Posljednjih desetljeća mehanički mjerači brzine automobila zamijenjeni su elektroničkim sustavima za mjerenje brzine, u kojima senzori brzine igraju važnu ulogu.Sve o modernim senzorima brzine, njihovim vrstama, dizajnu i radu, kao i njihovom pravilnom izboru i zamjeni - pročitajte u ovom članku.
Što je senzor brzine
Senzor brzine (senzor brzine vozila, DSA) je osjetljivi element elektroničkog sustava mjerenja brzine vozila;Kontaktni ili beskontaktni senzor koji mjeri kutnu brzinu osovine u mjenjaču ili u mjenjaču pogonske osovine i prenosi rezultate mjerenja na regulator brzine ili brzinomjer vozila.
Napomena: u članku se govori samo o DSA za mjerenje brzine automobila.O senzorima brzine kotača koji rade kao dio aktivnih sigurnosnih sustava (ABS i drugi), opisano u drugim člancima na našoj web stranici.
Senzori brzine mogu biti dio raznih sustava modernog vozila:
● Brzinomjer - za mjerenje i prikaz trenutne brzine kretanja i prijeđene udaljenosti (pomoću brojača kilometara);
● Ubrizgavanje, paljenje i drugi sustavi motora - za ispravljanje načina rada agregata, ovisno o brzini automobila i njegovim promjenama (tijekom ubrzavanja i kočenja);
● Aktivni sigurnosni i alarmni sustavi – za korekciju brzine i putanje automobila u različitim načinima rada, upozoravanje na potencijalno opasne situacije itd.;
● U nekim automobilima - servo upravljač i komforni sustavi.
DSA, poput tradicionalnog kabelskog pogona brzinomjera, montiran je na mjenjačku kutiju, prijenosno kućište ili mjenjačku kutiju pogonske osovine, prateći kutnu brzinu sekundarne ili srednje osovine.Informacije primljene od senzora u obliku električnih signala šalju se na regulator brzine ili izravno na brzinomjer.Karakteristike generiranih signala i načina povezivanja/integracije senzora s elektronikom vozila ovise o njihovoj vrsti, izvedbi i principu rada.Ovo treba detaljnije opisati.
Funkcionalnost, vrste, izvedba i princip rada senzora brzine
Senzori brzine, bez obzira na vrstu i dizajn, generiraju signale koji se mogu slati ili izravno na brzinomjer ili na regulator motora i povezane elektroničke upravljačke jedinice.U prvom slučaju senzor se koristi samo za vizualno određivanje brzine vozila.U drugom slučaju, podatke koristi automobilska elektronika za upravljanje motorom i drugim sustavima, a signal brzinomjeru dolazi iz upravljača.Na modernim vozilima sve se više koristi drugi način povezivanja.
Mjerenje brzine s DSA je vrlo jednostavno.Senzor generira pulsni signal (obično pravokutnog oblika), u kojem brzina ponavljanja pulsa ovisi o brzini vrtnje osovine i, sukladno tome, o brzini automobila.Većina modernih senzora proizvodi od 2000 do 25000 impulsa po kilometru, ali najčešće korišteni standard je 6000 impulsa po kilometru (za kontaktne senzore - 6 impulsa po okretaju njihovog rotora).Dakle, mjerenje brzine se svodi na izračunavanje od strane regulatora brzine ponavljanja impulsa koji dolaze iz DSA po jedinici vremena, i prevođenje ove vrijednosti u nama razumljive km/h.
Senzori brzine dijele se u dvije velike skupine:
● Izravno pogonjeno osovinom ili kontaktom;
● Beskontaktno.
Ugradnja kontaktnog senzora brzine na mjenjač
Prva skupina uključuje senzore na koje se okretni moment s vratila mjenjača, osovine ili prijenosnog kućišta prenosi pomoću pogonskog zupčanika i savitljive čelične sajle (ili kratke krute osovine).Senzor osigurava uređaj koji očitava kutnu rotaciju osovine i pretvara je u električne impulse.Senzori ovog tipa naširoko su korišteni jer se mogu instalirati umjesto pogona mehaničkog brzinomjera (što vam omogućuje nadogradnju starih vozila bez dodatnih troškova) i vrlo su pouzdani.
Glavni kotačić beskontaktnog senzora brzine
U drugu skupinu spadaju senzori koji nemaju izravan kontakt s rotirajućom osovinom.Za mjerenje brzine takvih senzora, na osovini je instaliran pomoćni uređaj - glavni disk ili rotor.Beskontaktni uređaji postaju sve popularniji, instalirani su na mnogim trenutnim modelima domaćih automobila.
Svi senzori rade na različitim fizičkim principima.U kontaktnim uređajima najčešće se koriste Hallov efekt i magnetootporni efekt (MRE), te optokapleri (optoelektroničke parice).U središtu beskontaktnih senzora najviše se koristi Hallov efekt, a mnogo rjeđe MRE.Dizajn i princip rada svake vrste senzora opisan je u nastavku.
Kontaktni senzori temeljeni na Hallovom efektu
Senzori ove vrste temelje se na Hallovom efektu: ako se ravni vodič, kroz čije dvije suprotne strane prolazi istosmjerna struja, stavi u magnetsko polje, tada na njegovim drugim suprotnim stranama nastaje električni napon.U srcu DSA je Hallov čip, u koji su već integrirani pločica (obično izrađena od permaloja) i krug pojačala.U senzorima mikrokrug i magnet ostaju nepomični, a promjena magnetskog polja vrši se rotirajućom "zavjesom" - prstenom s utorima.Prsten je spojen na pogonski kabel ili osovinu, od koje prima rotaciju.Izlazni signal iz DSA šalje se brzinomjeru ili regulatoru preko standardnog priključka, preko kojeg se napajanje dovodi do Hallovog čipa.
Beskontaktni senzori temeljeni na Hallovom efektu
Beskontaktni DSA temelji se na istom učinku, ali u njemu nema pokretnih dijelova - umjesto toga, na osovini jedinice (mjenjač, osovinski mjenjač) nalazi se rotor ili impulsni disk s magnetiziranim dijelovima.Postoji mali razmak između osjetljivog dijela senzora (s Hallovim čipom) i rotora, kada se rotor okreće, u mikro krugu se generira impulsni signal koji se šalje u upravljač preko standardnog priključka.
Shema rada beskontaktnog senzora brzine
Kontaktni senzori temeljeni na magnetootpornom efektu
Dizajn senzora brzine s magnetnootpornim elementom
Ova vrsta DSA temelji se na magnetorezistivnom učinku – svojstvu nekih materijala da mijenjaju svoj električni otpor kada se stave u magnetsko polje.Takvi senzori slični su Hallovim senzorima, ali koriste čipove s integriranim magnetorezistivnim elementom (MRE) temeljenim na poluvodičkim materijalima.Najčešće, ovi senzori imaju izravan pogon, promjena magnetskog polja provodi se rotiranjem prstenastog višepolnog magneta, generirani signal se dovodi u upravljač preko standardnog konektora (kroz koji se napajanje mikro kruga s UM je osiguran).
Optoelektronički kontaktni senzori
Ovi DSA su najjednostavniji u dizajnu, ali su manje osjetljivi i više inercijski od gore opisanih.Senzor se temelji na optokapleru - LED i fototranzistoru, između kojih se nalazi disk s utorima spojen na pogonsku osovinu.Kada se disk okreće, svjetlosni tok između LED-a i fototranzistora povremeno se prekida, ti se prekidi pojačavaju i šalju upravljaču u obliku impulsnog signala.
Dizajn optoelektroničkog senzora brzine
Kako odabrati i zamijeniti pravi senzor brzine
Neispravan senzor brzine u modernom vozilu može biti izvor raznih problema - od gubitka podataka o brzini kretanja i prijeđenom putu (brzinomjer i odometar prestaju raditi), do poremećaja pogonskog agregata (nestabilan prazan hod, povećana potrošnja goriva, gubitak snage), servo upravljač i sigurnosni sustavi.Stoga, ako se DSA pokvari, treba ga zamijeniti što je prije moguće.
Za zamjenu trebate uzeti samo senzor koji je ranije bio na automobilu ili koristiti uređaje među onima koje preporučuje proizvođač automobila.U nekim slučajevima moguće je odabrati "ne-nativni" DSA, ali najčešće je to nemoguće - senzor ili ne pada na svoje mjesto ili daje netočna očitanja tijekom instalacije.Stoga se eksperimentima s odabirom DSA treba pribjeći samo u ekstremnim slučajevima.
Zamjena senzora provodi se u skladu s uputama za ovo vozilo (ili mjenjač, osovinu ili prijenosno kućište).DSA s izravnim pogonom obično imaju navoj i šesterokut "ključ u ruke" (ali ne uvijek - neki proizvodi imaju prsten s poprečnim valovitošću), pa se njihova zamjena svodi na isključivanje starog uređaja i zavrtanje novog.Beskontaktni senzori obično se pričvršćuju s jednim ili dva vijka (vijka) provučena kroz otvor na prirubnici.U svim slučajevima, svi radovi moraju se izvoditi s terminalom uklonjenim s baterije, prije demontaže senzora potrebno je odspojiti električni konektor, a prije ugradnje novog očistiti mjesto njegove ugradnje.
Teže je zamijeniti rotor beskontaktnih senzora - za to je potrebno djelomično rastaviti jedinicu (kutija, most), a zatim izvršiti popravke u skladu s uputama.
S pravilnim odabirom i zamjenom senzora brzine, brzinomjer i razni sustavi automobila (uključujući motor) odmah počinju raditi.DSA će u budućnosti osigurati sigurno i udobno upravljanje vozilom.
Vrijeme objave: 12. srpnja 2023