кога да достави впръскване на искра или дизелово гориво. Що се отнася до захранващия блок на карбуратора, няма нужда от този сензор. Причината е, че процесът на формиране на VTS се регулира от самия карбуратор (прочетете за разликите между инжекционните и карбураторните двигатели отделно). Освен това съставът на MTC не зависи от режимите на работа на устройството. Електрониката ви позволява да променяте степента на обогатяване на сместа в зависимост от натоварването на двигателя с вътрешно горене.
Някои шофьори смятат, че DPKV и сензорът, разположени близо до разпределителния вал, са идентични устройства. Всъщност това далеч не е така. Първото устройство фиксира позицията на коляновия вал, а второто - разпределителния вал. Във втория случай сензорът разпознава ъгловото положение на разпределителния вал, така че електрониката да осигурява по-точна работа на системата за впръскване на гориво и запалване. И двата датчика работят заедно, но без датчик на коляновия вал двигателят няма да стартира.
Датчик за положението на коляновия вал
Дизайнът на сензорите може да варира при различните превозни средства, но ключовите елементи са еднакви. DPKV се състои от:
- Постоянен магнит;
- Жилища;
- Магнитно ядро;
- Електромагнитна намотка.
За да не изчезне контактът между проводниците и сензорните елементи, всички те се намират вътре в кутията, която е пълна със съставна смола. Устройството е свързано към бордовата система чрез стандартен женски / мъжки конектор. В корпуса на устройството има уши за закрепването му на работното място.
Сензорът винаги работи в тандем с още един елемент, въпреки че това не е включено в неговия дизайн. Това е зъбна ролка. Между магнитното ядро и зъбите на ролката има малка пролука.
Къде е сензорът на коляновия вал
Тъй като този сензор разпознава положението на коляновия вал, той трябва да е в непосредствена близост до тази част на двигателя. Зъбната ролка е монтирана на самия вал или на маховика (освен това, за това защо е необходим маховик и какви модификации има, е описано отделно).
Сензорът е неподвижно фиксиран върху цилиндровия блок с помощта на специална скоба. Няма друго място за този сензор. В противен случай той няма да може да се справи със своята функция. Сега нека разгледаме ключовите функции на сензора.
Каква е функцията на сензора на коляновия вал?
Както вече споменахме, структурно датчиците за положение на коляновия вал могат да се различават един от друг, но ключовата функция за всички тях е една и съща - да определят момента, в който системата за запалване и впръскване трябва да се активира.
Принципът на работа ще се различава леко в зависимост от вида на сензорите. Най-честата модификация е индуктивна или магнитна. Устройството работи по следния начин.
Референтният диск (известен още като зъбна ролка) е оборудван с 60 зъба. В една част от частта обаче липсват два елемента. Именно тази празнина е референтната точка, в която се записва един пълен оборот на коляновия вал. По време на въртенето на ролката зъбите му преминават последователно в зоната на магнитното поле на сензора. Щом голям слот без зъби минава покрай тази зона, в нея се генерира импулс, който се подава през проводниците към контролния блок.
Микропроцесорът на бордовата система е програмиран за различни индикатори на тези импулси, в съответствие с които се активират съответните алгоритми, а електрониката активира желаната система или коригира нейната работа.
Има и други модификации на референтните дискове, броят на зъбите в които може да бъде различен. Например при някои дизелови двигатели се използва главен диск с двоен пропуск на зъбите.
Видове сензори
Ако разделим всички сензори на категории, тогава те ще бъдат три. Всеки тип сензор има свой собствен принцип на действие:
- Индуктивни или магнитни сензори... Може би това е най-простата модификация. Неговата работа не изисква връзка с електрическа верига, тъй като независимо генерира импулси поради магнитна индукция. Поради простотата на дизайна и големия работен ресурс, такъв DPKV ще струва малко. Сред недостатъците на такива модификации си струва да се спомене, че устройството е силно чувствително към замърсяване на ролките. Между магнитния елемент и зъбите не трябва да има чужди частици, като маслен филм. Също така, за ефективността на образуването на електромагнитен импулс е необходимо макарата да се върти бързо.
- Датчици на Хол... Въпреки по-сложното устройство, такива DPKV са доста надеждни и освен това имат голям ресурс. Описани са подробности за устройството и как работи в друга статия... Между другото, в колата могат да се използват няколко сензора, които работят на този принцип и те ще отговарят за различни параметри. За да функционира сензорът, той трябва да бъде захранван. Тази модификация рядко се използва за заключване на положението на коляновия вал.
- Оптичен сензор... Тази модификация е оборудвана с източник на светлина и приемник. Устройството е както следва. Зъбите на ролката се движат между светодиода и фотодиода. В процеса на въртене на референтния диск светлинният лъч или влиза, или прекъсва подаването му към светлинния детектор. Във фотодиода въз основа на действието на светлината се образуват импулси, които се подават към ECU. Поради сложността на устройството и уязвимостта, тази модификация също рядко се инсталира на машини.
Симптоми
Когато някой електронен елемент на двигателя или свързана с него система откаже, модулът започва да работи неправилно. Например, той може да изчезне (за подробности защо се появява този ефект, прочетете тук), нестабилно е на празен ход, стартирайте с големи трудности и т.н. Но ако DPKV не функционира, двигателят с вътрешно горене изобщо няма да стартира.
Сензорът като такъв няма никакви неизправности. Или работи, или не. Единствената ситуация, при която устройството може да възобнови работата си, е контактно окисляване. В този случай в сензора се генерира сигнал, но изходът му не възниква поради факта, че електрическата верига е прекъсната. В други случаи дефектният сензор ще има само един симптом - двигателят ще спре и няма да стартира.
Ако сензорът на коляновия вал не работи, електронният блок за управление няма да запише сигнал от него и на арматурното табло ще светне иконата на двигателя или надписът "Check Engine". По време на въртенето на коляновия вал се открива повреда на сензора. Микропроцесорът спира да записва импулси от сензора, така че не разбира в кой момент е необходимо да се даде команда на инжекторите и запалителните бобини.
Има няколко причини за счупване на сензора. Ето някои от тях:
- Разрушаване на конструкцията при топлинни натоварвания и постоянни вибрации;
- Експлоатация на автомобила във влажни райони или често завладяване на бродовете;
- Рязка промяна в температурния режим на устройството (особено през зимата, когато разликата в температурите е много голяма).
Най-честата повреда на сензора вече не е свързана с него, а с неговото окабеляване. В резултат на нормалното износване кабелът може да се износи, което може да доведе до загуба на напрежение.
Трябва да обърнете внимание на DPKV в следния случай:
- Колата не стартира и това може да бъде независимо от това дали двигателят е загрят или не;
- Скоростта на коляновия вал рязко пада и автомобилът се движи, сякаш горивото е изтекло (горивото не влиза в цилиндрите, тъй като ECU чака импулс от сензора и към свещите не тече ток, а също и поради липсата на импулс от DPKV);
- Детонация (това се случва главно не поради счупване на сензора, а поради неговата нестабилна фиксация) на двигателя, което веднага ще Ви уведоми за съответния сензор;
- Двигателят постоянно спира (това може да се случи, ако има проблем с окабеляването и сигналът от сензора се появи и изчезне).
Плаващи обороти, намалена динамика и други подобни симптоми са признаци на повреда на други системи на превозното средство. Що се отнася до сензора, ако неговият сигнал изчезне, микропроцесорът ще изчака, докато се появи този импулс. В този случай бордовата система „смята“, че коляновият вал не се върти, поради което нито се генерира искра, нито горивото се пръска в цилиндрите.
За да се определи защо двигателят е спрял да работи стабилно, е необходимо да се извърши компютърна диагностика. Как се извършва е отделна статия.
Как да проверите сензора на коляновия вал
Има няколко начина за проверка на DPKV. Първото нещо, което трябва да направите, е визуална проверка. Първо трябва да разгледате качеството на закрепването. Поради тракащия звук на сензора, разстоянието от магнитния елемент до повърхностите на зъбите непрекъснато се променя. Това може да доведе до неправилно предаване на сигнала. Поради тази причина електрониката може неправилно да изпраща сигнали към изпълнителните механизми. В този случай работата на двигателя може да бъде придружена от напълно нелогични действия: детонация, рязко увеличаване / намаляване на скоростта и т.н.
Ако устройството е правилно фиксирано на мястото си, няма нужда да се спекулира какво да се прави по-нататък. Следващият етап от визуалната проверка е да се провери качеството на окабеляването на сензора. Обикновено тук свършва откриването на дефекти на сензора и устройството продължава да работи правилно. Най-ефективният метод за проверка е инсталирането на известен работещ аналог. Ако захранващият блок започна да работи правилно и стабилно, тогава изхвърляме стария сензор.
В най-трудните ситуации намотката на магнитното ядро се проваля. Тази разбивка ще помогне да се идентифицира мултицет. Устройството е настроено на режим на измерване на съпротивление. Сондите са свързани към сензора в съответствие с извода. Обикновено този показател трябва да бъде в диапазона от 550 до 750 Ohm.
За да не се харчат пари за проверка на отделно оборудване, е практично да се извършва рутинна превантивна диагностика. Един от инструментите, които могат да помогнат за идентифициране на скрити проблеми в различно електронно оборудване, е осцилоскоп. Описано е как работи това устройство тук.
Така че, ако някой сензор в колата се повреди, електрониката ще премине в авариен режим и ще работи по-малко ефективно, но в този режим ще бъде възможно да стигнете до най-близкия сервиз. Но ако сензорът за положението на коляновия вал се повреди, тогава устройството няма да работи без него. Поради тази причина би било по-добре винаги да имате аналог на склад.
Освен това гледайте кратко видео за това как работи DPKV, както и DPRV:
Въпроси и отговори:
Какво се случва, когато сензорът на коляновия вал се повреди? Когато сигналът от сензора на коляновия вал изчезне, контролерът спира да генерира искров импулс. Поради това запалването спира да работи.
Как да разбера, че сензорът на коляновия вал е умрял? Ако сензорът на коляновия вал не работи, колата или няма да стартира, или ще спре. Причината е, че управляващият блок не може да определи в кой момент да създаде импулс за образуване на искра.
Какво се случва, ако сензорът на коляновия вал не работи? Сигналът от сензора на коляновия вал е необходим за синхронизиране на работата на горивните инжектори (дизелов двигател) и системата за запалване (при бензиновите двигатели). Ако се повреди, колата няма да запали.
Къде се намира датчика на коляновия вал? По принцип този сензор е прикрепен директно към блока на цилиндъра. При някои модели той стои близо до шайбата на коляновия вал и дори върху корпуса на скоростната кутия.
