Осциллограмма датчика коленвала


Датчик положения коленчатого вала (индукционный)

CrankshaftPosition Sensor

Датчик положения коленчатого вала служит для определения положения и частоты вращения коленчатого вала, что необходимо для синхронизации системы зажигания и впрыска топлива.


Датчик положения коленчатого
вала индукционного типа.

Датчик расположен напротив специального синхродиска, укреплённого на коленчатом валу. Синхродиск имеет 60 зубьев, 2 из которых отсутствуют. Начало 20-го (после выреза) зуба синхродиска совпадает с верхней мертвой точкой первого или четвертого цилиндров. Зазор между торцом датчика и зубьями диска составляет 0,8…1,0 mm. Сопротивление обмотки датчика составляет ~900 Ω. Датчик представляет собой обмотку из медного провода, внутри которой расположен намагниченный сердечник. Датчик генерирует синхроимпульсы напряжения синхронно прохождению зубьев синхродиска мимо торца датчика. Форма осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика положения коленчатого вала близка к синусоиде.

Амплитуда напряжения и частота следования синхроимпульсов пропорциональны частоте вращения двигателя. При работе двигателя на оборотах холостого хода, амплитуда напряжения синхроимпульсов должна быть не менее ±6 V. В режиме прокрутки двигателя стартером, амплитуда напряжения синхроимпульсов должна быть не менее ±0,5 V.

В момент прохождения сектора синхродиска с вырезом мимо датчика, осциллограмма имеет следующий вид.


Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала индукционного типа при 1250 RPM.

При повышении частоты вращения двигателя, частота следования синхроимпульсов также увеличивается.


Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала индукционного типа при 2230 RPM.

При максимальной частоте вращения двигателя, амплитуда напряжения импульсов может превышать ±200 V.

Проверка выходного сигнала датчика.

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика положения коленчатого вала, разъём осциллографического щупа должен быть подключен к аналоговому входу № 5 USB Autoscope II, чёрный зажим типа "крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (клемма A разъёма датчика).


Схема подключения к датчику положения коленчатого вала индукционного типа.
1 – точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа;
2 – точка подключения пробника осциллографического щупа.

В окне программы "USB Осциллограф", необходимо выбрать подходящий режим отображения, в данном случае "Управление => Загрузить настройки пользователя => Inductive_Crankshaft".

После подсоединения осциллографического щупа и выбора режима отображения осциллограмм "Inductive_Crankshaft" необходимо запустить двигатель диагностируемого автомобиля, а в случае, если запуск двигателя невозможен, прокрутить двигатель стартером.

В случае необходимости, осциллограмму можно записать. Для записи осциллограммы, в окне программы "USB Осциллограф", необходимо выбрать "Управление => Запись". Для остановки записи осциллограммы, в окне программы "USB Осциллограф", необходимо выбрать "Управление => Запись". После завершения записи, записанную осциллограмму можно детально изучить.

Типовые неисправности.

Если сигнал от датчика положения коленчатого вала поступает, но параметры выходного сигнала при этом имеют отклонения от нормальных, это может привести к подёргиваниям двигателя, провалам, затруднённому пуску двигателя… Нарушения параметров выходного сигнала датчика положения коленчатого вала могут быть вызваны неисправностью как самого датчика, так и неисправностью задающего синхродиска.


Искажённая осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала работающего в паре с намагниченным синхродиском.

В случае, если синхродиск в процессе эксплуатации автомобиля намагничивается, пуск двигателя становится затруднителен, появляются перебои в работе двигателя при работе на высоких оборотах. Намагниченность синхродиска на осциллограмме напряжения выходного сигнала датчика положения коленчатого вала проявляется в различии формы положительной и отрицательной полу волн синхроимпульсов.


Искажённая осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала работающего в паре с задающим синхродиском, имеющим значительные торцевые биения.

В случае повреждения демпфера синхродиска или его крепления, возникают торцевые биения зубчатого диска. Такая неполадка приводит к затруднительному пуску двигателя либо к невозможности запустить двигатель.

Библиотека осциллограмм

Если же двигатель всё же запускается, то может работать неустойчиво и только при невысокой частоте вращения коленчатого вала. Биения синхродиска на осциллограмме напряжения выходного сигнала датчика положения коленчатого вала проявляется как цикличное увеличение и уменьшение амплитуды напряжения синхроимпульсов.


Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика положения коленчатого вала при пере коммутации выводов A и B в разъёме кабеля, идущего к датчику.

В случае перестановки местами выводов A и B в разъёме подключенного к датчику кабеля вследствие неквалифицированного проведения ремонтных работ, осциллограмма напряжения выходного сигнала датчика инвертируется. Такая неполадка приводит к тому, что двигатель глохнет сразу после пуска. В этом случае, осциллограмма отличается только в момент прохождения сектора синхродиска с вырезом мимо датчика. При правильном подключении электропроводки к датчику, полярность последней полу волны синхроимпульса перед пропуском двух зубьев отрицательна, а полярность первой полу волны синхроимпульса после пропуска двух зубьев положительна.

В случае, если сигнал от датчика положения коленчатого вала отсутствует или очень мал по амплитуде, блок управления двигателем не обеспечивает подачу топлива и искрообразование, из-за чего запуск двигателя становится невозможным. Сигнал от датчика положения коленчатого вала может не поступать к блоку управления двигателем по одной или нескольким причинам: обрыв обмотки датчика или повреждение электрического разъёма датчика; обрыв/ замыкание кабеля идущего к датчику; большой зазор между торцом датчика и зубьями диска; зубчатый диск отсутствует либо разрушен резиновый демпфер диска.

 

ГлавнаяВведениеНовостиМагазинБлог

Применение осциллографа.

Осциллограф представляет собой графический вольтметр. Он измеряет напряжение и показывает форму его изменения от времени на графическом дисплее. При помощи осциллографа можно измерять даже напряжение высокой частоты. С его помощью можно намного быстрее определить неисправности в цепях. Традиционно осциллограф использовался для поиска неисправностей в цепи зажигания для двигателей с контактной системой зажигания. С появлением электронных компонентов цепей автомобиля, роль осциллографа при поиске неисправностей возросла. Осциллограф часто используется при проведении проверок совместно с другими приборами. В настоящее время большие стенды для комплексной проверки двигателей уступают место ручному осциллографу, имеющему больше возможностей для обнаружения неисправности.

В последнее время все чаще применяются осциллографы на базе компьютера. С помощью ноутбука и осциллографа можно диагностировать неисправности даже в пути. Наиболее широкое применение нашли осциллографы соединяемые с компьютером или ноутбуком через USB порт. Эти осциллографы называются USB осциллографом. USB осциллографы чаще всего используются при обнаружения неисправностей в системе управления датчиков и исполнительных механизмов инжекторных двигателей. Кроме того в настоящее время разработаны дополнительные приспособления к USB осциллографам с помощью которых можно дополнительно диагностировать механические неисправности двигателя. Одно из таких приспособлений называется датчик давления в двигателе. С помощью подключения датчика давления к осциллографу можно проконтролировать правильность установки распределительных валов, контроль соответствия установки задающего шкива коленчатого вала по отношению к датчику положения коленчатого вала, определить сильный подсос воздуха, выявить неисправный катализатор и др. Другое приспособление называется датчик разряжения. С помощью подключенного датчика разряжения к осциллографу можно произвести оценку состояния механики двигателя по графику разряжения во впускном коллекторе при прокрутке двигателя и др. Теперь давайте рассмотрим применение датчиков. Датчик разрежения В современных условиях ремонт автомобильного двигателя без грамотной диагностики невозможен. Диагностика тоже бывает разной. Например, состояние механики двигателя можно диагностировать "на слух", "на запах", "на глаз" — самые примитивные методы, но при определенном опыте можно с некоторой вероятностью определить причину неисправности. Можно применить различные инструменты (компрессометр, вакуумметр и т.д.) — метод более точный, но требующий больших затрат времени. А можно объединить все известные методы диагностики с компьютерными технологиями. В результате получим современные методы диагностики, требующие минимальных затрат времени и усилий, но дающие несравненно более точные результаты. Кроме этого, появится возможность увидеть то, что раньше проконтролировать было невозможно. Рассмотрим методы компьютерной диагностики состояния механики двигателя. Суть методов основана на том, что с помощью специальных датчиков при использовании многоканального цифрового осциллографа на базе ПК мы имеем возможность анализировать разные величины: разрежение во впускном коллекторе, давление в цилиндрах, пульсации давления отработавших газов в выхлопной трубе, пульсации давления картерных газов, пульсации давления масла в масляной магистрали, пульсации тока стартера. При этом мы можем засинхронизировать сигнал от индуктивного датчика, установленного на высоковольтный провод свечи первого цилиндра бензинового двигателя или от пьезодатчика, установленного на топливопроводе форсунки первого цилиндра дизельного двигателя.

Таким образом, можно сделать вывод о принадлежности определенной аномалии конкретному цилиндру.

Признаки неисправности датчика распредвала

Проверка пульсаций разрежения во впускном коллекторе.

Подключение датчика разрежения ко впускному коллектору.

Этот тест проводится в режиме прокрутки стартером. Для блокировки пуска двигателя нужно отключить систему зажигания и/или систему подачи топлива.

Осциллограмма разрежения на исправном двигателе.

Если двигатель исправен, осциллограмма разрежения во впускном коллекторе имеет форму близкую к синусоиде.

Осциллограмма пилообразной формы.

Осциллограмма приобретает пилообразную форму в случае, если ремень (цепь) установлен неправильно.

Осциллограмма имеет шумы в верхней части синусоиды.

Такая осциллограмма разрежения во впускном коллекторе указывает на то, что впускные клапана закоксованы настолько, что нагар на тарелке клапанов препятствует эффективному наполнению цилиндров топливовоздушной смесью.

Неравномерность осциллограммы разрежения во впускном коллекторе.

Такая осциллограмма указывает на нарушения в работе клапанного механизма связанные с неправильной регулировкой тепловых зазоров в клапанном механизме или на неисправность гидрокомпенсаторов. Этот тест также позволяет выделить неисправности только механической части двигателя, а время проведения 5-6 сек, не имеет себе равных.

Проверка пульсаций отработавших газов в выхлопной трубе.

Наверное, многие замечали, как опытный моторист анализирует работу двигателя, поднося руку к выхлопной трубе. Неравномерность пульсаций выхлопных газов ощущается даже рукой и указывает на наличие проблем в системах подачи топлива, зажигания, а также на проблемы механики двигателя. Характер пульсаций давления выхлопных газов несет в себе богатую информацию о работе двигателя. Для анализа неравномерности выхлопа используется датчик давления, который подсоединяется к выхлопной трубе.

Подключение датчика разрежения к выхлопной трубе.

Теперь двигатель нужно запустить и оставить работать на холостом ходу.

Осциллограмма пульсаций отработавших газов исправного двигателя.

Если в одном из цилиндров наблюдается увеличение уровня пульсаций, и это отклонение носит систематичный характер, значит, один из цилиндров работает со сниженной эффективностью.

Увеличение уровня пульсаций в одном из цилиндров.

Если сравнить результаты этого теста с результатами замера относительной компрессии, то можно будет сказать, неисправна механика двигателя или система управления двигателем.

Проверка пульсаций давления картерных газов.

Подключение датчика разрежения к отверстию масляного щупа.

Почти каждый автомобилист наблюдал, как "знатоки" открывали крышку маслозаливной горловины на работающем двигателе и пытались сделать выводы о состоянии поршневой группы.

Газы, прорывающиеся в картер через изношенную цилиндропоршневую группу, вызывают там пульсации давления. Измерив уровень пульсаций давления картерных газов с помощью соответствующего датчика, можно судить о состоянии цилиндропоршневой группы.

Осциллограмма пульсаций давления картерных Осциллограмма пульсаций давления картерных газов исправного двигателя на холостом ходу.

Импульс давления одного из цилиндров на осциллограмме давления картерных газов резко выделяется на фоне остальных.

Такая осциллограмма указывает на то, что в одном из цилиндров может быть повреждение зеркала цилиндра, поломка или залегание поршневых колец, поломка перегородок или прогар поршня.

Комментарии:

Немного о ДПКВ

Я регулярно получаю письма примерно следующего содержания: «Алексей, посоветуйте, как мне устроиться на работу и набраться опыта. С одной стороны, без опыта нигде не берут, а с другой – без работы опыта не набраться. Как быть?»

Попробую ответить. В свое время у меня была «Волга» ГАЗ 3110. Свою диагностическую практику я начал с того, что перетряхнул в этой «Волге» буквально все, до чего можно было дотянуться руками и сканером. Мотортестера у меня тогда не было вовсе. Затем попросил у друга «пятнашку» на растерзание сканером и тоже использовал представившуюся возможность по максимуму. А уже потом повесил на гараж вывеску «Диагностика инжекторных двигателей» и начал работать. И все прекрасно получилось!

Но был и другой источник диагностического опыта. В журнале «Автомобиль и сервис» тогда печатались замечательные статьи о практике диагностики. Их автор — Сергей Павлович Газетин, которого я считаю своим учителем. По сути дела я учился на этих статьях: анализировал логику рассуждений автора, находил для себя интересные методики, делал выводы на будущее.

Но это было давно. Сейчас же все проще – есть Интернет и практически неограниченный поток информации. Другое дело, что качество этой информации не всегда на высоте, и читать все подряд просто нельзя: в голове будет полная каша. Может быть, вы заметили, что в своих статьях по диагностике двигателей я стараюсь поддержать замечательную традицию Сергея Павловича: я стараюсь сочетать теорию с практикой и красной нитью провожу через текст диагностическую логику. По сути, просто читая статьи, можно набираться опыта.

Именно это и хочу вновь сегодня сделать. На мысль рассказать об одном интересном дефекте датчика положения коленчатого вала меня натолкнуло прочтение темы в интернет-форуме. Как оказалось, на ровном месте возникла куча недопонимания, весьма банальный дефект ДПКВ до сих пор знаком не всем диагностам, поэтому рассмотрим его.

Как вообще проверить ДПКВ? Казалось бы, этот датчик сообщает в блок управления частоту вращения двигателя и положение коленчатого вала. Чего проще – подключай сканер и смотри. Есть обороты – значит, датчик жив. Не отображает сканер обороты и двигатель не заводится – полезем в проводку или заменим датчик. Но не все так просто. Можно утверждать, что полноценная проверка ДПКВ возможна только мотортестером, по размаху сигнала, его форме и наличиям помех и искажений.

Автомобиль – банальный ВАЗ 2110, дефект заключается в «затыке» двигателя на высоких оборотах. Появляются явные пропуски воспламенения, двигатель ведет себя так, как будто происходит отсечка при достижении оборотов блокировки топливоподачи. Однако здесь проблема возникает гораздо раньше этих оборотов. Следовательно, пропадает либо питание, либо зажигание, либо то и другое вместе. Так как зависимость от частоты вращения прослеживается явная, то подозрение в первую очередь падает на синхронизацию. Другими словами, на ДПКВ и его проводку.

В подобной ситуации нужен мотортестер. Подключаемся и смотрим осциллограмму датчика, а заодно и сигнал искры.

Диагностика nissan X-Trail

Первый канал, красного цвета – осциллограмма ДПКВ, второй канал, синего цвета – сигнал синхронизации, формируемый из импульсов искры:

На первый взгляд, ничего критического. Но это работа на холостом ходу, где проблем в общем-то и не наблюдается. Поднимаем обороты:

Вот тут-то опытный диагност и должен увидеть дефект, который я условно называю «подскок первого импульса». Обратите внимание на указанный импульс. Он как бы приподнялся вверх. При увеличении оборотов рано или поздно возникает ситуация, когда этот импульс становится выше некоего уровня, на котором происходит обработка сигнала внутри ЭБУ. И блок управления попросту перестает «видеть» этот импульс, теряя при этом синхронизацию с вращением двигателя. Все, приехали!

Вот кадр, на котором четко видно пропадание искры на высоких оборотах:

Пропала искра – обороты упали – блок опять поймал синхронизацию – обороты начали возрастать – пропала искра. Все, круг замкнулся и появился тот самый "затык". Замена датчика решает проблему. Да и задающий диск надо бы поменять: кривоватый, судя по осциллограмме.

Может быть, этот дефект можно отловить и сканером, только я сильно в этом сомневаюсь. Все-таки быстродействие обмена между ЭБУ и сканером таково, что быстроменяющиеся процессы отследить практически невозможно.

Алексей Пахомов

Хотите увидеть более ста интересных осциллограмм дефектов, снятых мотортестерами? Изучайте курс "Анализ осциллограмм"!