Для чего нужен датчик холла в автомобиле

Неисправности ДХ или почему умирает датчик

Итак, почему же выходит из строя ДХ? Одной из распространенных причин выхода из строя до смешного банальна. Происходит это из-за пыли и грязи, скапливаемой на детали.

Что касается контактов датчика распредвала, то их 3. Один из проводов соединяется обязательно с минусом (масса), другой – с плюсом (клеммой + АКБ), и третий – непосредственно с коммутатором.

ДХ, если он неисправен, дает об этом знать мгновенно. Сигнализирует об неисправностях датчика в первую очередь сам мотор. Он запускается гораздо дольше обычного, резко меняется количество оборотов, ДВС работает рывками даже на режиме ХХ (холостое вращение вала).

Кстати, мотор также может самопроизвольно заглохнуть в самый неподходящий момент.

Однако взять и сразу поставить под сомнение ДХ, занявшись его заменой, тоже неправильно. Придется все проверить окончательно. Для этого есть масса испытанных способов.

Одним из железных симптомов неисправности ДХ принято считать исчезновение искры на всех свечах зажигания. В таких случаях даже самый неопытный работник сервиса указывает на ДХ. И это в 99 процентах оправдывается.

Однако есть и более конкретный способ проверки, основанный на применении имитатора. Это приспособление, копирующее работу датчика. Другими словами – такой же кусок провода с колодкой под провода и окончанием для входа свечи.

Еще несколько вариантов проверки:

• берется исправный ДХ и устанавливается (мотор работает лучше – значит, дело было в датчике);
• ДХ снимается с трамблера, к нему подключается мультиметр (диапазон измерений должен быть в пределах, равных аккумуляторному значению).

Существует немало способов, позволяющих проверять ДХ, и не снимая его.

Интересную версию проверки ДХ предлагают отечественные водители. Хотя, это возможно сделать только на моделях Ваз.

1. Снимается одна из СЗ, кладется на мотор.
2. Включается зажигание, проверяется ток на бабину (катушка).
3. Отсоединяется главный бронепровод трамблера и подводится к основному тормозному цилиндру ГТЦ (он расположен между патрубками тормозов).

Далее выполняется следующее:

• центральный контакт распределителя соединяется с минусовой клеммой АКБ отрезком какого-нибудь провода;
• провод от трамблера подводится к ГТЦ.

Если проскакивает искра, значит, ДХ умирает или уже окончательно вышел из строя.

ДХ – это один из самый дешевых компонентов СЗ современного автомобиля. Стоит он примерно в районе 4-5 долларов. По этой причине есть смысл купить новый датчик и возить его всегда с собой, на всякий случай. Если в дороге умрет старый ДХ, замена его на новый не вызовет каких-либо сложностей, все под рукой.

Проверку, как и было написано выше, можно осуществить разными способами. Допустим, вы едете, и на дороге мотор стал вести себя странно. Обороты не набираются, автомобиль движется с рывками и т. д. Что делаем?

Все просто, при наличии второго, рабочего датчика:

• снимается главный бронепровод;
• в него вдевается рабочая свеча;
• провод ставится в такое место, чтобы была заметна искра;

• с трамблера снимается колодка с проводами;
• в колодку вдевается новый ДХ;
• включается зажигание;
• берется острый нож, лезвие вдевается в прорезь ДХ и проводится по контакту.

Если искра бьет нормально, не исчезает, не появляется тоже рывками, как сама работа мотора, то никаких других проблем в системе зажигания нет. Остается только снять трамблер, и заменить умерший старый ДХ.

Замена ДХ своими руками – операция не слишком сложная, если разобраться в нюансах. Надо понимать, что алгоритм выполнения действий может отличаться, ведь трамблеры бывают разные.

Например, если умер датчик на автомобиле «восьмерка», на всех ему аналогичных моделях замена проводится следующим образом:

• скидывается клемма с АКБ;
• скидываются бронепровода с крышки трамблера;
• шланг, идущий на ВК (вакуумный регулятор) снимается;
• трамблер снимается со шплинтов (держат его на шплинтах гайки);
• относительно положения коленвала выставляется указатель ГРСМ;
• трамблер разбирается, снимается вал;
• демонтируется сам ДХ.

Проводя все вышеописанные мероприятия, надо всегда помнить главное правило автоэлектрика – поиск неисправности проводится по цепочке от АКБ до бабины зажигания

Важно четко представлять последовательность своих действий, их последствия. Опытный автомобилист берет с собой в дорогу мультиметр всегда. Этим прибором легко проверить предохранители коммутатора, сам датчик холла, соединения, разъемы и многое другое

Этим прибором легко проверить предохранители коммутатора, сам датчик холла, соединения, разъемы и многое другое.

• Абсолютно легально (статья 12.2);
• Скрывает от фото-видеофиксации;
• Подходит для всех автомобилей;
• Работает через разъем прикуривателя;
• Не вызывает помех в радиоприемнике и сотовых телефонах.

Ремонт и замена своими руками

При повреждении элементов конструкции ремонт датчика невозможен. Владельцу автомобиля необходимо поменять деталь на оригинальный сенсор или найти по справочникам либо каталогам аналог. Алгоритм установки нового датчика зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Для выполнения работ нужен набор слесарного инструмента (гаечные ключи и отвертки). Процедура занимает 10–20 минут.

Чтобы заменить неисправный датчик положения распределительного вала, необходимо (на примере Lada Priora с 16-клапанным мотором):

1. Найти точку установки сенсора по электрической схеме или жгуту проводки, подведенному к передней крышке двигателя рядом со шкивом коленчатого вала.
2. Снять колодку проводки и отвернуть 2 болта, а затем аккуратно вынуть датчик из посадочного гнезда.
3. Осмотреть изделие. Если на корпусе имеются следы механического воздействия, снять пластиковый кожух и проверить состояние газораспределительного механизма. В противном случае установить новый сенсор, завернуть крепежные болты и подключить сигнальный кабель. При монтаже убедиться в наличии резинового уплотнителя.

Подобные требования обусловлены жесткими условиями эксплуатации (узлы работают в условиях перепадов температуры и подвергаются вибрационным нагрузкам). Циклы нагрева и охлаждения негативно влияют на полупроводники и способны разрушить пластиковый корпус. Вода или конденсат проникает в трещины и ускоряет выход датчика из строя.

Чтобы заменить датчик, нужно найти точку установки сенсора.

Для замены датчика в трамблере следует:

1. Отстегнуть защелки и снять крышку.
2. Установить метки на шкиве коленчатого вала и газораспределительного механизма.
3. Отвернуть болты крепления и снять распределитель зажигания для дальнейшей разборки.
4. Демонтировать неисправный датчик и произвести осмотр и обслуживание элементов конструкции.
5. Установить новый сенсор и произвести сборку в обратной последовательности.
6. Проверить работоспособность двигателя и произвести регулировку зажигания (при необходимости).

Как работает датчик Холла и как он устроен?

Проводя
свои исследования, Холл установил: когда пластина в магнитном поле и под
напряжением, в ней происходит отклонение электронов. Поток магнитных частиц
движется перпендикулярно этому движению. Направление отклонения электронов
напрямую зависит от полярности магнитного поля. Значит, на различных сторонах
металлической пластинки плотность электронов будет разной.

Холл взял металлический прямоугольник и,
расположив его в магнитном поле, подал ток на узкие грани проводника, а
напряжение зафиксировал на широких гранях.

Технологии
совершенствовались, и этот принцип лег в основу прибора, который сейчас принято
называть по имени человека, открывшего это явление.

Схема
работы датчика следующая:

• Сквозь пластины устройства проходит электричество.
• В магнитном поле образуется разница потенциалов. Затем она
  постепенно выравнивается с помощью постоянного магнита. Сила тока на выходе при
  этом может различаться.
• Когда на вход прибора поступает сигнал, формируется постоянный
  импульс, имеющий прямоугольную форму. Этот импульс видим только на
  осциллографе.

Есть
аналоговые и цифровые измерители. Аналоговый трансформирует магнитную
индуктивность в электричество. Сила тока находится в зависимости от величины
магнитного поля.

Эту
конструкцию не используют в новых машинах — она устарела. Индукция цифрового
прибора достигается, только если значение магнитного поля переходится через
определенный рубеж. Устройство не активируется при слишком слабом магнитном
поле. В старых авто датчик применяли для подачи искры на свечи.

Устройство
датчика Холла таково:

• магнитная основа;
• роторная лопатка;
• провод для прохождения
  магнитного потока;
• корпус из пластика;
• электронная микросхема;
• контактная система.

Всего
в контроллере 3 контакта. Первый подводится к массе. Второй нужен для
подключения напряжения, сила которого составляет 6 вольт. С третьего контакта
происходит передача импульсов на коммутатор.

Основные сведения

Начнем с базовой информации: где находится датчик Холла, что это такое, для чего он нужен.  «Голый» датчик — это небольшой измеритель (сенсор, обнаружитель), почти всегда черный (цвет зависит от предпочтений производителя), размером в несколько миллиметров. Автомобильные изделия имеют сравнительно большой пластиковый защитный короб, «фишку» с кабелем с разъемом подключения.

Сенсор фаз осуществляет мониторинг магнитных полей, их параметров (напряженности), при этом выдает заданные алгоритмы работы (смыкание контактов и пр.).

Рассматриваемым сенсорам присвоили наименование от фамилии ученого Холла, открывшего, что разность потенциалов (холловского напряжения) возникает, если в поле помещают объекты с постоянными токами.

Автомобильный сенсор тока находится в трамблере — узле для подключения свечей, он скрыт пластиковой фишкой с тремя проводами и разъемом под них. На иных приборах он может размещаться где угодно. Обычно на печатных платах — это крошечная черная коробочка стандартно на 3, реже — на 4 ножках. Линейные Hall sensor напоминают микросхему. Изделие также определяют по маркировке, обозначения есть в справочниках радиодеталей, (распространенные S41, 41F, U18, 3144, 44E, 49E).

При токовом течении в одном направлении электроны отклоняются в проводниках, размещенных перпендикулярно к полю. Участки их имеют неравномерную плотность частиц, это и есть разность потенциалов, фиксируемая датчиком Холла. Становится возможным анализ напряжения под прямым углом к току.

Есть также Hall effect sensor упрощенный как, например, в смартфонах: только с функцией подтверждения наличия магнитных явлений, напряженность не анализируется. На базе узла, включающего датчик  и магнитомер, телефон снабжается опцией компаса.

Как функционирует

Принцип работы, использования датчика Холла:

• Электроны при прохождении тока движутся по сенсору прямолинейно.
• При воздействии поля частицы с зарядом отклоняются силой Лоренца по изогнутой траектории.
• Отрицательно заряженные элементы, они же электроны, притягиваются на 1 сторону Hall sensor, а плюсовые (дырки) — к иной.
• Описанное накопление по разным сегментам создает разное напряжение, это и есть разность потенциалов. Пропорциональность возникшего напряжения к электротоку и напряженности поля прямая. Эти окончательные явления и отслеживаются сенсором, принцип используется для определения положения подконтрольных им обслуживаемых объектов.

Где применяются

Датчики фаз начали устанавливаться в конструкции около 75 лет после их изобретения, когда появились доступные технологии создания полупроводниковых пленочных материалов.

Характерные области применение датчиков Холла:

• первая область, где началось использование — машиностроение, для замеров углов распредвалов, коленвалов, фиксации искрения на узлах зажигания;
• переключатели (бесконтактного типа), анализаторы уровня веществ, скорости вращения лопастей, приспособления дистанционного обнаружения токов;
• сканирование магнитных обозначений;
• как замена герконам (автоматические выключатели, смыкающие контакты посредством магнита). В этой сфере описываемые устройства наиболее распространенные из-за многочисленности приборов: микроэлектроника, техника от наушников до манипуляторов, клавиатур, в лифтах, охранном оснащении (двери, запорные элементы).

В смартфоне

Датчик холла в смартфоне применяются для таких целей:

• как часть компаса, магнитомера;
• для мониторинга закрытия/открытия чехла с магнитной защелкой отслеживанием ослабления/повышения поля;

Опишем, для чего нужен датчик холла в смартфоне на обложке. При отдалении магнита с обнаружителя идет импульс на активацию табло, когда ближе — на отключение. Разновидность таких чехлов — отдельный вид изделия, именуемый обычно Smart Case. Есть и дополнительные функции, принцип действия их такой: если применяется обложка без окошек около дисплея, то посредством обнаружителя отключается экран, когда он закрыт, при открытии — автоматическая активация. При наличии окошек инициируется переключение содержимого на табло. На видимой области — часы и пр., на всем дисплее — вся информация.

Не все смартфоны имею описанное усовершенствование, а также не всегда производители указывают его в перечне опций, поэтому нужно уточнять этот параметр. Но если в рекомендуемых аксессуарах есть отметка о таковых подходящих из категории Smart Case, то данная опция присутствует.

Проверка датчика Холла

Есть несколько вариантов, как проверить датчик Холла, как проанализировать функциональность. Выбирают самый доступный способ или подходящий под сложившиеся условия — все методы действенные

Надо знать, как датчик Холла выглядит, проверка также подразумевает, знание, как устроена распиновка.

Имитация наличия

Процедура самая быстрая, подходит, когда питание на электрозажигании есть, но искры нет.

Порядок:

• С трамблера убирают 3-штекерную колодку.
• Включают зажигание автомобиля.
• Соединяют (замыкают кусочком проводка) контакты (клеммы) 3 и 2. Первый — это «–», второй — «+», для сигнала.
• Двигают проводками, быстро соединяя/разъединяя их с контактами. Есть искра — датчик сломан. Высоковольтный провод держат у массы.

Проверка мультиметром

Проверка датчика холла мультиметром популярная, дает возможность определить, исправна ли сама цепь питания в изделии.

Как проверить тестером датчик холла на ВАЗ:

1. Перевести тестер на анализ напряжения (вольтметр) с диапазоном от 0 до 15 В.
2. Поставить четвертую передачу, домкратом колесо чуть-чуть приподнять (достаточно для прокручивания).
3. Тестер подсоединить к сенсору, крутить колесо и следить за дисплеем.
4. Замерить параметры на выходе: исправный экземпляр имеет их в диапазоне 0,4–11 В.

Для проверки, нет ли обрыва на цепи, ставят на тестере режим «прозвонки». Один щуп к контакту на фишке, второй — к соответствующей ножке сенсора. Данным способом проверяют только жилы кабеля, а не само внутреннее устройство сенсора. Обрыва нет — зуммер (если есть такая опция) и скачок цифр близко к нулю (0,001 и тому подобное); есть обрыв — 1.

Варианты схем проверки мультиметром и вольтметром:

Замена рабочим экземпляром

Можно поставить рабочее изделие, если есть запасное, или одолжить его. Если проблема осталась, то старый экземпляр сломан, но желательно в поломке удостовериться полностью и вставить его еще раз, предварительно почистив контакты.

Сложный метод

Данная процедура как проверить датчик Холла сложнее предыдущих, но, если есть средние познания в электротехнике применить ее просто. Суть: проверить, есть ли сопротивление.

Для реализации необходимо сделать несложный узел. Собирают схему со светодиодом, резистором (1 кОм), батарейкой «крона» (9 В). Для понимания достаточно графической схемы:

Датчик Холла машины своими руками со вспомогательным приспособлением проверяют так:

• ножка диода снабжается сопротивлением (припаивают резистор), к нему — 2 провода, желательно подлиннее. Снимают крышку распределителя, отщелкивают трамблер, штекерную коробочку. Делают анализ электроцепи: щупы тестера (подойдет и вольтметр) — к 1 и 3 клемме, далее — зажигание. Исправность — на дисплее 10–12 В;
• аналогично, на те же выводы подключают сооруженную конструкцию. При правильной полярности появится свет, если нет — переставляют жилы;
• проводок на клемме 1 не беспокоим; конец с 3 кидаем на свободную 2;
• крутим распредвал (вручную, стартером): моргание света — все в порядке, если нет — надо менять измеритель Холла.

На большинстве автомобилей датчики Холла проверяются максимально похоже, как описано.

Замена датчика Холла

Замена датчика Холла – операция достаточно простая, которую может самостоятельно выполнить даже начинающий автолюбитель. Все действия осуществляются в следующем порядке:

Демонтаж трамблера.
Снять крышку трамблера и совместить метки газораспределительного механизма с меткой коленчатого вала.
Зафиксировать положение трамблера, после чего при помощи гаечного ключа открутить крепеж.
Извлечь стопоры и фиксаторы.
Извлечь вал из трамблера.
Отсоединить на датчике клеммы и открутить его.
Осторожно вытащить неисправный прибор через щель, образовавшуюся при оттягивании регулятора.
Установка нового датчика Холла осуществляется в обратной последовательности.

Датчик холла – современный элемент системы зажигания автомобиля, имеющий много преимуществ перед давно забытой контактной группой, доставляющей автовладельцу множество хлопот. Однако и датчик холла (ДХ) в некоторых случаях может выходить из строя, хотя и не оснащен какими-либо механическими компонентами.

Как утверждают эксперты, если ДХ частенько выходит из строя, это либо свидетельство не родной катушки зажигания (например, если была модернизирована старая контактная система зажигания, но катушку не поменяли), либо пробитая изоляция и короткое замыкание.

Аналоговые/пропорциональные датчики для повышения стабильности и точности

Аналоговые измерительные приложения позволяют конечному пользователю мгновенно получать обратную связь о положении магнита. Аналоговый датчик Холла обладает высокоточным выходным сигналом с высоким разрешением.

Ранее аналоговые датчики Холла измеряли у магнитов плотность потока и в значительной степени зависели от внешней температуры. Так как в последние годы аналоговые технологии эффекта Холла развивались, теперь, вместо традиционной амплитуды поля, микросхема с датчиком Холла теперь измеряет угол поля, делая его намного менее чувствительным к изменениям температуры. Это улучшение позволяет датчику обеспечивать более стабильный аналоговый выходной сигнал в широком диапазоне температур.

Рассмотрим два типа датчиков Холла, которые могут быть выбраны для аналоговых измерительных схем:

Поворотный датчик Холла: преимущества и применение

Этот полупроводниковый датчик изменяет выходное напряжение при изменении магнитного поля. Он сочетает в себе измерительный элемента на основе эффекта Холла и электрическую схему, обеспечивающую аналоговый выходной сигнал, который соответствует изменению вращающегося магнитного поля без использования каких-либо движущихся частей. Этот датчик предлагает два варианта выходного сигнала: аналоговый или широтно-импульсно-модулированный (ШИМ). Устройство программируется таким образом, чтобы инженер мог связать определенное выходное напряжение или ШИМ сигнал с точной степенью поворота. При повороте до 360° доступны несколько точек программирования. Каждая программируемая точка представляет собой напряжение или ШИМ сигнал, который соответствует заданному углу магнитного поля. Это приводит к получению выходного сигнала, пропорционального углу поворота.

В отличие от механического и резистивно-плёночного поворотных устройств поворотный датчик Холла не испытывает механического износа или изменения значений сопротивления. Кроме того, он очень стабилен при нормальных рабочих температурах вплоть до +105°C. Результаты измерения угла поворота в диапазоне 0°–360° точно калибруются в соответствующем диапазоне выходного постоянного напряжения 0,5В–4,5В или коэффициента заполнения ШИМ сигнала 10–90%.

Поворотные датчики Холла становятся очень популярными для замены механических резистивно-пленочных потенциометров. Они используются в автомобильных и внедорожных приложениях, таких как определение положения клапана EGR в двигателях. Эти датчики также могут использоваться для определения положения поворотных ручек в приборах и бытовой технике.

Рисунок 3 – Поворотный датчик Холла, используемый в поворотной ручке стиральной машины

Линейный датчик Холла: преимущества и применение

Линейные датчики Холла похожи на поворотные датчики Холла, за исключением того, что они измеряют не угловое, а линейное движение магнитного поля. Датчик Холла программируется для выдачи заданного напряжения, пропорционального заданному расстоянию. Типы выходного сигнала у него такие же, как и у поворотного датчика Холла. Датчик измеряет линейное перемещение и относительный угол потока магнитного привода на расстоянии до 30 мм на каждую микросхему с датчиком Холла. Это дает в результате выходной сигнал, точно пропорциональный перемещению датчика.

Перед программированием выходных напряжений или значений ШИМ-сигнала, соответствующих относительному значению магнитного поля от магнита на приводе, датчик и привод могут быть помещены на место окончательного монтажа в устройстве, чтобы в процессе программирования учесть все магнитные воздействия от близлежащего окружения. Это позволит инженеру отрегулировать выходной сигнал датчика, поскольку в процессе программирования будут учтены любые шунтирующие, механические воздействия и воздействия посторонних магнитных полей.

Линейные датчики Холла часто используются в качестве датчиков контроля уровня жидкости. В этом применении датчик определяет положение движущегося поплавка с прикрепленным магнитом. Линейные датчики также полезны в более сложных конструкциях, таких как автомобильная коробка передач.

Алгоритм проведения проверки СЗ с ДХ индикатором

СЗ или система зажигания современного автомобиля с датчиком холла проверяется с помощью индикатора или мультиметра в такой последовательности:

• проверяется напряжение на АКБ (батарее), если оно есть, то операция продолжается;
• осматривается на глаз катушка зажигания (если она в грязи, то все тщательно очищается, особенно возле контактов).

На один из выводов катушки идет плюс с замка зажигания, как правило, голубой провод. При включенном зажигании на контакте должно быть напряжение, в противном случае искать поломки в датчике холла или других элементах системы зажигания нет смысла.

Сам ДХ в этом случае проверяется методом исключения, с помощью имитатора. Он представляет собой копирующее самодельное устройство с кнопкой и 3-выводным штекером, вдеваемым на место штатного в трамблер (датчик холла).

Схема зажигания с датчиком холла

Имитатор устройство имеет также провод, который с обратной стороны подключается к АКБ. Второй конец устройства с колодкой, соответственно, будет имитировать работу датчика холла.

Вот, что нужно сделать:

• взять металлическую планочку, проделать в ней 4 отверстия с резьбой для входа свечей зажигания и соединить планку с массой автомобиля (любой частью автокузова);
• в одно из отверстий вкручивается свеча и соединяется бронепроводом с катушкой зажигания (главный провод).

Таким манером мы исключили работу распределителя зажигания (его высоковольтную часть). Теперь высокое напряжение с катушки подается прямо на свечу.

Самодельное имитирующее приспособление подключается теперь к жгуту, который соединяется со штатным датчиком холла, расположенным в трамблере автомобиля.

Далее:

• можно включить замок зажигания;
• нажать кнопку самодельного устройства (включить его);
• если появляется искра на свече, значит, остальная часть системы зажигания без ДХ в порядке.

Пришло время проверить работоспособность коммутатора. Если он расположен в салоне автомобиля и добраться до него непросто, то для проверки используется тоже имитирующее приспособление – обычная лампа:

• выключается замок зажигания;
• с катушки зажигания отсоединяется провод, идущий на коммутатор (именно через этот самый провод коммутатор и управляет катушкой зажигания);
• к этому самому проводу соединяется обычная лампа (желательно с патроном, чтобы исключить замыкание);
• один провод от лампы соединяется, как и было написано, с катушкой, а другой – на плюс АКБ;
• включается замок зажигания;
• имитируется работа ДХ.

Если при имитации работы датчика, лампа мигает, в коммутаторе поломки нет.

Коммутатор системы зажигания Ваз 2108

Лампа, как несложно догадаться, выполнила роль коммутатора. Ее мигание после каждого задействования кнопки самодельного устройства означает, что коммутатор управляет катушкой. А вот, если бы лампа только горела, либо вообще не загоралась, надо было бы проверить коммутатор с подводящими импульс проводами уже более основательно.

Хотелось бы отметить один нюанс, который становится проблемой для начинающих автоэлектриков. Они проверяют всю систему зажигания, прозванивают провода, диагностируют ДХ и свечи, но забывают о такой простой вещи, как механическая поломка.

Например, если порвется ремень грм, потеряется связь между распредвалом и коленвалом. Это означает, что распредвал вращаться не будет, а с ним и вал трамблера. Поэтому не задействуется датчик холла и вся система зажигания.

Вал трамблера

Чтобы проверить, вращается или нет трамблерный привод, следует вынуть крышку распределителя, и посмотреть. Если после вращения стартера вал распределителя не крутится, ремень грм оборван или произошла какая-то другая механическая поломка.

Теперь вы знаете, как выявлять неисправности ДХ. Отправляясь в дальний путь, берите с собой обязательно тестер, запасной датчик холла или самодельное устройства, аналогичное работе ДХ.