Датчик скорости: особенности работы, неисправности и замена
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.
Вывод
Датчик 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.
Датчик скорости: варианты замены ДСА
Датчики в структуре автомобилей представляют собой своеобразных шпионов, сообщающих «старшим» узлам машины и непосредственно водителю некоторую информацию о функционировании той или иной системы. Благодаря этим данным, отмеченные ранее получатели принимают конкретные решения для организации дальнейшей работы транспортного средства. Подобные шпионы установлены в конструкции любого автомобиля и притом в немалом количестве. Одним из основных среди них, безусловно, является датчик скорости. Хотите знать о нём больше? Тогда обязательно ознакомьтесь с сегодняшней статьёй, детально описывающей то, как работает, ремонтируется и на что влияет датчик скорости современной машины.
Принципы работы и устройство датчика скорости
Принципы работы всех транспортных средств с течением времени всерьёз улучшались. Так, механические определители скорости, основанные на анализе вращения специальных тросов, канули в лету, а на смену им пришли цифровые датчики скорости. Как работает обычный представитель подобных устройств? Крайне просто, по эффекту Холла, то есть посредством анализа электрических импульсов, поступающих от вращающегося колеса. Если быть точнее, то типовой датчик скорости автомобиля (в сокращении – ДСА) представляет собой небольшой элемент привода спидометра и располагается, как правило, в области КПП двигателя.
Сегодня принято выделять три вида датчиков:
«Холловские» идентификаторы являются наиболее используемыми в современном автомобилестроении и применяются в конструкции большинства машин. Подобный датчик измерения скорости движения машины работает на основе явления Холла, которое предполагает определение некоторых физических показателей (в нашем случае именно скорости движения) за счёт анализа частоты электромагнитных импульсов. Рассматривая принцип работы устройства более детально, стоит выделить следующие основные этапы его функционирования:
В целом, разобраться с современными датчиками, измеряющими скорость движения машины, очень просто. По сути, работают подобные устройства по принципу датчиков Холла, которые уже были детально рассмотрены в одной из статей на нашем ресурсе.
На что влияет датчик скорости движения
Теперь, когда устройство и принципы работы скоростных определителей детально освещены, не лишним будет ответить на часто задаваемый вопрос, а именно – «На что влияет датчик скорости?». Для ответа на него, в первую очередь, стоит рассмотреть основное предназначения данного устройства. На сегодняшний день предназначений у него несколько, а точнее 2 основных:
Отвечая на вопрос по поводу того, на что влияет датчик скорости, можно дать два совершенно точных ответа:
Зная об этом, наверное, каждый водитель перестанет пренебрежительно относиться к ситуациям, когда датчик скорости неисправен, и будет стараться вовремя принимать соответствующие меры.
Скоростной идентификатор в конструкции автомобиля
Ремонт любого рода или замена датчика скорости – процедура несложная, но требующая чёткого понимания его устройства в конструкции автомобиля. Не зная подобную информацию, ответить на вопросы по типу:
и многие другие будет невозможно.
Для начала повторимся, что расположение датчика скорости практически на всех автомобилях предполагает его вмонтирование в привод спидометра (нередко называемый приводом датчика). Зачастую чтобы найти скоростной идентификатор достаточно найти провод, идущий от одного из передних колёс, и проследовать до места его следующего подключения. Устройство, к которому он подошёл, и есть датчик скорости, который нередко располагается на КПП. Выглядит деталь практически всегда аналогично представленным ниже изображениям:
Ответив на вопрос о том, где расположен идентификатор, можно уже задуматься и о том, что представляет собой распиновка датчика скорости. Типовой вариант предполагает использование проводов, идущих на:
Нередко схема контактов датчика скорости соответствует следующей картинке:
Как видите, в плане расположения и подсоединения устройства особых сложностей не имеется. Более детально о том, как проводится проверка и снятие датчика скорости, читайте ниже.
Ремонт детали: симптомы неисправности и процедура замены
Менять датчик скорости движения требуется довольно-таки редко, что связано с высокой надёжностью данного устройства, которая достигается посредством его простоты. Несмотря на это, то, на что влияет датчик скорости, требует должного отношения к этому узлу, поэтому появление некоторых признаков требует проведения диагностики идентификатора. Зачастую в перечень симптомов неисправности датчика входит:
Однако даже отмеченные признаки – не явный показатель неисправности узла. При их появлении менять устройство сразу же не стоит, важна качественная проверка датчика скорости на правильность функционирования. Проверяется он не сложно, а именно посредством организации следующих операций:
Напряжение на вольтметре есть – работа устройства в норме, отсутствует – требуется замена.
Замена датчика скорости проводится также очень просто. Порядок процедуры таков:
Примечание! При работе с датчиком скорости немаловажно отключать зажигание, так как при наличии напряжения в цепи и подключении вольтметра может случиться замыкание узла, что точно выведет его из строя.
Пожалуй, на этом по датчику скорости современных машин можно заканчивать. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вас вопросы. Удачи на дорогах!
Датчик скорости автомобиля
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:
На что влияет датчик скорости? В современном автомобиле он участвует в работе нескольких систем:
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:
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:
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:
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:
Важно! Неисправные датчики достаточно сложно восстанавливать, поэтому проще купить и установить новый электронный элемент.