Датчик холла ваз 2108 принцип работы

Обновлено: 24.01.2025

На примере датчика Холла, применяемого в бесконтактной системе зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Назначение датчика Холла

Датчик Холла предназначен для определения момента искрообразования в бесконтактной системе зажигания (БСЖ) автомобиля.

Принцип действия датчика Холла

Принцип действия датчика основан на эффекте Холла, когда магнитное поле проводника изменяется при прохождении в нем специального экрана с прорезями.

На практике это выглядит так: датчик Холла автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 установлен на опорной пластине трамблера и состоит из двух частей – магнита и элемента Холла с усилителем. На датчик Холла подается напряжение с коммутатора (вывод 5) через токовый красный провод. «Масса» так же с коммутатора – бело-черный провод с вывода 3. Магнит создает магнитное поле, элемент Холла принимает его, создает напряжение, которое усиливает усилитель и через зеленый импульсный провод напряжение подается на коммутатор (вывод 6).

Для изменения магнитного поля применяется экран с четырьмя прорезями, который вращается вместе с валом распределителя зажигания (трамблера) проходя между магнитом и принимающей частью датчика Холла. При прохождении в пазу датчика прорези экрана магнитное поле имеет определенную величину и соответственно датчик выдает на коммутатор электрический ток определенного напряжения (9-12 В). При прохождении в пазу датчика зубца экрана магнитное поле экранируется и не поступает на приемник датчика, при этом напряжение, поступающее на коммутатор, падает (0-0,5 В).

Устройство датчика Холла. на примере трамблера системы зажигания карбюраторного двигателя автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Соответственно коммутатор прерывает электрический ток, подающийся на катушку зажигания, магнитное поле в ней резко сжимается и, пересекая витки обмотки, производит ЭДС 22-25 кВ (ток высокого напряжения). Ток через бронепровода попадает на распределитель трамблера и далее на свечи зажигания, производя разряд, поджигающий топливную смесь. Прохождение каждого из четырех зубцов экрана в прорези датчика соответствует такту сжатия в одном из четырех цилиндров двигателя.

Примечания и дополнения

Датчик Холла – это один из важнейших элементов бесконтактной системы зажигания бензиновых двигателей. Малейшая неисправность этой детали приводит к серьезным неполадкам в работе мотора. Поэтому, чтобы не допустить ошибки при диагностике, важно знать, как проверить датчик Холла и при необходимости заменить его.

Этот материал мы разделили на две части: теоретическую (назначение, устройство и принцип работы датчика Холла) и практическую – признаки неисправности, методы проверки и способы замены.

А перед тем, как проверять датчик Холла на наличие неисправностей, давайте разберемся с его назначением и принципом работы.

Датчик Холла (он же датчик положения распредвала) является одним из главных элементов трамблера (прерывателя-распределителя). Он находится рядом с валом трамблера, на котором крепится магнитопроводящая пластина, похожая на корону. В пластине столько же прорезей, сколько цилиндров в двигателе (см. рисунок выше). Внутри датчика имеется постоянный магнит.

Принцип работы датчика Холла следующий: когда вал вращается, металлические лопасти поочередно проходят через прорезь в датчике. В результате этого вырабатывается импульсное напряжение, которое через коммутатор попадает в катушку зажигания и, преобразуясь в высокое напряжение, подается на свечи зажигания.

Датчик Холла имеет три клеммы:

-одна соединяется с "массой",
-ко второй подходит плюс с напряжением около 6 В,
-с третьей клеммы уходит преобразованный импульсный сигнал на коммутатор.

Неисправности у датчика Холла проявляются по-разному. Даже опытный мастер не всегда сразу выявит причину неполадок двигателя.

Вот несколько самых распространенных симптомов:

-Мотор плохо заводится или не запускается вообще.
-На холостом ходу в работе двигателя появляются перебои и рывки.
-Машина может дергаться при движении на повышенных оборотах.
-Силовой агрегат глохнет во время движения.
При появлении одного из этих признаков, необходимо в первую очередь проверить исправность датчика Холла.

Также не стоит исключать из вида и другие неисправности системы зажигания, встречающиеся в автомобилях.

Существует несколько способов, чтобы проверить исправность датчика Холла.

Каждый автомобилист может выбрать для себя наиболее подходящий вариант:

— Взять для проверки рабочий датчик у соседа или на автомобильной разборке и установить его вместо "родного". Если проблемы двигателя исчезнут, значит, придется покупать новую деталь.
— При помощи тестера можно измерить напряжение на выходе датчика. В исправном устройстве напряжение будет изменяться от 0,4 В до 11 В.
— Можно создать имитацию датчика Холла. Для этого с трамблера снимают трехштекерную колодку. Затем включают зажигание и отрезком провода соединяют выходы 3 и 6 коммутатора. Появление искры свидетельствует о выходе датчика из строя.

Обычно замена датчика Холла выглядит следующим образом:

— Прежде всего, трамблер снимается с машины.
— Далее снимается крышка трамблера и совмещается метка механизма газораспределения с меткой коленвала.
— Запомнив положение трамблера, нужно открутить крепежные элементы гаечным ключом.
— При наличии фиксаторов и стопоров, их также следует извлечь.
— Вал вытаскивают из трамблера.
— Осталось отсоединить клеммы датчика Холла и открутить его.
— Оттянув регулятор, неисправная деталь осторожно вынимается через образованную щель.
— Новый датчик Холла устанавливается в обратной последовательности.
Проверка работоспособности датчика Холла позволяет не только точно определить причину отказа двигателя. Благодаря простым приемам автомобилист сэкономит свое время на ремонт, а также исключит ненужную трату денег.

Датчик Холла устанавливается в бесконтактной системе зажигания автомобилей с карбюраторными двигателями. Он выдает импульсы, по которым коммутатор системы зажигания определяет момент зажигания (подачи искры на свечу).

Разберем как работает датчик Холла на примере системы зажигания автомобиля ВАЗ 21093 с карбюраторным двигателем 1,5 л. Зная его принцип действия можно с легкостью диагностировать причины таких неисправностей как двигатель не запускается, запускается и глохнет, двигатель троит и пр.

Устройство датчика Холла

Чтобы лучше понять как работает датчик Холла необходимо знать его устройство. В бесконтактной системе зажигания автомобиля ВАЗ 21093 датчик Холла установлен в распределителе зажигания (трамблере). Он состоит из нескольких частей: магнита, закрепленного на опорной пластине (магнит создает магнитное поле), самого датчика, на него подается и снимается определенное напряжение и экрана с четырьмя прорезями и четырьмя зубцами, который вращаясь на валу трамблера, проходит в зазоре между датчиком и магнитом.

Как работает датчик Холла?

Вся работа датчика Холла основана на т.н. эффекте Холла, когда при нахождении в магнитном поле проводника на нем возникает разность потенциалов, т.е. индуцируется электрический ток. В случае с датчиком Холла ВАЗ 21093 это выглядит так: магнит на опорной пластине трамблера создает магнитное поле. В него помещен датчик с элементом Холла (проводник) и усилителем. На датчик подается плюс и минус с коммутатора - красный и черный провод. Между магнитом и датчиком имеется зазор. В этом зазоре вращается экран, установленный на валу трамблера и имеющий четыре зубца и четыре прорези (по числу цилиндров двигателя).

При прохождении в зазоре прорези экрана магнитное поле действует на элемент Холла в датчике (проводник помещен в магнитное поле) создавая в нем электрический ток определенного напряжения (9-12 В), который поступает на коммутатор системы зажигания. При прохождении в магнитном поле зубца экрана магнитное поле экранируется и не поступает на элемент Холла. Коммутатор получает импульс – падение напряжения до 0,5 В. Этот импульс служит сигналом к резкому прерыванию электрического тока протекающего через обмотки катушки зажигания и формированию в ней тока высокого напряжения. Который дальше поступает на крышку трамблера, бегунок, высоковольтный провод и свечу зажигания.

То есть прохождение каждого зубца экрана в зазоре датчика – это искра между электродами свечи зажигания в одном из цилиндров.

Нарушение этого порядка работы по причине неисправности элемента Холла, повреждения электрической цепи датчика, повреждения экрана датчика приводят к проблемам в работе двигателя автомобиля описанным в начале статьи. Существуют методы проверки исправности датчика Холла, но проще всего заменить его заведомо исправным.

Электронная система зажигания, установленная в автомобилях ВАЗ 2108-09, по своему принципу работы является переходным вариантом от кулачковой контактной системы к полностью электронному зажиганию, в котором отсутствуют движущиеся механические детали. По своим рабочим характеристикам такая схема зажигания тоже находится посередине между старой и новой системами, обладая своими, присущими только ей недостатками. Эти недостатки несколько влияют на надежность работы зажигания, нужно периодически обращать внимание на то, в каком состоянии находится коммутатор и датчик Холла ВАЗ восьмой и девятой моделей.

Описание принципа действия датчика

Система электронного зажигания «восьмерки» состоит из таких элементов, как:

Катушка высокого напряжения имеет две обмотки. Первичная включена в цепь с аккумуляторной батареей через коммутатор, реле и замок зажигания, при этом цепь постоянно замкнута. Когда в одном из цилиндров приближается момент зажигания и поршень находится близко к верхней мертвой точке, датчик Холла, установленный на одной оси с распределительным валом, фиксирует этот момент и сигнализирует о нем на коммутатор. Следует оговориться, что в более современных схемах эту функцию выполняет датчик положения коленвала.

В современных схемах датчик положения коленвала выполняет функцию датчика холла

Коммутатор, получив импульс, разрывает цепь первичной обмотки катушки. При этом во вторичной обмотке, которая имеет гораздо большее количество витков, чем первичная, генерируется электромагнитный импульс высокого напряжения. Он подается снова в распределитель зажигания через один провод высокого напряжения, попадая на центральный контакт бегунка. Последний передает импульс на один из четырех цилиндров, в котором требуется поджечь топливную смесь. После прохождения цикла коммутатор восстанавливает цепь первичной обмотки катушки и дожидается следующего сигнала от датчика Холла.

Как можно понять из принципа работы схемы, фотоэлектрический регистратор Холла ВАЗ 2108 является ключевым элементом схемы, без его нормальной работы искрового разряда на свечах зажигания не будет. Поэтому в случае такой неисправности автомобиля, как исчезновение искры, нужно сразу же проверять работу двух элементов: коммутатора и фотоэлектрического датчика. В первых «восьмерках» и «девятках» чаще всего выходил из строя именно коммутатор по причине несовершенной конструкции.

Поскольку впоследствии эта проблема была устранена, то главной причиной отказа системы зажигания обычно является неисправность регистратора. Последний не поддается ремонту, и в случае некорректной работы необходима замена датчика Холла.

Как поменять неисправный элемент?

Датчик холла в разобранном виде

Данная операция достаточно проста, инструментов требуется минимум: две отвертки (плоская и крестовая) и круглогубцы. Замена датчика Холла производится при снятом распределителе, его придется полностью разобрать, а делать это на автомобиле проблематично. Порядок проведения работ следующий:

Открутить и снять с распределителя крышку с проводами высокого напряжения и убрать их в сторону.
Вытащить резиновую заглушку из смотрового окошка маховика двигателя, поворачивая коленчатый вал ключом, совместить отметку на маховике с прорезью. При этом бегунок трамблера будет повернут в сторону контакта первого цилиндра на его крышке. Затем открутить болты крепления распределителя, отсоединить разъем и снять его с двигателя.
Снять бегунок с вала, это делается вручную с небольшим усилием, после чего удалить круглый пластмассовый пыльник.
Разъем, к которому присоединяются внешние провода, откручивается плоской отверткой, после чего он вынимается из своего гнезда. Теперь можно открутить и металлическую пластину, которая крепится двумя винтами.
Далее нужно отсоединить вакуумный корректор. В проеме около пластины видна его тяга, которая зафиксирована стопорным шплинтом. Последний удаляют круглогубцами, корпус корректора откручивают и отсоединяют его от трамблера.
Металлический зажим, который держит проводки внутри трамблера, нужно аккуратно разогнуть, чтобы можно было эти провода извлечь. Теперь ничего не мешает вытащить саму пластину вместе с проводами, которая была откручена ранее. Именно с другой стороны этой пластины установлен на двух винтах датчик Холла. Его следует открутить плоской отверткой и вместо него поставить новый.
Сборка производится в обратном порядке. При установке на свое место распределителя зажигания следует убедиться, что бегунок повернут своим контактом в сторону первого цилиндра, после чего трамблер можно прикручивать. В конце поставить крышку и запустить двигатель. На этом замена датчика Холла на «восьмерке» закончена.

Если все сделано правильно, проблем с пуском мотора не возникнет. В случае когда двигатель не запускается, нужно еще раз проверить совпадение меток и правильную установку распределителя зажигания: возможно, вы перепутали цилиндры и поставили бегунок не в ту сторону. При этом не забудьте поставить в смотровое окошко на двигателе резиновую заглушку, чтоб через него на маховик не попадала грязь.

Стоимость фотоэлектрического датчика Холла невелика.

Поэтому владельцам «восьмерок» и «девяток» с такой системой зажигания рекомендуется возить его с собой, поскольку этот элемент может выйти из строя в самый неподходящий момент.

Электромагнитное устройство, именуемое датчиком Холла (далее ДХ), применяется во многих приборах и механизмах. Но наибольшее применение ему нашлось в автомобилестроении. Практически во всех моделях отечественного автопрома (ВАЗ 2106, 2107, 2108 и т.д.) бесконтактная система зажигания для бензинового двигателя управляется этим датчиком. Соответственно, при его выходе из строя возникают серьезные проблемы с работой двигателя. Чтобы не ошибиться при диагностике, необходимо понимать принцип работы датчика, знать его конструкцию и методы тестирования.

Кратко о принципе работы

В основу принципа действия датчика зажигания положен эффект Холла, получивший свое название в честь американского физика, открывшего это явление в 1879 году. Подав постоянное напряжение на края прямоугольной пластины (А и В на рис. 1) и поместив ее в магнитное поле, Эдвин Холл обнаружил разность потенциалов на двух других краях (С и D).

Рис .1. Демонстрация эффекта Холла

В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что и приводит к разности потенциалов. Величина напряжения U_холла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности электромагнитного поля.

До середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять как напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику.

Типы и сфера применения

Несмотря на разнообразие элементов, применяющих эффект Холла, условно их можно разделить на два вида:

Аналоговые, использующие принцип преобразования магнитной индукции в напряжение. То есть, полярность, и величина напряжения напрямую зависят от характеристик магнитного поля. На текущий момент этот тип приборов, в основном, применяется в измерительной технике (например, в качестве, датчиков тока, вибрации, угла поворота). Датчики тока, использующие эффект Холла, могут измерять как переменный, так и постоянный ток
Цифровые. В отличие от предыдущего типа датчик имеет всего два устойчивых положения, сигнализирующих о наличии или отсутствии магнитного поля. То есть, срабатывание происходит в том случае, когда интенсивность магнитного поля достигла определенной величины. Именно этот тип устройств применяется в автомобильной технике в качестве датчика скорости, фазы, положения распределительного, а также коленчатого вала и т.д.

Следует отметить, что цифровой тип включает в себя следующие подвиды:

униполярный – срабатывание происходит при определенной силе поля, и после ее снижения датчик переходит в изначальное состояние;
биполярный – данный тип реагирует на полярность магнитного поля, то есть один полюс производит включение прибора, а противоположный – выключение.

Как правило, большинство датчиков представляет собой компонент с тремя выводами, на два из которых подается двух- или однополярное питание, а третий является сигнальным.

Пример использования аналогового элемента

Рассмотрим в качестве примера конструкцию датчика тока ы основе работы которого используется эффект Холла.

Упрощенная схема датчика тока на основе эффекта Холла

Обозначения:

А – проводник.
В – незамкнутое магнитопроводное кольцо.
С – аналоговый датчик Холла.
D – усилитель сигнала.

Принцип работы такого устройства довольно прост: ток, проходящий по проводнику, создает электромагнитное поле, датчик измеряет его величину и полярность и выдает пропорциональное напряжение U_ДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор.
https://www.youtube.com/watch?v=fmLs9WsKx3I

Назначение ДХ в системе зажигания автомобиля

Разобравшись с принципом действия элемента Холла, рассмотрим, как используется данный датчик в системе бесконтактного зажигания линейки автомобилей ВАЗ. Для этого обратимся к рисунку 5.

Рис. 5. Принцип устройства СБЗ

Обозначения:

А – датчик.
B – магнит.
С – пластина из магнитопроводящего материала (количество выступов соответствует числу цилиндров).

Алгоритм работы такой схемы выгладит следующим образом:

При вращении вала прерывателя-распределителя (движущемуся синхронно коленвалу) один из выступов магнитопроводящей пластины занимает позицию между датчиком и магнитом.
В результате этого действия изменяется напряженность магнитного поля, что вызывает срабатывание ДХ. Он посылает электрический импульс коммутатору, управляющему катушкой зажигания.
В Катушке генерируется напряжение, необходимое для формирования искры.

Казалось бы, ничего сложного, но искра должна появиться именно в определенный момент. Если она сформируется раньше или позже, это вызовет сбой в работе двигателя, вплоть до его полной остановки.

Внешний вид датчика Холла для СБЗ ВАЗ 2110

Проявление неисправности и возможные причины

Нарушения в работе ДХ можно обнаружить по следующим косвенным признакам:

Происходит резкое увеличение потребления топлива. Это связано с тем, что впрыск топливно-воздушной смеси производится более одного раза за один цикл вращения коленвала.
Проявление нестабильной работы двигателя. Автомобиль может начать «дергаться», происходит резкое замедление. В некоторых случаях не удается развить скорость более 50-60 км.ч. Двигатель «глохнет» в процессе работы.
Иногда выход из строя датчика может привести к фиксации коробки передач, без возможности ее переключения (в некоторых моделях импортных авто). Для исправления ситуации требуется перезапуск мотора. При регулярных подобных случаях можно уверенно констатировать выход из строят ДП.
Нередко поломка может проявиться в виде исчезновения искры зажигания, что, соответственно, повлечет за собой невозможность запуска мотора.
В системе самодиагностики могут наблюдаться регулярные сбои, например, загореться индикатор проверки двигателя, когда он на холостом ходу, а при повышении оборотов лампочка гаснет.

Совсем не обязательно, что перечисленные факторы вызваны выходом из строя ДП. Высока вероятность того, неисправность вызвана другими причинами, а именно:

попаданием мусора или других посторонних предметов на корпус ДП;
произошел обрыв сигнального провода;
в разъем ДП попала вода;
сигнальный провод замкнулся с «массой» или бортовой сетью;
порвалась экранирующая оболочка на всем жгуте или отдельных проводах;
повреждение проводов, подающих питание к ДП;
перепутана полярность напряжения, поступающего на датчик;
проблемы с высоковольтной цепью системы зажигания;
проблемы с блоком управления;
неправильно выставлен зазор между ДП и магнитопроводящей пластиной;
возможно, причина кроется в высокой амплитуде торцевого биения шестеренки распределительного вала.

Как проверить работоспособность датчика Холла?

Есть разные способы, позволяющие проверить исправность датчика СБЗ, кратко расскажем о них:

Имитируем наличие ДХ. Это наиболее простой способ, позволяющий быстро провести проверку. Но его эффективности может идти речь только в том случае, если не формируется искра при наличии питания на основных узлах системы. Для тестирования следует выполнить следующие действия:

отключаем от трамблера трехпроводной штекер;
запускаем систему зажигания и одновременно с этим «коротим» проводом массу и сигнал с датчика (контакты 3 и 2, соответственно). При наличии искры на катушке зажигания, можно констатировать, что датчик СБЗ потерял работоспособность и ему необходима замена.

Обратим внимание, что для выявления искрообразования высоковольтный проводок должен находиться рядом с массой.

Применение мультиметра для проверки. Это способ наиболее известный, и приводится в руководстве к автомобилю. Нужно подключить щупы прибора, как продемонстрировано на рисунке 7, и произвести замеры напряжения.

На исправном датчике напряжение будет колебаться в диапазоне от 0,4 до 11 вольт (не забудьте перевести мультиметр в режим измерения постоянного тока). Следует заметить, что проверка осциллографом будет намного эффективней. Подключается он таким же образом, как и мультиметр. Пример осциллограммы рабочего ДХ приведен ниже.

Установка заведомо рабочего ДХ. Если в наличии имеется еще один однотипный датчик, или имеется возможность взять его на время, то данный вариант тоже имеет место на существование, особенно если первые два сделать затруднительно.

Ест еще один вариант проверки, по принципу напоминающий второй способ. Он может быть полезен, если под рукой нет измерительных приборов. Для тестирования понадобиться резистор номиналом 1,0 кОм, светодиод, например, из фонарика зажигалки и несколько проводков. Из всего этого набора собираем прибор в соответствии с рисунком 9.

Рис. 9. Светоиндикаторный тестер для проверки ДХ

Читайте также: