Лабораторная работа №2 Диагностирование технического состояния датчика положения коленчатого вала.

Цель работы: изучить и освоить методы диагностирования технического состояния датчика положения коленчатого вала с помощью осциллографа диагностическим комплексом «Автомастер».

Задание: провести диагностирование технического состояния датчика положения коленчатого вала с помощью осциллографа.

Оборудование рабочего места:

1.Двигатель

2.Осциллограф диагностического комплекса «Автомастер».

Техника безопасности

11. К работе со стендом допускается студенты изучившие его устройство, принцип работы;

12. Подключение стенда осуществляется только при не работающем двигателе

13. Включать стенд в сеть 220 В в присутствии преподавателя;

14. Не заводить двигатель без разрешения преподавателя;

15. При работе двигателя не прикасаться к вращающим деталям и проводам высокого напряжения;

16. При работе стенда корпус должен заземлятся по средствам специальной жилы, питающего кабеля и разъема с заземляющим контактом;

17. При оперативно напряжении комплекса от сети осуществляется клавишей СЕТЬ или отключением от сети сетевого разъема;

18. Для работы с высоковольтной частью системы зажигания следует использовать диэлектрический захват

19. Для аварийной остановки двигателя диагностируемого автомобиля используется кнопка STOP

20. При подключении комплекса к автомобилю прокладку жгутов датчиков следует проводить таким образом, чтобы исключить их возможный контакт с вращающимися деталями двигателя, а также элементами выпускной системы.

Краткие теоретические сведения

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) в общем случае сообщает БУ о положении колен­чатого вала, частоте и направлении его вращения. Дат­чики могут быть индуктивного типа (магнитные), на ос­нове эффекта Холла, и оптические. Индуктивные ДПКВ не требуют специального внешнего источника напряжения. Напряжение сигнала для БУ инду­цируется, когда зуб диска синхронизации проходит через магнитное поле датчика. Диск изготавливается из стали с незначительным магнитным сопротивлением. Индуктивные датчики используются не только как ДПКВ (другое название — датчики ВМТ), но и как датчики скорости автомобиля.

Рисунок 1 - Датчик положения коленчатого вала:

1 — обмотки; 2 — корпус; 3 — магнит; 4 — уплотнитель; 5 — привод; 6 — кронштейн крепления; 7 — магнитопровод; 8 — диск синхронизации.

В датчике работающем на основе эффекта Холла (дат­чик Холла) ток начинает протекать, когда датчик находит­ся вблизи изменяющегося магнитного поля (возникает поперечная ЭДС). Амплитуда выходного напряжения при этом остается постоянной, а частота изменяется в зави­симости от числа оборотов экрана, перекрывающего магнитное поле, или диска синхронизации с зубьями, взаимодействующими с магнитным полем датчика.

Датчики Холла используются как ДПКВ и в качестве дат­чиков распределителей зажигания. У оптических датчиков диск синхронизации выполнен с отверстиями или с пазами (зубьями). Вращающийся диск прерывает поток света между светодиодом и прием­ником (датчиком) светового потока.

Каждый раз, когда отверстие (лаз) не перекрывает луч света, последний ула­вливается оптическим приемником. Приемник вырабаты­вает и передает далее сигнал в БУ в виде импульса напря­жения. Полученные БУ импульсы напряжения могут быть использованы в качестве базового сигнала для систем питания и зажигания.

Амплитуда выходного напряжения датчика остается постоянной, а частота меняется в зави­симости от числа оборотов.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) автомобилей ВАЗ (рис. 9) является датчиком синхронизации при ра­боте систем впрыска и зажигания.

На основании сигналов ДПКВ блок управления определя­ет положение коленчатого вала относительно ВМТ в 1-м и 4-м цилиндрах, частоту и направление вращения. По результатам измерения сигналов ДПКВ блок управ­ления формирует сигналы управления ТФ и моментом зажигания (УОЗ), управляет включением/выключением ЭБН, а также обеспечивает показания тахометра.

Рисунок 2 - Внешний вид датчика положения коленчатого вала (ДПКВ)

Конструкция датчика положения коленчатого вала (ДПКВ)

Рисунок 3 - Конструкция датчика углового положения коленчатого вала:

1 - обмотка датчика; 2 - корпус; 3 -магнит; 4 - уплотнитель; 5 - провод;

6 - кронштейн крепления; 7 - магнито-провод; 8 - диск синхронизации.

Датчик ДПКВ индуктивного типа представляет собой катушку с большим количеством витков провода и магнитного серлечника. Корпус изготовлен из высокопрочной пластмассы. Установлен он на расстоянии (1±0,5) мм от диска син­хронизации. Сопротивление обмотки датчика 880-900 Ом. Разъем имеет два контакта:1- масса датчика, 2- сигнал с датчика

Диск синхронизации объединен со шкивом коленчатого вала и выполнен в виде зубчатого колеса с 60 зубьями (угловой шаг 6°). Для синхронизации с коленчатым валом два соседних зуба удалены, в результате получена ши­рокая впадина.

Рисунок 4 - Диск и датчик положения коленчатого вала.

Вид сзади: 1 - жгут проводов; 2 - колодка; 3 - датчик положения коленчатого вала; 4 - диск.

При вращении диска синхронизации происходит изме­нение магнитного потока в магнитопроводе датчика, в результате чего в его обмотке возникает напряжение переменного тока. Частота этого сигнала пропорцио­нальна частоте вращения коленчатого вала, а возникаю­щий при прохождении широкой впадины опорный сиг­нал соответствует положению поршней 1-го и 4-го ци­линдров за 114° до ВМТ. Если коленчатый вал установлен в положе­ние, соответствующее верхней мертвой точке поршня перво­го цилиндра, то напротив середины сердечника датчика по­ложения коленчатого вала должен находиться 20-й зуб диска синхронизации, считая против направления вращения от мес­та выреза.

Нулевая точка импульса соответствует центру каждого зуба, что позволяет с большой точностью определить их по­ложение. Блок управления распознает импульсы с датчика и синхронизирует работу системы с положением коленчатого вала и тактами работы двигателя.

Помехи, возникающие в цепи датчика коленчатого вала, отслеживаются блоком управления и фиксируются системой самодиагностики как неисправность. Программ­ное обеспечение блока пытается пересинхронизировать про­цесс управления в этом случае. Для снижения уровня помех провод с ДПКВ защищен экраном. Диск синхронизации является маховиком демпфера (гасителя) крутильных колебаний коленчатого вала, и в случае их разъединения ЭСУД теряет работоспособ­ность.

Рисунок 5

При отказе ДПКВ работа систем питания и зажигания невозможна. Отсутствие сигнала с ДПКВ блок управле­ния воспринимает как признак остановки коленчатого вала, хотя коленчатый вал при этом может вращаться стартером. В этом случае блок управления заносит в свою оперативную память (ОЗУ) код неисправности и включа­ет контрольную лампу «СНЕСК ENGINE», сигнализируя о неисправности.

Проверка датчика частоты вращения (положения коленчатого вала). В большинстве случаев эти датчики являются индукционными и могут располагаться как в распределителе зажигания, так и непосред­ственно в блоке двигателя или картере сцепления. Для проверки дат­чика необходимо отсоединить разъем его кабеля и подключить ос­циллограф к.

Амплитуда сигнала при прокрутке стартером коленчатого вала должна быть не менее 1...2 В, а форма сигнала определяется конструкцией диска синхронизации.

Рисунок 6 - Сигнал с датчика положения коленчатого вала:

а - напряжение в катушке зажигания; b - напряжение с датчика углового положения коленчатого вала; с - напряжение с датчика углового положения распределительного вала;

УОЗ - угол опере­жения зажигания; в.м.т. - верхняя мертвая точка

При отсутствии осциллографа можно воспользоваться обычным тестером в режиме измерения переменного тока, но осциллограф предпочтительнее. Если сигнал слабый, необходимо проверить зазор между сердечником датчика и маркерным диском (он обычно составляет (1±0,5) мм), а также состояние самого маркерного диска.

Отсутствие сигнала или очень малая его амплитуда (порядка несколь­ких десятков милливольт) свидетельствует о неисправности датчика либо о наличии короткого замыкания в его кабеле.

Если датчик частоты вращения (положения коленчатого вала) выпол­нен на элементе Холла или оптический, необходимо проконтролировать наличие сигнала на его выходе осциллографом. Форма сигнала также опре­деляется конструкцией магнитного экрана или маркерного диска , но в любом случае это прямоугольные импульсы с амплитудой, почти всегда равной напряжению питания датчика. Обычно используется одно из трех значений питающего напряжения: 5, 9 или 12 В.

Порядок проведения работы

Признаки неисправности:

- двигатель внезапно остановился;

- двигатель нормально прокручивается стартером, но не пускается.

- неустойчивые обороты двигателя на холостом ходу,

- самопроизвольное повышение или снижение оборотов двигателя,

-снижение мощности двигателя,

-возникновение детонации при динамических нагрузках,

-пропуски искрообразования.

Предварительная проверка показала, что при включе­нии зажигания на 2 с включается бензонасос, т. е. глав­ное реле и силовая цепь исправны. Формируемый ДПКВ электрический сигнал представляет собой переменное напряжение, амплитуда и частота ко­торого зависят от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При прокрутке двигателя стартером напря­жение сигнала составляет 0,3 В. Диск синхронизации является, по сути дела, маховиком демпфера и крепится к шкиву коленчатого вала с помо­щью слоя резины. Были случаи, когда диск синхрониза­ции проворачивался относительно шкива коленчатого вала. При этом нарушается синхронизация

опорного сигнала ДПКВ с требуемым положением коленчатого ва­ла (114° до верхней мертвой точки 1-го и 4-го цилинд­ров).

По сигналу ДПКВ, БУ управляет системой зажигания, топливными форсунками, и электробензонасосом. При отказе ДПКВ нормальная работа этих устройств стано­вится невозможной.

При проворачивании диска синхронизации сигнал ДПКВ будет поступать на БУ и вышеуказанные устройст­ва будут работать, но вследствие изменения момента за­жигания работа двигателя или резко ухудшится или во­обще станет невозможной. Чаще всего двигатель глохнет и не пускается. Следует заметить, что тахометр в этом случае будет работать нормально.

Проверка тестером работы датчика положения коленвала.

• Отсоединить датчик.

• Подключить тестер в режиме измерения сопротивления к клеммам датчика. R = 200-400 Ом в зависимости от температуры двигателя.

• Проверить массу датчика. Прозвонив контакт 1 разъема идущего на блок управления. R = 0 Ом , U=0 B

• Подключить разъем датчика обратно.

• Подсоединить к проводу идущему к клемме 2 разъема датчика (через иголку), и массой авто, тестер в режиме измерения постоянного напряжения.

• Включить зажигание U=3,5 В (приблизительно).

• Переключить тестер на измерение переменного напряжения.

• Включить стартер. U=300-400 мВ (переменное напряжение) в режиме прокрутки стартером. U=1 В -после пуска двигателя.

• Выключить стартер.

Диагностическая информация

1. Для проверки возможного проворачивания диска синхронизации относительно шкива коленчатого вала проще всего посмотреть на торец резинового слоя. В случае проворота диска на резине видна круговая тре­щина. Можно воспользоваться и стробоскопом, подклю­ченным к высоковольтному проводу 1-го или 4-го ци­линдра. При правильном положении диска синхрониза­ции середина первого, следующего за длинной впади­ной, зуба должна совпадать с осью ДПКВ. При нормальном положении диска синхронизации относи­тельно коленчатого вала, если поршни 1-го и 4-го цилинд­ров в ВМТ, количество зубьев диска, находящихся между осью ДПКВ и широкой впадиной, должно быть равно 19. Допускается замена стального шкива с демпфером на чугунный без демпфера.

2. Снятый с двигателя ДПКВ можно проверить следующим образом: подключить к контактам датчика мультиметр для измерения малых напряжений и быстро пронести рядом с магнитопроводом датчика лезвие крупной отвертки. Ис­правный ДПКВ должен откликнуться броском напряжения.