Как проверить ручку газа с датчиком холла

Опубликовано: 05.07.2024

Всем привет! Пока я рассказываю о велосипедах за сотни тысяч рублей, я помню, что вокруг меня катается огромное количество электрических самокатов. Обычных. Я бы даже сказал народных. Авито переполнено объявлениями продажи от пяти тысяч рублей за бывшие в употреблении и от десяти тысяч за новые.

Таким образом, миллионы людей приобрели электрический транспорт, и, полной жизнью живя, оценивают известное китайское качество, радуются и страдают. Я же собрал с нуля, полностью ремонтопригодный и с нужными мне характеристиками.

В общем я решил сделать небольшой видео ролик, на котором запечатлел ремонт собственного электросамоката, который я сделал вместе с сыном несколько лет назад.

Итак, первое, осматриваем визуально на провода, разъемы. Также не лишним будет проверить есть ли заряд в батарейке. Очень часто мы забыли зарядить, не включили зарядку в розетку, и разобрали исправную вещь будучи уверенные в своей правоте.

Далее, все ручки газа имеют в своей конструкции датчик холла. Этот датчик представляет собой радиодеталь с тремя проводами, реагирующую на наличие или отсутствие рядом магнита.

Эти три провода, красный это плюс, черный это минус, цветной, в моем случае белый, это сигнал, в зависимости от положения магнитика внутри ручки газа он варьирует напряжение от 1 до 4 вольт. Если это происходит то ручка газа исправна. В моем случае был обрыв красного провода.

Я определил это "прозвонив" провод тестером.

Контроллер же выдает 5В на выходе ручки газа. Таким образом можно подключится тестером к разъему контроллера. Если он выдает 5 вольт, то значит контроллер скорее всего исправен.

Можно также проверить ручку газа, в моем случае оказалось, что при определении неисправности ручки газа контроллер просто отключается. Однако на отсоединенном разъеме напряжение появлялось.

Определить работает ли батарейка можно по работающим потребителям, например, фарам, аксессуарам, дисплею. Или самый простой способ услышать легкий щелчок, который возникает если отсоединить силовые провода от контроллера, и через минуту подключить их обратно. Если он есть, значит произошел заряд конденсаторов контроллера от батарейки, значит она исправна.

Пока не совсем понимаю как в рамках одной заметки или ролика передать какие то полезные знания, так сказать экспериментирую. Замечания и предложения принимаются в комментариях.

Ручка газа на персональном электротранспорте применяется для управления электродвигателем. К ней подведен провод питания на 5 В, а внутри есть датчик Холла. С учетом угла поворота рычага газа райдером датчик выдает напряжение от 0 до 4,2 В. На основании этих данных контроллер дозирует энергоснабжение мотор-колеса. Соответственно, при помощи ручки газа электромотор приводится в движение и выключается, регулируется подача энергии на двигатель, меняется крутящий момент и скорость движения.

Кроме ручки, рычага или курка акселератора, для управления электромотором может применяться система PAS. При желании, ее можно использовать и без ручки газа, но управление мощностью в таком случае будет менее комфортным. Оптимальный вариант – использовать ручку газа или в дополнение к ней установить PAS систему.

Принцип работы рычага газа и системы PAS

При использовании ручки акселератора без системы PAS скорость движения регулируется дросселем. Использование электропривода при такой системе управления не зависит от вращения педалей, т.е. их можно вовсе не использовать. Дроссель работает по принципу автомобильной педали газа: чтобы ускориться или продолжить движение, дополнительные действия не требуются.

Система pedal-assist работает иначе. Она автоматически включает электродвигатель исключительно после того, как райдер начинает вращать педали. Старт настраивается – плавный или с пробуксовкой. Электромотор работает только при педалировании, причем степень его участия в движении можно настроить от минимума до режима «турбо». Настройка выполняется рулевым компьютером.

Основные преимущества использования ручки акселератора на е-байке – это:

возможность точно регулировать скорость движения, увеличивая или уменьшая мощность электромотора;
комфортные старты;
отличная маневренность на дороге.

Устройство ручки газа электровелосипеда

Внутреннее строение всех моделей практически одинаково. Внутри есть датчик Холла, а на корпусе прикреплен постоянный магнит. В зависимости от текущего положения рычага управления скоростью датчик определяет позицию магнита, меняет свое выходное напряжение и подает управляющий сигнал на контроллер. Согласно этому сигналу контроллер регулирует обороты двигателя и скорость движения. На практике это выглядит как зависимость скорости от угла поворота ручки газа.

Красный проводок обеспечивает подачу напряжения 4,5 В от контроллера. Также есть черный провод (земля) и белый сигнальный, который в зависимости от положения рычага выдает напряжение 2–3,5 В. На контроллер обычно подается управляющее напряжение 0,8–4,2 В. При наличии в конструкции рукоятки кнопки включения/выключения, индикатора заряда или замка зажигания подаваемые на рукоятку токи соответствуют общему напряжению электрокомпонентов – 24, 36, 48 или 60 В.

Типичное место установки ручки газа на электровелосипеде – правая часть руля. Чтобы избежать поломки рукоятки, при старте нужно избегать ее резкого вращения до упора. К тому же, плавный старт благотворно сказывается на работе электронных компонентов и помогает избежать поломки.

Разнообразие моделей

Большинство ручек газа совместимо с любыми управляющими контроллерами, т.к. все они подают 5 В и, как правило, поддерживают работу рычага газа на датчике Холла. Совместимость подтверждается наличием на управляющем контроллере 3 проводков для подсоединения к рычагу газа.

По размерам все модели рассчитаны на традиционную толщину руля 22,2 мм. По типу конструкции они бывают:

Курковые или рычажные – модели квадроциклетного типа, имеющие для регулировки скорости небольшой рычаг (язычок), который управляется большим пальцем. Дополнительно на таком элементе управления обычно присутствует кнопка включения/выключения электрокомпонентов и индикатор заряда АКБ. При длительных поездках использование рычажных моделей приводит к перенапряжению запястья.
На полную руку – модели скутерного или мотоциклетного типа, предусматривающие вращение почти всей рукоятки, кроме зафиксированной на руле основы. Некоторые модели дополнительно оснащаются замком зажигания и индикатором уровня заряда АКБ.
На полруки – устройства типа «грипшифт» с вращаемой частью в виде широкого кольца. Практичное решение, отличающееся удобством использования и простотой управления. Дополнительно на корпусе обычно присутствует индикатор заряда АКБ и кнопка включения/выключения электроники. Угол поворота подвижного кольца, как правило, достигает 70°.

Как подключить ручку газа к контроллеру электровелосипеда

Для подключения ручки газа к контроллеру электровелосипеда применяются классические разъемы. Обычно на управляющем контроллере для этих целей предусмотрен темный разъем с 6 гнездами. Идентичный ему разъем есть и у ручки акселератора, оснащенной кнопкой включения электропитания и индикатором уровня заряда АКБ.

При отличиях в разъемах определить назначение проводков можно по их цвету:

для управления скоростью – красный +5В, белый сигнальный, черный земля;
для включения контроллера – замыкаемые проводки коричнево-желтой расцветки;
для индикатора уровня заряда АКБ – зеленый.

Точные цвета проводов указываются в инструкции к конкретному изделию. При наличии на рычаге управления скоростью дополнительных кнопок и рычагов можно определить соответствующие им провода, используя тестер. При прозвонке он покажет сигнал при включенном состоянии кнопки и ноль при выключенном состоянии.

При подключении рукоятки провод следует без натяжки зафиксировать на раме с применением пластиковых хомутов или изоленты. Это важно не только для внешнего вида е-байка, но и для недопущения обрыва проводки при езде. Формулировка «без натяжки» означает, что при повороте руля не должен ощущаться перетяг. Для защиты контактов от влаги и пыли места соединений обрабатываются силиконовым герметиком.

Как проверить ручку газа на электровелосипеде

После замены или начальной установки рукоятку акселератора нужно проверить по следующему алгоритму:

немного поднять ведущее колесо;
нажать кнопку включения электрокомпонентов;
в зависимости от конструкционных особенностей используемой рукоятки, плавно нажать на рычаг управления скоростью или повернуть грипсу;
при выявлении неполадок – выявить и устранить их причину;
при корректной работе органа управления – проверить его работу в режиме спокойной езды.

Почему не работает ручка газа на электровелосипеде

Несмотря на простоту и надежность конструкции, ручка акселератора иногда отказывается работать. Как правило, внутренняя причина неисправностей кроется в отпаивании провода, отклеивании магнита или выпадении из своего гнезда датчика Холла.

Из внешних факторов к неисправности рукоятки могут привести скачки напряжения, грубое обращение, механическое повреждение, естественный износ, нарушение герметичности и попадание внутрь органа управления воды. Не исключены и другие причины поломки.

Ремонт ручки газа электровелосипеда

Ремонтные действия подразумевают выявление и устранение причины неполадок. Чаще всего они заключаются в замене вышедшего из строя датчика Холла на работоспособный аналог серии SS49E. Явный признак неисправности датчика выглядит так: при включении электровелосипеда уровень заряда АКБ рукоятка показывает, но при добавлении газа ничего не происходит.

В таком случае нужно найти среди проводов контроллера разъем, к которому подключается ручка газа. Обычно от нее идет 6 проводов: 2 для кнопки включения, 1 для индикатора заряда и 3 для датчика Холла. Нужно подать питание на контроллер электровелосипеда и найти мультиметром 5-вольтную линию. Обычно это красный и черный провод, а 3-й подключенный на этой линии провод – сигнальный.

Чтобы проверить, поступает ли с него сигнал при добавлении газа, нужно поставить на него плюсовой контакт мультиметра. При вращении грипсы или повороте курка значение напряжения на выходе датчика Холла должно меняться. Его оно не меняется, значит, датчик Холла неисправен и подлежит замене. Для этого:

Разбирается ручка газа: снимается окошко, поддевается чем-то плоским и стягивается резиновая рубашка, аккуратно снимаются пластиковые фиксаторы-защелки. Главное – не спешить, чтобы не сломать их. Далее нужно снять возвратную пружину, открутить винтики и снять пластиковую крышку корпуса.
Внутри находятся кнопка включения, индикатор зарядки батареи и датчик Холла. Его нужно вынуть из посадочного места и посмотреть написанный на нем номер. Вместо неисправного датчика нужно поставить такой же, но исправный. С ножек датчика нужно снять термоусадку и отпаять провода. Далее – надеть новую термоусадку и подпаять выводы нового датчика. После пайки – подтянуть термоусадку к датчику и прогреть феном. Аналогично поступить со всеми 3-мя проводами.
Припаянный датчик Холла установить на место, и аккуратно уложить провода.
Перед сборкой ручки желательно обработать все трущиеся элементы смазкой без растворителей, чтобы уменьшить выработку на пластике и продлить срок службы органа управления.
Далее нужно правильно установить крышку корпуса, возвратную пружину, стакан, резиновую накладку, смотровое окошко и фиксирующую накладку.
Отремонтированную и собранную ручку газа остается только протестировать.

Наглядно процесс разборки и сборки ручки акселератора электровелосипеда с целью замены датчика Холла продемонстрирован в видео к этой статье.

Замена ручки газа

В ряде случаев рукоятку акселератора проще и надежнее заменить, чем отремонтировать. Например, при наличии серьезных повреждений или после попадания воды. Или если ремонтные работы не увенчались успехом. Для замены нужно:

снять с руля старые грипсы;
зафиксировать ручку шурупом, используя 6-гранник на 2,5 мм;
при установке модели рычажной конструкции – убедиться, что при таком ее положении вам будет комфортно пользоваться кнопкой включения электроники и поворачивать рычаг большим пальцем, удерживая остальную часть руки на грипсе.

От исправности и удобства использования ручки газа во многом зависит удовольствие от поездок, поэтому к выбору и использованию этого органа управления нужно подходить ответственно.

Надеемся, вы не пропустили нашу предыдущую статью об электровелосипедах, их преимуществах, особенностях технического оснащения и использования.

Датчик Холла является важнейшей деталью бесконтактного зажигания и при малейших нарушениях в его функционировании ведет к серьёзным сбоям работы двигателя. Поэтому важно уметь определять по внешним чертам неисправности и знать, как правильно проверить датчик Холла, а в случае необходимости установить новый. Для этого нужно разбираться в принципах работы и его особенностях.

Принцип работы датчика Холла

Датчик работает на физических эффектах открытых в девятнадцатом веке американским ученым Эдвином Холлом. Несмотря на это применять его стали только после семидесятых годов, когда при производстве автомобилей перешили с контактных систем зажигания на электронные.

Основной принцип работы датчика довольно прост. Во время вращения распределительного вала мотора металлические лопасти проходят через прорези в его корпусе. Это ведет к подаче электрического импульса с датчика на коммутатор, что вызывает отпирание транзистора с последующей подачей напряжения на катушку зажигания.

В конструкции датчика имеется три контакта:

для подсоединения на корпус авто (на «массу»);
для подачи питания от положительного контакта со значением 6 вольт;
для передачи электрического импульса на коммутатор.

Главной особенностью применения датчика Холла в электронной цепи зажигания является два значительных преимущества, а именно: полное отсутствие контактных групп, которые из-за частого воздействия больших токов подгорают; осуществляется подача больших значений напряжения на систему зажигания.

К тому же ДХ применяются для работы других систем управления и контроля, следовательно, прибор выполняет и несколько дополнительных функций в автомобиле. К таким относятся:

увеличение производительности двигателя;
ускорение функционирования всех систем и механизмов техники.

Благодаря этому эксплуатация автомобиля проходит более удобно и безопасно.

Распределение по типам датчиков Холла

Датчики на эффекте Холла разделены на два основных типа. К первому типу относятся цифровые, ко второму аналоговые. Имеют значительные отличия в работе и по конструктивным особенностям.

Цифровые датчики

У цифровых ДХ существует всего два положения, либо нуль, либо единица. То есть при появлении определенной величины магнитного поля регистр срабатывает. Такие датчики имеют в своей основе прибор, который именуется триггером Шмитта. У него также два устойчивых положения – логический 0 и логическая 1.

Датчики этого типа разделяются на три вида:

униполярный;
биполярный;
омниполярный.

Униполярный. Контроллер срабатывает только, если на него воздействует магнитное поле имеющее положительную полярность южного полюса. Датчик срабатывает и отпускает только при таком условии.
Биполярный. Контроллер этого вида функционирует при воздействии как южного, так и северного полюса магнитного поля. Особенность работы в том, что от южного полюса датчик срабатывает, а от северного отпускает.

Омниполярный. Главная особенность в том, что они и включаются и выключаются при воздействии любого из полюсов магнитного поля.

Аналоговые датчики

Их уникальность заключается в том, что в отличие от цифровых эти контроллеры могут выдавать на выходе не два уровня сигнала, а бесконечное количество. Функциональная особенность основана на преобразовании индукции магнитного поля в напряжение. Состоит из контроллера и усилителя сигнала.

Отличительные особенности при неисправности ДХ

Нарушения в работе датчика имеют различные проявления. Определение их по внешним признакам без вскрытия не всегда возможно. Ниже приведены несколько наиболее распространённых признаков при нарушении в работе датчика Холла:

двигатель не запускается или заводится плохо;
нестабильная работа на холостом ходу;
при движении на высоких оборотах появляется «дергание» автомобиля;
заведенный двигатель без видимых причин глохнет.

При появлении одного или нескольких приведенных симптомов, следует провести проверку датчика Холла на наличие дефектов.

Датчик Холла Ауди Фольксваген

Причины выхода из строя ДХ

Ниже приведены наиболее распространённые факторы выхода из строя датчика Холла:

Наличие загрязнений. Частой причиной поломки бывает банальная грязь. При ее появлении контроллер об это просигнализирует – авто начинает барахлить.
Пропала искра. Необходимо проверить проводку и клеммы на наличие и качество контакта. Окисление хотя бы одного из трех выводов может привести к разрыву цепи. К тому же может произойти простой перегиб или обрыв провода – это может быть вызвано смещением площадки ДХ вакуумным корректором зажигания. Чтобы этого избежать проводка должна закрепляться так, чтобы при смещении она сгибалась в петлю.
Пробой проводки. При сильно изношенной высоковольтной проводке в машине, если она пролегает рядом с проводами датчика, существует вероятность пробоя высоким напряжением. Это чаще происходит при высокой влажности воздуха либо при случайном заезде в глубокую лужу.

Провода от датчика лучше располагать подальше от остальной проводки авто. Также избежать такой проблемы можно регулярной заменой всей электропроводки один раз в два три года. Помимо этого возможен выход из строя датчика вследствие перезарядки генератора АКБ, если контроллер получил чрезмерную нагрузку и на контакте коммутатора сгорел какой-либо элемент.

Проверка датчик Холла

На сегодня существует несколько наиболее распространенных методов проверки ДХ. Перечислим наиболее популярные и простые для домашнего применения:

создание имитации наличия контроллера;
проверка мультиметром, тестером;
проверка заменой на заведомо рабочий датчик;
на сопротивление.
Проверка датчика Холла осциллографом

Рассмотрим подробнее каждый из способов.

Создание имитации ДХ

Этот способ наиболее простой и подходит, если питание на зажигание поступает, а искра не появляется. Для этого необходимо снять с трамблера трехштекерную колодку. Затем включается зажигание и замыкается куском проводника второй и третий контакты – «минуса» и сигнал. Если во время таких манипуляций на центральном проводе катушки зажигания будет искра, то необходимо заменить датчик, этот вышел из строя.
Стоит отметить, что для выявления наличия искры высоковольтный провод необходимо зафиксировать возле массы.

Проверка исправности мультиметром

Схема подключения

Это наиболее простой и распространенный способ диагностики для домашнего использования. Для этого переключатель мультиметра нужно перевести в положение вольтметр, измерение напряжения. Затем при помощи щупов померить напряжение на выходе датчика. На исправном датчике показатель напряжения должен быть в пределах 0.4 – 11 В.

Замена на исправный

Способ простой и не требует от автовладельцев наличия знания в области электрики. Можно приобрести новый в магазине или попросить на время у знакомых, главное, чтобы датчики были идентичны. Если машина заработала нормально и пропали признаки неисправности, значит Ваш датчик пришел в негодность.

На наличие сопротивления

Схема

Также относится к очень распространенному методу, но немного посложнее. Потребуется соорудить простенький прибор. Для него нужно взять резистор сопротивлением 1 кОм, светодиод и немного гибкого провода. К одной ножке светодиода припаивается провод удобной для работы длины, на вторую резистор, а к нему такой же кусок провода.

Затем отсоединяется крышка распределителя, отключается трамблер и штекерная коробка. Следующий шаг – проверка электрической цепи. Для этого щупы мультиметра подключаются к клемме 1 и 3 и поворачивается ключ зажигания. Если все работает нормально, то на дисплее мультиметра должно быть значение 10 – 12 вольт.

Затем на те же клеммы подключается собранный ранее прибор. Если полярность правильная – загорится светодиод. Если он не светится, нужно провода переставить на местами на контактах.

провод первой клеммы оставляем на месте;
провод третьей клеммы перебрасываем на вторую;
стартером прокручиваем распредвал.

При проворачивании вала светодиод должен замигать. Если этого не произошло, значит датчик Холла неисправен. Стоит отметить, что проверка датчиков проходит одинаково на любых автомобилях, как отечественных производителей, так и зарубежных. Разница может заключаться только в расположении деталей под капотом.

Проверка ДХ осциллографом

Провести диагностику датчика Холла можно при помощи осциллографа, снимаем осциллограмму напряжения и если есть перебои или вообще отсутствуют импульсы, бракуем ДХ. Но этот метод требует наличие специализированного оборудования которое не целесообразно покупать для домашнего использования.

Проверка датчика Холла на таких автомобилях как ВАЗ 2106, 2107, 2109, а так же Пассат б3 и Ауди 80 абсолютно одинакова.

Вывод

Для проверки целостности датчика можно воспользоваться одним из наиболее распространенных способов. При наличии минимальных знаний и необходимого инструмента это можно сделать своими руками в гараже.

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 – уметь его заменить.

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

В конце статьи смотрите видео-инструкцию по самостоятельной замене Датчика Холла.

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

Что такое датчик Холла и как он работает

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. Также внутри датчика находится 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.

Признаки неисправности датчика Холла

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.

Как проверить датчик Холла

Простой способ проверки датчика положения распредвала (Холла) показан на следующем видео.

Существует несколько способов, позволяющих 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.

Если в результате проверки обнаружится, что датчик Холла неисправен, тогда его необходимо заменить на новый.

Замена датчика Холла

Заменить датчик Холла не составит особых затруднений. С этой работой под силу справится своими руками даже начинающему автолюбителю.

Чуть ниже на видео достаточно подробно показан процесс замены датчика в трамблере автомобиля УАЗ.

Обычно замена датчика Холла состоит из нескольких этапов:

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.

Видео, как заменить датчик Холла своими руками

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: