Датчики положення / частоти обертання на ефекті Холла застосовуються для визначення частоти обертання і / або положення розподільного вала, колінчастого вала двигуна, що необхідно для синхронізації системи запалювання і вприскування палива, а також застосовуються для вимірювання швидкості руху автомобіля, що необхідно для управління режимом холостого ходу двигуна.
Датчик холу.
На бензинових двигунах обладнаних класичною системою запалювання датчик Холла встановлений в корпусі розподільника запалювання.
На валу розподільника запалювання закріплені шторки з феромагнітного матеріалу, що обертаються разом з валом. Кількість шторок дорівнює кількості циліндрів двигуна (зустрічаються системи запалювання з одного шторкою в розподільнику запалювання, додатково обладнані датчиком положення / частоти обертання колінчастого вала). Вихідний сигнал датчика Холла може приймати один з двох рівнів - високий або низький і залежить від наявності / відсутності шторки в магнітному зазорі датчика. При відсутності шторки в магнітному зазорі датчика, напруга вихідного сигналу датчика відповідає низькому рівню - не більше 0,2 V. При проходженні шторки через магнітний зазор датчика, напруга вихідного сигналу датчика відповідає високому рівню. Значення напруги високого рівня визначається надходять на датчик опор. напругою. Датчик генерує синхроімпульсів синхронно проходженню шторок через магнітний зазор датчика. Форма осцилограми напруги вихідного сигналу датчика Холла близька до меандру. Частота проходження синхроімпульсів пропорційна частоті обертання валу з феромагнітними шторками.
Осцилограма напруги вихідного сигналу справного датчика Холла, вбудованого в розподільник запалювання 4-х циліндрового двигуна при 960 RPM.
При підвищенні частоти обертання двигуна, частота проходження синхроімпульсів також збільшується.
Осцилограма напруги вихідного сигналу справного датчика Холла, вбудованого в розподільник запалювання 4-х циліндрового двигуна при 2 880 RPM.
При проведенні діагностики датчика Холла по осциллограмме напруги вихідного сигналу, найбільш важливими ділянками синхроімпульсів є низький рівень синхроимпульса і його фронти. Форма осцилограми високого рівня синхроімпульса визначається якістю стабілізації опор. напруги, що подається на висновок 0 датчика від блоку управління двигуном або від комутатора і при проведенні діагностики датчика інтересу не представляє. Зустрічаються різні значення опор. напруги сигналу датчика Холла, але найчастіше зустрічаються значення 5 V, 8 V, 12 V. В останньому випадку, підводиться до датчика опор. напруга не стабілізована зовсім, через що форма осцилограми високого рівня синхроімпульса в такому випадку може мати значні спотворення, що не свідчить про несправність.
Перевірка вихідного сигналу датчика холу.
Схема підключення до датчика Холла.
- - точка підключення чорного затиску типу "крокодил" осциллографического щупа;
- - точка підключення пробника осциллографического щупа.
У вікні програми "USB Осцилограф", необхідно вибрати відповідний режим відображення, в даному випадку "Управління => Завантажити настройки користувача => Hall". Після приєднання осциллографического щупа і вибору режиму відображення осцилограм "Hall" необхідно запустити двигун автомобіля, що діагностується, а в разі, якщо запуск двигуна неможливий, прокрутити двигун стартером. У разі необхідності, осциллограмму можна записати. Для запису осцилограми, у вікні програми "USB Осцилограф", необхідно вибрати "Управління => Запис". Для зупинки запису осцилограми, у вікні програми "USB Осцилограф", необхідно вибрати "Управління => Запис". Після завершення запису, записану осцилограму можна детально вивчити.
Типові несправності датчика холу
Якщо сигнал від датчика положення колінчастого валу надходить, але параметри вихідного сигналу при цьому мають відхилення від нормальних, це може привести до посмикування двигуна, провалів, утрудненого пуску двигуна або неможливості запуску двигуна. У разі ослаблення кріплення, датчик може дещо зміститися щодо свого нормального положення, що може привести до механічного пошкодження датчика обертовими шторками. Значне механічне пошкодження може привести до непрацездатності датчика. Запуск двигуна стає неможливим в разі, якщо при прокручуванні стартером двигуна, обладнаного класичною системою запалювання, від датчика Холла не надходять синхроімпульсів. Внаслідок сильного перегріву, через дефект при виготовленні або через короткочасного замикання сигнального виведення датчика на ланцюгу харчування, вихідний ключ датчика Холла може "підгоріти". Справний датчик Холла повинен забезпечувати значення напруги низького рівня вихідного сигналу не вище 0,2 V. В разі "підгоряння" вихідного ключа датчика Холла, виникає залежність значення напруги низького рівня вихідного сигналу датчика від температури корпусу датчика. В такому випадку, поки двигун холодний, датчик може цілком справно працювати. Але коли корпус датчика нагріватися від деталей працюючого двигуна до певної температури, двигун раптово глухне. Пуск двигуна в такому випадку стає неможливим доти, поки корпус датчика Холла не охолоне на кілька градусів. На екрані осцилографа дефект вихідного ключа датчика Холла стає помітний відразу після початку зростання температури його корпусу і проявляється як поступове збільшення значення напруги низького рівня вихідного сигналу датчика.
Осцилограма напруги вихідного сигналу несправного датчика Холла, вихідний ключ якого не забезпечує належного значення напруги низького рівня. В даному випадку, значення напруги низького рівня вихідного сигналу датчика одно 1,1 V. Вихідний сигнал датчика Холла стає "невидимим" для блоку управління двигуном (комутатора) після того, як з ростом температури корпусу датчика, напруга низького рівня сигналу збільшується до критично високого значення. Це значення залежить від особливостей пристрою вхідних ланцюгів сигналу від датчика Холла в блоці управління двигуном (комутаторі) і може бути рівним 0,25 ... 3,5 V. Несправності передвихідного каскаду електронної схеми датчика Холла можуть викликати "завал" фронтів синхроімпульсів вихідного сигналу датчика
Осцилограма напруги вихідного сигналу несправного датчика Холла, передвихідний каскад якого не забезпечує належної крутизни фронтів синхроімпульсів. У разі "завалу" фронтів синхроімпульсів вихідного сигналу датчика Холла, пуск двигуна може бути кілька утруднений, робота двигуна може значно погіршитися через зміну кута випередження запалювання, максимальна частота обертання двигуна може бути сильно обмеженою.
Датчик швидкості руху автомобіля.
Датчик швидкості руху автомобіля встановлюється на коробці перемикання передач.
Датчик генерує постійне число імпульсів за кожен оборот колеса автомобіля, що дозволяє блоку управління двигуном розрахувати поточну швидкість руху автомобіля. Сигнал від датчик швидкості руху автомобіля служить для управління режимом холостого ходу двигуна, а в деяких моделях і для відображення на спідометрі поточної швидкості руху автомобіля. Крім перерахованих неполадок датчика Холла, трапляються поломки вала датчика швидкості руху автомобіля через що сигнал від датчика не надходить. У разі поломки датчика швидкості руху автомобіля, можлива нестійка робота двигуна на холостому ходу під час руху автомобіля, при перемиканні передач двигун може глухнути.
Датчик положення розподільного валу (датчик фаз) Camshaft Position Sensor.
Датчик положення розподільного валу двигуна дозволяє блоку управління двигуном визначити верхню мертву точку в кінці такту стиснення першого циліндра, що необхідно для синхронізації роботи системи запалювання і подачі палива з робочим процесом двигуна.
Датчик генерує один синхроимпульс за повний цикл роботи двигуна (два повних оберти колінчастого вала). Це дозволяє здійснити фазований впорскування палива - кожна форсунка впорскує паливо тільки один раз за два оберти колінчастого вала, за рахунок чого поліпшується точність дозування подачі палива і якість сумішоутворення.