Датчик положения распределительного вала: работа, типы, тестирование и его применение

Настоящее время, автомобильные датчики стали очень важными за эти годы, которые помогают отслеживать различные проблемы автомобилей и отправлять информацию в электронный блок управления (ECU) или водителю автомобиля. ЭБУ в определенных ситуациях вносит некоторые коррективы в конкретный компонент в зависимости от информации, полученной от автомобильного датчика. Как правило, датчики в автомобилях контролируют различные аспекты, такие как температура, состояние двигателя, система охлаждения, давление масла, скорость автомобиля, уровни выбросов и т. д. Существуют различные типы датчиков используется в автомобилях, таких как поток воздуха, детонация двигателя, частота вращения двигателя, напряжение, кислород, положение дроссельной заслонки, датчик положения распределительного вала, MAP, подушка безопасности, парковка автомобиля, датчик положения коленчатого вала и т. д. В этой статье обсуждается обзор датчик положения распредвала , его работа и его приложения.

Что такое датчик положения распредвала?

Автомобильный датчик, который используется в двигателе автомобиля для измерения положения и вращения распределительного вала и отправки информации в модуль управления двигателем автомобиля, известен как датчик положения распределительного вала. Этот датчик также известен как фазовый детектор или датчик идентификации цилиндра. Это очень маленькое и очень важное магнитное устройство в каждом современном автомобиле, потому что оно гарантирует, что двигатель автомобиля работает правильно или нет.

Этот датчик расположен рядом с двигателем автомобиля и его можно найти за головкой цилиндра или в долине подъемника автомобиля. Датчик положения распределительного вала обычно расположен на восьмиклапанных двигателях в головке цилиндров, тогда как на головке цилиндров шестнадцатиклапанных двигателей он расположен. схема датчика положения распредвала показано ниже.

Принцип работы

принцип работы датчика положения распредвала в основном зависит от Датчик Холла или оптический датчик для определения вращения распределительного вала. Датчик Холла определяет оборот с помощью магнитного поля, тогда как оптический датчик определяет положение распределительного вала с помощью светового луча. Датчик положения распредвала обычно работает на эффекте Холла или магнитный датчик . Таким образом, он работает просто путем определения пути железной шестерни, соединенной с распределительным валом, когда он вращается. Как только шестерня проходит мимо датчика, она формирует сигнал и передает его на ЭБУ. После этого ЭБУ использует эти данные для настройки систем опережения впрыска топлива и зажигания.

Если этот датчик не работает должным образом, это снижает рабочие характеристики двигателя, снижает эффективность использования топлива и увеличивает выбросы. Неисправный датчик положения распределительного вала может привести к пропуску зажигания в двигателе и травмам, что может быть очень опасно во время вождения.

Функции

Его основная функция заключается в предоставлении модулю управления двигателем (ECM) или блоку управления двигателем (ECU) точной информации о положении и скорости распределительного вала. Эта информация необходима для правильной работы двигателя и различных связанных с ним систем. Вот основные функции датчика положения распредвала:

Определение положения распределительного вала:

• Основная функция датчика положения распределительного вала заключается в определении точного положения распределительного вала при его вращении. Эта информация помогает модулю управления двигателем (ECM) синхронизировать открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя с соответствующими положениями поршней. Правильная синхронизация клапанов имеет решающее значение для эффективного сгорания и производительности двигателя.

Оптимизация момента впрыска топлива:

• Точно определяя положение распределительного вала, датчик CMP помогает ECM определить оптимальное время для впрыска топлива. Это гарантирует, что нужное количество топлива впрыскивается в камеру сгорания в нужный момент, повышая эффективность использования топлива и снижая выбросы.

Согласование времени зажигания:

• Датчик положения распределительного вала также играет роль в координации опережения зажигания. ECM использует информацию о положении распределительного вала, чтобы определить, когда запускать зажигание от свечи зажигания, гарантируя, что сгорание происходит в правильный момент цикла двигателя.

Обнаружение осечек:

• Неисправный датчик положения распределительного вала может привести к пропускам зажигания, когда топливо не воспламеняется должным образом в одном или нескольких цилиндрах. Данные датчика помогают ECM идентифицировать и диагностировать эти пропуски зажигания, что позволяет системе предпринять корректирующие действия.

Включение изменения фаз газораспределения (VVT):

• В двигателях, оснащенных системами изменения фаз газораспределения, датчик положения распределительного вала помогает контролировать момент открытия и закрытия клапана. Это может оптимизировать производительность двигателя, мощность и топливную экономичность в различных условиях эксплуатации.

Управление производительностью двигателя:

• ECM использует данные о положении распределительного вала для контроля и регулировки различных параметров двигателя, в том числе топливно-воздушной смеси, фаз газораспределения и опережения зажигания. Это обеспечивает эффективную работу двигателя и соответствие нормам выбросов.

Поддержка безопасности двигателя:

• В некоторых случаях неисправный датчик положения распределительного вала может привести к тому, что модуль управления двигателем перейдет в «безопасный режим» для предотвращения потенциального повреждения. Это может включать ограничение мощности двигателя для защиты критических компонентов.

Диагностика проблем с двигателем:

• Датчик положения распределительного вала способствует бортовой диагностике (OBD), предоставляя ценные данные, которые можно использовать для выявления проблем с работой двигателя и неисправностей. Эти данные можно прочитать с помощью диагностических инструментов для устранения неполадок.

Типы датчиков положения распредвала

Доступны три типа датчиков положения распределительного вала: магнитного типа, на эффекте Холла и на выходе переменного тока, которые обсуждаются ниже.

Датчик магнитного типа

Этот тип датчика положения распределительного вала идентифицируется просто по двум проводам. Этот датчик генерирует собственное напряжение, синусоидальный сигнал переменного тока. Этот датчик может быть расположен внутри распределителя или над распределительным валом. Когда этот датчик находится рядом с распределительным валом, к которому подключено устройство с постоянными магнитами, каждый раз, когда магнит будет проходить через датчик и создавать магнитное поле, результирующий импульс может быть передан в ECM для дальнейшей обработки.

Датчик распредвала на эффекте Холла

Этот тип датчика распределительного вала включает в себя три провода, где первый провод используется для питания, следующий провод для заземления, а последний провод для передачи сигнала напряжения на ПК. Этот датчик расположен на распределительном валу или в распределителе. Этот датчик имеет экран через прорезь и магнит, расположенный над валом. Как только экран этого датчика перемещается между датчиком и магнитом, этот датчик включается и выключается. Если этот экран имеет сплошную область перед датчиком, то напряжение обратной связи может быть нарушено при разделении магнитного поля.

Выходной датчик переменного тока

Выходной датчик переменного тока — это датчик особого типа, используемый для получения сигнала переменного напряжения, такого как выходной сигнал. Модуль управления двигателем в автомобиле выдает чрезвычайно высокую частоту для катушки возбудителя, расположенной рядом с вращающимся диском.

Этот вращающийся диск расположен на конце распределительного вала и имеет прорезь. Как только этот паз проходит через катушку, она возбуждается за счет взаимной индукции, и сигнал, указывающий на положение первого цилиндра, передается в модуль управления двигателем. Эти типы датчиков часто встречаются в двигателях Vauxhall ecoTEC.

Схема подключения датчика положения распределительного вала

Датчик положения распределительного вала обычно используется для определения положения распределительного вала двигателя и преобразования его в электронный сигнал, после чего он отправляет его в ЭБУ автомобиля. Это положение датчика доступно с различными схемами подключения, такими как двухпроводная и трехпроводная. Схема подключения трехпроводного датчика положения распределительного вала показана ниже.

3-проводной датчик положения распределительного вала включает в себя три провода; провод опорного напряжения, сигнальный провод и заземление. Эти три провода просто подключаются к электронному блоку управления. Этот датчик получает питание от ECU, GND этого датчика берется от электронного блока управления и, наконец, сигнальный провод напряжения идет от датчика распределительного вала к электронному блоку управления.

Трехпроводной датчик распределительного вала имеет магнит и стальной материал, такой как германий, и транзистор. Как только объект приближается очень близко к этому датчику, его магнитный поток будет изменяться, таким образом, внутри материала генерируется напряжение, которое усиливается через транзистор и передается в ЭБУ.

Интерфейс датчика положения распределительного вала с микроконтроллером (Arduino или PIC):

Как мы видели выше, доступны различные типы датчиков распределительного вала. Каждый поставляется со своими типами вывода. При подключении датчика распределительного вала к микроконтроллеру необходимо учитывать следующие моменты.

1. Понимание выходного сигнала датчика:

Определите тип сигнала, который выдает ваш датчик положения распределительного вала. Это может быть цифровой сигнал (ВКЛ/ВЫКЛ), аналоговое напряжение или сигнал ШИМ (широтно-импульсной модуляции). В случае

• Датчики Холла:

• • • Тип вывода: Цифровой
    • Описание: Датчики на эффекте Холла обнаруживают изменения в магнитном поле. Обычно они выдают цифровой сигнал, который переключается между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ состояниями при вращении распределительного вала, указывая положение распределительного вала.

• Оптические датчики:

• • • Тип вывода: Цифровой (обычно)
    • Описание: Оптические датчики используют свет для определения положения распределительного вала. Они часто предоставляют цифровой сигнал с импульсами, которые представляют положение распределительного вала.
• Магнитные датчики (датчики переменного магнитного сопротивления):
  • • Тип выхода: Переменный (аналоговый)
    • Описание: Магнитные датчики генерируют аналоговый сигнал напряжения, который меняется при вращении распределительного вала. Амплитуда сигнала изменяется в зависимости от положения распределительного вала.

2. Выберите входные контакты:

На микроконтроллере выберите цифровые или аналоговые контакты, которые вы будете использовать для подключения к датчику положения распределительного вала. Убедитесь, что эти контакты совместимы с выходным сигналом датчика и уровнями напряжения.

1. Проводка: Подключите выход датчика положения распределительного вала к выбранным входным контактам на микроконтроллере. При необходимости используйте соответствующие делители напряжения или преобразователи уровня, чтобы обеспечить совместимость уровней напряжения датчика с микроконтроллером.

1. Источник питания: Обеспечьте необходимое питание датчика положения распределительного вала. Это может включать подключение датчика к подходящему источнику напряжения (например, 5 В) и подключение его земли (GND) к земле микроконтроллера.

1. Прочитайте данные датчика: Напишите код на языке программирования, поддерживаемом вашим микроконтроллером (например, C/C++, Python и т. д.), чтобы считать сигнал с датчика. При необходимости используйте функции digitalRead() или AnalogRead().

6. Обработка данных: В зависимости от типа датчика может потребоваться дополнительная обработка данных датчика. Например, если вы используете цифровой датчик, вы можете напрямую использовать его состояние для своего            приложения. Если вы используете аналоговый датчик, вам может потребоваться преобразовать аналоговое напряжение в значимое значение.

Интерфейс датчика распредвала к коду микроконтроллера:

#include<Ардуино.h>

const int sensorPin = 2; // Заменить фактическим номером вывода

целое значение датчика = 0;

недействительная установка () {

pinMode(sensorPin, INPUT);

Серийный.начать(9600);

}

недействительный цикл () {

SensorValue = digitalRead(sensorPin);

Serial.println (значение датчика);

задержка(1000); // Задержка на 1 секунду

}

Симптомы датчика положения распределительного вала

Когда датчик поршня распределительного вала выходит из строя, может возникнуть ряд проблем. Таким образом, есть некоторые предупреждающие симптомы, которые возникают до того, как этот датчик полностью выйдет из строя и двигатель автомобиля остановится.

Убедитесь, что индикатор двигателя горит

Индикатор двигателя загорается, если датчик положения распределительного вала перестает работать. После того, как этот свет загорится, необходимо немедленно остановить автомобиль. Если не обращать на это внимания, то это нанесет серьезный вред двигателю автомобиля.

Проблемы с зажиганием

Как только начинаются какие-то проблемы с датчиком, то сигнал, который передается на двигатель автомобиля, тоже не работает. Значит передаваемый сигнал очень слабый и он не даст завести машину так как не будет мерцания от системы зажигания.

Топливная эффективность плохая

Если транспортное средство не обеспечивает достаточное количество топлива для двигателя автомобиля, датчик может предоставить неверную информацию в ECM, в противном случае топливные форсунки могут открываться в течение очень долгого времени. Таким образом, это приведет к тому, что двигатель будет работать не очень эффективно, вызовет детонацию двигателя и может привести к очень серьезным травмам.

Переключение передач плохое

Если датчик положения распредвала неисправен, то автомобили с автоматической коробкой передач столкнутся с некоторыми проблемами при переключении передач автомобиля. Поэтому нужно выключить двигатель автомобиля, немного подождать и снова запустить двигатель. Кроме того, данные, полученные через ECM от неисправного датчика, не позволяют соленоиду переключения работать и переключать передачи автомобиля, что известно как аварийный режим, и помогает защитить двигатель автомобиля от повреждений, снижая скорость двигателя.

Остановка двигателя

Как только двигатель автомобиля заглохнет или остановится во время движения из-за недостаточной подачи топлива в двигатель топливными форсунками, двигатель может заглохнуть, и автомобиль может быть поврежден.

Расход топлива высокий

Неисправный датчик может негативно повлиять на экономию топлива, что означает, что двигатель автомобиля потребляет больше топлива. Эта проблема возникает очень редко, хотя мы не можем ее игнорировать и нуждаемся в немедленной замене или ремонте датчика.

Плохое ускорение

Плохой разгон происходит из-за плохого датчика положения распредвала. Как только этот датчик перестанет работать, автомобиль не будет разгоняться очень быстро. Как только происходит плохое ускорение, это приводит к тому, что ваш автомобиль разбрызгивается, испытывает недостаток мощности, низкую скорость, останавливается или даже глохнет.

Пропуски зажигания в двигателе

Сигнал датчика необходим для работы топливных форсунок и двигателей. Если этот датчик выходит из строя, это может привести к пропуску зажигания двигателя и вибрации при ускорении.

Запах газа

Неисправный датчик может косвенно сбрасывать несгоревшее топливо в выхлопную систему автомобиля. Таким образом, это не только влияет на экономию топлива, но также вызывает появление черного дыма и явного запаха, что крайне небезопасно для людей.

Грубый холостой ход

Выход из строя датчика может стать причиной неровной работы двигателя автомобиля на холостом ходу. Раз датчик выходит из строя, то это происходит из-за асинхронного сгорания внутри цилиндра.

Как проверить датчик положения распредвала с помощью мультиметра

Проверка датчика положения распределительного вала очень важна для проверки его надлежащего функционирования. На эти датчики могут влиять многие неисправности, которые могут повлиять на отказ датчика или его неравномерную работу. Таким образом, точная диагностика датчика является очень важным испытанием. Проверка датчика положения распределительного вала возможна с помощью мультиметра или осциллографа. Таким образом, проверить датчик положения распределительного вала с помощью мультиметра очень просто и быстро.

Чтобы проверить этот датчик с помощью мультиметра, необходимо измерить напряжение датчика, которое создается на его сигнальном проводе. Здесь получаемые данные в основном зависят от типа датчика и транспортного средства. Кроме того, в зависимости от типа датчика они имеют разные контакты, поскольку датчик распределительного вала индуктивного или магнитного типа включает в себя два провода, тогда как датчик на эффекте Холла включает три провода.

Прежде чем начать проверку датчика с помощью мультиметра, вы должны установить коробку в нейтральное положение или в парке, установить автомобиль на стояночный тормоз и отсоединить топливную систему, просто потянув перемычку топливного насоса с блока предохранителей, чтобы избежать начиная.

Тестирование 3-проводного датчика положения распределительного вала

Для проверки трехпроводных датчиков положения распредвала необходимо установить на мультиметре режим постоянного напряжения и разъединить разъем датчика.

• Во-первых, красный щуп мультиметра необходимо подключить к проводу питания, а черный щуп — к минусу аккумулятора;
• После этого в течение нескольких секунд попытайтесь завести двигатель автомобиля.
• Теперь показания напряжения на мультиметре должны быть около 5 вольт.
• Чтобы убедиться, что минусовой провод разъема датчика не поврежден и не закорочен, подсоедините к нему красный щуп и держите черный щуп над отрицательной клеммой аккумулятора.
• Теперь нужно снова запустить двигатель автомобиля, напряжение на экране мультиметра должно быть 0,1 или 0,2 В.
• Этот же процесс нужно проверить только сигнальным проводом, теперь напряжение на экране мультиметра должно меняться от 0 до 5 вольт, если датчик исправен.
• Теперь, не запуская двигатель автомобиля и только при включенном зажигании, измерьте напряжение между плюсовым и сигнальным контактами, оно должно быть не менее 90% напряжения питания.

Как заменить датчик распредвала?

Чтобы заменить этот датчик, необходимо выполнить следующие шаги.

• Сначала мы должны отделить отрицательный кабель аккумулятора.
• Этот датчик необходимо разместить обычно на передней, задней или верхней части двигателя автомобиля, и к нему, вероятно, будет подключен 2-3-проводной разъем.
• Как только вы его обнаружите, вам нужно будет отсоединить язычок над датчиком, чтобы отделить провода от датчика распределительного вала.
• Без промедления снимаем болт крепления датчика распредвала к двигателю автомобиля.
• Вытащите изношенный датчик через небольшой поворот.
• После подключения нового датчика необходимо нанести немного моторного масла на уплотнительное кольцо датчика.
• Установите новый датчик и защитите его крепежными болтами.
• Снова правильно подключите разъем провода к датчику распредвала.
• Наконец, подключите отрицательную клемму аккумулятора.
• Затем совершите тест-драйв, чтобы узнать, работает ли датчик положения распределительного вала.

Приложения

датчик положения распредвала использует включая следующее.

• Датчик распределительного вала позволяет системе управления двигателем определять точное положение привода коленчатого вала.
• Этот датчик отслеживает вращение распределительного вала, ориентируясь на то, открыты или закрыты клапаны.
• Этот датчик используется в двигателе автомобиля для измерения положения и оборотов распределительного вала.
• Они используются внутри BLDC двигатели или используется в автомобилях.
• Этот датчик используется в некоторых двигателях Vauxhall ECOTEC.

Таким образом, это обзор датчика положения распредвала , его работа и его приложения. Это электронный компонент, используемый для сбора информации о скорости вращения и положении распределительного вала. Он передает данные в электронный блок управления автомобиля, чтобы он устанавливал время для систем зажигания и впрыска топлива. Существует множество причин отказа датчика распределительного вала, таких как внутренние короткие замыкания, механические повреждения, поломка энкодера и прерывание связи с CU (блоком управления). Вот вопрос к вам, что такое датчик положения коленчатого вала?