În ultimele decenii, vitezometrele mecanice auto au fost înlocuite cu sisteme electronice de măsurare a vitezei, în care senzorii de viteză joacă un rol important.Totul despre senzorii de viteză moderni, tipurile, designul și funcționarea acestora, precum și alegerea și înlocuirea lor corectă - citiți în acest articol.
Ce este un senzor de viteză
Senzorul de viteză (senzorul de viteză al vehiculului, DSA) este un element sensibil al sistemului electronic de măsurare a vitezei vehiculului;Un senzor de contact sau fără contact care măsoară viteza unghiulară a arborelui în cutia de viteze sau în cutia de viteze a axei motoare și transmite rezultatele măsurătorii la regulatorul de viteză sau la vitezometrul vehiculului.
Vă rugăm să rețineți: articolul discută doar DSA pentru măsurarea vitezei unei mașini.Despre senzorii de viteză ale roților care funcționează ca parte a sistemelor de siguranță activă (ABS și altele), descriși în alte articole de pe site-ul nostru.
Senzorii de viteză pot face parte din diferite sisteme ale unui vehicul modern:
● Vitezometru - pentru a măsura și indica viteza actuală de mișcare și distanța parcursă (folosind un contor de parcurs);
● Sisteme de injecție, aprindere și alte motorizări - pentru corectarea modurilor de funcționare ale unității de putere, în funcție de viteza mașinii și modificările acesteia (în timpul accelerației și frânării);
● Sisteme active de securitate și alarmă – pentru a corecta viteza și traiectoria mașinii în diverse moduri, avertizarea situațiilor potențial periculoase etc.;
● La unele mașini - servodirecție și sisteme de confort.
DSA, ca și transmisia tradițională prin cablu a vitezometrului, este montată pe cutia de viteze, cutia de transfer sau cutia de viteze a axei motoare, urmărind viteza unghiulară a arborelui secundar sau intermediar.Informațiile primite de la senzor sub formă de semnale electrice sunt trimise către regulatorul de viteză sau direct către vitezometru.Caracteristicile semnalelor generate și metodele de conectare/integrare a senzorilor cu electronica vehiculului depind de tipurile, designul și principiul de funcționare ale acestora.Acest lucru trebuie descris mai detaliat.
Funcționalitatea, tipurile, designul și principiul de funcționare a senzorilor de viteză
Senzorii de viteză, indiferent de tip și design, generează semnale care pot fi trimise fie direct către vitezometru, fie către controlerul motorului și unitățile electronice de control asociate.În primul caz, senzorul este utilizat doar pentru a determina vizual viteza vehiculului.În al doilea caz, datele sunt utilizate de electronica auto pentru a controla motorul și alte sisteme, iar semnalul către vitezometru este alimentat de la controler.La vehiculele moderne, a doua metodă de conectare este din ce în ce mai utilizată.
Măsurarea vitezei cu DSA este destul de simplă.Senzorul generează un semnal de puls (de obicei de formă dreptunghiulară), în care rata de repetare a pulsului depinde de viteza de rotație a arborelui și, în consecință, de viteza mașinii.Majoritatea senzorilor moderni produc de la 2000 la 25000 de impulsuri pe kilometru, dar cel mai frecvent utilizat standard este 6000 de impulsuri pe kilometru (pentru senzorii de contact - 6 impulsuri pe rotație a rotorului lor).Astfel, măsurarea vitezei se reduce la calculul de către controler a ratei de repetiție a impulsurilor provenite de la DSA pe unitatea de timp, iar translația acestei valori în km/h ne este de înțeles.
Senzorii de viteză sunt împărțiți în două grupuri mari:
● Acționat direct de arbore, sau contact;
● Fără contact.
Instalarea unui senzor de viteză de contact la cutia de viteze
Primul grup include senzori cărora le este transmis cuplul de la arborele cutiei de viteze, axa sau cutia de transfer prin intermediul unui angrenaj de antrenare și a unui cablu de oțel flexibil (sau a unui arbore scurt rigid).Senzorul oferă un dispozitiv care citește rotația unghiulară a arborelui și o transformă în impulsuri electrice.Senzorii de acest tip sunt utilizați pe scară largă, deoarece pot fi instalați în locul acționării unui vitezometru mecanic (care vă permite să actualizați vehiculele vechi fără costuri suplimentare) și sunt extrem de fiabili.
Cadran principal al senzorului de viteză fără contact
Al doilea grup include senzori care nu au contact direct cu arborele rotativ.Pentru a măsura viteza unor astfel de senzori, pe arbore este instalat un dispozitiv auxiliar - un disc principal sau un rotor.Dispozitivele fără contact devin din ce în ce mai populare, sunt instalate pe multe modele actuale de mașini autohtone.
Toți senzorii funcționează pe principii fizice diferite.În dispozitivele de contact, efectul Hall și efectul magnetorezistiv (MRE), precum și optocuplere (perechi optoelectronice), sunt cel mai des utilizate.În centrul senzorilor fără contact, efectul Hall este cel mai utilizat și mult mai rar MRE.Proiectarea și principiul de funcționare al fiecărui tip de senzor sunt descrise mai jos.
Senzori de contact bazați pe efectul Hall
Senzorii de acest tip se bazează pe efectul Hall: dacă un conductor plat, prin două laturi opuse cărora trece un curent continuu, este plasat într-un câmp magnetic, atunci apare o tensiune electrică pe celelalte laturi opuse ale acestuia.În centrul DSA se află un cip Hall, în care sunt deja integrate o napolitană (de obicei din permalloy) și un circuit amplificator.În senzori, microcircuitul și magnetul rămân staționare, iar schimbarea câmpului magnetic se realizează datorită unei „cortine” rotative - un inel cu fante.Inelul este conectat la un cablu de antrenare sau arbore, de la care primește rotație.Semnalul de ieșire de la DSA este trimis vitezometrului sau controlerului printr-un conector standard, prin intermediul căruia este alimentată cipul Hall.
Senzori fără contact bazați pe efectul Hall
DSA fără contact se bazează pe același efect, dar nu există părți mobile în el - în schimb, un rotor sau un disc de impuls cu secțiuni magnetizate este amplasat pe arborele unității (cutie de viteze, cutie de viteze cu osie).Există un mic decalaj între partea sensibilă a senzorului (cu un cip Hall) și rotor, atunci când rotorul se rotește, în microcircuit este generat un semnal de impuls, care este trimis controlerului printr-un conector standard.
Schema de funcționare a unui senzor de viteză fără contact
Senzori de contact bazați pe efectul magnetorezistiv
Design senzor de viteză cu element magnetorezistiv
Acest tip de DSA se bazează pe efectul magnetorezistiv - proprietatea unor materiale de a-și schimba rezistența electrică atunci când sunt plasate într-un câmp magnetic.Astfel de senzori sunt similari cu senzorii Hall, dar folosesc cipuri cu un element magnetorezistiv integrat (MRE) bazat pe materiale semiconductoare.Cel mai adesea, acești senzori au o acționare directă, schimbarea câmpului magnetic se realizează prin rotirea magnetului multipolar inel, semnalul generat este furnizat controlerului printr-un conector standard (prin care alimentarea microcircuitului cu este furnizat MRE).
Senzori optoelectronici de contact
Aceste DSA sunt cele mai simple în design, dar sunt mai puțin sensibile și mai inerțiale decât cele descrise mai sus.Senzorul se bazează pe un optocupler - un LED și un fototranzistor, între care se află un disc cu sloturi conectate la arborele de antrenare.Când discul se rotește, fluxul luminos dintre LED și fototranzistor este întrerupt periodic, aceste întreruperi sunt amplificate și trimise la controler sub forma unui semnal de impuls.
Design senzor optoelectronic de viteză
Cum să alegeți și să înlocuiți senzorul de viteză potrivit
Un senzor de viteză defect într-un vehicul modern poate fi o sursă de diverse probleme - de la pierderea datelor privind viteza de mișcare și distanța parcursă (vitezometrul și odometrul nu mai funcționează), până la întreruperea unității de alimentare (ralanti instabil, consum crescut de combustibil, pierderi de putere), servodirecție și sisteme de securitate.Prin urmare, dacă DSA se defectează, ar trebui înlocuit cât mai curând posibil.
Pentru înlocuire, ar trebui să luați doar senzorul care era pe mașină mai devreme sau să utilizați dispozitive dintre cele recomandate de producătorul auto.În unele cazuri, este posibil să selectați un DSA „non-nativ”, dar cel mai adesea acest lucru este imposibil - senzorul fie nu se încadrează la locul său, fie oferă citiri incorecte în timpul instalării.Prin urmare, experimentele cu selecția DSA ar trebui recurs la numai în cazuri extreme.
Înlocuirea senzorului se efectuează în conformitate cu instrucțiunile pentru acest vehicul special (sau cutie de viteze, axă sau cutie de transfer).DSA-urile cu acționare directă au de obicei un filet la cheie și un hexagon (dar nu întotdeauna - unele produse au un inel cu ondulare transversală), așa că înlocuirea lor se reduce la scoaterea vechiului dispozitiv și la înșurubarea unuia nou.Senzorii fără contact sunt de obicei atașați cu unul sau două șuruburi (șuruburi) filetate printr-un orificiu din flanșă.În toate cazurile, toate lucrările trebuie efectuate cu terminalul scos din baterie, înainte de a demonta senzorul, este necesar să deconectați conectorul electric și înainte de a instala unul nou, curățați locul instalării acestuia.
Este mai dificil să înlocuiți rotorul senzorilor fără contact - pentru aceasta este necesar să dezasamblați parțial unitatea (cutie, punte) și apoi să efectuați lucrări de reparație în conformitate cu instrucțiunile.
Odată cu selectarea și înlocuirea corectă a senzorului de viteză, vitezometrul și diferitele sisteme auto (inclusiv motorul) încep imediat să funcționeze.În viitor, DSA va asigura o funcționare sigură și confortabilă a vehiculului.
Ora postării: Iul-12-2023