Чтобы обеспечить эффективное функционирование всех систем современного автомобиля, производители оснащают его рядом электронных устройств, которые имеют больше преимуществ, чем механические компоненты.
Проверка датчика Холла и его замена
Датчик Холла является одним из важнейших компонентов бесконтактной системы зажигания бензиновых двигателей. Малейшее повреждение этого компонента приводит к серьезным нарушениям в работе двигателя. Поэтому, чтобы избежать ошибок диагностики, важно знать, как проверить датчик Холла и при необходимости заменить его.
Данный материал разделен на две части: теоретическая часть (как работает датчик Холла, его структура и принцип работы) и практическая часть (признаки неисправности, методы проверки и способы замены).
Посмотрите видеоинструкцию в конце статьи о том, как самостоятельно заменить датчик Холла.
Прежде чем проверять датчик Холла на наличие неисправностей, необходимо понять его назначение и принцип работы.
Что такое датчик Холла и как он работает
Датчик Холла (также известный как датчик положения распределительного вала) является одним из наиболее важных компонентов распределителя. Он расположен рядом с распределительным валом, к которому прикреплена магнитопроводящая, похожая на корону пластина. Пластина имеет столько прорезей, сколько цилиндров в двигателе. Внутри датчика также находится постоянный магнит.
Датчик Холла работает следующим образом: При вращении вала металлические лопасти поочередно проходят через прорезь в датчике. Это генерирует импульсное напряжение, которое через коммутатор подается на катушку зажигания и преобразуется в высокое напряжение, которое затем подается на свечи зажигания.
Датчик Холла имеет три соединения:
- один подключен к земле,
- на второй клемме напряжение плюс около 6 вольт,
- Третья клемма подключена к преобразованному импульсному сигналу, который подается на переключатель.
Признаки неисправности датчика Холла
Неисправности датчика Холла могут проявляться по-разному. Даже опытный техник не всегда сразу распознает причину неисправности.
Вот некоторые из наиболее распространенных симптомов:
- Двигатель плохо запускается или вообще не запускается.
- Когда двигатель работает на холостом ходу, он реагирует нестабильно и рывками.
- На высоких скоростях автомобиль может дергаться.
- Во время движения силовой агрегат может заглохнуть.
При появлении любого из этих симптомов в первую очередь следует проверить датчик Холла.
Нельзя исключать и другие неисправности системы зажигания, встречающиеся в автомобилях.
Чтобы обеспечить эффективное функционирование всех систем современного автомобиля, производители оснащают его рядом электронных устройств, которые имеют больше преимуществ, чем механические компоненты.
Принцип работы
Эффект Холла (назван по имени ученого, открывшего его во второй половине XVIII века):
- Когда источник постоянного напряжения подключен к прямоугольной полупроводниковой пластине (в точках A и B), электрический ток, протекающий через пластину, будет представлять собой прямолинейное противовращательное движение отрицательно и положительно заряженных частиц (т.е. электронов и «дырок»).
- Вольтметр, подключенный к точкам C и D, покажет «0» (т.е. напряжение отсутствует).
- Если к пластине приложить постоянный магнит, то создаваемое им поле отклоняет движение заряженных частиц к внешним поверхностям прямоугольного полупроводника. Это приводит к разности потенциалов между точками C и D, т.е. к наличию напряжения (Vh), которое измеряется вольтметром.
Многие датчики в автомобилях работают на основе описанного выше эффекта Холла. Конечно, напряжение на полупроводниковой пластине минимально и недостаточно для прямого питания встроенного компьютера. Современные технологии позволили разработать микросхему, основанную на действии нескольких функциональных устройств
- Сама полупроводниковая пластина Холла, которая изготавливается из арсенида галлия (GaAs), антимонида индия (InSb) или арсенида индия (InAs),
- усилитель напряжения,
- Курок Шмидта,
- стабилизатор напряжения (для предотвращения повреждения из-за резких перепадов напряжения на плате),
- выходной переключающий транзистор.
Когда интенсивность магнитного поля, действующего на полупроводниковую пластину, изменяется, устройство выводит нули и As «понятным» образом на бортовой компьютер.
Технологически современные датчики Холла представляют собой микросхему с тремя выводами:
- Подключение к напряжению питания,
- заземление,
- обнаружение сигнала, преобразованного датчиком.
Применение в автомобиле
Датчики Холла находят широкое применение в современных автомобилях. Они используются:
- В распределителях (или, как их принято называть, трамблерах) бесконтактных систем зажигания бензиновых двигателей.
- Для контроля оборотов двигателя и вывода показаний непосредственно на тахометр на приборной панели.
- На дизельных двигателях в качестве датчиков положения коленчатого и распределительного валов, чтобы бортовой компьютер «распознавал» положение первого цилиндра и синхронизировал работу топливных форсунок. Более подробно об этом рассказывается в следующем видеоролике:
- В системах ABS.
- Для синхронизации отдельных компонентов автоматических коробок передач.
Датчик Холла в системе зажигания
В современных бесконтактных системах зажигания вместо механического сепаратора используется датчик Холла. Сам датчик установлен в корпусе мешалки, с одной стороны которого находится гнездо с постоянным магнитом, а с другой — чип датчика. Металлический экран с прямоугольными зубьями и насечками (в зависимости от количества цилиндров в двигателе) прикреплен к валу ножниц. Сам принцип довольно прост. Когда ротор распределителя вращается, металлические зубцы ободка проходят через зазор в датчике Холла.
- Когда зазор между постоянным магнитом и чипом свободен (это происходит, когда паз во вращающейся коронке пересекает зазор датчика), напряжение на выходе датчика отсутствует (или минимально). ЭБУ «распознает» этот сигнал как логический ноль.
- И наоборот, если металлическая пластина проникает в зазор датчика и блокирует магнитный поток, на выходе устройства возникает значительное напряжение, которое передается в ЭБУ. Устройство «включает» высоковольтную катушку, и воздушно-топливная смесь воспламеняется в соответствующем цилиндре.
К вашему сведению! Существуют датчики (в зависимости от марки автомобиля и прошивки), алгоритм работы которых (по сравнению с приведенным выше) прямо «противоположный».
Устройство отвечает за передачу командных сигналов. Он определяет скорость машины и прерывает контакты. Это аналоговый преобразователь, активируемый переключателем, который излучает магнитное поле. Если система двигателя выходит из строя, прибор может измерить текущее напряжение без разрыва цепи.
Для чего нужен датчик Холла в автомобиле?
Датчик Холла в автомобиле используется для обнаружения и измерения магнитных полей в различных компонентах автомобиля. Основное применение датчика Холла — это система зажигания.
Устройство позволяет бесконтактно определять конкретные параметры. Датчик генерирует электрический импульс, который передается на выключатель или блок управления. Затем эти устройства посылают сигнал для создания тока, который производит искру в свечах зажигания.
Кратко о принципе работы
Принцип работы этого устройства был открыт в 1879 году американским физиком Э.Г. Холлом. Когда полупроводниковая пластина намагничивается постоянным магнитом, в ней индуцируется небольшой ток.
Если магнитное поле прерывается, ток не возникает. Прерывание магнитного эффекта происходит через щели в стальном экране, который помещается между магнитом и полупроводниковой пластиной.
Где находится и как выглядит?
Эффект Холла используется во многих системах автомобиля, например, в:
- Он определяет положение коленчатого вала (когда поршень первого цилиндра находится в верхней мертвой точке такта сжатия),
- Он определяет положение распределительного вала (для синхронизации открытия клапанов в ГРМ некоторых современных двигателей внутреннего сгорания),
- В переключателе момента зажигания (на панели управления),
- На тахометре.
Когда вал двигателя вращается, датчик реагирует на величину вращения, в результате чего генерируется ток низкого напряжения, который питает коммутационное устройство. Попадая на катушку зажигания, сигнал преобразуется в высокое напряжение, необходимое для создания искры в цилиндре. Если датчик положения коленчатого вала неисправен, двигатель не запустится.
Аналогичный датчик установлен на бесконтактном выключателе. При активации обмотки катушки зажигания изменяются, заряжая первичную обмотку и разряжая вторичную.
На фотографии ниже показано, как выглядит датчик и где он расположен на некоторых автомобилях.
Датчик коленчатого вала Датчик распределительного вала Датчик спидометра Датчик Холла в электродвигателе
