De siste tiårene har mekaniske bilhastighetsmålere blitt erstattet av elektroniske hastighetsmålesystemer, der hastighetssensorer spiller en viktig rolle.Alt om moderne hastighetssensorer, deres typer, design og drift, samt riktig valg og erstatning - les i denne artikkelen.
Hva er en hastighetssensor
Hastighetssensor (kjøretøyhastighetssensor, DSA) er et følsomt element i det elektroniske kjøretøyets hastighetsmålesystem;En kontakt- eller berøringsfri sensor som måler vinkelhastigheten til akselen i girkassen eller i drivakselgirkassen og overfører måleresultatene til kjøretøyets hastighetsregulator eller speedometer.
Vær oppmerksom på: artikkelen diskuterer kun DSA for måling av hastigheten til en bil.Om hjulhastighetssensorer som fungerer som en del av aktive sikkerhetssystemer (ABS og andre), beskrevet i andre artikler på nettstedet vårt.
Hastighetssensorer kan være en del av ulike systemer i et moderne kjøretøy:
● Speedometer - for å måle og indikere gjeldende bevegelseshastighet og tilbakelagt distanse (ved hjelp av en kilometerteller);
● Injeksjon, tenning og andre motorsystemer - for å korrigere driftsmodusene til kraftenheten, avhengig av bilens hastighet og dens endringer (under akselerasjon og bremsing);
● Aktive sikkerhets- og alarmsystemer – for å korrigere bilens hastighet og bane i ulike moduser, varsling av potensielt farlige situasjoner osv.;
● I noen biler - servostyring og komfortsystemer.
DSA, som den tradisjonelle kabeldriften til speedometeret, er montert på girkassen, overføringskassen eller drivakselgirkassen, og sporer vinkelhastigheten til sekundær- eller mellomakselen.Informasjonen mottatt fra sensoren i form av elektriske signaler sendes til hastighetsregulatoren eller direkte til speedometeret.Egenskapene til de genererte signalene og metodene for tilkobling/integrering av sensorer med kjøretøyelektronikk avhenger av deres type, design og operasjonsprinsipp.Dette må beskrives mer detaljert.
Funksjonalitet, typer, design og prinsipp for drift av hastighetssensorer
Hastighetssensorer, uavhengig av type og design, genererer signaler som kan sendes enten direkte til speedometeret eller til motorkontrolleren og tilhørende elektroniske kontrollenheter.I det første tilfellet brukes sensoren kun til å visuelt bestemme kjøretøyets hastighet.I det andre tilfellet brukes dataene av bilelektronikk til å kontrollere motoren og andre systemer, og signalet til speedometeret mates fra kontrolleren.På moderne kjøretøy brukes den andre tilkoblingsmetoden i økende grad.
Å måle hastighet med DSA er ganske enkelt.Sensoren genererer et pulssignal (vanligvis rektangulært i form), der pulsrepetisjonshastigheten avhenger av rotasjonshastigheten til akselen og følgelig av bilens hastighet.De fleste moderne sensorer produserer fra 2000 til 25000 pulser per kilometer, men den mest brukte standarden er 6000 pulser per kilometer (for kontaktsensorer - 6 pulser per omdreining av rotoren).Dermed reduseres hastighetsmålingen til beregningen av kontrolleren av repetisjonsfrekvensen av pulser som kommer fra DSA per tidsenhet, og oversettelsen av denne verdien til km/t er forståelig for oss.
Hastighetssensorer er delt inn i to store grupper:
● Direkte drevet av akselen eller kontakten;
● Kontaktløs.
Montering av en kontakthastighetssensor ved girkassen
Den første gruppen inkluderer sensorer som dreiemoment fra girkasseakselen, akselen eller overføringshuset overføres til ved hjelp av et drivgir og en fleksibel stålkabel (eller en kort stiv aksel).Sensoren gir en enhet som leser vinkelrotasjonen til akselen og konverterer den til elektriske impulser.Sensorer av denne typen er mye brukt, siden de kan installeres i stedet for stasjonen til et mekanisk speedometer (som lar deg oppgradere gamle kjøretøy uten ekstra kostnad) og er svært pålitelige.
Berøringsfri hastighetssensor hovedskive
Den andre gruppen inkluderer sensorer som ikke har direkte kontakt med den roterende akselen.For å måle hastigheten til slike sensorer, er en hjelpeenhet installert på akselen - en masterskive eller rotor.Kontaktløse enheter blir mer og mer populære, de er installert på mange nåværende modeller av innenlandske biler.
Alle sensorer opererer på forskjellige fysiske prinsipper.I kontaktenheter brukes oftest Hall-effekten og den magnetoresistive effekten (MRE), samt optokoblere (optoelektroniske par).I hjertet av berøringsfrie sensorer er Hall-effekten mest brukt, og mye sjeldnere MRE.Designet og operasjonsprinsippet for hver type sensor er beskrevet nedenfor.
Kontaktsensorer basert på Hall-effekten
Sensorer av denne typen er basert på Hall-effekten: hvis en flat leder, gjennom to motsatte sider som en likestrøm passerer, plasseres i et magnetfelt, oppstår en elektrisk spenning på de andre motsatte sidene.I hjertet av DSA er en Hall-brikke, der en wafer (vanligvis laget av permalloy) og en forsterkerkrets allerede er integrert.I sensorer forblir mikrokretsen og magneten stasjonære, og endringen i magnetfeltet utføres på grunn av en roterende "gardin" - en ring med spor.Ringen er koblet til en drivkabel eller aksel, hvorfra den mottar rotasjon.Utgangssignalet fra DSA sendes til speedometeret eller kontrolleren gjennom en standardkontakt, gjennom hvilken strøm tilføres Hall-brikken.
Berøringsfrie sensorer basert på Hall-effekten
Berøringsfri DSA er basert på samme effekt, men det er ingen bevegelige deler i den - i stedet er en rotor eller pulsskive med magnetiserte seksjoner plassert på akselen til enheten (girkasse, akselgirkasse).Det er et lite gap mellom den følsomme delen av sensoren (med en Hall-brikke) og rotoren, når rotoren roterer genereres et pulssignal i mikrokretsen, som sendes til kontrolleren gjennom en standard kontakt.
Driftsskjema for en berøringsfri hastighetssensor
Kontaktsensorer basert på den magnetoresistive effekten
Hastighetssensordesign med magnetoresistivt element
Denne typen DSA er basert på den magnetoresistive effekten - egenskapen til enkelte materialer til å endre deres elektriske motstand når de plasseres i et magnetfelt.Slike sensorer ligner på Hall-sensorer, men de bruker brikker med et integrert magnetoresistivt element (MRE) basert på halvledermaterialer.Oftest har disse sensorene en direkte stasjon, endringen i magnetfeltet utføres ved å rotere ring-multipolmagneten, det genererte signalet leveres til kontrolleren gjennom en standardkontakt (gjennom hvilken strømforsyningen til mikrokretsen med MRE er gitt).
Optoelektroniske kontaktsensorer
Disse DSA-ene er de enkleste i design, men de er mindre følsomme og mer treghet enn de som er beskrevet ovenfor.Sensoren er basert på en optokobler - en LED og en fototransistor, mellom hvilke det er en disk med spor koblet til drivakselen.Når disken roterer, blir lysstrømmen mellom LED og fototransistoren periodisk avbrutt, disse avbruddene forsterkes og sendes til kontrolleren i form av et pulssignal.
Optoelektronisk hastighetssensordesign
Hvordan velge og bytte ut riktig hastighetssensor
En defekt hastighetssensor i et moderne kjøretøy kan være en kilde til forskjellige problemer - fra tap av data om bevegelseshastigheten og avstanden (speedometeret og kilometertelleren slutter å fungere), til avbrudd i kraftenheten (ustabil tomgang, økt drivstofforbruk, tap av kraft), servostyring og sikkerhetssystemer.Derfor, hvis DSA bryter sammen, bør den erstattes så snart som mulig.
For utskifting bør du bare ta sensoren som var på bilen tidligere, eller bruke enheter blant de som er anbefalt av bilprodusenten.I noen tilfeller er det mulig å velge en "ikke-native" DSA, men oftest er dette umulig - sensoren faller enten ikke på plass, eller gir feil avlesning under installasjonen.Derfor bør eksperimenter med valg av DSA kun ty til i ekstreme tilfeller.
Utskifting av sensoren utføres i henhold til instruksjonene for dette spesielle kjøretøyet (eller girkasse, aksel eller overføringskasse).Direktedrevne DSA-er har vanligvis nøkkelferdige gjenger og sekskant (men ikke alltid - noen produkter har en ring med tverrgående korrugering), så å erstatte dem kommer ned til å slå ut den gamle enheten og skru inn en ny.Berøringsfrie sensorer er vanligvis festet med en eller to skruer (bolter) gjenget gjennom et hull i flensen.I alle tilfeller må alt arbeid utføres med terminalen fjernet fra batteriet, før du demonterer sensoren, er det nødvendig å koble fra den elektriske kontakten, og før du installerer en ny, rengjør stedet for installasjonen.
Det er vanskeligere å erstatte rotoren til berøringsfrie sensorer - for dette er det nødvendig å delvis demontere enheten (boks, bro), og deretter utføre reparasjonsarbeid i henhold til instruksjonene.
Med riktig valg og utskifting av hastighetssensoren begynner hastighetsmåleren og ulike bilsystemer (inkludert motoren) umiddelbart å fungere.I fremtiden vil DSA sørge for sikker og komfortabel drift av kjøretøyet.
Innleggstid: 12-jul-2023