КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ
/ХОЧУ ВСЕ ЗНАТЬ
ПОЛОЖЕНИЕ ОБЯЗЫВАЕТ
ИМЕЮТ ЛИ ПРАВО НА ОШИБКУ ОСНОВНЫЕ ДАТЧИКИ УПРАВЛЯЮЩИХ КОМПЬЮТЕРОВ?
ТЕКСТ / МИХАИЛ КОЛОДОЧКИН
ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
Как их только не называют! Если хотят отразить назначение, то говорят «датчики положения и частоты вращения коленчатого вала». А если речь идет о внутреннем устройстве, то их величают магнитоэлектрическими или индуктивными, поскольку основные детали — магнит и катушка индуктивности с двумя выводами (рис. 1).
Датчик устанавливают в непосредственной близости от вращающегося стального зубчатого диска, жестко связанного с коленвалом двигателя. Если зуб упомянутого диска находится напротив сердечника, то сопротивление магнитному потоку минимально, а если сердечник оказывается между зубьями, то максимально. Поэтому при вращении диска поток через катушку будет изменяться, как показано на рис. 2. А чем выше частота вращения, тем больше величина напряжения на выводах обмотки — на «самарах» оно колеблется в пределах от 0,28 до 250 В!
Зубчатым диском нередко служит венец маховика, благо, он есть на любой машине. Именно такая схема применяется на VAZ 2108, 2109, «Москвиче-21412» с микропроцессорным управлением зажиганием. Однако подобная простота несет и неудобства: во-первых, точность изготовления зубьев далека от ювелирной, а во-вторых, как определить начало отсчета, если все зубья одинаковы? Датчику ведь все равно, какой перед ним зуб — 1-й или, скажем, 38-й... Поэтому приходится устанавливать специальный реперный штифт и еще один датчик — ДНО (датчик начала отсчета). Первый датчик обычно называют ДУИ — датчик угловых импульсов (рис. 3). На «самарах» сигнал угловых импульсов вырабатывается 128 раз за оборот коленвала — по числу зубьев на маховике. Что касается датчика НО, установленного на картере сцепления, то он выдает за то же время всего один импульс — в момент прохождения в его магнитном поле упомянутого штифта. Кстати, этот момент соответствует ВМТ 1-го и 4-го цилиндров.
Понятно, что в погоне за экономичностью и экологичностью лучше оставить венец маховика в распоряжении стартера, а для датчика применить специальный зубчатый диск, у которого все рассчитано заранее — шаг, скважность, число зубьев и т. п. Практически стандартными стали диски с 60 зубьями. А чтобы не городить огород с поиском начала отсчета, два зуба... выбросили (подобные диски часто называют «60 минус 2»). На VAZ 2110, 2111, 2112 с распределенным впрыском такой диск расположен на шкиве привода генератора, а датчик положения коленвала — на крышке масляного насоса. Сигналограмма датчика, подключенного к такому диску, приведена на рис. 4 — заметим, что датчик начала отсчета становится не нужен. Начало отсчета — там, где отсутствующие зубья нарушают форму сигнала.
На двигателях с фазированным впрыском (VAZ 2112, ЗМЗ-406) форсунки трудятся не «колхозом», а индивидуально. Чтобы помочь им соблюдать очередность, нужен
ДАТЧИК ФАЗЫ
Его основное конструктивное отличие от описанного выше заключается в том, что вместо катушки индуктивности использован элемент Холла, аналогичный применяемому в системах зажигания. Выводов у такого датчика три: (+), (-) и «выход». Модуляция магнитного потока в магнитной системе датчика осуществляется точно так же, как и у его магнитоэлектрического коллеги. Но зачем все-таки понадобился «Холл»?
А вот зачем. Преимущество магнитоэлектрических датчиков — в простоте. Источник питания им не нужен, а ломаться в них практически нечему. Однако, как уже отмечалось, амплитуда их выходного сигнала зависит от частоты вращения коленвала. Следовательно, существует нижняя предельная частота вращения, при которой уровень выходного сигнала становится слишком мал — компьютер может его «не разглядеть». (Подобная проблема знакома по системе зажигания GAZ 31029/">GAZ 31029.) А поскольку распредвал вращается медленнее, чем коленвал, этот недостаток становится первостепенным. Кроме того, процессору гораздо приятнее работать с "красивым" цифровым сигналом, напоминающим картинку из учебника, — его не надо ограничивать по амплитуде, выравнивать по фронтам и т. п. Именно такие сигналы вырабатывает "Холл".
На вазовских 16-клапанниках датчик фазы, определяющий момент конца такта сжатия в 1-м цилиндре, установлен с левой передней стороны головки цилиндров. Он реагирует на вращение стального диска с прорезью, соосного с впускным распредвалом. Длительность сигнала пропорциональна величине прорези, а амплитуда зависит только от напряжения питания (рис. 5).
При отказе датчика фазы ничего страшного не произойдет — просто двигатель начнет работать не в оптимальном режиме. Зато датчик положения коленвала — «первая скрипка» подкапотного оркестра: при его отказе двигатель полностью теряет «ориентацию» и тут же смолкает.
В заключение попробуем разобраться, где что установлено и что чем можно заменить. Индуктивные датчики типа 141.3847 (фото 1) трудятся практически на всех карбюраторных моторах с микропроцессорными системами зажигания — от вазовских до «москвичовских». На всех таких двигателях есть по два одинаковых датчика — ДНО и ДУИ. Тот, что с индексом 2112-3847010-04 (фото 2), сделан для семейства VAZ 2110 и отличается от предыдущих исполнением разъемного соединения, сечением сердечника, ориентацией фланца и длиной посадочной части, диаметр которой остался без изменений. ДС-1 (фото 3) ориентирован на ГАЗ и имеет вынесенную из корпуса трехштыревую вилку соединителя. (Третий его вывод — для присоединения экрана, охватывающего два основных вывода.) Прототипом этого датчика стал «бошевский» 0261210 113 (фото 4). С точки зрения электрика, все эти изделия в принципе взаимозаменяемы, однако конструктивные различия делают такую замену неоправданно сложной.
«Бошевский» датчик фазы 0 232 103 006 (фото 5), предназначенный для двигателей ЗМЗ-406.10, аналогичен изделиям типа 406.3847 050 московского завода «Компонент» (фото 6) или старооскольским 012.3862 (фото 7). Для «самар» с фазированным впрыском нужен другой «фасон» — типа 2112–3706040 (фото 8). В экранировании выводов датчики фазы не нуждаются.
Рис. 1. Датчик положения коленвала: 1- сердечник; 2 — обмотка; 3 — кронштейн крепления; 4 — постоянный магнит.
Рис. 2. При изменении воздушного зазора меняется полезный поток через катушку, а вместе с ним и напряжение на ее выводах.
Рис. 3. Снимаем сигнал с... маховика: датчики начала отсчета и угловых импульсов работают «на пару».
1 — маховик; 2 — реперный штифт маховика; 3 — ДНО; 4 — ДУИ; 5 — картер сцепления; 6 — зубец венца маховика; 7 — венец маховика.
Рис. 4. Когда из 60 зубьев два отсутствуют, стройность сигнала нарушается — это и есть «начало отсчета».
Рис. 5. Датчик фазы выдает четкую «картинку».
ПОЛОЖЕНИЕ ОБЯЗЫВАЕТ
Положение обязывает
12987