Положение обязывает

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".