Все больше легковых и грузовых автомобилей сегодня оснащается регулируемой пневматической подвеской. Важную роль в пневмоподвеске играют датчики уровня (дорожного просвета) — все об этих устройствах, их типах, конструкции и работе, а также о правильном выборе и замене читайте в представленной статье.
Что такое датчик уровня пневмоподвески?
Датчик уровня пневмоподвески (датчик уровня автомобиля, датчик уровня пола, датчик клиренса, датчик дорожного просвета) — один из датчиков системы автоматического управления пневматической подвески легковых и грузовых автомобилей; датчик для определения высоты различных точек автомобиля над поверхностью дорожного покрытия (дорожного просвета, клиренса).
Датчики уровня являются чувствительными элементами автоматической системы управления пневматической подвески транспортного средства. С помощью датчиков в режиме реального времени определяется дорожный просвет под отдельными точками днища автомобиля, полученные данные используются электронным блоком управления для решения нескольких задач:
- Установка оптимального угла наклона фар головного света в зависимости от высоты автомобиля;
- Автоматическая регулировка дорожного просвета в зависимости от скоростного режима, состояния дорожного покрытия и предустановок режима работы пневмоподвески;
- Регулировка отдельных элементов пневматической подвески в зависимости от нагрузки на автомобиль (в зависимости от веса водителя и пассажиров, при наличии багажа);
- Сохранение индивидуальных настроек пневмоподвески и других систем автомобиля при изменении режимов движения, дорожной ситуации и т.д.;
- Контроль уровня автомобиля при ручном (принудительном) управлении пневматической подвеской.
Датчики уровня играют важную роль в работе пневматической подвески, обеспечивая комфорт и безопасность автомобиля на всех скоростных режимах и в различных ситуациях. Поэтому при поломке датчика его необходимо заменить, а чтобы сделать осознанный выбор новой детали, следует разобраться в типах, конструкции и особенностях работы этих устройств.
Типы, конструкция и принцип работы датчиков уровня пневмоподвески
Все современные датчики уровня имеют принципиально одинаковую конструкцию, отличаясь только типом чувствительного элемента и способом монтажа на автомобиль.
В датчике можно выделить три основных детали:
- Корпус, который одновременно служит верхней опорой;
- Чувствительный элемент, состоящий из неподвижного статора и подвижного ротора;
- Приводной рычаг (или тяга), жестко соединенный с ротором датчика.
Основу датчика составляет чувствительный элемент, жестко установленный в корпусе, и отслеживающий угол поворота приводного рычага. Датчик располагается непосредственно на подвеске автомобиля, его корпус неподвижно монтируется на кузове или раме, а приводной рычаг шарнирно соединяется с поперечной тягой, балкой моста или иной деталью подвески, перемещающейся одновременно с колесом (колесами).
В датчиках уровня пневмоподвески наиболее широко используются чувствительные элементы следующих типов:
- Магнитные на основе эффекта Холла;
- Индуктивные;
- Контактные.
Датчик уровня пневмоподвески на основе эффекта Холла
Датчики Холла. В данном типе устройств используется эффект Холла, который в общем случае сводится к следующему: если прямоугольную металлическую пластину с подведенным к ее узким сторонам током поместить в магнитное поле, то на ее широких сторонах возникнет разность потенциалов. Современные датчики Холла выполнены в виде микросхемы, которая при изменении магнитного поля формирует аналоговый или цифровой сигнал определенной формы.
Конструктивно датчик уровня на основе эффекта Холла прост. Его корпус разделен на две части — неподвижную и подвижную. В неподвижной части расположен статор — обычно это плата с установленной микросхемой, которая для надежности может быть залита полимером. В подвижной части расположен ротор, соединенный с приводным рычагом. На торце ротора, расположенном непосредственно над микросхемой статора, закреплен постоянный магнит. При перемещении рычага магнит поворачивается на тот или иной угол, что приводит к изменению магнитного поля и, соответственно, изменению сигнала, формируемого датчиком Холла. Данный сигнал обрабатывается встроенным электронным блоком и в том или ином виде поступает на электронный блок управления пневмоподвеской.
Индуктивный датчик уровня пневмпоподвески
Индуктивные датчики. В данном типе устройств используется обычный эффект электромагнитной индукции. Как и в предыдущем случае, датчик разделен на неподвижный статор и подвижный ротор. На статоре располагаются две катушки — приемная (сегодня чаще используется три приемных катушки, расположенных под некоторым углом друг относительно друга) и катушка возбуждения. Эти катушки выполнены непосредственно на печатной плате тонкими проводниками. На роторе располагается одна катушка сложной формы, также выполненная из тонких проводников на печатной плате.
Работает такой датчик следующим образом. На катушки возбуждения подается переменный ток, за счет электромагнитной индукции в приемных катушках и катушке ротора также возникают (индуцируются) токи. При этом ток, возникающий в катушке ротора, также создает вокруг нее электромагнитное поле, что приводит к возникновению тока в приемных катушках статора. Таким образом, в приемных катушках возникают переменные токи сразу от двух источников — катушки возбуждения и катушки ротора, и именно взаимодействие этих токов позволяет очень точно определять отклонение ротора относительно статора.
При определенном взаимном положении ротора и статора токи, индуцированные в приемных катушках катушками возбуждения и ротора, находятся в одной фазе, поэтому их амплитуда наибольшая — выходной сигнал имеет высокий уровень. При смещении ротора фазы токов смещаются, что приводит к изменению их амплитуды — уровень выходного сигнала снижается, и в какой-то момент достигает минимума. Встроенный в датчик электронный блок управления интерпретирует эти сигналы (с помощью заранее заложенных алгоритмов), определяя угол отклонения ротора относительно статора, и формирует сигнал, который поступает на электронный блок управления пневмоподвеской.
Контактные датчики. К данной группе относятся реостатные (потенциометрические) датчики угла, основанные на измерении сопротивления реостата с проволочной навивкой или угольной дорожкой. В таких датчиках присутствует неподвижный реостат и соединенный с приводным рычагом контакт, движущийся по обмоткам реостата или угольной дорожке. Сопротивление цепи датчика зависит от положения приводного рычага, это и используется для изменения угла поворота рычага или его линейного перемещения. В настоящее время такие датчики вследствие свой низкой надежности на автомобилях не используются, поэтому подробно рассматривать их здесь мы не будем.
Независимо от типа, датчики могут формировать аналоговый или цифровой сигнал, поступающий на блок управления пневмоподвеской. А многие современные датчики, используемые для установки на переднюю ось автомобиля, формируют сразу два сигнала — аналоговый для управления углом поворота фар, и цифровой или импульсный для управления подвеской.
Датчики уровня пневмоподвески могут устанавливаться на автомобиль по двум основным схемам:
- Индивидуальные датчики для каждого колеса;
- Индивидуальные датчики для колес передней оси и один датчик на заднюю ось (оси).
В первом случае датчики монтируются на каждом колесе, поэтому дорожный просвет измеряется в четырех (или в шести для трехосных автомобилей) точках, что обеспечивает наибольшую точность управления подвеской. Во втором случае датчик монтируются на подвеске обоих передних колес и в средней части балки либо стабилизатора заднего моста (мостов) — такая схема более проста, однако она менее точна. Первая схема наиболее широко используется на полноприводных транспортных средствах, вторая — на переднеприводных легковых автомобилях, хотя и здесь бывают исключения.
 |
 |
| Установка датчика дорожного просвета на задней подвеске | Установка датчика дорожного просвета на передней подвеске |
Как правильно выбрать и заменить датчик уровня пневмоподвески
В общем случае выбор датчиков довольно прост, так как ограничен — каждый автопроизводитель использует определенные модели датчиков, невзаимозаменяемые с другими типами устройств. Так что выбирать необходимо датчик только той модели и каталожного номера, что и старый. Однако здесь важно не допустить ошибку — датчики правых и левых колес в большинстве случаев несовместимы и установить один вместо другого невозможно.
Если же речь идет не о подборе оригинальных запчастей, а о выборе датчиков пневмоподвески при самостоятельном ее изготовлении или для тюнинга, то здесь доступна масса вариантов. В этом случае необходимо учитывать тип электрического разъема датчика и способ его монтажа на автомобиль. При установке датчик не должен мешать нормальной работе подвески и не нарушать функционирование других систем автомобиля. Для правильной работы датчик дорожного просвета может потребовать калибровки и настройки в составе всей системы управления пневматической подвеской.
При верном подборе, установке и настройке датчиков вся пневматическая подвеска будет работать надежно и эффективно, обеспечивая комфортное и безопасное управление автомобилем.
