Схема датчика положения распредвала

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.

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).

Проверка и замена датчика положения распредвала

Каждый современный автомобиль имеет датчик положения распредвала. Он является очень важной частью любого транспортного средства, поскольку помогает обеспечить работу двигателя должным образом. Датчик положения распределительного вала встроен рядом с двигателем прямо под капотом. Как правило, у разных производителей автомобилей и брендов для установки датчика есть собственное уникальное место рядом с двигателем. Вы можете найти его либо в задней части головки блока цилиндров, либо рядом с двигателем.

В этой статье мы рассмотрим ДПРВ. Многие путают его с датчиком положения коленчатого вала, потому что они очень похожи. Но вы должны понимать разницу, ведь они выполняют в автомобиле разные функции и имеют разные симптомы и причины неполадок.

Датчик положения распредвала

Принцип работы любого двигателя внутреннего сгорания заключается в принудительном перемещении поршня в цилиндре за счет взрывообразного сгорания топливно-воздушной смеси. Для этого при положении поршня в верхней мертвой точке, необходимо поджечь ту самую горючую смесь. Перед этим, опять же в определенный момент, необходимо эту смесь подать в камеру сгорания. Современные моторы управляются электроникой, топливная смесь подается по заданному алгоритму, равно как и момент ее зажигания. Вне зависимости от количества цилиндров необходимо точное соблюдение фаз газораспределения. За это отвечает ДПРВ (датчик положения распределительного вала). Почему датчик именно распредвала, а не скажем, датчики положения поршней или коленвала?

Поршни связаны шатунами с коленчатым валом, их взаимное расположение неизменно. Поэтому, для определения положения поршневой группы в любой заданный момент времени достаточно установить один датчик фазы именно на коленвале. Коленчатый вал с помощью ремня или цепи ГРМ связан с распределительными валами, отвечающими за своевременное открытие клапанов впуска и выпуска.

Одного датчика коленвала будет недостаточно, поскольку он покажет лишь положение поршней. А ДПРВ даст информацию в блок управления двигателем, когда и какой клапан открыт (закрыт). Соответственно, ответ на вопрос: «где находится датчик распредвала?» лежит на поверхности. В районе крепления одной их осей распределительного вала.

Корпус располагается снаружи картера двигателя вместе с разъемом для подключения. Это сделано для удобства диагностики и замены. Тело датчика (сам сенсор) располагается внутри картера, в непосредственной близости от оси распредвала.

Для справки: в автомобильных моторах с рядным расположением цилиндров распредвал один (соответственно, датчик тоже один). При «V» образной компоновке либо в оппозитных ДВС распредвалов два. То есть, нужен не один, а два датчика.

Конструкция

На ВАЗ 2110 датчик положения распредвала выполнен в виде цилиндра и имеет торцевой принцип работы. Его конструктивными элементами являются:

• пластмассовый корпус;
• полупроводниковая пластина;
• вторичный преобразователь;
• магнит;
• токоведущие элементы.

Разъем ДПРВ имеет три контакта:

• подача постоянного питания;
• передача считанного сигнала на блок управления;
• масса.

Двигатели, на которых установлено два распредвала, а газораспределительный механизм состоит из шестнадцати клапанов, имеют так же один датчик положения распределительного вала той же конструкции.

Что произойдет при неисправности датчика положения распредвала

В этом случае блок управления двигателем продолжит анализировать информацию с датчика коленвала в усеченном виде. То есть, синхронизация валов будет нарушена, и двигатель перейдет в нештатный режим попарно-параллельной подачи топлива. Этот алгоритм предусматривает срабатывание инжекторов в два раза чаще. Соответственно, для частичного сохранения мощности топлива уйдет больше. Кроме того, несгоревший бензин попадет в катализаторы и выхлопную трубу. Эта неисправность приведет к ускоренному износу системы выпуска отработанных газов с последующей поломкой дорогостоящих узлов.

Симптомы неисправности датчика

Разумеется, перечень проблем пересекается с поломками иных узлов, связанных с работой систем впуска и выпуска. Поэтому точную диагностику можно получить только при подключении автомобильного сканера. Однако эти признаки обязательно проявятся, если ДПРВ все же неисправен:

• неоправданно завышенный расход топлива;
• выхлоп грязный, с выраженным запахом несгоревшего бензина;
• рывки в работе ДВС, похожие на «троение»;
• на холостых оборотах мотор периодически глохнет;
• в автомобилях с автоматической КПП блок управления коробкой может перевести ее в аварийный режим (после глушения мотора ошибка сбрасывается, затем появляется вновь);
• сигнализация «Check-engine» на приборной панели.

Кроме того, проверка датчика распредвала осуществляется любой доступной программой диагностики при подключении к порту OBD.

Совет: если вы обнаружили признаки неисправности или сбои в работе датчика распредвала, немедленно проведите диагностику. Можно обратиться в автосервис или выполнить проверку в условиях гаража.

Эксплуатация автомобиля с неисправным или отключенным датчиком положения распредвала может привести к дорогостоящему ремонту.

Используемые типы датчиков

Применяются следующие типы устройств:

• магнитного типа;
• действующий на основе применения эффекта Холла.

Важно заметить, что их тип и количество зависят от марки машины. На некоторых из них могут применяться большее количество таких устройств. На некоторых автомобилях может присутствовать больше одного распредвала, причем для каждого из них необходим такой датчик. Проверять необходимо все его экземпляры.

В некоторых автомобилях применяется система, предназначенная для управления фазами работы цилиндров двигателя. При этом контролируются:

• Время для открытия или закрытия клапанов.
• Длительность периода, в течение которого клапаны открыты.
• Насколько сильно они сдвигаются при этом.

В этом случае показания датчика используются для применения этой системы управления.

Принцип работы датчика положения распредвала

Датчик Холла действует следующим образом. Он основывается на том, магнитное поле при изменении своих характеристик влияет на движение электронов. В его работе используется прохождение тока через транзистор.

Для этого на распределительном валу находится зуб (его называют репером), который при вращении влияет на магнитное поле датчика. Резкое изменение напряжения в этот момент является сигналом, который отсылается в электронный блок управления.

На распределительном валу устанавливается специальный задающий диск. Там обычно располагаются несколько зубьев для подачи сигналов, относящихся к различным рабочим цилиндрам. Расположение выступов на диске нужно не только для определения нужного момента времени, но и для того, чтобы электронный блок управления мог определить, к какому именно цилиндру относится данный сигнал. Один из вариантов реализации состоит в том, что на диске размещают 7 зубьев, делая один пропуск.

Для присоединения магнитного датчика используется два провода. Здесь устройством переменный ток. Внутренняя часть представляет собой катушку в виде проводов намотанных на магнитный сердечник.

Где находится датчик

Расположение ДПРВ меняется в зависимости от марки автомобиля. В большинстве случаев найти его можно в следующих местах:

• вблизи головки блока цилиндров;
• возле разъёмов для проводки на передней части мотора;
• возле крепления зубчатого ремня;
• на задней стороне головки блока цилиндров;
• специальное отделение под капотом;
• внутри головки блока цилиндров.

Прежде всего обратитесь к руководству по ремонту вашего авто от производителя. Здесь содержится вся необходимая информация.

Устройство ДПРВ

Прибор часто называют датчиком фазы. Он находится справа в торцевой части блока головки цилиндров двигателя, если стоять напротив ветрового стекла. Крепится прибор одним болтом. ДПРВ представляет собой пластиковый цилиндр с ушком, в котором есть отверстие с бронзовым кольцом.

Ушко делит цилиндрический корпус на две части, одна из которых входит в проём головки блока цилиндров, а вторая часть находится снаружи с кабелем и разъёмом на его конце. Внутри корпуса находится металлический сердечник в обмотке, то есть соленоид. К катушке двумя проводами подведено низковольтное питание (+ и –), третий провод соединён с сердечником. На разъём одета приёмная фишка с кабелем, соединённым с ЭБУ.

Как работает ДПРВ

Датчик фазы ЗМЗ 406 — это тот же датчик Холла. Название прибор получил от имени американского учёного, который в далёком 1879 получил патент на него. В основу работы прибора был положен принцип распределения противоположных зарядов по краям магнитопроводной пластины при вхождении в магнитное поле. При малейшем изменении интенсивности магнитного потока тут же менялась разность потенциалов на металлической пластинке.

Используя этот эффект и редкоземельные элементы, такие как германий, индий и кремний, только во второй половине прошлого века удалось создать микроконтроллеры, измеряющие изменения характеристик тока. К таким приборам относится ДПРВ. Его наконечник находится в непосредственной близости от головки распределительного вала с выступом. Как только — во время вращения вала — выступ появляется напротив наконечника, сердечник под воздействием электромагнитной индукции изменяет свой потенциал, о чём оповещает ЭБУ. Процессор, анализируя приходящий сигнал прибора, корректирует работу всех систем ДВС.

Неисправности

К первичным признакам неисправности ДПРВ можно отнести нестабильную работу двигателя, плохой запуск, плохую динамику, потерю мощности и произвольную остановку двигателя, загоревшийся индикатор Check Engine.

Однако данные симптомы могут свидетельствовать о поломке любого электронного элемента двигателя.

Для выявления конкретных неисправностей датчика положения распредвала необходимо выполнить следующие действия:

• визуальный осмотр на предмет целостности устройства и его проводки;
• проверка разъема устройства. Разъем подвержен износу или загрязнению;
• проверка электропроводки устройства с помощью вольтметра на предмет проводимости электричества (позволяет найти неисправный провод);
• проверка устройства с помощью вольтметра на предмет соответствующего сопротивления;
• компьютерная диагностика блока управления двигателем и расшифровка выявленных кодов ошибок.

Проверка работоспособности датчика положения распредвала без диагностики

В первую очередь необходимо узнать, где находится датчик фаз на вашей модели автомобиля. Вы не сможете найти эту информацию в инструкции по эксплуатации, необходима литература по ремонту и обслуживанию. Например, посмотрим на фото расположения ДПРВ в подкапотном пространстве ВАЗ 2112:

Овальный разъем с тремя контактами в центре иллюстрации.

Проверка датчика фаз начинается с внешнего осмотра. Прежде чем снять сенсор, необходимо убедиться в целостности корпуса, разъема, отсутствии следов обгорания и технических жидкостей. Поскольку прибор расположен под капотом и не защищен от внешних воздействий, причиной неисправности может быть банальный обрыв одного из проводов.

Даже если проводка выглядит исправной, рекомендуется проверить ее мультиметром на участке от разъема датчика до колодки электронного блока управления двигателем. Соединив клеммы тестера с контактами разъемов, попросите помощника подвигать кабель для поиска скрытых обрывов. После чего надо проверить чистоту контактов: они могут быть окислены.

Еще одна причина неисправности, которая не проявляется явно — наличие постороннего импульсного сигнала, влияющего на передачу информации по информационному кабелю. Это могут быть импульсы от управляющих проводов форсунок или высоковольтные свечные провода. Чтобы устранить негативное воздействие, необходимо привести разводку всех проводов в подкапотном пространстве в штатную схему. К шлейфу ДПРВ не должны быть прикреплены посторонние провода, особенно от нештатных устройств: блок управления ксеноном, датчики парковки, дополнительный звуковой сигнал. Наводки от этих устройств трудно диагностируются, но могут оказать негативное влияние на работу датчика фаз.

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.

Как проверить датчик положения распредвала мультиметром

При проведении проверки необходимо учитывать, что расположение датчика может быть различным, в зависимости от марки транспортного средства. В большинстве случаев это устройство можно разыскать рядом с головкой блока цилиндров двигателя.

Схема проверки

Важно понимать, что наличие диагностического сообщения о поломке датчика может означать, что неисправен не он, а: разъем, соединительные провода, работающие с ним устройства.

Вот как можно проверить датчик распредвала мультиметром:

1. Нужно найти этот датчик и отсоединить его. Сначала необходимо произвести осмотр на предмет обнаружения повреждений или ржавчины. Важно убедиться, что на проводах отсутствуют следы расплавления или обрывы.
2. Необходимо убедиться, что провода не прикасаются ни к свечам, ни к катушкам зажигания. В этом случае могут возникать помехи, заглушающие сигнал датчика.
3. Необходимо для проверки использовать мультиметр. С его помощью проверяют сигнал на проводах, подсоединенных к датчику. Если он магнитный, то измерять придется переменное напряжение.
4. Нужно попросить другого человека повернуть зажигание и не производить при этом запуска двигателя. Один из проводов тестера соединяют с «землей», другие — с проводом датчика. Если нет напряжения, то имеет место полная неисправность этого компонента.
5. Далее проводят запуск двигателя и соединяют провода мультиметра с проводами датчика. Параметры должны соответствовать данным, указанным в техническом руководстве транспортного средства.

Для трех проводного датчика проверка делается аналогичным образом. Однако нужно будет проверить напряжение между каждой парой проводов из трех.

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик ДМРВ. Из этой статьи вы узнаете о назначении, принципах работы, а также признаках неисправностей, способах диагностики и ремонта датчика воздуха на примере ВАЗ 2114.

Возможные причины неисправности

ДПРВ – это генератор импульсов, который создаёт очень слабый сигнал. Есть небольшая вероятность того, что ток постепенно ослабит целостность его обмотки. Однако вибрации, вызванные магнетизмом, проходят по зубьям редуктора. Когда распредвал поворачивается, сила меняется точно так же, как генерируемый сигнал. Эти вибрации вызывают микроскопические движения внутри ДПРВ, создавая слабые места в существенных частях, особенно обмотку в случае ДПРВ индуктивного типа.

С датчиком типа Холла совсем другая история. Этот тип ДПРВ представляет собой твердотельное устройство, то есть его электронный компонент, как диод или транзистор. Напряжение может повредить чувствительные части ДПРВ. Короткие замыкания и неправильные соединения могут также повредить его. И помните, что вам нужен источник питания, чувствительный к полярности.

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.