Почему автомобильные датчики выходят из строя?

Выход из строя одного небольшого датчика может привести к серьезным техническим проблемам, вплоть до остановки автомобиля.

Зачем нужны датчики в автомобиле?

Датчики представляют собой небольшие измерительные элементы, измеряющие температуру воздуха (датчик температуры воздуха), температуру жидкости (датчик температуры охлаждающей жидкости) или уровень жидкости (датчик уровня масла, датчик уровня топлива). Они могут измерять давление (датчик давления наддувочного воздуха), считать обороты (датчик скорости колеса, датчик скорости в коробке передач), одновременно считать обороты и указывать положение конкретного элемента в данный момент (датчик положения распредвала, датчик положения коленвала), или указать местонахождение данного элемента (датчик закрытия двери, датчик закрытия створок, датчик закрытия окна и т.п.). Они могут измерять давление (например, датчик положения педали газа) и степень открытия какого-либо элемента (датчик потенциометра дроссельной заслонки, датчик открытия отопителя). Они также могут измерять содержание газа (например, датчик кислорода в выхлопной системе) или измерять давление внутри элемента (датчик перепада давления в сажевом фильтре).

Типовой датчик состоит из измерительного элемента, корпуса (который может содержать дополнительную электронную схему), монтажного элемента и гнезда или вилки для силового и сигнального кабеля. Практически всегда датчики подключаются к контроллерам посредством электрических кабелей. Беспроводные датчики используются редко.

Контроллеры — это микрокомпьютеры. Чаще всего их основным элементом является печатная плата, на которой крепятся электронные компоненты. Они используют предварительно загруженное программное обеспечение. Контроллер собирает информацию с одного, двух или более датчиков. Он анализирует их в соответствии с загруженным программным обеспечением и формирует соответствующую работу исполнительных механизмов.

Например, измерения датчика скорости колеса используются:

• Активная система безопасности ABS . Если он обнаружит блокировку колеса во время движения, он затормозит колесо.
• Активная система безопасности ASR . Если он обнаружит слишком быстрое вращение колеса во время ускорения, он затормозит его.
• Активная система безопасности ESP . Он собирает данные с нескольких датчиков одновременно. Если он обнаружит, что автомобиль заносит, недостаточную или избыточную поворачиваемость, он затормозит одно из колес.
• Система контроля давления в шинах, так называемая косвенный (дешевле, чаще используется, без колесных передатчиков). Если он обнаружит, что одно колесо вращается быстрее остальных, он предупредит вас, что, вероятно, в этом колесе низкое давление воздуха.

Датчики используют множество методов измерения, в зависимости от их назначения. В случае датчиков температуры это может быть материал, который реагирует на повышение или понижение температуры, увеличивая или уменьшая ток. Датчики также используются для измерения изменений магнитного поля, например, с помощью эффекта Холла.

Почему датчики выходят из строя?

В последние годы конструкторы сделали все, чтобы исключить из датчиков механические элементы. Например, пластиковые шестерни. Вместо этого используются датчики Холла для измерения изменений магнитного поля, создаваемого, например, шестерней с соответствующими вырезами, установленными на вращающемся элементе.

Это удалось сделать не во всех датчиках, но подавляющее большинство из них уже не имеет механических элементов, либо их количество сведено к абсолютному минимуму. Несмотря на это, датчики выходят из строя. Каковы распространенные причины выхода из строя датчика?

• Загрязнение датчика, а точнее его измерительного элемента, например, загрязнение измерительного элемента датчика положения коленчатого вала маслом, загрязнение измерительного элемента расходомера воздуха.
• Элемент, взаимодействующий с датчиком, загрязнен. Например, грязь забивает шестерню на ступице колеса, что приводит к выходу из строя датчика скорости колеса.
• Внутренние короткие замыкания. Они могут возникнуть из-за влаги. Они всегда наносят необратимый ущерб каждому датчику.
• Вилка или розетка загрязнены. Вызвано тем, что влага и ток не могут проходить через разъемы.
• Повреждение силового и сигнального кабеля. Это может произойти, если кабель неправильно установлен (закреплен). Пример: механическое повреждение кабеля лямбда-зонда или кабель, который был неправильно проложен и контактировал с горячим блоком двигателя.
• Подверженность элемента вибрациям из-за неправильной установки или ослабления крепления.
• Неправильная установка.

Почему поврежденный датчик может обездвижить автомобиль?

Нарушенный сигнал от датчика или его отсутствие (хотя в этом случае должны быть предусмотрены заменители, универсальные значения) вызывает неправильную работу контроллера.

А иногда даже мешает работать исполнительным механизмам. Например: неисправный датчик положения педали газа означает, что сигнал о давлении и изменении давления на педаль газа не передается на контроллер двигателя и потенциометр дроссельной заслонки. Выход из строя датчика положения педали акселератора (потенциометра педали акселератора) лишает возможности пользоваться автомобилем.

Поврежденный расходомер воздуха посылает на контроллер двигателя сигналы с неправильными значениями. Контроллер двигателя регулирует количество впрыскиваемого топлива в зависимости от количества всасываемого воздуха. Как следствие, происходят неправильный подбор топливно-воздушной смеси и рывки.

Ремонт вышедшего из строя датчика

Неисправность датчика можно обнаружить по коду ошибки, хранящемуся в памяти контроллера, а также по симптомам неисправности. Чтобы быть на 100% уверенным в том, что данный датчик поврежден, механики проверяют электрический сигнал, генерируемый датчиком, например, с помощью осциллографа.

Датчики не ремонтируются, а только заменяются на новые. Иногда можно очистить измерительный элемент. Иногда можно заменить поврежденный кабель на новый.