Датчик положения распределительного вала: зачем он нужен и как устроен

Современный двигатель внутреннего сгорания буквально увешан датчиками. И без многих из них моторы раньше прекрасно обходились. Один из таких, казалось бы, необязательных сенсоров — ДПРВ, он же датчик положения распределительного вала. Сейчас разберём принцип его работы, выясним, как проверяется датчик распредвала, и, конечно, объясним, зачем нужен ДПРВ, который часто называют ещё и датчиком Холла. 

Этот датчик, как ясно из названия, следит за положением распределительного вала, а точнее — угла его поворота. ДПРВ размещают на головке блока цилиндров, реже с торцевой части двигателя. Хотя в некоторых конструкциях предусмотрено отдельное место для этого элемента. Так что понять, где конкретно в вашем автомобиле находится нужный датчик, позволит только руководство по эксплуатации модели.

Датчик отправляет собранную информацию о скорости вращения вала и его положении в конкретный момент времени в электронный блок управления (ЭБУ) двигателем. ДПРВ работает в сочетании с ДПКВ (датчиком положения коленчатого вала). Раньше моторы, даже с впрыском топлива, обходились только им — у них положения валов были взаимно однозначны, ведь один (распредвал) приводится цепью или ремнём от другого (коленвала).

Но в современных двигателях связь между валами не совсем прямая, потому что моторы оснащены системой регулировки фаз газораспределения, которая может менять угол поворота распредвала(ов) в зависимости от оборотов мотора, режима движения (разгона, торможения) и других факторов. Для корректной работы этой системы и нужны ДПРВ.

Совокупность данных от них и ДПКВ позволяет «мозгу» мотора понимать, в какой точке находятся поршни в конкретном цилиндре, в какой цилиндр и в какой момент обеспечивать впрыск топлива, а также как синхронизировать подачу топлива в камеру сгорания с появлением искры для его воспламенения. Вместе они позволяют уменьшить расход топлива и увеличить тягу мотора в более широком диапазоне оборотов.

Датчик положения распредвала фиксирует момент, когда тот проходит точку «нулевого угла поворота», без смещения фаз соответствующую верхней мёртвой точке поршня в первом цилиндре. Как это происходит?

Для работы датчика нужны две составляющие: неподвижная электронная часть и задающий диск с репером (обычно небольшим выступом). Диск закреплён на распредвале, и, когда репер проходит через электронную часть, датчик формирует сигнал для ЭБУ. На основании этого сигнала блок управления «понимает» фазу работы двигателя.

По своей конструкции ДПРВ можно разделить на три типа, из которых наиболее распространены два датчика положения распредвала. 

• Оптический ДПРВ. В нём положение распредвала считывает фотоэлемент, который фиксирует перемещение. Это не самый надёжный вариант, поскольку даже малейшее загрязнение приводит к сбою в показаниях. Подобные датчики уже практически не используются в автомобилях.
• Индуктивный (электромагнитный) ДПРВ. В нём формируется постоянное магнитное поле, через которое проходит металлический репер распредвала.
• ДПРВ на основе эффекта Холла (датчик Холла). В таком сенсоре используется принцип изменения напряжения в проводнике при помещении в магнитное поле. Этот датчик срабатывает в момент, когда мимо него проходит магнитный репер (торцевой ДПРВ), либо металлический репер экранирует магнитное поле (щелевой ДПРВ).

Датчики Холла сочетают высокую надёжность и относительную простоту конструкции, поэтому широко используются и в ДПРВ, и в ДПКВ. Это самым распространённый сегодня тип датчиков распредвала.

Причинами выхода из строя датчика положения распредвала могут быть механическая поломка, потеря им герметичности, замыкание или коррозия контактов. Датчик положения распредвала не ремонтируется — неисправный просто меняют на новый. Средним сроком службы ДПРВ считаются 100 000 километров, но в зависимости от условий эксплуатации эта деталь может продержаться как меньше, так и намного больше.

Неисправность ДПРВ выявить достаточно сложно, поскольку контрольных ламп, оповещающих конкретно о поломке этого датчика, в машинах не предусмотрено. Догадаться о проблемах с датчиком положения распредвала можно по косвенным симптомам:

• проблемы с запуском двигателя;
• перебои в работе и периодически глохнущий двигатель;
• ощутимый рост расхода топлива;
• включение лампы Check Engine;
• переход двигателя в аварийный режим работы.

Проблема в том, что причин появления подобных симптомов может быть множество, и не всегда стоит винить датчик положения распредвала. Достоверно определить поломку ДПРВ поможет только компьютерная диагностика и изучение непосредственно датчика, но это возможно только после его демонтажа. 

Самые распространённые коды неисправностей, которые может выдавать сканер при диагностике и проблемах с ДПРВ, — P0300, P0339, P0340, P0341, P0342, P0343, P0344, P0365. Для детальной диагностики датчика положения распредвала используется осциллограф, который позволяет точно оценить состояние устройства, но в домашних условиях подойдёт и мультиметр.

Конечно, самый надёжный вариант проверить ДПРВ — заехать в квалифицированный сервис. Если такой возможности нет, можно провести предварительную проверку датчика распредвала своими силами при помощи мультиметра.

Чтобы проверить работоспособность датчика положения распредвала мультиметром, необходимо:

• провести визуальный осмотр корпуса ДПРВ и его разъёмов на предмет физических повреждений;
• перевести мультиметр в режим замера постоянного напряжения (до 20 В);
• включить зажигание на автомобиле (но не запускать двигатель!) и проверить напряжение на разъёмах питания датчика;
• при отсутствии напряжения искать проблему в питающей сети, при наличии напряжения — замерить напряжение между клеммами разъёмов ДПРВ и минусовой клеммой аккумулятора;
• поднести металлический предмет к сенсору и проверить работу датчика — если напряжение не меняется, ДПРВ неисправен.

Можно проверить сопротивление датчика распредвала, используя соответствующий режим мультиметра. Если оно отсутствует (равно 0), в датчике возникло короткое замыкание, а если прибор показывает бесконечность — отсутствует контакт. И тот, и другой случай свидетельствуют о неисправности ДПРВ.

Самостоятельная проверка датчика положения распредвала позволяет выявить только отказавший ДПРВ. Если датчик работает, но некорректно, разобраться с этим могут лишь на сервисе.

Единственной трудностью при замене ДПРВ может стать его доступность — если он прикрыт другими деталями или узлами двигателя, их придётся снять или как минимум убрать в сторону. Когда проверка датчика распредвала мультиметром показала, что он не работает, можно приобрести его и установить самостоятельно. Например, для бюджетных моделей Hyundai/Kia по состоянию на конец 2023 года оригинальный датчик стоил около 3000 рублей, а альтернативу от сторонних производителей можно найти вдвое дешевле. 

Для замены датчика нужно выполнить следующие действия: 

• снять минусовую клемму с аккумулятора («массу»);
• снять «фишку» (электрический разъём) с датчика — обычно она имеет фиксатор, поэтому просто тянуть за разъём, применяя силу, не стоит;
• открутить болт крепления ДПРВ, как правило, он имеет головку «на 10»;
• аккуратно вынуть старый датчик;
• установить на его место новый и собрать всё в обратной последовательности.