Датчик счета оборотов двигателя

Датчик оборотов двигателя отдельно стоящий

Датчик оборотов двигателя предоставляет в систему управления зажиганием или ЭБУ двигателем информацию об оборотах коленчатого вала (датчик синхронизации).

Принцип работы

Рассмотрим часто встречающиеся виды датчиков оборотов, которые расположены вне распределителя зажигания.

Индукционные датчики или датчики генераторного типа более распространены и имеют несколько типов конструктивного исполнения. На рисунке изображён в разрезе такой датчик.

Рис. Датчик оборотов и маркерный диск: 1 — постоянный магнит, 2 — корпус, 3 — место крепления, 4 — сердечник, 5 — обмотка, 6 — маркерный диск.

На рисунке ниже показана осциллограмма датчика оборотов. Маркерный диск имеет строго определённое количество зубьев.

Рис. Осциллограмма датчика оборотов.

При прохождении зуба маркерного диска вблизи сердечника датчика, изменяется величина магнитного потока. Для синхронизации, т.е. точного определения верхней мёртвой точки и вычисления величины опережения зажигания, на диске отсутствует один зуб. На осциллограмме этот момент определяется отсутствием сигнала. Для ЭБУ двигателем это информация, что ВМТ через такой-то угол поворота коленвала (для ВАЗ — 19 зубьев), т.е. сели пропуск зуба поместить под датчиком оборотов, то сосчитав 19 зубьев в сторону вращения двигателя, мы должны оказаться под меткой ВМТ на блоке.

Магнитоэлектрический датчик Холла используют для получения импульсов напряжения при прохождении сильногоцилиндрического экрана между постоянным магнитом с одной стороны и полупроводником, по которому протекает ток — с другой.

В некоторых конструкциях крыльчатка-экран не используется, а магнит крепится на подвижном элементе и при прохождении магнита вблизи чувствительного элемента датчика Холла, на его выходе появляется импульс напряжения.

Примером может служить MRE/Hall датчик коленвала, осциллограмма которого приведена на рисунке ниже. Напряжение питания 5 В.

Расположение

Индукционные датчики располагаются над маркерным диском. Сам маркерный диск может располагаться в передней части двигателя на коленчатом валу совместно со шкивом привода вспомогательных агрегатов (ВАЗ, ГАЗ, БМВ, ЯГУАР); на коленвалу внутри блока цилиндров (ОПЕЛЬ, ФОРД); на маховике.

Правильно, если маркерные зубья на маховике предназначены для использования только для датчика оборотов и плохо, сели в качестве маркерных зубьев используются стартерпые зубья (АУДИ, ВОЛЬВО). Скол или искривление зуба маховика приводит к сбоям в системе зажигания и, обычно, на повышенных оборотах двигатель отказывается работать, наблюдается хаотическое искрообразование, т.к. ЭБУ двигателем ошибается в подсчёте количества зубьев и сдвигается момент искрообразования. Очень внимательно надо относиться при замене деталей двигателя, относящихся к системе искрообразования.

Маркерный диск и система управления двигателем — единое целое.

Датчики Холла редко используются в качестве датчиков оборотов — обычно это датчики фазы и расположены в непосредственной близости к распределительному валу.

Неисправности датчика оборотов двигателя

Первым признаком неисправности датчика оборотов или его цепей является отсутствие искры, отсутствие впрыска форсунками, не происходит включение бензонасоса при проворачивании двигателя стартером (нет управляющих сигналов и коммутации системных реле). Встречаются и исключения. При неисправности в цепях датчика оборотов ЭБУ двигателем переходит в аварийный режим работы и ориентируется по датчику распредвала (ОПЕЛЬ). Бывают случаи, когда при установке на автомобиль заведомо исправного двигателя, вместо неисправного, не даёт результат. Двигатель не запускается, т.к. система управления осталась от предыдущего двигателя, в котором зубчатый диск имеет другое количество зубьев (Пример установки мотора: Opel C20NE вместо механически аналогичного-20SE).

В индукционных датчиках случаются обрывы обмотки. Проверяются обычно на наличие сопротивления. При сбоях в системе искрообразования необходимо проверить количество и качество маркерных зубьев и сравнить со справочными данными, т.к. иногда без мысли меняются маховики, коленвалы и т.п., не обращая внимания на то, что на них присутствуют маркерные части.

Датчики Холла выходят из строя из-за неисправности электрической части.

Методика проверки

Индукционные датчики имеют сопротивление от 200 до 2000 Ом.

Датчики на эффекте Холла можно проверять в отсоединённом и в присоединённом к общей схеме состоянии. На сигнальном выводе при вращении должно появляться и исчезать управляющее напряжение.

Источник

Датчик оборотов двигателя для контроллера

Понадобилось на работе контролировать обороты двигателя. Решили использовать датчик Холла. На муфту установленную на валу двигателя приклеили пару неодимовых магнитов. Для датчика Холла сделали схему на компараторе, чтобы фиксировать моменты прохождения магнита напротив датчика. Схема приведена на рис.1


Рис. 1 Принципиальная схема тахометра

Описание работы

Датчик Холла AHSS49 на каждый проход магнита, закрепленного на валу двигателя формирует импульс амплитудой около 1 вольта, со смещением относительно земляной шины на +2,5 В.

Полученный сигнал поступает на вход компаратора IC1 LM311, который формирует управляющие импульсы для выходной опто-развязки OC1 PC817, выход которой присоединяется ко входу контроллера, подтянутому через сопротивление 1-2 кОм к питанию контроллера. В промышленных контроллерах, такие резисторы предустановлены и требуется только конфигурирование входных цепей. Порог срабатывания компаратора IC1 настроен на напряжение 2,6 В. Настраивая компаратор на более высокое напряжение можно получить более узкие импульсы на выходе — это связано с тем, что импульсы на выходе датчика Холла имеют форму близкую к треугольной.

Читайте также:  Как устанавливают шатун в двигатель

Конденсаторы С1, С2 предназначены для снижения импульсных помех и исключения ложных срабатываний компаратора.

Схема была смакетирована на самодельной монтажной плате см. рис.2 Для публикации была подготовлена разводка печатной платы см. Приложения к статье.


Рис.2 Макет схемы усиления сигнала датчика Холла

Установка датчика около муфты вала двигателя см.рис.3 Датчик Холла был установлен таким образом, чтоб при прохождении магнитов установленных на муфте они оказывались на расстоянии пимерно 5 мм напротив датчика Холла. При установке на валу двух магнитов результирующая частота на выходе платы удваивается. При установке 4 магнитов возрастает в 4 раза. Большее число магнитов устанавливается для подсчета частоты вращения низко-оборотных двигателей. Соответственно, при измерении частоты вращения двигателя результат делится на число магнитов установленных на валу двигателя.


Рис.3 Установка датчика на кронштейне вблизи муфты на валу двигателя

Выход тахометра может быть организован несколькими способами в зависимости от решаемых задач

Схема приведенная на рис. 1 при работе с промышленными контроллерами может не дать устойчивого срабатывания на каждый импульс поскольку 2 p-n перехода опто-развязки PC817 при полном открытии будут давать падение напряжения около 1 В. И , в этом случае, дискретные входы пром.контроллера выполненные на КМОП микросхемах будут срабатывать неустойчиво, в этом случае имеет смысл реализовать схему выхода на полевом N-канальном транзисторе. Вариант схемы с выходом на полевом N-канальном транзисторе приведен на рис.4 . Для управления полевым транзистором пришлось задействовать дополнительный вход контроллера (клемма Х1). В случае если входов контроллера для этого не хватает, можно использовать дополнительный источник питания + 5В, подключив его к клемме Х1. Рабочий вход (клемма Х2) замыкается полевым транзистором и сформированные импульсы поступают на вход контроллера Х2.


Рис.4 Вариант схемы с выходом на полевом N-канальном транзисторе с дополнительной гальванической развязкой

Если дополнительная гальваническая развязка выхода не нужна, можно использовать схему рис.5


Рис.5 Вариант схемы с выходом на полевом N-канальном транзисторе без дополнительной опторазвязки

Рис. 6 Осциллограмма выходного сигнала для варианта схемы см. рис. 4

Источник

Автомобильный тахометр – что это и для чего нужен

Содержание

Автомобильный тахометр

Рядом со спидометром на приборной панели всех современных автомобилей расположен тахометр. Некоторые ошибочно полагают, что данное устройство бесполезно для обычного водителя. На самом деле тахометр играет важную роль для правильной эксплуатации двигателя.

Как работает устройство, какие они бывают, как тахометр связан с эффективной работой мотора и как правильно его установить? Обо всем этом дальше в нашем обзоре.

Что это такое тахометр для авто

Тахометром называется устройство, подсоединяемое к коленчатому валу мотора , для замера частоты его вращения. Он выглядит в виде датчика со стрелкой и шкалой. Чаще всего функциями этого устройства пользуются автомобилисты, любящие быструю езду. На механической коробке передач или АКПП в ручном режиме есть возможность «раскрутить» двигатель до максимальных оборотов, чтобы получить наилучшую динамику при переключении скоростей.

Вот несколько причин, почему тахометр нужен в каждом автомобиле.

  • Работа ДВС на пониженных оборотах (до 2000 об/мин.) заметно снижает расход топлива, однако при этом появятся сопутствующие проблемы. Например, при переключении на повышенную передачу мотор испытывает большую нагрузку. Топливная смесь в камере сгорания распределяется неравномерно, от чего она сгорает не качественно. Как результат – образование копоти на цилиндрах, свечах зажигания и поршнях. На пониженных оборотах масляный насос создает недостаточное давление для смазки двигателя, от чего происходит масляное голодание, и узлы коленвала быстро изнашиваются.
  • Постоянная работа двигателя на повышенных оборотах (более 4000) не только ведет к перерасходу топлива, но и заметно снижает его ресурс. В таком режиме ДВС перегревается, масло теряет свои свойства, а детали быстро выходят из строя. Как же определить оптимальный показатель, в пределах которого можно «крутить» мотор?

С этой целью производители устанавливают в автомобили тахометр. Оптимальным для мотора считается показатель в промежутке от 1/3 до 3/4 оборотов, на которых мотор выдает максимальную мощность (этот показатель указывается в технической документации машины).

У каждого автомобиля этот интервал свой, поэтому водитель должен ориентироваться не только на опыт владельцев «боевой классики», а на рекомендации производителя. Для определения этой величины шкала тахометра разделена на несколько зон – зеленая, желтая (иногда это бесцветный промежуток между зеленой и красной) и красная.

Зеленая зона шкалы тахометра указывает на экономный режим работы мотора. В этом случае автомобиль будет обладать слабой динамикой. Когда стрелка перемещается в следующую зону (обычно это показатель выше 3500 об/мин.), двигатель потребляет больше топлива, но при этом развивает максимальную мощность. На этих оборотах необходимо совершать ускорение, например, во время обгона.

Читайте также:  Что делает герметик с двигателями

Зимой без тахометра тоже не обойтись, особенно во время прогрева двигателя, оснащенного карбюратором. В этом случае водитель регулирует количество оборотов рычагом «подсоса». Разогревать двигатель на высоких оборотах вредно, так как выход на рабочую температуру должен осуществляться плавно (о рабочей температуре мотора читайте в отдельной статье ). По звуку мотора крайне сложно определить этот показатель. Для этого нужен тахометр.

Современные автомобили сами регулируют повышение/понижение оборотов в процессе подготовки двигателя к поездке. В таких машинах данное устройство поможет водителю определять момент переключения скорости.

Принцип работы устройства

Тахометры работают по следующей схеме.

  • Активированная система зажигания запускает двигатель . Воздушно-топливная смесь в камере сгорания воспламеняется, что приводит в движение шатуны поршневой группы. Они вращают коленчатый вал мотора. В зависимости от модели устройства его датчик устанавливается на нужный узел мотора.
  • Датчик считывает показатель частоты вращения коленвала. Затем он генерирует импульсы и передает их на блок управления устройством. Там этот сигнал либо активирует привод стрелки (перемещает ее по шкале), либо выдает цифровое значение, которое отображается на соответствующем экране приборной панели.

Более точный принцип работы прибора зависит от его модификации. Существует большое разнообразие таких приборов. Отличаются они друг от друга не только внешне, но и способом подключения, а также методом обработки данных.

Конструкция тахометра

Все тахометры условно делятся на три категории.

1. Механические. Такая модификация используется в старых авто и мотоциклах. Основной частью в этом случае является тросик. С одной стороны он подсоединяется к распределительному валу (или к коленвалу). Другой конец фиксируется в приемном механизме, расположенном за шкалой устройства.

В процессе вращения вала центральная жила проворачивается внутри кожуха. Крутящий момент передается на шестерни, к которым подсоединена стрелка, что приводит ее в движение. Чаще всего такие устройства устанавливались на низкооборотистые моторы, поэтому шкала в них разделена на отрезки со значением в 250 об/мин. каждый.

2. Аналоговые. Ими оснащены машины, возраст которых превышает 20 лет. Усовершенствованные варианты устанавливаются на современные бюджетные автомобили. Визуально такая модификация очень похожа на предыдущую. В ней также имеется круглая шкала с перемещающейся по ней стрелкой.

Основное отличие аналогового от механического тахометра – в механизме передачи показателя оборотов. Такие устройства состоят из четырех узлов.

  • Датчик. Он подсоединяется к коленвалу или к распредвалу для считывания оборотов.
  • Магнитная катушка. Она установлена в корпусе тахометра. От датчика поступает сигнал, который преобразуется в магнитное поле. По такому принципу работают практически все аналоговые датчики.
  • Стрелки. Она оснащена небольшим магнитом, который реагирует на силу поля, возникающего в катушке. В результате стрелка отклоняется на соответствующий уровень.
  • Шкалы. Деления на ней такие же, как в случае механического аналога (в некоторых случаях оно составляет 200 или 100 об/мин.).

Такие модели устройств могут быть штатными и выносными. В первом случае они монтируются в приборную панель рядом со спидометром. Вторую модификацию можно устанавливать в любом подходящем месте на торпедо. В основном эту категорию приборов используют, если с завода машина не оснащена таким устройством.

3. Электронные. Такой тип устройств считается самым точным. Они состоят из большего, по сравнению с предыдущими вариантами, количества элементов.

  • Датчик, считывающий показатели вращения вала, на котором он установлен. В нем образуются импульсы, передающиеся на следующий узел.
  • Процессор обрабатывает данные и передает сигнал на оптрон.
  • Оптрон преобразует электрические импульсы в световые сигналы.
  • Дисплей. На нем отображается показатель, понятный водителю. Данные могут отображаться либо в виде цифр, либо в форме виртуальной градуированной шкалы со стрелкой.

Нередко в современных автомобилях цифровой тахометр подключается к электронному блоку управления автомобиля. Чтобы при выключенном зажигании устройство не расходовало заряд аккумулятора, оно автоматически отключается.

Как связан тахометр с датчиками авто

При покупке нового тахометра автомобилист может заметить, что в комплекте нет отдельного датчика. На самом деле устройство не оснащается индивидуальным сенсором, который устанавливается на вал двигателя. В нем просто нет необходимости. Достаточно подсоединить провода к одному из следующих датчиков.

  • Датчик коленвала. Он фиксирует положение кривошипов в 1-м цилиндре двигателя и подает электрический импульс. Этот сигнал идет на магнитную катушку или на процессор (в зависимости от типа устройства). Там импульс преобразуется в соответствующую величину и затем отображается на шкале или циферблате.
  • Датчик холостого хода (правильно клапан ХХ). В инжекторных двигателях он отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор, обходя заслонку дросселя. В карбюраторных моторах этот регулятор управляет подачей топлива в канал холостого хода (при торможении двигателем он перекрывает поступление бензина, что приводит к экономии топлива). По количеству топлива, которое регулирует клапан, определяются и обороты мотора.
  • ЭБУ. Современные тахометры подсоединяются к электронному блоку управления, в который поступают сигналы от всех датчиков, подсоединенных к двигателю. Чем больше данных поступает, тем точнее будут замеры. В этом случае показатель будет передаваться с минимальной погрешностью.
Читайте также:  Горит неисправность двигателя bmw

Основные неисправности тахометров

О неисправности тахометра можно судить по следующим признакам:

  • На холостых оборотах двс стрелка постоянно меняет свое положение, но по ощущениям двигатель работает ровно.
  • Показатель не меняется, даже при резком нажатии на педаль акселератора.

В первом случае необходимо убедиться, что неисправность действительно в тахометре, а не в системе зажигания или подачи топлива в мотор. Для этого необходимо поднять капот и прислушаться к работе двигателя. Если он функционирует ровно, а стрелка меняет свое положение, то необходимо обратить внимание на сам прибор.

Основная причина неисправности аналоговых и цифровых моделей – разрыв контакта в электрической цепи. В первую очередь необходимо проверить качество соединений проводов. Если они выполнены при помощи «скрутки», то лучше зафиксировать узлы при помощи специальных клеммных зажимов с болтами и гайками. Все контакты должны быть зачищены.

Второе, что нужно проверить – целостность проводов (особенно если они не зафиксированы и находятся рядом с подвижными элементами). Процедура выполняется при помощи тестера.

Если стандартная диагностика не выявила неисправности, то необходимо обратиться к автоэлектрикам. Они проверят работоспособность других узлов, участвующих в замере оборотов мотора.

Если автомобиль оснащен механическим тахометром, то в нем может быть только одна поломка – выход из строя привода или самого троса. Проблема решается заменой детали.

Как выбрать тахометр

Каждая модификация тахометров имеет свои достоинства и недостатки.

  • Механические модели имеют большую погрешность в вычислениях (она составляет до 500 об/мин.), поэтому их практически не используют. Еще один недостаток – естественный износ шестеренок и троса. Замена таких элементов – всегда трудоемкий процесс. Так как трос сделан из витой проволоки, из-за разницы в скручивании показатель оборотов всегда будет отличаться от реального.
  • Погрешность аналоговых моделей тоже находится в пределах 500 оборотов. Только по сравнению с предыдущим вариантом данное устройство работает более стабильно, и данные будут намного ближе к реальному показателю. Для работы прибора достаточно правильно подсоединить провода к электрической схеме. Такое устройство устанавливается на предназначенное для него место в приборной панели или в качестве отдельного датчика (например, на стойку лобового стекла, чтобы боковым зрением замечать изменение параметров).
  • Самыми точными устройствами являются электронные модификации, так как они работают исключительно на электрических сигналах. Единственный недостаток такой модификации – в отображаемой информации на дисплее. Человеческий мозг всегда работает с образами. Когда водитель видит цифру, мозг должен обработать эту информацию и определить, соответствует ли она необходимому параметру, если нет, то насколько. Положение стрелки на градуированной шкале облегчает процесс, поэтому водителю легче воспринять стрелочный датчик и быстро среагировать на его изменение. Для этого большинство современных автомобилей оснащаются не цифровыми тахометрами, а модификациями с виртуальной шкалой со стрелкой.

Если в машине используется штатный тахометр, то в случае поломки необходимо покупать такой же. Очень редко устройство с одного автомобиля подходит к другому. Даже если прибор помещается в соответствующий посадочный разъем, он будет настроен на считывание показателя другого мотора, а в заводской комплектации эти опции могут отличаться. В случае установки прибора от другого автомобиля, его нужно будет подстраивать под показатели данного ДВС.

Намного проще с выносными моделями. Чаще всего их используют в тех авто, которые не оснащены подобными устройствами. Например, это старые автомобили, некоторые современные бюджетные или малолитражные модели. В комплекте с такими устройствами будет идти крепление для установки на торпедо.

Способы установки тахометра

Прежде чем разобраться в схеме подключения измерителя, необходимо помнить: установка на бензиновый двигатель отличается от монтажа на дизельный силовой агрегат. Помимо этого, тахометр для генератора и для катушки зажигания считают импульсы по-разному, поэтому при покупке важно уточнять, подойдет ли модель для данного типа моторов.

  • Бензиновый. В некоторых случаях с тахометром идет схема подключения к электрической системе. Если руководство отсутствует, то можно воспользоваться схемой, показанной на фото.

Это не единственный способ подключения. В случае контактного и бесконтактного зажигания схемы будут отличаться. В следующем видео на примере УАЗ 469 показано, как подключить прибор к бензиновому мотору.

  • Дизельный. В этом случае подключение можно осуществить через генератор. В видео показан один из вариантов установки:

После такого метода подключения тахометр нужно будет откалибровать. Здесь показано, как это сделать:

Итак, тахометр поможет водителю грамотно эксплуатировать мотор своего автомобиля. Показатели оборотов дают возможность определять момент переключения скоростей и контролировать расход топлива в привычном стиле езды.

Источник

Adblock
detector