Датчик угла поворота рулевого колеса: виды, устройство, принцип работы и цены

152
Рассмотрим принцип работы и устройство датчика угла поворота руля. Так же в статье наведены виды элементов, цена, причины и признаки неисправности, плюсы и минусы. В конце статьи видео-обзор замены датчика.

Датчик угла поворота руля авто

Содержание статьи:



Датчик угла поворота рулевого колеса предназначен для определения положения руля в диапазоне 720 градусов в каждую из сторон (влево или вправо). Чаще всего такой датчик производитель располагает на рулевой колонке, под самим рулем. Намного реже такой механизм устанавливают на валу распределителя или же над самым валом колонки. Рассмотрим, для чего предназначен механизм, его устройство и принцип работы.

Разновидность датчиков поворота руля



Пример установленного датчика

На сегодня мало кого из автолюбителей можно удивить наличием датчика угла поворота рулевого колеса, но вот разобраться в важности механизма и разновидностях может мало кто. Именно от этого датчика зависит управление рулевым механизмом, а так же вспомогательными системами безопасности и комфорта. Основой задачей такого механизма считается считывание угла поворота руля. Так же вычисление направления поворота руля, и с какой скоростью поворачивается руль автомобиля.

В свою очередь датчик связан с блоком управления электроусилителя руля. Последний, в зависимости от полученных данных элемента, корректирует работу электромотора усилителя. Именно такой исправный элемент гарантирует работу и точной всего электроусилителя руля. Как правило, с механизмом угла поворота рулевого колеса связывают такие системы безопасности:
  • адаптивный круиз-контроль;
  • система курсовой устойчивости;
  • адаптивное освещение (переключение дальнего света и контроль встречного транспорта);
  • помощник движения по полосе;
  • активное (адаптивное) рулевое управление авто;
  • активная подвеска (механизм подруливания).

Оптический датчик поворота руля

Что касается разновидности датчиков угла поворота рулевого колеса, то специалисты выделяют три основные виды, которые можно встретить в наши дни. Принцип работы и конструкция таких элементов существенно отличается:
  1. оптический;
  2. потенциометрический;
  3. магниторезистивный.

Рассмотрим каждый из видов, чтоб понять, в чем основная разница и как отличается принцип срабатывания.

Как устроен датчик поворота руля



Потенциометрический датчик поворота руля

Самым простым среди трех перечисленных вариантов считается потенциометрический датчик, он относится к разряду контактных механизмов. Основой для подобного вида элемента служат два потенциометра, которые чаще всего устанавливают на рулевой колонке автомобиля. Для корректной работы такого вида механизма, один из установленных потенциометров сдвигают на 90 градусов, относительно другого.

Второй вид датчика угла поворота рулевого колеса оптический – относится к разряду сенсорных элементов. В состав такого оптического элемента входит кодирующий диск, специальные светодиоды, фоторезисторы для съема информации, а так же электронный блок для определения полного оборота руля. Современные производители могут видеоизменять устройство элемента, но основное устройство и принцип работы остается одинаковым.

Магниторезистивный датчик руля авто

Последний, третий вид датчика угла поворота рулевого колеса – магниторезистивный. Именно такого типа элементы чаще всего встречаются в современных автомобилях и имеют минимальный процент поломок и недочетов. Как и предыдущие два типа элементов, он так же измеряет направление, частоту и угол поворота рулевого колеса автомобиля. Благодаря устройству, электронный блок управления более точно определяет данные и задает скорость работы электрического усилителя руля.

В перечень магниторезистивного элемента вход корпус, магниторезисторы, а так же подвижные магниты. Центральную часть элемента занимают большие магниторезисторы, так же известные, как элементы GMR или же их аналоги анизотропные магниторезисторы, маркируемые как AMR. Благодаря наличию зубчатой передачи в составе механизма, подвижные магниты могут вращаться. Интересный факт в том, что каждое последующее зубчатое колесо в механизме датчика имеет на один зуб больше, чем предыдущее, соответственно при ремонте стоит отчетливо сохранять рядность установки.

Как работает датчик поворота руля



Датчик поворота руля в сборе

Первым по списку идет датчик угла поворота рулевого колеса на основе потенциометра. Выше уже рассмотрено устройство такого механизма, что касается принципа работы, то он прост, с увеличением угла поворота рулевого колеса, увеличивается сопротивление на потенциометре. Сопротивление элемента пропорциональное относительно угла поворота руля.

Преимущество такого вида – это простота конструкции, но с минусов – ненадежная конструкция. Чаще всего потенциометрический датчик устанавливают на бюджетные модели или вовсе пытаются искоренить с рулевого механизма. Соответственно, на современных автомобилях он встречается очень редко.

Второй датчик – оптический, его принцип работы намного сложней, чем первого, но соответственно и качество работы на порядок лучше. Основную функцию работы выполняет кодирующий диск, который крепится к валу рулевой колонки автомобиля. В состав диска входят внешние и внутренние кольца. Как правило, на внутреннем кольце расположено несколько равномерных отверстий, на внешнем кольце отверстия расположили неравномерно.

Внутреннее устройство датчика

Именно за счет такого расположения отверстий, устройство внутреннего кольца позволяет определить, на какой угол повернуто рулевое колесо. Внешнее кольцо позволяет элементу определить, в каком направлении осуществляется поворот руля. Для снятия информации, между кольцами инженеры установили светодиоды, а с наружной стороны колец установлены фоторезисторы (другими словами передатчик и приемник). Сколько светодиодов и фоторезисторов установлено на датчик, зависит от производителя и модели.


Принцип работы такого датчика не сложный, когда водитель поворачивает рулевое колесо, свет от светодиодов попадает на фоторезисторы. В этот момент электрическая цепь генерирует напряжение, отверстия в кольцах прерывают луч света, соответственно меняется и напряжение. Электронный блок управления считывает данные относительно появления импульсов напряжения, их частоту и шифр (из-за этого детали и получили название кодового диска). В соответствии с полученными данными, рассчитывается направление поворота руля и угол рулевого колеса автомобиля. Именно за счет такого устройства, оптические датчики встречаются чаще в современных автомобилях.

Датчик поворота руля в сборе с переключателями

Последний вид датчиков, принцип работы которого стоит рассмотреть – магниторезистивный. В отличие от предыдущих двух элементов, работа данного вида сложнее. Каждый поворот руля получает свое определенное положение подвижных магнитов элемента. В свою очередь магниторезисторы определяют положение подвижных магнитов и передают информацию на электронный блок управления. На основе полученных данных ЭБУ рассчитывает угол поворота руля, скорость, а так же направление. Благодаря такому устройству и точности работы, магинторезистивные элементы считаются самыми надежными и распространенными в современных автомобилях.

Какие бывают поломки датчиков руля



Шестиренкки внутри механизма датчика

Как говорят, нет нечего идеально, соответственно и датчики угла поворота рулевого колеса так же выходят из строя. Так как это электромеханический узел автомобиля, поломку определить намного сложней и водитель без опыта попросту не сможет понять, рабочий элемент или нет. Самыми слабыми местами таких элементов считается проводка и металлические элементы, так как они постоянно подвижны.

Распространенной проблемой может быть защитный пыльник на распределительном валу. В случае его поломки, вал начинает ржаветь, несвоевременное устранение проблемы может довести ржу до датчика, а значит и он быстро выйдет из строя. Не менее пагубно на механизм угла поворота рулевого колеса влияет пыль и влага. Особенно это касается той ситуации, когда механизм располагается на рулевой рейке. Как показывает практика, в большинстве случаев первой выходит из строя электрическая цепь или же сама электроника. Такая ситуация намного хуже всех остальных, датчик в лучшем случае полностью выйдет из строя, в худшем варианте будет передавать неправдивые данные и неправильно определять угол наклона руля, направление и скорость.

Индикатор поломки датчика руля

Какой бы не был по типу элемент угла поворота руля – это точный и хрупкий механизм. Специалисты говорят: если смещается физический ноль, нарушена геометрия или отключался аккумулятор, то показания элемента угла могут быть не точными. Определить поломку или неисправность датчика угла поворота руля можно несколькими путями. Первое это индикатор на панели приборов, желтый – признак в ошибке работы, красный – полное отключение механизма. Сам же индикатор выглядит в виде руля, может моргать или постоянно гореть.

Еще несколько признаков неисправности механизма угла поворота рулевого колеса – тугое вращение руля, может вращаться рывками, появляются провалы или же дергается со стороны в сторону. Самый частый признак поломки датчика то запоздалый отклик поворота колес на поворот рулевого колеса, в результате автомобиль водит со стороны в сторону.

Плюсы и минусы наличия датчика угла



Установленный механизм датчика

Наличие датчика угла поворота рулевого колеса в автомобиле это всегда плюс. Во-первых, параллельно будет установлен электроусилитель руля, во-вторых, на борту автомобиля может быть установлено множество активных систем безопасности. Например, система мониторинга движения по полосе, адаптивный круиз-контроль и прочие. Система отрабатывает поставленные задачи, точно выполняет указания водителя и улучшает безопасность автомобиля.

Среди минусов датчика угла поворота рулевого колеса возможность быстрого выхода из строя в самый неподходящий момент. В случае поломки, многие говорят о дорогом обслуживании, к тому же в большинстве случаев необходимо будет ехать в специальный сервисный центр. Другими словами, если элемент угла поворота руля выходит из строя, то самостоятельно его отремонтировать практически невозможно или же нужно искать донора. Так же минус в том, как и любимая электроника, со временем механизм может начать давать сбои, а значит, некачественно будут работать другие активные системы безопасности.

Цена датчика угла руля автомобиля



Перепрошивка и ремонт логики датчика поворота руля

Стоимость датчика угла поворота рулевого колеса автомобиля во многом зависит от марки, модели, а так же от самого вида элемента. Один и тот же механизм по виду не подойдет на разные автомобили. Производители автомобилей делают разные крепежи, контактные планки и прочие хитрости, чтоб снизить к минимуму возможность самостоятельного ремонта или замены.

Приблизительная цена датчика угла поворота руля
Марки и модель автомобиляЦена от, $ долл.
Opel Vivaro30
Mercedes-Benz ML100
Lexus RX300/330/350/40080
Subaru Forester S12 2007110
Mercedes-Benz Vito W63916
Nissan Leaf81

Цены наведены на магниторезистивные датчики. Несмотря на то, что структура строения и принцип работы одинаковый, по внешнему виду они существенно отличаются, аналогично отличаются и по крепежу. Положительно или негативно наличие подобного датчика в автомобиле – мнение каждого. Как показывает статистика и практика, большинство автомобильных производителей внедряют такой механизм, так как на его основе строятся системы активной безопасности. Соответственно для водителя упрощается управление автомобилем, и повышается безопасность.

Видео-обзор замены датчика угла руля на Hyundai Tucson:


Теги
Авто схемы Датчик угла поворота рулевого колеса: виды, устройство, принцип работы и ценыРассмотрим принцип работы и устройство датчика угла поворота руля. Так же в статье наведены виды элементов, цена, причины и признаки неисправности, плюсы и минусы. В конце статьи видео-обзор замены датчика.
0
Интересные статьи:
Добавление комментария
Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Вы случайно не робот? *