Датчики вращения колес — для чего они, как они работают и каковы признаки их отказа?

Принцип работы датчика скорости автомобиля

Данное устройство хоть механически никак не влияет на движения деталей ДВС, но оно выполняет полезную функцию, а именно, датчик скорости передает данные с ошибками, которые неблагоприятно сказывают на качестве работы мотора. Измеритель скорости передает сигналы датчику, контролирующему общую работу ДВС на холостых оборотах, также с помощью РХХ (регулятора холостого хода) регулирует поток воздуха, которые идет в обход дроссельной заслонке. Чем быстрее крутятся колеса автомобиля, тем больше сигналов передается.

Прибор датчик скоростей работает на основе датчика Холла. Во время работы двигателя ДС посылает частотно-импульсные сигналы на электронный блок управления (ЭБУ) через определенные коротенькие промежутки времени. За один километр пройденного пути автомобилем датчик скорости посылает на ЭБУ около 6 тысяч сигналов. С помощью полученных сигналов от ДС ЭБУ определяет с какой скоростью движется автомобиль.

Что такое эффект Холла? Эффект Холла — это, если разместить проводник с постоянным током в магнитном поле, то появляется электрическое напряжение.

В конструкциях различных марок и моделей авто, датчик скорости устанавливают и рядом со спидометром, и рядом с коробкой передач. А вот знаете ли вы, что есть такой датчик температуры входящего воздуха, из-за показаний которого бортовой компьютер решает сколько подать топлива и воздуха. Поэтому роль этого датчика не так проста, как кажется. Если датчик всасывающего воздуха занижает температуру, то смесь подается «богатая», что приводит к заливанию свечей.

Конструкция и свойства

Основной характеристикой данного прибора является чувствительность. Она может быть разной и варьируется в диапазоне от 0.5 mB/g для миниатюрных моделей до 100 mB/g для промышленных агрегатов и свыше 500 mB/g для высокочувствительных.

К основным свойствам относятся:

• Высокий показатель ударной стойкости
• Высокий показатель собственной частоты
• Низкие показатели уровня собственного шума.

Представляют собой конструкцию, состоящую из двух блоков: вибропреобразователя и электронного блока. Первый представляет собой чувствительный элемент, предназначен для улавливания вибрационного движения и преобразования данного механического сигнала в электрический. Второй компонент выполняет функцию дешифровщика полученного электрического импульса и вывода информации в доступной форме, например цифровой. Современные модели оборудован микропроцессорным блоком управления. С его помощью возможна цифровая обработка сигналов, а также использование сложные алгоритмы, с их помощью учитывается весь спектр вибрационного воздействия.

Диагностика датчика скорости и всей цепи

Проверка обрыва проводки

Итак, чтобы найти причину неисправности, необходимо проверить как датчик скорости, так и всю цепь в целом. Для этого отсоединяем колодку с 3 проводами от датчика и визуально осмотрим ее. Колодка с тремя проводами — питание, сигнал и масса. Если все провода в порядке, приступаем к дальнейшему осмотру.

Проверка привода датчика

Далее проверяем привод датчика, который выходит из кпп. Поддомкратим любое переднее колесо автомобиля и начинаем его крутить, при этом смотрим на сам привод датчика. Он должен крутиться легко без заеданий и хруста. Пальцем можно потрогать равномерно от крутится или нет. Если с приводом все в порядке переходим к дальнейшей диагностике. Если нет, потребуется замена привода.

Проверка обрыва цепи питания

Теперь с помощью контрольки или мультиметра проверим подается ли питание на колодку датчика. Проверяем отверткой с индикатором. Один конец цепляем на +АКБ вторым в разъем №3, включаем зажигание, смотрим, лампочка должна гореть. Потом проверяем питание один конец на (-)АКБ второй в разъем №1, включаем зажигание, смотрим, лампочка должна гореть. Ставим датчик на место, проверяем сигнальный, подключаем один конец к питанию АКБ, второй к сигнальному на датчике №2, крутим колесо желательно быстро, лампочка должна моргать.

Если после всех диагностических процедур проблем не выявлено, обрыва цепи нет, привод датчика на коробке в норме, значит следует произвести замену датчика.

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

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 воль 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.

Какие бывают неисправности ДС

При неисправностях данного элемента сложно определить скорость движения автомобиля. Фото: avtomarket.ru

Чтобы своевременно устранить поломку, пока она не переросла в более дорогостоящий ремонт, каждый владелец должен прислушиваться к поведению машины. При малейших отклонениях рекомендуется осуществить замену ДС. К основным признакам неисправностей можно отнести:

• Неверные показатели спидометра;
• Повышается расход топлива;
• Двигатель не развивает полную мощность;
• На холостом ходу прослеживается нестабильная работа.

На холостом ходу мотор перестает работать или же во время переключения передачи, выжимания сцепления.

В таком случае каждый водитель увидит индикатор Check engine, при наличии бортового компьютера высвечивается ошибка «24».

Первым делом необходимо проверить состояние проводов и контактов, которые могли просто оборваться. Чаще всего это происходит рядом с разъемом, где провода изгибаются и могут перетереться. Если контакты окислились, загрязнились, то им необходимо обеспечить должный уход. В районе выпускного коллектора контролируется состояние целостности изоляции проводов. Кроме того неисправность ДС может быть связана с выходом из строя троса спидометра, который с годами просто истерся.

Как можно протестировать ДС

Каждый владелец авто должен знать три возможных способа определения исправности ДС, необходимо при этом определить выдает ли он 12 В. Поскольку принцип работы базируется на эффекте Холла, то состояние контактов может осуществляться только при вращении, при этом показатели напряжения должны быть в пределах 0,5 В – 10 В.

1. Проверка вольтметром. Датчик скорости снимается, необходимо определить какая клемма за что отвечает. Один контакт вольтметра присоединяется к клемме, которая выводит импульсные сигналы, второй – подводится к проводу заземления. Вращая датчик, смотрим на показатели напряжения. Чем быстрее он вращается, тем больше показатели должны быть.
2. Не обязательно снимать ДС с машины, чтобы определить его работу. Для этого необходимо с помощью домкрата приподнять ее, чтобы колесо не касалось земли. Затем соединить контакты датчика с вольтметром, который при вращении колеса выдаст показатели напряжения. При наличии частоты в Гц и напряжения диагностируем, что ДС работает.
3. Необходимо отсоединить импульсный провод, что определяется специальным контроллером. Как и в предыдущем варианте поднимаем колесо для его вращения. Провод «Сигнал» присоединяется контолькой, если показатель “-“, то ДС работает. Заменить контрольку в этой процедуре может провод с лампочкой.

Как устранить неисправности

Неисправности не всегда связаны с деталью, т.е. ДС может оказаться вполне работоспособным, необходимо провести только некоторые процедуры, чтобы восстановить прежний функционал. Фото: drive2.ru

На ДС могут образоваться грязь, пылевые налеты и масляные подтеки в процессе эксплуатации авто. Прочистив данное устройство, вы обеспечите профилактику изделия и возможно предотвратите в будущем поломку.

Проблема может оказаться в контактах, их переломе, истирании, необходимо заменить поврежденный участок.

Проблема может оказаться элементарной и скрываться в механическом повреждении дефектах троса, который проще заменить.Сделав диагностику датчика, каждый убедиться в его не исправности, тогда стоит опробовать и устранить вышеперечисленные неисправности.

О некоторых особенностях ремонта датчика скорости можно узнать из этого видео:

Признаки неисправности датчика скорости

Распознать неисправность датчика скорости можно по следующим признакам:

• Отсутствие показаний спидометра в движении и неработоспособность одометра.
• Искажение показаний скорости. Проверить можно с помощью GPS навигатора или попросить товарища с исправным датчиком проехать параллельно вам на заданной скорости.
• Непроизвольное выключение двигателя на холостых оборотах (данные симптомы проявляются и при других неисправностях).
• Периодическое «троение» мотора при движении с одной скоростью.

Чтобы отсечь неисправности датчика скорости от иных поломок электроники, можно провести экспресс тест. Надо выполнить контрольную поездку и запомнить ощущения от автомобиля. Затем отсоединить разъем датчика и тут же выполнить аналогичную поездку. Если поведение машины не изменилось — устройство неисправно.

Описание ДС

Как мы уже сказали, основное предназначение датчика привода спидометра заключается в точном определении скорости движения транспортного средства. Благодаря этому устройству модель всегда может знать, с какой скоростью движется его авто. Что касается разновидностей, то ДС могут относиться к контактному либо бесконтактному типу. На сегодняшний день большинство наших соотечественников отдают предпочтение бесконтактным вариантам. Контактные ДС, несмотря на все достоинства, имеют один значимый недостаток — они склонны к загрязнению, что в свою очередь приведет к неточности выводимых показаний.

Конструкция и принцип действия

Конструктивно по схеме эта деталь состоит из:

• привода спидометра;
• корпуса;
• а также самого контроллера с разъемом для подключения к бортовой сети.

Что касается принципа работы, то он основывается на измерении уровня частоты сигналов от контроллера, который находится на корпусе коробки передач либо раздаточной коробке. На выходе девайса во время езды образуются прямоугольные импульсы, минимальное значение которых должно составлять не меньше 1 вольта, а максимальное — не меньше 5 вольт.

По международным стандартам контроллер должен вырабатывать около 6 тысяч таких импульсов на протяжении одного километра пробега. Сами импульсы впоследствии преобразуются в ток, который замеряется магнитоэлектрическим устройством. Следует отметить, что значение тока напрямую зависит от количества подаваемых сигналов за определенную единицу времени. То есть данное значение будет прямо пропорциональным скорости езды транспортного средства.

Помимо этого, благодаря электронной схеме, которая установлена в приборную панель, методом подсчета поступающих сигналов обеспечивается работоспособность шагового электромотора. Последний предназначен для вращения барабанов счетчиков, после чего выводит соответствующую информацию на маленький экран, где демонстрируется общий, а также суточный пробег авто. Если речь идет о суточном пробеге, то это значение при необходимости можно обнулить.

Признаки неисправности

Если ДС по каким-то причинам выходит из строя, это приведет к тому, что блок управления не сможет определить скорость передвижения. Однако, это не единственная проблема, поскольку также могут возникнуть сбои в работоспособности силового агрегата.

Предлагаем более подробно ознакомиться с признаками неисправности, по которым можно определить выход из строя ДС:

• спидометр на приборной панели либо вовсе перестал работать, либо выводит неправильные показания;
• в работе двигателя, в частности, на холостых оборотах проявляются сбои;
• увеличился расход топлива;
• работа мотора ухудшилась, силовой агрегат не может развивать необходимую скорость;
• двигатель может самопроизвольно остановиться во время движения на холостых оборотах, в частности, когда водитель пытается выжать сцепление для переключения передачи;
• если авто оснащено бортовым компьютером, то на приборке может появиться индикатор Check;
• в том случае, если авто оборудовано электрическим усилителем руля, то может выйти из строя и этот узел;
• в некоторых авто, к примеру, Лада Калина выход из строя ДС может также привести к повышенной чувствительности контроллера уровня горючего в бензобаке (автор видео — канал Автоэлектрика ВЧ).

https://youtube.com/watch?v=qiDmZLUuTMI

Что касается причин, то, как правило, они обусловлены повреждением электопроводки авто, так что проверка работоспособности должна начинаться с диагностики состояния контактов и электроцепей. Возможно, проблема заключается в окисленных либо грязных контактах, поэтому их необходимо будет очистить и обработать смазкой, к примеру, Литолом. Обрыв проводки необходимо искать в первую очередь рядом с разъемом подключения, поскольку в этом месте провода сгибаются и обычно перетираются.

Также причина неисправности может заключаться в нарушении целостности изоляции проводки в области установки выпускного коллектора. В условиях повышенных температур изоляция может расплавиться, что приведет к замыканию устройства. Также ДС может передавать неверные показания из-за износившегося тросика спидометра. Со временем на нем образуются трещины и разрывы, что способствует выходу из строя контроллера.

Какой датчик выбрать

Прежде чем приступить к изучению параметров, необходимо учитывать:

• Какой принцип будет использоваться. Кинематический — измерения осуществляются в тот момент времени, когда исследуемый объект находится в состоянии покоя. Динамический — объект должен находиться в состоянии искусственного движения. Обеспечивают абсолютные показатели.
• Способ измерения. Контактный или бесконтактный. Контактные датчики имеют достаточно простую конструкцию, просты в использовании, имеют точное положение на исследуемом объекте. Но их можно устанавливать не на все приборы, поэтому сфера применения достаточно узкая. Они подвержены различного рода механическим повреждениям, перепадам температур, другим атмосферным явлениям, которые сказываются на работе, приводят к сбоям и отказам работы. Кабель может мешать вращающимся элементам объекта. При выборе необходимо учитывать массу, для того чтобы сведения были достоверными.  На достоверность также негативно может повлиять слабый уровень импульсов, собственный шум и звуковые помехи, необходимость периодической калибровки.  Бесконтактные устройства особенно удобны в случае использования на объектах, где прямой физический контакт неудобен или недопустим. Они менее подвержены механическим воздействиям, инерционным процессам, что влияет на качество показателей. Позволяют получить информацию на разных расстояниях, при любых атмосферных и температурных условиях, в состоянии движения или покоя, от химически агрессивных и взрывоопасных объектов, а также находящихся в труднодоступных местах. С их помощью предоставляется возможность исследования объектов любой массы, форм и размера.

Признаки неисправности датчика АБС

Первый признак неисправности АБС – это горящий индикатор на панели приборов, не затухающий в течении более чем 6 сек после включения зажигания, или не включающийся при движении. Поломка системы распознается при движении автомобиля со скоростью более 25 км/ч. Существует достаточно много проблем, которые могут случиться с антиблокировочной системой, но среди них наиболее часто встречаются следующие:

1. Обрыв провода датчика ABS или поломка блока контроллера. При этом на панели приборов высвечивается ошибка, система отключается, а сигналы об изменении угловых скоростей не подаются.
2. Колесный датчик системы вышел из строя. Система при включении проводит самодиагностику и определяет ошибку, но продолжает функционировать. Причиной поломки может быть окисление контактов, плохая подача питания на датчик и замыкание его на массу.
3. Поступление с дополнительного устройства информации о разных угловых скоростях колес при разном давлении в шинах или разном рисунке протектора, когда колеса по-разному притормаживают.
4. Механическая поломка элементов – подшипников ступицы, люфт и надлом ротора на датчике колеса. При подобных поломках система не запускается. Сюда же относится и сбой насоса ABS.

Наиболее уязвимый элемент системы – это колесный датчик, который расположен рядом со вращающейся ступицей и полуосью. Воздействие грязи и люфт подшипников ступицы может вывести устройство из строя, полностью заблокировав работу АБС. Вместе с сигналом индикатора на панели приборов, о поломке датчика свидетельствуют следующие признаки:

1. Бортовой компьютер выдает код ошибки системы АБС.
2. Отсутствует характерная вибрация и звук при нажатии педали тормоза.
3. Происходит блокировка колес при экстренном торможении.
4. Появление сигнала стояночного тормоза, когда тот отключен.

Пошаговая замена датчика скорости ВАЗ-2110 на 8 и 16 клапанов

Для того, чтобы поменять датчик скорости самостоятельно, достаточно иметь под рукой два или три ключа (на 10, 21, 22) и крестовую отвёртку.

1. Отключается ток на машине, для этого снимается разъем с АКБ.
2. От датчика отсоединяется разъём проводов, при котором рекомендуется запомнить распиновку.
3. Датчик можно открутить вручную, или при помощи ключей 21 или 22 (в зависимости от конструкции).
4. Изучается состояние привода. После того, как датчик извлечён, при помощи ключа на 10 откручивается и вынимается гайка, которой крепится привод датчика.
5. Замене подлежит привод с механическими повреждениями, если таковых нет, можно оставить прежний.
6. Установку нового устройства следует производить в обратном порядке.
7. На новом приводе установлена резиновая насадка, которую нужно смазать трансмиссионным маслом.
8. После установки рекомендуется проверить полярность проводов при помощи мультиметра. Если вдруг были перепутаны контакты, их меняют местами.
9. Остаётся проверить. Делается это либо при заведенном автомобиле, либо же при подвешенных колесах.

Что измеряют датчики скорости и частоты вращения

До определенного момента эта форма дат­чика позволяет измерять мгновенную скорость в точках на окружности и, соот­ветственно, регистрировать очень мелкие угловые доли.

Примерами относительной частоты враще­ния являются частота вращения коленчатого или распределительного вала двигателя, частота вращения кулачкового вала топлив­ного насоса высокого давления дизеля, ча­стота вращения колес автомобиля (ABS, TCS, ESP). Измерения в основном выполняются с помощью системы инкрементных датчиков, состоящей из шестерни и датчика частоты вращения.

Формы датчиков скорости

Используются различные формы датчиков (рис. «Различные формы датчиков» ): стержневые, вильчатые и кольцевые (внутренние и внешние). Благодаря простоте монтажа, самым распространенной формой датчика является стержневая. Стержневой датчик размещается рядом с ротором, зубья которого приближаются к нему и проходят в непосредственной близости. Однако датчики такой формы имеют самую низкую чувстви­тельность измерений. В некоторых случаях допускается использование вильчатых датчи­ков, нечувствительных к осевому и радиаль­ному люфту. В установленном состоянии этот датчик должен быть примерно совмещен с ротором. Тип датчика, в котором датчик окру­жает вал ротора в форме кольца, уже практи­чески не используется.

Требования к новым датчикам скорости

Во многих отношениях более ранние тра­диционные датчики индуктивного типа по­казывают очень неудовлетворительные ре­зультаты. Они выдают амплитуду, зависимую от частоты вращения, и поэтому непригодны для низких оборотов, допускают лишь от­носительно небольшие допуски воздушного зазора, и большей частью неспособны отли­чить колебания зазора от импульсов частоты вращения. По крайней мере, конец датчика- из-за своей близости к тормозу (в случае с датчиками скорости вращения колес), дол­жен быть стойким к высоким температурам. Эти недостатки находятся позади дополни­тельных функций, на которые нацелено но­вое поколение датчиков:

• Статическое определение (т.е. при нуле­вой скорости: сверхмалые обороты колен­чатого вала или частота вращения колес);
• Эффективное измерение в больших зазорах (не совмещенный монтаж с зазорами> 0);
• Небольшой размер;
• Эффективная работа независимо от колебаний зазора;
• Термостойкость до 200 °С;
• Определение направления (опция для системы навигации);
• Определение опорной метки (зажигание).

Магнитостатические датчики (датчики Холла, магниторезисторы, AMR) очень хорошо отвечают первым двум требованиям. И, как правило, они также обеспечивают соответствие второму и третьему требованиям.

На рис. «Схема расположения датчиков, нечувствительных к колебаниям воздушного зазора» показаны три, в принципе, прием­лемые формы датчиков, обычно нечувстви­тельные к колебаниям зазора. Здесь следует различать датчики с радиальным и танген­циальным считыванием. Это означает, что, независимо от зазора, магнитостатические датчики всегда смогут отличить северный и южный полюса магнитноактивного полюс­ного колеса или роторного кольца. В случае с магнитнопассивными роторами знак выход­ного сигнала уже не будет зависеть от зазора при регистрации напряженности тангенци­ального поля (хотя тот факт, что зазор часто увеличивается из-за ротора, является здесь недостатком). Однако часто используются также радиально измеряющие градиентные датчики, которые по сути лишь регистрируют градиент радиального поля, изменяющий свой знак не при изменении зазора, а только при изменении угла поворота.

Роторы

Ротор имеет ключевое значение для измере­ния скорости вращения; однако он обычно поставляется автопроизводителем, в то время как сам датчик приходит от постав­щика. До недавних пор почти исключительно использовались магнитнопассивные роторы, состоящие из магнитомягкого материала, обычно железа. Они дешевле магнитотвер­дых полюсных колес и проще в обращении, поскольку не намагничиваются, и нет опас­ности взаимного намагничивания (например, во время хранения). Как правило, при оди­наковых инкрементной ширине и выходном сигнале, внутренний магнетизм полюсного колеса (полюсное колесо определяется как магнитноактивный ротор) допускает значи­тельно больший зазор.