Распредвал и коленвал мотора современного автомобиля – обе детали, как правило, имеют датчик положения — значимое устройство управления двигателем. Датчик распредвала и коленвала обеспечивает точное считывание данных, необходимых для полноценного управления автомобилем. Бортовой компьютер автомобильного двигателя связан с датчиками положения непосредственно. Благодаря этой связке, обеспечивается функциональная синхронизация, корректная подача топлива, точность зажигания и прочий функционал работы мотора.
СТРУКТУРА СТАТЬИ :
Датчик распредвала и коленвала двигателя
Правильно функционирующий датчик положения распределительного вала (коленчатого вала) – это гарантия:
- экономии топлива,
- стабильной производительности,
- работоспособности двигателя.
Если же эти сенсорные элементы выходят из строя, такая неисправность является критической, соответственно, требует надлежащей диагностики с последующим ремонтом.
Функциональность датчиков распредвала (коленвала) имеет решающее значение для работы транспортного средства в целом. Между тем, функционал и принцип работы подобных систем известен далеко не каждому владельцу машины. Поэтому рассмотрим здесь работу этих компонентов с целью более плотного знакомства.
Датчик положения распредвала (коленвала) представление
Разработаны и применяются два типа датчиков положения кулачка и кривошипа:
- Датчик Холла.
- Датчик магнитный.
Каким образом оба этих сенсора используются в схеме управления автомобилем и регистрируются бортовым компьютером двигателя?
Переключатель сигнала, основанный на эффекте Холла, конструктивно содержит постоянный магнит, кристалл арсената галлия, электронную схему и пластины прерывателя.
Работа двигателя автомобиля сопровождается подачей электрического тока на кристалл арсената галлия сенсора. Когда пластина прерывателя не находится в пространстве, образованном магнитом и кристаллом, магнитные силовые линии воздействуют на кристалл.
Магнитным воздействием на форму электрического тока, протекающего через кристалл арсената галлия, создаётся потенциал напряжения. Когда же пластина прерывателя оказывается в пространстве между магнитом и кристаллом, воздействие магнитного поля на кристалл прерывается (изолируется). Такое положение датчика способствует формированию низкого напряжения сигнала.
Таким образом, напряжение будет постоянно изменяться, в зависимости от прохождения пластины прерывателя через пространство между магнитом и кристаллом. Сформированное напряжение усиливается посредством устройства — триггер Шмитта, которым также аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал.
Далее сформированный цифровой сигнал направляется на переключающий транзистор, который этим сигналом либо открывается, либо закрывается транзистор. Очевидный момент: транзистор открыт, когда пластина прерывателя вне пространства между кристаллом и магнитом. Иначе, транзистор закрыт, когда пластина прерывателя закрывает это пространство.
Как действует магнитный датчик распредвала (коленвала)?
Магнитный датчик распредвала (коленвала) мотора конструктивно построен на базе постоянного магнита с намотанной катушкой. Провода катушки подключаются к модулю управления или к бортовому компьютеру. Конструкция датчика положения коленчатого вала дополнительно имеет рифлёный (выступ/впадина) стальной диск, расположенный на коленчатом валу.
Магнитный сенсор более точно характеризуется контрольным элементом переменного магнитного сопротивления. То есть в данном случае имеют место манипуляции с магнитным полем. Существующее магнитное поле изменяется посредством размещения ферромагнитного или стального материала непосредственно на пути потока силовых линий магнитного поля.
Когда ферромагнитный или стальной материал достигает области точно напротив магнита, сила магнитного потока увеличивается. Здесь важным моментом видится момент появления ЭДС индукции только при отклонении (изменении) магнитного поля.
По мере приближения одного из выступов диска к магнитному датчику, напряжённость магнитного поля растёт. Это изменение напряжённости магнитного поля индуцирует напряжение на катушке.
Когда один из выступов диска расположен прямо напротив чувствительной зоны датчика коленвала, несмотря на присутствие сильного магнитного поля в этой точке, изменений не наблюдается. Следовательно, ЭДС катушки имеет минимальный потенциал.
По мере удаления выступа от чувствительной области сенсора коленвала, напряжённость магнитного поля уменьшается. Это изменение поля приводит к состоянию, когда на катушке индуцируется напряжение противоположной полярности.
Анализ осциллограммы на диагностику проблем
Ситуация, когда напротив чувствительной части прибора оказывается впадина диска, не меняет магнитное поле. Соответственно, ЭДС катушки показывает минимальный уровень. Для датчика положения коленчатого вала каждый из выступов диска соответствует положению верхней мёртвой точки поршня такта сжатия.
Бортовой компьютер воспринимает сигнал прибора в качестве ориентира для определения положения и скорости коленчатого вала. Сенсором положения формируется модифицированный синусоидальный сигнал. Картину сигнала допустимо оценить с помощью измерительного прибора — осциллографа.
Анализ осциллограммы полезен для диагностики проблем сенсоров положения. Если в цепи сенсора положения коленвала (распредвала) присутствует повышенное сопротивление, пики напряжения синусоидальной формы на осциллографе отличаются от нормы.
Аналогичная ситуация актуальна, когда сенсор коленвала (распредвала) неправильно отрегулирован. Например, нарушено типичное расстояние до выступов диска. В этом случае поле ослаблено, соответственно, нарушается фаза изменения поля. Как результат — уменьшенное напряжение, отображаемое синусоидальной формой осциллографа.
При помощи информации: WalkerProducts
