Датчики частоты вращения двигателя

Содержание

ОПИСАНИЕ

ЭБУ системы противоскольжения определяет частоту вращения всех колес по сигналам датчиков частоты вращения.Эти сигналы позволяют установить, что все 4 колеса работают должным образом.Поэтому сигналы для всех колес должны быть аналогичны.Коды DTC C1275/75 — C1278/78 могут быть удалены в случае выхода из режима активной диагностики или при передаче датчиком частоты вращения сигнала скорости автомобиля. Коды DTC с C1275/75 по C1278/78 выводятся только в режиме активной диагностики.

Код DTC Условие обнаружения DTC Неисправный участок
C1237/37 При выполнении любого из следующих условий:
  1. Сигналы четырех датчиков частоты вращения отличаются.
  2. Ненормальные импульсные сигналы от 3 или более датчиков.
  3. Непрерывная работа АБС в течение 60 с или более.
  1. Размер шин и колес
  2. Деформация шин
  3. Ротор датчика частоты вращения
  4. Датчик частоты вращения
  5. Цепь датчика частоты вращения
  6. Блок управления рабочими цилиндрами тормозов в сборе (ЭБУ системы противоскольжения)
C1275/75C1276/76C1277/77C1278/78 Регистрируется только в режиме активной диагностики. Ротор датчика частоты вращения
УКАЗАНИЕ:
  1. DTC C1275/75 указывает на неисправность правого переднего датчика частоты вращения.
  2. DTC C1276/76 указывает на неисправность левого переднего датчика частоты вращения.
  3. DTC C1277/77 указывает на неисправность правого заднего датчика частоты вращения.
  4. DTC C1278/78 указывает на неисправность левого заднего датчика частоты вращения.

Индуктивные датчики скорости вращения


Конструкция и принцип действия Датчик монтируется прямо напротив ферромагнитного зубчатого колеса (поз. 7) с определенным воздушным зазором. Он имеет сердечник из магнитомягкой стали (полюсный контактный штифт, поз. 4) с обмоткой (5). Полюсный контактный штифт соединен с постоянным магнитом (1). Магнитное поле распространяется через полюсный контактный штифт, проходя в зубчатое колесо. Магнитный поток, проходящий через катушку, зависит от того, попадает ли расположение датчика напротив впадины или зуба колеса. Зубец соединяет в пучок магнитный поток рассеяния, исходящий от магнита. Через катушку происходит усиление сетевого потока. Впадина, наоборот, ослабляет магнитный поток. Эти изменения магнитного потока при вращении зубчатого колеса индуцируют в катушке синусоидальное выходное напряжение, пропорциональное скорости изменения и числу оборотов двигателя. Амплитуда переменного напряжения интенсивно возрастает с увеличением числа оборотов (несколько мВ… > 100 В). Достаточная амплитуда присутствует, начиная с минимального числа оборотов от 30 в минуту.

Конструкция

Специальные интегральные микросхемы Холла, применяющиеся в датчиках скорости вращения привода, в зависимости от магнитного интерфейса фиксируются в держателе в присутствии магнита с напряжением отрицательного смещения или без него, электрический контакт создается посредством сварки, затем микросхемы устанавливаются в корпус, заливаются эпоксидной смолой или — в моделях, которые устанавливаются снаружи привода (коробки передач) — устанавливаются в оболочку, не пропускающую масло, посредством покрытия бесшовной оболочкой на экструдере. Датчик имеет двухпроводной интерфейс, сочетающий в себе оптимальные диагностические способности с минимальным числом электрических соединений. Два разъема служат как для питания интегральных микросхем Холла, так: и для передачи сигнала.

Требования

Датчики числа оборотов привода подвергаются высоким нагрузкам вследствие

  • экстремальных температур от -40 до + 150°С;
  • агрессивной среды, обусловленной применением трансмиссионного масла;
  • высоких механических нагрузок с ускорениями до 30g, а также
  • образование металлических частиц вследствие износа деталей в коробке передач.

Эти нагрузки обусловливают высокие требования к электроники, используемой в датчиках. С помощью современной корпусов, не поддающихся воздействию масла, срок службы в трансмиссионном масле может достигать более 15 лет.

Из-за очень компактного исполнения коробок передач обычно невозможно стандартизировать геометрические размеры датчиков. Так, для каждой коробки передач требуются специальные модели датчиков, которые различаются по длине, направлению снятия показаний и монтажному фланцу в интегрированных модульных типах. В автономных датчиках еще одной переменной является положение монтажной втулки и модель штекера.

Для реализации всего спектра функциональных требований используются ASIC Холла (Application Specific Integrated Circuit — специализированные интегральные микросхемы) различной степени сложности алгоритмов обработки данных.

Если для считывания числа оборотов используется ферромагнитное триггерное колесо или триггерная зона (с зубцами, с насечками или выштамповками) на вращающихся компонентах привода (коробки передач), то магнитное поле, необходимое для работы датчика Холла, создается магнитом с напряжением отрицательного смещения. Он расположен в датчике сразу за специализированной интегральной микросхемой.

Компактные модели коробок передач все больше нуждаются в возможности считывать показания числа оборотов на больших расстояниях (магнитные воздушные зазоры) через вращающиеся немагнитные компоненты или стенку корпуса. Для таких условий эксплуатации используются мультиполюсные кольца (магнитные кольца), в датчике не используется магнит с напряжением отрицательного смещения.

Симптомы отказа датчиков скорости колеса

Симптом, который указывает на неисправность датчиков скорости вращения колес — загораются ABS , ESP или TC (в зависимости от названия производителя, также VSC или DSC и др.), а иногда загорается контрольный двигатель, что означает, что в блоке управления двигателем сохранена ошибка. В этой ситуации также естественно, что АБС работает со сбоями.


Первым признаком повреждения датчиков скорости колеса является индикатор АБС или другие системы противоскольжения.

Причины выхода из строя датчиков скорости вращения колеса

Для начала вам нужно знать, что сам датчик не всегда отвечает за помехи в работе системы ABS, потому что точно такие же симптомы появятся, когда один из проводов поврежден. Также при езде на запасном колесе меньшего диаметра загорается соответствующий индикатор на приборной панели. Датчик или диск часто пачкаются, особенно зимой, когда на дорогах есть соль. Датчик не будет работать должным образом, когда есть люфт подшипника колеса. Зачастую причиной неполадок являются прозаические, например, слишком низкое давление в одной из шин или изменение размера шин на одной из осей. Иногда датчики не работают должным образом, когда аккумулятор находится в плохом состоянии или поврежден предохранитель, отвечающий за системы ABS и ESP. Сильно деформированные тормозные диски будут генерировать не только вибрации, но и ошибочные сигналы для датчиков. Бывает и так, что при замене подшипника на декодирующий диск он был установлен вверх ногами.

Сами датчики чрезвычайно надежны, и чаще всего происходит внутреннее короткое замыкание или механическое повреждение датчика. Чтобы убедиться, что проблема действительно вызвана датчиком вращения колеса, после тщательного осмотра и визуальной оценки датчиков и кабелей проверьте напряжение, подаваемое на датчик и его сигналы, с помощью соответствующих устройств (осциллограф или мультиметр). Если виновником сбоя является сам датчик, остается только его заменить

При замене обратите особое внимание на провода и их прокладку и убедитесь, что они надежно закреплены

После замены запасного колеса на другое, может появиться сообщение о неисправности системы ABS

Применение

Датчики управления приводом снимают показания числа оборотов вала в АТ-, ASG-, DSG- и CVT-приводах. Это показания числа оборотов турбин и приводов в приводах AT с гидродинамическим преобразователем крутящего момента, числа оборотов первичного и вторичного шкива в CVT-приводах и числа оборотов обоих валов и приводного вала в DSG-приводах. При наличии высоких требований к динамике регулирования разгона снимаются показания числа оборотов двигателя, ожидаемые на элементе разгона.

Для оптимизации управления сцеплением и предотвращения отката автомобиля назад может потребоваться датчик для определения направления вращения. Используются как: автономные датчики, так: и модели, интегрированные в электронные модули, которые устанавливаются как: внутри привода, так: и снаружи.

Измерение момента вращения с помощью тензометрических датчиков

Существенно более точным способом является измерение скручивания вала с помощью тензометрического датчика или датчика поверхностных акустических волн (ПАВ). Это точная, но очень сложная методика, требующая применения ВКУ или устройств беспроводной передачи данных между тензодатчиком на вращающемся валу и окружающим миром. Как и любой инженер, когда-либо имевший дело с тензометрией, выражусь резко — разница между теорией тензометрических измерений и практикой использования таких датчиков колоссальна. Тензометрическим датчикам присуще иметь большие температурные коэффициенты и свойство отрываться от поверхности измерения при ухудшении условий измерения. Определение крутящего момента с помощью тензодатчиков или датчиков ПАВ целесообразно в лабораторных условиях, но для большинства промышленных применений совершенно не реалистично.

Место расположения

Датчик частоты вращения, или индукционный измеритель, обычно располагается над маркерным диском автомобиля.

Диск, в свою очередь, может находиться:

  • на маховике;
  • на коленвале внутри блока цилиндров – такое бывает у марок Ford, Opel и т.д.;
  • спереди моторного отсека на коленвале, вместе со шкивом привода допагрегатов (Jaguar, BMW, ВАЗ и т.д.).

Лучше всего, когда маркерные зубцы маховика предназначаются лишь для измерения оборотов мотора. Чуть хуже, если маркерными являются стартерные зубцы: эта особенность присутствует у автомашин марок Audi и Volvo.

Небольшая кривизна зубца маховика или маленький скол, присутствующий на нём, часто могут стать причиной в нарушении работы системы зажигания, из-за чего силовой агрегат не может функционировать на повышенных частотах вращения. В этом случае зачастую происходит хаотичное искрообразование, так как блок управления неправильно определяет количество зубцов.

Бесконтактные датчики скорости вращения для тяжёлых условий эксплуатации

Магнитный датчик положения сканирует структурно разделённую измерительную шкалу

Магнитные датчики скорости Lenord + Bauer выявляют вращательное и линейное движение измерительной шкалы, которая структурно отделена от датчика. Целевые колёса или измерительные стержни, изготовленные из ферромагнитного или электропроводящих материалов, служат соответствующими измерительными шкалами.

Измерительная система, не изнашиваемая и не требующая технического обслуживания

Основное преимущество магнитных датчиков положения – бесконтактное измерение и, следовательно, не изнашиваемый принцип зондирования, который особенно подходит для непрерывной работы в средствах производства длительного пользования.


Благодаря процессу инкапсуляции и особенно развитым методам производства датчики скорости Lenord + Bauer также защищены от экстремальных погодных условий, влажности, ударов и вибрации. Датчики частоты вращения соответствуют DIN EN 50155 и отвечают требованиям класса защиты от внешних воздействий до IP69K.

Типичные сферы применения в высокопроизводственной области

Типичные сферы применения датчиков скорости Lenord + Bauer – главным образом, автоматизация в промышленности – системы управления приводом, вращением вала, электродвигателя. А также рельсовый транспорт: тормозные системы и системы управления движением поездов (в т.ч. это датчики для определения скорости вращения двигателя, а также для применения в оборудовании антиюзовой и противопробуксовочной защиты).

Специальные конструкции датчиков скорости вращения

Датчики частоты вращения, производимые Lenord + Bauer – в значительной степени производятся по индивидуальным требованиям Заказчика.

При адаптации корпуса или производстве различных кабелей и штепселей возможно реализовать практически любое монтажное положение.

В зависимости от потребностей, датчики производят одно- или многоканальные прямоугольные сигналы как альтернатива сигналу напряжения или тока, варьирующиеся от 0 до 25 кГц. Может быть также осуществлён сигнал установки.

По просьбе Заказчиков возможно производство, например, ATEX-защищённых вариантов датчиков, специальных выходных сигналов для функционального тестирования и датчиков со встроенным разделением или умножением импульсов.

ОПИСАНИЕ

ЭБУ системы противоскольжения определяет частоту вращения всех колес по сигналам датчиков частоты вращения.Эти сигналы позволяют установить, что все 4 колеса работают должным образом.Поэтому сигналы для всех колес должны быть аналогичны.Коды DTC C1275/75 — C1278/78 могут быть удалены в случае выхода из режима активной диагностики или при передаче датчиком частоты вращения сигнала скорости автомобиля. Коды DTC с C1275/75 по C1278/78 выводятся только в режиме активной диагностики.

Код DTC Условие обнаружения DTC Неисправный участок
C1237/37 При выполнении любого из следующих условий:
  1. Сигналы четырех датчиков частоты вращения отличаются.
  2. Ненормальные импульсные сигналы от 3 или более датчиков.
  3. Непрерывная работа АБС в течение 60 с или более.
  1. Размер шин и колес
  2. Деформация шин
  3. Ротор датчика частоты вращения
  4. Датчик частоты вращения
  5. Цепь датчика частоты вращения
  6. Блок управления рабочими цилиндрами тормозов в сборе (ЭБУ системы противоскольжения)
C1275/75C1276/76C1277/77C1278/78 Регистрируется только в режиме активной диагностики. Ротор датчика частоты вращения
УКАЗАНИЕ:
  1. DTC C1275/75 указывает на неисправность правого переднего датчика частоты вращения.
  2. DTC C1276/76 указывает на неисправность левого переднего датчика частоты вращения.
  3. DTC C1277/77 указывает на неисправность правого заднего датчика частоты вращения.
  4. DTC C1278/78 указывает на неисправность левого заднего датчика частоты вращения.

Измерение крутящего момента с помощью угловых датчиков вращения

Существует другой способ. Он не новый, но, похоже, был успешно забыт. Впервые такой вариант был применен в 50-х годах прошлого века для измерения момента вращения в двигателях внутреннего сгорания — наиболее наглядно в турбореактивных двигателях тяжелых грузовых самолетов Hercules и C-130. Техники измеряли величину скручивания и, следовательно, момент вращения с помощью измерения величины фазового сдвига между двумя многопериодными резольверами, установленными и отъюстированными на валу. Термин «многопериодный» относится к выходу резольвера — так двухпериодный резольвер имеет циклический выходной сигнал, определяющий абсолютное положение с точностью 180°; 36ти-периодный резольвер имеет циклический выходной сигнал, определяющий абсолютное положение с точностью 10°.

При вращении вала каждый из резольверов выдает два сигнала: первый изменяется по синусоидальному закону, второй — по косинусоидальному. Для упрощения, на рисунке 1, приведенном ниже, показаны только два демодулированных синусоидальных сигнала.

При приложении нулевого момента сигналы с обоих резольверов одинаковы и не имеют сдвига фаз. В случае, когда реальный момент приложен к валу сигнал одного резольвера имеет фазовый сдвиг относительно сигнала другого резольвера. Величина этого фазового сдвига прямо пропорциональна приложенному моменту. Используя многопериодные резольверы с большим числом циклов (например, 128), возможно даже при небольшой величине скручивания получить отклик в виде сравнительно большой величины фазового сдвига. Другими словами, эта методика достаточно прецизионна, чтобы измерять скручивание вала не только на величины менее 1°, но даже и на уровнях менее 0,1°. Из чего следует, что вал, на котором производится измерение, не обязательно должен быть длинным. Действительно, длина вала, необходимого для успешных измерений, может составлять менее 25 мм. Этого можно достигнуть, используя заведомо гибкий вал или располагая резольверы концентрически — один внутри другого — и соединяя внешние и внутренние части вала с применением пружины повышенной крутильной жесткости.

В отличие от тензометрических датчиков, резольверы известны своей надежностью, устойчивостью к внешним воздействиям и точностью, они зачастую используются в космической, оборонной и нефтегазовой технике, где требуются высокие точности и устойчивость к жестким условиям эксплуатации. Поскольку резольвер является бесконтактным измерительным устройством, также исключается необходимость применения токосъемников или оборудования радиочастотной передачи данных.

Итак, почему же эта техника измерений стала немодной? Вероятно, одна из причин в том, что и сами резольверы утратили свою популярность. Плоскопараллельные и плоские с большим полым валом резольверы, идеальные для использования при измерениях крутящего момента, являются откровенно дорогостоящими. Более того, сочетание резольверных двигателей с управляющей электроникой может быть очень сложным. Поскольку в наше время инженеры более привычны к цифровой электронике, они весьма неохотно соглашаются иметь дело и с самой аналоговой электроникой и, тем более, с измерениями фазовых сдвигов аналоговых переменных сигналов.

Как произвести замену

Прежде чем снять датчик скорости на Ладе Гранта, стоит проверить работоспособность электрической цепи. Возможно, дело в обрыве или разряде батареи, а сам датчик исправен. Для этого следует провести такие действия:

После отключения питания, необходимо проверить контакты, в случае окисления или загрязнения очистить их. Затем провести проверку проводов на целостность, особое внимание стоит уделить изгибам возле штекера, там могут быть обрывы. Проверка сопротивления проводится в цепи заземления, полученный показатель должен быть равен 1 Ом. Если все показатели соответствуют норме, проверяются все три контакта ДС на наличие напряжения и заземления. Результат должен быть равен 12 В

Низкие показатели могут свидетельствовать о том, что электрическая цепь неисправна, нет питания от аккумулятора или вышел из строя электронный блок управления. Если с напряжением все в порядке, то самый действенный способ проверить датчик — найти его и поменять на новый.

Рассмотрим последовательность действий для замены ДС:

  1. Приступая к работе, в первую очередь, отсоединяем патрубок, соединяющий воздушный фильтр и дроссельный узел.
  2. Отключаем контакт питания, располагающийся на самом датчике. Для этого необходимо отогнуть фиксатор и поднять его вверх.
  3. Ключом на 10 откручиваем болт, с помощью которого датчик крепится к коробке переключения передач.
  4. Отверткой с плоским наконечником поддеваем и достаем устройство из отверстия в КПП.
  5. В обратном порядке осуществляется установка нового элемента.

Снятый ДС можно проверить, возможно, он будет исправен. В этом случае его достаточно очистить, высушить, пройтись герметиком и установить назад. Для старого очищенного или нового датчика лучше всего не жалеть герметика и изоленты, чтобы максимально защитить его от попадания грязи и влаги.


После того как произведена замена, необходимо удалить ошибку, которая уже записана в памяти системы управления. Делается это просто: снимается клемма аккумулятора на «минус» (достаточно 5–7 минут). Затем снова надевается и ошибка стерта.

Сам процесс замены не сложный, но занимает много времени в большинстве случаев потому, что мало кто знает, где находится датчик скорости на Гранте. Но тот, кто его однажды нашел, сможет выполнять замену достаточно быстро. Более удобно производить замену на эстакаде или смотровой яме, тогда все манипуляции можно выполнить гораздо быстрее.

Что такое датчик оборотов и зачем он нужен?

Датчик оборотов предусмотрен в устройстве мотора для выполнения функции синхронизирования системы зажигания и впрыска топлива. Нередко этот измеритель еще называют измерителем частоты вращения. Датчик оборотов передает нужную информацию в электрический блок, а также данные о том, какие вращения поддерживает коленчатый вал в конкретный момент. Данный измеритель считается важнейшим механизмом автомобиля, поскольку именно от него зависит взаимодействие большинства систем. Он помогает обеспечить корректное функционирование всего транспортного средства. Особые сигналы обрабатываются ЭБУ и посылаются в измеритель для того, чтобы выяснить несколько важных моментов. Это количество впрыскиваемого топлива в данный момент, сам момент впрыска и время для активации клапана адсорбера, а также момент зажигания и угол поворота распределительного вала. Ну и понятное дело, для определения неисправности и проверки прибора, его для начала необходимо найти в автомобиле.

Как проверить датчик скорости своими руками

Среди основных способов проверки ДСА можно выделить:

  • проверку вольтметром;
  • диагностику при помощи контрольной лампы;

На многих авто установлен датчик, работа которого основана на эффекте Холла. Проверить ДСА данного типа не сложно. Однако встречаются датчики скорости других типов: язычковый датчик, а также  индуктивный датчик скорости.  Способ проверки таких датчиков несколько отличается.

Проверка датчика скорости мультиметром

Сейчас читают

Наиболее распространенный тип датчика скорости имеет 3 контакта: импульсный, заземление и напряжение. Прежде всего,  нужно определить наличие заземления и напряжения 12В на контактах.

Указанные контакты проверяют мультиметром, тогда как «импульсный» контакт проверяют при помощи вращения. В норме напряжение между выводом и массой должно быть от 0.5В до 10В.

Для проверки датчика скорости вольтметром потребуется:

  • снять датчик скорости;
  • определить назначение контактов;
  • перевести мультиметр в режим вольтметра;
  • присоединить входящий контакт вольтметра к «импульсному» выходу;
  • второй контакт заземлить на двигатель (можно на корпус авто);

Затем датчик скорости нужно вращать, определяя наличие или отсутствие  сигналов в рабочем цикле. Также осуществляется замер выходного напряжения датчика. Для этого рекомендуется надеть кусок трубочки на ось датчика и вращать с небольшой скоростью до 5 км/ч. Чем быстрее вращается датчик, тем выше должно быть напряжение на вольтметре.

Как проверить датчик спидометра без снятия

Если владелец не знает, как снять датчик скорости с автомобиля или намерен произвести быструю проверку, можно обойтись без снятия датчика.  Для такой проверки потребуется:

  • поднять автомобиль на домкрате так,  чтобы одно ведущее колесо оторвалось от земли и свободно вращалось;
  • далее контакты датчика соединяют с вольтметром. После нужно вращать колесо и определить, появляется ли напряжение, а также происходит ли изменение частоты;

Если фиксируется напряжение и частота меняется — датчик скорости работает. В том случае, когда напряжение отсутствует, высока вероятность выхода данного элемента из строя.

Быстрая проверка датчика спидометра контрольной лампочкой

Проверка датчика скорости также может быть выполнена при помощи контрольной лампочки (или так называемой контрольки). В рамках такой проверки:

  • от датчика отсоединяется провод импульсный;
  • машина поднимается на домкрате;
  • вывешивается одно колесо и включается зажигание;
  • далее один провод контрольки запитывается на «+» АКБ;
  • второй провод подсоединятся к «сигнальному» разъему;

Если во время вращения колеса лампочка моргает – датчик скорости рабочий. Отсутствие моргания лампы укажет на  то, что датчик неисправен и требует замены.


С этим читают