Тип впрыска при наличии датчика распредвала

Системы впрыска бензиновых двигателей

Двигатели с системами впрыска топлива, или инжекторные двигатели, почти вытеснили с рынка карбюраторные моторы. На сегодняшний день существует несколько типов систем впрыска, отличающихся устройством и принципом работы. О том, как устроены и работают различные типы и виды систем впрыска топлива, читайте в этой статье.

Устройство, принцип работы и типы систем впрыска топлива

Сегодня большинство новых легковых автомобилей оснащаются двигателям с системой впрыска топлива (инжекторными двигателями), которые обладают лучшими характеристиками и более надежны, чем традиционные карбюраторные моторы. Об инжекторных двигателях мы уже писали (статья «Инжекторный двигатель»), поэтому здесь рассмотрим лишь типы и разновидности систем впрыска топлива.

Существует два принципиально разных типа систем впрыска топлива:

– Центральный впрыск (или моновпрыск);
– Распределенный впрыск (или многоточечный впрыск).

Эти системы отличаются количеством форсунок и режимами их работы, однако принцип работы у них одинаков. В инжекторном двигателе вместо карбюратора установлена одна или несколько топливных форсунок, которые распыляют бензин во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры (воздух для образования топливно-воздушной смеси подается в коллектор с помощью дроссельного узла). Такое решение позволяет достичь однородности и высокого качества горючей смеси, а главное — несложной установки режима работы двигателя в зависимости от нагрузки и других условий.

Управление системой осуществляется специальным электронным блоком (микроконтроллером), который собирает информацию с нескольких датчиков и мгновенно изменяет режим работы двигателя. В ранних системах эту функцию выполняли механические устройства, однако сегодня двигатель полностью находится под контролем электроники.

Системы впрыска топлива отличаются по количеству, месту установки и режиму работы форсунок.

Центральный впрыск (моновпрыск)

1 — цилиндры двигателя;
2 — впускной трубопровод;
3 — дроссельная заслонка;
4 — подача топлива;
5 — электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал;
6 — поток воздуха;
7 — электромагнитная форсунка;
8 — факел топлива;
9 — горючая смесь

Это решение было исторически первым и самым простым, поэтому в свое время получило довольно широкое распространение. Принципиально система очень проста: в ней используется одна форсунка, которая постоянно распыляет бензин в один на все цилиндры впускной коллектор. В коллектор же подается и воздух, поэтому здесь образуется топливно-воздушная смесь, которая через впускные клапаны поступает в цилиндры.

Преимущества моновпрыска очевидны: эта система очень проста, для изменения режима работы двигателя нужно управлять только одной форсункой, да и сам двигатель претерпевает незначительные изменения, ведь форсунка ставится на место карбюратора.

Однако моновпрыск имеет и недостатки, в первую очередь — эта система не может обеспечить все возрастающие требования по экологической безопасности. Кроме того, поломка одной форсунки фактически выводит двигатель из строя. Поэтому сегодня двигатели с центральным впрыском практически не выпускаются.

Распределенный впрыск

1 — цилиндры двигателя;
2 — факел топлива;
3 — электрический провод;
4 — подача топлива;
5 — впускной трубопровод;
6 — дроссельная заслонка;
7 — поток воздуха;
8 — топливная рампа;
9 — электромагнитная форсунка

В системах с распределенным впрыском используются форсунки по числу цилиндров, то есть у каждого цилиндра — своя форсунка, расположенная во впускном коллекторе. Все форсунки объединены топливной рампой, через которую в них подается топливо.

Существует несколько разновидностей систем с распределенным впрыском, которые отличаются режимом работы форсунок:

– Одновременный впрыск;
– Попарно-параллельный впрыск;
– Фазированный спрыск.

Одновременный впрыск. Здесь все просто — форсунки, хоть и расположены во впускном коллекторе «своего» цилиндра, но открываются в одно время. Можно сказать, что это усовершенствованный вариант моновпрыска, так как здесь работает несколько форсунок, но электронный блок управляет ими, как одной. Однако одновременный впрыск дает возможность индивидуальной регулировки впрыска топлива для каждого цилиндра. В целом, системы с одновременным впрыском просты и надежны в работе, но по характеристикам уступают более современным системам.

Попарно-параллельный впрыск. Это усовершенствованный вариант одновременного впрыска, он отличается тем, что форсунки открываются по очереди парами. Обычно работа форсунок настроена таким образом, чтобы одна из них открывалась перед тактом впуска своего цилиндра, а вторая — перед тактом выпуска. На сегодняшний день этот тип системы впрыска практически не используется, однако на современных двигателях предусмотрена аварийная работа двигателя именно в этом режиме. Обычно такое решение используется при выходе из строя датчиков фаз (датчиков положения распредвала), при котором невозможен фазированный впрыск.

Фазированный впрыск. Это наиболее современный и обеспечивающий наилучшие характеристики тип системы впрыска. При фазированном впрыске число форсунок равно числу цилиндров, и все они открываются и закрываются в зависимости от такта. Обычно форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска — так достигаются лучший режим работы двигателя и экономичность.

Также к распределенному впрыску относят системы с непосредственным впрыском, однако последний имеет кардинальные конструктивные отличия, поэтому его можно выделить в отдельный тип.

Непосредственный впрыск

Системы с непосредственным впрыском наиболее сложные и дорогие, однако только они могут обеспечить наилучшие показатели по мощности и экономичности. Также непосредственный впрыск дает возможность быстро изменять режим работы двигателя, максимально точно регулировать подачу топлива в каждый цилиндр и т.д.

В системах с непосредственным впрыском топлива форсунки установлены непосредственно в головке, распыляя топливо сразу в цилиндр, избегая «посредников» в виде впускного коллектора и впускного клапана (или клапанов).

Такое решение довольно сложно в техническом плане, так как в головке цилиндра, где и так уже расположены клапаны и свеча, необходимо разместить еще и форсунку. Поэтому непосредственный впрыск можно использовать только в достаточно мощных, а поэтому больших по габаритам двигателях. Кроме того, такую систему невозможно установить на серийный двигатель — его приходится модернизировать, что связано с большими затратами. Поэтому непосредственный впрыск сегодня используется только на дорогих автомобилях.

Системы с непосредственным впрыском требовательны к качеству топлива и нуждаются в более частом техническом обслуживании, однако они дают существенную экономию топлива и обеспечивают более надежную и качественную работу двигателя. Сейчас наблюдается тенденция снижения цены машин с такими двигателями, поэтому в будущем они могут серьезно потеснить автомобили с инжекторными двигателями других систем.

Датчик положения распредвала

Смотрите также

Неисправности датчика фаз

P0340 – ошибка датчика распредвала

Проверка датчика распредвала

Проверка датчиков двигателя

365 1 188k

Датчик положения коленвала/распредвала. Устройство и назначение

Датчик положения распредвала (другое название — датчик фаз, английская аббревиатура — CMP) предназначен для определения углового положения распределительного вала в определенный промежуток времени. Информация, которую формирует датчик, нужна для управления системой впрыска и зажигания. В частности, чтобы впрыск происходил только в один цилиндр, который находится в верхней “мертвой” точке.

1 — Зубчатый диск импульсного датчика распределительного вала, 2 — Датчик Холла

Датчик Холла распределительного вала передаёт сведения по распознаванию цилиндра и/или числу оборотов распределительного вала на блок управления. Он используется также для систем впрыска с режимом последовательного впрыска и/или для систем зажигания без распределителя с одноискровыми катушками зажигания.

Датчик зондирует штифты, зубы, зубчатые диски импульсного датчика или диски датчика, укреплённые на распределительном валу или на приводе распределительного вала.

Где находится датчик положения распредвала

На большинстве машин ДПРВ находится в районе головки блока цилиндров. Чтобы найти его, необходимо ориентироваться на положение распределительного вала. Он может находиться с левой или правой части двигателя. Место расположения датчика распредвала варьируется в зависимости от марки и модели. Обычно его можно найти возле верхней части местоположения ремня или в защищенных частях проводки, расположенной в передней части двигателя. Также иногда ДПРВ устанавливают в задней части ГБЦ. А некоторые автопроизводители ставят в специальном отсеке под капотом (примером служат автомобили марки General Motors).

Ниже приводим несколько примеров расположения ДПРВ на разных машинах.

ДПРВ на Опель Астра

ДПРВ на ВАЗ 2114

ДПРВ на VW Polo

Принцип работы датчика положения распредвала

Существует три типа ДПРВ:

• Магнитные (индуктивного типа). Принцип действия основан на прохождении в постоянном магнитном поле металлического предмета (зубца). Магнитные датчики обычно имеют два вывода.
• Основанные на эффекте Холла. Фиксирует изменение магнитного поля вокруг датчика. Такие датчики обычно имеют три вывода.
• Оптические. Принцип действия основан на фиксации приема и прерывания фотоэлементом луча света, излучаемого источником.

Наиболее распространены ДПРВ первого двух типов. Оптические используют лишь в некоторых марках автомобилей (например, машины на базе платформы Mazda GE). В некоторых моделях автомобилей может быть установлено два и более датчиков. Причем, возможно, разных типов.

Датчик на эффекте Холла

Схема оптического датчика

Вместе с распределительным валом вращается ротор из ферромагнитного материала. ИС Холла находится между ротором и постоянным магнитом, который создаёт магнитное поле вертикально по отношению к элементу Холла. Когда зуб проходит мимо чувствительного элемента датчика, напряжённость магнитного поля изменяется. За счёт этого индуцируется напряжение и в ИС Холла возникает цифровой сигнал. Таким образом вращение зубчатого диска импульсного датчика распределительного вала изменяет напряжение Холла в ИС Холла в головке датчика. Изменяющееся напряжение передаётся в блок управления и анализируется.

Рабочие диаграммы различных датчиков

Датчик является интегральным, то есть, включает в себя чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала. Основная функция датчика состоит в фиксации цилиндрических фаз впуска и выпуска. Именно поэтому он имеет второе название — датчик фаз.

Признаки неисправности

При выходе из строя ДПРВ каждая форсунка срабатывает в два раза чаще (один раз каждый оборот коленвала). При этом возникают следующие симптомы неисправности датчика положения распредвала:

• Резко возрастает расход топлива.
• Нестабильная работа машины во время движения. Она начинает дергаться рывками, терять скорость. Иногда автомобиль не сможет разогнаться быстрее 60 км/час. Также двигатель может заглохнуть во время езды.
• На некоторых автомобилях при выходе из строя ДПРВ коробка передач может зафиксироваться в одном положении. Так будет продолжаться до тех пор, пока вы не перезапустите двигатель. Если такая ситуация повторяется регулярно — значит, на вашей машине вышел из строя датчик положения распредвала.
• При неисправности датчика может полностью пропасть искра зажигания. В результате появляются проблемы с запуском двигателя.
• Возможны сбои в работе системы самодиагностики.
• Лампа “чек двигателя” бессистемно загорается на холостых оборотах двигателя, а при повышенных оборотах гаснет.

Появившиеся признаки закрепятся желтой лампочкой двигателя на приборной панели. Поскольку, когда блок управления обнаруживает некорректную работу датчика СМР, он записывает в память код ошибки. Для расшифровки необходимо воспользоваться специальным оборудованием. Самыми частыми кодами ошибок являются:

• P0300 — нерегулярный/многократный пропуск воспламенения в системе зажигания;
• P0340 — нет сигнала с датчика положения распредвала;
• P0341 — неправильная фаза газораспределения;
• P0342 — низкий уровень сигнала ДПРВ;
• P0343 — высокий уровень сигнала датчика положения распредвала;
• P0344 — неустойчивый (прерывистый) сигнал с датчика положения распредвала;
• P0365 — отсутствует сигнал цепи ДПРВ.

Возможные причины неисправности

Причин неисправности ДПРВ может быть очень много. При этом необязательно это указывает на то, что вышел из строя именно датчик. Зачастую проблемы возникают с проводкой и другими элементами схемы. Причинами выхода датчика из строя или проблем в его работе могут быть следующие факторы:

Мусор и стружка на корпусе датчика

• датчик не подключен к сигнальным проводам;
• наличие влаги в соединителе датчика;
• замыкание на “массу” сигнального провода;
• обрыв сигнального провода;
• замыкание на бортовую сеть сигнального провода;
• обрыв экранирующей оболочки проводов или жгута;
• обрыв или повреждение провода питания датчика;
• неверное подключение проводов электропитания;
• неисправность высоковольтных цепей зажигания;
• неисправность блока управления двигателем;
• большой или малый зазор между датчиком и отметчиком;
• повышенное торцевое биение шестерни распредвала;
• наличие стружки на корпусе датчика.

Как проверить датчик положения распредвала

Проверка индуктивного ДПРВ и датчика, основанного на эффекте Холла, схожи между собой. В процессе происходит замер значения напряжения между их выводами. Для этого вам понадобится мультиметр, способный измерять постоянное напряжение. Проверку работы датчика нужно начать со следующих процедур:

ДПРВ с тремя выводами

• Проверить подключение датчика к жгуту сигнальных проводов. К нему должны подходить +12 В и “масса” (см. рисунок).
• Если питание и “масса” на датчике есть, то необходимо завести двигатель и проверить наличие импульсов на сигнальном проводе.
• Проверить наличие влаги в соединителе. Для этого необходимо отсоединить от датчика штекер с сигнальными проводами и проверить сухость самой вилки и розетки. Если там имеется окисление или загрязнение, очистите и просушите.
• Проверьте изоляцию сигнальных проводов. Ее повреждение по статистике является самой распространенной причиной неисправности. Дело в том, что датчик находится в непосредственной близости к двигателю. Поэтому изоляция нагревается и со временем ломается и осыпается, приводя к замыканию цепи.
• Проверьте значение сопротивления изоляции индуктивного датчика. Как правило, оно составляет около 0,5. 1 кОм. У некоторых датчиков оно будет несколько кОм (подробную информацию уточняйте в мануале к вашей машине). Главное, чтобы изоляция не была нарушена.

Схема для проверки ДПРВ

Проверить работу датчика, основанном на эффекте Холла, можно следующим способом. Для этого собирают схему, изображенную на рисунке. На схеме: 1 — корпус датчика, 2 — штекерная колодка, 3 — резистор со значением сопротивления 0,5. 0,6 кОм, 4 — светодиод марки АЛ307, 5 — металлический предмет (например, отвертка). В качестве источника питания берут автомобильный аккумулятор. Для проверки необходимо перемещать металлический предмет вблизи датчика. Если он исправен, то светодиод должен кратковременно светиться. Если этого не происходит — значит, датчик неисправен.

Существует еще один способ для проверки датчика, основанного на эффекте Холла. Отсоединяем датчик от разъема, а к его выводам подсоединяем мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Включаем зажигание. Значение напряжения между “массой” датчика и общей “массой” должно быть 0 В. А напряжение между общей “массой” и контактом питания датчика должно находиться в пределах 10. 12 В. Возле корпуса необходимо перемещать металлический предмет. Если при этом значения на мультиметре будут меняться — датчик исправен. В противном случае — нет.

Проверка двухпроводного (индуктивного) датчика

Если на вашей машине установлен двухпроводный ДПРВ (индуктивного типа), то его проверку необходимо проводить в такой последовательности:

• Установите мультиметр на функцию измерения переменного напряжения.
• Поверните ключ зажигания без запуска двигателя.
• Проверить наличие напряжения в цепи. Для этого один контакт мультиметра подсоедините к “массе”, а другим проверить каждый провод в разъеме ДПРВ. Если ни на одном из них нет напряжения — датчик полностью неисправен.

Другой способ заключается в следующем:

• Запустите двигатель автомобиля.
• Один контакт мультиметра подсоедините к одному проводу датчика, второй контакт — к другому. Если датчик исправен, то вы увидите на тестере колеблющееся напряжение в пределах 0. 5 В (точное значение уточняйте в мануале вашего автомобиля). Если напряжения нет — датчик неисправен.

Проверка трехпроводного ДПРВ

Проверка датчика, основанного на эффекте Холла, проводится по следующему алгоритму:

• Установите мультиметр в режим измерения постоянного напряжения.
• Поверните ключ в зажигании, но без запуска двигателя.
• Один контакт прибора подсоедините к “массе”. Другой контакт — к проводу питания датчика. Сравните полученное напряжение с указанным в мануале к вашему автомобилю.

• Запустите двигатель.
• Подсоедините один контакт мультиметра к черному проводу датчика, второй контакт — к красному (провода питания). Полученное значение напряжения должно совпадать с указанным в мануале машины. Если на контактах электричества нет — датчик вышел из строя.

Как правило, датчик положения распредвала не поддается ремонту. Поэтому в случае его выхода из строя необходимо купить новый. Его цена составляет около 4. 10$ в зависимости от марки датчика и автомобиля.

Замена датчика распредвала

Датчик прикреплен к корпусу с помощью одного болта. Обычно он имеет головку на 10. Чтобы его открутить нужен торцевой ключ. Предварительно с ДПРВ необходимо снять фишку. После того, как вы открутили болт, аккуратно потяните датчик вверх, чтобы вытащить его из посадочного места.

Сборка происходит в обратном порядке. Посадочное место датчика уплотняется резиновым кольцом. Также учтите, что монтажный зазор между его торцом и верхней кромкой штифта-отметчика, должен быть в пределах 0,5…1,2 мм. Датчик устанавливают на место, закрепляют болтом и подсоединяют фишку.

Процесс замены ДПРВ на автомобиле «Лада»

Специалисты рекомендуют проводить замену датчика через каждые 100 тысяч километров пробега или раз в 5 лет (в зависимости от того, что наступит быстрее). Такая рекомендация вызвана тем фактом, что датчик работает в постоянном изменении температурного режима. В связи с этим происходит температурный перепад полупроводниковой начинки датчика, которая очень “не любит” этого.

Avto-Science.ru

Датчик фаз — ставить или не ставить? Как правильно выбрать фазу впрыска?

Наверно все знают очередность открытия форсунок в различных видах впрыска, если не все – вот картинки для двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2 (ВАЗ) на различных типах впрыска реализуемых системами Январь-5.

Итак поясню подробнее, фазированный впрыск подразумевает наличие на двигателе специального датчика фаз, установленного на впускном распределительном валу, по этому датчику система определяет фазу впуска 1 цилиндра. При фазированном впрыске форсунка открывается 1 раз за 2 оборота (1 раз за цикл в 4-х тактном двигателе). Фазированный впрыск штатно реализован на всех двигателях 2112, кроме самых старых систем (где в ГБЦ не предусмотрено место под ДФ). При попарно параллельном впрыске форсунки открываются 2 раза за цикл – таким образом всем цилиндрам обеспечиваются более менее равные условия, без применения датчика фаз. При отказе ДФ система также переходит в попарно параллельный режим. Ранее в таком режиме работали двигатели 2111 под нормы Евро-2. Одновременный впрыск не обеспечивает даже ,более менее равных условий сгорания топлива в цилиндрах, так что его рассматривать не будем вообще, это удел примитивных систем управления из прошлых веков, он приводится только для примера. Так же для примера скажу, что одновременный впрыск реализовывался на двигателях 2111 с эбу Я5.1.1-71 под нормы Россия-83.

Вернемся к нашим баранам – а именно преимуществам фазированного впрыска:

1) Выше точность дозирования топлива на ХХ и низких нагрузках в случае применения форсунок с большой производительностью.

2) Отсутствует 2-й “лаг” (достаточно скользкий участок времени переходных процессов открытия и закрытия форсунки, зависящий от характеристик форсунки и напряжения бортсети в автомобиле, которое может быть довольно нестабильным в процессе эксплуатации). Кроме того это несколько увеличивает диапазон регулирования при выходе форсунок на большие времена впрыска (80% открытия и более).

3) Селекция детонации ведется поцилиндрово а не попарно. В принципе двигатели не идеальны, возможно небольшое различие в камерах сгорания, вызывающее одиночные детонационные стуки в одном из цилиндров при работе на достаточно ранних углах. В этом случае без ДФ отскок по детонации будет распространятся сразу на 2 цилиндра, что приведет к некоторой потере момента двигателем.

4) Возможность задать момент открытия форсунки четко связанный с рабочими процессами в двигателе.

Подробнее остановимся на 4-м пункте, что же такое фаза впрыска и как она влияет. Для ответа следует немножко ознакомится с теорией двигателя. Наверно все знают, что на режимах частичных нагрузок, особенно в зонах малых дросселей, предел обеднения смеси фактически определяется пределом ее воспламеняемости. Если мы будем обеднять смесь дальше – возникнут пропуски в работе двигателя, провалы и рывки. Для холостого хода таким пределом является порог, когда обороты двигателя в результате пропусков будут дестабилизироватся. Но как не странно двигатель работающий в фазированном режиме допускает гораздо более бедные смеси на режимах как низких нагрузок так и хх. В принципе это несложно объяснить. Впускной клапан обычно открывается с некоторым опережением ВМТ а выпускной закрывается с запаздыванием от ВМТ, это состояние называется перекрытием (overlap). Мы возьмем для примера попарно параллельный режим, – часть топлива в любом случае попадает на закрытый впускной клапан, некоторые фракции испаряются некоторые находится в виде взвеси. Если нагрузка не велика – в ресивере как правило давление небольшое (20-40kpa), а в цилиндре в конце такта выпуска давление все еще может сохранятся достаточно высоким. В этом случае при открытии впускного клапана возникает мощный обратный выброс, топливовоздушная смесь которая находилась перед клапаном выбрасывается в ресивер, в результате этого отдельные фракции топлива могут конденсироваться на стенках ресивера и вовлекаться в процесс сгорания гораздо позднее, чем это нужно. Еще одна аномальная ситуация может возникать в режимах где перекрытие обеспечивает продувку камеры. В этом случае часть концентрированной топливовоздушной смеси находящейся перед впускным клапаном может пролететь в выпуск в несгоревшем виде, что ведет к росту CH и расхода топлива. Все это возможно не так важно если вы пытаетесь получить от двигателя максимальную отдачу, но для гражданского двигателя очень желательно еще обеспечить минимальный эксплуатационный расход топлива.

Проанализировав сказанное несложно сформулировать критерии выбора “фазы впрыска”, исключающей описанные нежелательные эффекты:

1) На низких оборотах и нагрузках оптимальный момент открытия форсунки должен совпадать с закрытием выпускного клапана (либо чуть чуть раньше за счет ее лага и скорости движения воздуха)!

2) Если время впрыска больше фазы впуска момент открытия надо сдвигать раньше от прежней точки с таким расчетом, чтоб форсунка закрылась чуть раньше, чем закроется впускной клапан.

Очевидно, что просто установка датчика фаз дает не много преимуществ, но если поработать с фазой впрыска на конкретных распределительных валах и правильно выбрать составы на низких нагрузках – можно получить серьезную экономию топлива. Поэтому я для себя решил – датчик фаз обязательно должен быть если машина используется для езды по городу. Для многих тюнеров препятствием установки ДФ является отсутствие пластинки маркера ДФ на регулируемом шкиве впускного вала, эта проблема решается элементарно – просто переставьте пластинку с стандартного шкива и закрепите винтами М4.

В настоящий момент существуют всего 2 программы способных адекватно настроить фазу впрыска, путем обработки логов это может сделать программа injector (с) Andy Frost, а в автоматическом режиме, в реальном времени – ПАК “Матрица” (c) emmibox.

Всё про датчики распределительного вала: положения, фазы

Здравствуйте, уважаемые автомобилисты! Продолжим теоретическую работу по тюнингу двигателя. Если более конкретно, то тюнингу распредвала. Вы уже сделали выбор спортивного распредвала. Уже поняли, что без разрезной шестерни, все усилия по оптимизации фаз газораспределения напрасны.

Что собой представляет датчик распредвала

Давайте не забудем о такой, вроде бы и неприметной, но очень важной детали, вернее системе, как датчик положения распределительного вала. И хотя по смыслу названия, он должен просто считывать какую-то информацию, но на самом деле, неисправный датчик распределительного вала не позволит вашей машине двигаться в штатном режиме.

Датчик положения распредвала основывается в своей работе на эффекте Холла. Поэтому в среде специалистов его ещё называют датчиком Холла.

И хотя, мы дилетанты, и просто автолюбители, нам не помешает знание о том, на что влияет датчик распредвала.

Датчик фазы распредвала предназначается для того, чтобы определять угловое положение механизма газораспределения, в соответствие с положением коленвала. Затем информация с датчика поступает в систему управления двигателя для управления впрыском топлива и зажиганием.

Принцип действия датчика распредвала

Функционально датчик распредвала плотно связан с датчиком вращения коленвала. В датчике распредвала установлен постоянный магнит, который создаёт магнитное поле. Изменение напряжения происходит в полупроводнике.

При замыкании репером магнитного зазора происходит изменение магнитного поля. Репер (это металлический зуб, штырь), который расположен на задающем диске, прикрепленном к распредвалу или на зубчатом колесе распредвала.

Блок управления двигателя, получая сигналы от датчика распредвала, считывает положение поршня 1-го цилиндра в ВМТ, затем система управления обеспечивает последовательный впрыск топлива и зажигание смеси, в соответствие с порядком работы цилиндров двигателя.

Принцип действия датчика, автоматически даёт ответы на вопросы о том, где находится датчик распредвала, и за что отвечает датчик распредвала.

Что произойдёт, если датчик распредвала выходит из строя? Включается контрольная лампа и блок управления переводит ГРМ из режима фазированного впрыска в резервный режим. Это значит, что топливо подаётся на все цилиндры одновременно. Соответственно, расход топлива увеличивается. Выход только в замене неисправного датчика распредвала.

Обычно проблемы с ДПРВ возникают либо из-за неисправности датчика (замыкание, износ и поломка зубьев диска), либо из-за высокой температуры (при систематическом перегреве двигателя), а также, если датчик сместился по причине поломки креплений. Неисправности датчика характеризуются симптомами, которые теоретически могут указывать и на другие неполадки в работе ДВС:

• повышенный расход топлива;
• блок ЭСУД работает в аварийном режиме;
• горит «Check Engine» на приборной панели.

Кроме того, многие автомобилисты сталкиваются с потерей мощности (машина попросту не может разогнаться), мотор может глохнуть, появляются хлопки в выхлопной трубе и т. д. На некоторых автомобилях с автоматической КПП могут начаться проблемы с трансмиссией (блокировка на одной из передач), проблема ненадолго уходит если заглушить и снова запустить двигатель. На некоторых авто неисправности датчика положения распредвала могут негативно отразиться на искрообразовании, в результате двигатель вовсе не удастся запустить.

Замена датчика распредвала

Начнем с того, что замену датчика вы в силах провести самостоятельно. Как часто? При неисправности – это обязательно. Диагностика датчиков распредвала производится осциллографом или при помощи специального диагностического оборудования. Поэтому, своими силами вам вряд ли удастся определить неисправность.

В некоторых стандартных случаях, система самодиагностики авто выдаёт коды ошибок. И тогда вам нужно действовать в соответствии с мануалом, относительно полученных кодов.

А вообще-то специалисты рекомендуют производить замену датчика распредвала на каждой 100 тыс.км. или через пять лет. Даже если он исправен и работает.

Почему такая рекомендация? Дело в том, что датчик распредвала работает в постоянном изменении температурного режима. А полупроводниковая «начинка» датчика не терпит нагрева.

Успехов вам при эксплуатации авто. Пусть знания о датчике распредвала понадобятся вам лишь в теории.

Для чего нужен датчик положения распределительного вала

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ), или датчик фаз (ДФ), необходим для согласования взаимодействия системы впрыска топлива с механизмами двигателя. Он работает в паре с датчиком коленвала и регистрирует угол положения ГРМ. Как можно догадаться по названию, датчик распредвала находится в непосредственной близости от деталей привода ГРМ, а именно шестерён или звёздочек.
На шестерне или звёздочке распредвала есть задающие метки для формирования скачкообразных изменений магнитного поля, создаваемого ДФ. Метка может иметь форму выступа или, наоборот, углубления на шестерне ГРМ. На многих моторах установлены специальные задающие диски, имеющие максимально возможный для конструкции двигателя диаметр. Метка указывает на угол поворота распредвала и чем больше диаметр задающего диска, тем точнее метка обозначит угол поворота.
Наглядно это можно представить, попробовав расчертить круги диаметром, скажем, 1 сантиметр и 10 см, на секторы по одному градусу. На маленьком круге это сделать практически невозможно, а размеры большого вполне позволят ещё и отметить необходимые точки, находящиеся на определённом угловом расстоянии друг от друга.

Принцип работы датчика распредвала

Датчик положения распредвала

На ДФ подаётся напряжение, возбуждающее магнитное поле катушкой датчика. Задающая метка, попадая в это поле, создаёт скачкообразное его изменение, которое воспринимает датчик и преобразует в электрический импульс, посылаемый в электронный блок управления (“мозги”) двигателя.

Функционирование датчика распредвала основано на эффекте Холла.

Устройства подобного типа называются датчиками Холла и широко применяются в современной технике – бензопилы, косы и т.д. Отсутствие подвижных деталей делает их в несколько раз надёжнее, чем, допустим, применение контактных систем зажигания.
Аналогичное устройство считывает угол поворота коленчатого вала. Сигналы обеих обрабатываются ЭБУ по заданной программе. Датчик распределительного вала отвечает за своевременную подачу напряжения на топливные форсунки.
На бензиновых двигателях обычно делается метка, указывающая на фазу ГРМ, соответствующая нахождению поршня первого цилиндра в верхней мёртвой точке. На современных дизельных моторах таких меток (реперов) несколько, для регистрации угла (фазы) на каждом цилиндре. Это позволяет точнее сформировать сигнал, открывающий форсунки. Дизельные топливные системы Common Rail предусматривают точное управление процессом сгорания топливной смеси, для чего топливо может впрыскиваться форсункой несколько раз во время одной вспышки. Это, в свою очередь, требует точности определения фазы. Именно для этого и нужен датчик распредвала.
Кроме того, на двигателях с гидравлической подстройкой фаз сигналы ДПРВ, обработанные ЭБУ, позволяют изменять подачу масла в гидромуфты за счёт изменения напряжения, подающегося на управляющие соленоиды (например, на двигателях BMW).

Симптомы неисправности датчика положения распредвала

Диагностика датчика положения распредвала

При поломке ДПРВ двигатель переходит на попарно-параллельный тип впрыска топлива. Это означает, что форсунки осуществляют впрыск сразу по две для цилиндров, поршни которых находятся в сходных положениях, но разных рабочих тактах. То есть, например, поршни первого и третьего цилиндров двигаются вниз, но первый под действием вспышки топливной смеси в процессе такта рабочего хода, а третий – в такте впуска, но форсунки обеих осуществляют впрыск. Для третьего цилиндра это необходимо, но клапаны первого закрыты. В результате в третий цилиндр попадёт переобогащённая смесь. При дальнейшем вращении коленвала такты поменяются, и сложится аналогичная ситуация в первом цилиндре.
Такой тип впрыска происходит потому, что при поломке ДФ ЭБУ подаёт напряжение на форсунки, считывая только показания датчика коленвала, а тот не регистрирует фазы газораспределения, а только углы поворота маховика. В результате этого управляющий сигнал подаётся одновременно и на свечи зажигания и на форсунки. Проскочившая «лишний» раз искра на свече никак не повлияет на работу мотора, чего нельзя сказать об излишнем впрыске топлива.
Признаки поломки датчика распределительного вала:

• затруднённый пуск двигателя, вне зависимости от того, холодный он или прогретый;
• резкое увеличение расхода топлива;
• горит лампа «Check engine»;
• неустойчиво работает двигатель;
• повышенная рабочая температура охлаждающей жидкости.

При диагностике двигателя неисправности в цепи датчика положения распредвала ошибки имеют коды р0340 (ошибка датчика фазы) и р0343 (высокий уровень сигнала цепи ДПРВ). Причины сбоев работы датчика следующие:

• поломка датчика;
• обрыв в проводке;
• окисление контактов в соединительной колодке, вплоть до «отгнивания» проводов;
• неправильная (не по меткам) установка цепи или ремня ГРМ;
• отклонение от нормы бортового напряжения автомобиля;
• поломка или выпадение штифта (репера) на шестерне или задающем диске – в зависимости от конструкции.

Поиск неисправности

Диагностика датчика положения распредвала мультиметром

Перед началом работ по поиску причины отказа в любой электрической цепи автомобиля имейте в виду, что разъединять колодки («фишки») в проводке можно только при выключенном зажигании – иначе Вы рискуете спровоцировать скачок напряжения, ведущий к выходу из строя некоторых элементов системы управления двигателем.
Сначала произведите визуальный осмотр ДПРВ и ведущих к нему проводов. Зачастую провода, входящие в колодку датчика, окисляясь, отваливаются от клемм. Допускается проверить соединение, слегка подёргав отдельные проводки.

Замеры напряжения необходимо производить высокоомным вольтметром (в составе мультиметра), чтобы через слаботочные приборы не пропускать ток, могущий их сжечь.

Если осмотр не выявил ничего подозрительного, приступайте к проверке датчика распределительного вала мультиметром. Сначала отсоедините колодку от ДПРВ и замерьте питающее напряжение датчика. К его разъёму подходят три провода – питающие «+» и «-« и провод на ЭБУ. Между питающими (крайними) напряжение должно быть, как в бортовой сети автомобиля (при включенном зажигании). Минусовой («массовый») провод, как правило, чёрного цвета. Затем измерьте напряжение между минусовым проводом питания ДПРВ и «массой» двигателя. Норма – не более 0,2 вольта. Затем измерьте напряжение на среднем проводе, «врезав» в него вольтметр. Прокручивая двигатель стартером, измерьте напряжение. Исправный датчик будет выдавать колебания напряжения от 0,4 до 5 вольт.
Осуществив прозвонку, несложно сделать вывод, что неисправно – питающая цепь или сам ДПРВ. Проще проверить датчик, заменив его заведомо исправным, потому что тестером невозможно определить форму импульса, посылаемого устройством в ЭБУ. Такая задача по силам лишь осциллографу.
После того, как Вы обнаружите причину неисправности, последующий ремонт – восстановление проводки или замена датчика положения распредвала – не составит особого труда.

Подробнее о принципе работы датчика Холла – смотрите в видео на нашем сайте

Датчик положения распредвала. Принцип работы, диагностика

На любом четырехтактном двигателе полный цикл совершается за два оборота коленчатого вала – один раз поршень подходит к верхней мертвой точке в конце такта сжатия, второй раз – в конце такта выпуска. Это позволяет на впрысковых моторах использовать в качестве опорного сигнала только момент отсчета от датчика положения коленчатого вала. При этом работа впрыска и зажигания называется нефазированной. В момент конца выпуска происходит вторая (холостая) искра, а форсунка открывается дважды, часть топлива подается на открытый впускной клапан, часть – на закрытый.

Таким образом система впрыска упрощается, не теряя каких-либо реально ощутимых владельцем качеств. Вместо индивидуальных катушек зажигания можно использовать пару сдоенных, как сделано на восьмиклапанных двигателях ВАЗ. Если взять «Рено», то у них и на моторах с индивидуальными катушками зажигания оно не фазировано: катушки 1-4 и 2-3 цилиндров соединены по первичным обмоткам последовательно и срабатывают одновременно.

Но вот подача части топлива на закрытый впускной клапан в один «прекрасный» момент пошла вразрез с требованиями экологов: из-за плохой испаряемости бензина на холодном двигателе на прогреве приходилось увеличивать подачу топлива. Даже эти миллилитры уже не вписывались в более жесткие экологические нормы, поэтому пришлось изобретать способ фазирования работы впрыска, чтобы топливо в цилиндр подавалось в момент такта впуска. А на моторах с непосредственным впрыском он должен происходить строго в один такт.

Как работает ДПРВ?

Датчик положения распредвала (сокращенно – ДПРВ) подает один импульс за один оборот вала. Поскольку распредвал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал, то мы получаем точную метку, определяющую такт впуска на одном из цилиндров. При этом рассчитать момент впрыска для цилиндров ЭБУ впрыска может очень просто.

Предположим, что импульс от ДПРВ приходит после метки начала отсчета для первого цилиндра. Тогда при получении сигнала ЭБУ производит подачу топлива в первый цилиндр, через половину оборота коленвала – в третий, при следующем проходе метки начала отсчета – в четвертый, еще через пол-оборота – во второй. При этом импульс от ДПРВ является «справочным», так как все моменты впрыска все равно жестко привязаны к зубцам венца датчика положения коленчатого вала.

Ну а где находится датчик распредвала? На головке блока цилиндров или реже – на клапанной крышке, непосредственно у «своего» распредвала.

Реже датчик положения распредвала дает серию импульсов, определяющую начало нужного такта в конкретном цилиндре. На многих «Ниссанах» для первого цилиндра датчик подает один импульс, для второго – два, и так далее.

Но фазирование впрыска – это не единственное, за что отвечает датчик распредвала. Поскольку ЭБУ впрыска может легко рассчитать временную задержку между моментом начала отсчета по ДПКВ и моментом получения импульса с ДПРВ, то появляется и возможность определения реального положения распредвала относительно коленвала. Если на моторах без изменения фаз газораспределения это имеет чисто диагностическую ценность (проверка правильности установки фаз ГРМ), то на моторах с фазовращателями ДПРВ является важным элементом обратной связи, позволяющим контролировать работоспособность системы управления газораспределением.

Конструктивно ДПРВ может быть выполнен на основе индуктивного датчика или датчика Холла. Первый проще, поскольку это лишь обмотка вокруг магнитного сердечника. Второй менее надежен и менее точен, зато подает на ЭБУ впрыска не синусоиду, амплитуда которой пропорциональна частоте вращения (что затрудняет обработку сигнала), а легко обрабатываемый «готовый» прямоугольный сигнал. Там, где нет необходимости в точном определении положения распредвала, а важен сам факт определения нужного оборота, чаще всего используется датчик Холла.

Неисправности датчика положения распредвала

Основная неисправность датчика распредвала на основе эффекта Холла – это его физический отказ (самого чувствительного элемента или выходной схемы, формирующей прямоугольные импульсы). У индуктивных датчиков происходит налипание микрочастиц стружки, возникающей при износе элементов газораспределительного механизма, на магнитный сердечник, из-за чего форма импульсов «размазывается», и они могут неправильно обрабатываться в ЭБУ впрыска.

Основные ошибки датчика распределительного вала по стандарту OBD-II:

1. P0340 — Неисправность в цепи датчика положения распредвала
2. P0341 — Неправильный показатель / не отрегулирован датчик положения распредвала
3. P0342 — Датчик положения распределительного вала: низкий уровень сигнала
4. P0343 -Датчик положения распределительного вала: высокий уровень сигнала
5. P0344 — Неисправность датчика положения распредвала

Ошибка с кодом P0340 трактуется как признак чисто электрической неисправности, но на самом деле является наиболее общей: она вызывается и окислением контактов в разъеме, и растяжением цепи ГРМ. На «цепных» моторах в большинстве случаев в этом не виноват датчик распредвала, признаки неисправности как раз указывают на «уход» меток. Доводилось встречать машины, где эта ошибка после сброса возникала буквально через несколько минут, мотор трясло на холостых, ЭБУ фиксировал множественные пропуски воспламенения, но зато на высоких оборотах машина буквально «рвала из-под себя», что однозначно указывало на «запаздывание» распределительного вала впускных клапанов и как следствие – увеличенную фазу перекрытия. Из-за этого наполнение цилиндров на низких оборотах было недостаточным для нормальной работы двигателя, зато на высоких наполнение за счет инерции выхлопных газов и увеличенного времени перекрытия, наоборот, всасывал в цилиндры даже больше воздуха, чем ему было «положено».

Столкнувшись с проблемой из подобного «общего» ряда, стоит полагаться не на ее обозначение по стандарту OBD-II, а на процедуры направленной диагностики для конкретного автомобиля, так как разные ЭБУ впрыска фиксирует такие ошибки по разным причинам.

Ошибка P0341 указывает на более серьезные проблемы в моменте получения сигнала с ДПРВ относительно ДПКВ и уже однозначно может быть идентифицирована как признак проблем, не связанных с датчиком распредвала и его проводкой. Проверяем положение меток, на «бесшпоночных» моторах – выставляем распредвалы и коленвал специальными приспособлениями.

Зная, в какой момент на конкретном двигателе должен приходить сигнал от ДПРВ относительно момента отсчета по ДПКВ, на двухканальном осциллографе отклонение фаз увидим и без разборки.

Коды P0342/P0343 – это признаки отказа самого датчика распределительного вала или замыкания в проводке, реже – симптомы неисправности самого ЭБУ впрыска. При этом «мозги» фиксируют при вращении двигателя постоянно низкий или постоянно высокий сигнал с датчика, который не меняется в зависимости от такта работы мотора. При этом двигатель переходит на нефазированную работу впрыска и зажигания, что для водителя зачастую даже не заметно: расход горючего не меняется, приемистость остается прежней.

Код P0344 – симптом неустойчивого сигнала с датчика. Проблемы возникают из-за налипшей металлической стружки, окислен или разболтан разъем, изломлен провод от датчика до ЭБУ. На осциллограмме при этом видно «мусор» на сигнале.

Как проверить датчик распредвала?

Без осциллографа под рукой (здесь хватает возможностей простейшего китайского «конструктора» DSO-138) проверка возможна только базовая.

Контролируется состояние контактов в разъеме – плотность подключения, отсутствие влаги и следов окисления. На работающем моторе можно использовать светодиодный пробник: на датчиках Холла он попеременно моргает красным и белым светодиодом с частотой, пропорциональной частоте вращения двигателя. Если сигнал в таком виде доходит до разъема ЭБУ, то можно с достаточной уверенностью утверждать, что датчик и его проводка исправны.

Вас также заинтересует:

Стоит проверить установку фаз газораспределения, если зафиксированы ошибки из числа P0340, P0341. Сам датчик нужно извлечь и очистить от налипшей стружки, если она есть.

На ряде двигателей датчики положения коленчатого вала и распредвала унифицированы – можно в качестве диагностической меры поменять их местами. Если ошибка остается по распредвалу, то однозначно можно утверждать, что сам датчик абсолютно исправен.