Датчик положения распредвала (ДПРВ): признаки неисправности, что это такое, за что отвечает. Схема проверки на наличие ошибок в работе

Электроника, управляющая работой двигателя современного автомобиля, получает информацию от группы измерителей, фиксирующих расход воздуха, температуру, состав выхлопных газов и так далее. В машинах последнего поколения количество измерительных элементов увеличилось – появился электромагнитный датчик положения распредвала (сокращенно – ДПРВ). Автолюбителям, предпочитающим самостоятельно диагностировать неисправности, стоит ознакомиться с симптомами неполадок указанного прибора и способами его проверки.

В чем отличие ДПРВ от ДПКВ

Устройство обоих датчиков одинаковое, и задачи схожие. Но ДПКВ следит за положением коленчатого вала, а ДПРВ определяет положение распределительного вала.

Не так давно автомобили обходились без датчика распредвала (и сейчас обходятся). Основную работу выполняет сенсор положения коленвала. Работа двигателя прекратится в случае отказа этого устройства.

Принцип работы датчика, причины неисправности

В автомобилях, выпускавшихся в 80-90-х годах прошлого века, использовались датчики, основанные на эффекте Холла. Такие датчики высокоэффективны. Эффект Холла основан на изменении разности потенциалов полупроводникового элемента в изменяющемся магнитном поле. В процессе эксплуатации в результате воздействия климатических условий, естественных физических процессов свойства полупроводникового элемента изменяются, датчик со временем выходит из строя.

Японские производители одно время использовали оптоэлектронные датчики. В качестве сенсора использовалась оптопара (светодиод-фотодиод). Такие датчики также были недостаточно надежны, отличались высокой стоимостью.

Наибольшее распространение с 90-х годов прошлого века получили электромагнитные датчики. По-существу, они представляют катушку индуктивности, расположенную на магнитном сердечнике.

Теоретически такой датчик может иметь бесконечный срок эксплуатации. Он представляет проводник, намотанный на катушку, внутрь которой помещен магнитный сердечник. Для изготовления датчика используется очень тонкий медный проводник в лаковой изоляции. Толщина такого провода менее 0,05 мм, количество витков более тысячи.

В процессе эксплуатации датчик, расположенный на двигателе, нагревается-охлаждается, к проводнику может через микротрещины подобраться влага, начаться процессы коррозии, разрушения лаковой изоляции. Все это способствует поломке датчика.

Также возможно механическое разрушение датчика при его смещении. Попадание металлической стружки на рабочую зону, эмульсии уменьшает чувствительность датчика. В большинстве современных датчиков распредвала встроены усилители/преобразователи сигнала в цифровую форму. Они также могут выйти из строя.

Зачем нужен ДПРВ

Для работы ДВС достаточно датчика коленвала, для хорошей работы нужен датчик распредвала. Без ДПРВ впрыск топлива в цилиндры производится попарно. Рабочая смесь подается в 2 одновременно отрытые форсунки.

При этом один цилиндр находится в такте сжатия и, после подачи топлива, начинает работать, а второй цилиндр просто выкидывает топливо в атмосферу. На эту проблему обратили внимание экологи.

К тому же появилась потребность в экономном расходовании горючего в транспорте. Установка датчика распредвала позволила открывать лишь одну нужную форсунку. При этом смесь в другие цилиндры не поступает.

Подведем итоги

Как видно, при условии наличия датчика фаз именно фазированный впрыск позволяет получить от двигателя максимум мощности и эффективности. Когда датчик в норме, мотор оптимально работает на разных режимах, под нагрузкой и т.д. Это достигается благодаря слаженной работе ДПРВ и ДПКВ. В свою очередь, датчики позволяют точно управлять впрыском и зажиганием.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое датчик ДМРВ. Из этой статьи вы узнаете о назначении, принципах работы, а также признаках неисправностей, способах диагностики и ремонта датчика воздуха на примере ВАЗ 2114.

Напоследок отметим, что если датчик фаз вышел из строя, замена датчика распредвала зачастую является оптимальным решением. Дело в том, что такие датчики не отличаются особой ремонтопригодностью и лучше сразу заменить проблемный элемент на новый датчик или заведомо рабочий б/у. С учетом относительно доступной стоимости, именно замена позволяет быстро решить проблему и полностью восстановить работоспособность ДВС.

Устройство преобразователя

Что же он преобразует? В приборе применяется эффект Холла – проводники с постоянным током, помещенные в магнитное поле создают разность потенциалов (напряжение). Это свойство используется в компасах смартфонов.

Датчик реагирует на сближение с металлом, изменяя напряжение на проводе. Система такая же, что на коленчатом вале.

ДПРВ имеет такие же конструктивные особенности, что датчик коленвала. Основной частью устройства является катушка.
На нее по двум проводам поступает напряжение 12 В при включенном зажигании.
Третий провод является сигнальным, напряжение на нем составляет около 95 % от номинального значения.

Когда реперная точка проходит мимо датчика, значение разности потенциалов становится равным 0,2 – 0,5 В, в зависимости от марки автомобиля. Этот сигнал поступает на электронный блок управления.

Как работает и как устроен датчик фаз

Итак, если отдельно рассматривать указанный датчик, то на многих авто в плане конструкции он похож. Другими словами, датчик распредвала ВАЗ 2114 по функциональности и назначению не будет сильно отличаться от какой-либо иномарки аналогичного класса.
Сегодня активно применяются датчики, в основе которых лежит эффект Холла. Данный эффект заключается в том, что возникает разность потенциалов в полупроводниковой пластине, когда по ней протекает постоянный ток и она помещена в магнитное поле.

Сам датчик Холла относительно простой: квадратная или прямоугольная пластина из полупроводника, с четырех сторон которой подключены контакты (пара входных для подачи постоянного тока, а также пара выходных для передачи сигнала). Вся эта конструкция выполнена в виде небольшой микросхемы, заключенной в корпус вместе с магнитом и дополнительными элементами.

Датчики фаз бывают двух типов:

щелевой датчик;
стержневой или торцевой датчик;

Датчик щелевой имеет форму в виде буквы П, в разрезе проходит отметчик распредвала (репер). Корпус может быть разделен на две части (в одной стоит постоянный магнит, тогда как во второй установлен чувствительный элемент). Как в первой, так и во второй части установлены магнитопроводы особой формы, которые реализуют изменение магнитного поля в момент прохождения отметчика.

Торцевой датчик выполнен в форме цилиндра, отметчик распредвала проходит перед торцом. В датчике данного типа чувствительный элемент установлен в торце, сверху стоит постоянный магнит, а также магнитопроводы.

Также можно добавить, что ДПРВ является интегральным датчиком, сочетая чувствительный элемент (формирование сигнала) и преобразователь-усилитель сигнала, который подает подходящий для обработки сигнал на ЭБУ. Преобразователь интегрирован в датчик, что упрощает установку и настройку системы

Идем далее. Что касается принципа работы, на разных авто датчик работает практически одинаково (например, датчик распредвала 2114). Такой датчик функционирует в паре с диском (задающий диск), который стоит на распредвале. Указанный диск может иметь отметчик-репер, который имеет ту или иную конструкцию. Основная задача — во время работы отметчик должен пройти перед датчиком (также проход может быть реализован в зазоре датчика).

В момент прохода перед датчиком отметчик замыкает выходящие из него магнитные линии, это меняет магнитное поле, которое пересекает чувствительный элемент. В свою очередь, датчик способен сформировать электрический импульс. Этот импульс усиливается, а после видоизменяется (преобразовывается), после чего осуществляется подача полностью готового выходного сигнала на ЭБУ силовой установкой.

Обратите внимание, щелевой и торцевой датчики имеют разные в плане конструкции задающие диски. Щелевой датчик получает диск с воздушным зазором. Данная схема предполагает, что управляющий импульс будет сформирован во время прохождения зазора. Торцевой датчик означает, что с ним используется диск с зубцами (зубчатый задающий диск). Также могут быть использованы короткие реперы. В свою очередь, управляющий импульс создается в момент прохождения репера.

На моторах с инжектором диск и датчик фазы стоят так, чтобы импульс от ДПРВ был сформирован в момент прохождения ВМТ в первом цилиндре. В этот же момент сигнал подается от ДПКВ, после чего система учитывает показания этих датчиков. Далее ЭБУ посылает сигналы на впрыск топлива и зажигания с учетом порядка работы цилиндров ДВС.

Синхронная работа ДПРВ и ДПКВ позволяет гибко отслеживать любые изменения частоты вращения коленчатого вала и режима работы мотора, а также обеспечить точный впрыск горючего и четкую работу системы зажигания.

Кстати, что касается дизельных моторов, система работает точно так же, но есть одна отличительная особенность. Система следит за положением поршня в каждом отдельном цилиндре. Для реализации такой функции задающий диск имеет несколько основных и дополнительных отметчиков-реперов, которые отличаются друг от друга по ширине.

Когда система работает, именно по разным отметчикам удается определить, в каком из цилиндров поршень находится в ВМТ. В свою очередь, принимая за основу эти данные, ЭБУ управляет работой форсунок.

Что будет в случае отказа датчика

Электронный блок управления будет получать только сигнал от датчика коленчатого вала, показывающего, что какой-то поршень находится в ВМТ. Но без датчика распредвала не сможет определить, какой именно.

И на всякий случай топливо будет подаваться в два цилиндра. Двигатель при этом не глохнет. Произойдет снижение мощности двигателя. Но не любой водитель сможет почувствовать это, а чек загорается не всегда. Перерасход топлива можно определить после проезда довольно большого расстояния.

Могут появиться дополнительные симптомы проблемы – прыжки оборотов на холостом ходу, дергание автомобиля во время разгона, в отдельных случаях возможно выключение двигателя.
Запуск двигателя тоже может быть осложнен. Однако похожее случается при выходе из строя других систем и механизмам. В качестве примера можно назвать неисправную катушку зажигания или бензонасос.

Поломку можно определить только с помощью диагностики.

Автозапчасти и СТО

В отличие от датчика положения коленчатого вала (ДПКВ), он в системе отнюдь не обязателен. Однако ненужным его не назовешь.

Начнем издалека. Вспомним, как выглядит осциллограмма сигналов ДПКВ:

Пачка импульсов между двумя промежутками — это один полный оборот коленчатого вала. Именно по ним блок управления определяет текущее положение коленвала. Приводом ГРМ (будь то цепь, ремень или шестерня) обеспечивается четкое соответствие положения распредвалов каждому положению коленчатого вала, и блок управления это соответствие знает. Конечно, мы не рассматриваем случаи явной неисправности — растяжения ремня/цепи, или неправильную их установку. Так вот, на исправном двигателе блоку управления этих показаний достаточно, чтобы определить положение коленвала и цилиндров.

Другое дело — пуск двигателя. Представим, что двигатель был заглушен в положении, соответствующем второму импульсу после перерыва. Чтобы блок управления смог хотя бы «сориентироваться», где находится коленвал, ему нужно дождаться промежутка. То есть, это уже минимум один оборот коленвала. Далее нам нужно вспомнить, что один оборот коленчатого вала — это всего полоборота вала распределительного, и даже дождавшись промежутка, блок управления не может точно сказать, в каком из цилиндров сейчас будет фаза впуска. То есть, остается шанс впрыснуть смесь не в тот цилиндр, и впрыснутая смесь просто будет выброшена через открытые выпускные клапаны. Поэтому запуск двигателя в такой ситуации может занять не привычные полсекунды, а 2-5-10 секунд — в зависимости от конкретного мотора и прошивки его блока управления.

Поэтому в систему управления был добавлен еще один датчик — датчик положения распредвала (ДПРВ). Его еще могут называть «датчиком фазы». Конструктивно он полностью аналогичен с ДПКВ, а вот конструкция задающего диска на валу несколько отличается. Строго говоря, даже и называть его именно диском нельзя. Например, на двигателе ЗМЗ-406 это задающая пластина:

А на Z18XER эта конструкция посложнее, хотя слово «диск» к ней по-прежнему неприменимо:

Такая конструкция позволяет в результате получить примерно такую осциллограмму Вр:

Благодаря дополнительным сигналам с ДПРВ блок управления сможет быстрее понять, «где он находится» и завести двигатель без лишних «холостых» оборотов коленчатого вала.

Кроме того, в случае растяжения цепи/ремня ГРМ, или при выходе из строя регуляторов фаз, блок управления по расхождению сигналов ДПКВ и ДПРВ может зафиксировать ошибку и зажечь лампу Check Engine, чем и сообщить водителю о поломке.

На некоторых системах, помимо этого, ДПРВ обеспечивает аварийный режим. При отказе ДПКВ система начинает ориентироваться на показания ДПРВ, и «льет» в оба цилиндра, которые могут соответствовать текущей фазе. И впрыск, и подача искры осуществляются очень приблизительно, но все же это позволяет худо-бедно завести двигатель и поехать к месту ремонта своими силами, а не обрывать телефоны эвакуаторов — каждый из которых вот именно сегодня не может.

А вот выход из строя ДПРВ к существенным проблемам не приведет — мотор от этого заводиться не перестанет, и машина посреди дороги не встанет. Что, конечно, не служит поводом оставлять без внимания поломки, связанные с этим датчиком.

Симптомы неисправности датчика положения распредвала

Конструкция и местонахождение измерителя

Принцип работы ДПРВ основан на эффекте Холла – датчик реагирует на приближение металлической массы, изменяя напряжение на сигнальном проводе. По конструкции прибор похож на другой элемент – определитель положения коленчатого вала. Внутри пластикового корпуса находится катушка, куда постоянно подводится напряжение бортовой сети 12 В.

Измеритель устанавливается на головке цилиндров двигателя в непосредственной близости от распределительного вала. Последний оснащается специальной пластиной либо шестеренкой, чье вращение воздействует на ДПРВ. Алгоритм работы выглядит так:

После включения зажигания и пуска мотора на датчик подается напряжение питания 12 В. Через третий сигнальный провод элемент отдает контроллеру напряжение величиной 90–95% от исходного.
Когда выступ на вращающейся детали распредвала проходит рядом с корпусом ДПРВ, напряжение на сигнальном контакте падает до 0,2–0,4 вольта в зависимости от конструкции прибора и модели транспортного средства.
По моментам падения напряжения электронный блок четко «видит» фазы газораспределения, своевременно подает топливную смесь в цилиндры двигателя и направляет искровой разряд к нужной свече зажигания.

Примечание. На автомобилях с 16-клапанными моторами устанавливается 2 датчика – по одному на каждый распределительный вал.

Когда измеритель неисправен, электроника не способна контролировать работу газораспределительного механизма. В подобных случаях блок управления уходит в ошибку и ориентируется на сигналы остальных измерителей. Искрообразование и топливоподача корректируется согласно заложенной программе, что сказывается на работе силового агрегата.

Характерные симптомы неполадки

Практика показывает, что неисправность датчика положения распределительного вала не ведет к отказу мотора и обездвиживанию транспортного средства. Двигатель продолжает работать с некоторыми отклонениями, мешающими нормальной эксплуатации авто. Симптомы выхода из строя ДПРВ довольно туманны и похожи на неполадки других измерительных элементов:

Нестабильная работа мотора на холостых оборотах и в процессе движения.
Вместо динамичного разгона после нажатия педали газа наблюдается серия мелких рывков и вялый набор скорости.
Мощность силового агрегата снижается. Эффект становится заметен при увеличении нагрузки – на подъеме, резком ускорении, во время буксирования прицепа.
Индикатор Check Engine на приборной панели загорается не всегда. Но многие водители отмечают, что при неисправном измерителе табло вспыхивает после увеличения оборотов коленчатого вала до 3000 об/мин и более.
Расход горючего закономерно увеличивается.

Если измерительный элемент неисправен, блок управления готовит и подает в цилиндры обогащенную топливовоздушную смесь. Отсюда возникает увеличение расхода бензина и нестабильная работа на холостом ходу. Рывки и падение мощности обусловлены несвоевременной подачей искры – контроллер «не видит» окончания такта сжатия в цилиндре и не может четко определить угол опережения зажигания.

На различных моделях автомобилей отмечаются дополнительные признаки неисправности датчика распредвала:

мотор неожиданно глохнет в процессе движения, при этом заводится без проблем;
холодный пуск двигателя становится затрудненным;
на машинах, оборудованных роботизированной коробкой передач, возникают сложности с автоматическим переключением скоростей;
двигатель «троит» – слышны пропуски циклов зажигания, иногда наблюдаются хлопки в выпускном коллекторе;
на некоторых авто случается отказ силовой установки из-за отсутствия искрообразования.

Справка. Срок эксплуатации элемента довольно продолжительный. На автомобилях отечественного производства ресурс достигает 80–100 тыс. км, импортного – 150 тыс. км. При поиске причин неисправности вы можете ориентироваться на указанные периоды.

Езда с поломанным измерителем ДПРВ допустима в течение короткого периода. Рывки, обогащенная топливная смесь и ошибки электроники ускоряют износ свечей зажигания и деталей двигателя. После обнаружения перечисленных симптомов машину стоит отправить на диагностику либо отыскать источник проблемы самостоятельно.

Как убедиться в работоспособности ДПРВ?

Простейший способ проверить датчик распредвала – подключить к диагностическому разъему машины автомобильный сканер или компьютер с установленной программой, соответствующей марке авто. Если элемент неисправен, то после запуска двигателя устройство покажет следующие коды ошибок:

P0340 – отсутствует сигнал определителя положения распредвала;
P0341 – фазы газораспределения не совпадают с тактами сжатия/впуска цилиндропоршневой группы;
P0342 – в электрической цепи ДПРВ слишком низкий уровень сигнала;
P0343 – уровень сигнала от измерителя превышает норму;
P0339 – от датчика поступает прерывистый сигнал.

Поскольку подавляющее большинство автолюбителей не имеет в своем распоряжении сканеров и ноутбуков с программным обеспечением, практикуется более доступный способ – проверка цифровым мультиметром. Диагностика производится в 3 этапа:

Визуальный осмотр проводки и прозвонка цепи на предмет обрыва.
Измерение исходящего тока на управляющем контакте ДПРВ.
Проверка работоспособности методом приближения к металлическому предмету.

На первом этапе необходимо убедиться в целостности проводки и надежном контакте соединительной колодки. Внимательно осмотрите подводящие кабели на предмет изломов, трещин и оплавления изоляции. Прозвонка токонесущих жил и поиск обрыва выполняется тем же мультиметром. Не забудьте почистить контакты разъема от окисления.

Проверив электропроводку, переходите к диагностике самого датчика распределительного вала. Вместо штатных зажимов типа «крокодил» на тестере нужно использовать провода с иглами, чтобы не пришлось мудрить с подключением к соединительной колодке. Диагностические работы ведутся в следующем порядке:

Откройте крышку капота и отыщите на головке цилиндров ДПРВ. Обычно элемент ставится на торце двигателя или боковой стенке ГБЦ рядом с ним.
Пользуясь электрической схемой автомобиля или данными по конкретной модели датчика, определите расположение двух контактов питания и третьего провода, идущего к контроллеру.
Включите зажигание и замерьте напряжение между массой машины и управляющим контактом элемента (на автомобилях ВАЗ это средний провод, обозначенный буквой «С»). Нормальные показания мультиметра – не менее 90% от напряжения питания, то есть, 12 * 0,9 = 10,8 В.
Если полученные значения ниже нормы, датчик неисправен и подлежит замене. В противном случае выполняйте третий этап проверки.

Для окончательной диагностики деталь придется снять с двигателя. Как правило, элемент вставлен в отверстие на головке цилиндров и прикручен одним болтом. Открутите его, извлеките ДПРВ и вытрите от моторного масла. Колодку с проводами не отсоединяйте.

Подключив мультиметр к среднему контакту и массе авто, вновь включите зажигание. Поднесите близко к торцевой части элемента стальной предмет (например, рожковый ключ), отслеживая показания дисплея. Работоспособный датчик должен отреагировать на приближение металла падением напряжения до значений 0,2–0,4 В.

Если проверка датчика распредвала железным предметом не изменила показаний тестера, ДПРВ однозначно следует поменять. Приобретая новую деталь, учитывайте один момент: даже оригинальные запчасти могут продаваться без тонкого уплотнительного кольца. Придется найти и купить его отдельно либо использовать старый уплотнитель при условии, что материал не потрескался и не «задубел».

Источники: ЯндексДзен, autochainik.ru.

Как определить неисправность без диагностики

Определить проблему с помощью диагностического компьютера просто и быстро, он покажет коды ошибок, которые указывают на неисправность датчика распредвала. Но поломку можно определить без подключения сканера.

Для нахождение неисправности нужен мультиметр. Самый простой способ поменять датчик. Процедура замены вовсе не сложная – открутить старый и прикрутить новый. Но вряд ли у кого в запасе есть новый прибор. Чтобы купить новый, нужно наверняка знать, что сломалось в автомобиле.

Для определения неисправности датчика нужно установить иглы в качестве щупов на мультиметр (на некоторых моделях идут в комплекте).
Если нет, нужно заточить те, что есть.
Проткнув изоляцию проводов, определить два запитывающих провода и замерить на них напряжение.
На двух проводах напряжение всегда будет больше – это и есть катушка.
Если вольтметр показывает напряжение порядка 13,4 В, значит, катушка рабочая. При этом на сигнальном проводе мультиметр покажет 12 В.

Если прибор указывает на отсутствие напряжения, что делать тогда. Тогда стоит проверить реакцию датчика на металл. Для проверки нужно снять датчик не отсоединяя провода.

Включив зажигание, поднесите любой металлический предмет к устройству. Мультиметр в это время должен быть соединен с сигнальным проводом. Во время приближения железа к датчику напряжение должно уменьшиться почти до нуля, не больше 0,5 В.

Если это произошло, значит, датчик рабочий. Вообще, чтобы точно определить работоспособность устройства ДПРВ, воспользуйтесь осциллографом. У кого спрятан в гараже? На практике достаточно бывает рассмотренного способа с использованием мультиметра.

Способы проверки

Как и любой другой датчик на основе эффекта Холла, ДПРВ не получится проверить путем измерения напряжения на контактах мультиметром (“прозвонки”). Полную картину о его работе может дать только проверка осциллографом. Осциллограмма покажет импульсы и фронты провалов. Чтобы считать данные с осциллограммы, нужно также обладать определенными знаниями и опытом. Это может сделать грамотный специалист на СТО или в сервисном центре.

Сигналы датчика хорошо видны на осциллограмме

При обнаружении неисправности датчик меняют на новый, ремонт не предусмотрен.

ДПРВ играет важную роль в системе зажигания и впрыска. Его неисправность приводит к проблемам в работе двигателя. При обнаружении симптомов лучше пройти диагностику у грамотных специалистов.

Как увеличить ресурс ДПРВ

Датчик положения распределительного вала двигателя является электронным устройством, у которого отсутствует износ. Тем не менее, срок службы у него может быть ограниченным.

На продолжительность работы оказывает влияние стабильность напряжения в бортовой сети, окисление контактов из-за влияния агрессивных сред, в том числе атмосферных колебаний.

Ослабление контактов по причине неизбежного скачков температуры двигателя.
Чтобы увеличить ресурс работы устройства, необходимо подкапотное пространство содержать в чистоте.
Большинство автомобилей имеет индикатор напряжения в электрической цепи автомобиля.
Нужно внимательно смотреть за показаниями бортового вольтметра.
Корпус ДПРВ изготовлен из пластика, поэтому периодически необходимо производить визуальный осмотр на наличие трещин.

Их присутствие может сигнализировать о скором отказе устройства. Не должно быть трещин и на подходящих к датчику проводах. Жесткие провода показывают повышенную температуру работы.