Как влияет датчик скорости на работу двигателя?

Что такое датчик скорости

Здесь датчик скорости получает от контролера специальный частотно-импульсный сигнал. При этом частота передачи такого сигнала напрямую зависит от скорости движения автомобиля. Одним словом, датчик скорости — это деталь которая определяет точную скорость движения автомобиля.

Принцип работы датчика движения основывается на вычислении временного интервала между переданными сигналами за каждый пройденный километр. Каждый километр датчик передает контролеру 6 тысяч импульсов.

Когда автомобиль ускоряется, частота передачи импульсов начинает пропорционально возрастать. Рассчитав точное время передачи импульсов, мы без труда сможем получить точную скорость движения своего транспортного средства.

Еще одной функцией датчика скорости является возможность экономии топлива когда авто движется «накатом». Несмотря на всю простоту работы этого датчика, если возникает его поломка, это сразу сказывается на работе двигателя автомобиля.

Влияние датчика скорости на двигатель

После передачи импульсного сигнала от датчика скорости контролеру, последний перенаправляет его в электронный блок управления машинного двигателя. Полученные данные служат основой для проведения расчета необходимого количества топлива.

В случае же, если водитель уменьшает скорость движения (снижает уровень нажима педали газа) количество направляемого в двигатель топлива снижается. Такой подход позволяет получать рациональное использование топлива и обеспечивать его существенную экономию.

Если же датчик неисправен, блок управления такой информации не получает, и топливо подается равномерно вне зависимости от нажатия на газовую педаль.

В итоге расход топлива начинает резко увеличиваться, а сама работа двигателя, особенно в условиях повышения нагрузки, становится прерывистой (можно ощутить некоторые рывки двигателя) из-за отсутствия необходимого количества топлива.

Специалисты подсчитали, что с работающим датчиком скорости автомобиль при езде по городу может экономить до 2 литров горючего на каждые 100 км пробега.

Важно также понимать, что в некоторых последних моделях современных автомобилей повреждение датчика скорости может стать причиной нарушения работы электроусилителя руля. В случае, если стрелки спидометра либо же тахометра начинают непроизвольно передергиваться, целесообразно сразу проверить устройство и ведущие к нему тросики.

Причины поломок датчика скорости

Одной из самых распространенных проблем работы устройства такого типа считается сбой работы электрооборудования. Поэтому начало диагностики, особенно если вы делаете это самостоятельно, следует осуществлять с тщательного осмотра проводов и контактов. Делается это визуально, а также с использованием тестера. Наиболее уязвимыми местами считаются окончание пластикового разъема и вблизи выпускного коллектора.

Прежде всего, контакты разъединяются и проверяются каждый в отдельности. Обычно влажная и соленая среда становится причиной быстрого их окисления. А это обеспечивает прерывания электрической цепи.

В случае обнаружения закисленных контактов следует их очистить от образовавшегося налета и смазать специально предназначенной для этих целей смазкой. Дальше нужно осмотреть в каком находится состоянии тросик спидометра.

Из-за длительной эксплуатации тут часто образуются небольшие разрывы, что существенно изменяет корректную работу устройства. В качестве профилактического средства для тросика периодически целесообразно смазывать его маслом.

Основными признаками, сигнализирующими о неисправности датчика, обычно становятся такие:

— расход топлива в авто стремительно увеличился без видимых на то причин;

— на холостом ходу двигатель работает с некоторыми перебоями;

— некорректно работает (либо вообще не работает) спидометр;

— при вдавливании педали газа для набора скорости двигатель начинает терять мощность.

Обычно поврежденный датчик скорости не подлежит ремонту, а его попросту меняют на новый.
Понятное дело, как любая друга участь автомобиля, находящаяся в процессе постоянного влияния различных внешних и внутренних фактов, датчик импульса скорости может выходить из строя достаточно быстро, либо же служить больше отведённого нормативного срока, если автовладелец будет соблюдать несколько нехитрых правил.

Прежде всего, избегайте ненужной быстрой езды. Из-за этого тросик повреждает имеющийся в датчике пластиковый хвостик, что ускоряет «кончину» устройства. Сам же тросик следует своевременно обрабатывать машинным маслом, чтобы на нем отсутствовали расслоения.

Всегда обеспечивайте плотное крепление пластикового хвостика датчика с тросиком – это снижает риск разбалтывания гнезда крепления в процессе эксплуатации автомобиля. Своевременно очищайте контакты от окисления, чтобы не спровоцировать, кроме прочего, короткое замыкание.

Датчик скорости: в основе безопасности и комфорта современного автомобиля

В последние десятилетия механические автомобильные спидометры вытесняются электронными системами измерения скорости, в которых важную роль играют датчики скорости. Все о современных датчиках скорости, их типах, устройстве и работе, а также об их верном выборе и замене — читайте в данной статье.

Что такое датчик скорости

Датчик скорости (датчик скорости автомобиля, ДСА) — чувствительный элемент электронной системы измерения скорости транспортных средств; контактный или бесконтактный датчик, измеряющий угловую скорость вала в коробке передач или в редукторе ведущего моста, и передающий результаты измерений на контроллер измерения скорости автомобиля или на спидометр.

Обратите внимание: в статье рассматриваются только ДСА для измерения скорости движения автомобиля. О колесных датчиках скорости, работающих в составе систем активной безопасности (АБС и других), рассказано в других статья на нашем сайте.

Датчики скорости могут входить в состав различных систем современного транспортного средства:

• Спидометра — для измерения и индикации текущей скорости движения и пройденного расстояния (с помощью одометра);
• Системы впрыска, зажигания и других систем двигателя — для коррекции режимов работы силового агрегата в зависимости от скорости движения автомобиля и ее изменений (при ускорениях и торможениях);
• Активных систем безопасности и сигнализации — для коррекции скорости и траектории движения автомобиля на различных режимах, предупреждения о потенциально опасных ситуациях, и т.д.;
• В некоторых автомобилях — гидроусилителя руля и систем комфорта.

ДСА, как и традиционный тросовый привод спидометра, монтируется на коробку передач, раздаточную коробку или редуктор ведущего моста, отслеживая угловую скорость вторичного или промежуточного вала. Полученная от датчика информация в виде электрических сигналов поступает на контроллер измерения скорости или непосредственно на спидометр. Характеристики формируемых сигналов и способы подключения/интеграции датчиков с электроникой автомобиля зависят от их типов, конструкции и принципа работы. Об этом необходимо рассказать подробнее.

Функционал, типы, конструкция и принцип работы датчиков скорости

Датчики скорости, независимо от типа и конструкции, формируют сигналы, которые могут поступать либо непосредственно на спидометр, либо на контроллер двигателя и связанные электронные блоки управления. В первом случае датчик используется лишь для визуального определения скорости движения транспортным средством. Во втором случае данные используются автомобильной электроникой для управления двигателем и иными системами, а сигнал на спидометр подается от контроллера. На современных транспортных средствах все чаще используется второй способ подключения.

Измерение скорости с помощью ДСА производится довольно просто. Датчик формирует импульсный сигнал (обычно прямоугольной формы), в котором частота следования импульсов зависит от скорости вращения вала и, соответственно, от скорости движения автомобиля. Большинство современных датчиков вырабатывают от 2000 до 25000 импульсов на километр, но чаще всего используется стандарт 6000 импульсов на километр (для контактных датчиков — 6 импульсов за один оборот своего ротора). Таким образом, измерение скорости сводится к подсчету контроллером частоты следования поступающих от ДСА импульсов за единицу времени, и переводу этого значения в понятные для нас км/ч.

Датчики скорости делятся на две большие группы:

• С непосредственным приводом от вала, или контактные;
• Бесконтактные.

К первой группе относятся датчики, на которые посредством приводной шестерни и гибкого стального троса (или короткого жесткого вала) передается крутящий момент от вала КПП, моста или раздаточной коробки. В датчике предусмотрено устройство, которое считывает угловое вращение вала и преобразует его в электрические импульсы. Датчики этого типа находят самое широкое применение, так как они могут устанавливаться взамен привода механического спидометра (что позволяет без лишних затрат производить модернизацию старых транспортных средств) и отличаются высокой надежностью.

Ко второй группе относятся датчики, которые не имеют прямого контакта с вращающимся валом. Для измерения скорости такими датчиками на вал устанавливается вспомогательное устройство — задающий диск или ротор. Бесконтактные устройства становятся все более популярными, устанавливаются они и на многие актуальные модели отечественных автомобилей.

Все датчики работают на различных физических принципах. В контактных устройствах чаще всего используется эффект Холла и магниторезистивный эффект (МРЭ), а также оптроны (оптоэлектронные пары). В основе бесконтактных датчиков самое широкое применение находит эффект Холла, и значительно реже МРЭ. О конструкции и принципе работы каждого типа датчиков рассказано ниже.

Контактные датчики на основе эффекта Холла

В основе датчиков этого типа лежит эффект Холла: если плоский проводник, через две противоположные стороны которого пропущен постоянный ток, поместить в магнитное поле, то на его других противоположных сторонах возникает электрическое напряжение. В основе ДСА лежит микросхема Холла, в которую уже интегрирована пластина (обычно из пермаллоя) и усилительная схема. В датчиках микросхема и магнит остаются неподвижными, а изменение магнитного поля осуществляется за счет вращающейся «шторки» — кольца с прорезями. Кольцо соединено с приводным тросом или валом, от которого получает вращение. Выходной сигнал от ДСА поступает на спидометр или контроллер через стандартный разъем, через него же подается питание на микросхему Холла.

Бесконтактные датчики на основе эффекта Холла

Бесконтактный ДСА основан на том же эффекте, однако в нем нет подвижных частей — вместо этого на валу агрегата (КПП, редуктора моста) располагается ротор или импульсный диск с намагниченными участками. Между чувствительной частью датчика (с микросхемой Холла) и ротором предусмотрен небольшой зазор, при вращении ротора в микросхеме образуется импульсный сигнал, поступающий на контроллер через стандартный разъем.

Контактные датчики на основе магниторезистивного эффекта

В основе ДСА данного типа лежит магниторезистивный эффект — свойство некоторых материалов изменять свое электрическое сопротивление при помещении в магнитное поле. Такие датчики похожи на датчики Холла, однако в них используются микросхемы с интегрированным магниторезистивным элементом (МРЭ) на основе полупроводниковых материалов. Наиболее часто эти датчики имеют прямой привод, изменение магнитного поля осуществляется вращением кольцевого многополюсного магнита, формируемый сигнал поступает к контроллеру через стандартный разъем (через него же обеспечивается питание микросхемы с МРЭ).

Оптоэлектронные контактные датчики

Эти ДСА наиболее просты по конструкции, однако они менее чувствительно и более инерционны, чем описанные выше. В основе датчика лежит оптопара — светодиод и фототранзистор, между которыми располагается связанный с приводным валом диск с прорезями. При вращении диска световой поток между светодиодом и фототранзистором периодически прерывается, данные прерывания усиливаются и в виде импульсного сигнала подаются на контроллер.

Как правильно подобрать и заменить датчик скорости

Неисправный датчик скорости в современном транспортном средстве может стать источником различных проблем — от потери данных о скорости движения и пройденном расстоянии (перестают работать спидометр и одометр), до нарушения работы силового агрегата (нестабильный холостой ход, повышение расхода топлива, потеря мощности), ГУР и систем безопасности. Поэтому при поломке ДСА следует как можно скорее заменить.

На замену следует брать только тот датчик, который стоял на автомобиле ранее, либо использовать устройства из числа рекомендованных автопроизводителем. В некоторых случаях возможен подбор «неродного» ДСА, однако чаще всего это невозможно — датчик либо не встает на место, либо при установке дает неверные показания. Поэтому к экспериментам с подбором ДСА следует прибегать лишь в крайних случаях.

Замена датчика выполняется в соответствии с инструкцией к данному конкретному транспортному средству (либо КПП, мосту или раздаточной коробке). ДСА с прямым приводом обычно имеют резьбу и шестигранник под ключ (но не всегда — на некоторых изделиях выполнено кольцо с поперечным рифлением), поэтому их замена сводится к выворачиванию старого устройства и вворачиванию нового. Бесконтактные датчики обычно крепятся одним или двумя винтами (болтами), продетыми через отверстие во фланце. Во всех случаях все работы необходимо выполнять при снятой с АКБ клемме, перед демонтажем датчика необходимо отсоединить электрический разъем, а перед установкой нового очистить место его установки.

Сложнее выполняется замена ротора бесконтактных датчиков — для этого необходимо выполнять частичную разборку агрегата (коробки, моста), а затем производить ремонтные работы в соответствии с инструкцией.

При верном подборе и замене датчика скорости спидометр и различные системы автомобиля (в том числе и двигатель) сразу начинают работать. В дальнейшем ДСА будет обеспечивать безопасную и комфортную эксплуатацию транспортного средства.

Назначение и принцип работы основных датчиков АКПП

Автоматическая коробка передач автомобиля управляется электрогидравлической системой. Сам процесс переключения передач в АКПП происходит за счет давления рабочей жидкости, а управление режимами работы и регулировку потока рабочей жидкости при помощи клапанов осуществляет электронный блок управления. При работе последний получает необходимую информацию от датчиков, которые считывают команды водителя, текущую скорость движения автомобиля, рабочую нагрузку на двигатель, а также температуру и давление рабочей жидкости.

Виды и принцип работы датчиков АКПП

Основной целью системы управления АКПП можно назвать определение оптимального момента, в который должно произойти переключение передачи. Для этого необходимо учесть множество параметров. Современные конструкции оснащены динамической программой управления, позволяющей подбирать соответствующий режим в зависимости от условий эксплуатации и текущего режима движения автомобиля, определяемых датчиками.

В автоматической коробке передач основными являются датчики скорости (определяющие частоту вращения на входном и на выходном валах КПП), датчики давления и температуры рабочей жидкости и датчик положения селектора (ингибитор). Каждый из них имеет свою конструкцию и предназначение. Также может использоваться информация и от других датчиков автомобиля.

Датчик положения селектора

При изменении положения селектора выбора передач его новую позицию фиксирует специальный датчик положения селектора. Полученные данные передаются на электронный блок управления (зачастую он отдельный для АКПП, но при этом имеет связь с ЭБУ двигателя автомобиля), который запускает соответствующие программы. Это приводит гидравлическую систему в действие согласно выбранному режиму движения («P(N)», «D», «R» или «M»). В инструкциях к автомобилям данный датчик часто обозначается как «ингибитор». Как правило, датчик находится на валу селектора коробки передач, которая, в свою очередь, располагается под капотом автомобиля. Иногда для получения информации он соединен с приводом золотникового клапана выбора режимов движения в гидроблоке.

Датчик положения селектора АКПП можно назвать «многофункциональным», поскольку сигнал с него также используется для включения огней заднего хода, а также для контроля работы привода стартера в режимах «P» и «N». Существует множество конструкций датчиков, определяющих положение рычага селектора. В основе классической схемы датчика используется потенциометр, который изменяет свое сопротивление в зависимости от положения рычага селектора. Конструктивно он представляет собой набор резистивных пластин, по которым перемещается подвижный элемент (ползунок), который связан с селектором. В зависимости от положения ползунка будет изменяться сопротивление датчика, а значит, и выходное напряжение. Все это находится в неразборном корпусе. При возникновении неисправностей датчик положения селектора можно прочистить, открыв путем высверливания заклепок. Однако настроить ингибитор для повторной работы достаточно сложно, поэтому проще просто заменить неисправный датчик.

Датчик скорости

Как правило, в автоматической коробке передач устанавливаются два датчик скорости. Один фиксирует частоту вращения входного (первичного) вала, второй измеряет частоту вращения выходного вала (для переднеприводной коробки передач — это скорость вращения шестерни дифференциала). ЭБУ АКПП использует показания первого датчика для определения текущей нагрузки на двигатель и подбора оптимальной передачи. Данные же со второго датчика применяются для контроля работы коробки передач: насколько правильно были выполнены команды блока управления и была включена именно та передача, которая была необходима.

Устройство датчика Холла и форма его сигнала

Конструктивно датчик скорости представляет собой магнитный бесконтактный датчик, основанный на эффекте Холла. Датчик состоит из постоянного магнита и интегральной микросхемы Холла, расположенных в герметичном корпусе. Он фиксирует частоту вращения валов и генерирует сигналы в форме импульсов переменного тока. Для обеспечения работы датчика на валу устанавливается так называемое «импульсное колесо», имеющее фиксированное число чередующихся выступов и впадин (довольно часто эту роль исполняет обычная шестерня). Принцип работы датчика заключается в следующем: при прохождении зуба шестерни или выступа колеса через датчик изменяется создаваемое им магнитное поле и, согласно эффекту Холла, вырабатывается электрический сигнал. Далее он преобразуется и направляется в блок управления. Низкий сигнал соответствует впадине, а высокий — выступу.

Основными неисправностями такого датчика являются разгерметизация корпуса и окисление контактов. Характерной особенностью является то, что данный датчик нельзя «прозвонить» при помощи мультиметра.

Реже в качестве датчиков скорости могут использоваться индуктивные датчики частоты вращения. Принцип их работы заключается в следующем: при прохождении через магнитное поле датчика зуба шестерни коробки передач в катушке датчика возникает напряжение, которое в форме сигнала передается блоку управления. Последний с учетом числа зубьев шестерни рассчитывает текущую скорость. Визуально индуктивный датчик внешне очень похож на датчик Холла, но имеет существенные отличия по форме сигнала (аналоговый) и условиям работы — он не использует опорное напряжение, а вырабатывает его самостоятельно за счет свойств магнитной индукции. Данный датчик можно «прозвонить».

Датчик температуры рабочей жидкости

Уровень температуры рабочей жидкости в коробке передач оказывает существенное влияние на работу фрикционных муфт. А потому для защиты от перегрева в системе предусмотрен датчик температуры АКПП. Он представляет собой терморезистор (термистор) и состоит из корпуса и чувствительного элемента. Последний изготавливается из полупроводника, который изменяет свое сопротивление при различных температурах. Сигнал с датчика передается блоку управления АКПП. Как правило, он представляет собой линейную зависимость напряжения от температуры. Показания датчика можно узнать только при помощи специального диагностического сканера.

Датчик температуры может устанавливаться в картере трансмиссии, но чаще всего он встроен в жгут проводов внутри АКПП. При превышении допустимой температуры работы ЭБУ может принудительно снизить мощность, вплоть до перехода коробки передач в аварийный режим.

Датчик давления

Для определения интенсивности циркуляции рабочей жидкости в автоматической коробке передач в системе может быть предусмотрен датчик давления. Их может быть несколько (для различных каналов). Измерение осуществляется путем преобразования давления рабочей жидкости в электрические сигналы, которые подаются в электронный блок управления КПП.

Датчики давления бывают двух типов:

• Дискретные — фиксируют отклонения режимов работы от заданной величины. При нормальном режиме работы контакты датчика соединены. Если давление в месте установки датчика ниже требуемого, контакты датчика размыкаются, а блок управления АКПП получает соответствующий сигнал и передает команду на повышение давления.
• Аналоговые — преобразуют уровень давления в электрический сигнал соответствующей величины. Чувствительные элементы таких датчиков способны изменять сопротивление в зависимости от степени деформации под действием давления.

Вспомогательные датчики управления АКПП

Помимо основных датчиков, относящихся непосредственно к коробке передач, ее электронный блок управления также может использовать информацию, полученную из дополнительных источников. Как правило, это следующие датчики:

• Датчик педали тормоза — его сигнал используется при блокировке селектора в позиции «Р».
• Датчик положения педали газа — устанавливается в электронной педали акселератора. Он необходим для определения текущего запроса режима движения со стороны водителя.
• Датчик положения дроссельной заслонки — расположен в корпусе заслонки. Сигнал с этого датчика показывает текущую рабочую нагрузку двигателя и оказывает влияние на выбор оптимальной передачи.

Совокупность датчиков АКПП обеспечивает ее правильную работу и комфорт при эксплуатации автомобиля. При возникновении неисправностей датчиков нарушается баланс системы, о чем водителя незамедлительно предупредит бортовая система диагностики (т.е. на комбинации приборов загорится соответствующая «ошибка»). Игнорирование сигналов о неисправности может повлечь за собой серьезные проблемы в основных узлах автомобиля, поэтому при обнаружении неисправностей рекомендуется сразу обращаться в специализированный сервис.