Датчик распределения фаз: Неисправность датчика фаз: признаки, причины, как определить

Содержание

Неисправности датчика фаз ВАЗ 2112 (16 клапанов)

Датчик фаз ВАЗ 2112 16 клапанов, который известен многим автолюбителям как «датчик положения распредвала», представляет собой обыкновенное устройство, способствующее нормальному функционированию работы мотора в автомобиле. Он установлен на всех моделях ВАЗа с 16-ти клапанным мотором. Также его можно встретить на 8-ми клапанных двигателях с показателем нормы токсичности евро-3 и фазированным впрыском топлива.

Принцип работы дачика фаз в системе с фазированным впрыском

Устройство производит передачу импульса на электронный блок управления мотора, который контролирует количество подаваемого топлива и процесс подачи форсункой бензина в цилиндр в момент открытия впускного клапана.

Датчик фаз используется для точного определения циклов работы мотора и четкой формировкой соответствующего импульсного сигнала. Он расположен недалеко от головки блока цилиндра, которая находится со стороны воздушного фильтра на моторе.

Причины неисправной датчика фаз

1. При включении зажигания двигателя начинает около 3-4 секунд вращаться стартер, после чего мотор постепенно запускается в работу и включается чек эйндж. В подобной ситуации, в момент запуска, когда до электронного блока управления (ЭБУ) не доходят никакие показаний с датчика фаз, то система автоматически переключается на работу мотора, основанную на показателях системы зажигания (согласно ДПКВ).

2. Выходит из лада режим самодиагностики транспортного средства.

3. Начинает увеличивать объем расхода топлива.

4. Происходит снижение уровня динамики двигателя. В момент разгона возникают провалы.

5. Начинает гореть лампочка сигнализатора с надписью «CHECK» (Проверить).

В случае неисправной работы датчик фаз на ВАЗ 2112 загорается чек, и система выдает ошибку Р0340 – «Ошибка датчика фазы».

Проверка датчика фаз

Неисправность прибора можно осуществить исключительно с помощью диагностического прибора. Для совершения проверки понадобится выполнить несколько простых действий.

Поставить верхний цилиндр фазового датчика в верхнюю мертвую точку, при этом датчик, отвечающий за расположение коленвала, следует направить на основании двадцатого зубца, отсчитывая от первых двух пропущенных. Если в данном положении в его работе и со шкивом ничего не произошло, переключите ошибку на ЭБУ и проследите, в зависимости от каких обстоятельств она вновь возникнет.

Если в момент холостого хода мотора не возникает подобной ошибки, следует проверить соответствующие соединения и все провода. Для этого достаточно пошевелить клеммами и проводкой, при этом возникновение ошибки свидетельствует о проблемном соединении, а не выходе из строя самого датчика.

Когда ошибку выбило через 15 секунд после того, как был совершен сброс, следует сменить фазовый датчик на новый.

Замена датчика

Для смены неработающего датчика понадобится:

1. Отсоединить клемму. Для этого следует аккуратно открутить два болта, используя ключ на 10.

Совет! Внимательно отвинчивайте болты, чтобы они не упали под машину или попали в генератор вместе с шайбами.

2. Снять датчик и осмотреть его на наличие повреждений механического характера, идущих от шкива распределительного вала.

3. Устранить защитный пластиковый кожух и полностью проверить весь механизм. Если следы от соприкосновения со шкивом отсутствуют, следует поменять лишь датчик и собрать в обратной поочередности.

Своевременное устранение проблемы поможет прослужить вашему транспортному средству гораздо дольше и убережет вас от несвоевременной поломки в момент движения автомобиля в пути.

 


253847 Датчик фазы ГАЗ,УАЗ дв.ЗМЗ-405,406,409,УМЗ-4216 АЭНК-К — 25.3847

253847 Датчик фазы ГАЗ,УАЗ дв.ЗМЗ-405,406,409,УМЗ-4216 АЭНК-К — 25.3847 — фото, цена, описание, применимость. Купить в интернет-магазине AvtoAll.Ru Распечатать

106

1

Применяется: КАМАЗ, УМЗ, ЗМЗ, ГАЗ, УАЗ

Артикул: 25.3847

Код для заказа: 146582

Есть в наличии Доступно для заказа>10 шт.Сейчас в 11 магазинах — >10 шт.Цены в магазинах могут отличатьсяДанные обновлены: 09.03.2021 в 14:30 Доставка на таксиДоставка курьером — 300 ₽

Сможем доставить: Завтра (к 10 Марта)

Доставка курьером ПЭК — EasyWay — 300 ₽

Сможем доставить: Завтра (к 10 Марта)

Пункты самовывоза СДЭК Пункты самовывоза Boxberry Постаматы PickPoint Магазины-салоны Евросеть и Связной Терминалы ТК ПЭК — EasyWay Самовывоз со склада интернет-магазина на Кетчерской — бесплатно

Возможен: сегодня c 16:24

Самовывоз со склада интернет-магазина в Люберцах (Красная Горка) — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в поселке Октябрьский — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Сабурово — бесплатно

Возможен: завтра c 13:00

Самовывоз со склада интернет-магазина на Братиславской — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Перово — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Кожухово — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Вешняков — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина из МКАД 6км (внутр) — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Самовывоз со склада интернет-магазина в Подольске — бесплатно

Возможен: завтра c 11:00

Код для заказа 146582 Артикулы 25.3847 Производитель Калужский завод электронных изделий Каталожная группа: ..Приборы и датчики
Электрооборудование
Ширина, м:
0.045
Высота, м: 0.045 Длина, м: 0.075 Вес, кг: 0.4

Отзывы о товаре

Где применяется

  • Автобусы / КамАЗ / Шасси КамАЗ-5297 1 чертеж
  • Грузовики и прицепы / КамАЗ / КамАЗ-65115, 65116 (Евро-4) 1 чертеж
  • Двигатели, КПП, ТНВД / УМЗ / УМЗ-4213, 420 2 чертежа
    • Датчик фазы
      Приборы и датчики / Датчики температуры, синхронизации и фазы
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики температуры, синхронизации и фазы
  • Двигатели, КПП, ТНВД / УМЗ / УМЗ-4216 (Евро 3) 2 чертежа
  • Двигатели, КПП, ТНВД / ЗМЗ / ЗМЗ-40524.10 (Евро 3) 3 чертежа
    • Датчик фазы (ДФ-1) Приборы и датчики / Датчики контрольно-измерительных приборов и системы управления двигателем
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики контрольно-измерительных приборов и системы управления двигателем
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики контрольно-измерительных приборов и системы управления двигателем
  • Двигатели, КПП, ТНВД / УМЗ / УМЗ-4216-70 (Евро 3) 3 чертежа
    • Датчик фазы
      Приборы и датчики / Датчики детонации, температуры, абсолютного давления, синхронизации, фазы
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики детонации, температуры, абсолютного давления, синхронизации, фазы
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики детонации, температуры, абсолютного давления, синхронизации, фазы
  • Двигатели, КПП, ТНВД / ЗМЗ / ЗМЗ-4062.10 3 чертежа
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики контрольно-измерительных приборов и системы управления двигателем
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики контрольно-измерительных приборов и системы управления двигателем
    • Датчик фазы (ДФ-1) Приборы и датчики / Датчики контрольно-измерительных приборов и системы управления двигателем
  • Легковые автомобили / ГАЗ / ГАЗ-3110 1 чертеж
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики контрольно-измерительных приборов, датчики системы управления двигателем ЗМЗ-4062.10, выключатель света заднего хода и датчик спидометра на коробке передач
  • Легковые автомобили / УАЗ / УАЗ 31519 3 чертежа
    • Датчик фазы (25.3847) Приборы и датчики / Датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций, датчик массового расхода воздуха
    • Датчик фазы (ДФ-1) Приборы и датчики / Датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций, датчик массового расхода воздуха
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций, датчик массового расхода воздуха
  • Легковые автомобили / УАЗ / УАЗ-31519 4 чертежа
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Приемник указателя температуры, датчики
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Приемник указателя температуры, датчики
    • Датчик фазы (25.3847) Приборы и датчики / Приемник указателя температуры, датчики
    • Датчик фазы (ДФ-1) Приборы и датчики / Приемник указателя температуры, датчики
  • Легковые автомобили / УАЗ / УАЗ 3160 2 чертежа
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики указателей уровня топлива, температуры, давления масла, фазы, детонации, индуктивности, массового расхода топлива, углового положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода
    • Датчик фазы Приборы и датчики / Датчики указателей уровня топлива, температуры, давления масла, фазы, детонации, индуктивности, массового расхода топлива, углового положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода
  • Легковые автомобили / УАЗ / UAZ Patriot 2 чертежа
    • Датчик фазы (25.3847) Приборы и датчики / Датчик температуры, датчик давления масла, датчик скорости, датчик фазы, датчик детонаций, датчик массового расхода воздуха
    • Датчик фазы (ДФ-1) Приборы и датчики / Датчик температуры, датчик давления масла, датчик скорости, датчик фазы, датчик детонаций, датчик массового расхода воздуха
  • Легковые автомобили / УАЗ / УАЗ-37419 6 чертежей
    • Датчик фазы Электрооборудование / Приемник указателя температуры, датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций (Вар.2)
    • Датчик фазы (ДФ-1) Электрооборудование / Приемник указателя температуры, датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций (Вар.1)
    • Датчик фазы Электрооборудование / Приемник указателя температуры, датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций (Вар.2)
    • Датчик фазы Электрооборудование / Приемник указателя температуры, датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций (Вар.2)
    • Датчик фазы (ДФ-1) Электрооборудование / Приемник указателя температуры, датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций (Вар.2)
    • Датчик фазы Электрооборудование / Приемник указателя температуры, датчик температуры, датчик давления масла, датчик фазы, датчик детонаций (Вар.1)

Сертификаты

Обзоры

Наличие товара на складах и в магазинах, а также цена товара указана на 09.03.2021 14:30.

Цены и наличие товара во всех магазинах и складах обновляются 1 раз в час. При достаточном количестве товара в нужном вам магазине вы можете купить его без предзаказа.

Интернет-цена — действительна при заказе на сайте или через оператора call-центра по телефону 8-800-600-69-66. При условии достаточного количества товара в момент заказа.

Цена в магазинах — розничная цена товара в торговых залах магазинов без предварительного заказа.

Срок перемещения товара с удаленного склада на склад интернет-магазина.

Представленные данные о запчастях на этой странице несут исключительно информационный характер.

8bec029b8e20995c46a95651d411483f

Добавление в корзину

Доступно для заказа:

Кратность для заказа:

Добавить

Отменить

Товар успешно добавлен в корзину

!

В вашей корзине на сумму

Закрыть

Оформить заказ

Датчик распредвала: возникновение проблем

Датчик распредвала — это весьма необходимая деталь вашего авто. Особенно это понимаешь, когда этот самый датчик выходит из строя. Интересно? Что ж, тогда продолжим. Итак!

Датчик распределительного вала отвечает за положение ГРМ, то есть — за угловое положение вала по отношению к двигателю. Вкратце происходит следующее: СУД (то есть — система управления двигателем) получает команду от датчика и производит впрыск топлива и зажигание.

Основа работы датчика распредвала — принцип Холла*.

На зубчатом колесе распределительного вала имеется «репер» — такой себе металлический «зуб». Этот «зуб» производит замыкание магнитного зазора. Выглядит это так: проходя мимо распределительного вала, «репер» создает (вызывает, если угодно) импульс напряжения в датчике распределительного вала. И этот импульс передается в ЭБУ (ЭБУ — электронный блок управления).

Подача импульсов производится в разное время. В момент импульса ЭБУ «видит» положение первого поршня цилиндра движка в верхней мертвой точке такта сжатия. После этого и происходит впрыск топлива и, как следствие, зажигание.

Кстати, если двигатель имеет систему изменения фаз газораспределения, то в этом случае датчики будут расположены на распределительных валах впускных и выпускных клапанов.

Собственно, это общая информация, но теорию тоже надо знать.

А теперь рассмотрим характерные причины проблем с датчиком распредвала:

1) высокая температура двигателя;

2) деформированный (сломанный) зубчатый диск датчика;

3) смещение датчика в результате разрыва «ушек» крепления;

4) замыкание в самом датчике.

Проблемы, которые сопровождают неисправный датчик распредвала:

1) очень высокий расход топлива;

2) ЭБУ постоянно работает в аварийном режиме;

3) постоянно регистрируется код неисправности;

4) постоянно горит контрольная лампочка двигателя на панели.

Кстати, заменить датчик распределительного вала можно и своими руками. Правда, перед тем как купить новый датчик, вам следует внимательно прочитать руководство к вашему авто: новый датчик распредвала для вашего авто должен полностью соответствовать параметрам «родного» датчика.

Собственно, на этом краткий обзор темы можно считать оконченным. Удачи!

*Принцип датчика Холла — измерение направления движения носителями заряда. Измерение фиксируется в тот момент, когда происходит пересечение магнитного поля полупроводником. А магнитное поле создает постоянный магнит, который установлен в датчике Холла.

Колодийчук Андрей, специально для ByCars.ru

Датчик фаз нива шевроле симптомы неисправности, дпрв высокий уровень сигнала

Характеристика датчика распределительного вала

Перед тем как перейти к вопросу о проверке датчика положения распредвала, необходимо выяснить, что это за устройство, для чего оно нужно и по какому принципу работает. Это поможет уяснить детали проверки в будущем.

Датчик распределительного вала — это устройство, которое фиксирует угловое положения указанного вала в конкретный момент времени. Полученная с его помощью информация передается на электронный блок управления двигателем (ЭБУ), и на ее основе этот орган управления отдает команды на впрыск топлива и зажигание топливовоздушной смеси в каждом цилиндре в конкретный момент времени.

Работа датчика положения распределительного вала основана на эффекте Холла. Так, непосредственно на распредвалу находится металлический зуб, который во время вращения вала изменяет магнитное поле в расположенном рядом датчике. Этот зуб имеет название рэпер. В датчике фиксируется изменение магнитного поля, которое преобразуется в электрический сигнал небольшого напряжения. Этот сигнал и подается на электронный блок управления.

На самом деле датчик положения распределительного вала фиксируется лишь одно его положение, соответствующее положению поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке. Далее фазированный впрыск топлива выполняется в последовательности работы цилиндров. Обычно это система 1-3-4-2.

В случае, если датчик распредвала выходит из строя (электронный блок управления получает от него некорректную информацию или вовсе не получает ее), то программно заложен переход в аварийный режим. Он подразумевает использование попарно-параллельную (групповую) подачу топлива в двигатель. Это приводит к двум негативным последствиям:

  1. Небольшая потеря мощности двигателя, особенно при езде в критических режимах (разгоне, езде под нагрузкой).
  2. Увеличение расхода топлива приблизительно на 10…20% (зависит от мощности двигателя, его конструктивных особенностей, а также условий эксплуатации).

Что касается дизельных двигателей, то датчики положения распределительного вала устроены аналогично, но есть одно отличие. Оно заключается в том, что датчик фиксирует положение не только первого цилиндра, а всех. Это сделано за счет того, что на задающем диске имеется отдельный зуб для каждого цилиндра.

Таким образом, при выходе датчика из строя имеет смысл как можно быстрее выполнить его диагностику и при необходимости замену.

Механизм работы этой детали основан на эффекте Холла. На что оказывает влияние это устройство? Датчик распредвала Шевроле Нива держит под контролем газораспределительное устройство, его наклон согласно коленчатому валу. Сигнал получает система, контролирующая поступление бензина и работы свеч.

Действие датчика распредвала опирается на контроль разности потенциалов носителей количества электричества, а его работа связана с другим анализатором положения коленвала. Датчик распредвала работает под действием силы Ампера, действующей на проводник с током в магнитном поле. Он при помощи магнита делает магнитное поле, которое изменяется под действием специального железного зубчика на колесе распредвала.

Таким макаром, деталь говорит, где находится поршень цилиндра ДВС, и поочередно производятся такты цикла работы цилиндра.

Скорости

Датчик скорости Шевроле Нива помогает точно определить с какой скоростью двигается автомобиль. Полученная информация передается на спидометр. Также помимо этого выполняет такие функции как:

  • Контролирует расход топлива
  • Выводит информацию на приборную панель
  • В автомобилях с автоматом входит в систему которая отвечает за управление двигателем.

Если по каким либо причинам он выходит из строя, то дальнейшие движение становится затруднительным. Причинами поломки может быть загрязнение или окисление. В случае если прибор  перестал работать в первую очередь нужно проверить нет ли следующих проблем:

  • Окислились контакты
  • Произошел обрыв электрической проводки
  • Разрушилась изоляция проводов
  • Имеются механические повреждения

Диагностику можно произвести как визуально визуально так и при помощи мультиметра. Для этого извлекается датчик после этого к контактам нужно подключить плюс, а минус на массу автомобиля.  Переводим мультиметр в режим измерения мощности и если показывает что напряжение увеличилось то элемент можно считать неисправным.

Что бы его поменять нужно отключить АКБ. Когда автомобиль обесточен находим датчик который расположен на задней крышке раздаточной коробки. Отсоединяем от него клемму и выкручиваем гаечным ключом.

Диагностику можно произвести как визуально визуально так и при помощи мультиметра. Для этого извлекается датчик после этого к контактам нужно подключить плюс, а минус на массу автомобиля. Переводим мультиметр в режим измерения мощности и если показывает что напряжение увеличилось то элемент можно считать неисправным.

Снятие датчика фаз

Датчик фаз Нива Шевроле  работает на принципе эффекта Холла. Работает он следующим образом,  на распредвале имеется специальный штифт и когда он проходит параллельно торцу датчика, датчик начинает передавать на имеющийся контроллер импульс напряжения который должен иметь такое же положение как и поршень первого цилиндра в положение сжатия. То есть он нужен для того чтобы впрыск топлива и порядок работы цилиндров  у двигателя соответствовал друг другу.

В случае выхода из строя он или его цепной контроллер записывает в свою память специальный код, и активирует сигнализатор. И чтобы его снять нужно:

  • Отсоединить АКБ
  • У двигателя снимаем декоративный кожух
  • Отсоединяем от датчика колодку
  • Отворачиваем болт который его  крепит к блоку цилиндров
  • Вынимаем деталь из своего посадочного места
  • Устанавливаем новый в обратном порядке

Деталь снимают с двигателя, чтобы окончательно убедиться в наличии определенной проблемы. На головке цилиндров эту конструкцию вставляют в специальное отверстие. Далее все прикручивают, одним болтом. Достаточно открутить этот соединительный элемент, а затем вытащить деталь, протереть от моторного масла. Главное – не отсоединить колодку, к которой подключены дополнительные провода.

Зажигание можно включить после того, как будет подключен мультиметр – к среднему контакту, массе авто. Стальной элемент близко подносят к торцевой части детали. Например, для этого отлично подойдет обычный ключ. Остается отслеживать показания, которые появляются на дисплее. Если с датчиком все нормально – он реагирует на приближение любого металла, чье напряжение составляет 02,-0,4 в. Высокий показатель в расчет не принимается.

При отсутствии изменений в показателях тестера прибор точно надо менять. Главное – помнить о вероятности отсутствия уплотнительного кольца даже у новых оригинальных запчастей. Такую часть конструкции надо покупать отдельно, либо использовать старую.

  1. Отсоединяем минусовую клемму от АКБ

  2. Снимаем декоративный кожух, чтобы получить доступ к нужному нам элементу
  3. Отжимаем колодку, и отсоединяем ее от датчика

  4. Откручиваем болт, который крепит деталь к блоку цилиндров
  5. Вынимаем деталь из имеющегося отверстия в головке блока

  6. Меняем на новый элемент, проделывая все действия в обратном порядке

Рекомендуется каждые пять лет производить замену, даже если он исправен. Работа по замене занимает примерно двадцать минуть, все будет зависеть от того какие у вас технические навыки.

Расположение блоков предохранителей и реле Lada 4×4

https://www.youtube.com/watch?v=zPTu4cmH_3g

Существует несколько типовых признаков, по которым можно утверждать, что датчик положения распределительного вала вышел из строя. Сразу же нужно уточнить, что перечисленные ниже симптомы могут свидетельствовать совсем о других неисправностях. Поэтому имеет смысл выполнить дополнительную диагностику.

  • Проблемы с запуском двигателя, причем при любых условиях — «на холодную», «на горячую» и в других режимах. Обычно это выражается в том, что приходится дольше крутить стартером.
  • Неустойчивая работа двигателя, «плавающие» рабочие и холостые обороты двигателя.
  • «Провалы» в движении машины, при нажатии на педаль акселератора она отвечает не сразу, теряются динамические характеристики машины (слабо разгоняется, не тянет, особенно в загруженном состоянии и при движении на подъем).
  • При сбросе педали акселератора двигатель глохнет.
  • Увеличенный расход топлива (на 10…20%).
  • Активируется сигнальная лампа на приборной панели Check Engine. Необходимо выполнить дополнительную диагностику с помощью электронного сканера (например, прибора ELM 327 или его аналога). При этом характерные ошибки, касающиеся работы датчика имеют номера P0340, P0342, P0343.

На самом деле датчик положения распределительного вала — достаточно простое и надежное устройство, поэтому из строя он выходит редко. Чаще повреждается его проводка — перетираются провода, повреждается изоляция на них, выходит из строя так называемая «фишка», место подключения датчика к автомобильной цепи.

Однако для машин, ездящих на бензине, описанные выше проблемы выражены не так четко. Но вышедший из строя датчик положения распределительного вала доставит много проблем для владельцев автомобилей, оборудованных газобаллонным оборудованием, в частности, четвертого поколения. Описанные выше неисправности и проблемы могут проявиться на таких машинах «во всей красе».

Для выполнения проверки датчика положения распределительного вала необходимо знать, где он находится. Как правило, на восьмиклапанных двигателях обычно ДПРВ монтируется в торце головки блока цилиндров. На шестнадцатиклапанных моторах он также монтируется на головке блока цилиндров, обычно в непосредственной близости с первым цилиндром.

Что касается популярных отечественных автомобилей ВАЗ, то их владельцы называют такие узлы датчиками фаз. Их расположение в этих моторах аналогично. Так, на восьмиклапанных двигателях датчик расположен на левой части головки блока цилиндров (если смотреть по ходу движения автомобиля). На шестнадцатиклапанных — на правой передней части двигателя.

Простейший способ проверить датчик распредвала – подключить к диагностическому разъему машины автомобильный сканер или компьютер с установленной программой, соответствующей марке авто. Если элемент неисправен, то после запуска двигателя устройство покажет следующие коды ошибок:

  • P0340 – отсутствует сигнал определителя положения распредвала;
  • P0341 – фазы газораспределения не совпадают с тактами сжатия/впуска цилиндропоршневой группы;
  • P0342 – в электрической цепи ДПРВ слишком низкий уровень сигнала;
  • P0343 – уровень сигнала от измерителя превышает норму;
  • P0339 – от датчика поступает прерывистый сигнал.

Поскольку подавляющее большинство автолюбителей не имеет в своем распоряжении сканеров и ноутбуков с программным обеспечением, практикуется более доступный способ – проверка цифровым мультиметром. Диагностика производится в 3 этапа:

  1. Визуальный осмотр проводки и прозвонка цепи на предмет обрыва.
  2. Измерение исходящего тока на управляющем контакте ДПРВ.
  3. Проверка работоспособности методом приближения к металлическому предмету.

На практике отказ мотора и обездвиживание транспортного средства – последствия, с которыми владельцы сталкиваются достаточно редко. Работа двигателя продолжается, но появляются небольшие отклонения, из-за которых нормальное функционирование невозможно.

Есть несколько важных симптомов, хотя они могут говорить и о проблемах в других механизмах:

  1. Закономерное увеличение расхода горючего.
  2. Check Engine – индикатор, который при наличии проблем загорается не всегда. Но водители отмечают вспышки в этой части системы, если обороты коленчатого вала увеличиваются до 3000 штук в минуту и более.
  3. Снижение мощности у силового агрегата. Когда нагрузку увеличивают – эффект становится особенно заметным. Это касается буксирования прицепов, резкого ускорения и подъема.
  4. После того, как нажмут педаль газа, наблюдается не динамичный разгон, а серия коротких рывков. Набор скорости происходит с небольшими темпами.
  5. В процессе движения, на холостых оборотах мотор не может работать стабильно. Эта проблема встречается в машинах любого года выпуска – 2011, 2012.

Топливовоздушная смесь будет обогащенной, если в приборе появились неисправности. Из-за этого расход бензина больше, работа мотора перестает быть стабильной.

У других моделей машин допустимы дополнительные признаки неисправностей:

  • отказ силовой установки из-за того, что нет искрообразования;
  • появление дополнительных шумов;
  • сложности с автоматизированным переключением скоростей, если используется автоматическая коробка передач;
  • затруднения при холодном пуске двигателя;
  • заводится двигатель без проблем, но в процессе движения глохнет — с этим чаще всего сталкивается и модель 2123.

При этом деталь отличается продолжительным сроком эксплуатации. 80-100 тыс. км пробега – стандартный ресурс для отечественных автомобилей. В случае с импортными цифры достигают 150 тыс. км. Можно ориентироваться на указанные периоды, когда неисправности только ищутся.

Езда с неисправным датчиком допустима, но недолгое время. Износ свечей зажигания и других компонентов увеличивается за счет таких факторов:

  1. Ошибки электроники.
  2. Обогащение топливной смеси.
  3. Рывки двигателя.

Проблемы ищут самостоятельно, либо принимают решение отправить транспорт на диагностику. Выбрать подходящий вариант легко.

1 — блок предохранителей системы управления двигателем; 2 — реле стеклоочистителя ветрового стекла; 3 — блоки предохранителей; 4 — блок реле системы управления двигателем.

Четвертый блок реле находится над педалью газа.

F1 (30A)Контакты реле правого электровентилятора
F2 (30A)Контакты реле левого электровентилятора
F3 (15A)Обмотки реле правого и левого электровентиляторов, контроллер, форсунки, катушка зажигания
F4 (15A)Элементы обогрева управляющего и диагностического датчиков концентрации кислорода, датчик фаз, датчик массового расхода воздуха, клапан продувки адсорбера
№1Реле зажигания
№2Главное реле
№3Реле правого вентилятора охлаждения
№4Реле левого вентилятора охлаждения
№5Реле бензонасоса (топливного)
№6Предохранитель топливного насоса F5, 15A

На некоторых вариантах исполнения автомобиля под дополнительным блоком рядом с реле зажигания может находится реле стартера.

Дополнительная информация о проверках и устранении неполадок

Датчик распредвала Нива Шевроле создает стабильную работу двигателя. Работа основана на эффекте Холла. Благодаря ему происходит контроль за наклоном газораспределительного устройства согласно колнечатому валу. Система которая контролирует работу свечей и поступление бензина получает соответствующий сигнал.

Он работает отталкиваясь от контроля разности потенциалов нужного электричества, и связанна с работой анализатора положения коленвала. Проще сказать он информирует нахождение поршня цилиндра ДВС, при этом последовательно происходят все циклы такта работы цилиндра. Если он перестает работать то происходит включение устройства и индикатора благодаря которому происходит смесь воздуха и топлива, дозирование приостанавливается и включается резервный режим. Производить  замену рекомендуется каждые пять лет. Если он неисправен бортовой компьютер выдаст следующие ошибки, РО343, РО342, РО340.

Подключение сканеров или компьютеров, снабженных специальным программным обеспечением – оптимальный вариант для выявления большинства неисправностей. Главное – выбрать программное обеспечение, соответствующее текущей марке авто.

При неисправности датчика распредвала появляются следующие варианты ошибок:

  • P0339. В этом случае от датчиков поступают прерывистые сигналы.
  • P0343. Сигнал отличается высоким уровнем, но он превышает норму.
  • P0342. Уровень сигнала для электрической цепи слишком низкий.
  • P0341. Такты сжатия/впуска цилиндропоршневой группы отличаются от текущих фаз газораспределения.
  • P0340. Сигнал определителя положения отсутствует.

Сканеры и ноутбуки с программным обеспечением у большинства покупателей отсутствуют. Поэтому более простым методом становится проверка с помощью мультиметра.

Всего в такой диагностике не больше 3 этапов:

  1. Проводку подвергают визуальному осмотру, Далее цепь прозванивают, чтобы проверить на предмет обрыва.
  2. На управляющем контакте датчика измеряют исходящий ток. Неисправность точно есть, если с ним что-то не так.
  3. Проверяют работоспособность путем приближения к металлическому предмету.

При первом этапе важнее всего убедиться в том, что проводка сохранила целостность, и в том, что контакт соединительной колодки достаточно надежен. Проводящие кабели стоит осмотреть дополнительно, чтобы убедиться в отсутствии оплавления изоляции, трещин с изломами. Мультиметром легко выполнить прозвон, поиск обрыва. Дополнительная обязанность – очищение от окисления. Это первый признак проблем.

После проведения диагностики всей системы можно переходить к самому датчику. Штатные зажимы типа «крокодил» легко заменяются проводами с иглами. Главное – правильно определить место расположения двух контактов питания и третьего провода, идущего к контроллеру. Напряжение между массой шины и контактом проверяют, включив питание. Сигнал должен сохранить нормальный уровень.

Если получены показатели выше или ниже нормы – датчик в обязательном порядке подлежит замене.

Деталь полностью снимают с двигателя, чтобы выполнить окончательную диагностику, принять финальное решение.

Перед выполнением проверки датчика с помощью мультиметра или других электронных приборов необходимо проверить его механическую целостность. В частности, он устанавливается в корпус с уплотнительным кольцом, обеспечивающим его надежное крепление. Нужно проверить его состояние. Также будет нелишним проверить целостность корпуса датчика, наличие на нем трещин или других повреждений. Желательно проверить и задающий диск, не повреждены ли зубья, нет ли на корпусе датчика или поблизости от него металлической стружки.

В интернете можно найти информацию о том, что якобы ДПРВ можно выявить его работоспособность, просто проверив его магнитные свойства. В частности, к его торцу (рабочей чувствительной части) поднести маленькую металлическую деталь, которая должна «прилипнуть» к датчику. На самом деле это не так, и нерабочий ДПРВ может как обладать магнитными свойствами, так и не обладать ими. Соответственно, проверку необходимо выполнять другими методами.

Существует два основных способа проверки датчика положения распределительного вала — с помощью электронного мультиметра и с помощью осциллографа. Первый метод проще и быстрее, однако второй — более точный и дает больше диагностической информации.

Расхода воздуха

Расход воздуха Нива Шевроле контролируется при помощи датчика термоанемометрического типа, располагается который между шлангом впускной трубки и воздушного фильтра.  Величина постоянного тока зависит от направления и количества движущего воздуха который проходит через него. В случае неисправности системы заносится в память код и активируется сигнализатор.

Чтобы  заменить нужно приготовить ключ на 10 и отвертку и проделать следящие:

  1. От датчика отсоединяем колодку
  2. Ослабляем хомут воздушного патрубка
  3. Выкручиваем болты которые крепят датчик и уплотнительное кольцо
  4. Устанавливаем новый

Кислорода

Датчик кислорода Шевроле Нива называют еще лямбда-зондом, расположен он в системе выпуска отработанных газов на приемной трубке. Кислород который содержится в отработанных газах взаимодействует с ним создавая при этом разность потенциала на выходе. Изменяется он примерно от 0,1 до 0,9 В.Чтобы он нормально функционировал его температура должна быть не ниже 360 градусов.

https://www.youtube.com/watch?v=SqqIBAU8osQ

Датчик кислорода Шевроле Нива называют еще лямбда-зондом, расположен он в системе выпуска отработанных газов на приемной трубке. Кислород который содержится в отработанных газах взаимодействует с ним создавая при этом разность потенциала на выходе. Изменяется он примерно от 0,1 до 0,9 В.Чтобы он нормально функционировал его температура должна быть не ниже 360 градусов.

Расположение блоков предохранителей и реле Lada 4×4

Если в процессе проверки выяснилось, что непосредственно датчик положения распредвала вышел из строя — значит, он подлежит замене. Как правило, эти узлы являются неремонтопригодными, поскольку их корпус запаян, и разобрать его невозможно. Стоит датчик недорого, а процедура замены несложная, и с ней может справиться даже начинающий автолюбитель.

Алгоритм замены датчика следующий:

  1. При неработающем двигателе отсоединить от аккумуляторной батареи минусовую клемму.
  2. Отсоединить от датчика положения распределительного вала «фишку» (как при проверке).
  3. В зависимости от модели автомобиля необходимо демонтировать детали, которые препятствуют доступу к датчику. Например, на современных автомобилях наподобие «Лада Веста» необходимо снять кронштейн вспомогательных агрегатов.
  4. С помощью гаечного ключа отвинтить один или два крепежных болта, в зависимости от типа крепления. Размер гаечного ключа может быть разный, обычно для ВАЗов это ключ на 10 мм.
  5. После демонтажа крепления необходимо аналогично достать датчик из его посадочного места.
  6. Установка нового датчика выполняется в обратной последовательности.
  7. Присоединить минусовую клемму к аккумулятору.

Заменить эту деталь сравнительно просто. Бортовой компьютер регистрирует такие ошибки, как Р0340, РО342, РО343.

Ошибка Р0340 появляется на системе самодиагностики, если коленчатый вал прокручивается. Код Р0342 – электрическая цепь распредвала показывает низкий сигнал и код Р0343, соответственно, демонстрирует высокий сигнал. Необходимо проверить проводку – для этих целей хорошо использовать осциллограф или другой тестирующий прибор.

Специалисты-механики даже при исправном датчике советуют каждые 4-5 лет все-таки менять его – такая профилактика убережет вас от поломок и аварий, тем более деталь стоит очень дешево при всей ее важности. Ведь полупроводники внутри датчика плохо реагируют на колебания температуры – вспомните школьный курс физики.

На нашем сайте действует специальное предложение. Вы можете получить бесплатную консультацию нашего корпоративного юриста, просто задав свой вопрос в форме ниже.

Подготовительный этап потребует сбора определенных инструментов:

  • дополнительное освещение, если оно требуется;
  • отвертка крестообразного типа;
  • ветошь;
  • новый контроллер;
  • ключ на 10.

Последовательность действий описывается максимально просто:

  1. Сначала открывают капот.
  2. Стяжка с резинового патрубка воздуховода должна быть отпущена.
  3. Извлекаем сам воздуховод.
  4. Контроллер легко найти в первой части блока.
  5. Снимаем клеммы, отвинчиваем болт. Главное – чтобы сохранилась фаза.
  6. Остается извлечь датчик, заменить его новой деталью.
  7. Клеммы надеваем, патрубок воздуховода монтируем обратно.

Уровень топлива

Датчик уровня топлива Нива Шевроле определяет остаток топлива в баке и передает показания на приборную панель. Находится он в топливном баке. Его поломка может привести к остановки автомобиля в самый неподходящий момент, так водитель не будет знать сколько реально в баке топлива. Поэтому если появились проблемы с ним то лучше как можно скорей замените, cделается это можно так:

  1. Поднимается правая часть заднего сиденья
  2. Отгибается ворсистая тряпка
  3. Откручивается два самореза на лючке бензонасоса
  4. Снимаем лючок
  5. Отсоединяем два патрубка и клеммы
  6. Откручиваем 8 винтов
  7. Вынимаем аккуратно бензонасос и меняем необходимый элемент

Все работы проделываются в течение 10 минут.

Холостого хода

Датчик холостого хода Шевроле Нива обеспечивает подачу воздуха в двигатель вовремя работы на холостом ходу. Во время поступления сигнала на ЭБУ датчик перемещает клапан, изменяя проходное отверстия в воздушном клапане. Если он выйдет из строя то отремонтировать его не получится, так как он имеет неразборную конструкцию.

Для его замены нужно подготовить торцевой ключ на тринадцать, пассатижи и крестовую отвертку и проделать следующие:

  1. Откручиваем болты крепления и снимаем корпус с дроссельной заслонки
  2. Отключаем колодки проводов разъем регулятора работы двигателя
  3. На корпусе дроссельной заслонки выкручиваем пару винтов
  4. Снимаем регулятор
  5. В имеющемся отверстие вынимаем уплотнительное кольцо

Подводя итог можно сделать вывод что выход из строя любого из выше перечисленных элементов может серьезно сказаться на работе автомобиля, поэтому в случае неисправности нужно произвести замену новой детали как можно скорей. Все работы по замене можно проводить самостоятельно.

Конструкция и местонахождение измерителя

Принцип работы ДПРВ основан на эффекте Холла – датчик реагирует на приближение металлической массы, изменяя напряжение на сигнальном проводе. По конструкции прибор похож на другой элемент – определитель положения коленчатого вала. Внутри пластикового корпуса находится катушка, куда постоянно подводится напряжение бортовой сети 12 В.

Измеритель устанавливается на головке цилиндров двигателя в непосредственной близости от распределительного вала. Последний оснащается специальной пластиной либо шестеренкой, чье вращение воздействует на ДПРВ. Алгоритм работы выглядит так:

  1. После включения зажигания и пуска мотора на датчик подается напряжение питания 12 В. Через третий сигнальный провод элемент отдает контроллеру напряжение величиной 90–95% от исходного.
  2. Когда выступ на вращающейся детали распредвала проходит рядом с корпусом ДПРВ, напряжение на сигнальном контакте падает до 0,2–0,4 вольта в зависимости от конструкции прибора и модели транспортного средства.
  3. По моментам падения напряжения электронный блок четко «видит» фазы газораспределения, своевременно подает топливную смесь в цилиндры двигателя и направляет искровой разряд к нужной свече зажигания.

Когда измеритель неисправен, электроника не способна контролировать работу газораспределительного механизма. В подобных случаях блок управления уходит в ошибку и ориентируется на сигналы остальных измерителей. Искрообразование и топливоподача корректируется согласно заложенной программе, что сказывается на работе силового агрегата.

Дополнительная информация о проверках и устранении неполадок

Практика показывает, что неисправность датчика положения распределительного вала не ведет к отказу мотора и обездвиживанию транспортного средства. Двигатель продолжает работать с некоторыми отклонениями, мешающими нормальной эксплуатации авто. Симптомы выхода из строя ДПРВ довольно туманны и похожи на неполадки других измерительных элементов:

  1. Нестабильная работа мотора на холостых оборотах и в процессе движения.
  2. Вместо динамичного разгона после нажатия педали газа наблюдается серия мелких рывков и вялый набор скорости.
  3. Мощность силового агрегата снижается. Эффект становится заметен при увеличении нагрузки – на подъеме, резком ускорении, во время буксирования прицепа.
  4. Индикатор Check Engine на приборной панели загорается не всегда. Но многие водители отмечают, что при неисправном измерителе табло вспыхивает после увеличения оборотов коленчатого вала до 3000 об/мин и более.
  5. Расход горючего закономерно увеличивается.

Если измерительный элемент неисправен, блок управления готовит и подает в цилиндры обогащенную топливовоздушную смесь. Отсюда возникает увеличение расхода бензина и нестабильная работа на холостом ходу. Рывки и падение мощности обусловлены несвоевременной подачей искры – контроллер «не видит» окончания такта сжатия в цилиндре и не может четко определить угол опережения зажигания.

На различных моделях автомобилей отмечаются дополнительные признаки неисправности датчика распредвала:

  • мотор неожиданно глохнет в процессе движения, при этом заводится без проблем;
  • холодный пуск двигателя становится затрудненным;
  • на машинах, оборудованных роботизированной коробкой передач, возникают сложности с автоматическим переключением скоростей;
  • двигатель «троит» – слышны пропуски циклов зажигания, иногда наблюдаются хлопки в выпускном коллекторе;
  • на некоторых авто случается отказ силовой установки из-за отсутствия искрообразования.

Езда с поломанным измерителем ДПРВ допустима в течение короткого периода. Рывки, обогащенная топливная смесь и ошибки электроники ускоряют износ свечей зажигания и деталей двигателя. После обнаружения перечисленных симптомов машину стоит отправить на диагностику либо отыскать источник проблемы самостоятельно.

Читать новости о новой Ниве

Зачем менять фазы газораспределения — ДРАЙВ

Качество работы двигателя — его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих факторов, в том числе и от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала. Профиль этих кулачков определяет момент и продолжительность открытия (то есть ширину фаз), а также величину хода клапанов.

В большинстве современных двигателей фазы меняться не могут. И работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Дело в том, что характер поведения газов (горючей смеси и выхлопа) в цилиндре, а также во впускном и выпускном трактах меняется в зависимости от режимов работы двигателя. Постоянно изменяется скорость течения, возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят к полезным резонансным или, наоборот, паразитным застойным явлениям. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

Фазы газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания — это моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (окон). Фазы газораспределения обычно выражаются в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.

Так, например, для работы на холостом ходу уместны узкие фазы газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.

Тюнеры часто мудрят со сдвигом фаз при помощи таких сборных звёздочек. Заменив штатный распредвал на «спортивный» с другими фазами, можно добиться существенной прибавки мощности.

При работе на максимальной мощности ситуация сильно меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов закономерно сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать куда больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить столь непростую задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими. При этом для лучшей продувки цилиндров фазу перекрытия обычно делают тем шире, чем выше обороты.

Хондовская VTEC (Variable Valve Timing and Electronic Control) так же, как и тойотовская VVT-I (Variable Valve Timing with intelligence), позволяет плавно изменять фазы газораспределения фазовращателем с гидравлическим управлением. Это достигается путём поворота распределительного вала впускных клапанов относительно вала выпускных клапанов в диапазоне 40—60° (по углу поворота коленчатого вала).

Так что при разработке и доводке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на сложные компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фиксированными фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным. Вот так задачка!

Но конструкторы такие задачи уже давно щёлкают как семечки и способны при помощи сдвига и изменения ширины фаз газораспределения менять характеристики двигателя до неузнаваемости. Поднять момент? Пожалуйста. Повысить мощность? Не вопрос. Снизить расход? Не проблема. Правда, подчас получается так, что при улучшении одних показателей приходится жертвовать другими.

Doppel-VANOS (Doppel Variable Nockenwellen Steuerung) от BMW умеет двигать фазы плавно от начального до конечного значения. При помощи гидравлики система заведует как процессами впуска, так и выпуска.

А что если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя? Запросто. Благо способов для этого придумана масса. Один из них — применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. Наиболее часто такая система устанавливается на впуске. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.

Механизм газораспределения 3,2-литровой «шестёрки» FSI от Audi приводится цепями со стороны маховика. У каждого распределительного вала свой фазовращатель.

Но неуёмные инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами. Например, в тойотовской системе VVTL-i после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.

Система Valvetronic позволила отказаться от дроссельной заслонки, система меняет и степень открытия клапанов и фазы. Применяется она на моторах BMW с 2001 года. Ход клапана меняется при помощи электродвигателя и сложной кинематической схемы и пределах 0,2–12 мм.

Изменять момент и продолжительность открытия — это замечательно. А что если попробовать изменять высоту подъёма? Ведь такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм (ГРМ).

Аналогичная система от немецкой компании Mahle.

Чем вредна заслонка? Она ухудшает наполнение цилиндров на низких и средних оборотах. Ведь во впускном тракте под прикрытым дросселем при работе двигателя создаётся сильное разрежение. К чему оно приводит? К большой инертности разреженной газовой среды (топливовоздушной смеси), ухудшению качества наполнения цилиндра свежим зарядом, снижению отдачи и уменьшению скорости отклика на нажатие педали газа.

Система Variable Valve Event and Lift System (VEL), разработанная Ниссаном, напоминает баварский Valvetronic. Специальный эксцентрик, который приводится от электродвигателя, смещает точку опоры коромысла, и за счёт этого изменяет ход клапана. Высота подъёма варьируется в пределах 0,5–2 мм.

Поэтому идеальным вариантом было бы открывать впускной клапан только на время, необходимое для достижения нужного наполнения цилиндра горючей смесью. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. По разным данным, экономия от применения системы бездроссельного управления может составлять от 8% до 15%, прирост мощности и момента в пределах 5—15 %. Но и это не последний рубеж.

Так работает «трёхступенчатый» i-VTEC (Intelligent Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). На низкой частоте вращения топливо экономится благодаря тому, что половина впускных клапанов практически дезактивирована. При переходе на средние обороты ранее «дремавшие» клапаны включаются в работу, но их амплитуда не максимальна. На мощностных режимах впускные клапаны начинают работать от единственного центрального кулачка. Он обеспечивает максимальный подъём клапанов, кроме того, его профиль специально заточен под мощностные режимы. Управление режимами осуществляется гидравликой и электроникой.

Несмотря на то что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать ещё выше. За счёт чего? За счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод здесь сдаёт позиции электромагнитному.

Осенью 2007 года Toyota запустит в производство моторы с газораспределительным механизмом Valvematic, который будет изменять не только фазы газораспределения, но и высоту подъёма впускных клапанов. Не секрет, что многие производители достаточно давно применяют подобные системы. Но Toyota в серию такую систему запускает впервые. Мощность двухлитрового атмосферника 1AZ-FE, благодаря новому газораспределительному механизму, удалось поднять со 152 до 158 сил, а момент — с 194 до 196 Нм.

В чём ещё плюс электромагнитного привода? В том, что закон (ускорение в каждый момент времени) подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно прописанной программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Зачем? В целях экономии, например, на холостом ходу, при движении в установившемся режиме или при торможении двигателем. Да что режимы — прямо во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный. Интересно, скоро ли появятся такие системы на конвейере?

А это схема работы механизма VVTL-i, предложенная компанией Toyota. Здесь высота подъёма и продолжительность открытия обоих впускных клапанов изменяются скачкообразно. При работе двигателя на частотах вращения коленчатого вала до 6000 об/мин высота подъёма и продолжительность открытия обоих клапанов задаются кулачком (1), который через рокер (5) воздействует на оба клапана. На оборотах выше 6000 закон движения клапанов задаётся более высоким кулачком (2). Чтобы ввести его в строй, нужно переместить сухарь (3) вправо (сухарь перемещается под давлением масла, которое в нужный момент повышается в управляющей магистрали). После того как сухарь переместился вправо, кулачок (2) через шток (4), который до этого времени свободно качался, начинает воздействовать на клапаны через рокер.

Опытный образец четырёхцилиндрового мотора с электромагнитным приводом клапанов и непосредственным впрыском был создан компанией BMW. Здесь количество воздуха, поступающего в цилиндр, регулируется продолжительностью открытия клапана, ход при этом не регулируется. Якорь подпружиненного клапана помещён между двумя мощными электромагнитами, которые призваны удерживать его только в крайних положениях. Чтобы предотвратить ударные нагрузки, каждый раз при приближении к крайнему положению клапан тормозится. Положение и скорость перемещения клапана фиксируются специальным датчиком.

Пожалуй, дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ уже невозможно. Выжать ещё больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет только с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия, других видов топлива. Но это — уже совсем другой разговор.

Датчик фаз на Шевроле, ДЭУ и ЗАЗ Ланос — где они стоят

Современные двигатели, работа которых обеспечивается посредством применения электронного блока управления ЭБУ, снаряжены разными датчиками. Они передают на блок управления информацию о состоянии функционирования тех или иных узлов автомобиля. Одним из немаловажных устройств является датчик положения распредвала Ланос или ДПРВ. Другое его название — датчик фаз, с назначением, устройством, а также его расположением и особенностями замены на Ланосе, рассмотрим подробно.

Содержание материала

Датчик распределительного вала — что это такое и для чего он предназначен на Ланосе

Если имеются подозрения на неисправность ДПРВ на Ланосе, то перед тем, как убедиться в его поломке, следует разобраться с устройством и назначением. Датчик распредвала — это элемент, фиксирующий угол поворота распределительного вала в соответствующий момент времени. Зная определение, что такое датчик распредвала, становится понятно, почему его еще называют датчиком фаз.

Устройство передает соответствующие импульсы на блок управления, что позволяет последнему анализировать положение распределительного вала, и подавать команду на впрыск топлива в соответствующий период времени. Если знаете, что такое датчик положения коленчатого вала или ДПКВ на Ланосе, то разобраться с устройством и назначением рассматриваемого устройства не составит большого труда.

Чтобы разобраться с предназначением рассматриваемого элемента, необходимо вспомнить устройство распределительного вала. В головке блока цилиндров автомобиля Ланос 8 клапанов находится один распредвал. На автомобилях с 16 клапанами используется два распределительных вала. Принцип работы датчиков фаз на 8-клапанных и 16-клапанных автомобилях отличается.

  • Для 8-клапанных систем. Считывание положения распредвала происходит посредством отдельного выступа на валу
  • Для 16-клапанных систем. В таких системах используется 2 распредвала, поэтому использовать 2 датчика нерационально. Для этого устанавливается один ДПРВ, который устанавливается между шкивами. На шкивах имеются выступы, по которым осуществляется фиксация показаний. Ниже представлена схема, по принципу которой функционируют датчики фаз на Ланосах с 16-клапаными двигателями

Если коленчатый вал отвечает за перемещение поршней в цилиндрах, то распредвал предназначен для того, чтобы обеспечивать функционирование впускных и выпускных клапанов. Для привода в действие распределительного вала, он соединяется с коленчатым валом посредством ременной или цепной передачи. На автомобилях Ланос применяется ременная передача, которая отличается от цепной меньшей надежностью, но дешевизной замены.

Чтобы электронный блок управления двигателем знал, в каком такте находятся поршни в цилиндрах, используются соответствующие датчики. Для контроля положения распредвала относительно коленвала применяется датчик фаз или ДПРВ, что собственно, и является основной задачей элемента. Информация, получаемая с устройства, анализируется ЭБУ, и на ее основании происходит синхронизация подачи искры в камеру сгорания, а также осуществляется стабильная работа топливных форсунок.

Смело можно сказать, что от исправности этого датчика зависит расход топлива автомобиля. Если на Ланосе обнаруживается повышенный расход топлива, то одним из множества причин может быть неисправность ДПРВ, который следует проверить.

Это интересно! При неисправном датчике фаз двигатель автомобиля запустится и будет функционировать, что является его главным отличием от ДПКВ, при котором автомобиль завести невозможно. При его неисправности будет наблюдаться нестабильная работа ДВС.

Принцип работы датчика фаз на Ланосе

Функционирование рассматриваемого элемента основывается на эффекте Холла. На распределительном валу имеется кулачок с зубом. Когда зуб оказывается в максимально-приближенном расстоянии от элемента, происходит изменение магнитного поля внутри устройства. При изменении магнитного поля происходит подача электрического импульса на ЭБУ.

Это интересно! Есть также ДПРВ магнитного (индуктивного) типа. Отличаются они от устройств, используемых на Ланосе тем, что не требуют подачи питания. Импульс вырабатывается автоматически за счет изменения величины магнитного поля. В таком датчике имеется катушка, в которой наводится ЭДС при увеличении магнитного поля. Элементы имеют два провода, один из которых является сигнальным. Недостаток их в том, что получаемые сигналы являются менее точными, нежели при использовании элементов, работающих на эффекте Холла. Эта неточность обусловлена формой подаваемого сигнала, который на магнитном датчике представляет собой синусоиду с амплитудой, пропорциональной частоте вращения. Это вызывает затруднения при обработке сигнала. Устройства, работающие на эффекте Холла, осуществляют подачу сигнала прямоугольной формы, который не нуждается в дополнительной обработке.

Наличие такого датчика позволяет фиксировать положение распредвала только в одном положении. Это положение соответствует положению поршня в первом цилиндре, находящемся в ВМТ. После этого впрыск топлива по фазам осуществляется в зависимости от последовательности работы цилиндров.

Когда ДПРВ выходит из строя, то ЭБУ не получает от него информацию (или получает неправильные показания), что влечет за собой подсвечивание индикации на панели приборов «Check Engine». Двигатель при неисправном устройстве будет функционировать, но уже в аварийном режиме. Длительная работа мотора в таком режиме опасна, так как кроме повышенного расхода, будет наблюдаться перегрев двигателя и прочие негативные последствия.

Внешний вид импульсов ДПРВ

Импульс, который получает ЭБУ с датчика, является справочным. Ведь все моменты впрыска топлива являются жестко привязанными к зубцам колеса ДПКВ, посредством чего рассматриваемому элементу автовладельцы не уделяют особое внимание, что приводит к ряду негативных последствий.

Какие последствия возникают при неисправности ДПРВ на Ланосе

Многие автовладельцы не уделяют должного внимания неисправностям элементов, но единственное, что заставляет задуматься о поиске и устранению неисправности — это индикация «Чек энжин» на панели приборов. Если продолжать ездить на автомобиле с неисправным элементом ДПРВ, то это повлечет за собой возникновения таких последствий:

  1. Снижение мощности и динамики автомобиля, что повлечет за собой невозможность быстро набрать скорость, например, при обгоне или совершении других маневров
  2. Повышение расхода топлива на 10-20%, хотя некоторые автовладельцы отмечают, что потребление возрастает в 2 раза
  3. Работа двигателя в аварийном режиме приводит к его перегреву, поэтому чаще включается вентилятор охлаждения. Кроме того, страдает катализатор (при его наличии), так как снижается его эксплуатационный ресурс, вследствие попадания в выхлопную систему большого количества несгоревших частиц топлива

Датчик фаз стоит недорого, и в случае его неисправности, он подлежит замене. Перед этим необходимо убедиться, что деталь действительно неисправна, и нуждается в замене.

Какие признаки неисправности датчика фаз

Перед тем, как приступать к диагностическим процедурам, и тем более, замене ДПРВ на Ланосе, следует убедиться, что именно элемент вышел из строя. Ведь в аварийный режим работы ДВС переходит не только по причине неисправности ДПРВ, но и прочих исполнительных органов ЭБУ. Основными признаками или симптомами неисправности датчика положения распределительного вала на Ланосе являются такие факторы:

  1. Увеличивается время запуска двигателя. Если раньше он заводился «с пол оборота ключа», то теперь понадобится дольше крутить стартером
  2. Неустойчивость работы мотора на ХХ и при езде
  3. Возникновение «провалов», проявляющихся в виде заторможенной отзывчивости двигателя при нажатии на педаль акселератора
  4. Резкое снижение динамики и мощности, что особенно ярко прослеживается при обгонах
  5. Постоянное или периодическое свечение индикатора «Check Engine». При свечении индикатора будут диагностироваться ошибки со следующими номерами — Р0340, Р0342 и Р0343

Немаловажно отметить, что датчик фаз является очень надежным устройством, и из строя выходит он крайне редко. Чаще его неисправность связана с проводкой, в результате чего нарушается ее изоляция. Другой причиной неисправности может быть окисление контактов, что в любом случае влечет за собой неправильное функционирование элемента.

Это интересно! Первым делом при подозрении на неисправность ДПРВ, следует проверить целостность контактов и проводов. Только после этого можно приступать к проведению диагностики самого элемента.

Яркая выраженность вышеперечисленных признаков проявляется, если автомобиль эксплуатируется на газу. Часто владельцы авто замечают снижение динамики автомобиля на газу, а при переходе на бензин, яркость признаков снижается. Это заставляет владельцев в первую очередь прибегнуть к диагностике ГБО. После того, как признаки неисправности ГБО не выявляются, владелец начинает сомневаться в качестве топлива. Однако проблема скрывается непосредственно в полной или частичной неисправности ДПРВ.

Где на Ланосе, Сенсе и Шансе находится датчик распредвала

Часто владельцы автомобилей Ланос задаются вопросом, где же стоит датчик распредвала? Владельцы автомобилей Ланос с системой Евро-2 не найдут расположения элемента, так как его на автомобиле нет. С завода такие двигатели не оснащались датчиками фаз, хотя место под их установку в корпусе имеется. Находится это место возле головки блока цилиндров в постели возле впускного распредвала.

Установить на Ланос Евро 2 датчик фаз нельзя, так как для этого не предусмотрены соответствующие провода. Почему на Ланос Евро-2 не устанавливались датчики фаз? Все дело в особенностях впрыска. На системах Евро 2 до 2008 года впрыск попарно-параллельный (или распределенный впрыск на клапан), что говорит об открытии форсунок парами. Одна форсунка при этом открывается перед тактом впуска, а вторая непосредственно перед выпуском. В цилиндр попадает готовая смесь при открытии впускных клапанов.

Теперь разберемся, почему же на двигателях с попарно-параллельным впрыском не устанавливаются датчики распредвала. Многие из вас уже догадались, ведь при такой системе не имеет значения, в каком положении находится рапредвал, ведь уже приготовленная топливная смесь попадает в цилиндр, как только открывается клапан. Отсюда выходит, что на Ланос с системой Евро 2 отсутствуют устройства.

Это интересно! После появления системы Евро-3 с 2008 года, 8 и 16-клапанные двигатели Ланос также стали оснащать ДПРВ.

Бытует мнение, что на Ланос Евро 2, а также автомобили Сенс, датчик фаз не ставится с целью экономии. Однако, теперь вы понимаете, что это не так, и все зависит от типа впрыска — попарно-параллельного (где ДПРВ не нужен) или фазированного.

Устанавливаются датчики фаз на Ланосы с системой Евро 3 и выше, где осуществляется фазированный впрыск. Фазированным впрыском называется такой режим работы, когда каждая форсунка управляется отдельно, и осуществляет впрыск топлива непосредственно при открытии впускного клапана. В итоге получается смешивание воздуха с бензином (или газом) происходит в цилиндре. В таких системах важно, чтобы ЭБУ понимал, в каком положении находится распределительный вал, и мог осуществить отсчет для правильной подачи импульсов по срабатыванию форсунок.

Это интересно! При запуске двигателя с фазированным впрыском в момент пуска, а также при неисправности датчика распредвала (при переходе в аварийный режим), происходит работа ДВС в попарно-параллельном режиме.

На автомобилях Ланос 1,5 с Евро 3 датчик фаз находится, как и в первом случае, находится в постели ГБЦ возле первого цилиндра с противоположной стороны от установки свечей зажигания. На фото ниже показано место расположения рассматриваемого элемента на Ланос 1.5.

Чтобы владельцам автомобилей Шанс не пришлось долго искать, где находится датчик фаз распредвала, ниже представлено фото его места нахождения.

Автомобили Сенс также имеют в конструкции распредвала датчики фаз, место расположения которых показано на фото ниже.

На Ланос 1.6 с 16-клапанами датчик располагается рядом со шкивами распределительного вала. На фото ниже показано, где на Ланосе 1.6 стоит устройство.

Внешняя конструкция датчика фаз на Ланос 1.6 отличается от устройств, предназначенных для аналогичных моделей с объемом двигателя 1.5 литра, что можно увидеть на фото.

Принцип его работы аналогичный, только фиксация показаний происходит посредством шкивов распредвалов. На распредвалах имеются специальные выступы.

Разобравшись в вопросе расположения датчиков положения распределительного вала на автомобилях Ланос, можно перейти к рассмотрению вопроса его диагностической проверки.

Как проверить датчик распредвала на Ланосе

Если появились подозрения на неисправность рассматриваемого устройства, то первым делом, как уже упоминалось выше, следует проверить целостность контактов и проводов. После осмотра контактов и проводов, можно приступать к определению целостности датчика. Для этого его необходимо извлечь из посадочного места, предварительно отсоединив фишку с проводами. Крепится элемент при помощи одного болта под ключ на «10».

На корпусе датчика не должно быть загрязнений, металлической стружки, а также дефектов в виде трещин и т.п. Наличие трещины на корпусе говорит о том, что устройство неисправно, и его сразу можно заменить. Если имеются загрязнения, то их следует удалить. Часто загрязнения становятся причиной того, что ДПРВ начинает давать неправильные показания, но случается это редко, и зачастую только с устройствами магнитного типа.

Это интересно! ДПРВ — это не исполнительный орган, отвечающий за работу механизма ГРМ. Если элемент дает сбои, то проверять нужно не только его, но и рабочие элементы системы, то есть, кулачки распредвала.

Чтобы проверить датчик положения распредвала на Ланосе, понадобится воспользоваться мультиметром. Процедура проверки имеет следующий вид:

  1. Изначально необходимо проверить наличие питания в питающем проводе. Для этого мультиметр устанавливается в режим измерения постоянного напряжения, и прикасаемся щупами к первому и второму контакту фишки (B и C). При включении зажигания, на приборе должны отобразиться значения, равные напряжению бортовой сети. Если прибор не показывает напряжение, значит необходимо искать неисправность в питающем проводе. Перед проверкой провода питания, следует убедиться в целостности предохранителя F14, расположенного в салоне
  2. Наличие напряжения говорит о том, что питающие провода исправны, поэтому продолжаем проверять ДПРВ. Для этого щупами прикасаемся к контактам A и C (между плюсовым и сигнальным контактами), и включаем зажигание. При этом на приборе должно высветиться значение от 6 до 10 В, что говорит об исправности сигнального провода
  3. Третий способ подразумевает проверку целостности самого элемента. Для этого с обратной стороны фишки необходимо подсоединить два медных проводка (к контакту A и C). После этого подключить фишку к датчику, и включить прибор для измерения напряжения. Подносим к торцевой части элемента металлическую деталь (при включенном зажигании), и наблюдаем изменения показаний на мультиметре. Эти значения должны снизиться до 0,4 В. Если показания меняются, значит, ДПРВ исправен

Этими способами можно проверить исправность цепи и общую целостность ДПРВ. Однако изменения показаний мультиметра вовсе не означает, что датчик работает правильно. Более детальную проверку ДПРВ на Ланосе можно провести с помощью осциллографа.

Это интересно! Аналогичную процедуру проверки следует провести с новым ДПРВ, который планируется установить вместо старого. Это позволит исключить установку подделки или бракованного устройства.

Как заменить ДПРВ на Ланосе

Если вышеперечисленные диагностические процедуры удалось провести, то вопрос о замене ДПРВ на Ланосе уже не актуален. Самое главное — это знать место расположения детали. В этом вопросе мы детально разобрались, поэтому никаких трудностей не возникнет. Если датчика на вашем автомобиле Ланос нет, значит, у вас используется парно-параллельная система впрыска.

При замене ДПРВ нужно учесть некоторые рекомендации:

  1. При замене ДПРВ рекомендуется отключить клемму «минус» от аккумулятора. Делается это для того, чтобы обнулить ЭБУ. После установки нового устройства ЭБУ будет видеть новые значения
  2. Отсоединить детали, которые мешают доступу к элементу. Труднее всего осуществить снятие и замену ДПРВ на Ланосе 1.6, так как деталь располагается между шкивами распредвала, и чтобы ослабить крепление, понадобится снять боковой защитный кожух ГРМ
  3. При установке нового элемента обратить внимание на наличие специального уплотнительного кольца. Такое кольцо обычно идет в комплекте с ДПРВ, но может продаваться отдельно
  4. Устанавливать только такие ДПРВ, которые предназначены для конкретной модели авто. Какие датчики распредвала ставить на Ланос, выясним более подробно

После замены можно запускать двигатель, и сравнить его работу до процесса установки нового устройства. Процедура замены не трудная, и тем более, ДПРВ стоит не дорого, поэтому при малейших подозрениях на его неисправность, следует осуществлять своевременную проверку и замену.

Какой ДПРВ поставить на Ланос — артикул и заводские номера

Первым делом надо отметить, что ставить взамен вышедшего из строя датчика, следует только оригинал. Однако стоимость оригинала может напугать владельца автомобиля Ланос, так как стоит датчик фаз на Ланос от GM более 20 долларов. Изделие имеет артикул 10456507 и 94705176. Разные артикулы обусловлены производством датчиков разными странами.

Для автомобилей Сенс, Шанс и Ланос 1.4 с мелитопольскими двигателями выпускаются оригинальные датчики с каталожным номером 2111-370640 (российского производства). Стоимость таковых устройств составляет около 5 долларов. На Ланос 1.5 можно найти дешевые аналоги ДПРВ, например, от фирмы Shin Kum. Их цена составляет около 5 долларов, а отличаются они тем, что имеют полностью пластиковый корпус. Если купить такой ДПРВ, то прослужит он не долго, да и нет никакой гарантии того, что при работе он обеспечит подачу правильных показаний ЭБУ.

На Ланос 1.6 оригинальный датчик распредвала от GM имеет артикул 94705176, стоимость которого составляет от 30 до 40 долларов. Альтернативный вариант — 96253544/1311.0280 от компании CRB. Стоимость такого устройства составляет около 10 долларов. Покупать изделия других производителей, например, Extra, не имеет смысла, так как разница в цене составляет 3-4 доллара, но служат они не более нескольких дней.

Делая вывод о сказанном, надо отметить, что порой лучше не экономить, и сразу купить оригинальную запчасть, нежели установить новый ДПРВ, который с первого дня будет функционировать неправильно. Убедитесь в исправности ДПРВ на автомобиле, чтобы спать спокойно.

Проверка датчика фазы Bosch PG-3.1 двигателя ЗМЗ-409, принцип работы

Датчик положения распределительного вала, он же датчик фазы, на двигателе ЗМЗ-409 установлен в левой задней части в приливе головки блока цилиндров у четвертого цилиндра со стороны выпускного коллектора. Назначение датчика фазы — определение начала цикла работы двигателя и обеспечение формирования одиночного импульсного сигнала от прохода стального штифта-отметчика выпускного распределительного вала.

По информации с датчика фазы блок управления двигателем определяет момент установки поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке такта сжатия для расчета последовательности впрыска топлива согласно порядку работы цилиндров. 

Общее устройство, принцип работы и аналоги датчика положения распределительного вала Bosch PG-3.1 0 232 103 006.

Датчик положения распределительного вала является интегральным датчиком, включающим чувствительный элемент и вторичный преобразователь сигнала. Чувствительный элемент выполнен на эффекте Холла, который заключается в формировании ЭДС при воздействии или изменении магнитного поля. Вторичный элемент содержит мостовую схему, операционный усилитель и выходной каскад, выполненный в виде открытого коллектора.

Конструктивно датчик положения распределительного вала состоит из цилиндрического корпуса с чувствительным элементом и магнитом, основания датчика с фланцем и отверстием крепления, наголовника со схемой вторичного преобразователя, кабель связи в экранированный оболочке, трехконтактной вилки соединителя опрессованной на кабеле.

Монтажный зазор, измеренный между торцом датчика и верхней кромкой штифта-отметчика, должен быть в пределах 0.5-1.2 мм. Этот зазор не регулируется и обеспечивается при установке датчика на заводе-изготовителе. Подключение датчика фазы к жгуту проводов производится с помощью трехконтактной розетки с защелкой. Центральный сигнальный провод датчика, с целью защиты выходного сигнала от помех бортовой сети, выполнен экранированным.

Центр стального штифта-отметчика выпускного распределительного вала совпадает с началом или серединой первого, после выреза, зуба диска синхронизации. Ширина отметчика распределительного вала составляет не менее 24+-1 градусов положения распредвала. При появлении штифта-отметчика датчик фазы формирует сигнал низкого уровня, близкий к массе.

Аналоги датчика положения распределительного вала Bosch PG-3.1 0 232 103 006 : 406.3847050-01, 406.3847050-04, 406.3847050-05 или ДФ-1. Конструктивно эти датчики отличаются от Bosch PG-3.1 длиной кабеля связи и высотой наголовника.

Проверка датчика положения распределительного вала двигателя ЗМЗ-409.

Первоначальная проверка датчика фазы производится без его снятия с двигателя. При включенном зажигании вольтметром измеряется напряжение на выводе «1» колодки жгута проводов, минусовой щуп вольтметра при этом должен быть подсоединен к «массе» двигателя. На выводе должно быть напряжение +12 Вольт, в противном случае присутствует неисправность в цепи питания датчика.

Для полной проверки датчика его необходимо снять с двигателя и собрать электрическую схему показанную ниже. После подключения +12 Вольт от источника питания светодиод должен загореться и сразу погаснуть. При перемещении вблизи торца датчика фазы отвертки или пинцета светодиод должен кратковременно загораться. Если светодиод не горит, то датчик неисправен и его необходимо заменить.

Внешние проявления неисправности датчика фазы Bosch PG-3.1 0 232 103 006 и возможные способы их устранения.

В случае неисправности или выхода из строя датчика фазы, контроллер системы управления двигателем ЗМЗ-409 при работающем двигателе включает сигнальную лампу неисправности Check Engine, а его система бортовой самодиагностики выдает коды неисправностей :

Микас 7.2

054 — неисправность цепи датчика положения распределительного вала (датчика фазы)

Микас 11 и Bosch ME17.9.7

0340 — неисправность цепи датчика положения распределительного вала (датчика фазы)
0342 — низкий уровень сигнала цепи датчика положения распределительного вала (датчика фазы)
0343 — высокий уровень сигнала цепи датчика положения распределительного вала (датчика фазы)

Одновременно блок управления переходит из режима распределенного фазированного впрыска топлива на резервный режим распределенного парафазного впрыска топлива одновременно во все цилиндры. На этом режиме значительно возрастает расход топлива и увеличивается токсичность отработавших газов, поэтому неисправный датчик фазы нужно проверить и заменить при первой возможности.

Возможные причины неисправности датчика фазы :

— датчик вышел из строя или не подключен к жгуту проводов,
— обрыв или замыкание на массу выходной цепи датчика,
— обрыв или переполюсовка проводов питания датчика,
— наличие воды в соединителе датчика,
— ослаблено крепление датчика,
— повышенный или пониженный монтажный зазор между торцом датчика и отметчиком распределительного вала
— повышенное радиальное биение распределительного вала,
— повреждение или отсутствие отметчика распределительного вала,
— неправильная установка шестерни распределительного вала или отметчика,
— неисправность входного канала электронного блока управления.

Если сигнальная лампа неисправности Check Engine загорается бессистемно на холостых оборотах двигателя, но гаснет при повышенных оборотах холостого хода, а система самодиагностики фиксирует указанные выше коды неисправностей, то необходимо : проверить возможные торцевые биения штифта-отметчика распределительного вала и устранить их, а также проверить контакт экранирующей оболочки кабеля датчика с массой двигателя.

Похожие статьи:

  • Когда делать капитальный ремонт двигателя, признаки естественного износа двигателя, методы капитального ремонта классических двигателей внутреннего сгорания.
  • Как проверить состояние термоклапана ЗМЗ-40911, проверка исправности термосилового датчика, размеры сопрягаемых деталей термоклапана.
  • Как уменьшить расход масла на двигателе ЗМЗ-405, ЗМЗ-406, ЗМЗ-409, доработка крышки клапанов головки блока цилиндров для уменьшения расхода масла на угар.
  • Поиск неисправностей в системе управления двигателем ЗМЗ-405, ЗМЗ-406 и ЗМЗ-409 Евро-2 с блоками управления Микас-5.4, Микас-7.1 или Микас-7.2.
  • Головка цилиндров, клапанный механизм и привод распределительных валов двигателей ЗМЗ-405, ЗМЗ-406, ЗМЗ-409, места контроля, предельные размеры, устранение дефектов.
  • Блок цилиндров, поршень, шатун, промежуточный и коленчатый вал двигателей ЗМЗ-405, ЗМЗ-406, ЗМЗ-409, места контроля, предельные размеры, устранение дефектов при ремонте.

Моделирование параметра распределения трехфазного датчика напряжения D-Dot

[1] Metwally I A. Коаксиальный D-точечный зонд: разработка и тестирование [C]. Электроизоляция и диэлектрические явления, 1995. Годовой отчет. Конференция на. IEEE, 1995: 298-301.

DOI: 10.1109 / ceidp.1995.483722

[2] Ю Мэнтин, Ван Цзинган, Вэнь Шэндун, Сюн Лан. Исследование бесконтактного трансформатора потенциала индукции заряда на основе обратной задачи электрического поля. Электрические измерения и приборы.2012 (10): 82-85.

[3] Фэн Цзяньцинь, Ван Цинмин, Дин Лифэнь, Цяо Чжи. Текущее состояние исследований и тенденции развития электронного трансформатора напряжения.Трансформатор. 2010. 11 (11): 40-42 (на китайском языке).

[4] Такуро Кубо, Тацуя Фурукава, Хидеаки Ито, Хисао Фукумото и Хироши Вакуя.Численный анализ электрического поля системы распределения мощности, контролирующей состояние датчика, с учетом схемы и аппаратуры измерения.

DOI: 10.1541 / ieejfms.131.171

WISH: датчик изображения волнового фронта с высоким разрешением

Чтобы проверить предложенный метод измерения волнового фронта, мы построили настольный прототип (рис.2а). Мы осветили систему зеленым светом, генерируемым с помощью модульного диодного лазера с длиной волны 532 нм (Z-LASER Z40M18B-F-532-PZ). Мы модулировали фазовое распределение падающего света, используя только фазовый SLM (HOLOEYE LETO, разрешение 1920 × 1080, размер шага 6,4 мкм). Поскольку SLM работает в режиме отражения, мы вставили светоделитель 25,4 мм, чтобы направлять поле в датчик. Расстояние между ПЛМ и датчиком ~ 25 мм. В качестве сенсора используется 10-битная немецкая камера Basler Ace (acA4024-29um), оснащенная CMOS-сенсором Sony IMX-226 (1.Шаг пикселя 85 мкм, разрешение 4024 × 3036).

Рис. 2: Восстановление волнового фронта высокого разрешения с помощью WISH.

a Экспериментальная установка WISH. Зеленая стрелка показывает, как поле распространяется внутри датчика. b Оценка поля u с высоким разрешением восстанавливается путем итеративного применения ограничений измерения интенсивности на плоскости датчика и усреднения оценок из нескольких шаблонов на плоскости SLM. c Чтобы восстановить падающий волновой фронт из запыленного отпечатка пальца, мы спроецировали восемь случайных фазовых диаграмм на SLM и сделали соответствующие изображения.После выполнения алгоритма WISH восстанавливаются реконструкции амплитуды и фазы с высоким разрешением.

Во время сбора данных на SLM проецировались шаблоны множественной фазовой модуляции. Шаблоны SLM модулировали входящее оптическое поле перед тем, как распространиться на датчик, который записывал 2D-изображения, соответствующие интенсивности поля в плоскости датчика. Фазовая информация модулированного поля не была записана 37 . Множественные некоррелированные измерения были записаны с различными шаблонами SLM, чтобы алгоритм мог восстановить фазу.В идеальной настройке шаблон SLM должен быть полностью случайным, чтобы свет рассеивался на все пиксели датчика, чтобы улучшить сходимость и точность алгоритма итеративного поиска 30,36 . Однако эффект перекрестных помех от SLM становится серьезной проблемой, особенно для высокочастотных шаблонов, что ухудшает качество восстановленного изображения 30,31 . {i} \ circ u} \ right)} \ right |} \ right \ | $$

(2)

Это задача восстановления фазы, которая является нелинейной и невыпуклой.Для решения такой задачи существует множество качественных алгоритмов 25,26,27 . Здесь мы применяем алгоритм 25 Гершберга-Сакстона (GS) для восстановления поля и путем чередования проекций между SLM и плоскостью датчика, как показано на рис. 2b. Подробный вывод и реализацию алгоритма можно найти в дополнительном разделе S1.

Чтобы правильно восстановить неизвестное поле, требуется минимальное количество измерений K , чтобы алгоритм сходился.Интуитивно понятно, что более сложное поле и требует большего количества измерений в качестве входных данных. Когда доступна априорная информация о неизвестном объекте, такая как разреженность или поддержка, потенциально требуется гораздо меньше измерений. 33,35,38 . В нашей работе к неизвестному полю не применяется никаких ограничений, чтобы сделать наш датчик пригодным для объектов с произвольным фазовым распределением. Более подробное обсуждение можно найти в дополнительном разделе S2, а количество измерений для каждого эксперимента указано в разделе «Метод».

Разрешение WISH определяется размером пикселя SLM δ SLM , размером пикселя сенсора камеры δ сенсора и расстоянием между ними z . Как показано в дополнительной информации (Раздел S3), в большинстве случаев, когда δ SLM больше, чем δ сенсора , разрешение ограничено δ сенсором , так как при условии, что z достаточно велик, чтобы каждый пиксель датчика мог принимать поле от нескольких пикселей SLM.В результате, хотя в нашем эксперименте используются плавные модели SLM (т. Е. Большой эффективный размер пикселя SLM), WISH предлагает полное разрешение сенсора.

Чтобы экспериментально продемонстрировать, как работает WISH, мы изобразили отпечаток пальца на предметном стекле микроскопа с присыпкой, который расположен на расстоянии ~ 76 мм от сенсора. Как показано на рис. 2c, восемь случайных шаблонов последовательно проецировались на SLM, а соответствующие изображения были захвачены датчиком CMOS. На основе представленного алгоритма WISH были получены как амплитуда, так и фаза с высоким разрешением.Фазовое распределение гребневых узоров значительно различается, поскольку порошок отпечатка пальца случайным образом рассеивает свет.

Поскольку WISH предлагает уникальную возможность одновременного измерения амплитуды и фазы с высоким разрешением, он становится мощным инструментом для решения обратных задач построения изображения с детерминированными или даже случайными передаточными функциями. Здесь мы представляем три приложения, чтобы продемонстрировать, что WISH можно применить ко всему диапазону пространственных масштабов. В телескопическом масштабе мы впервые демонстрируем дифракционно ограниченное изображение высокого разрешения с использованием линзы Френеля с большой апертурой, но низкого качества.В макроскопическом масштабе мы показываем полезность WISH для получения изображений с высоким разрешением объектов, скрытых из-за рассеяния. В микроскопическом масштабе мы превращаем WISH в безлинзовый микроскоп для получения биологических изображений с высоким пространственным и временным разрешением.

Пример приложения I: получение изображений на больших расстояниях с дифракционным ограничением с помощью линзы Френеля

Во многих приложениях для получения оптических изображений или компьютерного зрения, таких как астрономические наблюдения, спутниковая съемка и наблюдение, устройство формирования изображений располагается очень далеко от объекта.Однако, чтобы сделать снимок человека на расстоянии 1 км с помощью обычного датчика, например, потребуется телеобъектив, который содержит десятки отдельных линз для компенсации дифракционного размытия и аберраций (рис. 3a). Вместо этого мы предлагаем объединить WISH с легкой и недорогой линзой Френеля для достижения тех же характеристик. Линза Френеля играет здесь две важные роли: (а) увеличивает эффективный размер апертуры и (б) фокусирует свет на небольшую область для улучшения отношения сигнал / шум.Однако сама по себе линза Френеля не может дать высококачественное изображение на датчике из-за аберраций и искажений 39 . WISH позволяет нам вычислительно компенсировать эти аберрации и искажения, тем самым обеспечивая компактное изображение с большой апертурой и ограничением дифракции.

Рис. 3: Получение изображений с микронным разрешением с расстояния в несколько метров с помощью комбинации WISH и линзы Френеля.

a Для получения изображений на большие расстояния обычному датчику изображения необходим телеобъектив для получения высококачественных изображений.При использовании WISH для достижения тех же характеристик достаточно линзы Френеля с большой диафрагмой и низкого качества. b Иллюстрация экспериментальной установки. c , d Восстановленные амплитуда и фаза линзы Френеля диаметром 76,2 мм после процесса калибровки соответственно. e Результаты разрешения цели ВВС США. Слева: изображение, полученное непосредственно линзой Френеля. На изображении не видно никаких деталей. В центре: восстановленная интенсивность на основе нашего алгоритма.Особенность с наилучшим разрешением — это линия шириной 12,40 мкм в группе 5, элемент 3. Справа: чистая правда путем замены линзы Френеля на высококачественную линзу с диафрагмой диаметром 38,1 мм. Наилучшим разрешением является линия шириной 22,10 мкм в группе 4, элементе 4. Эти результаты показывают, что мы восстанавливаем почти ограниченное дифракцией разрешение с линзой Френеля диаметром 76,2 мм. f Испытывают два биологических предметных стекла из семенников кролика и пищевода собаки. Слева: фотографии крупным планом, сделанные камерой мобильного телефона.В центре: изображение, полученное непосредственно линзой Френеля. Справа: восстановленная интенсивность на основе алгоритма WISH

Чтобы продемонстрировать эту возможность, мы получили изображения объектов на расстоянии 1,5 м с помощью линзы Френеля диаметром 76,2 мм (рис. 3b). Сложный объект x освещается известным распределением фазы L (например, постоянной фазой для коллимированного источника света или квадратичной фазой для точечного источника). {{\ mathrm {- 1}}} \ circ P_ {- z _ {\ mathrm {2}}} u _ {{\ mathrm {30}}} $$

(5)

Процесс калибровки требуется только один раз для данного объектива и не требует повторения при изменении объекта или настройки.На рисунках 3c, d показаны калиброванные амплитуда и фаза линзы Френеля (Edmund Optics # 43-013) с фокусным расстоянием 254 мм. Увеличенные изображения в × 5 и × 25 демонстрируют детали восстановленного поля. Амплитуда показывает, что линза имеет эффективный диаметр ~ 76,2 мм, который в основном состоит из концентрических окружностей с дефектами из-за производственных дефектов. Фаза примерно квадратичная с большими аберрациями.

Для количественной оценки в качестве объекта использовалась стандартная тестовая таблица разрешения ВВС США 1951 года (рис.3д). Во-первых, мы непосредственно захватили изображения с помощью линзы Френеля с нулевой фазой на SLM, как показано в левом столбце. Из-за огромных аберраций линзы Френеля ни одна из деталей не распознается на изображении. После реконструкции результат в среднем столбце показывает, что признаки могут быть хорошо разрешены до группы 5, элемента 3 (ширина линии 12,40 мкм). Поскольку очень сложно найти объектив без аберраций с таким же размером диафрагмы, как у линзы Френеля для прямого сравнения, мы получили достоверные изображения с помощью высококачественного объектива (Thorlabs AC508-250-A-ML и 38.Диаметром 1 мм), диаметр которой вдвое меньше диаметра линзы Френеля. Лучше всего разрешаемая характеристика, зафиксированная высококачественным объективом, — это группа 4, элемент 4 (ширина линии 22,10 мкм). Поскольку размер дифракционного размытия обратно пропорционален размеру апертуры, мы можем сделать вывод, что наименьшая видимая линия для линзы диаметром 76,2 мм с дифракционным ограничением имеет ширину 11,05 мкм, что аналогично разрешению в нашей реконструкции. Таким образом, WISH может почти достичь разрешения, ограниченного дифракцией, используя большую линзу Френеля с сильными аберрациями.

Кроме того, мы протестировали два подготовленных предметных стекла для биологических микроскопов от AmScope, чтобы продемонстрировать, что микроэлементы могут быть обнаружены на расстоянии 1,5 м. По сравнению с целью ВВС США эти образцы более сложны, потому что они не бинарные, что снижает контраст между передним и задним планами. На рис. 3f первый столбец представляет собой поперечный разрез семенников кролика и показывает клетки диаметром 200 мкм, распознаваемые с помощью мелких деталей, таких как ядра и мембраны. Второй столбец — это поперечный разрез пищевода собаки.По сравнению с полностью искаженным изображением, которое было получено непосредственно линзой Френеля, на нашем восстановленном изображении видны прозрачные кровеносные сосуды диаметром 20–150 мкм. На заднем плане видны кольцевые артефакты из-за небольшого перекоса в эксперименте.

Пример приложения II: визуализация через рассеивающую среду

Видение сквозь туман или под кожей является чрезвычайно сложной задачей из-за рассеивания. Как показано на рис. 4а, если человек спрятан за рассеивающей средой, большинство ключевых характеристик теряется при съемке обычной камерой.Было показано, что передаточная функция объемных рассеивающих сред может быть смоделирована как сложная линейная система (называемая матрицей рассеяния или матрицей пропускания), и эта система может быть инвертирована (эффекты рассеяния отменяются), если могут быть выполнены полные измерения поля. получается на датчике 8,28,40,41 . Измеряя фазовое искажение и инвертируя его с помощью вычислений, WISH может восстановить объекты, скрытые тонким рассеивателем. Как показано на рис. 4b, волновой фронт от объекта рассеивается сильно случайным диффузором D на расстоянии z 1 .Фокусирующая линза, которая моделируется как квадратичное фазовое распределение Φ , линза , собирает рассеянный свет для WISH. Однако этот объектив не является обязательным, если диффузор находится рядом с датчиком.

Рис. 4: Просмотр через диффузор без потери разрешения по WISH.

a Чтобы отобразить объект (например, человека) через рассеивающую среду, обычные камеры записывают только случайные спекл-структуры, а WISH может восстановить четкий объект. b Иллюстрация экспериментальной установки. c Восстановленная фаза диффузора после калибровки. Волновой фронт, достигающий диффузора, рассеивается из-за этих случайных фазовых аберраций. d Цель разрешения ВВС США используется для оценки разрешения нашей системы. В левом столбце показаны изображения, полученные с помощью диффузора. В среднем столбце показаны восстановленные изображения. Для сравнения изображения, снятые без диффузора, считаются достоверными и отображаются в правом столбце. e Результаты для звезды Siemens и логотипа нашей лаборатории.Эти результаты показывают, что WISH может найти скрытый объект без потери разрешения.

Во-первых, мы калибруем рассеиватель, освещая его коллимированным светом с дальней стороны. WISH измеряет рассеянное поле на плоскости SLM v 40 , а поле диффузора можно рассчитать следующим образом:

$$ D = P _ {{\ mathrm {-}} z _ {\ mathrm {2}}} {\ mathrm {(}} {{\ Phi}} _ {{{линза}}} \ circ P _ {{\ mathrm {-}} z _ {\ mathrm {3}}} v _ {{\ mathrm {40}} } {\ mathrm {)}} $$

(6)

После калибровки за диффузором помещается скрытый объект.{- 1} \ circ P_ {- z_2} ({{\ Phi}} _ {lens} \ circ P_ {- z_3} v_4)) $$

(7)

Для тестирования системы мы визуализировали различные объекты через диффузор диаметром 25,4 мм (Edmund Optics 47-988). Объекты помещались в 80 см за диффузором и освещались коллимированным лазерным лучом. После того, как свет от объекта проходит через рассеиватель, волновой фронт объединяется линзой диаметром 50,8 мм с фокусным расстоянием 180 мм (Thorlabs AC508-180-A) и фиксируется WISH ( z 3 = 18 см. ).

Калиброванный фазовый профиль диффузора показан на рис. 4в. С левой стороны показан весь диффузор диаметром 23,8 мм, а с правой стороны — три увеличенные области. Эта фазовая карта соответствует физической высоте структур на диффузоре, который случайным образом дифрагирует свет и вызывает большие фазовые аберрации. Для направления с наибольшим градиентом фазовый сдвиг 2π составляет ~ 7 пикселей (31,5 мкм). Амплитудная часть рассеивателя почти плоская и не важна, так как рассеиватель не поглощает много света.

Мы сделали снимки диаграммы разрешения ВВС США, чтобы оценить эффективность реконструкции (рис. 4d). В левом столбце показаны изображения, полученные напрямую с помощью диффузора. Из-за случайной фазы от диффузора это изображение содержит только спекл-структуры без видимой информации при когерентном освещении. В среднем столбце искажение от диффузора удалено с помощью вычислений, а объект восстановлен с использованием предлагаемого нами метода. Для сравнения в правом столбце отображаются изображения, снятые без диффузора.Центральные области, выделенные красным, увеличиваются и отображаются в нижнем ряду. Для реконструкции наилучшим разрешимым признаком является группа 4, элемент 2 с шириной стержня 27,84 мкм. Истина (без диффузора) показывает, что наименьший размер элемента составляет 24,80 мкм (группа 4, элемент 3). Хотя диффузор полностью уничтожает поле, наш алгоритм устраняет почти все искажения и восстанавливает объект. Поскольку в нашем алгоритме нет объектных ограничений, можно аналогичным образом реконструировать различные объекты.На рисунке 4c показаны результаты со звездой Siemens и логотипом нашей лаборатории. Хотя необработанные захваченные изображения выглядят случайными из-за диффузора, реконструкция сравнима с наземными изображениями, полученными без диффузора.

Подобно Katz et al. 8 , легко расширить наш метод от пропускающего режима до отражающего режима, который может быть полезен для таких приложений, как осмотр за углом с рассеянной стеной 22,42 .

Пример приложения III: безлинзовая микроскопия

Поднося образцы к датчику, мы можем преобразовать WISH в систему безлинзовой микроскопии.Использование безлинзовых методов визуализации позволяет создавать чрезвычайно легкие и компактные микроскопы 43 . Новаторская работа продемонстрировала применение в голографии 44 , флуоресценции 45 и трехмерной визуализации 46,47 . Хотя микроскоп на основе линзы имеет компромисс между полем зрения (FOV) и разрешением, микроскопия без линз предлагает высокое разрешение при сохранении большого FOV.

Мы протестировали WISH как безлинзовый микроскоп, измерив мишень со стандартным разрешением и биологические образцы.Как показано на рис. 5а, мы получили изображение большой области цели ВВС США с наименьшими видимыми деталями в группе 6, элемент 5 (ширина полосы 4,92 мкм). В настоящее время из-за необходимости светоделителя разрешение ограничено пространством между образцом и ПМС. Замена отражающего ПМС на пропускающий ПМС является потенциальным решением для увеличения пространственного разрешения. На рисунке 5b показана реконструкция клеток ландыша (Convallaria majalis). Три подобласти увеличены, чтобы показать характерные особенности образца.

Рис. 5: WISH для микроскопии без линз.

a Реконструкция цели разрешения ВВС США с большим полем обзора (5 мм × 5 мм) и высоким разрешением (ширина полосы 4,92 мкм). b Реконструкция разреза ландыша. Три увеличенных изображения показывают детали характерных областей. c Четыре кадра реконструированного видео (10 Гц) Caenorhabditis elegans, живущего на агаре

Возможность наблюдать динамическую сцену также имеет решающее значение для понимания поведения живых образцов.Оптимизируя синхронизацию между SLM и датчиком, мы достигаем скорости сбора данных до 20 Гц (см. Методы). Во время реконструкции в алгоритм вводятся восемь кадров со скользящим окном из двух кадров, что приводит к восстановлению видео с частотой кадров 10 Гц. Предполагая, что изменение между соседними кадрами невелико, сводную реконструкцию из предыдущего кадра можно использовать в качестве инициализации следующего кадра, что значительно ускоряет восстановление. В качестве иллюстрации мы сделали видео с Caenorhabditis elegans, живущим на агаре.Несколько кадров восстановленного видео показаны на рис. 5в. Хотя текущий прототип может обеспечить получение изображения полного волнового фронта с высоким разрешением только ~ 10 Гц, это не фундаментальное ограничение предлагаемой конструкции, а ограничение, налагаемое выбором SLM. Используя более быстрые SLM 48 , мы можем достичь 100–1000 Гц, высокого разрешения, возможности измерения всего волнового фронта с использованием конструкции WISH.

Датчики нового поколения для современной электросети

Электрораспределительные системы долгое время избегали многих форм модернизации электросетей из-за недостатка оперативной осведомленности в форме точных, точных измерений напряжения и тока в воздушных цепях.Операционные программы, такие как поиск неисправностей, изоляция и восстановление питания (FLISR) и оптимизация напряжения / вольтампер-реактивности (VVO), являются проверенными технологиями на демонстрационных проектах. Однако широко распространенная экономически эффективная адаптация этих современных сетевых программ в Orange и Rockland Utilities (O&R), входящей в состав Consolidated Edison Co. (ConEd), требует повсеместного и надежного определения сети с особыми требованиями к точности и установке.

Отчасти это результат современной концепции энергосистемы O&R, смоделированной по образцу распределенной системы управления генерирующей установкой.Видение O&R для сети состоит в том, чтобы все устройства управления и измерения приборов передавали данные обратно на центральный сервер, который содержит логику для оркестровки программ на основе моделей для управления глобальной открытой сетью воздушных цепей. Этот контроль может быть дополнен резервной, автономной автоматизацией в полевых условиях, например, быстродействующим устранением неисправностей и секционированием схемы повторного включения вместо FLISR во время сбоя связи.

O&R признает, что традиционный метод установки измерительных трансформаторов — трансформаторов тока (CT) и трансформаторов напряжения (PT) — для измерения вольт и ампер в воздушных цепях неприемлем для современной распределительной сети.Это связано со многими факторами, включая ограниченное пространство наверху полюсов, базовый импульсный уровень (BIL), точность и калибровку, а также соображения безопасности для вторичных сигналов высокой энергии.

Невозможность добавить новые сенсорные технологии к существующему полюсному оборудованию также является проблемой. Примером этого является необходимость использования реклоузера с верхним полюсом в точке соединения распределенных энергоресурсов (DER) для контроля напряжения и тока генерации в системе диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).Эта проблема подчеркивается в усилиях New York Joint Utilities по выявлению и определению недорогих вариантов мониторинга и контроля.

Первая попытка

Один из первоначальных грантовых проектов Агентства энергетических исследований и развития штата Нью-Йорк (NYSERDA) в 2010 году продемонстрировал новые сенсорные технологии, интегрированные в традиционные опорные устройства с возможностью подключения SCADA. Вторичной целью было использование одного и того же контрольного измерителя, выполняющего двойную функцию в качестве узла контроля качества электроэнергии (PQ).Устройство, выбранное для новаторской конструкции полюса, представляло собой переключаемую конденсаторную батарею с воздушным распределением. Компания O&R добавила трехфазные датчики напряжения и тока на линии постов, а также измеритель автоматизации, запрограммированный на замену традиционных контроллеров розеток такими функциями, как датчик тока нейтрали. Расчетные значения, индикаторы и функции управления для выбранного контроллера конденсатора / измерителя коэффициента мощности были отправлены по сети связи SCADA и визуализированы в человеко-машинном интерфейсе.

Исследование, проведенное в рамках гранта NYSERDA, концептуально подтвердило использование сенсорной техники для мониторинга и управления.Однако высокая стоимость конструкции, неточность измерений (приблизительно оцениваемая по значениям соседних, восходящих и нисходящих устройств повторного включения) и частота отказов сигналов датчиков препятствовали широкому развертыванию.

Новый подход

Инженеры

O&R подумали о том, как они могут более эффективно подойти к тестированию датчиков и разработке технологий. Что касается распределенных систем управления генерирующими установками, датчики часто калибруются и устанавливаются в трех экземплярах для обеспечения долговременной точности. Например, система управления давлением природного газа может использовать логическую процедуру голосования «два из трех» для активного отклонения резко отклоняющегося значения измеренного давления.

Хотя это может быть слишком богатым для широко распространенного подхода к современной электросети, эта концепция может быть использована для долгосрочной точности и прецизионного испытательного стенда для оценки новых типов технологий измерения напряжения и тока вместо прежних установок. и молиться подход. Компания O&R нашла идеальное место для проведения испытаний на недавно установленном солнечном поле мощностью 2 МВт, которое могло бы обеспечить динамический источник электричества, бросающий вызов точности датчиков.
Несколько пролетов подвесного распределительного провода 13,2 кВ над контролируемой землей общего доступа — до точки соединения с воздушной цепью O&R — дадут место для ряда систем датчиков.В этом DER также было распределительное устройство в металлической оболочке, в котором размещены как защитные, так и коммерческие трансформаторы тока и трансформаторы тока, вторичные сигналы которых уже были перехвачены удаленно с помощью траншеи для целей мониторинга.

Устав проекта

Какие атрибуты требовались для обслуживания и ремонта в сенсорной системе следующего поколения?

• Энергетической компании требовалась возможность установки датчика непосредственно на воздушной линии, подвешивая его на проводе, чтобы преодолеть сложность интеграции с опорой.Приоритетом также была адаптируемая сенсорная технология, позволяющая в будущем интегрировать устройства с опорой на столб.

• Аналоговый датчик с низким энергопотреблением (LEA) с сигналом от 0 до 10 В переменного тока на аналоговом входе измерителя обеспечит простоту интеграции автоматизации и безопасность работников. Эксклюзивная передача данных с помощью беспроводных датчиков не могла бы удовлетворить потребности O&R в локальной автоматизации в реальном времени, поэтому прямые сигналы датчиков должны быть доступны в качестве входов измерителя PQ в блоке автоматизации полюсов.

• Датчики потребуют встроенной цифровой калибровки для обеспечения исключительной стандартной точности.Цель составляла ± 1% от полной шкалы. Кроме того, датчики должны будут демонстрировать подтвержденную с течением времени точность по цене, которая позволит широко использовать
без чрезмерного количества отказов.

Выбрав требуемые атрибуты датчика, O&R от начала до конца рассмотрел соответствующие задачи проекта:

• Определить потенциальные технологии

• Заключить коммерческие соглашения с желающими продавцами

• Выполните стендовые испытания для понимания технологии и подтверждения производительности.

• Установите готовые к эксплуатации сенсорные системы на испытательном стенде для долгосрочных испытаний.

• Интеграция сигналов датчиков в GPS-измерители PQ с системой сбора данных для 24/7 поминутного сравнения и анализа больших данных осциллограмм событий

• Постоянно анализируйте данные полевых испытаний в качестве группы обслуживания и ремонта / поставщика; диагностировать аномалии; и развернуть программное обеспечение, прошивки, обновления алгоритмов и усовершенствованное оборудование

• Повторяйте процесс до тех пор, пока желаемая производительность не станет весьма вероятной в течение длительного периода.

Последним шагом было создание многолетнего бюджета проекта и подача заявки на участие в проекте исследования и разработки (НИОКР) общих сервисов ConEd / O&R. Отдел исследований и разработок Con Edison с самого начала руководил проектом по разработке сенсоров, финансируемым эксплуатационными и научными разработками, в результате чего в Con Edison было реализовано несколько дополнительных проектов. Эти проекты используют сенсорную технологию Micatu в уникальных приложениях.

Идентификация технологии

DistribuTECH 2015 стал важным показом для O&R. Команда определила трех поставщиков с сенсорными технологиями на альфа- и бета-стадиях разработки.O&R провела стендовые испытания на двух площадках поставщиков; третий производитель не смог приостановить производство своей сенсорной технологии.

Стендовые испытания включали надежно оборудованную лабораторную зону высокого напряжения с оборудованием для генерации сигналов, которое имитировало высоковольтную воздушную линию. Высокоточные ступенчатые трансформаторы и изолированные витки низковольтных проводников для тока запитывались и приводились в действие генераторами сигналов OMICRON с программным управлением. Генератор сигналов успешно возбудил измерительный трансформатор 120/7620 В, а высокоточный делитель напряжения использовался для подтверждения выхода высоковольтного трансформатора.Платформа модульных оптических датчиков Micatu m410 была подключена к одному измерителю PQ Dranetz Technologies.

Второй измеритель PQ с токоизмерительными клещами и низковольтными входами был подключен параллельно для независимой проверки измерений сенсорной системы Micatu GridView RG235. Серии рецептов генератора сигналов для напряжения, а также текущих установившихся и переходных событий были зафиксированы в обоих наборах измерителей PQ и сопоставлены. Эти лабораторные испытания подтвердили, что O&R убедился в том, что установка системы датчиков Micatu GridView RG235 в полевых условиях не станет неуправляемым бременем при устранении неисправностей и замене линии.

Только Micatu подходил для долгосрочных полевых испытаний из-за неспособности другого поставщика передать сигналы LEA в локальный измеритель. Следующим шагом для линейных монтажников была имитация установки сенсорной системы Micatu GridView RG235 на обесточенной тренировочной площадке O&R. Имел ли Микату какое-либо представление о трех с половиной годах пути улучшения продукта и непрерывного развития, в который он собирался приступить?

Чтобы поддержать огромные долгосрочные усилия по развитию, Micatu подала в NYSERDA заявки на получение различных уведомлений о возможностях программы и получила грант в дополнение к полученному O&R финансированию НИОКР и собственным инвестициям в развитие.NYSERDA признала ценность этого партнерства между коммунальным предприятием в Нью-Йорке и производителем, и коллективная поддержка окупилась.

Долгосрочные полевые испытания

В сенсорной системе GridView RG235 компании

Micatu используется оптоволоконный свет, проходящий через кристалл, подверженный влиянию магнитного поля, и второй кристалл, подверженный влиянию электрического поля, для измерения напряжения и тока. Интегрированный источник света и приемник заключены в прямоугольный металлический корпус размером с долларовую купюру, который прикреплен к одному концу многожильного, прочного оптоволоконного кабеля длиной 50 футов (15 м), который подключается к коробка автоматики днища полюса.Другой конец прикреплен к нижней части корпуса датчика, который подвешен на оголенной высоковольтной линии, которая содержит измерительные кристаллы в корпусе изолятора. Физическим объяснением этой сенсорной технологии является закон Фарадея и тензор магнитной проницаемости кристалла для вращения поляризованного света для измерения первичного тока на линии, проходящей через шарнирный железный магнитный фокусирующий сердечник. Отдельный, другой кристалл использует эффект Поккельса, также известный как линейный электрооптический эффект, в котором оптическое двулучепреломление пропорционально электрическому полю, приложенному к детектирующему кристаллу.Этот электрооптический эффект используется для прямого измерения напряженности поля, которая пропорциональна напряжению, приложенному к зажимам подвески датчика, которое создает электрическое поле в основании изоляционного тела датчика. Датчик напряжения экранирован в основании корпуса изолятора, который блокирует соседние поля, и поддерживается проводящими подвесными зажимами.

Необязательно иметь докторскую степень по физике, чтобы использовать сенсорную систему Micatu GridView RG235 и оценить результаты работы сенсора.Доказательство — данные испытаний. Датчик поддерживается двумя компрессионными зажимами на неизолированной линии. В сочетании с нижним заземляющим контактом датчика, датчик весом 12 фунтов (5,4 кг) надежно удерживается на месте даже при сильном ветре, и можно использовать проводник любого размера. Компания O&R в течение многих лет тестировала датчики на алюминиевом проводе №2, и во время проверок не было обнаружено видимых повреждений проводника. Шарнирные токовые клещи крепятся вокруг того же провода для измерения тока. Конец оптоволоконного кабеля имеет сальниковое уплотнение, собранное вокруг кабеля после того, как он проходит в коробку автоматики, и, наконец, вставляется в гнездо основного блока сенсорной системы в m410.Из-за заводского корпуса не требуются полевые оптоволоконные заделки. M410 обеспечивает калиброванный и масштабированный сигнал от 0 до 10 В переменного тока для каждого напряжения и тока, которые подключены к аналоговым входам измерителя. M410 питается от 12 В до 24 В постоянного тока, и у него есть больше функций и возможностей, помимо простого измерения, которые O&R намеревается тестировать и использовать с течением времени.

Преимущества сенсоров и извлеченные уроки

Как компания, производящая оптоволоконные датчики, Micatu все еще предстояла значительная эволюция после завершения лабораторных испытаний.Метаморфоза продукта, произошедшая за последние три года развертывания полевых испытаний, значительна. Встреча в DistribuTECH и коммерческое соглашение между O&R и Micatu начали приносить дивиденды во время первой пробной установки с линейными монтажниками.

Невозможно переоценить важность обратной связи с линейными монтажниками для разработки продукта, предназначенного для использования в полевых условиях; Предлагаемый сегодня датчик сильно отличается от продукта, который использовался при первой инсталляции. Было внесено множество изменений, от мелких деталей — таких как переход на разъемный медный болт для крепления к съемному заземляющему / экранированному проводу — до гораздо более сложных задач, таких как устранение необходимости в полевой подготовке любых оптоволоконных заделок.

За счет интеграции источника света и приемника в модульную прямоугольную коробку, прикрепленную к концу волокна, Micatu упростила установку. Монтаж линейными монтерами на протяжении многих лет позволил сделать некоторые важные выводы. Например, для линий наименьшего диаметра требуется обжимной алюминиевый зажим, чтобы зажимы датчика плотно прилегали и при этом могли зажимать провод диаметром 500 мкм; улучшена балансировка точки захвата датчика для классов более высокого напряжения, на которые нельзя надевать перчатки; и, что наиболее важно, рабочие практики, методы и устройства были отрегулированы на основе отзывов линейных специалистов.

Еще не все

O&R сосредоточился на понимании продукта датчика Micatu и принятии решения о том, достаточно ли он разработан, чтобы оправдать обязательства по долгосрочным полевым испытаниям. Идея состоит в том, чтобы разместить датчик в поле для сбора синхронизированных по времени данных о напряжении и токе GPS (минимальное, максимальное, среднее) каждую минуту для сравнения с трансформаторами тока и трансформаторами тока, измеряющими один и тот же электрический выход фотоэлектрических элементов. Однако тестирование проводится на реальной воздушной линии, а не в контролируемых лабораторных условиях.Хитрость заключается в том, чтобы разместить лабораторную систему сбора данных в полевых условиях и подключить ее к датчикам и трансформаторам на токоведущих проводниках. Материалы испытательной установки были закуплены, установлены и введены в эксплуатацию в полевых условиях, и начался сбор данных.

В следующей статье O&R расскажет о результатах полевых испытаний и извлеченных уроках, а также о задачах, выполненных для производственного развертывания и эксплуатации. ♦

Дж. П. Лагленн (JP Laglenne) — главный инженер по автоматизации в Orange и Rockland Utilities с более чем 23-летним опытом работы в области автоматизации и НИОКР в различных отраслях промышленности.Последние восемь лет он сосредоточился на разработке и внедрении продуктов для автоматизации распределения накладных расходов и устройств накладных расходов. Он имеет лицензию профессионального инженера в штате Нью-Йорк.

Брэндон Пайфер — инженер по автоматизации в Orange and Rockland Utilities. Пайфер разрабатывает программы для нового распределительного оборудования и выполняет функции администратора моделирования распределения для исследований по планированию распределения.

Анджело Риган — директор по электротехнике в Orange and Rockland Utilities.Он имеет более чем 30-летний опыт руководства технологическими преобразованиями, происходящими в Orange и Rockland Utilities в области распределения, подстанции и передачи. Он имеет лицензию профессионального инженера в штате Нью-Йорк и старший член IEEE.

Лу Коланджело (Lou Colangelo) — инженер по автоматизации SCADA-системы распределения в Orange и Rockland Utilities. Имеет более 15 лет опыта работы в сфере коммунальных услуг. В настоящее время он является специалистом по удаленному терминалу и распределительным системам SCADA, а также работает над усовершенствованными инициативами по системе управления распределением.Он имеет лицензию профессионального инженера в штатах Нью-Йорк и Нью-Джерси.


Измерение амплитуды и фазы луча с помощью двумерного датчика волнового фронта (конференция)

Нил, Д. Р., Олфорд, В. Дж., Грюцнер, Дж. К., и Уоррен, М. Е. Амплитудно-фазовая характеристика луча с использованием двумерного датчика волнового фронта . США: Н. П., 1996. Интернет.

Нил, Д. Р., Алфорд, В. Дж., Грейцнер, Дж. К., и Уоррен, М. Э. Определение амплитуды и фазы луча с помощью датчика двумерного волнового фронта . Соединенные Штаты.

Нил, Д. Р., Олфорд, В. Дж., Грейцнер, Дж. К., и Уоррен, М. Е. Сан. «Измерение амплитуды и фазы пучка с помощью датчика двумерного волнового фронта». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/286177.

@article {osti_286177,
title = {Измерение амплитуды и фазы луча с помощью датчика двумерного волнового фронта},
author = {Нил, Д. Р. и Алфорд, В. Дж. и Грейцнер, Дж. К. и Уоррен, М. Е.},
abstractNote = {Мы разработали двумерный датчик волнового фронта Шака-Хартмана, в котором используются бинарные оптические линзы для прямого измерения наклона волнового фронта (градиента фазы) и амплитуды лазерного луча.В этом датчике используется набор линз, которые разделяют луч на несколько образцов. Расположение фокусного пятна каждой из этих линз (измеренное камерой CCD) связано с наклоном входящего волнового фронта над линзой. Интегрируя эти измерения по апертуре лазера, можно определить волновой фронт или фазовое распределение. Поскольку мощность, сфокусированная каждой линзой, также легко определяется, это позволяет полностью измерить интенсивность и фазовое распределение лазерного луча. Кроме того, вся информация получается за одно измерение.Знание полного скалярного поля луча позволяет детально прогнозировать фактические характеристики луча на его пути распространения. В частности, произведение M {sup 2} на ширину луча может быть получено за одно измерение. Информация об интенсивности и фазе может использоваться совместно с информацией о других элементах в оптической цепочке для прогнозирования размера, формы, фазы и других характеристик луча в любом месте оптической цепочки. Мы представляем предварительные измерения лазерного луча Ar {sup +} и соответствующие вычисления M {sup 2}.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/286177}, journal = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {1996},
месяц = ​​{9}
}

Датчик тока высокого напряжения

, изоляторы для контроля текущего напряжения и датчики передачи Lindsey Manufacturing Co.

Lindsey разрабатывает, производит и поставляет датчики для электроэнергетики с 1987 года.

УСТАНОВКА СТАНДАРТА

Наша первая линейка резистивных делителей напряжения среднего напряжения на основе датчиков напряжения и тока , удобно встроенных в опорные изоляторы, даже стала называться датчиками Линдси.
Сотни тысяч были установлены за последние 25 лет по уважительным причинам:

  • Точность до 1%, отличный отклик на гармоники и отсутствие сдвига фазы по напряжению и току обеспечивают уверенность, необходимую для современных приложений управления напряжением и переменным током
  • Среднее время наработки на отказ (MTBF), превышающее 10 000 лет, означает истинную надежность при установке и забывании
  • Конструкция, отвечающая всем электрическим и механическим требованиям, предъявляемым к изоляторам стойки обеспечивает бесконечные возможности установки.

РАСШИРЕНИЕ НА ПРОВЕРЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Спустя годы Линдси взяла ту же технологию измерения и распространила ее на подземные системы среднего напряжения:

  • Датчики напряжения Lindsey 600A Elbow Sense ™ и датчики тока кольцевого типа в корпусе из нержавеющей стали; идеально подходит для подводных работ
  • Lindsey 200A, разъемный соединитель изгиба и тройника Датчики напряжения , а также датчики тока с разъемным сердечником и кольцевого типа легко устанавливаются для установки на площадках

МОНИТОР TLM

Легендарная репутация компании Lindsey в области передающего оборудования и датчиков сочетается в уникальном проводном мониторе TLM .TLM специально разработан для обеспечения потока данных в реальном времени, необходимого для точного и надежного динамического рейтинга линии и документирования соблюдения зазоров линии.

Усовершенствованный на основе первоначальной разработки в Национальной лаборатории штата Айдахо Министерства энергетики США, монитор TLM содержит множество передовых технологий, включая LiDAR, сбор энергии магнитного поля и шифрованную связь. В сочетании с многолетним опытом Линдси в области сверхвысокого напряжения, полученный в результате комплексный комплект датчиков с автономным питанием и защитой от коронного разряда разработан для быстрого монтажа горячей линии до 765 кВ.

AO, учебник 3: датчики волнового фронта

AO, учебник 3: датчики волнового фронта

TOP: Введение

ВПЕРЕД: лазерные направляющие звезды

3. Датчики волнового фронта


Проблема измерения искажений волнового фронта является общей для оптики. (например, при изготовлении зеркал телескопов и управлении ими), и обычно решается с помощью интерферометров. Почему не использовать стандартные лазерные интерферометры в датчиках волнового фронта с адаптивной оптикой (WFS)?

Во-первых, система AO должна использовать свет звезд, проходящих через турбулентная атмосфера для измерения волновых фронтов, поэтому используйте некогерентный (а иногда и неточечные) источники.Даже лазерные направляющие звезды не достаточно когерентный, чтобы работать в типичных интерферометрах. WFS должен работать с некогерентными источниками белого света.

Во-вторых, интерференционные полосы являются хроматическими. Мы не можем себе позволить фильтровать звездный свет, потому что мы хотим использовать слабые звезды. WFS должен очень эффективно использовать фотоны.

В-третьих, интерферометры обладают внутренней фазовой неоднозначностью: тогда как атмосферные фазовые искажения обычно превышают. WFS должен быть линейным во всем диапазоне атмосферных искажения. Существуют алгоритмы «разворачивания» фазы и устраняют эту двусмысленность, но они медленные, в то время как атмосферная турбулентность быстро развивается в миллисекундном масштабе: WFS должен быть быстрым.

Эти требования выполняются в нескольких существующих WFS. концепции. Каждая WFS состоит из следующих основных компонентов:

  • Оптическое устройство , преобразующее аберрации в свет вариации интенсивности (в отличие от радиоволн, фаза оптических волн не могут быть измерены напрямую по очень фундаментальной физической причине связанных с квантовой природой света).Оптическая часть определяет Линейность и отклик WFS.
  • Детектор преобразует силу света в электрический сигнал. Этот сигнал имеет собственный шум из-за фотонной природы света, но может также содержать шум детектора. Свет интеграция в детектор вызывает задержку в контуре управления, которая ограничивает полосу пропускания сервопривода.
  • Реконструктор нужен для преобразования сигналов в фазу аберрации. Вычисление должно быть достаточно быстрым, а это значит, практически полезны только линейные реконструкторы.Линейный Реконструктор обычно выполняет матричное умножение.

Излишне говорить, что любой реальный WFS имеет конечное пространственное разрешение, которые должны соответствовать размеру корректирующих элементов (например, промежуточного исполнительного механизма расстояние между DM). Искажения волнового фронта меньшего размера не учитываются. почувствовал. Однако они влияют на сигнал WFS, вызывая так называемые ошибка алиасинга (например, ошибка алиасинга во временных сигналах с конечной выборкой, см. рисунок). Спектр турбулентности уменьшается на высоких пространственных частотах, поэтому погрешность наложения спектров часто невелика. важность по сравнению с другими ошибками AO, e.грамм. к ошибке подгонки.


Хорошо известный тест Гартмана, первоначально разработанный для оптики телескопов. управление адаптировано для АО и является наиболее часто используемым типом WFS. Изображение выходного зрачка проецируется на линзу . array — набор небольших одинаковых линз. Каждая линза занимает небольшая часть апертуры, называемая подзрачком , и формирующая изображение источника. Все изображения формируются на одном детекторе, обычно ПЗС.

Когда фронт приходящей волны плоский, все изображения расположены в регулярная сетка, определяемая геометрией массива линз. Как только волновой фронт искажается, изображения смещаются со своего номинальные позиции. Смещения центроидов изображения в двух ортогональных направления пропорциональны средним наклонам волнового фронта в над субапертурами. Таким образом, Shack-Hartmann (S-H) WFS измеряет наклон волнового фронта. Сам волновой фронт реконструируется по массивам измеренных уклонов с точностью до постоянного что не имеет значения для визуализации.Разрешение S-H WFS составляет равный размеру субапертуры.

Вопрос: Каков максимальный угловой размер источника при изображения из соседних субапертур начинают перекрываться? Взять размер линзы 0,5 мм и фокусное расстояние 50 мм. Будет ли этот массив линз подходит для системы AO с размером субапертуры = 1 м?

Вопрос: Оценить среднеквадратичное значение. склоны волновых фронтов на субапертуры как функция размера субапертуры и (используйте коэффициенты атмосферного наклона и наклона из Разд.1.10). Вычислить для = 1 м и качества изображения 1 угловая секунда.

Хорошей особенностью S-H WFS является то, что он полностью ахроматический, наклоны не зависят от длины волны. Он также может работать на неточечных (расширенные) источники. Если — фаза волнового фронта, то x — наклон, измеренный S-H WFS, вычисляется как

(1)

где — площадь субапертуры. Откосы x, y составляют оценивается по смещениям центроида изображения (или центра гравитация), как
(2)

где — интенсивности света на детекторе пикселей.Предполагается, что координаты x, y выражены в радианы (это можно сделать, зная пиксельный масштаб детектора).

Теперь ошибка измерения наклона, возникающая из-за фотонного шума будут оценены. Пусть радианы будут радиусом изображения формируется каждой субапертурой. Для расширенных источников равно размер источника (точнее, к дисперсии интенсивности распределение по центру). Для точечных источников если субапертуры меньше (дифракционно-ограниченная изображения), или для больших субапертур (размер изображения определяется атмосферным размытием).Распределение интенсивности изображения можно рассматривать как распределение плотности вероятности прихода фотоны. Следовательно, каждый приходящий фотон позволяет определить изображение позиция с ошибкой. Когда фотоны обнаружены во время экспозиции фотонная ошибка положения центроида (т. е. наклон) становится , как после повторения того же время измерения.

В фотометрическом диапазоне R (длина волны около 600 нм), где современные детекторы наиболее чувствительны, звезда 0-й величины дает поток 8000 фотонов в секунду на квадратный сантиметр на нанометр полоса пропускания (эффективная полоса пропускания может достигать 300 нм для хорошей ПЗС-матрицы).Для звезды с величиной м поток уменьшается на раз. При расчете потока, доступного для детектора WFS, необходимо учитывать оптическую передачу.

Вопрос: Вычислить количество фотонов, обнаруженных за 1 мс время экспозиции на субапертуру 1 м доступно от 15-й звезды величина. Предположим, что полное пропускание равно 0,3, а квантовая эффективность равна 0.6.

Обычно принято выражать все ошибки волнового фронта в радианах.Мы умножьте ошибку наклона на получить отклонение разности фаз между краями субапертуры в квадратные радианы:

(3)

Будьте осторожны при использовании этой формулы: вот длина волны изображения с АО, при этом размер изображения должен быть вычисляется для длины волны зондирования волнового фронта, которая может быть разные.

Вопрос: Сколько фотонов на экспозицию необходимо для достижения Ошибка фотона в 1 радиан в S-H WFS с? Предположить, что визуализация и зондирование выполняются на одной длине волны.

Погрешность восстановленных волновых фронтов пропорциональна с коэффициентом шума Размножение . Известно, что для S-H WFS распространение шума составляет порядок 1 и медленно увеличивается с количеством элементов (наклоны интегрированы в реконструктор, поэтому шум не усилено).

Поток фотонов пропорционален квадрату размера субапертуры. . Это означает, что для заданной фотонной ошибки S-H WFS не зависит от размера его субапертур.Этот вывод относится только к идеальному детектору; в реальных системах с ПЗС-матрицей (например, NAOS в VLT) большие субапертуры выбраны для более слабой направляющей. звезды.

Сколько пикселей детектора необходимо выделить для каждой субапертуры? В чтобы точно вычислить центроиды, отдельные изображения должны быть хорошо дискретизированными, более 4×4 пикселей на субапертуру. Однако каждый пиксель ПЗС-детектора вносит свой вклад в шум считывания, который доминирует фотонный шум для самых слабых звезд-проводников.Таким образом, в некоторых дизайнах (например. Альтаир для Близнецов-Север) всего 2х2 пикселя на субапертура. В этом случае каждый элемент работает как четырехъядерная ячейка , наклоны x, y выводятся из соотношений интенсивностей:

(4)

Отклик четырехъячеечного детектора наклона является линейным только для наклонов. меньше чем, коэффициент отклика пропорционален к (следовательно, может быть переменным, в зависимости от видимости или объекта размер).Это цена повышенной чувствительности, которая имеет большое значение для астрономов.

Вопрос: Какая форма изображения путеводной звезды необходима для получить точно линейную кривую отклика четырехъядерной ячейки?

S-H WFS очень распространены, потому что они основаны на проверенной технологии. и солидный опыт, компактны и стабильны. Эти WFS требуют калибровка номинальных положений пятна, которая достигается изображение искусственного точечного источника.

Измерение кривизны волнового фронта было разработано Ф. Роддье с тех пор, как 1988. Его идея состояла в том, чтобы соединить датчик кривизны (CS) и биморфный DM. напрямую, без необходимости промежуточных расчетов (хотя на самом деле никто этого не делает).


Пусть — распределение интенсивности света в внутрифокусное изображение звезды, расфокусированное на некотором расстоянии, и — соответствующее распределение интенсивности в внефокальное изображение. Вот координата в плоскости изображения и — фокусное расстояние телескопа.Эти два изображения как изображения зрачка, уменьшенные в раз. В в приближении геометрической оптики локальная кривизна волнового фронта составляет одно изображение ярче, другое — тусклее; нормализованная интенсивность разница записывается как

(5)

Оператор называется лапласианом и используется для вычислить кривизну фазового распределения. В первый член в приведенном выше уравнении — это градиент фазы на краю апертура (это обозначается символически как частная производная в направлении, перпендикулярном краю, умноженному на «край функция «).CS — ахроматический (напомним, что обратно пропорционально). Хотя формула выглядит сложно, интуитивно понятно. Важно то, что Чувствительность CS обратно пропорциональна расфокусировке.

Вопрос: Нарисуйте пары внутрифокусных и экстрафокальных изображений для Зернике аберрации от 2 до 6. Подсказка: расфокусированные изображения от астигматизма до числа 12.

Для источника конечных угловых размеров внутрифокусные и внефокусные изображения размыты на величину.Размытие должно быть меньше проектируемого размера субапертуры:

(6)

Расфокусировка всегда намного меньше фокусного расстояния, поэтому условие минимальной расфокусировки:
(7)

Для измерения волнового фронта с более высокой разрешения, чувствительность CS будет соответственно уменьшена. Этот означает, что у CS могут быть проблемы с обнаружением аберраций высокого порядка.

Для точечных источников и больших субапертур (случай практического интерес) размытие определяется атмосферными аберрациями, , как в S-H WFS. Если система АО работает в замкнутый контур и остаточные аберрации (при измерении длина волны) становятся маленькими, размытие уменьшается до , позволяя уменьшить расфокусировку и повысить чувствительность. Этот Эта функция фактически используется в реальных системах АО в ограниченном объеме: расфокусировка уменьшается после закрытия петли.

Высокочастотные искажения волнового фронта (меньше субапертурных размер) имеют спектр мощности (дисперсию амплитуд Фурье), пропорциональный к, а их кривизна спектра пропорциональна и может вызвать большая ошибка псевдонима . Чтобы этого не произошло, сигнал должен быть сглаживается перед разделением на субапертуры (выборка). Сглаживание достигается за счет уменьшения расфокусировки, что также увеличивает чувствительность.Короче говоря, выбор в CS — это критичен и должен быть адаптирован к различным условиям зрения. Сигнал CS является лишь более или менее грубым приближением истинного кривизна волнового фронта …

Приведем без вывода формулу для дисперсии фазы, обусловленной фотонный шум в КП при оптимальной настройке расфокусировки ценить:

(8)

Как и для S-H WFS, это отклонение для одной субапертуры.Мы видим, что выражения для S-H и CS имеют вид очень похожий. Чтобы получить общую ошибку волнового фронта, ее необходимо умножить на шум коэффициент распространения, который для КП пропорционален количеству субапертур (пропорционально log () для S-H). При реконструкции волнового фронта низкие частоты усиливается, поэтому шум в основном распространяется на моды низкого порядка. Этот указывает на потенциальную проблему использования CS в AO высокого порядка системы. Детальное компьютерное моделирование Система Gemini AO (~ 200 приводов) показала, что производительность датчиков S-H и CS практически идентична (Applied Optics, В.36, P. 2856, 1997).

Масштаб внутри- и внефокальных изображений зависит от расфокусировки, которую необходимо изменять в процессе работы. Это не удобный; на самом деле сигнал кривизны обнаруживается в зрачке изображение с фиксированным масштабом, а степень расфокусировки регулируется специальный оптический элемент (см. ниже). Проект внешних субапертур на границу зрачка, их сигнал дает информацию о радиальные фазовые градиенты, включая общие наклон и наклон (см. Фигура).

CS, которые действительно работают в астрономических системах AO (например, в ПУЭО и Hokupa’a) использовать лавинные фотодиоды (APD) в качестве детекторов света. Это однопиксельные устройства, такие как фотоумножители. Отдельные фотоны обнаруживаются и преобразуются в электрические импульсы без помех считывания и небольшое количество темноты, максимальная квантовая эффективность составляет около 60%. Отдельные сегменты зрачка изолированы решеткой линз. (что, как правило, соответствует радиальной геометрии биморфа DM), затем свет от каждого сегмента фокусируется и передается на соответствующий APD через оптическое волокно.Количество APD равно количество сегментов. Внешние сегменты образуют край апертуры, а их сигналы пропорциональны волновому фронту градиенты по нормали.


APD громоздкие и дорогие, поэтому такая конструкция подходит только для системы низкого порядка. Чтобы иметь только 1 детектор на пиксель, внутри- и внефокальные изображения переключаются во времени и направляются в тот же APD, то сигнал демодулируется в компьютере волнового фронта.Модуляция фокуса осуществляется путем размещения колеблющегося мембранного зеркала. в фокальной плоскости (типичная частота 2 кГц). Расфокусировка есть обратно пропорциональна амплитуде колебаний мембраны, которая адаптируется к различным условиям зрения и может быть уменьшен, когда Контур АО замкнут, повышая чувствительность CS. Некоторые полезные Компенсация турбулентности была достигнута даже с сигналами всего 1 фотон на субапертуру за цикл петли!

Альтернативным решением было бы использование ПЗС-матриц в качестве детекторов света в CS.Это давно обсуждается, но пока не реализовано в реальной жизни. системы. Недостатком ПЗС-матриц является их шум считывания, который становится доминирующий источник шума при слабом освещении. Специальные ПЗС были разработаны в ESO, которые допускают несколько циклов модуляции на один зачитать.

Вопрос: Предположим, что ПЗС с шумом считывания 5 электронов используется в WFS. Насколько большим должно быть количество обнаруженных фотонов, чтобы сделать шум считывания меньше фотонного шума?

Проблемы интерферометрического измерения волнового фронта можно преодолеть когда мешающие лучи представляют собой волновые фронты с небольшой боковой сдвиг (это называется интерферометром сдвига ).Если сдвиг меньше, разности фаз меньше 1 длина волны, и здесь нет двусмысленности. Интенсивность света в интерферограмма

(9)

Для небольших сдвигов разность фаз пропорциональна первому производная (наклон), следовательно, сигнал интерферометра сдвига равен аналогичен S-H WFS. Два ножницы в ортогональных направлениях необходимы для измерения уклонов x, y . Первая успешная система АО (RTAC) использовал WFS на основе интерферометра сдвига, но это от этого подхода теперь полностью отказались в пользу S-H WFS.

Вопрос: Оценить максимальный сдвиг для сохранения линейный отклик интерферометра сдвига при заданном качестве изображения условия (данные).

Для волнового фронта были предложены другие типы интерферометров . зондирование. Некоторые из них могут подавать сигналы, прямо пропорциональные фаза (таким образом, не нуждаясь в реконструкторе), хотя и в ограниченном динамический диапазон. Такие решения могут быть интересны для исправления остаточные аберрации высокого порядка (например,грамм. в системах AO с очень высоким степень компенсации, необходимая для обнаружения внесолнечных планет).


Пирамида WFS (P-WFS) разрабатывается итальянским астрономы. Прозрачная пирамида помещается в фокальную плоскость и звездное изображение разбивается на четыре части. Каждый луч отклоняется, эти лучи формируют четыре изображения зрачка телескопа на одной ПЗС-матрице. детектор. Таким образом, каждая субапертура обнаруживается 4 пикселями ПЗС. Этот Оптическая схема аналогична тесту на острие ножа Фуко.

Предположим, что источник света вытянут, и воспользуемся геометрическим оптика. Наклон волнового фронта на некоторой субапертуре меняет источник положение на пирамиде, следовательно, изменяет световой поток, обнаруживаемый 4 пикселя, которые в противном случае были бы равны. Вычисляя нормализованное разности интенсивностей мы получаем два сигнала, пропорциональных наклон волнового фронта в двух направлениях. Чувствительность P-WFS зависит от размера источника. P-WFS можно рассматривать как массив quad-cell и похож на S-H WFS.

Что происходит при использовании точечного источника (звезды) и при дифракции эффекты учтены? Распределения интенсивности в изображения четырех зрачков становятся сложными и нелинейными. форма волнового фронта, P-WFS больше не измеряет уклоны. В случае слабые аберрации (амплитуда намного меньше) волнового фронта форму еще можно реконструировать, хотя и более сложным способом. В чтобы восстановить линейность, звезда быстро перемещается по край пирамиды (e.грамм. по кругу), создавая кольцевидный источник. Это не модуляция (как в CS), а просто смазывание точечного источника, потому что сигнал интегрирован по одному или нескольким колебательные циклы.

Вопрос: Нарисуйте четыре изображения зрачка в P-WFS для случая расфокусировка (режим Цернике номер 6).

Каковы преимущества P-WFS? Во-первых, нет массива линз, субапертуры определяются пикселями детектора. Это означает, что для слабых звезд количество субапертур может быть уменьшено просто за счет биннинг ПЗС.Во-вторых, амплитуда колебания звезды может быть регулируется как компромисс между чувствительностью (меньшее колебание) и линейность (большее колебание). При малых амплитудах чувствительность P-WFS может быть выше, чем у S-H WFS (см. Astron. Astrophys. V. 369, P. L9, 2001). Наконец-то возможно (по крайней мере, в принципе) разместить несколько пирамид в фокальной плоскости, чтобы совместить свет от нескольких слабых опорных звезд на одном детекторе. Несмотря на общий интерес к P-WFS, пока нет работающих систем AO с таким WFS.

Фазу можно получить из анализа двух одновременных изображения звезды, одна в фокусе, а другая — в расфокусированном (или, как правило, с некоторой известной аберрацией). Этот подход называется фазовое разнесение . Алгоритм нелинейный (следовательно, медленный?), преимущества его применения для АО пока не ясны.

«Идеальная» WFS еще не изобретена. Нет общей теоремы который установит абсолютный предел чувствительности любого WFS из-за фотонный шум.Вместо этого у нас есть несколько эмпирических решений, оптимизировать свои параметры и выберите лучший среди доступных вариантов.

В этом разделе рассматривается проблема вычисления формы волнового фронта по данные, предоставляемые WFS, обрабатываются в общем виде.

Измерения (данные WFS) могут быть представлены вектором (его длина в два раза больше количества субапертур N для S-H WFS, потому что уклоны в двух направлениях измеряются и равны N для CS).Неизвестные (волновой фронт) — это вектор, который может быть указывается как значения фазы на сетке или, что чаще, как Зернике коэффициенты. Предполагается, что связь между измерения и неизвестные линейны, по крайней мере, в первом приближение. Наиболее общий вид линейной зависимости дается формулой умножение матриц,

(10)

где матрица называется матрицей взаимодействия .В реальном АО систем матрица взаимодействия определяется экспериментально: все возможные сигналы (например, режимы Цернике) подаются на DM, а WFS реакция на эти сигналы записывается.

Реконструктор , матрица B, выполняет обратную операцию, извлечение вектора волнового фронта из измерений:

(11)

Вопрос: Для заданного количества субапертур N , оценка количество арифметических операций, необходимых для восстановления фазы.Как зависит ли это от длины волны изображения (для данного коэффициента Штреля)?

Количество измерений обычно больше, чем количество неизвестных, поэтому полезно решение методом наименьших квадратов. По методу наименьших квадратов подход мы ищем такой фазовый вектор, который бы лучше всего соответствовал данные. Результирующий реконструктор

(12)

Здесь верхний индекс T означает транспонирование матрицы, а верхний индекс -1 означает обратная матрица.Матричные операции очень часто встречается в АО.

Почти во всех случаях обращение матрицы представляет проблемы, потому что матрица сингулярная . Это означает, что некоторые параметры (или комбинации параметров) не ограничиваются данными. За Например, мы не можем определить первую моду Цернике (поршневую) из измерения уклона. На практике обращение матрицы выполняется удаление неопределенных (или плохо определенных) параметров с помощью помощь алгоритма Разложения по сингулярному значению .В системах S-H с квадратной геометрией плохо определенные моды обычно включают «вафля» (квазипериодическая деформация с частотой актуатор-сетка).

Сколько мод Зернике можно восстановить с помощью S-H WFS, имеющего субапертуры? На первый взгляд до 2. На самом деле только потому, что уклоны x, y не являются полностью независимыми, они избыточный. Для CS максимальное количество режимов тоже.

Реконструктор методом наименьших квадратов не самый лучший.Это известно из статистические учебники, которые, используя априори информации о можно добиться лучшей реконструкции свойств сигнала. В случае АО эта информация представляет собой статистику возмущений волнового фронта (например, ковариация мод Зернике) и статистика шума WFS. Ищем решение, которое дает минимальную ожидаемую остаточную фазу дисперсии (следовательно, максимальное отношение Штреля), мы получаем реконструктор матрица, аналогичная фильтру Винера.

В случае одномерных сигналов фильтр Винера по частоте пробел записывается как

(13)

где и — спектры мощности сигнала и шума соответственно.Если шумом можно пренебречь, Фильтр Винера стремится к обратному фильтру , но это обрезает частоты, на которых шум преобладает над сигналом. в В контексте АО это означает, что и порядок компенсации, и полоса пропускания сервопривода уменьшаются, когда фотонов недостаточно.

Вопрос: Пространственный спектр мощности ошибок наклона белый (не зависит от частоты f ) и спектра мощности атмосферные наклоны пропорциональны. Как максимум частота компенсированных аберраций зависит от уровня шума ?

В системах AO выражения для минимальной дисперсии реконструктора включают матрицу взаимодействия и ковариационные матрицы шума и атмосферные возмущения.Аналогичные результаты получены при использовании другие статистические подходы (максимальное правдоподобие или максимум a апостериорная вероятность ).

Для любого реконструктора B шум реконструированной фазы является

(14)

где — ковариационная матрица измерений (диагональ матрица с элементами в случае некоррелированного шума), след означает сумму диагональных матричных элементов. Это выражение позволяет вычислить коэффициент распространения шума, связывая погрешность измерений WFS с погрешностью реконструированные фазы.

Резюме. Датчик волнового фронта является наиболее важной частью астрономические системы AO, потому что опорные звезды часто тусклые, что ограничивает достижимая степень компенсации турбулентности. Два самых распространенных Были изучены концепции WFS, Shack-Hartmann и кривизна. Для обоих по ним мы можем вычислить погрешность фотона и оценить погрешность реконструированные волновые фронты в зависимости от звездной величины и параметры системы. Основные идеи реконструкции волнового фронта были введен без вдавления в подробности.

TOP: Введение

ВПЕРЕД: лазерные направляющие звезды

MM3 ™ Intelligent Grid Sensor

Sentient Energy Waveform фиксирует осциллографию высокого разрешения, связанную с неисправностями и сетевыми событиями в любом месте распределительной сети, и передает ключевые данные или всю форму сигнала по беспроводной сети, при необходимости, на платформу Sentient’s Ample ™ Analytics для дальнейшего анализа .

Существенные события вызывают немедленное оповещение.
Линейные мониторы Sentient Energy MM3 ™, работающие на Sentient Energy Waveform, позволяют коммунальным службам анализировать сетевые события, фиксируя, ограничивая и анализируя уникальную сигнатуру формы волны, генерируемую событием.Подробная осциллограмма может быть записана во всех местах развертывания распределительной сети, что позволяет точно определять местонахождение события, проводить измерения и диагностику причин. Полные данные о форме сигнала хранятся локально на мониторе распределительной линии MM3 и доступны для загрузки при необходимости, что позволяет детально оценивать нарушения в линии электропередач.

Высокое разрешение означает оптимальный анализ
Данные формы волны собираются с частотой 130 выборок за цикл, что превышает частоту дискретизации большинства оборудования на подстанциях.Waveform использует собственные запатентованные алгоритмы для анализа данных с высоким разрешением и точного определения реальных границ субциклов для всех нарушений. Это важная основа для дальнейшей обработки и анализа, а также для обеспечения возможности систематического сравнения с известными библиотеками событий для диагностики вероятной причины. Высокая частота дискретизации Waveform дает коммунальным службам информацию о гармониках с 1-й по 11-ю. Содержание гармоник измеряется, записывается и становится доступным для анализа на платформе Ample ™ Analytics от Sentient Energy.Данные о сигналах могут храниться в Ample неограниченное время для криминалистических исследований сбоев, отказов устройств и упреждающего анализа технического обслуживания.

Анализ до отказа необходим для предотвращения отказов
Осциллография с высоким разрешением расширяет возможности управления линией распределения, обеспечивая понимание причин проблем на линии. Утечка в изоляторе, чрезмерное искрение во время переключения конденсаторов, ослабленные разъемы — все это вызывает аномалии, которые Waveform обнаруживает до фактического отказа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *