Что такое датчик коленвала и как он работает в двигателе автомобиля

Датчик положения коленчатого вала — это электронный компонент, который синхронизирует работу системы зажигания и впрыска топлива.

Когда датчик выходит из строя, блок управления двигателем перестает понимать, в каком положении находятся поршни. Топливо не воспламеняется вовремя, в большинстве случаев мотор останавливается и перестает запускаться. Разберем устройство узла, перечислим основные симптомы поломки и объясним алгоритм самостоятельной диагностики мультиметром.

Датчик положения коленчатого вала непрерывно передает информацию о скорости и равномерности вращения коленвала в электронный блок управления двигателем.

Блок управления использует полученные данные, чтобы вычислить точный момент для подачи напряжения на свечи зажигания и впрыска топлива в цилиндры. Если поступающий сигнал пропадает или приходит в искаженном виде, нарушается весь сложный процесс сгорания топливовоздушной смеси внутри мотора.

Связь между датчиком и электроникой работает в режиме реального времени на протяжении всей поездки. Пока коленчатый вал вращается, датчик отправляет короткие электрические импульсы. С помощью этих импульсов электроника в каждый момент времени вычисляет актуальное положение поршней внутри блока цилиндров.

Когда программный алгоритм точно знает, какой именно поршень приблизился к верхней точке, он дает синхронную команду форсункам и катушкам зажигания. При подозрении на некорректную работу узла деталь важно проверить, чтобы внезапно не остановиться посреди проезжей части.

Датчик считывает зубья специального маркерного диска, жестко закрепленного на коленчатом валу. На стальном ободе диска на равном расстоянии друг от друга расположены одинаковые металлические зубья. При этом одного или нескольких зубьев не хватает в строго отведенном месте — этот пробел служит контрольной меткой для электроники.

Считывающее устройство закрепляют напротив маркерного диска с минимальным зазором. Когда металлические зубья с высокой скоростью проходят мимо чувствительного элемента, датчик генерирует электрический импульс. Когда мимо проходит контрольная метка без зубьев — импульс другой формы.

Блок управления фиксирует, как меняется сигнал, и понимает, что коленчатый вал успешно совершил полный оборот. По частоте обычных коротких импульсов электроника рассчитывает текущую скорость вращения двигателя. По длинной контрольной метке система определяет положение поршней в конкретный момент времени.

По принципу действия датчики положения коленчатого вала бывают индуктивными, оптическими или работают на эффекте Холла  . Конструкция влияет на форму сигнала и надежность узла.

Индуктивные. Внутри пластикового корпуса расположен мощный постоянный магнит и катушка с тонким медным проводом. Когда металлический зуб маркерного диска проходит мимо магнита, магнитное поле меняется, и в катушке возникает переменный ток. Электроника мотора считывает эти колебания напряжения. Электронной схемы внутри такого датчика нет, только магнит и катушка, поэтому его обмотку можно проверить обычным мультиметром.

На эффекте Холла. Если поместить проводник с током в магнитное поле, поперек направления тока возникает электрическое напряжение. Внутри датчика находится постоянный магнит и небольшая микросхема, которая выдает блоку управления цифровой сигнал — четкие импульсы вместо плавных колебаний напряжения. Катушки внутри нет, поэтому проверить обмотки мультиметром в таком датчике невозможно.

Оптические. Используют яркий светодиод и чувствительный фотоэлемент. В маркерном диске проделаны сквозные прорези, через которые проходит луч света. Когда луч прерывается металлом, формируется электрический импульс. Светодиоду и фотоэлементу мешают грязь и масло, которые копятся в моторном отсеке: загрязненный элемент перестает видеть луч.

Тип датчика на конкретной машине проверяют по руководству по ремонту модели. От него зависит, подходит ли проверка мультиметром.

Автопроизводители устанавливают датчик в нижней части двигателя, в непосредственной близости от маркерного диска коленчатого вала. Точное расположение зависит от конструкции конкретного мотора и компоновки навесного оборудования.

Часто деталь крепят в передней части блока цилиндров, возле шкива коленчатого вала. Например, на Лада Гранта датчик установлен в отверстии крышки масляного насоса.

Другой распространенный вариант, где устанавливают датчик — задняя часть двигателя, где коленчатый вал соединяется с коробкой переключения передач. В таком случае обороты считывают по зубьям массивного маховика. Например, на двигателях «Рено Логан» 2005 года выпуска датчик установлен на картере сцепления, над маховиком.

Когда датчик выходит из строя, управляющая электроника получает неверные данные о положении поршней или полностью теряет сигнал. Поломка сразу же отражается на поведении машины во время поездки.

Проблемы с запуском. Стартер бодро крутит мотор, но искры в цилиндрах нет. В большинстве случаев при поломке датчика двигатель останавливается и перестает запускаться. Без сигнала о положении коленвала блок управления просто не дает команду на подачу искры.

Плавающие обороты. На холостом ходу стрелка тахометра постоянно дергается, мотор работает неровно, сильно вибрирует и пытается заглохнуть. Неисправность возникает, когда сигнал прерывается из-за скопившейся грязи на чувствительном элементе или частично поврежденной проводки. Электроника постоянно корректирует угол опережения зажигания, пытаясь стабилизировать работу мотора в условиях искаженных данных.

Потеря мощности. Когда машина активно разгоняется, кузов ощутимо дергается, двигатель неохотно реагирует, если нажать педаль газа. Блок управления получает искаженный сигнал и ошибается с моментом зажигания и впрыска.

Индикация на приборной панели. Если электроника получает нестабильный сигнал, на щитке загорается желтая контрольная лампа Check Engine. Если подключить диагностический сканер, в памяти обнаружится сохраненная ошибка. Код P0335 означает неисправность цепи датчика положения коленвала, P0336 — недостоверный сигнал этой цепи.

Провести базовую диагностику распространенного индуктивного элемента можно самостоятельно с помощью обычного мультиметра. Для этого не требуется покупать дорогостоящий дилерский сканер или осциллограф.

У датчиков Холла и оптических датчиков внутри не катушка, а микросхема или светодиод с фотоэлементом, поэтому замерить сопротивление обмотки невозможно: такие датчики проверяют в сервисе сканером или осциллографом.

Осмотреть внешне. Сначала деталь аккуратно демонтируют с посадочного места и внимательно осматривают чувствительный элемент. На магнитном наконечнике часто скапливается мелкая металлическая стружка и густая масляная грязь. Они искажают магнитное поле и мешают электронике считывать зубья маркерного диска. Элемент досуха очищают чистой ветошью. Затем проверяют электрические контакты в пластиковом разъеме: на них не должно быть зеленых окислов и следов воды.

Проверить проводку. Щупы мультиметра подсоединяют к одному из двух выводов колодки жгута проводов и чистой «массе» двигателя. Например, на Приоре при включенном зажигании и неподвижном коленчатом вале мультиметр должен зафиксировать напряжение около 2,5 В. Если напряжение не соответствует норме, провода между колодкой датчика и блоком управления проверяют на обрыв и замыкание на «массу».

Измерить сопротивление. Датчик снимают, щупы мультиметра подключают к его выводам и измеряют сопротивление обмотки. Например, сопротивление исправного датчика ВАЗ-2111 должно быть в пределах 550–750 Ом. А у «Рено Логан» — 200–270 Ом.

Если экран прибора показывает бесконечность или уверенный ноль, внутри пластикового корпуса индуктивного датчика произошел обрыв медного провода или короткое замыкание витков. В таком случае компонент не подлежит ремонту, его заменяют на новый.

Проверяют генерацию импульсов. Исправный индуктивный элемент должен вырабатывать напряжение, если меняется окружающее магнитное поле. Мультиметр переключают в режим измерения напряжения переменного тока. Щупы плотно прижимают и оставляют на выводах детали. Затем несколько раз подносят к торцу датчика стальной стержень.

При исправном датчике положения коленчатого вала прибор должен зафиксировать скачки напряжения. Если показания мультиметра не меняются, датчик неисправен.

Датчик работает в крайне агрессивной среде в нижней части подкапотного пространства, поэтому подвержен естественному износу. Разберем основные причины, которые со временем приводят к поломке детали.

Грязь и стружка. На магнитный наконечник постепенно налипает мелкая металлическая пыль от износа шестерен двигателя, обильно смешанная с моторным маслом. Образуется плотная изолирующая подушка, которая искажает и экранирует электромагнитное поле. Элемент физически перестает «видеть» проходящие мимо зубья маркерного диска.

Обрыв проводки. Тонкие провода перетираются, потому что работающий мотор постоянно вибрирует, или их изоляция плавится, если контактирует с горячими частями выпускной системы. Пластиковый разъем становится хрупким от регулярных перепадов температур и со временем рассыпается, электрический контакт теряется.

Перегрев и физический износ. Внутри индуктивных деталей находится компактная катушка с тончайшим медным проводом. От постоянного сильного нагрева и вибрации лаковая изоляция провода разрушается, возникает скрытое межвитковое замыкание. Сопротивление падает, генерируемый импульс становится слишком слабым для электронного блока управления.

Механические повреждения. Пластиковый корпус легко трескается при неосторожном ремонте подвески или неаккуратной замене ремня газораспределительного механизма. В образовавшиеся трещины попадает влага, которая вызывает стремительную коррозию внутренних контактов. Если датчик повредили физически, ремонт лишен смысла — узел меняют целиком.

Может, если сигнал с датчика прерывистый: тогда мотор работает нестабильно. Из-за слабого сигнала или окисленных контактов в разъеме электронный блок управления получает искаженные данные о положении коленвала и ошибается с моментом зажигания. В результате искра в цилиндрах появляется не вовремя, топливовоздушная смесь сгорает не полностью, двигатель ощутимо дергается.

Да, отказ запуска двигателя считается одним из самых частых и неприятных последствий поломки. Когда деталь выходит из строя, электроника автомобиля не видит вращения коленвала и не понимает, в каком положении сейчас находятся поршни. Без этого сигнала неизвестно, в какой момент подать искру и топливо, поэтому двигатель не запускается. Стартер бодро вращает маховик, но успешного запуска не происходит.

В большинстве случаев при поломке ДПКВ двигатель останавливается и перестает запускаться. На некоторых автомобилях мотор способен работать и без этого сигнала, ориентируясь на резервные показания датчика положения распределительного вала. Например, литровый четырехцилиндровый двигатель Daewoo Matiz почти нормально работает без сигнала с ДПКВ.

Если мотор заглох и не заводится, ехать дальше своим ходом не получится: машину доставляют в сервис на эвакуаторе. Если двигатель работает, но горит Check Engine, а сканер показывает код P0335 или P0336, датчик и его цепь проверяют по алгоритму из раздела о проверке, не дожидаясь, пока мотор заглохнет в дороге.

1. Датчик положения коленчатого вала синхронизирует момент подачи искры и впрыска топлива.
2. Компонент устанавливают в нижней части двигателя рядом с маркерным диском коленвала или маховиком.
3. В большинстве случаев при поломке ДПКВ двигатель останавливается и перестает запускаться.
4. Диагностику индуктивного элемента проводят с помощью обычного мультиметра.
5. Неисправную деталь не ремонтируют, а сразу меняют на новую.