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.

Датчик фазы: назначение, устройство и принцип работы

Начнем с того, что если рассматривать датчик фаз ВАЗ, ГАЗ, ЗАЗ и других автомобилей отечественного и иностранного производства, многие модели оснащаются данным элементом и конструктивно решение везде похожее. Датчик положения распределительного вала фактически отслеживает положение распределительного вала в ГБЦ. Если иначе, этот датчик определяет, в каком положении находится механизм газораспределения.

При помощи этого датчика удается определить начало цикла работы двигателя по первому цилиндру в ВМТ (верхняя мертвая точка). В свою очередь, это необходимо для нормальной работы системы фазированного впрыска. Указанный датчик тесно связан с ДПКВ. ЭСУД получает показания от обоих датчиков, после чего ЭБУ формирует импульсы на впрыск топлива и зажигания в каждом отдельном цилиндре.

Датчик фазы ставят только на бензиновые моторы с распределенным фазированным впрыском, а также на некоторые дизельные ДВС. Установка датчика позволяет  максимально просто реализовать фазированный впрыск топлива и зажигание для каждого цилиндра с отдельным учетом режима работы силового агрегата.

Например, на моторах с карбюраторной дозирующей системой такой датчик не нужен, так как рабочая смесь топлива и воздуха  подается в общий коллектор,  тогда как зажиганием управляет распределитель зажигания  и/или датчик положения коленвала.

Еще датчик фазы активно используется на моторах с системой изменения фаз газораспределения. В такой системе стоят  датчики фаз для каждого распредвала,  которые по отдельности управляют управляющих впускными и выпускными клапанами. Системы электронного управления  на подобных моторах сложнее.

Как работает и как устроен датчик фаз

Итак, если отдельно рассматривать указанный датчик, то на многих авто в плане конструкции он похож. Другими словами, датчик распредвала ВАЗ 2114 по функциональности и назначению не будет сильно отличаться от какой-либо иномарки аналогичного класса. 

Сегодня активно применяются датчики, в основе которых лежит эффект Холла. Данный эффект заключается в том, что возникает разность потенциалов в полупроводниковой пластине, когда по ней протекает постоянный ток и она помещена в магнитное поле.

Сам датчик Холла относительно простой: квадратная или прямоугольная пластина из полупроводника, с четырех сторон которой подключены контакты (пара входных для подачи постоянного тока, а также пара выходных для передачи сигнала). Вся эта конструкция выполнена в виде небольшой микросхемы, заключенной в корпус вместе с магнитом и дополнительными элементами.

Датчики фаз бывают двух типов:

• щелевой датчик;
• стержневой или торцевой датчик;

Датчик щелевой  имеет форму в виде буквы П, в разрезе  проходит отметчик распредвала (репер). Корпус может быть разделен на две части (в одной стоит постоянный магнит,  тогда как во второй установлен чувствительный элемент). Как в первой, так и во второй части установлены магнитопроводы особой формы, которые реализуют изменение магнитного поля в момент прохождения отметчика.

Торцевой датчик  выполнен в форме цилиндра, отметчик распредвала проходит перед торцом. В датчике данного типа чувствительный элемент установлен в торце, сверху стоит постоянный магнит, а также магнитопроводы.

Также можно добавить, что ДПРВ является интегральным датчиком, сочетая чувствительный элемент (формирование сигнала) и преобразователь-усилитель сигнала,  который подает  подходящий для обработки сигнал на ЭБУ. Преобразователь интегрирован в датчик, что упрощает установку и настройку системы

• Идем далее. Что касается принципа работы, на разных авто датчик работает практически одинаково (например, датчик распредвала 2114). Такой датчик  функционирует в паре с диском (задающий диск), который стоит на распредвале. Указанный диск может иметь отметчик-репер, который имеет ту или иную конструкцию. Основная задача — во время работы  отметчик должен пройти перед датчиком (также проход может быть реализован в зазоре датчика).

В момент прохода перед датчиком отметчик замыкает выходящие из него магнитные линии, это меняет магнитное поле, которое пересекает чувствительный элемент. В свою очередь, датчик способен сформировать электрический импульс. Этот импульс усиливается, а после видоизменяется (преобразовывается), после чего осуществляется подача  полностью готового выходного сигнала на ЭБУ силовой установкой.

Обратите внимание, щелевой и торцевой датчики имеют разные в плане конструкции задающие диски. Щелевой датчик получает диск с воздушным зазором. Данная схема предполагает, что управляющий импульс будет сформирован во время прохождения зазора.  Торцевой датчик  означает, что с ним используется диск с зубцами (зубчатый задающий диск). Также могут быть использованы короткие реперы. В свою очередь, управляющий импульс  создается в момент прохождения репера.

На моторах с инжектором диск и датчик фазы стоят так, чтобы импульс  от  ДПРВ был сформирован в момент  прохождения ВМТ в первом цилиндре.  В этот же момент  сигнал подается от ДПКВ,  после чего система учитывает показания этих датчиков. Далее ЭБУ посылает сигналы на впрыск топлива и зажигания с учетом порядка работы цилиндров ДВС.

Синхронная работа ДПРВ и ДПКВ позволяет  гибко отслеживать любые изменения частоты вращения коленчатого вала и режима работы мотора, а также обеспечить точный впрыск горючего и четкую работу системы зажигания.

Кстати, что касается дизельных моторов,  система работает точно так же, но есть одна отличительная особенность. Система следит за положением поршня в каждом отдельном цилиндре. Для реализации такой функции задающий диск  имеет несколько основных и дополнительных отметчиков-реперов, которые отличаются друг от друга по ширине.

Когда система работает, именно по разным отметчикам удается определить, в каком из цилиндров поршень находится в ВМТ. В свою очередь, принимая за основу эти данные, ЭБУ управляет работой форсунок.

Признаки неисправности датчика распределительного вала

Как уже было сказано выше,  на двигателях с датчиком фаз  система управления ДВС опирается на показания указанного датчика. Само собой, если датчик выходит из строя или работает со сбоями, двигатель будет работать неустойчиво. Если датчик выходит из строя,  ЭБУ переведет двигатель в режим парафазного впрыска топлива. Фактически, управление будет происходить только с учетом показаний датчика коленчатого вала.

При этом важно понимать, что без датчика распредвала  ЭБУ не сможет определить начало цикла работы двигателя,  то есть каждая форсунка  будет принудительно впрыскивать половину дозы топлива два  раза в рамках одного цикла. С одной стороны, это позволит подавать рабочую смесь в  каждый цилиндр, то есть мотор будет работать.  Однако с другой расход топлива увеличится, мотор не будет работать ровно и четко.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик детонации (ДД). Из этой статьи вы узнаете о назначении, устройстве, принципах работы, а также основных признаках неисправности датчика детонации и способах проверки датчика детонации двигателя автомобиля.

Как правило, на отечественных форумах можно встретить проблему с мотором ВАЗ 2114, датчик распредвала при этом многими упускается из виду. В свою очередь, именно при детальной и углубленной диагностике именно датчик фаз ВАЗ 2114 вполне может оказаться неисправным элементом. Также это касается и других авто как отечественного, так и иностранного производства.

Обычно при выходе из строя датчика фаз на приборной панели горит «чек», мотор теряет мощность, работает с перебоями, перерасходует топливо, теряется мощность. Зачастую в памяти ЭБУ прописан код ошибки датчика фаз. В рамках компьютерной диагностики это позволяет определить, что датчик фазы ВАЗ 2114 или любого другого авто вышел из строя. 

Главное, провести диагностику и правильно расшифровать коды ошибок, после чего выполнить проверку и заменить датчик при такой необходимости. Также может потребоваться провести настройку ЭСУД после замены датчика.

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.

Напоследок отметим, что  если датчик фаз вышел из строя, замена датчика распредвала зачастую является оптимальным решением. Дело в том, что такие датчики не отличаются особой ремонтопригодностью и лучше сразу заменить проблемный элемент на новый датчик или заведомо рабочий б/у. С учетом относительно доступной стоимости, именно замена позволяет быстро решить проблему и полностью восстановить работоспособность ДВС.

Источник