Для чего нужен Датчик Холла
Датчик Холла (ДХ) является важнейшим элементом бесконтактной системы зажигания силовой установки в автомобиле. Даже при возникновении малейшей неполадки данного узла происходит сбой всей системы работы двигателя. Поэтому, во избежание ошибок при диагностике, необходимо знать, каким образом проверяется ДХ, а при возникновении необходимости уметь заменить его.
Датчик Холла (датчик положения распредвала) – одна из важнейших составляющих трамблера (прерыватель-распределитель). Расположен возле вала трамблера. На нем фиксируется пластина, обеспечивающая прохождение магнитных волн, и по виду напоминающая корону. Количество прорезей в пластине идентично количеству цилиндров в силовом агрегате. ДХ имеют действующий магнит внутри.
Эффект Холла
Суть работы узла строится на одноименном эффекте: возникновение поперечной разности (холловское напряжение) потенциалов в момент перемещения какого-либо проводника при постоянном напряжении в магнитное поле.
Эффект достигается путем прохождения тока через клеммы пластины (расположена внутри поля магнита) с полупроводкой. Далее – боковые клеммы образуют напряжение.
Датчики Холла получили широкое применение при производстве автомобилей. Устройство позволяет определять, на какой угол отклонился распределительный вал, и даже коленчатый вал (некоторые автомобили). На авто, имеющими архаичный силовой агрегат, устройство сигнализировало о моменте образования искры.
История
Явление было открыто американским физиком – сотрудником балтиморского университета Э. Холлом в 1879 году. Суть открытия заключалась в следующем: помещение прямоугольной полупроводниковой пластины в магнитное поле с последующим подведением к ее сторонам электрического тока провоцировало образование напряжения на широких сторонах пластины (в диапазоне от десятков микровольт до милливольт, исчисляющимися сотнями).
Эффект привлек внимание общественности, но его применение в области техники началось только по прошествии 75 лет – когда промышленными масштабами стали выпускать первые полупроводниковые пленки с необходимыми свойствами.
Чуть позже – когда начала развиваться микроэлектроника, специалисты создали компактный агрегат, включающий в себя все необходимые элементы: постоянный магнит; микросхема, имеющая чувствительный элемент. Такое устройство обладает рядом неоспоримых достоинств.
Особенности технологии
Преимущества новоявленного устройства:
- Небольшие габариты.
- Наличие важного параметра, который позволяет изменять частоту срабатывания (обороты двигателя) при отсутствии смещения измерительного момента.
- Наличие «прямоугольного» сигнала от агрегата (профессиональная терминология: набор определенной и постоянной величины узлом при его включении, при этом скачки в напряжении отсутствуют). Это большое достоинство для области управления электроникой.
Недостатки:
- Чувствительность к помехам электромагнитных полей, которые возникают в цепочке питания.
- Датчик Холла имеет более высокую стоимость относительно магнитоэлектрического и обладает меньшей надежностью (теоретически). Это связано с наличием у него электронной схемы, производство в крупных масштабах, прогрессивные технологии снижают данные факторы до минимума.
Алгоритм действия
Принцип работы датчика Холла строится на изменении траектории движения заряженных частиц в полупроводнике при преобразовании магнитного поля, которое пересекает полупроводник. Магнитное поле образуется посредством постоянного магнита, что расположен в ДХ. Преобразование магнитного поля осуществляется замыканием репера (металлический зуб) магнитного зазора. Репер расположен на шкиву (либо особом задающем диске) с зубчатыми элементами, что крепится к распределительному валу.
Репер в момент прохождения рядом с устройством образует импульс напряжения, передающийся к ЭБУ. Передаваемый сигнал на ДХ зависит от частоты, с которой вращается распредвал, и поступает на различных временных промежутках. Блок управления (ЭБУ) расшифровывает поступающие сигналы и определяет положение верхней мертвой точки такта сжатия (ВМТ) поршня в первом цилиндре. После – обеспечивается поступление топливно-воздушной смеси в камеру сгорания с ее последующим воспламенением.
На автомобиле с двигателем, имеющим систему изменения фаз газораспределительного механизма, ДХ выполняет функцию управления этим механизмом. ДХ располагается на распредвале впускных/выпускных клапанов.
Датчик Холла оснащен тремя клеммами:
- на «массу»;
- «плюсовая» с входным напряжением порядка 6 В;
- выходная. С нее преобразованный сигнал импульса отправляется на коммутатор.
На дизельном моторе
Чуть иначе функционирует ДХ мотора, работающего на тяжелом топливе. Сигналы агрегата предназначены для фиксации прохождения поршнями ВМТ в каждом цилиндре. Благодаря этому, положение распредвала по отношению к коленвалу определяется с высокой точностью. Этим контролируется точность момента впрыска, что обеспечивает моментальный запуск дизельного силового агрегата и его устойчивая на любых оборотах.
С целью реализации поставленных задач конструкция претерпела изменения – доработан задающий диск, который имеет реперы для каждой камеры сгорания: сюда можно отнести части диска с разной угловой шириной либо комплект реперов, располагающихся на различной дистанции по отношению друг к другу.
Пример: дизельная силовая установка, имеющая четыре цилиндра оснащена задающим диском с 7 зубьями. Четыре репера являются основными (при перпендикулярном расположении к каждому цилиндру), еще три – дополнительные (распознавание определенного цилиндра, расположенные на различном расстоянии друг к другу и устанавливающие в конкретной камере сгорания поршень в ВМТ.
Основные виды
Датчики Холла подразделяются на две категории:
- с аналоговым принципом работы (биполярный). Такой ДХ преобразовывает полярную индукцию в напряжение. Показания узла зависят от его же полярности, а также мощности поля. Расстояние монтажа агрегата влияет на его характеристики;
- с цифровым (униполярный). Датчик Холла с подобным принципом действия позволяет выявлять наличие/отсутствия поля – в момент достижения условного предела индукцией узел отображает «0»/»1″, что логично.
Признаки неполадок
Основные:
- силовой агрегат имеет проблематичный запуск либо вовсе не запускается;
- холостой ход работы силовой установки сопровождается перебоями/рывками;
- дергание автомобиля на ходу при повышенных/высоких оборотах;
- прекращение работы двигателя по ходу движения.
Наличие одного/нескольких признаков является предпосылкой к проведению диагностики двигателя. Подобные симптомы могут свидетельствовать о том, что ДХ неисправен.
Диагностика
Датчик Холла проверяется:
- Посредством вольтметра.
- С использованием отвёртки с крестовой насадкой.
- С контрольной лампой.
- Куском провода.
Устройство можно проверить несколькими способами:
- самый простой – предварительно заменить ДХ. И если исчезли вышеперечисленные признаки – требуется замена «родного»;
- измерение выходного напряжения тестером – устройство должно показывать скачки напряжения в диапазоне 0,4-11 В;
- имитация работы узла. С трамблера изымается колодка с тремя штекерами, включается зажигание, отрезок провода соединяется с 3/6 выходами колодки. Образование искры говорит о том, что устройство нужно менять.
Быстрой способ проверки. Датчик Холла можно проверить, не прибегая к полному его демонтажу. Для этого необходимо:
- Снять узел с трамблера (демонтаж с пластина не обязателен);
- колодки оставить подключенными;
- расположить центральный провод катушки зажигания возле «массы»;
- включить зажигание;
- провести между контактов (датчик Холла) металлическим предметом, при этом нужно сделать так, что предмет вышел за пределы контактов – поступательное движение вверх;
- если при манипуляции металлических предметом на конце провода возникает искра – датчик Холла исправен.
Замена
Алгоритм действия следующий:
- Снять трамблер.
- Снять крышку трамблера.
- Совместить метку газораспределительного механизма с меткой коленчатого вала.
- Запомнить положение трамблера (лучше всего сделать соответствующую метку).
- Открутить элементы крепежа посредством гаечного ключа.
- Извлечь фиксаторы/стопоры (если имеются).
- Вытащить из трамблера вал.
- Снять клеммы с ДХ.
- Открутить устройство. Для этого необходимо оттянуть на себя регулятор и осторожно изъять неисправный датчик Холла через образовавшееся отверстие.
- Установка и последующая сборка – в обратном порядке.
Ой, вы знаете, мне так нравится ваш сайт! Я большой фанат авто и с нетерпением жду новых статей!
Приятно слышать 🙂 Спасибо
Готов прототип 4-х тактного 5-ти камерного Двухосевого роторно-камерного двигателя (ДоРК ДВС я автор патента 2451801). Нужна система зажигания: нужно снимать с ДАТЧИКА ХОЛЛА сигналы по схеме 1-3-5-2-4 — 1 и т.д., сигналы чередуются 1-есть. 2 -нет, 3-есть, 4-нет и т.д. по кругу. Я механик, но применить механическую схему трамблёра сложно. Нужна электронная схема. ПОМОГИТЕ. Буду очень благодарен!