Что такое датчик скорости. как она организована и где используется?

Датчик оборотов автомобильного двигателя

Неполадки датчика оборотов двигателя в автомобиле приводят к некорректности таковых, к нарушению работы системы впрыска топлива, зажигания, падению мощности. А также это единственный сенсор, при поломке которого машина может заглохнуть, не завестись. Другое название устройства — датчик вращений и/или положения коленвала. Рассмотрим место ДПКВ среди иных подобных устройств автомобиля, его функции, конструкции, виды, диагностику и замену.

Назначение датчика оборотов двигателя

К рассматриваемому прибору применяются такие названия, это датчик:

• числа (количества) оборотов двигателя;
• частоты вращений (поворотов) коленвала;
• ДЧВ;
• индуктивный;
• синхронизации;
• ВМТ или верхней мертвой точки поршня цилиндра — система определяет этот параметр через данный датчик, который в свою очередь отслеживает его через реперное колесо КВ (на нем есть метка, пробел зубьев). То есть определенное положение этого диска отвечает позиции поршня;
• ДПКВ — положения (оборотов) коленвала;
• контрольной метки;
• фаз.

Датчик оборотов двигателя не надо путать с сенсором положения распредвала (ДПРВ). А также на авто с электронным блоком управления (ЭБУ, ЭСУД) разные наименования для детектора количества оборотов и термин «датчик положения коленвала» (КВ) применяются для одного и того же устройства. Но есть автомобили (такие модели встречаются реже) и с отдельным последним (два таких изделия часто обозначают как G28 и G4), что надо помнить. В этой статье эти названия, если нет уточнения, применяются к одному и тому же устройству, чаще всего обозначаемому аббревиатурой ДПКВ, реже ДЧВ.

На схемах силовых блоков иномарок часто детектор синхронизации обозначен как G28.

ДЧВ относится к оснащению контроля и управления двигателем, к системе подачи сигналов о его состоянии на ЭБУ.

• синхронизация системы зажигания, впрыска горючего;
• передача данных о поддерживаемых коленчатым валом (КВ) вращениях, о его угле поворота в конкретный момент;
• корректное взаимодействие всех систем, функционирование всего транспортного средства.

Что отслеживает датчик вращений и положения коленвала

Детектор оборотов двигателя передает на ЭБУ следующее:

• объем впрыскиваемого топлива в конкретный момент;
• кода появляется сам момент впрыска;
• оптимальное время для активации клапана адсорбера, длительность его работы;
• момент и угол опережения зажигания, угол поворота КВ.

ДПКВ — это единственный датчик, выход из строя которого, среди прочих схожих для неполадок сенсоров последствий, приведет к полной остановки двигателя. Именно он позволяет системе определить, когда на свечах зажигания создавать искровой заряд.

Где находится датчик оборотов

Детектор оборотов, он же индукционный измеритель расположен, как правило, над маркерным (реперным) колесом, зубчики которого выполняют для него роль сигнализатора. Установлен в таких местах:

• маховик;
• коленвал, внутри сегмента цилиндров (часто так у Ford, Opel);
• с фронта моторной части на КВ, со шкивом привода дополнительных узлов (Jaguar, BMW, ВАЗ и так далее).

Маркерные выступы реперного колеса могут предназначаться только для измерения оборотов ДВС (лучший вариант), а также их роль могут выполнять выступы на стартерном узле (Audi, Volvo). У некоторых моделей измеритель оборотов заменяет сенсор Холла, тогда обычно устройство находится вблизи распредвала.

Место сенсора синхронизации неудобное, поэтому он имеет длинный (до 70 см) кабель с разъемом, само устройство крепится на кронштейне. Стандартное его место — около шкива привода генератора.

Сложности с идентификацией

Приведем пример, как владельцем Audi 100 2.6 описана вариация разных сенсоров. Измеритель оборотов тут обозначен как G28, но также есть отдельный детектор для КВ (G4):

Ниже на рисунке упоминаемый отдельный датчик G4, а соотношение по месту его расположения к G28 показано на фото выше:

Учитывая сказанное, для начала желательно ознакомиться со схемой силовой системы по спецификации конкретной модели машины.

Конструкция и общий принцип работы автомобильного сенсора оборотов

При рассмотрении вопроса, какой датчик отвечает за обороты двигателя во всех аспектах, надо отметить, что это группа сенсоров. А именно: холостого хода (ДХХ), дроссельной заслонки (ДПДЗ), распредвала (ДПРВ), расхода воздуха (ДМРВ), рециркуляции газов. Но именно считает частоту оборотов для нормальной работы системы зажигания ДПКВ. В целом признаки поломки общие для него и перечисленных детекторов, но есть характерный только для измерителя синхронизации признак: часто именно при его поломке автомобиль вообще не заводится.

Алгоритм функционирования ДПКВ в своей основе схож для всех его типов. Основывается на мониторинге изменений в создаваемой им же среде (магнитополе, индукция, оптические явления), которые провоцирует специальная ответная зубчатая часть коленвала (диск с выступами, реперный, синхронизации).

Рассмотрим этапы работы автомобильного ДЧВ в несколько обобщенном виде:

• Коленвал имеет специальный зубчатый (реперный) диск. На месте двух зубцов (стартового, нулевого) пустое место, без них выступов 58, они расположены по окружности через каждые 6°.
• Колесо крутится, выступы проходят через магнитное поле, оптические или другие импульсы, посылающиеся сенсором в зависимости от его типа, изменяют их.
• Прибор отслеживает указанные модификации среды, передает их на ЭБУ машины.
• При прохождении детектора мимо участка без двух зубцов характер импульсов фиксируется как сигнал, уведомляющий о начальном положении КВ. Таким образом сенсор различает полный оборот.
• Компьютер электронного управления системой автомобиля на основании показателей от ДПКВ узнает о размещении коленвала и все необходимые данные, производит вычисления, направляет сигналы в исполнительные узлы, работа системы зажигания, впрыска корректируется, мотор работает стабильно.

Наиболее ярко охарактеризовать работу датчика синхронизации можно на примере индуктивной его разновидности. При вращении сигнального колеса (во время работы ДВС) его выступы задевают магнитное поле ДПКВ. Создаются периодические импульсы напряжения, характеризующие частоту движения и положение КВ, поступающие на контроллер ЭБУ, который и рассчитывает момент для сработки модуля зажигания и форсунок.

Надо сказать, что такой алгоритм характерный в своей основе для всех типов датчиков положения коленвала: зубчики изменяют чувствительную среду, создающуюся ДПКВ, что и отслеживает через него ЭБУ.

Ниже рассмотрим виды ДПКВ и их нюансы.

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).

• Полюсный контактный штырь распространяет магнитополе, которое проходит на зубчатый вал.
• 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.
• 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.

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.

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.

Признаки неисправности датчика синхронизации

При поломках иных датчиков, например, холостого хода, машина может более или менее функционировать, иногда почти нормально. Это же характерно при неисправности ДПКВ, но тут также добавляется последствие в виде невозможности запустить мотор, и такой риск значительный.

Деталь обычно не ремонтируют: это либо невозможно сделать, либо усилия будут стоить дороже, чем новое изделие. Поломка устройства сразу же подразумевает покупку нового такого сенсора синхронизации. Исключения составляют случаи, когда ДЧВ неправильно работает из-за отошедших контактов, загрязнения — эти неполадки можно легко устранить.

Симптомы неполадки детектора оборотов коленвала:

• заметное даже без приборов уменьшение тяговых способностей. Данный симптом сигнализирует о потребности ТО, но не всегда он характерный для поломок ДЧВ;
• самопроизвольное повышение/понижение оборотов (в том числе и остановки двигателя после них), «плавание» на холостом режиме;
• детонация при повышенных (динамических) нагрузках;
• не запуск ДВС.

Симптоматика поломки не зависит от типа детектора положения коленвала. О сломанном ДПКВ также свидетельствует отсутствие искрообразования и горящий значок «Check Engine» на приборной панели.

Если после проверки системы зажигания и топлива не обнаружено в ней никаких поломок или нет сомнений в ее работоспособности, но автомобиль не заводится, то, скорее всего, сломан измеритель оборотов коленвала.

Диагностика

Признаки поломки датчика числа оборотов свойственные и неполадкам многих других узлов, что обуславливает необходимость комплексной диагностики ДВС.

Самый простой способ, показывающий результат со стопроцентной точностью, — использовать диагностический сканер, подключаемый к разъему ODBII который есть в каждом современном автомобиле с ЭБУ. Прибор считает ошибки, покажет код поломки, который расшифровывается в спецификации конкретной марки.

Первым делом осматривают сам датчик количества оборотов ДВС автомобиля. Если замечены следы грязи, стружки на торце, отошедшие контакты и крепление, производят чистку, устанавливают прибор должным образом. Затем — подключить сканер, считать им коды. Цифровая комбинация неисправности именно ДПКВ часто PO335 или 0336 в зависимости от наличия сигнала от узла. Могут быть иные варианты для конкретной модели авто, например, в буфере ошибок может отобразиться код 35 или 19.

При обнаружении ошибок их удаляют из памяти ЭБУ и проводят тест-драйв — так проверят, появятся ли они снова. Если есть повторное выявление сбоев, приступают к анализу непосредственного самого детектора синхронизации оборотов иными способами.

Причины поломок

Наиболее частые причины неполадок индукционных ДПКВ — механические повреждения или межвитковое замыкание проводки (при этом часто наблюдается ограничение оборотов на 3–4 тыс.).

Недостатки реперного диска

Даже микроскол, маленькая кривизна зубца маховика могут быть причинами некорректной работы зажигания, из-за чего транспортное средство не работает на высокой интенсивности оборотов.

При этом часто появляется хаотичное искрообразование, поскольку на блок контроля от вполне исправного датчика оборотов идут данные с погрешностями, спровоцированными указанными недостатками диска. ЭБУ при этом неправильно определяет количество выступов. Такое же характерно, когда рассматриваемый детектор установлен с ошибками, неоткалиброванный, загрязненный или есть какой-либо посторонний предмет между ним и колесом.

Методы проверки ДПКВ

Перед тем как мы перейдем к описанию способов анализа, порекомендуем очень простой выход из ситуации. Варианты проверки датчика оборотов не всегда покажут стопроцентный результат, отображая лишь некоторые свойства изделия. Самым практичным решением будет, если пользователь одолжит аналогичный сенсор синхронизации у знакомых, поставит его и если автомобиль будет работать без проблем, то логично — поломка именно в нем.

Рассмотрим способы анализа датчика положения коленвала от простого к сложному. Осмотр и применение сканера ODBII мы описали выше. Надо сказать, что сенсоры оборотов моторов сами по себе ломаются чрезвычайно редко из-за простоты конструкции. Чаще причины поломки для ДПКВ это механические повреждения, например, когда изделие задето инструментами при ремонте автомобиля, а также попадание сторонних предметов между реперным диском и сенсором.

При проверке мультиметром сопротивления можно не снимать ДПКВ. Но удобнее будет его демонтировать. Перед снятием отмечают и запоминают исходное положение изделия. Чтобы избежать раскалибровки, важно маркером отметить позицию, сделать фото смартфоном. Далее, снимают клемму с аккумулятора автомобиля и вынимают детектор — отстегивают кабель контроллера/питания, болтики крепления откручивают.

Анализ датчика коленвала омметром

Данный способ проверки применяется для индуктивных сенсоров синхронизации и положения коленвала, то есть для тех, которые имеют катушку, индуцирующую магнитную среду. Замеряется её сопротивление. Надо перевести мультиметр в режим замера указанной величины на отметку 200 кОм, можно аналогично воспользоваться омметром. К контактам катушки (к клеммам датчика на его пластиковой фишке, туда же подсоединяется кабель контроллера/питания) прикасаются щупами, полярность не имеет значения.

Значение сопротивления прописывается в спецификации сенсора (вся информация есть не только в бумажной инструкции, но и в интернете), обычно оно в пределах 500–700 или 800–900 Ом.

Минус данного метода в том, что сломанными могут быть и иные части детектора коленвала, проверку которых он не охватывает.

Комплексная проверка с анализом индуктивности

Комплексный метод, о котором пойдет речь, также применяется к ДПКВ, работающим на основе принципа индуктивности.

Процедура включает вышеописанный способ и ряд других действий, главные из которых — анализ индуктивности.

• Мультиметром замеряют сопротивление, как описано выше.
• Для замеров индуктивности витков потребуется спецприбор «измеритель индуктивности», Нормальное значение — 200–400 мГц. Анализ можно провести и мультиметром, но к нему придется купить или изготовить (в сети есть множество описаний) специальную приставку.
• Мегаомметром измеряют сопротивление изоляционной обмотки между концами детектора. При напряжении 500 В не должно быть выше 20 мОм.
• Размагнитить сетевым трансформатором или иным способом катушку, реперный диск. Если же и после этого будет наблюдаться поломка, то потребуется замена ДПКВ.

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.

Специфика датчиков оборотов для электродвигателей

Сенсор оборотов электродвигателя намного сложнее в своих разновидностях, по спецификации и обслуживанию, хотя в основе принцип тот же — фиксация изменения генерируемого чувствительной среды, генерируемого напряжения, электросигнала, тока, и в том числе того же магнитного поля.

Принципы установки также подобные — приборы размещаются близко к реперному колесу, валу.

Измерители вращений для электроавтомобилей напоминают такие же устройства, как и для различных электроустановок, например, промышленных станков (токарных и прочих), верстаков, и даже бытовых приборов (стиральных машин, дрелей).

Функции датчиков оборотов электромоторов также выполняют тахогенераторы:

Схема работы тахометрических генераторов:

Видео по теме

До определенного момента эта форма дат­чика позволяет измерять мгновенную скорость в точках на окружности и, соот­ветственно, регистрировать очень мелкие угловые доли.

Примерами относительной частоты враще­ния являются частота вращения коленчатого или распределительного вала двигателя, частота вращения кулачкового вала топлив­ного насоса высокого давления дизеля, ча­стота вращения колес автомобиля (ABS, TCS, ESP). Измерения в основном выполняются с помощью системы инкрементных датчиков, состоящей из шестерни и датчика частоты вращения.

Формы датчиков скорости

Используются различные формы датчиков (рис. «Различные формы датчиков» ): стержневые, вильчатые и кольцевые (внутренние и внешние). Благодаря простоте монтажа, самым распространенной формой датчика является стержневая. Стержневой датчик размещается рядом с ротором, зубья которого приближаются к нему и проходят в непосредственной близости. Однако датчики такой формы имеют самую низкую чувстви­тельность измерений. В некоторых случаях допускается использование вильчатых датчи­ков, нечувствительных к осевому и радиаль­ному люфту. В установленном состоянии этот датчик должен быть примерно совмещен с ротором. Тип датчика, в котором датчик окру­жает вал ротора в форме кольца, уже практи­чески не используется.

Требования к новым датчикам скорости

Во многих отношениях более ранние тра­диционные датчики индуктивного типа по­казывают очень неудовлетворительные ре­зультаты.

Они выдают амплитуду, зависимую от частоты вращения, и поэтому непригодны для низких оборотов, допускают лишь от­носительно небольшие допуски воздушного зазора, и большей частью неспособны отли­чить колебания зазора от импульсов частоты вращения. По крайней мере, конец датчика- из-за своей близости к тормозу (в случае с датчиками скорости вращения колес), дол­жен быть стойким к высоким температурам. Эти недостатки находятся позади дополни­тельных функций, на которые нацелено но­вое поколение датчиков:

• Статическое определение (т.е. при нуле­вой скорости: сверхмалые обороты колен­чатого вала или частота вращения колес);
• Небольшой размер;
• Эффективная работа независимо от колебаний зазора;
• Термостойкость до 200 °С;
• Определение направления (опция для системы навигации);
• Определение опорной метки (зажигание).

Магнитостатические датчики (датчики Холла, магниторезисторы, AMR) очень хорошо отвечают первым двум требованиям. И, как правило, они также обеспечивают соответствие второму и третьему требованиям.

На рис. «Схема расположения датчиков, нечувствительных к колебаниям воздушного зазора» показаны три, в принципе, прием­лемые формы датчиков, обычно нечувстви­тельные к колебаниям зазора. Здесь следует различать датчики с радиальным и танген­циальным считыванием. Это означает, что, независимо от зазора, магнитостатические датчики всегда смогут отличить северный и южный полюса магнитноактивного полюс­ного колеса или роторного кольца. В случае с магнитнопассивными роторами знак выход­ного сигнала уже не будет зависеть от зазора при регистрации напряженности тангенци­ального поля (хотя тот факт, что зазор часто увеличивается из-за ротора, является здесь недостатком). Однако часто используются также радиально измеряющие градиентные датчики, которые по сути лишь регистрируют градиент радиального поля, изменяющий свой знак не при изменении зазора, а только при изменении угла поворота.

Роторы

Ротор имеет ключевое значение для измере­ния скорости вращения; однако он обычно поставляется автопроизводителем, в то время как сам датчик приходит от постав­щика. До недавних пор почти исключительно использовались магнитнопассивные роторы, состоящие из магнитомягкого материала, обычно железа. Они дешевле магнитотвер­дых полюсных колес и проще в обращении, поскольку не намагничиваются, и нет опас­ности взаимного намагничивания (например, во время хранения). Как правило, при оди­наковых инкрементной ширине и выходном сигнале, внутренний магнетизм полюсного колеса (полюсное колесо определяется как магнитноактивный ротор) допускает значи­тельно больший зазор.

О справочнике

За последние время автомобилестроение превратилось в чрезвычайно сложную отрасль. Все труднее и труднее становится представить всю отрасль в целом, и еще сложнее постоянно следить за направлениями, которые важны для автомобилестроения. Многие из этих направлений подробно описаны в специальной литературе. Тем не менее, для тех, кто впервые сталкивается с данными темами, имеющаяся  специальная литература не представляется легкой и тяжело усваивается в ограниченные сроки. В этой связи этот «Автомобильный справочник» будет очень кстати. Он структурирован таким образом, чтобы быть понятным даже для тех читателей, которые впервые встречаются с каким-либо разделом. Наиболее важные темы, относящиеся к автомобилестроению, собраны в компактном, простом для понимания и удобном с практической точки зрения виде.

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.

Современные датчики скорости

Содержат постоянный магнит, полюс ко­торого обращен к зубчатому колесу. Его поверхность гомогенезирована тонкой ферромагнитной пластиной, на которой расположены два гальваномагнитных эле­мента на расстоянии примерно половины зубчатого интервала. Таким образом, один из элементов всегда находится напротив межзубного промежутка, а другой — напротив зуба. Измеряется различие в напряженности поля в двух смежных местоположениях на окружности. Выходной сигнал приблизи­тельно пропорционален отклонению силы поля как функции угла на окружности, поэ­тому полярность не зависит от зазора.

Тангенциальные датчики

Тангенциальные датчики отличаются от их аналогов градиентного типа способом по­лучения вариаций в полярности и напря­женности магнитного поля, в компонентах, расположенных касательно к окружности ро­тора. Варианты конструкции включают тон­копленочную технологию AMR (вытянутые резисторы с поперечными полосками) или резисторы из одного сплава, по полу- или полной мостовой схеме. В отличие от гради­ентных датчиков, их не требуется адаптиро­вать к конкретному шагу зубьев ротора, и они могут выполнять считывание в данной точке. Требуется локальное усиление, хотя их изме­рительный эффект на 1-2 порядка выше, чем у кремниевых датчиков Холла (рис. «Датчик оборотов AMR в виде датчика тангенциального поля» ).

При использовании интегрированного в подшипник датчика частоты вращения коленчатого вала, на общей рамке с вы­водами устанавливаются тонкопленочный анизотропный магниторезистивный датчик (AMR-датчик) и монолитная интегральная схема, производящая вычисления. С целью экономии пространства и защиты от влияния температуры, интегральная схема устанавли­вается под углом 90°.

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.

https://youtube.com/watch?v=7mrVraozAIg%3Ffeature%3Doembed

Технические характеристики

Таблица 1 — Метрологический характеристики

Таблица 2 — Основные технические характеристики

Индуктивные датчики скорости вращения

Помогла ли вам статья?

Пишите ваши рекомендации и задавайте вопросы в комментариях

Датчик числа оборотов – Энциклопедия японских машин – на Дром

Может быть потому, что слишком уж необычен вид двигателя, какой-то он «не такой», непривычный, два цилиндра влево, два вправо смотрят. И по звуку работы отличается от всех своих «японских собратьев».

Это автомобиль для гурманов.

Для тех, кто на нем ездит, наслаждаясь как и скоростью, так и проходимостью, комфортом.

Для тех, кто его ремонтирует, кого не страшит необычность и новизна, потому что принципов работы двигателей внутреннего сгорания – никто не отменял?

Автомобиль вел себя как живое существо и был с «характером».

По словам клиента несколько дней машина могла и заводиться, и ездить «как нормальная», то есть без каких-либо проблем.

Ну что – «глаза боятся – руки делают»?

В принципе, автомобиль и двигатель вполне «обычные» – « – », 20(), четыре цилиндра, четыре распредвала.

Все как обычно.

Для начала проводим самодиагностику – надо же знать,какие «болячки» у машины,что записалось в Память бортового компютера и от чего можно «плясать».

Не надо искать «привычный» нам диагностический разъем как на . Здесь все по-другому.

Снимаем фальшпанель под рулем и, изогнувшись, всматриваемся в открывшееся нам хитросплетение проводов.

Искать надо «свободно висящие разъемы».

Если автомобиль еще ни разу не диагностировался, то эти «фишки» примотаны СИНЕЙ (удивительно, но это так, японцы обычно предпочитают черную изоленту) изолентой к основному жгуту.

С первого взгляда их можно и не найти, тогда придется действовать «ручками», внимательно ощупывая весь жгут.

Ага, вот они – два разъема  зеленого  и два разъема черного цветов.

Что и требовалось доказать.

На черные разъемы пока внимания не обращаем, они нам понадобятся позже, а вот белые – в самый раз.

(разъемы черного цвета используем в самом конце,когда придется «очищать память» компютера : все соединяем,запускаем двигатель,проезжаем около километра на первой и второй передачах – в какой-то момент лампочка несколько раз быстро «моргнет»,а потом начнет показывать «еденичку»,то есть код №1 –«неисправностей не обнаружено»).

При выключенном зажигании вставляем разъемы один в другой и только после этого зажигание включаем.

Смотрим на панель приборов – справа вверху начнет мигать красный транспарант с надписью « » (проверьте двигатель).

Здесь уже все «как обычно»: если неисправности нет , то мигает равномерно, с одинаковыми промежутками.

Если же «что-то есть» – лампочка «начинает выдавать код».

«Читать» его просто : «длинные» мигания лампочки – это «десятки», короткие – «единицы».

Например,  лампочка мигнула нам два раза «длинно» и три «коротко» – это код 23. И так далее.

Как говорится : «первый и небольшой тупичок-остановка».

В принципе, есть одно очень хорошее выражение : «Отрицательный результат – тоже результат!».

К чему мы пришли?

Все просто : после проведения вот такой «экспресс-диагностики» мы просто-напросто выяснили, что «болезнь» автомобиля в Память бортового компютера не записалась.

Итак, «память» в компютере «чистая». Ни одной ошибки.

Ошибки –  в чем?

То есть, давайте-ка вспомним, а что, собственно,  «может самодиагностика»?

Так уж она «всесильна», как некоторые привыкли или могут думать?

Но это тема уже для отдельного разговора.

На чем мы остановились?

Да, в «памяти» компютера ничего не записалось.

Предположить можно «разное и всякое».

Кстати, знаете почему не надо в дальнейшем ездить и диагностироваться у тех «спецов», которые остановятся на этом (или подобном) этапе?

Они не любят или не могут думать.

Или не хотят.

Потому что гораздо прибыльнее «отфутболить»  клиента после «заключительного аккорда» самодиагностики – когда лампочка на панели приборов «скажет»,что все нормально. Как такие «специалисты» поступают:

Но поди придерись!

Отдашь свои  «кровные» за «диагностику», выедешь за ворота и почешешь в затылке: «Классно развели меня!!!».

А причина как была, так и остается.

Нет уж, если делать – то делать. До конца и до упора.

Думать надо .

От чего начнем отталкиваться?

Наверное,от принципов работы «обыкновенного» двигателя внутреннего сгорания.

Электронику мы проверили, ошибок нет.

Можно предположить, что в какой-то момент «что-то» (пока непонятное и пока необъяснимое)  дает «общий сбой» всей системе управления двигателем.

«Чисто электронику» с подозрения снимаем, – компютер показал бы ошибку.

Машину привезли «под разбор» – есть сейчас такое понятие на автомобильных рынках Дальнего Востока.

То есть – кузов  отдельно, а двигатель и все остальное – тоже отдельно.После прохождения таможни все собирается обратно.

Совершенно случайно глаз «зацепился»  за какую-то «несуразность» в облике двигателя.

Бывает же такое!

Бывает. Редко,но бывает.

Крепление датчика числа оборотов на левом распределительном валу было надломано. И скорее всего – во время спешки при разборке-сборке.

Держался он на «честном слове».

Система-то самодиагностики, как мы уже говорили – не «продвинутая» и могла определять только «крайности».

Обрыв или замыкание цепи.

А у нас этого не было, потому что датчик числа оборотов нормально «сидел» на «фишке», диагностировался  как вполне исправный, потому и «паники» компютер не поднимал.

А такие «мелочи» как «выход из параметров»  –  увы, данная модель машины на это обучена не была.

Владимир КУЧЕР, город Южно-Сахалинскhttp://www.efisakh.ru

Домашняя страница Joom

Товары по запросу

Электронный тахометр

Изменение этого параметра обновит результаты поиска

Тахометр RPM Метр Час Метр Цифровой ЖК-дисплей Автоматический тахограф Датчик вакуумной скорости Таймер Универсальный для автомобиля Мотоцикл Лодка Двигатель

Цифровой тахометр с ЖК дисплеем, для автомобилей и мотоциклов

Монитор давления в шинах Измеритель градиента GPS HUD дисплей с 2 внешними датчиками TPMS для мотоцикла

Дисплей OBD-GPS для автомобиля

Head Up Display Speedometer G10 Универсальный HUD одометр с превышением скорости Усталости Вождение Сигнализация Светодиодный дисплей Ветровое стекло Проектор GPS

Автомобильный HUD Headup дисплей KM / H MPH GPS цифровой спидометр со светодиодным большим шрифтом дисплея для автомобильного грузовика

Dynoracing 2 ” 52 мм Универсальный дымовой объектив Авто Тахометр Белый светодиод 0-8000 RPM Калибр Автомобильный измеритель

Цифровой ЖК-дисплей Тахометр RPM Измерение Инструмент Автомобиль Мотоцикл Скорость Таймер

Цифровой тахометр часов Водонепроницаемый ЖК-дисплей Dispalay, используемый для газонокосилки Мотоцикл Двигатель Автомобиль Лодка

RPM Измеритель скорости 4 Цифровой светодиодный дисплей Тахометр с датчиком приближения Холла для двигателя Высокоточный тахометр

Универсальный спидометр для транспорта LCD 50-9999RPM

Mayitr 3.75Inch Универсальный автомобильный тахометр Tacho Gauge Meter LED Shift Light 0-8000 RPM

Для моторной яхты лодка автомобиль подвесной двигатель 85 мм водонепроницаемый цифровой GPS спидометр одометр датчик регулируемый поездки + GPS антенна

Автозапчасти OBD автомобиль умный проекционный дисплей HUD измеритель температуры воды спидометр сигнализация

1шт 12 В 24 В универсальные, цифровые, автомобильные датчики для температуры воды

KMH Автомобильные аксессуары GPS Цифровой head-Up дисплей Большой шрифт Спидометр Автомобиля HUD 2,8 дюйма для автомобильного грузовика Автобус Подключи и играй

Автомобиль HUD HD Head Up Дисплей G3 GPS Скорость Сигнализация Одометр Цифровой спидометр Компас HUD Проектор 4-дюймовый экран Автоматический диагностический инструмент для всех автомобилей

S98 Солнечный автомобиль Беспроводной HUD дисплей Цифровой GPS спидометр с солнечной зарядкой над скоростью Сигнализация Температура Высота автомобиля HUD проектор для всех автомобилей

85 мм GPS спидометр одометр водонепроницаемый TFT экран поездка COG цифровой автомобильный спидометр для моторной яхты лодка автомобиль подвесной двигатель

Счетчик часов Тахометр Водонепроницаемый ЖК-часовый метр 2 & 4-тактный двигатель Искровая лодка / велосипед / мотоцикл

Выносной цыфровой спидометр на панель приборов

Dynoracing 2 “52mm Универсальный 12V LED Дым Len -1 ~ 0 ~ 2BAR Турбо Датчик Наддува / Турбо Измеритель Наддува

Тахометр 52 мм / 2,05 дюйма 0-8000 об/мин Углеродное волокно Панель Указатель 12V Универсальный для 4 6 8-цилиндрового двигателя

HD HUD M1 Автомобильный GPS Head-up Дисплей Hud бортовой компьютер Цифровой одометр Спидометр с расходом топлива Автоматические электронные аксессуары

Датчики частоты вращения

В качестве датчиков частоты вращения в системах автоматики применяют тахогенераторы — маломощные электрические машины постоянного и переменного тока. Для преобразования частоты вращения электродвигателей в напряжение применяют тахометрические мосты.

Тахогенераторы постоянного тока

Тахогенераторы постоянного тока в зависимости от способа возбуждения выполняют двух типов: магнитоэлектрические (возбуждаемые от постоянных магнитов) и электромагнитные (возбуждаемые от специальной обмотки) (рис. 1 а, б).

Напряжение на выходе тахогенератора при постоянном потоке возбуждения U вых = Е — IR я = Се ω — IR я

где Се = ( U я — I я R я)/ ω — постоянная машины, определяется из паспортных данных.

На холостом ходу ( I =0) напряжение U вых = Е = Се ω . Следовательно, статическая характеристика тахогенератора U вых = f ( ω) при холостом ходе линейна, так как Се = const (прямая I, рис. 1, в).

Рис. 1. Датчики частоты вращения (тахометрические генераторы постоянного тока): а) с возбуждением от постоянных магнитов, б) с электромагнитным возбуждением, в) статическая характеристика

При нагрузке статическая характеристика становится нелинейной (кривая 2). изменяется ее наклон, что является следствием реакции якоря и падения напряжения в обмотке якоря тахогенератора. В реальных тахогенераторах возникает падение напряжения на щетках, что приводит к появлению юны нечувствительности (кривая 3).

Для уменьшения искажения статических характеристик тахогенераторов используют при небольших нагрузках ( I н = 0,01 — 0,02 А). Ток в цепи якоря I я = Е/( R я + R н), а выходное напряжение U вых = Е — IR я = Се ω — IR я.

Тахогенераторы постоянного тока широко применяются в автоматических системах регулирования электроприводов в качестве датчиков частоты вращения. Их достоинства — малая инерционности высокая точность, малые габариты и масса, а для магнитоэлектрических тахогенераторов еще и отсутствие источника питания. Недостаток — наличие коллектора со щетками.

Тахогенераторы переменного тока

Синхронные тахогенераторы — однофазная синхронная машина с ротором в виде постоянного магнита (рис. 2, а), У синхронных тахогенераторов с изменением угловой скорости вместе с амплитудой изменяется и частота выходного напряжения. Статические характеристики нелинейны. В динамической отношении синхронные тахогенераторы являются безинерционными элементами.

Асинхронный тахогенератор — это двухфазная асинхронная машина с полый немагнитным ротором (рис. 2, б). На статоре асинхронного тахогенератора размещаются две сдвинутые на 90 обмотки (возбуждения ОВ и генератора ОГ). Обмотка ОВ подключается к источнику переменного тока.

Рис. 2. Тахомерические генераторы переменного тока: а — синхронный, б — асинхронный

В обмотке OГ, являющейся выходной, при вращении ротора наводятся э.д.с. трансформации и вращения. Под действием э.д.с. вращения на выходе тахогенератора возникает напряжение U вых.

Статическая характеристика асинхронного тахогенератора также нелинейна. При изменении вращения ротора фаза выходного напряжения изменяется на 180°.

Асинхронные тахогенераторы используют как датчики угловой скорости, частоты вращения и ускорений. В последнем случае обмотка возбуждения асинхронного тахогенератора подключается к источнику постоянного тока.

Достоинства асинхронных тахогенераторов — надежность, малая инерционность. Недостатки — наличие на выходе остаточной э.д.с. при неподвижном роторе, относительно большие габариты.

Тахометрические мосты постоянного и переменного тока применяют в системах автоматики для создания обратной связи но частоте вращения электрических двигателей. Это позволяет упростить систему, так как отпадает необходимость в дополнительной электрической машине — тахогенераторе. При этом уменьшаются статические и динамические нагрузки на исполнительный двигатель.

Тахометрический мост постоянного тока представляет собой специальную мостовую схему (рис. 3, а), в одно из плеч которой включен якорь двигателя R я, а в другие — резисторы R1 , R2 , R п. К диагонали а b моста подводится напряжение сети U, питающее якорь двигателя, а с диагонали cd снимается напряжение U вых пропорциональное угловой скорости ω.

Рис. 3. Тахометрический мост постоянного тока (а) и бесконтактное измерительное устройство частоты вращения асинхронного двигателя (б)

Если ток в выходной цепи отсутствует, то

Решая совместную систему уравнений, получим

Напряжение на выходе тахометрического моста

где Kтм — коэффициент передачи тахометрического моста.

Погрешность тахометрического моста составляет ±(2 — 5)%. В динамическом отношении тахометрические мосты постоянного тока являются безинерционным звеном.

Для контроля частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя применяют бесконтактное измерительное устройство (рис. 3, б), содержащее измерительный трансформатор тока ТА и напряжения TV.

Что такое датчик оборотов мотора?

При возникновении определенных проблем с силовым агрегатом автомобилисты нередко задаются вопросов, а если ли в нем механизм, который бы помог определить обороты. Ну а поскольку именно первое подозрение при неисправностях падает именно на обороты мотора, то и интересует их именно датчик оборотов двигателя. Но бывает и так, что неисправности с мотором могут быть вызваны совершенно иными причинами. Поэтому уместно для начала определиться СС источником неисправности и только после этого выполнять проверку измерителей. Но в любом случае, если необходимо обнаружить нужный датчик, понадобится хоть немного информации о его месторасположении, особенностях, да и в целом об основных понятиях.

Датчики частоты вращения двигателя

Датчики частоты вращения двигателя используются в системах управления двигателем для:

• измерения числа оборотов двигателя
• определения положения коленчатого вала (положение поршня двигателя)

Число оборотов рассчитывается по интервалу между сигналами датчика скорости вращения.

Рис. Индуктивный датчик скорости вращения (конструкция):

• Постоянный магнит
• Корпус датчика
• Корпус двигателя
• Полюсный контактный штифт
• Обмотка
• Воздушный зазор
• Зубчатое колесо с точкой отсчета

Рис. Сигнал индуктивного датчика скорости вращения двигателя:

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.

Рис. Принцип работы дифференциального датчика Холла:

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

• Магнит
• 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.

AMR-датчики

Рис. Принцип определения числа оборотов с помощью датчика AMP:

• а Размещение
• в различные моменты времени
• b Сигнал датчика AMP
• с Выходной сигнал

• Импульсное (активное) колесо
• Сенсорный элемент
• Магнит

Электрическое сопротивление магнито-резистивного материала (AMP, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным. Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в AMP-датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо. В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.