Мы рассмотрим принцип работы и конструкцию датчика угла поворота рулевого колеса. В статье также обсуждаются типы компонентов, цена, причины и симптомы неисправностей, преимущества и недостатки. В конце статьи есть видеообзор замены датчика. Кроме того, в статье будут описаны типы компонентов, цена, причины и симптомы поломки, преимущества и недостатки. В конце статьи есть видеообзор замены датчика.
Датчик угла поворота рулевого колеса используется для измерения положения рулевого колеса в диапазоне 720 градусов в каждом направлении (левом или правом). Чаще всего производитель размещает такой датчик на рулевой колонке, под самим рулевым колесом. Реже он устанавливается на валу коллектора или над самим валом колонны. Подумайте о назначении механизма, его устройстве и принципе работы.
Разновидность датчиков поворота руля
Сегодня многих водителей невозможно удивить наличием датчика угла поворота рулевого колеса, но лишь единицы способны понять значение этого механизма и его вариации. Именно этот датчик управляет рулевым механизмом, а также вспомогательными системами безопасности и комфорта. Основной задачей этого механизма является считывание угла поворота руля. Он также рассчитывает направление движения и скорость поворота рулевого колеса автомобиля.
Датчик подключен к блоку управления усилителем руля. Блок управления регулирует работу рулевого двигателя в соответствии с полученными данными датчиков. Этот отказоустойчивый компонент обеспечивает правильную и точную работу всей системы гидроусилителя руля. Типичные системы безопасности, связанные с механизмом угла поворота руля, включают.
- адаптивный круиз-контроль;
- система курсовой устойчивости;
- адаптивное освещение (смещение дальнего света и контроль встречного транспорта);
- Система помощи при движении по полосе;
- Активное (адаптивное) управление автомобилем;
- Активная подвеска (рулевой механизм).
Что касается разнообразия датчиков угла поворота руля, то специалисты выделяют три основных типа, которые можно встретить сегодня. Принцип действия и конструкция таких компонентов значительно различаются:
- оптический;
- потенциометрический;
- магниторезистивный.
Давайте рассмотрим каждый тип, чтобы понять основные различия и принцип работы.
Как устроен датчик поворота руля
Потенциометрический датчик является самым простым из трех вариантов и классифицируется как контактный механизм. Он состоит из двух потенциометров, которые обычно устанавливаются на рулевой колонке автомобиля. Для правильной работы этого типа механизма один из потенциометров смещен относительно другого на 90 градусов.
Второй тип датчика угла поворота рулевого колеса — оптический датчик угла поворота рулевого колеса, который представляет собой чувствительный элемент. Он состоит из кодирующего диска, специальных светодиодов, фоторезисторов для захвата информации и электронного блока для определения общего поворота рулевого колеса. Современные производители могут менять этот компонент в видео, но основная конструкция и принцип работы остаются неизменными.
Последний, третий тип датчика угла поворота рулевого колеса — магниторезистивный. Этот тип элементов наиболее распространен в современных автомобилях и имеет самый низкий процент отказов и неисправностей. Как и предыдущие два типа элементов, он также измеряет направление, частоту и угол поворота руля автомобиля. С помощью этого устройства электронный блок управления более точно определяет данные и устанавливает скорость электроусилителя руля.
В список магниторезистивных элементов входят корпус, магниторезисторы и подвижные магниты. Центральную часть компонента занимают большие магниторезисторы, также известные как элементы GMR, или их аналоги — анизотропные магниторезисторы, обозначаемые AMR. Благодаря шестеренкам в механизме подвижные магниты могут вращаться. Интересно, что каждая последующая шестеренка в механизме датчика имеет на один зуб больше, чем предыдущая, поэтому при проведении ремонта стоит соблюдать соосность.
Как работает датчик поворота руля
Первым в списке стоит датчик угла поворота руля на основе потенциометра. Конструкция этого механизма уже рассматривалась выше, и в принципе она проста: при увеличении угла поворота руля сопротивление на потенциометре увеличивается. Сопротивление элемента пропорционально углу поворота.
Преимуществом этого типа является простая конструкция, но недостатком — ненадежность. Как правило, потенциометрический датчик устанавливается на моделях низкого класса или просто исключается из рулевого механизма. Поэтому его редко можно встретить на современных автомобилях.
Второй датчик — это оптический датчик, принцип работы которого намного сложнее, чем у первого, но поэтому он намного качественнее. Основная функция — кодирующий диск, который крепится к валу рулевой колонки автомобиля. Диск состоит из внешнего и внутреннего колец. Внутреннее кольцо обычно имеет ряд равномерно расположенных отверстий, внешнее кольцо имеет отверстия, которые расположены неравномерно.
Именно такое расположение отверстий позволяет внутреннему кольцу определять степень кручения рулевого колеса. Внешнее кольцо позволяет компоненту определять, в какую сторону повернут руль. Для сбора информации инженеры установили светодиоды между кольцами, а фоторезисторы (другими словами, передатчик и приемник) смонтированы на внешней стороне колец. Принцип работы датчика прост — когда водитель поворачивает руль, свет от светодиодов светит на фотодатчик. В этот момент система генерирует напряжение, отверстия в кольцах прерывают луч света, и напряжение соответственно изменяется. Электронный блок управления считывает данные, связанные с появлением импульсов напряжения, их частотой и кодовым диском (по этой причине эти детали называются кодовыми дисками). В соответствии с полученной информацией рассчитывается направление и угол поворота транспортного средства. Именно благодаря этому устройству оптические датчики получили большее распространение в современных автомобилях.
Последний тип датчика, который стоит рассмотреть, — это магниторезистивный датчик. В отличие от двух предыдущих компонентов, работа этого типа более сложна. Каждый поворот рулевого колеса фиксирует определенное положение подвижных магнитов элемента. Магниторезисторы, в свою очередь, определяют положение движущихся магнитов и передают информацию в ЭБУ. На основе этой информации ЭБУ рассчитывает угол поворота руля, скорость, а также направление движения. Благодаря такой конструкции и точности магниторезистивные элементы считаются самыми надежными и широко используются в современных автомобилях.
Какие бывают поломки датчиков руля
Как говорится, нет ничего идеального, поэтому датчики угла поворота рулевого колеса также выходят из строя. Поскольку это электромеханический компонент, их сложнее обнаружить, и водитель без опыта может не определить, работает датчик или нет. Самыми слабыми местами этих компонентов являются проводка и металлические детали, так как они находятся в постоянном движении.
Распространенной проблемой может быть пыльник распределительного вала. Если он выходит из строя, вал начинает ржаветь, и несвоевременное устранение проблемы может привести к ржавлению датчика и, как следствие, его быстрому выходу из строя. Пыль и влага одинаково вредны для механизма угла поворота руля. Это особенно актуально, если механизм расположен на обшивке руля. Опыт показывает, что в большинстве случаев первой выходит из строя электрическая цепь или сама электроника. Такая ситуация намного хуже любой другой, датчик в лучшем случае полностью откажет, а в худшем — передаст ошибочные данные и неверно определит угол поворота руля, направление и скорость.
Каким бы ни был компонент угла поворота руля, это точный и тонкий механизм. Эксперты говорят: если физический ноль смещен, геометрия повреждена или батарея отсоединена, показания углового элемента могут быть неточными. Существует несколько способов определения поврежденного или неисправного датчика угла поворота рулевого колеса. Первый — это индикатор на приборной панели, желтый цвет которого указывает на неисправность, а красный — на полное отключение механизма. Сам индикатор выглядит как рулевое колесо и может мигать или гореть постоянно.
Еще несколько признаков неисправности механизма угла поворота рулевого колеса — тугой поворот рулевого колеса, оно может поворачиваться рывками, появляется провал или оно дергается из стороны в сторону. Наиболее распространенным симптомом неисправного датчика является задержка реакции колес на движение рулевого колеса, что приводит к покачиванию автомобиля из стороны в сторону.
Плюсы и минусы наличия датчика угла
Наличие в автомобиле датчика угла поворота рулевого колеса всегда является плюсом. Во-первых, параллельно будет устанавливаться электроусилитель руля, а во-вторых, на борту автомобиля может быть установлен ряд систем активной безопасности. Например, система контроля полосы движения, адаптивный круиз-контроль и другие. Система выполняет свое предназначение, точно выполняет команды водителя и повышает безопасность автомобиля.
К недостаткам датчика угла поворота рулевого колеса относится возможность быстрого выхода из строя в самый неподходящий момент. В случае поломки многие говорят о дороговизне обслуживания, кроме того, в большинстве случаев вам придется обращаться в специальный сервис. Другими словами, если компонент угла поворота руля выходит из строя, его практически невозможно отремонтировать самостоятельно или необходимо искать донора. Другим недостатком является то, что, как и вся электроника, механизм со временем может начать давать сбои, что означает, что другие системы активной безопасности не будут работать должным образом.
Цена датчика угла руля автомобиля
Стоимость датчика угла поворота руля автомобиля во многом зависит от марки, модели, а также типа компонента. Один и тот же механизм не подходит к разным автомобилям. Производители автомобилей изготавливают различные крепления, контактные планки и другие ухищрения, чтобы свести к минимуму возможность самостоятельного ремонта или замены.
| Приблизительная цена датчика угла поворота рулевого колеса | |
| Марка и модель автомобиля | Цена от, $/$ |
| Opel Vivaro | 30 |
| Mercedes-Benz ML | 100 |
| Lexus RX300/330/350/400 | 80 |
| Subaru Forester S12 2007 | 110 |
| Mercedes-Benz Vito W639 | 16 |
| Nissan Leaf | 81 |
Цены основаны на магниторезистивных датчиках. Несмотря на то, что их конструкция и принцип действия одинаковы, они значительно отличаются по внешнему виду и так же отличаются по способу установки. Положительно или отрицательно наличие такого датчика в автомобиле — это мнение каждого. Статистика и практика показывают, что большинство автопроизводителей внедряют такой механизм в качестве основы для систем активной безопасности. В результате облегчается управление автомобилем и повышается безопасность.
