Czujnik kąta skrętu kierownicy — co to jest i dlaczego jest potrzebny?

Wielu kierowców słyszało o czujniku kąta skrętu kierownicy lub czujniku położenia kierownicy. Ale niewiele osób zdaje sobie sprawę z pełnego znaczenia tego elementu sterującego. Czy wiesz, że działanie całego elektrycznego wspomagania kierownicy zależy od stanu czujnika?

Techniczna informacja o czujniku

Czujnik kąta skrętu kierownicy - element wspomagania elektrycznegoktóry określa położenie kierownicy w zakresie 720 stopni w każdą stronę. Najczęściej czujnik jest instalowany na elektrycznej kolumnie pod kierownicą, rzadziej na wale rozdzielacza maglownicy.
Czujnik kąta skrętu Mercedes-Benz E-Class
Co mierzy ten czujnik:
  • kąt skrętu kierownicy;
  • kierunek skrętu;
  • prędkość skrętu.
Czujnik jest powiązany ze sterownikiem wspomagania, który według otrzymanych danych reguluje pracę silniczka wspomagania. Sprawny czujnik zapewnia prawidłowe działanie wspomagania.

Oprócz wspomagania czujnik kąta skrętu może być powiązany z modułami:
  • adaptywnego tempomatu;
  • asystenta pasów;
  • adaptywnego oświetlenia;
  • aktywnego układu kierowniczego;
  • aktywnego zawieszenia.

Rodzeje czujników

Żywotność pompy wspomagania zależy od dotrzymania zasad użytkowania części. Negatywnie wpływają na sprawność pompy następujące czynniki:
  • Jazda na starym, zużytym i brudnym płynie lub stosowanie płynu o nie odpowiednich charakterystykach;
  • Styl jazdy. Jeżdżąc agresywnie, zwłaszcza w terenie, pompa potrafi zablokować się;
  • Napięcie paska napędowego. Zamocno napięty pasek powoduje zużycie łożyska lub tulei w odpowiedniej pompie;
  • Jeżeli kierownica zostanie wykręcona do skrajnego położenia dłużej niż na 5 sekund, to przez większe obciążenie może zostać zatarty środek pompy
Przez wyżej określone zjawiska może zostać uszkodzona pompa wspomagania oraz stracone wspomaganie.

Uszkodzenia pompy i oznaki awarii

Istnieją trzy rodzaje czujników kąta skręru kierownicy, które różnią się zasadami działania i konstrukcją:
  • potencjometryczne;
  • optyczne;
  • magnetorezystancyjne.
Czujnik potencjometryczny należy do grupy czujników kontaktowych. Zespół składa się z dwóch potencjometrów, które są zamontowane na kolumnie kierownicy. Aby Potencjometry prawidłowo mierzyły względne i bezwzględne kąty skrętu kierownicy, jeden z potencjometrów jest przesunięty względem drugiego o 90 stopni.

Jak działa taki czujnik? To bardzo proste — im większy kąt skrętu kierownicy, tym większy opór na potencjometrze. Opór rośnie proporcjonalnie do kąta obrotu.

Główną zaletą czujnika potencjometrycznego jest prosta konstrukcja, a główną wadą jest niska niezawodność. W nowoczesnych samochodach ten rodzaj czujników jest bardzo rzadki.

Czujnik optyczny to bardziej zaawansowana wersja urządzenia dotykowego. Zespół składa się z tarczy kodującej, diod LED, fotorezystorów i bloku określającego pełne obroty.
Optyczny czujnik kąta skrętu
Tarcza kodująca jest przymocowana do wału kolumny kierowniczej i składa się z wewnętrznych i zewnętrznych pierścieni segmentowych. Na pierścieniu wewnętrznym jest kilka równomiernie rozmieszczonych otworów,a otwory nierównomiernie rozmieszczone są na pierścieniu zewnętrznym. Struktura wewnętrznego pierścienia segmentowego pozwala określić kąt obrotu kierownicy, a za pomocą zewnętrznego pierścienia czujnik określa kierunek obrotu kierownicy.

Między pierścieniami znajdują się diody LED, a fotorezystory są zainstalowane na zewnątrz pierścieni. Liczba źródeł światła i fotorezystorów zależy od modelu czujnika.

Jak działa czujnik optyczny:
  • gdy kierowca obraca kierownicę, światło z diod LED uderza w fotorezystory i generowane jest napięcie w obwodzie elektrycznym;
  • elektroniczna jednostka sterująca odczytuje impulsy napięcia i oblicza kąt i kierunek skrętu kierownicy.
Czujniki optyczne są bardziej powszechne niż potencjometryczne.

Większość nowoczesnych układach kierowniczych ze wspomaganiem elektrycznym wykorzystuje czujniki magnetorezystancyjne. Czujnik magnetorezystancyjny mierzy kąt i kierunek skrętu kierownicy, a także wykrywa prędkość kątową, z jaką obracasz kierownicę. Dlatego jednostka sterująca dokładniej określa i ustawia prędkość silnika elektrycznego.

Konstrukcja czujnika magnetorezystancyjnego:
  • obudowa;
  • magnetorezystory;
  • ruchome magnesy.
Centralnymi elementami czujnika są gigantyczne magnetorezystory (GMR) lub ich odpowiedniki, anizotropowe magnetorezystory (AMR). Ruchome magnesy obracają się przez przekładnię zębatą, przy czym każde następne koło napędowe ma o jeden więcej zębów niż poprzednie.
Czujnik magnetorezystancyjny
Jak działa czujnik magnetorezystancyjny? Dla każdej pozycji kierownicy istnieje pewna pozycja ruchomych magnesów. Magnetorezystory określają położenie magnesów, po czym jednostka sterująca na podstawie uzyskanych danych oblicza kąt, kierunek i prędkość kątową skrętu kierownicy.

Czujniki magnetorezystancyjne są najbardziej nowoczesne i niezawodne ze wszystkich opisanych.
Przyczyny i oznaki awarii czujnika

Czujnik kąta skrętu — zespół elektromechaniczny. W związku z tym jego słabymi punktami są elementy metalowe i okablowanie. Na przykład osłoma ochronna pękła na wale dystrybutora, wał zacznie rdzewieć. Jeśli ten problem nie zostanie rozwiązany na czas, korozja stopniowo dotrze do czujnika. Ponadto, jeśli czujnik zostanie zainstalowany na maglownicy i dostanie się na niego wilgoć i brud, elementy obwodu elektrycznego mogą ulec awarii, a czujnik przestanie działać lub nieprawidłowo wykryje kąt, kierunek i prędkość skrętu kierownicy.

Czujnik kąta kierownicy jest precyzyjnym i delikatnym mechanizmem. Jego odczyty są odrzucane, jeśli fizyczne zero zostanie przesunięte, geometria zawieszenia zostanie naruszona, akumulator zostanie wyłączony. Oznaki awarii czujnika położenia kierownicy:
  • żółte (awaria) lub czerwone (całkowite wyłączenie wzmacniacza) kontrolki na desce rozdzielczej;
  • kierownica ciężko obraca się,są szarpnięcia, drgania z boku na bok;
  • koła z opóźnieniem reagują na zakręty kierownicy, samochód ciągnie na bok.
Zamontowany czujnik na kolumnie kierowniczej
Co zrobić, jeśli wystąpi problem z działaniem czujnika? Jest tylko jedna opcja-udać się do specjalistycznej stacji obsługi w celu naprawy układu kierowniczego. Tylko doświadczony facjowiec z odpowiednim sprzętem i narzędziami znajdzie przyczynę awarii i naprawi ją bez poważnych konsekwencji dla całego układu kierowniczego.