Автомобильный мотор с электронным впрыском топлива, называемый также инжекторным по имени главного компонента – форсунки, управляется средствами программной модели двигателя в бортовом компьютере. Для работы ему требуется масса входных данных, считываемых с установленных на всех системах датчиков (сенсоров).
Они реагируют на многие физические величины, в том числе и чисто механические, то есть относительное положение вращающихся деталей.
Одна из них — распределительный вал, отвечающий за фазы выполнения впрыска.
Предназначение датчика фазы в инжекторном моторе
Фазой в данном случае будет угловое положение распредвала относительно некоторой начальной точки (репера). Она механически жестко связана с фазой коленвала через конструктивно заданное передаточное отношение привода.
У четырехтактного двигателя каждый цикл включает два оборота коленчатого вала, соответственно распредвал должен сделать один оборот, после чего все повторяется. При таком соотношении все моменты открытия и закрытия клапанов будут однозначно определены, хотя каждый поршень дважды побывает в верхней и нижней мертвых точках (ВМТ и НМТ).
Если электронный блок управления (ЭБУ) будет располагать информацией только о фазе (текущем мгновенном угловом положении) коленвала, то он не сможет различить ВМТ тактов сжатия и выпуска.
Старые моторы при такой конфигурации выдавали импульс впрыска на форсунки дважды за цикл. Один из них приходился на ВМТ сжатия, когда клапаны закрыты, а распыленное топливо бесполезно накапливалось во впускном коллекторе. Это называлось попарно-параллельным впрыском. Мотор работал, но недостаточно эффективно.
Точно рассчитать момент впрыска позволило появление датчика положения распредвала или датчика фаз (ДПРВ или ДФ).
Топливо уже не задерживается перед закрытым впускным клапаном, что улучшило параметры мотора. Такой тип впрыска называется фазированным.
Появление ДФ также сделало возможным повысить надежность двигателя. Отказ датчика положения коленвала (ДПКВ) уже некритичен, более того, на многих моторах ДФ стал основным, а ДПКВ вспомогательным.
Конструкция
Датчик фаз может действовать на принципе электромагнитной индукции, где прохождение зубцов реперного диска фиксируется катушкой с магнитным сердечником, но чаще используется более точный прибор на эффекте Холла.
Датчик Холла представляет собой размещенные в пластиковом корпусе постоянный магнит и полупроводниковый кристалл, реагирующий на магнитное поле.
На распредвале механически закреплен задающий реперный диск со стальными зубцами, выступами или прорезями. Появление или исчезновение ферромагнитной связи между магнитом и кристаллом Холла вызывает электрический импульс на выходе полупроводника.
Этот сигнал усиливается, формируется триггером Шмитта, после чего открывает или закрывает транзисторный ключ с открытым коллектором, соединенный с сигнальным контактом разъема.
Два оставшихся контакта служат для подачи плюса и минуса питания сенсора от ЭБУ.
Как работает датчик фаз
Сигнал с выхода датчика фаз поступает на входной контакт блока управления. Таким образом контроллер получает информацию о нахождении распредвала в определенном положении.
Её можно использовать автономно или синхронно с сигналом от ДПКВ.
Зная скорость вращения валов и фазу сигнала, можно рассчитать моменты подачи искры зажигания и открывания форсунки в каждом цилиндре индивидуально, а также корректировать эти управляющие воздействия в зависимости от режима работы двигателя.
Причины неисправности
Датчик очень надежен, но условия его работы достаточно тяжелые для электронной аппаратуры гражданского назначения.
Отсюда и выходы из строя:
- повреждения контактов из-за долговременных вибраций;
- нарушения в электронной схеме при постоянных перепадах температуры в широком диапазоне;
- воздействие агрессивных нефтепродуктов;
- пропадание контакта из-за коррозии;
- обрывы и замыкания в проводке.
Отказ датчика вызывает разные проявления, в зависимости от конкретной модели автомобиля. Происходит либо автоматическое переключение с фазированного впрыска на попарно-параллельный, либо полная остановка двигателя.
Читайте также: Что делать если бензин поступает, искра есть, а двигатель не заводится
В первом случае будет отмечен рост расхода топлива, снижение отдачи, задержки с запуском. Система самодиагностики переведет ЭБУ в аварийный режим и зафиксирует код ошибки, включив контрольную лампу.
Способы диагностики
Наиболее простая проверка заключается в установке подменного заведомо исправного датчика. Но при этом не проверяется вся цепь до разъема ЭБУ.
Если требуется более полная диагностика, в том числе и контроль состояния проводки, то используется запоминающий многоканальный осциллограф в составе моторного стенда. Снимаются входные сигналы ЭБУ, анализируется их форма и соответствие синхронизации.
Датчик на эффекте Холла допускает и статическую проверку. К его выходу подсоединяется мультиметр или осциллограф, после чего к рабочей зоне подносится любой ферромагнитный предмет.
При перемещении его датчик должен переключаться между логическим нулем и единицей. Естественно, предварительно на его контакты подается и проверяется напряжение питания.
