Pastaraisiais dešimtmečiais mechaninius automobilių spidometrus pakeitė elektroninės greičio matavimo sistemos, kuriose svarbų vaidmenį atlieka greičio davikliai.Viskas apie šiuolaikinius greičio jutiklius, jų tipus, dizainą ir veikimą, taip pat teisingą jų pasirinkimą ir keitimą – skaitykite šiame straipsnyje.
Kas yra greičio jutiklis
Greičio jutiklis (automobilio greičio jutiklis, DSA) yra jautrus elektroninės transporto priemonės greičio matavimo sistemos elementas;Kontaktinis arba bekontaktis jutiklis, kuris matuoja veleno kampinį greitį pavarų dėžėje arba varančiosios ašies pavarų dėžėje ir perduoda matavimo rezultatus į transporto priemonės greičio reguliatorių arba spidometrą.
Atkreipkite dėmesį: straipsnyje aptariamas tik DSA, skirtas automobilio greičiui matuoti.Apie ratų greičio jutiklius, veikiančius kaip aktyviųjų saugos sistemų (ABS ir kitų) dalis, aprašyta kituose mūsų svetainės straipsniuose.
Greičio jutikliai gali būti įvairių šiuolaikinės transporto priemonės sistemų dalis:
● Spidometras – matuoti ir rodyti esamą judėjimo greitį ir nuvažiuotą atstumą (naudojant odometrą);
● Įpurškimo, uždegimo ir kitos variklio sistemos – jėgos agregato darbo režimams koreguoti, atsižvelgiant į automobilio greitį ir jo pokyčius (greičio ir stabdymo metu);
● Aktyvios apsaugos ir signalizacijos sistemos – koreguoti automobilio greitį ir trajektoriją įvairiais režimais, perspėti apie galimai pavojingas situacijas ir pan.;
● Kai kuriuose automobiliuose – vairo stiprintuvas ir komforto sistemos.
DSA, kaip ir tradicinė spidometro kabelinė pavara, montuojama ant pavarų dėžės, skirstytuvo arba varančiosios ašies pavarų dėžės, sekdama antrinio ar tarpinio veleno kampinį greitį.Informacija, gauta iš jutiklio elektros signalų pavidalu, siunčiama į greičio reguliatorių arba tiesiai į spidometrą.Generuojamų signalų charakteristikos ir jutiklių sujungimo/integravimo su transporto priemonės elektronika būdai priklauso nuo jų tipų, konstrukcijos ir veikimo principo.Tai reikia apibūdinti išsamiau.
Greičio jutiklių funkcionalumas, tipai, konstrukcija ir veikimo principas
Greičio jutikliai, nepriklausomai nuo tipo ir konstrukcijos, generuoja signalus, kurie gali būti siunčiami arba tiesiai į spidometrą, arba į variklio valdiklį ir susijusius elektroninius valdymo blokus.Pirmuoju atveju jutiklis naudojamas tik vizualiai nustatyti transporto priemonės greitį.Antruoju atveju duomenis naudoja automobilių elektronika varikliui ir kitoms sistemoms valdyti, o signalas į spidometrą paduodamas iš valdiklio.Šiuolaikinėse transporto priemonėse vis dažniau naudojamas antrasis prijungimo būdas.
Išmatuoti greitį naudojant DSA yra gana paprasta.Jutiklis generuoja impulsinį signalą (dažniausiai stačiakampio formos), kuriame impulso pasikartojimo dažnis priklauso nuo veleno sukimosi greičio ir atitinkamai nuo automobilio greičio.Dauguma šiuolaikinių jutiklių sukuria nuo 2000 iki 25000 impulsų vienam kilometrui, tačiau dažniausiai naudojamas standartas yra 6000 impulsų vienam kilometrui (kontaktiniams jutikliams – 6 impulsai vienam jų rotoriaus apsisukimui).Taigi greičio matavimas sumažinamas iki valdiklio apskaičiuojamo iš DSA gaunamų impulsų pasikartojimo dažnio per laiko vienetą ir mums suprantamo šios reikšmės vertimo į km/h.
Greičio jutikliai skirstomi į dvi dideles grupes:
● Tiesiogiai varomas velenu arba kontaktu;
● Bekontaktis.
Kontaktinio greičio jutiklio montavimas prie pavarų dėžės
Pirmoji grupė apima jutiklius, į kuriuos pavaros pavara ir lanksčiu plieniniu trosu (arba trumpu standžiu velenu) perduodamas sukimo momentas iš pavarų dėžės veleno, ašies ar pavaros dėžės.Jutiklis suteikia įrenginį, kuris nuskaito kampinį veleno sukimąsi ir paverčia jį elektriniais impulsais.Šio tipo jutikliai yra plačiai naudojami, nes gali būti montuojami vietoje mechaninio spidometro pavaros (kuri leidžia be papildomų išlaidų atnaujinti senas transporto priemones) ir yra itin patikimi.
Nekontaktinis greičio jutiklio pagrindinis ratukas
Antroji grupė apima jutiklius, kurie neturi tiesioginio kontakto su besisukančiu velenu.Tokių jutiklių greičiui matuoti ant veleno sumontuotas pagalbinis įtaisas – pagrindinis diskas arba rotorius.Bekontakčiai įrenginiai tampa vis populiaresni, jie montuojami daugelyje dabartinių buitinių automobilių modelių.
Visi jutikliai veikia skirtingais fiziniais principais.Kontaktiniuose įrenginiuose dažniausiai naudojamas Hall efektas ir magnetorezistyvinis efektas (MRE), taip pat optronai (optoelektroninės poros).Nekontaktinių jutiklių centre plačiausiai naudojamas Hall efektas, o daug rečiau – MRE.Kiekvieno tipo jutiklio konstrukcija ir veikimo principas aprašytas žemiau.
Kontaktiniai jutikliai, pagrįsti Holo efektu
Šio tipo jutikliai yra pagrįsti Holo efektu: jei plokščias laidininkas, per kurio dvi priešingas puses teka nuolatinė srovė, patenka į magnetinį lauką, tada kitose priešingose jo pusėse atsiranda elektros įtampa.DSA centre yra Hall lustas, kuriame jau yra integruota plokštelė (dažniausiai pagaminta iš permalloy) ir stiprintuvo grandinė.Jutikliuose mikroschema ir magnetas lieka nejudantys, o magnetinio lauko pasikeitimas vyksta dėl besisukančios „užuolaidos“ – žiedo su plyšiais.Žiedas yra prijungtas prie pavaros kabelio arba veleno, iš kurio jis sukasi.Išvesties signalas iš DSA siunčiamas į spidometrą arba valdiklį per standartinę jungtį, per kurią maitinimas tiekiamas Hall lustui.
Nekontaktiniai jutikliai, pagrįsti Holo efektu
Nekontaktinis DSA yra pagrįstas tuo pačiu efektu, tačiau jame nėra judančių dalių - vietoj to ant agregato veleno (greičių dėžės, ašies pavarų dėžės) yra rotorius arba impulsinis diskas su įmagnetintomis sekcijomis.Tarp jautrios jutiklio dalies (su Hall mikroschema) ir rotoriaus yra nedidelis tarpelis, rotoriui sukant, mikroschemoje generuojamas impulsinis signalas, kuris standartine jungtimi siunčiamas į valdiklį.
Nekontaktinio greičio jutiklio veikimo schema
Kontaktiniai jutikliai, pagrįsti magnetorezistiniu efektu
Greičio jutiklio konstrukcija su magnetorezistiniu elementu
Šis DSA tipas pagrįstas magnetorezistiniu efektu – kai kurių medžiagų savybe pakeisti savo elektrinę varžą patekus į magnetinį lauką.Tokie jutikliai yra panašūs į Hall jutiklius, tačiau juose naudojami lustai su integruotu magnetorezistiniu elementu (MRE), pagrįstu puslaidininkinėmis medžiagomis.Dažniausiai šie jutikliai turi tiesioginę pavarą, magnetinio lauko keitimas atliekamas sukant žiedinį kelių polių magnetą, generuojamas signalas į valdiklį tiekiamas per standartinę jungtį (per kurią tiekiamas mikroschemos maitinimas su MRE teikiama).
Optoelektroniniai kontaktiniai jutikliai
Šie DSA yra paprasčiausios konstrukcijos, tačiau jie yra mažiau jautrūs ir inerciškesni nei aprašytieji aukščiau.Jutiklis yra pagrįstas optronu - šviesos diodu ir fototranzistorius, tarp kurių yra diskas su lizdais, prijungtais prie pavaros veleno.Kai diskas sukasi, šviesos srautas tarp LED ir fototranzistoriaus periodiškai nutrūksta, šie pertraukimai sustiprinami ir siunčiami į valdiklį impulsinio signalo pavidalu.
Optoelektroninio greičio jutiklio konstrukcija
Kaip išsirinkti ir pakeisti tinkamą greičio jutiklį
Sugedęs greičio jutiklis šiuolaikinėje transporto priemonėje gali būti įvairių problemų šaltinis – nuo duomenų apie judėjimo greitį ir nuvažiuotą atstumą praradimo (neveikia spidometras ir odometras), iki maitinimo bloko sutrikimo (nestabili eiga tuščiąja eiga, padidėjusios degalų sąnaudos, galios praradimas), vairo stiprintuvas ir apsaugos sistemos.Todėl, jei DSA sugenda, jį reikia kuo greičiau pakeisti.
Norėdami pakeisti, turėtumėte paimti tik anksčiau automobilyje esantį jutiklį arba naudoti prietaisus iš tų, kuriuos rekomenduoja automobilių gamintojas.Kai kuriais atvejais galima pasirinkti „nevietinį“ DSA, tačiau dažniausiai tai neįmanoma – jutiklis arba nenusileidžia į vietą, arba montuojant pateikia neteisingus rodmenis.Todėl eksperimentai su DSA parinkimu turėtų būti atliekami tik kraštutiniais atvejais.
Jutiklio keitimas atliekamas pagal šios konkrečios transporto priemonės (arba pavarų dėžės, ašies ar perdavimo dėžės) instrukcijas.Tiesioginės pavaros DSA dažniausiai turi sriegį iki galo ir šešiakampį (bet ne visada – kai kurie gaminiai turi žiedą su skersine banga), todėl juos pakeičiant reikia išsukti seną įrenginį ir įsukti naują.Nekontaktiniai jutikliai paprastai tvirtinami vienu arba dviem varžtais (varžtais), įsriegtais per skylę flanše.Visais atvejais visi darbai turi būti atliekami nuėmus nuo akumuliatoriaus gnybtą, prieš demontuojant jutiklį būtina atjungti elektros jungtį, o prieš montuojant naują išvalyti jo montavimo vietą.
Sunkiau pakeisti bekontakčių jutiklių rotorių - tam reikia iš dalies išardyti įrenginį (dėžutę, tiltelį), o tada atlikti remonto darbus pagal instrukcijas.
Teisingai pasirinkus ir pakeitus greičio jutiklį, spidometras ir įvairios automobilio sistemos (taip pat ir variklis) iškart pradeda veikti.Ateityje DSA užtikrins saugų ir patogų transporto priemonės valdymą.
Paskelbimo laikas: 2023-07-12