Двигун внутрішнього згоряння / Система керування двигуном / Датчик колінчастого валу

Датчик колінчастого валу

Датчик колінчастого валу - це один із ключових датчиків системи керування двигуном. Він повідомляє блоку керування, з якою швидкістю обертається колінчастий вал і в якому положенні він перебуває у конкретний момент. За цим сигналом блок керування розраховує оберти двигуна, момент упорскування пального, момент запалювання, синхронізацію з розподільним валом і частину алгоритмів діагностики пропусків згоряння.

Зразок правильного англійського перекладу: датчик колінчастого валу - Crankshaft Sensor; датчик положення колінчастого валу - Crankshaft Position Sensor; сигнал обертів двигуна - Engine Speed Signal; синхронізація колінчастого і розподільного валів - Crankshaft And Camshaft Synchronization; задавальний диск - Reluctor Wheel; зубчастий вінець - Toothed Ring; зазор датчика - Sensor Air Gap; індуктивний датчик - Variable Reluctance Sensor; датчик Холла - Hall Effect Sensor; форма сигналу - Signal Waveform.

Ця сторінка належить до базових сторінок деталей системи керування двигуном і пов'язана зі сторінками «Датчик положення розподільного валу», «Комп'ютерна діагностика двигуна», «Зчитування кодів OBD-II», «Аналіз поточних параметрів двигуна», «Перевірка сигналу датчика осцилографом», «Очищення роз'ємів датчиків» і «Ремонт проводки датчиків двигуна».

У каталозі TESMA для цієї теми релевантні датчик колінвалу, датчик розподвалу, датчики керування двигуном, очисники електроконтактів, дроти інші, акумулятор і стартер. Але сам факт помилки по датчику колінчастого валу не означає, що датчик точно потрібно міняти. Причиною може бути роз'єм, проводка, зазор, задавальний диск, стартер, просадка напруги, синхронізація ГРМ або блок керування.

Головний принцип: без достовірного сигналу датчика колінчастого валу блок керування часто не може правильно визначити оберти і положення двигуна. У багатьох системах це означає відсутність запуску, відсутність іскри або відсутність команди на форсунки.

Не міняйте датчик тільки за кодом P0335 без перевірки сигналу.
Не плутайте датчик колінчастого валу з датчиком розподільного валу.
Не ігноруйте просадку напруги під час запуску.
Не перевіряйте індуктивний датчик і датчик Холла однаковим методом.
Не стирайте коди до збереження стоп-кадрів.
Не встановлюйте датчик іншої довжини або типу без перевірки сумісності.

Зміст

Призначення датчика
Як працює датчик колінчастого валу
Основні типи датчиків
Де встановлений датчик
На що впливає сигнал датчика
Симптоми несправності
Типові коди помилок
Причини помилок по датчику
Як перевіряють датчик
Перевірка осцилографом
Зазор, задавальний диск і механічні фактори
Роз'єм, проводка і живлення
Як правильно підбирати датчик
Типові помилки
Товарні групи TESMA
Часті питання

Призначення датчика

Датчик колінчастого валу потрібен для того, щоб блок керування розумів, як обертається двигун. Це базова інформація для запуску і роботи двигуна. Якщо сигнал відсутній або неправдоподібний, блок керування може не дозволити запуск, не подати команду на форсунки, не керувати запалюванням або перейти у захисну логіку.

За сигналом датчика блок керування визначає:

частоту обертання двигуна;
положення колінчастого валу;
момент наближення поршнів до верхньої мертвої точки;
базову синхронізацію упорскування пального;
момент запалювання на бензиновому двигуні;
умови запуску;
стабільність обертання колінчастого валу;
ознаки пропусків згоряння;
узгодженість сигналу з датчиком розподільного валу;
частину захисних і аварійних стратегій.

Як працює датчик колінчастого валу

Датчик зчитує проходження зубців, прорізів або магнітних міток на задавальному диску, який обертається разом із колінчастим валом. Коли зубець або мітка проходить біля робочої частини датчика, формується електричний сигнал. Блок керування аналізує частоту, форму і послідовність цього сигналу.

У багатьох системах задавальний диск має спеціальний пропуск зубця або іншу мітку. Вона допомагає блоку керування зрозуміти не тільки швидкість обертання, а й орієнтовне положення колінчастого валу. Для точного визначення фаз двигуна сигнал часто порівнюється з датчиком розподільного валу.

Основні типи датчиків

Метод перевірки залежить від типу датчика. Одна з типових помилок - перевіряти всі датчики колінчастого валу однаково.

Індуктивний датчик

Зазвичай має два дроти і формує змінний сигнал самостійно під час обертання задавального диска. Напруга сигналу залежить від швидкості обертання, зазору, стану зубців і самого датчика.

часто має два контакти;
не потребує окремого живлення;
сигнал зростає зі швидкістю обертання;
чутливий до зазору;
може погано працювати при слабкому стартері;
перевіряється опором, сигналом під час прокручування і осцилограмою.

Датчик Холла

Зазвичай має три контакти: живлення, масу і сигнальний провід. Формує цифровий імпульсний сигнал. Для перевірки важливо оцінити живлення, масу і перемикання сигналу.

часто має три контакти;
потребує живлення;
формує прямокутний сигнал;
може показувати нормальне живлення, але поганий сигнал;
чутливий до проводки, маси і опорного живлення;
найкраще перевіряється сканером і осцилографом.

Магніторезистивні та комбіновані рішення

На частині сучасних двигунів застосовують складніші датчики і задавальні диски. Вони можуть бути більш чутливими до типу деталі, монтажного зазору, полярності, якості сигналу і сумісності з блоком керування.

Де встановлений датчик

Місце встановлення залежить від конструкції двигуна. Датчик завжди має бачити обертання колінчастого валу або деталі, що жорстко пов'язана з ним.

Типові місця встановлення:

біля шківа колінчастого валу;
у передній частині блока двигуна;
біля маховика;
у зоні картера зчеплення або коробки передач;
у блоці циліндрів навпроти задавального диска;
поруч із зубчастим вінцем;
у місці, де датчик піддається нагріванню, оливі, бруду або дорожній волозі.

Через розташування датчик може страждати від температури, вібрації, забруднення металевою стружкою, оливи, пошкодження проводки або неправильної установки після ремонту двигуна, зчеплення, маховика чи ГРМ.

На що впливає сигнал датчика

Сигнал датчика колінчастого валу є базовим для запуску і роботи двигуна. Якщо блок керування не бачить обертів під час прокручування стартером, він може не активувати частину виконавчих команд.

запуск двигуна;
наявність сигналу обертів у сканері;
роботу системи запалювання;
команду на форсунки;
синхронізацію з датчиком розподільного валу;
діагностику пропусків згоряння;
стабільність холостого ходу;
роботу двигуна на гарячу;
аварійний режим;
відновлення запуску після охолодження при тепловій відмові.

Симптоми несправності

Несправність датчика колінчастого валу може проявлятися різко або періодично. Найтиповіший сценарій - двигун прокручується стартером, але не запускається, а у сканері немає стабільного сигналу обертів.

двигун не запускається;
стартер крутить, але немає запуску;
у сканері немає обертів під час прокручування;
тахометр не рухається під час запуску;
двигун глохне у русі;
гарячий двигун не запускається, але запускається після охолодження;
двигун глохне після прогрівання;
з'являються ривки або провали;
може зникати іскра;
може не бути команди на форсунки;
горить Check Engine;
з'являються помилки синхронізації;
автомобіль переходить в аварійний режим;
симптом повторюється після дощу, мийки або теплового навантаження.

Якщо двигун не запускається, але стартер обертає нормально, один із перших параметрів у сканері - оберти двигуна під час прокручування. Відсутність обертів не доводить несправність датчика, але різко звужує напрям перевірки.

Типові коди помилок

Коди потрібно трактувати за документацією конкретного автомобіля. Проте для датчика колінчастого валу часто зустрічаються такі групи:

P0335 - несправність ланцюга датчика положення колінчастого валу;
P0336 - діапазон або продуктивність сигналу;
P0337 - низький рівень сигналу;
P0338 - високий рівень сигналу;
P0339 - переривчастий сигнал;
P0315 - не виконано або втрачено навчання положення колінчастого валу;
P0016-P0019 - можливі помилки кореляції колінчастого і розподільного валів;
виробничі коди синхронізації, обертів, задавального диска або стартового сигналу.

Код по датчику може бути наслідком не лише самого датчика. Причиною можуть бути обрив, коротке замикання, слабкий контакт, неправильний зазор, пошкоджений задавальний диск, металева стружка на магнітній частині, слабкий стартер, просадка напруги або механічне зміщення фаз.

Причини помилок по датчику

Електричні причини

обрив сигнального проводу;
коротке замикання на масу;
коротке замикання на плюс;
погана маса;
нестабільне живлення датчика Холла;
окислений роз'єм;
розтиснуті або втоплені клеми;
пошкодження жгута біля коробки або випуску;
помилка після ремонту двигуна або зчеплення;
волога після мийки або дощу.

Механічні причини

неправильний зазор між датчиком і задавальним диском;
пошкоджений зубець;
деформований задавальний диск;
металева стружка на датчику;
датчик встановлений не до кінця;
неправильна довжина корпусу датчика;
пошкоджене посадочне місце;
зміщений або неправильно встановлений маховик;
помилка після ремонту ГРМ;
люфт або механічне пошкодження пов'язаних деталей.

Режимні причини

датчик відмовляє тільки після нагрівання;
сигнал слабкий під час холодного запуску через низьку швидкість стартера;
помилка з'являється тільки під час вібрації;
після охолодження сигнал відновлюється;
проблема проявляється після тривалого руху або стояння у заторі.

Як перевіряють датчик

Перевірка починається не з демонтажу датчика, а з даних сканера, умов появи помилки і базових електричних перевірок. Важливо розуміти, чи проблема постійна, переривчаста, теплова або пов'язана із запуском.

Зчитати всі коди без стирання.
Зберегти стоп-кадри.
Перевірити, чи є оберти двигуна у сканері під час прокручування стартером.
Перевірити напругу акумулятора під час запуску.
Перевірити швидкість обертання стартером.
Оглянути роз'єм датчика.
Оглянути жгут у зоні двигуна, коробки передач і випуску.
Визначити тип датчика: індуктивний, Холла або інший.
Перевірити живлення, масу і сигнал відповідно до типу.
Перевірити зазор і посадку датчика.
Оглянути датчик на металеву стружку.
Перевірити задавальний диск або зубчастий вінець.
Порівняти сигнал колінчастого і розподільного валів.
За потреби перевірити сигнал осцилографом.
Після ремонту виконати контроль запуску, прогрівання і поїздку.

Перевірка осцилографом

Осцилограф є найкращим методом для перевірки якості сигналу. Мультиметр може показати опір або приблизну напругу, але не покаже пропуск імпульсу, деформацію форми сигналу, нестабільність при вібрації або теплове зникнення сигналу.

Осцилографом перевіряють:

наявність сигналу під час прокручування стартером;
амплітуду сигналу;
рівномірність імпульсів;
наявність контрольного пропуску зубця;
деформацію форми сигналу;
переривання при русі жгута;
зміну сигналу після прогрівання;
співвідношення сигналів датчика колінчастого і розподільного валів;
ознаки пошкодженого задавального диска;
просадку сигналу при слабкому стартері.

Для переривчастих і теплових відмов осцилограф часто дає більше інформації, ніж проста заміна датчика. Якщо сигнал зникає тільки на гарячу, перевірку потрібно проводити саме у цьому режимі.

Зазор, задавальний диск і механічні фактори

Датчик колінчастого валу працює не сам по собі. Він читає задавальний диск, зубчастий вінець або мітки. Якщо механічна частина пошкоджена, навіть новий датчик може давати неправильний сигнал.

Перевіряють:

чи встановлений датчик до кінця;
чи правильний зазор;
чи немає бруду у посадочному місці;
чи не пошкоджене ущільнювальне кільце;
чи не зламана монтажна вушка датчика;
чи не деформований задавальний диск;
чи немає відсутнього або пошкодженого зубця;
чи не зміщений маховик після ремонту;
чи немає металевої стружки на магнітному датчику;
чи не зачіпає датчик обертову деталь.

Якщо код повертається після заміни датчика, перевірка механічної частини стає обов'язковою. Особливо це стосується автомобілів після ремонту зчеплення, маховика, двигуна, ГРМ або коробки передач.

Роз'єм, проводка і живлення

Роз'єм датчика колінчастого валу часто знаходиться у зоні високої температури, вологи, оливи і вібрації. Через це електрична причина може виглядати як несправний датчик.

Ознаки проблеми з проводкою:

код переривчастий;
двигун глохне на купинах або при русі жгута;
помилка з'являється після дощу або мийки;
сигнал зникає після прогрівання;
у роз'ємі є олива, вода або корозія;
клема втоплена або розтиснута;
жгут торкається випуску;
ізоляція тверда, потріскана або підплавлена;
одночасно є коди інших датчиків;
є просадка напруги під час запуску.

У таких випадках потрібні очищення роз'ємів датчиків, ремонт проводки датчиків двигуна, перевірка маси, живлення, опорної напруги і цілісності жгута.

Як правильно підбирати датчик

Датчик колінчастого валу потрібно підбирати не тільки за зовнішньою схожістю. Різні датчики можуть мати однаковий корпус, але інший тип сигналу, довжину, роз'єм або посадкову глибину.

Важливі параметри підбору:

VIN-код автомобіля;
код двигуна;
рік випуску;
тип датчика;
кількість контактів;
форма роз'єму;
довжина корпусу;
посадкова глибина;
наявність ущільнювального кільця;
форма кріплення;
OEM-номер;
сумісність із конкретним задавальним диском;
якість виробника.

Невідповідний датчик може встановитися фізично, але давати неправильний сигнал, створювати помилки запуску, переривчасту роботу або коди синхронізації.

Типові помилки

міняти датчик без перевірки обертів у сканері під час запуску;
не зберігати стоп-кадр перед стиранням коду;
перевіряти датчик Холла як індуктивний;
перевіряти індуктивний датчик тільки мультиметром;
не дивитися осцилограму при переривчастій несправності;
не перевірити акумулятор і стартер при слабкому запуску;
не перевірити роз'єм і клеми;
не перевірити жгут біля гарячих деталей;
не перевірити зазор датчика;
ігнорувати металеву стружку на магнітному датчику;
не перевірити задавальний диск;
плутати датчик колінчастого валу з датчиком розподільного валу;
не перевірити синхронізацію після ремонту ГРМ;
встановити датчик іншої довжини;
не виконати контроль гарячого запуску після ремонту.

Товарні групи TESMA

Нижче використані товарні посилання TESMA з перевіреного довідника. Датчик колінчастого валу пов'язаний із системою керування двигуном, синхронізацією, запуском, проводкою, живленням, стартером і суміжними датчиками.

Датчики і система керування двигуном

Запуск, живлення і електрика

Суміжні системи двигуна

Часті питання

Чи запуститься двигун без датчика колінчастого валу?

На багатьох системах - ні. Якщо блок керування не бачить обертів і положення колінчастого валу, він може не подати команду на іскру або форсунки. На окремих конструкціях можливі резервні режими, але це залежить від конкретного автомобіля.

Чи означає P0335, що датчик точно несправний?

Не завжди. Код може бути через сам датчик, роз'єм, проводку, зазор, задавальний диск, слабкий стартер, просадку напруги, помилку синхронізації або блок керування.

Чому двигун глохне на гарячу і запускається після охолодження?

Це типова ознака теплової відмови. Причиною може бути датчик колінчастого валу, його проводка, роз'єм, датчик розподільного валу, котушка, живлення або паливна система. Потрібно перевіряти сигнал саме на гарячому двигуні.

Як відрізнити несправність датчика колінвалу від датчика розподвалу?

Потрібно дивитися коди, сигнал обертів під час запуску, осцилограми обох датчиків і синхронізацію валів. За симптомами вони можуть бути схожі, тому без діагностики їх легко переплутати.

Чи можна перевірити датчик мультиметром?

Частково. Для індуктивного датчика можна перевірити опір і приблизну напругу під час прокручування. Але якість форми сигналу, пропуски імпульсів і теплові збої краще перевіряти осцилографом.

Чому новий датчик не вирішив проблему?

Можливі причини: невідповідний датчик, пошкоджена проводка, поганий роз'єм, неправильний зазор, металеві частинки, пошкоджений задавальний диск, слабкий стартер, просадка напруги або помилка синхронізації ГРМ.

Чи треба адаптувати датчик після заміни?

На частині автомобілів після заміни або ремонту може знадобитися процедура навчання положення колінчастого валу або скидання адаптацій. Це залежить від системи керування.

Чи може слабкий акумулятор створити помилку по датчику?

Так. Якщо під час запуску напруга сильно просідає або стартер обертає двигун надто повільно, сигнал може бути слабким або неправдоподібним, особливо на індуктивному датчику.

Чи можна їздити з періодичною помилкою датчика?

Небажано. Якщо сигнал зникне у русі, двигун може заглохнути. Періодична помилка потребує перевірки роз'єму, проводки, теплового режиму і форми сигналу.

Що найперше перевірити при підозрі на датчик колінчастого валу?

Найперше перевіряють коди, стоп-кадр, оберти двигуна у сканері під час прокручування, напругу акумулятора під навантаженням, роз'єм, проводку, тип датчика і форму сигналу.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати по цій темі

Висновок

Датчик колінчастого валу є базовим елементом системи керування двигуном. Він формує сигнал обертів і положення колінчастого валу, без якого блок керування часто не може правильно керувати запуском, запалюванням, упорскуванням, синхронізацією і діагностикою пропусків.

Несправність датчика може проявлятися відсутністю запуску, глухненням на гарячу, зникненням сигналу обертів, помилками P0335-P0339, ривками, аварійним режимом або переривчастими збоями. Але перед заміною потрібно перевірити тип датчика, сигнал, роз'єм, проводку, живлення, масу, зазор, задавальний диск, стартер, акумулятор і синхронізацію з датчиком розподільного валу. Лише після цього можна обґрунтовано переходити до ремонту або заміни.