Главная › Скорость, частота, вибрация ›
09.12.2019
При эксплуатации автомобилей возникает необходимость получения различной информации. Перечень видов датчиков может занять целую страницу. Большинство из них не являются самодостаточными: для контроля работы машины используется совокупность информации.
Исключение составляет самый востребованный прибор, выдающий данные — датчик спидометра. С его помощью измеряются два важных параметра: текущая скорость движения и пробег.
Для определения ресурса работающего двигателя, износ измеряется не в моточасах, а по пробегу автомобиля.
Итак, основные задачи датчика измерения скорости:
- Собственно замер скорости движения. Водитель видит параметр на спидометре, придерживается правил дорожного движения и обеспечивает нормальные условия работы двигателя и коробки передач. Даже если не следовать пунктуально дорожным знакам ограничения, можно выбирать безопасную скорость в зависимости от условий движения. Кроме того, ДКС дает информацию электронным модулям, обеспечивающим активную безопасность: ABS, ESP, системам предотвращения опрокидывания и помощи спуска с горы. Датчик привода спидометра работает в реальном времени (вывод на приборную панель) и запоминает показания при наличии продвинутой электронной системы управления.
- Фиксация пробега. Параметр отвечает за соблюдение межсервисных сроков обслуживания и обеспечение экономайзера: измерителя расхода топлива. Датчик привода спидометра выдает информацию о пробеге непосредственно на приборную панель и сохраняет ее в электронных модулях. Благодаря этим данным можно выяснить реальное состояние автомобиля при покупке со вторых рук.
На что влияет датчик скорости? В современном автомобиле он участвует в работе нескольких систем:
- на движущемся автомобиле также регулируются заданные обороты холостого хода;
- отсечка топлива при закрытой дроссельной заслонке: сигналы подают датчик оборотов коленчатого вала и датчик скорости автомобиля;
- блок управления автоматической коробкой передач синхронизирует обороты первичного и выходного валов, получая данные о скорости и нагрузке.
Устройство и принцип работы датчика скорости автомобиля (ДСА)
Разумеется, датчик спидометра не определяет скорость перемещения автомобиля относительно дороги напрямую (с помощью фотодатчиков или потока набегающего воздуха). Теоретически, эту информацию можно получить с помощью систем GPS в навигаторе. Нужные данные формируются на основе расстояние до спутников.
Однако, датчики скорости должны быть автономны и не могут зависеть от связи с космическими станциями GPS или ГЛОНАСС. Автомобильные навигаторы могут применяться в качестве дополнительного контроля. Например, когда проводится экспресс проверка датчика скорости.
Тем не менее, их работа обеспечивается механической связью с дорогой.
Принцип работы датчика скорости основан на преобразовании углового перемещения колеса в пройденный путь:
- внешняя поверхность покрышки имеет определенную длину окружности;
- при угловом перемещении оси вращения на 360° колесо (а вместе с ним автомобиль) перемещается по горизонтали на определенное расстояние;
- используя эти данные, датчик привода спидометра определяет пробег (величина абсолютная, которая не зависит от скорости или времени);
- пробег, поделенный на время — это и есть скорость.
То есть, если каким либо способом снимать данные о каждом обороте колеса, датчик привода спидометра будет фиксировать и скорость, и пробег.
Датчик контроля скорости механического типа
В качестве примера рассмотрим прибор, который применялся на автомобилях 50–70 лет назад.
Тросовый привод соединяет ступицу колеса с измерительным прибором. С помощью группы шестерен вращение тросика синхронизируется с оборотами колеса. Пробег измеряется совсем просто: механическим одометром. А вот принцип работы механического датчик привода спидометра несколько сложнее. На оси стрелочного прибора стоит диск с магнитиком.
Соосно с ним располагается второй диск с магнитом, соединенный с тросиком привода. При вращении тросового магнита с постоянной скоростью стрелка увлекается магнитным полем и отклоняется по шкале. Чем выше скорость вращения — тем сильнее отклоняется стрелка. Калибровка осуществляется подбором пружины стрелки.
Подобные схемы до сих пор применяются на велосипедах и скутерах.
В современных автомобилях механические конструкции не применяются.
Электронный датчик: принцип работы
Тросовые приводы не могут обеспечить достаточную точность показателей, надежность зависит от степени износа шестерен. Поэтому в современных авто применяется несколько разновидностей электронных измерителей скорости.
Общий принцип действия — получение серии импульсов, связанных со скоростью вращения колеса, и передача информации в модуль управления и пересчета величин.
Датчик представляет собой комплекс чувствительных элементов, заключенный в герметичный корпус.
Виды датчиков по способу получения импульсов:
- Оптические. Между фото и светодиодом располагается перфорированный диск, механически соединенный с объектом измерения. Чаще всего, это выходной вал коробки передач, после которого на пути к оси колеса не может измениться соотношение скоростей вращения. Оптопара формирует последовательность импульсов, синхронизированная с оборотами колеса. Алгоритм работы электроники считает скорость и пробег. Преимущество такой схемы — простота изготовления и стоимость. Недостатки: инерционность, требовательность к чистоте прерывающего диска, что в условиях коробки передач практически недостижимо.
- Магниторезистивные. На импульсном диске по окружности расположены магниты. Датчик представляет собой элемент, который меняет сопротивление при попадании в магнитное поле. Конструкция несложная, но более дорогая в изготовлении в сравнение с оптопарой. Главное преимущество — малая зависимость от внешних воздействий. То есть расположение в картере двигателя или коробки передач не может повлиять на качество работы. Недостатки: относительно крупный диск требует места, возможно выпадение магнитных элементов. Это распространенная конструкция, применяемая на многих автомобилях.
- Датчики Холла. Сам датчик представляет собой электромагнитную катушку, в которой при изменении магнитного поля возникает электрический ток. При вращении экрана с прорезями в катушке формируются импульсы с определенной частотой. Очень надежная система, несложная в обслуживании и диагностике: датчик можно прозвонить мультиметром. Единственная проблема: точность может быть недостаточна для современных автомобилей. Широко применяется в автомобилях группы АвтоВАЗ.
- Импульсный индуктивный. Дискретная система, основанная на формировании импульсов в катушке индуктивности. Реализация напоминает схему датчика Холла. Разница в конструкции диска и электромагнитной катушке позволяет повысить точность снятия информации. Датчик надежен и относительно дешев в производстве.
Все перечисленные конструкции относятся к бесконтактным. Такая реализация позволяет разделить механическую и электронную части таким образом, что замена датчика скорости чаще всего относится к внешнему модулю. То есть, картер коробки передач вскрывать не требуется, достаточно отсоединить разъем и поменять небольшой пластиковый корпус.
Важно! Электронный датчик скорости генерирует параметры вне зависимости от направления вращения колеса.
Едет автомобиль вперед или задним ходом, скорость и пробег учитывается. Таким образом, миф о том, что при движении задним ходом сматывается пробег — не более, чем фантазия. Этот трюк можно было проделать на автомобилях родом их 60-х–80-х с тросовым приводом датчика скорости.
Поломка датчика скорости
Если бы владелец авто просто не видел скорости и пробега — это пол беды. Признаки неисправности датчика скорости — это серьезные симптомы, приводящие к сбоям в работе двигателя:
- нарушения формирования пропорций топливно-воздушной смеси;
- неустойчивое движение автомобиля при холостых оборотах (не путать с холостым ходом на стоящем авто);
- автомобиль может заглохнуть в движении при сбросе газа;
- нарушения алгоритма работы автоматической коробки передач, вплоть до перехода в аварийный режим.
При наличии проблем как проверить датчик скорости в гаражных условиях? Поскольку это обычный электроприбор, он имеет определенные характеристики. Разумеется, полноценный тест со считыванием импульсов возможен лишь в движении и с подключением диагностического компьютера к порту OBD.
Для этого не нужно знать, где находится датчик скорости. Просто подсоединяемся к диагностическому порту и запускаем программу, соответствующую марке вашего автомобиля. Если сканера нет, но вам известна схема подключения датчика скорости, экспресс тест можно провести с помощью мультиметра.
Проверка ДСА тестером
Распиновка датчика скорости разная для каждого автомобиля или, по крайней мере, для группы моделей. Контактов, как правило, три: питание, масса и сигнальный.
Основных способов проверки два:
- С демонтажем прибора. Сложность в том, что потребуется снять и диск. Именно его вращение генерирует импульсы. Просто подаем питание на датчик, вращаем диск и фиксируем наличие (отсутствие) напряжения.
- Без демонтажа. Придется вывесить ведущие колеса на домкрат, и установить селектор коробки передач на нейтраль. При вращении колеса приводной вал коробки передач также крутится, и датчик скорости генерирует импульсы. Если известна распиновка, наличие сигнала можно зафиксировать мультиметром или увидеть с помощью простого осциллографа.
Важно! Неисправные датчики достаточно сложно восстанавливать, поэтому проще купить и установить новый электронный элемент.
Причины поломки датчика скорости
- Перегрев коробки передач (особенно это касается АКПП).
- Обрыв проводки либо окисление контактов.
- Некорректная укладка проводов после ремонта: если рядом с датчиком скорости проходит посторонний импульсный сигнал, работоспособность может нарушиться.
- Загрязнение считывающего элемента.
- Попадание металлической стружки (опилок) в зону действия датчика.
Видео по теме
Датчик скорости автомобиля Ссылка на основную публикацию 
Датчики частоты вращения
Датчики частоты вращения служат для определения числа оборотов вала двигателя за единицу времени и применяются в регулируемых приводных системах. По принципу действия датчики подразделяются на механические, гидравлические и электрические (тахогенераторы). Первые два типа сегодня применяются крайне редко и в основном используются на старых судах.
Отношение выходного напряжения к частоте вращения ротора называют «чувствительностью тахогенератора» или «коэффициентом преобразования» или «крутизной тахогенератора» и обычно указывается в технической спецификации тахогенератора в милливольтах на оборот в минуту. По этому параметру и выходному напряжению можно определить частоту вращения ротора по формуле:
где ω – частота вращения ротора в оборотах в минуту, UВых – выходное напряжение тахогенератора, k – коэффициент преобразования.
Требования, предъявляемые к тахогенераторам:
1. Линейность выходной характеристики. 2. Большая крутизна выходной характеристики (чувствительность, при небольшом напряжении частоты вращения выходное напряжение изменяется очень сильно). 3. Малая амплитудная погрешность. 4. Малая фазовая погрешность (для тахогенераторов переменного тока). 5.
Минимальная пульсация выходного напряжения (для тахогенераторов постоянного тока). 6. Малый момент инерции ротора. 7. Минимальная масса и габариты. 8. Выходное напряжение должно принимать одинаковые абсолютные значения при вращении вала тахогенератора в разных направлениях (по или против часовой стрелке) на одинаковых частотах, т.е. быть симметричными. 9.
Напряжение на выходе тахогенератора при ω=0 должно принимать минимальное значение. Это напряжение принято называть остаточным. 10. Пульсации выходного напряжения должны быть минимальными и не создавать помех, вызываемых электромагнитными процессами во время его работы. 11.
Выходная мощность должна соответствовать подключаемой к нему нагрузке (прибора, устройства, схемы и т. п.), или быть достаточной для нормальной работы.
Механические датчики частоты вращения
Механический датчик центробежного типа (рисунок 2.64) состоит из вращающихся грузов 4, укрепленных на траверсе 6, приводимой во вращение от вала машины.
На вращающиеся грузы действует центробежная сила Fцб, которая через рычаги 5 и муфту 3 сжимает пружину 2. Выходным сигналом датчика является величина перемещения муфты.
Винтом 1 регулируется степень предварительного сжатия пружины 2 и зависимость закона перемещения муфты от частоты вращения.
В точке касания рычага 5 и муфты 3 действуют поддерживающая P и восстанавливающая V силы. Поддерживающая сила Р прямо пропорциональна центробежной Fцб и зависит от величины z перемещения муфты
Графики сил V и Р приведены на рисунке 2.65.
Преимущества:
Недостатки:
- невысокая точность из-за трения между элементами;
- необходимость дополнительного преобразователя перемещения для подачи сигнала в систему управления;
- чувствительность к вибрациям и крену судна;
- нелинейная выходная характеристика.
Гидравлические датчики частоты вращения
Гидравлический датчик частоты вращения приведён на рисунке 2.66. Масляный насос 1 приводится во вращение машиной с частотой ω. В напорной магистрали, содержащей цилиндр 3 и дроссель 2, создаётся давление, которое перемещает поршень цилиндра. Это перемещение является выходным сигналом датчика.
Уровень давления р в цилиндре пропорционален частоте вращения насоса. Коэффициент пропорциональности между ω и p регулируется степенью открытия дросселя 3, через который в ванну 4 возвращается масло.
Тахогенераторы постоянного тока
Принцип действие тахогенераторы постоянного тока аналогично работе генератора. Тахогенератор на рисунке 2.67 а представляет собой маломощный генератор постоянного тока, на обмотку возбуждения ОВ которого подаётся постоянное напряжение Uов, а с обмотки якоря, приводимой во вращение машиной, снимается напряжение UВых величиной
где С – постоянный коэффициент; В – индукция магнитного поля ОВ, пропорциональная Uов.
Достоинства:
- меньшие габаритные размеры и масса (в 2-3 раза) при большей выходной мощности, чем у асинхронных;
- отсутствие фазовой погрешности;
- возможно возбуждение постоянными магнитами, что позволяет обойтись без источника питания для цепи возбуждения.
Недостатки:
- сложность конструкции;
- высокая стоимость;
- наличие скользящего контакта между щетками и коллектором, что приводит к снижению надежности тахогенератора и к нестабильности выходной характеристики;
- наличие зоны нечувствительности;
- пульсации выходного напряжения;
- не могут измерять очень медленное вращение из-за того, что амплитуда генерируемого сигнал становится очень малой;
- напряжение на выходе зависит от сопротивления измеряемой цепи;
- помехи радиоприему, для подавления которых в некоторых случаях приходится применять специальные меры.
Асинхронные тахогенераторы
Асинхронный тахогенератор – двухфазный асинхронный двигатель (микроэлектрическая машина), представлена на рисунке 2.68 а.
Полый ротор выполняется из высокоомных материалов (латунь, константан). За счет применения этих материалов достигается высокая температурная стабильность.
Обмотка возбуждения создает пульсирующий магнитный поток, направленный по продленной оси машины (продленная ось машины совпадает с осью полюсов обмоток на статоре сердечника). При неподвижном роторе магнитный поток возбуждения индуцирует в роторе трансформаторную ЭДС.
Сам полый ротор можно считать состоящим из отдельных элементов, проводников, которые замкнуты на торцах. Так как они замкнуты под действием трансформаторной ЭДС, протекают токи, направление которых совпадает с поперечной осью машины.
Эти токи создают магнитный поток, направленный навстречу потоку возбуждения. В результате результирующий поток направлен по продольной оси. В выходной обмотке (генераторной) ЭДС равно 0 (при неподвижном роторе), т. к. магнитный поток скользит по обмотке. При вращении ротора элементарные проводники ротора пересекают магнитные силовые линии потока возбуждения.
Напряжение индуцируется в проводниках ЭДС – вращения. Под действием этой ЭДС в элементарном проводнике будут течь токи, создающие магнитное поле, направленное по поперечной оси. Этот поток пропорционален частоте вращения. Поток по поперечной оси сцепляется с выходной обмоткой и в ней индуцируется выходная ЭДС, пропорциональная скорости вращения.
Выходное напряжение будет зависеть от сопротивления нагрузки:
Линейность характеристики зависит от полного сопротивления нагрузки. При высоких скоростях характеристика нелинейная. Для уменьшения скоростных погрешностей ТГ выбирают с такой синхронной скоростью, при которой значение относительной частоты вращения ротора составляет s=0,3.
Преимущества:
- большая надежность;
- отсутствие скользящих контактов;
- малоинерционность, обусловленная малым моментом инерции ротора;
- наличие малого момента сопротивления (трения в подшипниках и тормозящего электромагнитного) вследствие отсутствия радиальных и аксиальных сил, действующих на ротор;
- устойчивость к вибрациям.
- неплохая стабильность характеристик.
Недостатки:
- нелинейность выходной характеристики;
- наличие фазовой погрешности;
- наличие нулевого (остаточного) напряжения;
- малая выходная мощность, что приводит к необходимости увеличения габаритных размеров (асинхронный тахогенератор в 2…4 раза больше тахогенератора постоянного тока с такой же
- выходной мощностью);
- низкий cosφ;
- напряжение на выходе зависит от сопротивления измеряемой цепи;
- не могут измерять очень медленное вращение из-за того, что амплитуда генерируемого сигнал становится очень малой;
- большие масса–габаритные показатели.
Синхронные тахогенераторы переменного тока
Представляют собой бесколлекторные синхронные машины с ротором, подмагниченным постоянным магнитом. На статоре расположены одна или несколько обмоток (см. рисунок 2.68 б). Такой тахогенератор преобразует скорость вращения ротора в переменное напряжение, амплитуда и частота которого прямо пропорциональны скорости вращения ротора.
Этот тип тахогенератора можно охарактеризовать переменной частотой, это представляет затруднение для применения в схемах стандартного предназначения, переменного тока. Он отличается нечувствительностью к изменению направления вращения вала двигателя.
В синхронных тахогенераторах используется большое количество пар полюсов. По этой причине, синхронные тахогенераторы применяются для электроприводов с небольшой скоростью вращения вала.
Часто ротор выполняют в виде многополюсного постоянного магнита, поэтому на 1 оборот ротора генерируется несколько периодов выходного сигнала.
Измерения скорости вращения допустимо двумя способами – частотным и амплитудным.
Частотный способ определения скорости вращения
Частотный метод для СТГ является самым точным, т. к. на частоту выходного сигнала не оказывают влияния такие факторы как, изменения температуры, величина зазора между статором и ротором, уменьшение магнитного потока, вызванное старением магнитов и т.д.
- Но, к сожалению, при определении скорости вращения частотным способом требуется время для определения частоты выходного сигнала UВых путём накопления импульсов, что не даёт возможности получать мгновенно информацию об изменениях скорости.
- После определения частоты fВых выходного сигнала UВых, скорость вращения ротора вычисляют по формуле:
- где fВых – частота сигнала UВых на выходе тахогенератора, Гц; p – число пар полюсов ротора тахогенератора.
Для более точного определения частоты вращения ротора необходимо большее количество времени, в течение которого частота может изменяться. А изменение частоты во время накопления импульсов для её определения вносит погрешность в измерения. Это плохо сказывается на динамичности системы управления в целом, т.к.
её схема управления, в таких случаях, более медленно компенсирует уменьшение или увеличение скорости вращения. Чтобы как-то уменьшить вышеуказанный недостаток, используют синхронные тахогенераторы с большим количеством полюсов.
Это даёт возможность сократить время для определения выходной частоты, что в свою очередь позволяет сократить время реакции схемы управления.
- Частоту выходного сигнала можно определять по следующей формуле:
- где N – число накопленных импульсов; Т – длина каждого периода.
- Амплитудный способ определения скорости вращения
Амплитудный способ выгодно отличается от частотного простотой схемы управления, но не очень точен из-за: температурных колебаний; зазоров между статором и ротором; старения магнитов ротора, влияющее на величину магнитного потока; частотной модуляции, оказывающей воздействие на реактивные элементы электрической цепи. Как и в других типах тахогенераторов, при увеличении скорости вращения ротора возрастает и генерируемая в обмотке статора ЭДС. Для «считывания» значений этой ЭДС обычно используют выпрямитель (одно- или двухполупериодный) и НЧ фильтр, назначение которого сглаживать пульсации.
Преимущества:
- отсутствие посторонний источник питания для обмотки возбуждения;
- возможность точного определения частоты вращения частотным способом;
- остальные преимущества такие же, как и у асинхронного тахогенератора.
Недостатки:
- напряжение на выходе зависит от сопротивления измеряемой цепи;
- не симметрия воздушного зазора, она способствует возникновению низкочастотных пульсаций;
- магнитный поток сопровождается зубцовыми пульсациями;
- параметры машины зависят от температурных изменений;
- определение скорости вращения частотным способом требуется время для определения частоты выходного сигнала;
- не могут измерять очень медленное вращение из-за того, что амплитуда генерируемого сигнал становится очень малой;
- невозможность определения направления вращения.
Условия и меры, применяемые при эксплуатации синхронных тахогенераторов для компенсации погрешностей аналогичны мерам, используемым для тахогенераторов постоянного тока.
Пульсации выпрямленного напряжения выравниваются за счет изготовления конструкции ротора с полюсами специального профиля, благодаря этому получается необходимая ЭДС.
Снижение зубцовых пульсаций происходит за счет использования сглаживающего фильтра.
С развитием электроники тахогенераторы все чаще заменяются на импульсные датчики, например, схемы с оптронами открытого типа, формирующие импульсы при отражении пучка света от контрастных меток на валу или на прерывания луча света обтюратором – датчики угла поворота (энкодеры), либо импульсные индукционные датчики, датчики Холла и прочие подобные импульсные электронные датчики.
Литература
Элементы и функциональные устройства судовой автоматики — Авдеев Б.А. [2018]
Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена — Автопро на DRIVE2
Датчик скорости – один из множества автомобильных датчиков, ответственных за выработки сигналов измерительной информации, ее передачу, дальнейшее преобразования и обработку электронным блоком управления и некоторыми другими устройства. Если в автомобиле нет ЭБУ, потребность в датчиках меньше не становится.
Выход даже наименее важного из датчиков сказывается хотя бы на том, насколько комфортно будет эксплуатировать автомобиль. Поскольку датчик скорости является довольно важным компонентом, Avto.
pro поможет разобраться в особенностях его устройства, разберет основные неисправности, а также расскажет, в каких случаях его сможет заменить даже неопытный автолюбитель.
- Коротко о работе датчиков скорости
- Вообще, автомобильные датчики скорости делятся всего на два типа:— Электронный;— Механический.
Начать стоит с механического, ведь хронологически именно он предшествовал более совершенному электронному устройству. В основе механического датчика лежит группа сцепленных шестеренок и небольшой тросик.
Устанавливали такие датчики прямо на механизмах привода спидометра недалеко от КПП.
Механические устройства весьма незамысловаты и обладают солидным эксплуатационным ресурсом, однако не дают точных показаний на всем диапазоне скоростей и все-таки зависят от ряда внешних условий. Чего не скажешь об электронных датчиках скорости.
Современные датчики основываются на эффекте Холла. Если сказать, что они не работают на частотно-импульсном сигнале, проще не станет, так что постараемся все разъяснить. Итак, датчик формирует так называемый импульсный сигнал, частота следования импульсов в котором имеет зависимость от скорости вращения вала.
Автомобиль движется быстрее – вал вращается быстрее – датчик производит импульсы большей частоты – на спидометр выводится достоверная информация об изменении скорости в большую сторону. Разумеется, «привычный» для электроники сигнал человек понять не может.
По этой причине в систему вводится контролер, подсчитывающий частоту поступающих от датчика скорости импульсов в единицу времени, а затем переводящий эту величину в человеко-понятные км/ч или миль/ч.
Электронные датчики удалось реализовать двумя способами:— С контактом от вала;— Без контакта.
Первые датчики просто называют контактными. В них используют приводные шестерни и гибкий трос (иногда жесткий вал небольшой длины). Трос или вал служат для передачи крутящего момента от таких автомобильного моста, вала коробки передач или же раздаточной коробки.
Угловое вращение переводится в электрические импульсы, которые передаются далее по системе и переводятся в человеко-понятные величины. Именно такие датчики нашли самое широкое применение в автомобильной индустрии.
Причин две: они надежные, их можно использовать вместо механического привода спидометра без дорогостоящих доработок последнего.
Все более популярные бесконтактные датчики основываются на том же эффекте Холла, но технически реализуются не так, как контактные.
Они используют одно из вспомогательных устройств: ротор или задающий диск.
В бесконтактных датчиках эффект Холла используется в полной мере, тем временем как в менее сложных контактных – тот же эффект, магниторезистивный эффект или работа оптронов (оптроэлектронных пар).
Подробнее о контактных и бесконтактных датчиках
Бесконтактные датчики скорости основываются на уже упомянутом эффекте Холла, вследствие чего они не имеют подвижных частей. Суть эффекта Холла в том, что на плоском проводки, через который с противоположных сторон пропускается постоянный ток, при его нахождении в магнитном поле возникает напряжение на паре других противоположных сторон.
Для работы датчиков нужно разместить на валу агрегата, которым может быть мост, редуктор или же коробка передач, импульсный диск или специальный диск. Данные элементы имеют намагниченные участки. Импульсный сигнал образуется за счет того, что ротор, отдаленный от чувствительной части автомобильного датчика с микросхемой Холла, начинает вращаться.
Далее сигнал поступает к контролеру.
Контактные датчики скорости, использующие эффект Холла, и их одноименная микросхема с магнитом постоянно неподвижны, а магнитное поле изменяется благодаря вращению специального кольца с прорезями, иначе называемым шторкой. Само кольцо подсоединено к валу или гибкому приводному тросику, через которое вращение и передается.
Магниторезистивные и оптоэлектронные датчики
В основе работы датчиков скорости авто может стоять магниторезистивный эффект. Во многом он напоминает эффект Холла, но лишь на первый взгляд.
Суть в том, что некоторые материалы могут быстро менять свое электрическое сопротивление в случае, если они помещаются в магнитном поле. Что бросается в глаза при изучении таких датчиков, так это микросхема, в которую интегрирован магнитерезистивный элемент.
Он составлен из полупроводниковых элементов. Кроме того, подобный датчик оборудован прямым приводом и многополюсным магнитом.
Оптоэлектронные контактные датчики скорости весьма просты, но это единственное их достоинство. Дело в том, что они менее чувствительны (к отклонениям основного параметра) и более инерционны (имеют большое запаздывание в измерении), нежели вышеописанные датчики.
Работает датчик за счет оптопары, представляющей собой фототранзистор и светодиод, разделенные диском с прорезями. Последний закреплен на приводном валу. За счет вращения диска и прерывания светового потока между парой элементов и генерируется импульсный сигнал.
Как датчик скорости влияет на работу двигателя
В систему определения скорости введен специальный контролер, который воспринимает импульсный сигнал от датчика.
Именно контролер передает сигнал электронному блоку управления, которые рассчитывает объем топлива, необходимый для оптимальной работы двигателя.
К примеру, если скорость автомобиля уменьшается, уменьшается и количество топлива, которое подается двигателю. За счет этого удается существенно экономить горючее и эксплуатировать двигатель в наиболее щадящем режиме.
В случае неисправности датчика скорости блок управления не будет получать сигнал, отвечающий реальной скорости автомобиля. Топливо будет подаваться равномерно вне зависимости от того, как сильно водитель вжимает педаль газа.
На практике выходит так, что горючее расходуется с избытком, а силовой агрегат иногда работает с рывками. Статистика показывает, что исправный датчик позволяет экономить порядка 2 литров топлива на 100 километров пробега.
Еще одна особенность современных автомобилей с датчиками скорости на основе эффекта Холла: неисправность электроусилителя руля при неисправном датчике (ошибка P-0501).
Почему датчик скорости выходит из строя
Как и практически все электронные компоненты авто, датчик страдает в первую очередь от окисления контактов и нарушения целостности проводки. Зачастую проблему удается выявить в ходе визуального осмотра, хотя для верности стоит воспользоваться тестером. Каждый из контактов нужно отсоединить и проверить.
Окислившиеся и просто грязные контакты нужно очистить и покрыть специальной смазкой. Другое слабое место наиболее распространенных систем определения скорости авто: тросик спидометра. Со временем он надрывается сразу в нескольких местах, что в итоге сказывается на правильности определения скорости автомобиля.
Старый тросик нужно менять, а перед установкой на всякий случай покрыть машинным маслом.
Как ни странно, но наиболее распространенные и с виду надежные системы определения скорости не терпят езды с резкими повышениями скорости. Из-за этого быстро нарушается целостность пластикового хвостика в датчике.
Также начинает расслаиваться и трескаться тросик. Как и было сказано выше, тросик нужно смазывать.
Плотность крепления пластикового хвостика нужно контролировать – она должна быть высокой, что предотвратит последующее разбалтывание гнезда крепления.
Неисправность датчика скорости
Если у вас есть подозрения на то, что установленный в автомобиле датчик скорости работает неправильно, не спешите с выводами. Для начала нужно убедиться в чем-то из следующего:— Есть проблемы на холостых оборотах (машина периодически глохнет, в т.ч. и при движении накатом);— Перестал работать спидометр;— Спидометр работает некорректно;— Серьезно вырос расход топлива;
— Двигатель теряет мощность при быстром разгоне.
Как и было указано выше, датчик нужно осмотреть. На разных автомобилях датчик скорости расположен по-разному, но, в общем и целом, все автоконцерны стараются расположить его ближе к коробке передач. В большинстве случаев для доступа к датчику нужно снять корпус воздушного фильтра – устройство находится примерно на одной с ним линии.
Часто его располагают прямо над главной передачей. Обычно датчик крепится гайкой. Когда датчик снят, нужно проделать следующее:1. Определиться с клеммами: заземления, импульсного сигнала и напряжения;2.
Контакт вольтметра подключить к клемме импульсного сигнала, а второй контакт заземлить на корпус автомобиля или какую-либо металлическую деталь ДВС;
3. Прокрутить ось датчика куском пластика. Показатели частоты и вращения на вольтметре должны расти по ходу увеличения скорости вращения оси датчика.
Такая проверка актуальна только для датчиков, использующих эффект Холла. Нечто подобное можно провернуть и не демонтируя датчик. Для этого нужно вывесить ведущее колесо на домкрате, аналогичным образом подключить вольтметр или другой измерительный прибор, после чего провернуть вывешенное колесо и следить за показателями напряжения и частоты.
Выбор нового датчика
Замена нового датчика не представляет особой сложности, но важно выбрать именно ту модель, которая совместима с вашим автомобилем. Так, например, датчики могут иметь разную длину в зависимости от того, какая в автомобиле коробка передач. По этой причине руководствоваться можно чем-то из следующего:— VIN-кодом;— Данными автомобиля: модель, год выпуска, тип двигателя и коробки;
— Кодом подходящего устройства.
В современных интернет-магазинах поиск можно вести и по кодам, и по данным автомобиля. Часто алгоритм поиска выглядит так: ввести данные автомобиля, получить код, продолжать поиски в других местах. Советуем автолюбителям сохранять коды подходящий устройств и их аналогов.
В автомобиль с механическим датчиком можно поставить электронную модель устройства. Для этого достаточно определить модель и год выпуска транспортного устройства и передать эту информацию специалисту.
Далее он подберет и установит подходящий датчик, гнездовые колодки, кабели и тахограф. Стоит отметить, что иногда для установки более современного датчика нужно использовать специальный переходник.
Экскурс по производителям
Многообразие автомобильной электроники способствует появлению на рынке автозапчастей большого количества фирм-упаковщиков. Они продают под именами собственных брендов датчики крупных и мелких производителей.
Как показывает практика, упаковщики предпочитают реализовывать именно недорогую продукцию низкого качества в тех странах, где покупательная способность владельцев транспортных средств невелика. Так, например, фирмы JP Group, ERA и SWAG предлагают недорогие датчики скорости, качество которых не всегда удовлетворительно.
Мы рекомендуем обращать внимание на более дорогие варианты от следующих фирм:— Valeo;— Pierburg;— Behr-Hella.
Это самые известные производители, чьи датчики входят в оригинальную комплектацию подавляющего большинства автомобилей. По сути, автолюбитель может купить практически полную копию оригинала, но по более низкой цене.
При выборе датчика особенно важно руководствоваться тем, какая фирма его произвела. Здесь стоит обратить внимание в первую очередь на известных европейских, корейских, японских и американских производителей. Т.н.
упаковщики первого звена тоже могут приятно вас удивить, но подобных упаковщиков на рынке не так уж и много – их имена легко будет запомнить.
Установка нового датчика
С учетом довольно большого количества датчиков различных типов, демонтаж и установка может несколько отличаться в зависимости от модели и года выпуска автомобиля.
В одних случаях устройства имеют тросовый привод, вследствие чего тросик тоже нужно отсоединять, а в других устройство выглядит очень просто: корпус из гладкого пластика с отверстием под крепежный элемент.
В общих чертах замена датчика скорости выглядит так:— Выключить зажигание или же отсоединить клеммы аккумуляторной батареи;— Найти старый датчик и демонтировать его. Понадобится или пара отверток (шлицевая и крестовая) с плоскогубцами, или ключ на 10 или 22 с той же парой отверток.
Для откручивания тросика контактного датчика лучше использовать плоскогубцы;— Поддев выкрученный датчик, снять его. Рекомендуется продолжить очистку пространства вокруг устройства. Здесь особенно пригодится очиститель тормозов;
— Установить новый датчик.
По факту, чем более современный у вас автомобиль, тем проще будет найти датчик и тем проще окажется его замена. Если работать приходится со старым датчиком, то все действия должны быть максимально деликатными – в устройстве есть чему ломаться.
ВыводДатчик скорости является очень важным компонентом всех современных и морально устаревших автомобилей.
В случае его выхода из строя транспортное средство становится менее экономичным, а его владелец рискует не получить реальной информации о том, с какой скоростью он движется. Разумеется, все это чревато неприятными последствиями.
Если вы заметили, что спидометр работает некорректно, стоит как можно раньше проверить и его, и соответствующий датчик. Подобрать новое устройство несложно, а его замена может быть произведена за считаные минуты.