Snímač rychlosti: funkce provozu, poruchy a výměna — Avtopro na DRIVE2
Snímač rychlosti je jedním z mnoha automobilových snímačů odpovědných za generování signálů s informacemi o měření, jejich přenos, další převod a zpracování elektronickou řídicí jednotkou a některými dalšími zařízeními. Pokud auto nemá ECU, potřeba senzorů se nezmenšuje. Výstup i toho nejméně důležitého ze senzorů ovlivňuje minimálně to, jak pohodlné bude ovládání vozu. Vzhledem k tomu, že snímač rychlosti je poměrně důležitou součástí, Avto.pro vám pomůže pochopit vlastnosti svého zařízení, analyzovat hlavní chyby a také vám řekne, v jakých případech jej může vyměnit i nezkušený automobilový nadšenec.
Stručně o činnosti snímačů rychlosti
Obecně se snímače rychlosti automobilu dělí pouze na dva typy:
— Elektronické;
– Mechanické.
Vyplatí se začít s mechanickým, protože chronologicky to bylo to, které předcházelo pokročilejšímu elektronickému zařízení. Základem mechanického snímače je skupina do sebe zapadajících ozubených kol a malý kabel. Takové snímače byly instalovány přímo na mechanismy pohonu rychloměru nedaleko převodovky. Mechanická zařízení jsou velmi jednoduchá a mají solidní životnost, ale nedávají přesné údaje v celém rozsahu otáček a stále závisí na řadě vnějších podmínek. To samé se nedá říci o elektronických snímačích rychlosti.
Moderní senzory jsou založeny na Hallově jevu. Pokud řekneme, že nefungují na pulzně-frekvenčním signálu, nebude to jednodušší, takže se pokusíme vše vysvětlit. Snímač tedy generuje takzvaný pulzní signál, na kterém závisí opakovací frekvence pulzu rychlost otáčení hřídele. Auto se pohybuje rychleji – hřídel se otáčí rychleji – snímač produkuje impulsy vyšší frekvence – na tachometru se zobrazuje spolehlivá informace o zvýšení rychlosti. Člověk samozřejmě nerozumí „obvyklému“ signálu pro elektroniku. Z tohoto důvodu je do systému zaveden regulátor, který počítá frekvenci impulsů přijatých ze snímače rychlosti za jednotku času a poté tuto hodnotu převádí na pro člověka čitelné km/h nebo mph.
Elektronické senzory byly implementovány dvěma způsoby:
— S kontaktem z hřídele;
– Žádný kontakt.
První senzory se jednoduše nazývají kontaktní senzory. Používají hnací ozubená kola a ohebné lanko (někdy krátká tuhá hřídel). Kabel nebo hřídel se používá k přenosu točivého momentu z nápravy automobilu, hřídele převodovky nebo převodové skříně. Úhlová rotace se převádí na elektrické impulsy, které jsou přenášeny dále systémem a převáděny na veličiny srozumitelné člověku. Právě tyto senzory našly nejširší uplatnění v automobilovém průmyslu. Důvody jsou dva: jsou spolehlivé, lze je použít místo mechanického pohonu rychloměru bez nákladných úprav druhého.
Stále populárnější bezkontaktní senzory jsou založeny na stejném Hallově jevu, ale jsou technicky implementovány odlišně od kontaktních senzorů. Používají jedno z pomocných zařízení: rotor nebo hnací disk. U bezkontaktních snímačů je plně využíván Hallův jev, u méně složitých kontaktních snímačů je využíván stejný efekt, magnetorezistivní efekt nebo činnost optočlenů (optoelektronických párů).
Zjistěte více o kontaktních a bezkontaktních senzorech
Bezdotykové snímače rychlosti jsou založeny na již zmíněném Hallově jevu, v důsledku čehož nemají žádné pohyblivé části. Podstata Hallova jevu spočívá v tom, že na plochém drátu, kterým prochází stejnosměrný proud z opačných stran, když je v magnetickém poli, se na dvojici dalších protilehlých stran objeví napětí. Pro provoz musí být snímače umístěny na hřídeli jednotky, což může být náprava, převodovka nebo převodovka, impulsní kotouč nebo speciální kotouč. Tyto prvky mají zmagnetizované oblasti. Pulzní signál vzniká díky tomu, že se rotor, vzdálený od citlivé části autosenzoru s Hallovým čipem, začne otáčet. Dále signál jde do ovladače.
Kontaktní snímače rychlosti využívající Hallův jev a jejich čip se stejnojmenným magnetem jsou neustále stacionární a magnetické pole se mění v důsledku otáčení speciálního prstence se štěrbinami, jinak nazývaného závěrka. Samotný prstenec je připojen k hřídeli nebo pružnému hnacímu kabelu, přes který se přenáší rotace.
Magnetorezistivní a optoelektronické senzory
Činnost snímačů rychlosti automobilu může být založena na magnetorezistivním efektu. V mnohém připomíná Hallův efekt, ale jen na první pohled. Pointa je, že některé materiály mohou rychle změnit svůj elektrický odpor, pokud jsou umístěny v magnetickém poli. Co vás při studiu takových senzorů upoutá, je mikroobvod, do kterého je integrován magnetorezistivní prvek. Skládá se z polovodičových prvků. Navíc je takový snímač vybaven přímým pohonem a vícepólovým magnetem.
Optoelektronické kontaktní snímače rychlosti jsou velmi jednoduché, ale to je jejich jediná výhoda. Faktem je, že jsou méně citlivé (na odchylky hlavního parametru) a více inerciální (mají velké zpoždění v měření) než výše popsané senzory. Senzor pracuje pomocí optočlenu, což je fototranzistor a LED oddělené diskem se štěrbinami. Ten je připevněn k hnací hřídeli. V důsledku rotace disku a přerušení světelného toku mezi dvojicí prvků je generován pulzní signál.
Jak snímač otáček ovlivňuje výkon motoru?
Do systému detekce rychlosti byl zaveden speciální regulátor, který přijímá pulzní signál ze snímače. Právě regulátor přenáší signál do elektronické řídicí jednotky, která vypočítává množství paliva potřebné pro optimální chod motoru. Pokud se například sníží rychlost vozu, sníží se i množství paliva dodávaného do motoru. Díky tomu je to možné podstatně šetří palivo a provozuje motor v nejšetrnějším režimu.
Pokud dojde k poruše snímače rychlosti, řídicí jednotka neobdrží signál odpovídající skutečné rychlosti vozidla. Palivo bude dodáváno rovnoměrně bez ohledu na to, jak silně řidič sešlápne plynový pedál. V praxi se ukazuje, že palivo je spotřebováno nadměrně a pohonná jednotka někdy pracuje trhaně. Statistiky ukazují, že fungující senzor umožňuje ušetřit asi 2 litry paliva na 100 kilometrů. Další vlastnost moderních vozů se snímači rychlosti založenými na Hallově jevu: porucha elektrického posilovače řízení s vadným snímačem (chyba P-0501).
Proč selže snímač rychlosti
Jako téměř všechny elektronické součástky automobilu trpí senzor především oxidací kontaktů a poškozením celistvosti elektroinstalace. Často lze problém identifikovat při vizuální kontrole, i když pro jistotu se vyplatí použít tester. Každý z kontaktů musí být odpojen a zkontrolován. Zoxidované a jednoduše špinavé kontakty potřebují jasné и potřete speciálním lubrikantem. Dalším slabým místem nejběžnějších systémů detekce rychlosti automobilu je kabel tachometru. Postupem času se rozbije na několika místech najednou, což v konečném důsledku ovlivňuje správné určení rychlosti vozidla. Starý kabel je třeba před instalací vyměnit a natřít strojním olejem, pro každý případ.
Kupodivu nejběžnější a zdánlivě spolehlivé systémy detekce rychlosti nesnášejí jízdu s náhlým zvýšením rychlosti. Z tohoto důvodu je integrita plastového ocasu v senzoru rychle narušena. Kabel se také začíná delaminovat a praskat. Jak je uvedeno výše, lanko je potřeba promazat. Těsnost upevnění plastového ocasu musí být kontrolována – měla by být vysoká, což zabrání následnému uvolnění upevňovací objímky.
Vadný snímač rychlosti
Pokud máte podezření, že snímač rychlosti nainstalovaný ve vašem autě nefunguje správně, nespěchejte se závěry. Nejprve se musíte ujistit o jednom z následujících:
— Vyskytují se problémy při volnoběhu (vůz se pravidelně zastavuje, a to i při dojezdu);
— Tachometr přestal fungovat;
— Tachometr nefunguje správně;
— spotřeba paliva se výrazně zvýšila;
— Motor ztrácí výkon při prudké akceleraci.
Jak je uvedeno výše, snímač je třeba zkontrolovat. Snímač rychlosti je na různých autech umístěn jinak, ale obecně se všechny automobilky snaží umístit blíže k převodovce. Ve většině případů je pro přístup k senzoru nutné odstranit kryt vzduchového filtru – zařízení je umístěno přibližně v jedné linii s ním. Často se nachází přímo nad ním závěrečná jízda. Typicky je snímač zajištěn maticí. Když je senzor odstraněn, musíte provést následující:
1. Určete svorky: uzemnění, pulzní signál a napětí;
2. Připojte kontakt voltmetru ke svorce pulzního signálu a uzemněte druhý kontakt ke karoserii vozu nebo jakékoli kovové části spalovacího motoru;
3. Otočte osu snímače pomocí kusu plastu. Indikátory frekvence a rotace na voltmetru by se měly zvyšovat se zvyšující se rychlostí otáčení osy snímače.
Tato kontrola je relevantní pouze pro senzory využívající Hallův jev. Něco podobného lze provést bez demontáže snímače. Chcete-li to provést, musíte zavěsit hnací kolo na zvedák, stejným způsobem připojit voltmetr nebo jiné měřicí zařízení, poté otáčet zavěšeným kolem a sledovat údaje o napětí a frekvenci.
Výběr nového senzoru
Výměna nového snímače není nijak zvlášť obtížná, ale je důležité vybrat model, který je kompatibilní s vaším vozidlem. Například senzory mohou mít různé délky v závislosti na typu převodovky v autě. Z tohoto důvodu se můžete nechat vést jedním z následujících:
— VIN kód;
— Údaje o vozidle: model, rok výroby, typ motoru a převodovky;
— Kód vhodného zařízení.
V moderních internetových obchodech můžete vyhledávat jak podle kódů, tak podle údajů o autech. Algoritmus vyhledávání často vypadá takto: zadejte údaje o autě, získejte kód a pokračujte v hledání na jiných místech. Doporučujeme motoristům, aby si uložili kódy vhodných zařízení a jejich analogů.
Elektronický model zařízení lze nainstalovat do automobilu s mechanickým snímačem. K tomu stačí určit model a rok výroby přepravního zařízení a předat tyto informace odborníkovi. Dále vybere a nainstaluje vhodný snímač, bloky zásuvek, kabely a tachograf. Stojí za zmínku, že někdy k instalaci modernějšího senzoru musíte použít speciální adaptér.
Prohlídka výrobců
Rozmanitost automobilové elektroniky přispívá ke vzniku velkého počtu obalových společností na trhu s autodíly. Prodávají snímače od velkých i malých výrobců pod vlastní značkou. Jak ukazuje praxe, baliči preferují prodej levných, nekvalitních výrobků v zemích, kde je kupní síla majitelů vozidel nízká. Například JP Group, ERA a SWAG nabízejí levné snímače rychlosti, jejichž kvalita není vždy uspokojivá. Doporučujeme věnovat pozornost dražším variantám od následujících společností:
— Valeo;
— Pierburg;
— Behr-Hella.
Toto jsou nejznámější výrobci, jejichž senzory jsou součástí originální vybavení drtivá většina aut. Ve skutečnosti si automobilový nadšenec může koupit téměř kompletní kopii originálu, ale za nižší cenu. Při výběru senzoru je důležité se hlavně řídit tím, která firma jej vyrobila. Zde stojí za to věnovat pozornost především známým evropským, korejským, japonským a americkým výrobcům. T.N. Prvotřídní baliči vás možná také mile překvapí, ale podobných baličů na trhu není tolik – jejich jména si snadno zapamatujete.
Instalace nového senzoru
Vzhledem k poměrně velkému počtu různých typů senzorů se může demontáž a montáž mírně lišit v závislosti na modelu a roku výroby vozu. V některých případech mají zařízení kabelový pohon, v důsledku čehož je také nutné kabel odpojit, v jiných vypadá zařízení velmi jednoduše: hladké plastové tělo s otvorem pro spojovací materiál. Obecně platí, že výměna snímače rychlosti vypadá takto:
— Vypněte zapalování nebo odpojte svorky baterie;
— Najděte starý senzor a demontujte ho. Budete potřebovat buď pár šroubováků (drážkový a křížový) s kleštěmi, nebo klíč 10 nebo 22 se stejným párem šroubováků. K odšroubování kabelu kontaktního snímače je lepší použít kleště;
— Vypáčte odšroubovaný snímač a vyjměte jej. Doporučuje se pokračovat v čištění okolí zařízení. Zde přichází vhod čistič brzd;
— Nainstalujte nový snímač.
Ve skutečnosti čím modernější je vaše auto, tím snazší bude nalezení senzoru a snazší bude jeho výměna. Pokud musíte pracovat se starým senzorem, pak by všechny akce měly být co nejjemnější – v zařízení je něco, co se může rozbít.
Výkon
Snímač rychlosti je velmi důležitou součástí všech moderních a zastaralých automobilů. Pokud selže, vozidlo se stává méně ekonomickým a jeho majitel riskuje, že nedostane skutečné informace o tom, jak rychle se pohybuje. To vše je samozřejmě spojeno s nepříjemnými důsledky. Pokud si všimnete, že rychloměr nefunguje správně, měli byste jej i příslušný snímač co nejdříve zkontrolovat. Nalezení nového zařízení je snadné a výměna může být provedena během několika minut.