Датчики двигателя: ДПКВ, ДМРВ, ДТОЖ и другие — устройство и проверка

Электронная система управления двигателем принимает решения сотни раз в секунду: сколько топлива впрыснуть, когда дать искру, на какой угол повернуть дроссель. Все эти решения основаны на сигналах датчиков. Если хотя бы один из них врёт, двигатель начинает работать неровно, теряет мощность, перерасходует топливо или вовсе не заводится. В этой статье разберём основные датчики двигателя, принципы их работы, характерные симптомы неисправности и способы проверки доступными средствами — мультиметром и диагностическим сканером.

Как блок управления использует датчики

Блок управления двигателем хранит в памяти таблицы (карты), которые связывают режим работы с нужным количеством топлива и углом опережения зажигания. Чтобы выбрать правильную ячейку таблицы, блоку нужно знать:

• частоту вращения и положение коленчатого вала;
• нагрузку — массу или давление поступающего воздуха;
• температуру двигателя и воздуха;
• положение дроссельной заслонки и педали газа;
• состав выхлопных газов;
• наличие детонации.

Датчики делятся на основные, без которых двигатель не будет работать вовсе (например, датчик положения коленвала), и корректирующие, при отказе которых блок переходит на аварийные значения и двигатель работает, но хуже. При обнаружении неисправности блок записывает код ошибки и обычно зажигает контрольную лампу «Check Engine».

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

ДПКВ — главный датчик системы. Он считывает зубья задающего диска (репера) на коленчатом валу или маховике. На диске есть пропуск — обычно двух зубьев из шестидесяти, — по которому блок определяет положение поршней первого цилиндра.

Типы датчиков

• Индуктивный — катушка с магнитом, двухпроводный разъём (иногда третий провод — экран). Вырабатывает переменное напряжение, амплитуда которого растёт с оборотами.
• Датчик Холла — трёхпроводный (питание, масса, сигнал), выдаёт прямоугольные импульсы, работает и на очень низкой частоте вращения.

Симптомы неисправности

• двигатель крутится стартером, но не запускается, на тахометре нет показаний при прокрутке;
• глохнет на прогретом двигателе и заводится после остывания — характерно для датчика с трещиной в корпусе;
• рывки и пропуски на определённых оборотах;
• ошибки по сигналу коленвала или синхронизации.

Проверка

Сопротивление обмотки индуктивного датчика обычно находится в диапазоне от нескольких сотен ом до 1,5 кОм — точное значение смотрите в руководстве. Обрыв или короткое замыкание однозначно указывают на неисправность. Датчик Холла сопротивлением не проверить: нужно убедиться в наличии питания и массы на разъёме и посмотреть сигнал осциллографом. Обязательно осмотрите зазор между датчиком и репером, чистоту торца (на нём часто налипает металлическая стружка) и целостность зубьев диска.

Датчик положения распределительного вала (ДПРВ)

Коленчатый вал делает два оборота за рабочий цикл, поэтому по одному ДПКВ блок не может отличить такт сжатия от такта выпуска. ДПРВ, обычно на эффекте Холла, сообщает фазу — это нужно для последовательного (фазированного) впрыска и для работы системы изменения фаз газораспределения.

При отказе ДПРВ большинство двигателей запускается, но с задержкой, переходит на парафазный впрыск и теряет часть мощности. На двигателях с фазовращателями ошибки рассогласования положения валов нередко вызваны не самим датчиком, а растянутой цепью, неисправным клапаном фазовращателя или загрязнённым маслом.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

ДМРВ измеряет массу воздуха, поступающего в двигатель. В современных датчиках используется нагреваемый плёночный элемент: поток воздуха охлаждает его, и электроника по величине тока подогрева вычисляет расход.

Симптомы неисправности

• вялый разгон, «провал» при нажатии на газ;
• повышенный расход топлива или, наоборот, бедная смесь и рывки;
• неустойчивый холостой ход;
• ошибки по сигналу расхода воздуха, бедной или богатой смеси.

Проверка

Самый информативный способ — сравнить показания расхода воздуха в сканере с типичными для вашего двигателя. Для атмосферного мотора объёмом около 1,6 л на прогретом холостом ходу это обычно порядка 8–12 кг/ч; при плавном увеличении оборотов показания должны расти равномерно, без скачков. Многие датчики выдают аналоговое напряжение: при выключенном двигателе и включённом зажигании оно около 1 В, на холостом — около 1,3–1,6 В (уточните для своей модели). Часть современных ДМРВ выдаёт частотный сигнал, его проверяют только сканером или осциллографом.

Частая причина «неисправности» ДМРВ — загрязнение чувствительного элемента маслом и пылью из-за плохого воздушного фильтра или пропитанных фильтров нулевого сопротивления. Чистка специальным очистителем без касания элемента иногда возвращает датчик к жизни. Обязательно проверьте герметичность впуска за датчиком: подсос воздуха мимо ДМРВ даёт те же симптомы.

Датчик абсолютного давления (ДАД, MAP)

Многие двигатели вместо ДМРВ или вместе с ним используют датчик давления во впускном коллекторе. По давлению, температуре воздуха и оборотам блок вычисляет наполнение цилиндров. На турбомоторах датчики давления стоят и до дросселя для контроля наддува.

Симптомы неисправности похожи на отказ ДМРВ. При проверке сравните показания при включённом зажигании без пуска — они должны соответствовать атмосферному давлению (около 100 кПа на уровне моря), а на прогретом холостом ходу атмосферного мотора давление обычно 30–40 кПа. Часто причина ошибок — треснувший шланг или забитый штуцер датчика.

Датчики температуры: ДТОЖ и ДТВ

Датчик температуры охлаждающей жидкости — обычный термистор, сопротивление которого падает с ростом температуры. По его сигналу блок обогащает смесь при холодном пуске, поднимает обороты прогрева, управляет вентилятором охлаждения и корректирует зажигание.

Типичные значения сопротивления

Значения отличаются у разных производителей, поэтому таблицу из руководства к своей машине стоит считать главной. Неисправный ДТОЖ, показывающий заниженную температуру, вызывает переобогащение, чёрный дым, повышенный расход и плохой запуск горячего двигателя. Завышенная температура приводит к трудному холодному пуску и, нередко, к постоянно работающему вентилятору. Обязательно сравните показания сканера с реальной температурой: на холодном двигателе после ночной стоянки ДТОЖ и датчик температуры воздуха должны показывать почти одинаковые значения.

Датчик температуры воздуха (ДТВ) устроен так же и часто встроен в ДМРВ или ДАД. Его отказ редко заметен водителю, но вызывает ошибки и небольшие отклонения в работе.

Датчик положения дроссельной заслонки и педали газа

В системах с механическим тросом датчик положения дросселя (ДПДЗ) — потенциометр, сообщающий угол открытия. Изношенная дорожка резистора даёт «провалы» сигнала, рывки и плавающие обороты. В электронной педали газа датчиков два или больше: два канала педали и два канала заслонки дублируют друг друга, и блок постоянно сравнивает их сигналы. Расхождение переводит двигатель в аварийный режим с ограничением мощности.

После чистки электронного дросселя или его замены часто требуется процедура адаптации: блок должен заново запомнить крайние положения и положение холостого хода.

Лямбда-зонд и датчик детонации

Кислородный датчик

Лямбда-зонд измеряет содержание кислорода в выхлопных газах, позволяя блоку поддерживать стехиометрический состав смеси. Узкополосный (циркониевый) зонд выдаёт напряжение от 0,1 до 0,9 В: низкое — смесь бедная, высокое — богатая. Исправный прогретый датчик на холостом ходу переключается несколько раз в секунду. Широкополосные датчики выдают ток или сигнал, расшифровываемый только блоком и сканером. Второй датчик после катализатора контролирует его эффективность и в норме показывает почти ровный сигнал.

Отравление зонда присадками, свинцом, силиконовым герметиком или маслом при угаре делает сигнал вялым. Неисправный подогреватель зонда легко проверить мультиметром: сопротивление нагревателя обычно составляет единицы ом.

Датчик детонации

Пьезоэлектрический датчик, прикрученный к блоку цилиндров, улавливает характерные вибрации детонации. Блок по его сигналу смещает зажигание в сторону запаздывания. Важно затянуть датчик с моментом из руководства: недотянутый или перетянутый датчик передаёт вибрации неправильно. Признаки неисправности — снижение мощности, повышенный расход, ошибки по цепи датчика, а при полном отказе — звонкий стук на разгоне под нагрузкой.

Общий порядок диагностики

1. Считайте коды ошибок сканером и запишите их, включая сохранённые «стоп-кадры» условий возникновения.
2. Посмотрите текущие параметры: обороты, нагрузку, расход воздуха, температуры, топливные коррекции.
3. Осмотрите разъёмы и проводку: окислы, сломанные защёлки, перетёртые провода — частая причина «неисправности» датчика.
4. Проверьте питание (обычно 5 В опорного напряжения или 12 В) и массу на разъёме.
5. Только после этого проверяйте сам датчик и меняйте его, если он не соответствует норме.
6. После ремонта сотрите ошибки и выполните пробную поездку, убедившись, что они не возвращаются.

Помните: код ошибки указывает на цепь, а не обязательно на датчик. Ошибка «бедная смесь» может быть вызвана подсосом воздуха, слабым бензонасосом или забитыми форсунками, а не ДМРВ или лямбда-зондом.

Итог

Датчики — органы чувств двигателя, и от их точности зависит всё: запуск, тяга, расход и экология. ДПКВ отвечает за саму возможность работы мотора, ДПРВ — за фазировку, ДМРВ и ДАД — за расчёт нагрузки, температурные датчики — за корректировки смеси, лямбда-зонд и датчик детонации — за точную настройку на ходу. Диагностику начинайте со сканера и проверки проводки, а детали меняйте, только убедившись в их неисправности. Такой подход экономит деньги и время и помогает найти настоящую причину неисправности, а не её следствие.