Датчики положения коленчатого вала (ДПКВ) и положения распределительного вала (ДПРВ) с эффектом Холла являются важными компонентами системы управления двигателем.
Входные данные, которые они обеспечивают, позволяют электронному блоку управления (ЭБУ) определять частоту вращения и положение двигателя, в том числе, где данный цилиндр находится в четырехтактном цикле.
Такая информация имеет жизненно важное значение для управления катушками зажигания и топливными форсунками в надлежащее время и в определенной последовательности.
Данные от этих датчиков также используются для других важных функций, включая измерение расхода топлива, обнаружение пропусков зажигания, управление переменной фазой газораспределения (VVT) и многое другое.
Хотя двухпроводные датчики переменного реактивного сопротивления, вырабатывающие переменный ток, все еще можно найти, трехпроводный цифровой датчик эффекта Холла стал наиболее распространенным типом на автомобилях поздних моделей.
Рисунки 1 и 2: Вольтметр, контролирующий сигнальный провод датчика. Зажигание находится в рабочем положении. Когда металлический щуп проходит под датчиком, напряжение сигнала снижается датчиком. Когда измерительный щуп убирается, напряжение остается на уровне 5 В, обеспечиваемых ЭБУ.
Несмотря на такую важность, диагностика датчиков часто неправильно понимается. В этой статье будет рассмотрено функционирование и диагностика трехпроводного датчика Холла ДПКВ и ДПРВ.
Содержание статьи
Описание датчиков
ДПКВ / ДМРВ
Датчики положения с эффектом Холла содержат магнит и электронные компоненты, но, на простом уровне, это переключатели. Переключатель представляет собой транзистор внутри датчика.
Функциями трех проводов являются напряжение питания датчика, напряжение сигнала и заземление. В отличие от двухпроводных аналогов датчикам с эффектом Холла для работы требуется внешнее питание и заземление.
Транзистор в датчике подключает или отключает сигнальную цепь к земле. Напряжение в сигнальной цепи обеспечивается ЭБУ, используя пять или 12 вольт.
Небольшой уровень тока пропускается через магнитное поле внутри датчика, которое изменяется с помощью вращающегося металлического тонального кольца.
Фактический эффект Холла — это изменение напряжения по отношению к изменению магнитного поля.
Напряжение эффекта Холла обрабатывается с использованием нескольких электронных компонентов кондиционирования для переключения базы транзистора. Результатом в сигнальной цепи является цифровой сигнал высокого или низкого напряжения.
Находясь над металлической частью тонального кольца, транзистор включается, что приводит к низковольтному состоянию. При превышении воздушного зазора транзистор отключается, что приводит к появлению сигнала высокого напряжения.
DVOM и кусок черного металла, такой как измерительный щуп, можно использовать для проверки основных функций трехпроводного датчика ДПКВ или ДПРВ. Смотрите рисунки 1 и 2 .
Кольцо обеспечивает металлический рисунок прорезей, которые жестко соединяются с коленчатым валом или распредвалом.
Кольцо для коленчатого вала может представлять собой внешнюю пластину, расположенную непосредственно за гармоническим балансировочным устройством, быть частью гибкой пластины или маховика или прикрепляться болтами к коленчатому валу внутри.
Аналогично, кольцо распределительного вала может быть размещено и прикреплено различными способами. Расположение и выбор размещения имеют свои плюсы и минусы. Например, гибкие пластины могут часто трескаться вокруг центральной секции без ожидаемого шума или других симптомов.
2001 модельный год
Такая трещина может сдвинуть внешнюю секцию, содержащую пазы тонального кольца. Это оказывает существенное влияние на время и приводит к заметным проблемам вождения.
Смотрите рисунок 3 .
Тенденция во времени имела тенденцию к увеличению количества слотов в шаблоне мелодии звонка. Каждый слот обеспечивает импульс положения двигателя для ЭБУ. Дополнительные слоты обеспечивают повышенную точность синхронизации и обнаружение пропусков зажигания. Часто метка подписи CKP или группы меток позволяют ЭБУ быстро идентифицировать сопутствующие цилиндры.
Смотрите рисунок 4 .
Когда двигатель вращается, схема CMP позволяет ЭБУ синхронизировать коленчатый вал и распределительные валы и определять, какой цилиндр находится на каком ходу.
Уникальные шаблоны сигнатур позволяют некоторым двигателям запускаться даже в случае отказа датчика ДПКВ или ДПРВ. Другие двигатели вообще не заводятся. Если двигатель запускается только на одном датчике, он может испытывать длительное время пуска, сниженную выходную мощность, более низкие пределы оборотов и MIL с подсветкой.
Шаблоны тональных колец могут меняться в разные годы на одном и том же двигателе.
Рисунки 5a и b: будьте осторожны при смене моделей даже на одном и том же двигателе из года в год. Это модели Dodge 2.7L V6 ДПРВ и ДПКВ. Верхняя часть (а) была взята из модели 2001 года, а нижняя (б) — из модели 2008 года. Хотя рисунок кривошипа явно отличается и, возможно, его легко обнаружить, взгляните на рисунок кулачка. Верхняя часть имеет шаблон кода слота 1-2-3-1-3-2, а нижняя — 1-3-1-2-3-2. Это важно учитывать при замене двигателя или головки с использованием разных деталей.
См Рисунок 5 A .
Это важно при установке подержанных или восстановленных двигателей или деталей. Это может быть сложнее визуально поймать, чем можно подумать. Несовместимость между тональными кольцами ДПКВ и ДПРВ или семейством ЭБУ может привести к невозможности запуска.
Количество слотов CKP в единицу времени обеспечивает значение частоты вращения. Значение оборотов используется для многих элементов, кроме тахометра и ограничителя оборотов, включая стратегию управления реле топливного насоса. Если значение оборотов потеряно, ЭБУ запрограммирован на обесточивание этого реле.
Обороты также часто упускаются из виду при расчете нагрузки. Системы впрыска топлива определяют расход воздуха на основе либо оборотов двигателя, либо сигнала массового расхода воздуха, либо оборотов двигателя и абсолютных значений давления в коллекторе.
Правильная масса воздуха в единицу времени необходима для точной ширины импульса инжектора. Число оборотов двигателя также можно сравнить с частотой вращения входного вала коробки передач для проверки блокировки гидротрансформатора.
Положение коленчатого вала используется для функций синхронизации, включая запуск инжектора. Портовые системы впрыска обычно пульсируют в инжекторах во время такта выпуска. Бензиновые системы прямого впрыска импульса на такте впуска или сжатия в зависимости от режима работы.
Пульсация форсунок на неправильном ходу может привести к увеличению выбросов и потере мощности. Базовое время зажигания и опережение зажигания зависят от точного расчета положения.
Важный входной сигнал опережения зажигания, датчик детонации, может контролироваться только во время определенных степеней вращения коленчатого вала. При использовании фазера распредвала VVT отношение ДПКВ к ДПРВ используется для определения того, были ли выполнены команды опережения или замедления.
Неисправность или медленная работа операционной системы приводят к степени отклонения и возможному DTC. Положение коленчатого вала и ускорение также используется для обнаружения пропуска зажигания.
Когда каждый цилиндр находится в рабочем состоянии, ЭБУ ожидает увеличения скорости вращения коленчатого вала. Отсутствие ускорения считается «ударом» или осечкой. Достаточные промахи в группе оборотов приводят к пропускам кода.
Смотрите рисунок 6 .
Следует упомянуть одну новую функцию. На обычных автомобилях с бензиновым двигателем применяется технология запуска и остановки двигателя для повышения эффективности использования топлива. Когда ЭБУ определяет условия, подходящие для автоматического выключения двигателя, ЭБУ внимательно отслеживает и регистрирует схему CKP.
Коленчатые валы обычно останавливаются в одном из нескольких мест в зависимости от количества цилиндров. Когда коленчатый вал останавливается, нет гарантии, что он будет вращаться только в нормальном направлении. До сих пор не было необходимости думать о мониторинге обратного вращения.
Однако при автоматическом перезапуске обязательно регистрировать точное положение коленчатого вала для быстрого и плавного пуска. Шаблоны ДПРВ и ДПКВ используются вместе с обновленным программным обеспечением ЭБУ для точного регистрации положения коленчатого вала при останове.
Диагностика датчиков ЭБУ, ДПКВ и ДПРВ может привести к путанице. В отличие от типичного датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя на пять вольт, датчики ДПКВ и ДПРВ используют концы спектра напряжения во время нормальной работы.
Невозможно зарезервировать участок для слишком низкого или слишком высокого напряжения. Вместо этого рациональней используется с использованием метода «tattletale». Если либо датчик ДПКВ, либо датчик ДМРВ сообщают о схеме переключения напряжения, в то время как другие датчики этого не делают, противоположный датчик считается неработоспособным.
Таким образом, P0335 не запускает сигнал запуска и P0340 не кодирует сигналы датчика. Такая рациональность звучит достаточно просто, но иногда ЭБУ можно «обмануть», чтобы объявить неправильный сбой. Это более вероятно во время прерывистого отказа. Сбои, такие как прерывистый сбой сигнала P0339, могут вызывать недоумение.
Кроме того, если ни датчики ДПКВ, ни ДПРВ не работают, можно встретить появление без каких-либо кодов. Следует отметить, что датчики ДПКВ и ДПРВ часто имеют общее напряжение питания ЭБУ и заземление датчика.
Смотрите рисунок 7 .
Короткое замыкание в одном датчике может привести к отключению всех датчиков в цепи напряжения питания, а также к заземлению датчика. Мониторинг напряжения питания сенсорного ключа является логическим шагом при отсутствии запуска. Если напряжение датчика не обнаружено, необходимо повторить проверку, отключив разные датчики.
Будь то диагностика кода датчика ДПКВ или ДМРВ, отсутствие запуска или другие проблемы с управляемостью, двух- или более канальный осциллограф является мощным инструментом. Многие области имеют функцию записи, которая чрезвычайно полезна при обнаружении глюков. Одной из причин этого является чрезвычайно большое количество переключателей. Если кольцо CKP имеет 34 слота, а двигатель вращается со скоростью 2500 об / мин, то в минуту проходит 85 000 оборотов. В работе транспортного средства обязательно будет наблюдаться сбой, но никакой другой инструмент не сможет его уловить.
Область применения также важна для определения правильного выбора фаз газораспределения. Всего лишь несколько степеней дисперсии ДПКВ к ДМРВ могут привести к проблемам с кодами и управляемостью. Без заведомо хорошей картины трудно интерпретировать изображение с полной уверенностью.
Онлайновые ресурсы, такие как Международная сеть автомобильных специалистов (iATN.net), содержат базу данных сигналов, которая может быть полезна. Принятие решения о разрыве двигателя для предполагаемой треснутой гибкой пластины или срезанного кулачка на штифт звездочки легче сделать по заведомо плохой схеме.
В то время как изображения области видимости могут сэкономить время по сравнению с разборкой компонента, подключение области видимости лучше всего выполнять с использованием самой простой точки доступа. Некоторые автомобили имеют стартер, коллектор или другое препятствие на пути датчиков. В таких случаях ЭБУ является более простой точкой доступа.
Смотрите рисунки 8 и 9 .
Чтобы получить точный вывод разъема, необходимо подключить сигнал датчика на ЭБУ. Необходимо соблюдать осторожность с хрупкими крышками разъемов и при обратной проверке цепи. Терминальная проверка и тесты покачивания являются безопасными, но побочный ущерб в результате грубого обращения лучше всего избегать.
Сканирующие инструменты имеют смешанное значение для датчиков ДПКВ / ДМРВ. Дисперсия ДПКВ / ДМРВ может быть полезной для определения растяжения цепи ГРМ или износа соответствующего компонента. Многие инструменты также предлагают функцию повторного изучения кривошипа / кулачка.
Хотя специфика этой процедуры может варьироваться, она обычно сбрасывает значение корреляции в ЭБУ. Процедуры обслуживания часто требуют повторного изучения после замены датчиков, цепи / ремней ГРМ, натяжителей или сброса фаз газораспределения.
Процедура повторного изучения может быть необходима для монитора пропуска зажигания и может потребовать вождения транспортного средства.
Несколько менее полезными, если они не вводят в заблуждение, являются значения потока данных, такие как ДПКВ и ДПРВ, присутствующие / не присутствующие или SYNC true / false. Я экспериментировал с прерывистыми прерываниями и манипуляциями с сигналами ДПКВ / ДМРВ во время мониторинга таких PID. Сканер иногда ловит его. Сканирующие инструменты преобразуют последовательные данные, и, в зависимости от конкретного инструмента и количества просматриваемых PID, частота обновления может быть недостаточно высокой.
Эти датчики, как правило, очень надежны, однако иногда они дают сбой без веских объяснений. Высокая температура, вибрация и механический удар являются вероятными подозрениями для датчика, в то время как проблемы с проводкой, разбросом клемм и случайными проблемами ЭБУ объясняют оставшуюся электрическую схему.
Некоторые датчики проходят сотни тысяч км, а некоторые выходят из строя новые.
Замена датчиков ДПКВ / ДМРВ
При замене датчика сначала соблюдайте осторожность, чтобы не уронить его, так как магнит или внутренняя электроника могут быть повреждены. Также следуйте инструкциям относительно воздушного зазора. Как правило, он не регулируется, но убедитесь, что монтажные поверхности чистые и крепежные детали затянуты должным образом.
Некоторые датчики поставляются с наклейкой на конце, которая снимается при вращении тонального кольца. Я проверил увеличение воздушного зазора с помощью прокладок и обнаружил, что сбой сигнала составляет всего 0,100. Без сомнения, датчики
ДПКВ и ДМРВ собирают важную информацию для ЭБУ.
Когда один или несколько из них не работают, ваш клиент будет знать, что есть проблема. Поскольку большое колесо продолжает вращаться. Мы надеемся, что вы сможете протестировать эти датчики, чтобы выяснить причину и сохранить высокий уровень удовлетворенности клиентов.
