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, давайте попробуем разобраться в особенностях его устройства, разберем основные неисправности и попытаемся понять, как в случае нужды его может 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.