Датчик фаз (дф)

Распределительный вал управляет впускными и выпускными клапанами двигателя. Частота его вращения в два раза ниже, чем частота вращения коленчатого вала. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке, то по положению коленчатого вала невозможно определить, на каком такте работы двигателя это происходит: на такте сжатия с последующим воспламенением топливовоздушной смеси или на такте выпуска отработавших газов. Эта информация актуальна в системе фазированного впрыска, где подача топлива происходит через одну форсунку в тот цилиндр, где происходит такт сжатия непосредственно перед открытием впускного клапана.

Чтобы контроллер мог четко определять, какой из форсунок ему надо управлять в данный момент времени, используется сигнал датчика положения распределительного вала. Его ещё называют датчиком фаз.

В системах управления двигателем автомобилей «ВАЗ» используется датчик на основе эффекта Холла. В распределителе зажигания ВАЗ–21083, устанавливался датчик управления коммутатором, который также работал на основе эффекта Холла. Он регистрирует прохождение металлической шторки с прорезями, которая связана с распределительным валом, и выдает сигналы управления коммутатору. Шторка проходит между постоянным магнитом и самим датчиком и перерывает магнитные линии постоянного магнита (загораживает). Когда между магнитом и датчиком находится прорезь, то датчик вырабатывает специальный сигнал (импульс), который после небольшой обработки и служит управляющим для коммутатора. По такому же принципу работает и датчик фаз, только с той разницей, что шторка устанавливается на шкиве привода распредвала двигателя и имеет только одну прорезь. Конструкция шторки такова, что ДФ формирует импульс в тот момент, когда такт сжатия приходится на первый цилиндр. Параметры импульса датчика фаз: прорезь напротив датчика – низкий уровень (напряжение близко к 0 вольт), иначе – высокий уровень (напряжение близко к напряжению бортовой сети). Внешний вид датчика фаз показан на рис. 5.15.а. Такую конструкцию имеет датчик, который применяется в системе управления двигателем ВАЗ–2112 (16 клапанов), и он называется щелевой. На двигателях ВАЗ–2111 и ВАЗ–21214 используется датчик фаз торцевого типа. Он также работает на эффекте Холла, только реагирует не на прорезь в шторке, а на специальную задающую метку, которая крепится на распредвале (двигатель ВАЗ–2111) или на шкиве привода распредвала (двигатель ВАЗ–21214). Расстояние между меткой и датчиком гораздо меньше расстояния между датчиком и распредвалом. При приближении метки к датчику изменяется внутреннее магнитное поле датчика, и он формирует синхронизирующий импульс. Диаграмма сигналов датчика фаз, датчика положения коленвала и напряжения на катушке зажигания показаны на рис. 5.16, а внешний вид торцевого датчика – на рис. 5.15.б. На двигателях ВАЗ–21214 ДФ формирует импульс, когда в ВМТ на такте сжатия находится четвертый цилиндр.

Рис. 5.15.: а – щелевой датчик фаз, б – торцевой датчика фаз.

Рис. 5.16. Синхронизация сигналов зажигания, положения коленчатого и распределительного валов: а – вторичное напряжение катушки зажигания; б – сигнал датчика положения коленчатого вала; с – сигнал датчика положения распределительного вала.