Предметы:
- введение
- Расположение датчика и импульсного колеса
- Отсутствующий зуб в пульсовом колесе
- Работа датчика положения коленвала
- Измерение сигналов с помощью осциллографа
Инлейдинг:
Датчик положения коленчатого вала (также называемый датчиком ВМТ или датчиком частоты вращения двигателя) обычно устанавливается в нижней части блока двигателя рядом с маховиком. При работающем двигателе датчик положения коленчатого вала считывает импульсы зубьев колеса или магнитов, которые проходят мимо измерительного элемента датчика. Датчик положения коленвала производит изменение магнитного поля между датчиком и импульсным колесом, изменение напряжения сигнала (индуктивного или Холла). Скорость, с которой эти импульсы следуют друг за другом, является показателем скорости. В какой-то момент на импульсном колесе отсутствуют один или два зубца. Результирующий сигнал для двигателя устройство управления двигателем указание положения, в котором находятся поршни. Это позволяет системе управления двигателем определять, среди прочего, момент впрыска и момент зажигания. Частота вращения коленчатого вала также регулируется в соответствии с тахометр отправлено в комбинацию приборов.
Расположение датчика и импульсного колеса:
Импульсное колесо (также называемое спусковым колесом, опорным колесом или реактивным колесом) может быть расположено в различных местах внутри или на двигателе:
- снаружи на шкиве коленвала: в старых двигателях мы видим, что шкив коленвала, через который приводится клиновой или многоременный ремень, имеет зубья. Мы больше не встречаем такую форму внешних импульсных колес в современных двигателях;
- внутри посредством шлифованных зубьев на коленчатом валу: импульсное колесо расположено на коленчатом валу с внутренней стороны фланца коленчатого вала и видно при демонтаже масляного поддона;
- снаружи на заднем сальнике коленчатого вала: зубчатое кольцо или магнитное кольцо установлено снаружи блока цилиндров между внешней стороной фланца коленчатого вала и маховиком. Доступ к нему возможен после разборки маховика.
Датчик коленвала направлен в сторону импульсного колеса. В современных двигателях датчик коленвала часто располагается сбоку двигателя рядом с маховиком. На изображениях ниже показаны три различных места установки датчика положения коленчатого вала и импульсного колеса: зубцы на коленчатом валу на внутренней стороне фланца и на внешней стороне фланца магнитное кольцо и зубчатое кольцо.
На изображениях выше показаны импульсные колеса с датчиками положения коленчатого вала, используемые VAG и BMW. Версия, которая часто используется в VAG, состоит из кассеты, в которой зубчатое импульсное колесо содержит также корпус сальника коленвала. Магнитное кольцо BMW надвинуто на фланец коленчатого вала. При замене маховика следите за тем, чтобы это магнитное кольцо не выпало. Часто бывает, что после замены сцепления в том числе и маховика двигатель больше не хочет заводиться, потому что магнитное кольцо не было переустановлено.
Отсутствующий зубец в пульсовом колесе:
Датчик положения коленчатого вала измеряет зубья опорного колеса, которое установлено на коленчатом валу. Датчик положения коленвала «подсчитывает» проходящие мимо зубья и «замечает» отсутствие зуба при каждом обороте. По отсутствующему зубу система управления двигателем знает, в каком положении находится коленчатый вал, а значит, и на какой высоте находится поршень в цилиндре во время такта сжатия.
Отсутствующий зуб расположен в том месте, где поршень цилиндра 1 находится между 90 и 120 градусами перед ВМТ. Поэтому название «датчик ВМТ» неверно: датчик измеряет не точку, когда поршень находится в ВМТ, а положение, в котором поршень готов переместиться в ВМТ.
Многие двигатели оснащены импульсным колесом 36-1 или 60-2. В этом примере мы обсудим импульсное колесо 36-1. Это импульсное колесо имеет 36 зубцов, один из которых сточен. При каждом повороте коленчатого вала (360°) проходит 36 (без недостающих) зубьев. Это означает, что каждые 10° один зуб проходит мимо датчика.
На снимке мы видим, что отсутствующий зуб находится почти вверху. В этом положении двигатель находится в ВМТ. Направление вращения — по часовой стрелке, то есть ранее на 90° отсутствующий зуб пролетел мимо датчика. Эта позиция является ориентиром. Во время поворота на 90° поршень цилиндра 1 переместился из ВМТ в ВМТ.
В тот момент, когда отсутствующий зуб прошел мимо датчика, датчик преобразовал это в изменение сигнала коленчатого вала, и это стало точкой распознавания (точкой отсчета) для системы управления двигателем, чтобы начать впрыск и/или зажигание на несколько зубов позже.
Когда частота вращения двигателя или нагрузка на двигатель увеличиваются, мы говорим о «предварительная инъекция«Или»опережение зажигания«. Это возможно с использованием контрольной точки 90 или 120° для ВМТ. Пример относительно момента зажигания:
- При низкой скорости и малой нагрузке (1000 об/мин при 25 кПа) опережение зажигания 15°† Это соответствует полтора зуба до БДП;
- При повышенных оборотах и увеличенной нагрузке (3100 об/мин при 60 кПа) опережение зажигания составляет примерно 30°† Это соответствует три зуба перед БДП.
Когда в последней ситуации необходимо зажечь три зубца до ВМТ, система управления двигателем успевает включить катушку зажигания между 9 зубцами (90°) от контрольной точки и тремя зубцами (30°) от желаемого зажигания. время, чтобы зажигание началось до того, как поршень достигнет ВМТ.
Датчик положения коленчатого вала посылает сигнал, по которому система управления двигателем может сделать вывод, что поршень цилиндра 1 находится в положении 90.° из 120° перед БДП. Неизвестно, занят ли поршень тактом сжатия или тактом выпуска.
- Двигатель только с датчиком положения коленчатого вала оснащен катушкой зажигания DIS, в которой все свечи зажигания генерируют искры при каждом повороте коленчатого вала, что приводит к «потерянной искре» во время такта выпуска;
- Датчик распредвала необходим для индивидуального управления катушками и форсунками. На основании информации датчика распределительного вала система управления двигателем может определить, что цилиндр 1 занят тактом сжатия, а не тактом выпуска.
Благодаря комбинации датчика коленчатого и распределительного валов достигается скорость и контроль системы впрыска и зажигания на каждый цилиндр.
Работа датчика положения коленвала:
На нижнем левом изображении показаны линии магнитного поля, которые создаются, когда зуб коленчатого вала проходит мимо магнита датчика положения коленчатого вала. Сигнал коленчатого вала можно увидеть на правом нижнем изображении. Для каждого отсутствующего зуба на коленчатом валу можно увидеть увеличенное расстояние по ширине и увеличенную амплитуду сигнала. Система управления двигателем распознает увеличенную ширину сигнала как контрольную точку, в которой поршень находится под углом 90° или 120° перед ВМТ.
Электрические схемы датчика положения коленвала:
Для измерения датчика положения коленчатого вала сначала обратимся к электрические схемы. На рисунках ниже показаны датчики того же двигателя (VW Golf VI).
- На схеме VAG датчик положения коленчатого вала имеет код компонента G28, а в данных HGS B56);
- На схемах VAG на ЭБУ указан код T60 с номером контакта разъема позади него (T60/25), а в данных HGS — буква B (B25). В другом месте на схеме указано, что разъем B — это 60-контактный разъем ЭБУ).
Напряжение питания 25 Вольт подается с контакта 5 ЭБУ на датчик положения коленчатого вала, датчик давления топлива, клапан EGR, дроссельную заслонку и датчик положения регулировки турбонаддува. На фото выше не все компоненты. Таким образом, контакт 25 предназначен для источника питания. Контакт 53 для массы (виден на диаграмме данных HGS) и контакт 52 для сигнала от датчика положения коленчатого вала. Можем измерить непосредственно на контакте 52 в разъеме ЭБУ, либо подключаем один коммутационная коробка чтобы иметь возможность безопасно и четко проводить измерения в разъеме 52 коммутационной коробки.
Измерение сигналов осциллографом:
Сигнал коленчатого вала может отображаться с помощью двухканального измерения относительно сигнала распределительного вала. С помощью этих сигналов можно определить, в порядке ли еще синхронизация распределения или, например, сигнал распределительного вала отстает от сигнала коленчатого вала из-за растянутой цепи газораспределительного механизма. На изображении ниже показано измерение сигнала коленчатого вала (канал A, синий) в сравнении с сигналом распределительного вала (канал B, красный).
В сигналах датчиков коленвала и распредвала мы можем распознать следующие моменты:
- За каждый оборот распределительного вала (точки идентификации: две узкие колодки) проходят четыре недостающих зубца коленчатого вала;
- Коленчатый вал делает два оборота, а распределительный вал — один (передаточное число 2:1), что означает, что при каждом полуобороте коленчатого вала один недостающий зуб проходит мимо датчика.
Двигатель в данном примере (VW Golf VI) оснащен зубчатым импульсным колесом с отсутствующим зубом каждые 180 градусов (пол-оборота). Это импульсное колесо показано на изображении раздела «Размещение датчика и импульсного колеса». Если присмотреться, то на этом изображении можно заметить отсутствующие зубы. Когда скорость двигателя увеличивается, частота сигнала также увеличивается. Затем импульсы становятся ближе друг к другу. Амплитуда (высота напряжения) остается прежней. Измерения на том же двигателе с увеличенной скоростью можно увидеть на изображении ниже:
При подозрении на проблемы с синхронизацией опорные точки сигнала коленвала и распределительного вала можно без проблем сравнить с эталонным сигналом или с сигналом другого двигателя.
Отметив две точки, можно сравнить разницу в количестве зубцов в измеренном сигнале с сигналом примера. Если в измеренном сигнале сигнал коленвала опережает сигнал распредвала (ориентировочная точка коленвала смещается влево), возможно, цепь ГРМ растянута.
Вышеупомянутый сигнал коленвала поступает от датчика Холла. Также возможен мотоцикл его оснащен индуктивным датчиком. Пример этого можно увидеть в измерении ниже. У индуктивного датчика с увеличением скорости увеличивается не только частота (импульсы становятся ближе друг к другу), но и увеличивается амплитуда. Частота важна для ЭБУ при определении скорости. В этом сигнале также хорошо виден отсутствующий зуб. Желтая линия (идущая от датчика распредвала) передает импульс после каждого второго сигнала коленвала. Эти сигналы также можно сравнивать друг с другом.
Для индуктивного сигнала коленчатого вала также можно выбрать опорную точку, например:
- сигнал распредвала падает до 0 вольт;
- это происходит через два (коленвала) зуба после отсутствующего зуба.
С помощью примера сигнала можно проверить, есть ли между ними два зуба. Если между ними три зуба, это снова аномалия.
Возможные неисправности сигнала датчика коленвала:
Датчик коленвала может быть неисправен и не подавать сигнал. Система управления двигателем не получает сигнал о частоте вращения двигателя, а значит, двигатель не запустится при запуске. Сигнал распределительного вала может быть принят, и двигатель после длительного повторного запуска может работать только на сигнале распределительного вала.
Если импульсное колесо повреждено, система управления двигателем может ошибочно распознать повреждение как отсутствующий зуб. Повреждение вызывает отклонение амплитуды переменного напряжения, подаваемого датчиком коленвала. Пример мы видим на изображениях ниже.
На изображении телескопа мы видим характерный ход отсутствующего зуба дважды (слева относительно импульса распредвала). Справа от импульса распредвала мы видим искажение изображения. Система управления двигателем считывает помехи и поэтому может впрыскивать и зажигать в неподходящее время. Когда MMS сравнивает сигнал коленчатого вала с сигналом распределительного вала, можно распознать ошибку и сохранить DTC (код ошибки), связанный с сигналом коленчатого вала. В этом случае датчик положения коленвала может быть неправильно заменен.
Повреждение зуба импульсного колеса могло быть вызвано работами на двигателе, во время которых была предпринята попытка заблокировать отверткой коленвал между зубьями импульсного колеса вместо пускового кольца на маховике.
