Датчик холла

Терминология

Прерыватель-распределитель зажигания — электромеханическое устройство, обеспечивающее своевременную подачу импульсов высокого напряжения на свечи зажигания. Часто его называют трамблером.

Опережение зажигания — воспламенение рабочей смеси в цилиндре раньше, чем закончится такт сжатия.

Угол опережения зажигания (УОЗ) — угол поворота коленчатого вала двигателя от положения, соответствующего появлению искры на свече до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Контактная система зажигания — система, в которой коммутация катушки зажигания обеспечивается механическим прерывателем.

Бесконтактная система зажигания — система, в которой коммутация катушки зажигания обеспечивается электронным модулем, управляемым электронным датчиком положения коленчатого вала — например, датчиком Холла (ВАЗ-2108) или магнитоэлектрическим (ГАЗ-2410).

Прерыватель системы зажигания — механический выключатель в трамблере, непосредственно соединенный с первичной цепью катушки зажигания.

Бегунок — элемент трамблера, поочередно передающий высокое напряжение от катушки зажигания на высоковольтные провода, соединенные со свечами зажигания двигателя.

Угол замкнутого состояния контактов (УЗСК) — величина, показывающая, как долго контакты механического прерывателя должны оставаться замкнутыми. Для классических Жигулей УЗСК составляет примерно 55 градусов. Правильно выбранный УЗСК дает катушке зажигания возможность набирать нужную энергию и полностью отдавать ее на свечи зажигания.

Преимущества двухконтурного зажигания

В таком варианте зажигания есть несколько составных компонентов:

1. Трамблер.
2. Катушка.
3. Коммутатор.

Есть и дополнительные части, без которых правильную систему не создать:

• Хорошая проводка, соответствующая новому зажиганию.
• Различные типы креплений.
• Свечи зажигания с соответствующими характеристиками.

У такой системы есть свои стороны, как отрицательные, так и положительные.

Из преимуществ:

1. Увеличение максимальной частоты КВ ДВС.
2. Отсутствие резонансного контура.
3. Увеличение напряжения на свечах до 22 кВ.
4. Улучшение искрообразования.
5. Отсутствие распределителя напряжения центробежного типа.

Устройство электронного зажигания ВАЗ 2106

Бесконтактная система (сокращённо — БСЗ) «Жигулей» включает шесть устройств и деталей:

• основной распределитель импульсов зажигания — трамблёр;
• катушка, вырабатывающая высокое напряжение для искры;
• коммутатор;
• соединительный шлейф проводов с разъёмами;
• кабели высокого напряжения с усиленной изоляцией;
• свечи зажигания.

Вторичная обмотка катушки работает как источник высоковольтных импульсов, направляемых к свечам зажигания

Катушка, работающая в составе бесконтактной схемы, отличается по числу витков первичной и вторичной обмотки. Проще говоря, она мощнее старой версии, поскольку рассчитана на создание импульсов 22—24 тыс. вольт. Предшественница выдавала на электроды свечей максимум 18 кВ.

Пытаясь сэкономить на установке электронного зажигания, один мой товарищ заменил трамблёр, но подключил коммутатор к старой катушке «шестёрки». Эксперимент завершился неудачей — перегорели обмотки. В результате все равно пришлось купить катушку нового типа.

Шлейф с разъёмами служит для надёжного соединения клемм распределителя зажигания и коммутатора. Устройство этих двух элементов стоит рассмотреть отдельно.

Для аккуратного соединения элементов БСЗ используется готовый жгут проводов с колодками

Бесконтактный трамблёр

Внутри корпуса распределителя располагаются следующие детали:

• вал с площадкой и бегунком на конце;
• опорная пластина, поворачивающаяся на подшипнике;
• магнитный датчик Холла;
• на валу закреплён металлический экран с просветами, вращающийся внутри зазора датчика.

На бесконтактном трамблёре сохранился вакуум-корректор, соединенный трубкой разрежения с карбюратором

Снаружи на боковой стенке установлен вакуумный блок опережения зажигания, связанный с опорной площадкой посредством тяги. Сверху на защёлках закреплена крышка, куда подсоединяются кабели от свечей.

Основное отличие данного трамблёра — отсутствие механической контактной группы. Роль прерывателя здесь играет электромагнитный датчик Холла, реагирующий на прохождение сквозь зазор металлического экрана.

Когда пластина перекрывает магнитное поле между двумя элементами, прибор бездействует, но как только в щели открывается просвет, датчик генерирует постоянный ток. Как распределитель работает в составе электронного зажигания, читайте ниже.

Датчик Холла состоит из двух элементов, между которыми крутится железный экран с прорезями

Управляющий коммутатор

Элемент представляет собой плату управления, защищённую пластиковой крышкой и прикреплённую к алюминиевому радиатору охлаждения. В последнем сделаны 2 отверстия для монтажа детали к кузову автомобиля. На ВАЗ 2106 коммутатор располагается внутри подкапотного пространства на правом лонжероне (по ходу движения машины), рядом с расширительным бачком охлаждающей жидкости.

Коммутатор ставится на левом лонжероне «шестёрки» неподалёку от расширительного бачка, ниже располагается катушка

Главные функциональные детали электронной схемы — мощный транзистор и контроллер. Первый решает 2 задачи: усиливает сигнал, поступающий от трамблёра, и управляет работой первичной обмотки катушки. Микросхема выполняет следующие функции:

• отдаёт команды транзистору разрывать цепь катушки;
• создаёт в цепи электромагнитного датчика опорное напряжение;
• считает обороты двигателя;
• защищает цепь от высоковольтных импульсов (свыше 24 В);
• корректирует угол опережения зажигания.

Электронная схема коммутатора прикреплена к алюминиевому радиатору для охлаждения рабочего транзистора

Применение датчиков Холла

Самое распространенное применение датчика Холла в быту – бесконтактные системы зажигания автомобиля. Их преимущество – отсутствие механических контактных групп. Это означает отсутствие износа, подгорания контактов, риска механической поломки.

Система распределения содержит пластину с выступами, приводимую во вращение от коленвала двигателя, постоянный магнит и собственно датчик Холла. При вращении пластины выступы в строго определенный момент, определяемый положением коленвала, попадают в зазор между датчиком и магнитом, изменяя параметры магнитного поля. Датчик формирует импульсы, синхронизированные с вращением коленчатого вала, которые регулируют подачу напряжения на высоковольтную катушку в необходимые моменты времени. Также датчики магнитного поля в автомобиле служат для распознавания положения коленвала.

Другое использование магниточувствительных датчиков – определение положения роторов электродвигателей. Релейный элемент крепится на статоре мотора и срабатывает при прохождении полюса.   На этом принципе можно построить счетчик оборотов или измеритель частоты вращения.

Устройства, построенные на эффекте Холла, применяются в ноутбуках или мобильных устройствах – как индикатор закрытого положения крышки. При срабатывании датчика компьютер переходит в режим сна или выключается. А в смартфонах одна из функций датчика, реагирующего на магнитное поле Земли – организация работы электронного компаса.

Аналоговые датчики Холла применяются в измерительных приборах – там, где надо оценить уровень магнитного поля. Незаменимы они при бесконтактном измерении силы тока в проводнике. Как известно, при прохождении тока по проводнику, вокруг него возникает магнитное поле. Его напряженность зависит от силы тока. Если ток переменный, то поле можно измерить другими способами (например, трансформатором тока), а вот при постоянном токе без датчика Холла не обойтись. На таком принципе работают токоизмерительные клещи постоянного тока.

Самое же экзотическое применение эффекта Холла – построение на его принципе двигателей ионных ракет.

Виды датчиков

С развитием науки технология стала использоваться во многих устройствах. Этому способствовало и то, что всего существует несколько видов датчиков:

1. Цифровые. Предназначены для обнаружения магнитного поля. При достаточно высокой индукции, устройство срабатывает. Это определенная логическая команда, которая определяется как «один» такой сигнал означает – поле присутствует. При низкой чувствительности, слабом магнитном поле, или полном его отсутствии, срабатывает сигнал «ноль».
2. Униполярные. Особый вид, который включается и выключается одним и тем же магнитным полем. Включен прибор или же выключен, зависит от интенсивности магнитного поля.
3. Биполярные. Сложный тип датчика Холла. Его работа основана на взаимодействии с обоими полюсами. К примеру, он включается только южной стороной магнита. Если включение произошло, то этой стороной уже нельзя повлиять. Не поможет изменение плотности магнитных волн или расстояния меду магнитом и проводником. Чтобы отключить его, нужно развернуть магнит на противоположный полюс и эту сторону поднести к прибору.

Ремонт контактного трамблёра

Ремонт прерывателя-распределителя или его диагностику лучше проводить, предварительно сняв устройство с двигателя. Во-первых, так будет намного удобнее, а во-вторых, вы получите возможность оценить общее состояние трамблёра.

Демонтаж прерывателя-распределителя ВАЗ 2101

Чтобы снять трамблёр с двигателя, потребуются два гаечных ключа: на 7 и 13 мм. Порядок демонтажных работ следующий:

1. Отсоединяем минусовую клемму от АКБ.

2. Находим трамблёр. Он расположен на блоке цилиндров силовой установки с левой стороны.

3. Рукой аккуратно снимаем высоковольтные провода с контактов крышки.

4. Отсоединяем резиновую трубку от резервуара вакуумного регулятора.

5. Ключом на 7 мм откручиваем гайку, которая крепит клемму низковольтного провода.

6. Используя ключ на 13 мм, отпускаем гайку, удерживающую прерыватель-распределитель.

7. Извлекаем трамблёр из его посадочного отверстия вместе с уплотнительным кольцом, выполняющим функцию сальника.

8. Протираем нижнюю часть вала чистой тряпкой, удаляя с неё следы масла.

Разборка трамблёра, дефектовка и замена вышедших из строя узлов

На этом этапе нам потребуются следующие инструменты и материалы:

• молоток;
• тонкая выколотка или шило;
• гаечный ключ на 7 мм;
• шлицевая отвёртка;
• мелкая наждачная шкурка;
• мультиметр;
• медицинский шприц на 20 кубиков (необязательно);
• жидкость против ржавчины (WD-40 или аналог);
• карандаш и лист бумаги (для составления перечня деталей, которые нужно будет заменить).

Порядок работ по разборке и ремонту трамблёра следующий:

Отсоединяем крышку устройства от корпуса. Для этого необходимо отогнуть две металлические защёлки рукой или при помощи отвёртки.
Осматриваем крышку снаружи и внутри. Никаких трещин и сколов на ней быть не должно

Уделяем особое внимание состоянию электродов. В случае обнаружения незначительных следов подгорания устраняем их при помощи наждачной бумаги

Если же контакты подгорели сильно, или крышка имеет механические повреждения, заносим её в список деталей на замену.

Оцениваем состояние бегунка. Если он имеет признаки износа, заносим в список и его. В ином случае чистим бегунок шкуркой.
Включаем мультиметр, переводим его в режим омметра (до 20 кОм). Измеряем величину сопротивления резистора бегунка. Если оно выходит за рамки 4–6 кОм, вносим резистор в список будущих покупок.

Отвёрткой выкручиваем два винта фиксации бегунка. Снимаем его.

Осматриваем грузики механизма центробежного регулятора. Проверяем состояние пружин, отводя грузики в разные стороны. Пружины ни в коем случае не должны быть растянутыми и болтаться. Если же они болтаются, делаем соответствующую запись в нашем списке.

Используя молоток и тонкую выколотку (можно шило), выбиваем штифт, который крепит муфту вала. Снимаем муфту.

Осматриваем шлицы вала трамблёра. При обнаружении следов износа или механических повреждений вал однозначно нужно заменить, поэтому «берём на карандаш» и его.
При помощи ключа на 7 мм отпускаем гайку крепления провода конденсатора. Отсоединяем провод.
Выкручиваем винт, которым крепится конденсатор. Снимаем его.

Производим диагностику вакуумного регулятора УОЗ. Для этого отсоединяем от штуцера карбюратора второй конец шланга, который идёт от «вакуумника». Один из концов шланга опять надеваем на штуцер резервуара вакуумного регулятора. Другой конец насаживаем на кончик шприца и, вытягивая его поршень, создаём в шланге и резервуаре вакуум. Если под рукой шприца нет, разрежение можно создать ртом, предварительно очистив конец шланга от грязи. При создании разрежения подвижная пластина трамблёра должна проворачиваться. Если этого не происходит, скорее всего, вышла из строя мембрана в резервуаре. В этом случае вносим резервуар в свой список.

Снимаем стопорную шайбу тяги с оси. Отсоединяем тягу.

Выкручиваем винты крепления резервуара (2 шт.) плоской отвёрткой.

Отсоединяем резервуар.

Откручиваем гайки (2 шт.), крепящие контакты прерывателя. Для этого используем ключ на 7 мм и отвёртку, которой придерживаем винты с обратной стороны. Демонтируем контакты. Осматриваем их и оцениваем состояние. Если они сильно пригорели, вносим контакты в список.

Шлицевой отвёрткой выкручиваем винты, которые фиксируют пластину. Снимаем её.

Извлекаем подвижную пластину в сборе с подшипником из корпуса.

Проверяем подшипник на предмет люфта и заеданий путём пошатывания и проворачивания внутреннего кольца. При выявлении этих дефектов готовим его под замену.
Приобретаем детали согласно нашему списку. Осуществляем сборку трамблёра в обратной последовательности, меняя вышедшие из строя элементы на новые. Крышку и бегунок пока устанавливать не нужно, так как нам придётся ещё выставлять зазор между контактами.

Установка бесконтактного электронного зажигания на автомобили ВАЗ-2101 — 2107

Что делать если вам нужно поменять какую-то деталь на своем автомобиле, а вы не знаете, как к ней подступиться, с чего начать, да и вообще где она находится? А что если по регламенту вашего автомобиля пришло время проводить смену расходников, а вы не знаете, что это? Ну и в конце концов, как быть если ваше транспортное средство просто не заводится? Обо всем этом и многом другом, вы можете узнать, не выходя из дома, ну или же их вашего авто! Вам всего лишь нужно зайти на сайт CAR.RU, в раздел «ремонт машины» и найти необходимую вам инструкцию, на подобие изложенной ниже.

В современном мире, большое количество собственников авто-классик, чаще всего ставят на транспортное средство бесконтактное электронное зажигание (БЭЗ). Данное явление можно объяснить довольно просто. Этот вид зажигания, безусловно, имеет гарантированные плюсы, которые проверены на деле многими годами. Прежде всего, это простота и легкость в использовании, его настройке. В случае, если вас, уже откровенно говоря, напрягает контактная пара и по каким-то причинам исправно не функционирует или полностью выходит из строя, в общем, если до конца еще не определились в том, нужен ли вам данный комплект, тогда ниже представленная информация поможет определиться окончательно.

Непосредственно, переходим к основному: выбор и установка БЭЗ на вашего «железного коня».

Мы рекомендуем приобрести комплект отечественного производителя, а конкретнее из Старого Оскола.

В комплекте имеются следующие предметы: катушка, коммутатор, жгут проводов и распределитель.

Данный вид набора является можно сказать лучшим. Сразу оговоримся, что стоимость, довольно, высокая. Перед тем как приобрести, посмотрите какой блок имеется у вашего двигателя, потому что распределители разнятся по длине.

Чтобы установить, для этого вооружитесь сверлом, дрелью, несколькими саморезами. Эти предметы понадобятся в ходе установки катушки в моторном отсеке. На определенных двигателях есть специальное место для крепления, а коммутатор вы приделаете собственноручно. Не забудьте взять рожковый ключ на «тринадцать», торцовые либо накидные — на «восемь», «десять» и «тридцать восемь».

Смена БЭЗ:

Ключом на «тридцать восемь» открепите гайку храповика до тех пор пока не сойдутся мети на шкиве коленвала и крышке двигателя, таким образом получается, что необходимо поставить двигатель на метку «ВМТ».

Надеемся, что ваша память не подведет. Вам нужно будет отложить в памяти место нахождения распределителя и бегунка, аналогично установите новый распределитель.

Зафиксируйте в памяти провода, крепящиеся к катушке с меткой Б+. Затем раскрутите и снимите ее.

Далее возьмите ключ на «тринадцать» и отвинтите с его помощью гайки замка, распределителя, после чего снимаем его. Будьте бдительны и предельно внимательны — не потеряйте прокладку.

Теперь прикрепите коммутатор и проверните черный провод «на массу».

Ставим и крепим катушку к кузову. Стандартные провода подключаются на соответственные клеммы.

Провода с коммутатора, на которых показана метка «+» на соответствующую клемму, второй провод — с пометкой «-».

Ставьте распределитель, гайку замка до конца не затягивайте.

Провода от коммутатора должны подключаться к распределителю.

Проверьте положение распределителя и бегунка, наденьте крышку и подключите провода в следующей последовательности 1-3-4-2.

Когда будете осуществлять установку БСЗ, то будьте внимательны! Новички в этом деле могут делать элементарные ошибки, такие как подключение катушки с перепутанными местами провода. Перед запуском все проверьте на предмет неполадок.

Сделали? Смело включайте двигатель и приступайте к регулировке зажигания, можно регулировать «на слух». Но, конечно, лучше воспользоваться стробоскопом.

Если после установки электронного зажигания ваш автомобиль не заводится, а такие ситуации бывают довольно часто, проверь все от начала и до конца, ведь могли перепутать как вв провода к цилиндрам, так и неправильно установить привод трамблера.

Удачи! У вас все получится!

«Американская мечта» остается реальностью. Cadillac представил новые кроссоверы

Смотреть все фото новости >>

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 UДТ, которое поступает на усилитель и далее на индикатор. https://www.youtube.com/watch?v=fmLs9WsKx3I

Преимущества бесконтактных систем

Для несведущего автолюбителя главным аргументом в пользу БСЗ является тот факт, что на данный момент ни один производитель не выпускает автомобилей с контактно-кулачковой системой искрообразования. Зарубежные бренды отказались от неё в далёких 80-х годах прошлого столетия, а в Российской Федерации механическое зажигание продержалось вплоть до 90-х. Причины отказа вполне понятны:

• на контактах постоянно проскакивала искра, отчего они подгорали и требовали частой зачистки;
• контактная группа изнашивалась достаточно быстро, в среднем её хватало на 15—20 тыс. км пробега, после чего элемент приходилось менять;
• давал о себе знать износ подшипника, на котором размещались контакты, что вызывало нестабильную работу силового агрегата;
• растягивались пружины грузиков — балансиров.

Бесконтактное зажигание дает мощную искру, отчего топливо сгорает лучше

Все перечисленные неисправности проявлялись поочерёдно, не давая покоя хозяину «классики» Жигулей. Из-за несовершенной конструкции мощность искры на свечах постоянно снижалась, работа двигателя ухудшалась, а расход топлива увеличивался. Новые системы БСЗ лишены подобных недостатков, они отличаются долговечностью и стабильным искрообразованием. Повысилась и мощность искры, поскольку напряжение выходного импульса возросло от 16—18 кВ до 24 кВ, что способствует лучшему воспламенению топлива.

Что такое коммутатор системы зажигания

Если говорить просто, то под коммутатором системы зажигания, подразумевается несложная электрическая схема, которая стоит на пути электрического заряда между катушкой зажигания и свечой, которая воспламеняет смесь воздуха и бензина в котлах. В чем смысл, назначение и принцип работы этого устройства системы зажигания? Отвечая на этот вопрос, стоит понимать, что существует два типа прерывающих устройств:

Устройство Шокли часто называют тем, что его работа требует, чтобы отрицательно заряженные электроны и их положительно заряженные аналоги сосуществовали ненадолго в присутствии друг друга. Эти три были в конечном итоге присуждены за физическое изобретение. Изготовление их надежно и с равномерными рабочими характеристиками оказалось сложной проблемой, в основном из-за трудно управляемых изменений в точечных контактах металл-полупроводник. Шокли предвидел эти трудности в процессе зарождения транзитного транзистора, который, по его мнению, будет намного легче производить.

1. Коммутаторы механического прерывания. Такими электрическими узлами оснащались практически все машины Советского союза, вплоть, до 1988 года. На то время это были практичные, но крайне ненадежные контактные выключатели. Принцип их работы основывался на законах самоиндукции, и приводился в действие механическим прерывателем. Последний, размыкал первичную цепь низкого напряжения, вследствие чего во вторичных цепях трансформатора возникал электромагнитный импульс, который преобразовывался в электрическую искру, и передавался на свечу зажигания. Для того чтобы обезопасить контакты коммутатора системы зажигания в цепь включался конденсатор.
2. Коммутаторы бесконтактного действия, или как их еще называют, транзисторные. Принципиально их схема работы аналогична предшественникам, отличается сам механизм исполнения работы. Так, в отличие от контактных выключателей, бесконтактники осуществляют прерывание тока в электрических цепях за счет входного транзистора, который служит шлюзом для потока электроэнергии. На самых последних моделях автомобилей устанавливаются коммутаторы, которые полностью контролируются электроникой.

При этом последние, явно выигрывают у первых, и с большим преимуществом.

И это то, что вам нужно для логических приложений. Из-за его более высокой температуры плавления и большей реакционной способности кремний был гораздо труднее работать с германием, но он предлагал большие перспективы для повышения производительности, особенно при переключении приложений. Гермиевые транзисторы создают герметичные переключатели; существенные токи утечки могут протекать, когда эти устройства предположительно находятся в выключенном состоянии. У кремниевых транзисторов гораздо меньше утечек.

Внутри диффузионной печи примесные атомы легче проникают в поверхность кремния или германия; их глубина проникновения регулируется изменением плотности, температуры и давления газа, а также временем обработки. Впервые диоды и транзисторы, создаваемые этими процессами диффузионной имплантации, функционировали на частотах выше 100 мегагерц.

Так, например, при использовании транзисторного коммутатора для бесконтактной системы зажигания:

• уменьшается ток, который проходит по контактам прерывателя, вследствие чего они перестают обгорать и залипать;
• далее, увеличивается длительность подачи искры, что автоматически гарантирует лучшее воспламенение, и более эффективное выгорание горючих смесей;
• в случае если по каким-то причинам вышел из строя транзистор, всегда можно перекинуть провода в стандартное положение, и автомобиль продолжит работать.

Признаки неисправности

Даже высококачественный датчик холла на ВАЗ 2101–2107 (карбюратор или инжектор) рано или поздно способен выйти из строя. Определить неисправность можно по нестандартному поведению двигателя. Вот 6 главных симптомов расстройства ДХ:

1. Мотор глохнет.
2. Теряется мощность.
3. В движении ощущаются рывки (провалы).
4. Плавают или пропадают холостые обороты.
5. Двигатель заводится с трудом или совсем не запускается.
6. Работают 3 свечки и слышны хлопки в системе выпуска ОГ.

Перечисленные признаки чаще всего указывают на дефект работы датчика холла, но иногда причиной нестабильной работы могут стать другие факторы.

Как проверить

Если ваш автомобиль с электронным блоком управления (ЭБУ), то можно сделать диагностику через приложение на смартфоне (например, ELM327 ВАЗ для Android). Программа покажет, есть пропуск искры или нет. В других случаях рекомендуется проехать в автомастерскую, где систему проверят мультиметром (тестером). Иногда достаточно просто пошевелить разъём, и проблема исчезает.

Проверка датчика холла на ВАЗ 2107 тремя народными способами:

1. Взять исправный ДХ с аналогичной машины приятеля.
2. Измерить выходное напряжение тестером, оно должно быть 0.4–11 вольт.
3. Проимитировать работу исправного датчика холла.

Последний метод более подробно выглядит так. Снимаем трёхштекерную колодку с ДХ. Вынимаем из крышки трамблёра центральный провод и размещаем его в нескольких миллиметрах от массы. Включаем зажигание.

Куском оголённого с двух сторон провода замыкаем клеммы зеленого (сигнального) и черного (минусового) проводов. В момент перемыкания, между снятым из трамблёра центральным проводом и массой может проскочить искра. Если она появилась, то значит ДХ неисправен (если нет, то причина поломки в коммутаторе или катушке).