Датчик частоты вращения вала акпп

Датчики частоты вращения двигателя

Датчики частоты вращения двигателя используются в системах управления двигателем для

• измерения числа оборотов двигателя и
• определения положения коленчатого вала (положение поршня двигателя).Число оборотов рассчитывается по интервалу между сигналами датчика скорости вращения.

Индуктивные датчики скорости вращения

Конструкция и принцип действия

Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (рис. 1, поз. 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнито мягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита.

Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя (рис. 2). Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ. > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.

Активные датчики скорости вращения

Активные датчики скорости вращения работают по магнитостатическому принципу. Амплитуда выходного сигнала не зависит от числа оборотов. Благодаря этому можно измерять скорость вращения и при очень низком числе оборотов (квазистатическое определение числа оборотов).

Дифференциальный датчик Холла

На проводящей ток пластинке, по которой вертикально проходит магнитная индукция В, поперечно к направлению тока можно снимать напряжение UH (напряжение Холла), пропорциональное направлению тока.

В дифференциальном датчике Холла магнитное поле вырабатывается постоянным магнитом (рис. 3, поз. 1). Между магнитом и импульсным кольцом (4) находятся два сенсорных элемента Холла (2 и 3). Магнитный поток, который проходит сквозь них, зависит от того, находится ли датчик скорости вращения напротив зубца или паза. Благодаря созданию разности сигналов от обоих датчиков достигается снижение магнитных сигналов возмущения и улучшенное соотношение сигнала/шума. Боковые поверхности сигнала датчика могут обрабатываться без оцифровывания непосредственно в блоке управления.

Вместо ферромагнитного зубчатого колеса используются также многополюсные колеса. Здесь на немагнитном металлическом носителе установлен намагничивающийся пластик, который попеременно намагничивается. Эти северные и южные полюсы принимают на себя функцию зубцов колеса.

AMR -датчики

Электрическое сопротивление магниторезистивного материала (АМР, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным.

Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в АМР -датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо (рис. 4). В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.

GMR -датчики

Усовершенствование активных датчиков скорости вращения отражено в использовании технологии GMR (ГМР) (Giant Magneto-Resistance). По причине высокой чувствительности по сравнению с датчиками АМР здесь возможны большие воздушные зазоры, за счет чего предполагаются использования в трудных сферах применения. Более высокая чувствительность производит меньше шумов фронта сигнала.

В ГМР -датчиках возможны также все двухпроводные порты, используемые ранее в датчиках скорости вращения Холла.

Что такое датчик оборотов и зачем он нужен?

Датчик оборотов предусмотрен в устройстве мотора для выполнения функции синхронизирования системы зажигания и впрыска топлива. Нередко этот измеритель еще называют измерителем частоты вращения. Датчик оборотов передает нужную информацию в электрический блок, а также данные о том, какие вращения поддерживает коленчатый вал в конкретный момент. Данный измеритель считается важнейшим механизмом автомобиля, поскольку именно от него зависит взаимодействие большинства систем. Он помогает обеспечить корректное функционирование всего транспортного средства. Особые сигналы обрабатываются ЭБУ и посылаются в измеритель для того, чтобы выяснить несколько важных моментов. Это количество впрыскиваемого топлива в данный момент, сам момент впрыска и время для активации клапана адсорбера, а также момент зажигания и угол поворота распределительного вала. Ну и понятное дело, для определения неисправности и проверки прибора, его для начала необходимо найти в автомобиле.

Замена, установка

При монтаже ДПКВ надо правильно выставить зазор между ним и зубчатой частью шкива. Стандартное правильное значение зазора между сердечником прибора и колесом синхронизации — 0.5–1.5 мм. Этот промежуток регулируется шайбами (прокладками) между посадочным местом сенсора и его корпусом.

Размещение датчика синхронизации оборотов с пояснениями:

Надо следить, чтобы сенсор располагался напротив отметки на колесе синхронизации с определенным углом и зазором — это самые ключевые моменты:

При снятии сенсора надо обратить внимание на правильность его расположения — возможно оно было нарушено, что стало причиной некорректности значений при рабочем изделии

Итак, акцентируем еще раз: самым важным при установке является расположение сенсора по метке с соблюдением прописанного в спецификации зазора к зубчикам реперного колеса КВ.

Калибровка

Датчик может быть исправным, но отображать скорость движения КВ, число оборотов, иные данные с погрешностями, тогда потребуется его калибровка. Процесс при индуктивных типах ДПКВ простой — зазор выставляется шайбами со значением, прописанным в инструкции. Но в некоторых автомобилях он достаточно сложный. Опишем такой пример.

ДЧВ в данном случае стоит на стыке КПП, считывает зубцы с венчика маховика. Посадочный кронштейн снабжен пазами для регулировки, позволяющие делать смещение на 7–8 мм. На последующих в примере схемах измеритель числа вращений двигателя обозначен G28.

Калибровка крайне желательная в таких ситуациях:

• снимали коленвал;
• монтировали неродной, другой маховик;
• после замены блока.

При откручивании маховика от КВ калибровка неизбежная, даже несмотря на то, что кронштейн сенсора не откручивали, не говоря уже когда он снимался.

У некоторых автомобилей процесс калибровки может быть сложным со специнструментами, например, как на изображениях:

Опишем один из вариантов калибровки.

Совмещение отметок на шкиве:

Стопор (фиксатор) помещают в КВ, на место датчика G4 (тут модель с отдельными сенсорами оборотов и КВ), производится фиксация узла

При этом критически важно не подвинуть вал:

Вводят специнструмент VAG3308 в кронштейн ДПКВ и смотрят, располагается ли его торец между выступами маховика:

В нашем примере было обнаружено смещение кронштейна на около 3 мм, из-за этого промах был на пол-зуба. Для калибровки ослабили 2 болта кронштейна ДПКВ, сместили его, чтобы его торец попал между выступами.

Для калибровки необходимо ослабить два болта кронштейна датчика G28, сместить его так, чтобы «клык» попал между делениями маховика и снова завинтить крепление:

Как видим, в описанной ситуации потребуется специнструмент VAG3308 и стопор коленвала VAG3242, без них «на глаз» выставить кронштейн датчика невозможно. Но такая ситуация может быть не у всех моделей автомобилей, информацию о нюансах процедуры не составит труда найти в сети, на спецфорумах. Мы же рассмотрели процедуру для Audi 100 2.6 c датчиком оборотов ДВС G28 (v2.6/2.8).

Надо помнить то, что в паре с ДЧВ двигателя может функционировать отдельный сенсор коленвала G4 как в описанном случае (выше в 4 разделе статьи мы уже писали об этом)

Не всегда он есть, но тут он отдельный, сразу за кондиционерным компрессором, то есть важно не перепутать эти приборы

Как связан тахометр с датчиками авто

При покупке нового тахометра автомобилист может заметить, что в комплекте нет отдельного датчика. На самом деле устройство не оснащается индивидуальным сенсором, который устанавливается на вал двигателя. В нем просто нет необходимости. Достаточно подсоединить провода к одному из следующих датчиков.

Датчик коленвала. Он фиксирует положение кривошипов в 1-м цилиндре двигателя и подает электрический импульс. Этот сигнал идет на магнитную катушку или на процессор (в зависимости от типа устройства). Там импульс преобразуется в соответствующую величину и затем отображается на шкале или циферблате.

Датчик холостого хода (правильно клапан ХХ). В инжекторных двигателях он отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор, обходя заслонку дросселя. В карбюраторных моторах этот регулятор управляет подачей топлива в канал холостого хода (при торможении двигателем он перекрывает поступление бензина, что приводит к экономии топлива). По количеству топлива, которое регулирует клапан, определяются и обороты мотора.

ЭБУ. Современные тахометры подсоединяются к электронному блоку управления, в который поступают сигналы от всех датчиков, подсоединенных к двигателю. Чем больше данных поступает, тем точнее будут замеры. В этом случае показатель будет передаваться с минимальной погрешностью.

Что это такое тахометр для авто

Тахометром называется устройство, подсоединяемое к коленчатому валу мотора , для замера частоты его вращения. Он выглядит в виде датчика со стрелкой и шкалой. Чаще всего функциями этого устройства пользуются автомобилисты, любящие быструю езду. На механической коробке передач или АКПП в ручном режиме есть возможность «раскрутить» двигатель до максимальных оборотов, чтобы получить наилучшую динамику при переключении скоростей.

Вот несколько причин, почему тахометр нужен в каждом автомобиле.

• Работа ДВС на пониженных оборотах (до 2000 об/мин.) заметно снижает расход топлива, однако при этом появятся сопутствующие проблемы. Например, при переключении на повышенную передачу мотор испытывает большую нагрузку. Топливная смесь в камере сгорания распределяется неравномерно, от чего она сгорает не качественно. Как результат – образование копоти на цилиндрах, свечах зажигания и поршнях. На пониженных оборотах масляный насос создает недостаточное давление для смазки двигателя, от чего происходит масляное голодание, и узлы коленвала быстро изнашиваются.
• Постоянная работа двигателя на повышенных оборотах (более 4000) не только ведет к перерасходу топлива, но и заметно снижает его ресурс. В таком режиме ДВС перегревается, масло теряет свои свойства, а детали быстро выходят из строя. Как же определить оптимальный показатель, в пределах которого можно «крутить» мотор?

С этой целью производители устанавливают в автомобили тахометр. Оптимальным для мотора считается показатель в промежутке от 1/3 до 3/4 оборотов, на которых мотор выдает максимальную мощность (этот показатель указывается в технической документации машины).

У каждого автомобиля этот интервал свой, поэтому водитель должен ориентироваться не только на опыт владельцев «боевой классики», а на рекомендации производителя. Для определения этой величины шкала тахометра разделена на несколько зон – зеленая, желтая (иногда это бесцветный промежуток между зеленой и красной) и красная.

Зеленая зона шкалы тахометра указывает на экономный режим работы мотора. В этом случае автомобиль будет обладать слабой динамикой. Когда стрелка перемещается в следующую зону (обычно это показатель выше 3500 об/мин.), двигатель потребляет больше топлива, но при этом развивает максимальную мощность. На этих оборотах необходимо совершать ускорение, например, во время обгона.

Зимой без тахометра тоже не обойтись, особенно во время прогрева двигателя, оснащенного карбюратором. В этом случае водитель регулирует количество оборотов рычагом «подсоса». Разогревать двигатель на высоких оборотах вредно, так как выход на рабочую температуру должен осуществляться плавно (о рабочей температуре мотора читайте в отдельной статье ). По звуку мотора крайне сложно определить этот показатель. Для этого нужен тахометр.

Современные автомобили сами регулируют повышение/понижение оборотов в процессе подготовки двигателя к поездке. В таких машинах данное устройство поможет водителю определять момент переключения скорости.

Как работает датчик коленвала

Прежде чем говорить о неисправностях, лучше бы разобраться в принципе его работы. Есть два типа датчиков, первый из них является индуктивным, а второй работает по эффекту Холла. Второй мы рассматривать не будем, а вот на первом остановимся более подробно.

Диск синхронизации имеет 58 зубьев и два пропуска, таким образом, на целом диске должны быть 60 зубьев. На некоторых дизельных моторах устанавливаются диски с двумя пропусками по два зуба каждые 180 градусов. В подавляющем большинстве автомобилей подобная метка на диске соответствует верхней мертвой точке в первом цилиндре.

Сам датчик состоит из катушки и стального сердечника. Сердечник располагается на расстоянии около 1,5 миллиметров от диска синхронизации, и каждый зуб, проходя мимо него, меняет параметры магнитной индукции, которая возникает в катушке при прохождении через нее напряжения. Так вот, при определенных частотах вращения коленвала сигнал с датчика получается разной частоты, соответственно по этому параметру ЭБУ и понимает, с какой частотой вращается коленвал.

Вопреки мнению многих автомобилистов, данный способ ничего общего с тахометром не имеет, а служит исключительно для формирования правильного момента зажигания и впрыска топлива в цилиндрах.

Какой датчик отвечает за обороты двигателя? Список и нужная информация

Часто проблемы с оборотами начинаются после заправки топливом низкого качества. В таком случае система впрыска просто не в состоянии сделать нормальную смесь.

В итоге обороты начинают плавать. Другая причина в неисправности зажигания. Это также достаточно распространенная проблема. Только исключив все эти причины можно переходить к проверке датчиков.

Где искать поломку?

Какой датчик отвечает за обороты двигателя? Ответ на это вопрос и простой и сложный одновременно. Причина может находиться в 4 различных датчиках:

• Холостого хода (ДХХ);
• Положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);
• Массового расхода воздуха (ДМРВ);
• Рециркуляции отработавших газов (EGR).

Также, в очень редких случаях причиной плавающих оборотов может оказаться датчик положения коленчатого вала. Но это случается крайне редко и мы не будем рассматривать здесь этот вариант. Обычно проблемные датчики выявляются при проведении компьютерной диагностики. Но иногда нет возможности посетить сервис для этой процедуры. Поэтому можно вполне обойтись своими силами для их проверки.

Датчик на холостой ход

Нужно отметить, что при его повреждении обороты будут плавать в основном на холостом ходу. Но в любом случае проверку следует начинать с ДХХ. Для этого нужно сбросить колодку проводов с датчика. После чего проверяется напряжение. Для этого один вывод проводов пускают «на массу», то есть прикладывают к двигателю. Второй провод присоединяют к датчику и замеряют напряжение.

Мультиметр должен выдавать напряжение не менее 12В. Если показатель меньше, то возможно разряжен аккумулятор. После восстановления его заряда возможно и работа двигателя восстановится. Также нужно проверить сопротивление на выводах-оно должно быть равно 53 ОМ. Измерения нужно проводить на парных контактах. Нужно поменять датчик, если сопротивление ниже или выше.

На положение дроссельной заслонки

Этот датчик предназначен для расчета контроллером уровня открытия дроссельной заслонки. Его устанавливает на ось дросселя. При нажатии на педаль акселератора он возвращается вместе с дросселем. По сути это переменный резистор, который в зависимости от угла поворота меняет уровень напряжения, который подается на контроллер.

Проверяется таким образом. Включается зажигание, и замеряется напряжение на выводах датчика. Оно должно колебаться от 0 при стартовом положении, до 12 В при максимальном. Также можно измерить сопротивление, но это не обязательно. Если напряжение отсутствует, или растет нестабильно, то ДПДЗ неисправен, необходимо его изменить.

Датчик на массовый расход воздуха

Этот датчик контролирует и позволяет нормализовать поступление воздуха в топливную смесь. Признаками его неисправности являются следующие проблемы:

• Нестабильные обороты;
• Проблемы с заводом теплого двигателя;
• Снижение мощности.

Проверка этого датчика осуществляется по разному. Самым простым из них является отключение ДМРВ и поездка без него. Если негативные моменты пропали, то скорее всего причина именно в датчике. Также отказ датчика может быть спровоцирован некачественной прошивкой. Для этого под упор заслонки дросселя помещают пластинку толщиной 1 мм, При этом обороты немного должны увеличиться. После снимают фишку с интересующей нас датчика. Если двигатель продолжал работать, причина в «кривой» прошивке.

Также проверка выполняется путем измерения напряжения. Для этого возьмите мультиметр, его следует выставить на максимальное напряжение 2 Ст. Далее замеряется напряжение на выводах. На новом полностью исправном датчике оно должно колебаться в пределах 0,98-1,01 Ст. О неисправности ДМРВ говорит напряжение более 1,05 Ст. В таком случае его следует заменить.

Датчик на рециркуляцию отработавших газов (EGR). Это приспособление отвечает за снижение концентрации азота в продуктах сгорания топлива. Так как он располагается непосредственно в выпускном коллекторе, то также может влиять на обороты. Если его заклинивает в одном положении, то ЭБУ получает сигнал о неверной работе двигателя и начинает пытаться провести регулировку. Вследствие чего обороты и скачут. Обнаружить это проще всего путем диагностики двигателя.

Вывод. Плавающие обороты не редкость, это может происходить по разным причинам. Проверять надо все варианты. Если у вас нет сомнений в работоспособности основных систем автомобиля, то следует задаться вопросом, какой датчик отвечает за обороты двигателя. Вариантов здесь несколько. Для более точного и быстрого поиска причин требуется провести диагностику, но некоторые проблемы можно выявить и без этого.

Полезная информация? Сохраните у себя, чтобы не потерять

Где располагается датчик частоты вращения?

Индукционный измеритель или датчик оборотов в основном располагается над маркерным диском транспортного средства. В свою очередь этот элемент может находится либо на маховике, либо на коленвале внутри блока цилиндров, либо спереди моторного отсека на коленвале. Очень часто небольшая кривизна зубцов маховика или наличие маленького скола могут привести к нарушениям в работе системы зажигания. Тогда силовой агрегат не сможет работать на повышенных частотах вращения и будет происходить хаотичное искрообразование. Кроме того, на некоторых автомобилях этот датчик может быть заменен датчиком Холла. Это устройство способно передавать в главный блок управления сигнал о фазах механизма газораспределения, а также обороты мотора. Если это так, то прибор будет расположен у распределительного вала. Если измеритель частоты вращения выйдет из строя, автомобилист не сможет завести свое транспортное средство. И если после доскональной проверки систем зажигания и топлива существенных отклонений не будет выявлено, нужно обязательно проверить работоспособность самого датчика оборотов. Если же возникает так называемое плавающее вращение двигателя, то понадобится проверить сразу все варианты проблем. Ну а для своевременного обнаружения неполадок желательно повести диагностику автомобиля.

Что можно сделать при выходе из строя датчика оборотов, подробнее будет рассказано в этом видео:

Источник

Разновидности автомобильных датчиков оборотов двигателя

Есть несколько типов автомобильных измерителей вращений двигателя по принципу создания и регистрации изменений в чувствительной среде.

Индукционные (индуктивные)

Индуктивные датчики синхронизации оборотов двигателя самые простые, распространенные, дешевые, но это не уменьшает их эффективность.

Основной элемент индукционных детекторов числа вращений ДВС — катушка, намагничивающая сердечник и создающая магнитные потоки.

В следующем объяснении цифровые ссылки на рисунок ниже. Индуктивный датчик синхронизации устанавливается сразу напротив зубчатой ферромагнитной части КВ (7). На ней также есть небольшой воздушный зазор (место, где отсутствуют выступы). Датчик внутри состоит из стального намагниченного сердечника (полюсный контактный стержень, 4), с обмоткой тонкой медной, изолированной эмалью, проволокой (5), наподобие как у трансформаторов. Данный элемент связан с постоянным магнитом (1).

Алгоритм работы:

1. Полюсный контактный штырь распространяет магнитополе, которое проходит на зубчатый вал.
2. Зубцы задевают магнитопоток, идущий через катушку, его свойства на выступах и впадинах меняются. На первых этот рассеиваемый поток становится более концентрируемым (пучок). На вторых, наоборот, осуществляется ослабление указанного явления.
3. Вышеуказанные трансформации индуцируют на витках обмотки выходное переменное напряжение с определенной синусоидой. Величина пропорциональная скорости и количеству оборотов (рис. 2). Амплитуда быстро растет с их повышением (от нескольких мВ до 100 В и больше). Достаточное значение образовывается, начиная с минимального числа вращений от 30/мин.

Оптические

Конструкция состоит из ИК-светодиода с установленным напротив него приемником. Между элементами — зубцы коленвала. Линия излучения пересекается этими выступами, что фиксирует приемник и отправляет соответствующий импульс на ЭБУ. Применяются реже.

Активные

Далее рассмотрим так называемые «активные» датчики вращений мотора, работающие по магнитостатическому методу. При них на амплитуду выходного импульса не влияет число оборотов, поэтому становятся доступными измерения интенсивности поворотов КВ при чрезвычайно низком количестве таковых (квазистатический мониторинг). Такие изделия намного более продвинутые, с расширенными возможностями.

Датчики числа вращений двигателей с дифференциальными детекторами Холла

На токопроводящей пластине, пропускающей в вертикальном направлении магнитную индукцию, поперечно к течению тока можно фиксировать пропорциональное его направлению, так называемое напряжение Холла.

Рисунок со схемой данного варианта выше. В таком дифдатчике ДПКВ поле создается постоянным магнитом (1). Два сенсора Холла (2 и 3) размещены между магнитом и кольцом, продуцирующим импульсы (4). В магнитопотоке происходят изменения в зависимости от того, что оказывается на нем — впадина или зубец. Разностью сигналов двух сенсоров снижается возмущение, уровень отклонений, улучшается соотношение сигнала и шума. Боковые участки сигнала могут анализироваться без оцифровки прямо на блоке управления.

Зубчатые колеса синхронизации могут быть не только ферромагнитными, но и многополюсными, где немагнитный носитель из металла снабжен кусочком специального пластика, который попеременно намагничивается. Северные и южные полюсы такого элемента выполняют роль делений.

AMR

Чувствительная часть AMR сенсоров синхронизации оборотов автомобиля сделана из магниторезистивного состава.

АМР — анизотропный магниторезистивный. Первый термин означает, что электросопротивление этого материала зависит от направленности воздействующего магнитополя. Такой сенсор установлен между магнитом и импульсным диском (аналог зубчатого, как при индуктивных сенсорах).

При вращении импульсного активного диска линии поля изменяют свои параметры, что формирует синусоидальное напряжение, усиливаемое схемой обработки данных, преобразовываемое ею в импульс прямоугольной геометрии.

GMR

В данном случае применяется инновационная технология Giant Magneto-Resistance. Такой сенсор намного чувствительнее, чем AMR — тут возможны значительные воздушные промежутки.

GMR-датчики оборотов двигателя применяются для сложных условий, высокая сенситивность создает меньше шумов, погрешностей сигнала.

Продвинутые ГМР детекторы оснащают двухпроводными портами, они же иногда встречаются в сенсорах вращения Холла.

Дифференциальный датчик Холла

На проводящей ток пластинке, по которой вертикально проходит магнитная индукция В, поперечно к направлению тока можно снимать напряжение UH (напряжение Холла), пропорциональное направлению тока.

• а Расположение датчика
• b Сигнал датчика Холла
• большая амплитуда при маленьком воздушном зазоре
• маленькая амплитуда при большом воздушном зазоре
• с Выходной сигнал

1. Магнит
2. Датчик Холла 1
3. Датчик Холла 2
4. Зубчатое колесо

В дифференциальном датчике Холла магнитное поле вырабатывается постоянным магнитом (поз. 1). Между магнитом и импульсным кольцом (4) находятся два сенсорных элемента Холла (2 и 3). Магнитный поток, который проходит сквозь них, зависит от того, находится ли датчик скорости вращения напротив зубца или паза. Благодаря созданию разности сигналов от обоих датчиков достигается снижение магнитных сигналов возмущения и улучшенное соотношение сигнала/ шума. Боковые поверхности сигнала датчика могут обрабатываться без оцифровывания непосредственно в блоке управления.

Вместо ферромагнитного зубчатого колеса используются также многополюсные колеса. Здесь на немагнитном металлическом носителе установлен намагничивающийся пластик, который попеременно намагничивается. Эти северные и южные полюсы принимают на себя функцию зубцов колеса.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине