سنسور سرعت خودرو و کاربرد آن

خودروهای امروزی به نوعی یک کامپیوتر متحرک به شمار می‌آیند که ادوات الکترونیکی مختلفی در حال کنترل بخش‌های آنها هستند. این بخش‌ها از سنسورها و حسگرهای متنوعی اطلاعات لازم برای کار را دریافت می‌کنند تا بخش‌های مختلف خودرو اعم از پیشرانه، ترمزها، انتقال نیرو، سیستم‌های ایمنی و رفاهی و… بتوانند به درستی وظیفه خود را انجام دهند. یکی از این سنسورها که اطلاعات حیاتی و مهمی را در اختیار کامپیوتر خودرو قرار می‌دهد، سنسور سرعت خودرو است که معمولاً روی گیربکس قرار می‌گیرد.

سنسور سرعت خودرو چیست؟

همان‌طور که از نام سنسور سرعت خودرو می‌توان فهمید، این حسگر وظیفه محاسبه سرعت خودرو را بر عهده دارد تا این عدد در کیلومترشمار خودرو به راننده اطلاع داده شود. باید دقت کرد که سنسور سرعت خودرو با سنسور دور موتور تفاوت دارد و محل قرارگیری، نحوه کارکرد و اطلاعات به‌دست‌آمده از آنها نیز کاملا متفاوت از هم هستند.

سنسور کیلومتر یا سنسور سرعت خودرو معمولا روی گیربکس و در خروجی گیربکس نصب می‌شود و بر اساس سرعت چرخش محور خروجی گیربکس که متناسب با دنده انتخاب شده است و همچنین فاکتورهای ثابتی مثل اندازه لاستیک، سرعت خودرو محاسبه و در کیلومترشمار به راننده نمایش داده می‌شود. به همین علت است که چون اندازه تایر به عنوان یک فاکتور ثابت در طراحی کیلومترشمار خودرو محسوب می‌شود، تغییر در اندازه آن باعث برهم‌خوردن دقت در کیلومترشمار خودرو شود. اما این یکی از کارکردهای این سنسور است و در واقع از اطلاعات این حسگر برای موارد دیگر نیز استفاده می‌شود.

امروزه در بعضی از اتومبیل‌ها از سنسورهای سرعت در سر چرخ‌ها در عین وجود سنسور سرعت روی گیربکس هم استفاده می‌شود تا اطلاعات سرعت چرخش هر چرخ نیز در اختیار ECU باشد. این سنسور همان سنسور ترمز ضد قفل ABS است.

وظایف سنسور سرعت خودرو

می‌دانیم که واضح‌ترین و اصلی‌ترین کاربرد سنسور سرعت خودرو، محاسبه سرعت و نمایش آن به راننده در مجموعه کیلومترشمار است. اما این کار، اصلی‌ترین وظیفه سنسور سرعت است و کارکردهای دیگری نیز از این حسگر به دست می‌آید.

• ارسال داده‌های مورد نیاز برای محاسبه سرعت خودرو
• در بعضی از خودروها که گیربکس اتوماتیک دارند، در فرایند تعویض دنده نیز اطلاعات به‌دست‌آمده و دریافتی از سنسور کیلومتر نیز محاسبه و در نظر گرفته می‌شود.
• برخی از سیستم‌های ایمنی بر اساس سرعت خودرو فعال و غیرفعال می‌شوند. برای مثال باز شدن و قفل‌شدن خودکار درها در یک سرعت خاص
• استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از سنسور سرعت خودرو در کنار اطلاعات کسب‌شده از سنسور دور موتور
• از اطلاعات سنسور سرعت‌سنج خودرو برای سیستم کروز کنترل نیز استفاده می‌شود.
• در خودروهای مدرن و امروزی که دارای سنسور سرعت در سر هر چرخ هستند، از اطلاعات این سنسورها برای سیستم‌هایی مثل ترمز ضد قفل ABS، کنترل پایداری و… نیز استفاده می‌شود.
• در خودروهایی که دارای سیستم ترمز کمکی هستند، در سرعت‌های بالا نیز مثل زمان ترمزگیری شدید، این سیستم به صورت آماده‌باش قرار می‌گیرد.
• اطلاعات مختلفی که در مجموعه نمایشگر خودروهای امروزی مثل مسافت طی‌شده، میانگین سرعت، مصرف سوخت بر اساس مسافت طی‌شده و… نمایش داده می‌شود، از نتایج کارکرد اصلی سنسور سرعت یعنی محاسبه سرعت خودرو است.

محل نصب سنسور سرعت ماشین

در خودروهای قدیمی‌تر، سنسور کیلومتر سرعت در خروجی گیربکس نصب شده است. این سنسور در انتهایی‌ترین نقطه گیربکس قرار دارد و سرعت چرخش و دوران محور خروجی گیربکس را محاسبه می‌کند.

اما در بعضی از خودروهای امروزی، این سنسور در هر چرخ قرار دارد و اطلاعات سرعت دورانی هر چرخ را محاسبه می‌کند و با فرمول‌های خاص تعیین‌شده، یک عدد به عنوان سرعت اصلی خودرو بیان می‌شود. از محاسبه سرعت هر چرخ، برای اکثر سیستم‌های ایمنی هم که در پایداری خودرو نقش دارند، استفاده می‌شود.

همچنین در بعضی از خودروها امروزی نیز سنسور سرعت روی دیفرانسیل نصب می‌شود. علت نزدیک‌تر شدن سنسور سرعت به چرخ‌ها نیز بیشتر به خاطر کم‌شدن خطاهایی است که در اثر تغییر در سایز چرخ‌ها پیش می‌آید.

انواع سنسور سرعت خودرو از نظر عملکرد

سنسور سرعت ماشین را از نظر نحوه عملکرد می‌توان به دو دسته کلی از نظر ساختار مکانیکی عملکرد و یا ساختار الکترونیکی تقسیم کرد.

سنسور سرعت مکانیکی

همان‌طور که از نام این سنسورها معلوم است، ساختار مکانیکی دارند و مکانیزم ساده باعث کارکرد آنها می‌شود. چرخ‌دنده روی محور خروجی گیربکس باعث چرخش چرخ‌دنده سنسور سرعت می‌شود و سیم کیلومتر را که در محور سنسور سرعت جای می‌گیرد، می‌چرخاند. این سیم نیز در نهایت باعث چرخش عقربه کیلومترشمار خواهد شد.

سنسور سرعت اپتیکال

این نوع از سنسورها دارای تابش نور ضعیف هستند که معمولا از نوع مادون قرمز است و با چشم عادی دیده نمی‌شود. روبروی این نور یک صفحه مدرج و اندازه‌گیری‌شده وجود دارد که با عبور نور از آن تا رسیدن به گیرنده روبرو یا بازتاب نور، می‌توان سرعت دورانی را سنجید. این روش البته در خودروها چندان کاربرد ندارد؛ اما بسیاری از وسایل سنجش سرعت دورانی اجسام از این روش استفاده می‌کنند. این نوع از سنسورها نیز بدون تماس کار می‌کنند و به همین دلیل نیز خرابی کمی دارند. سنسور سرعت اپتیکال دقت بالایی دارد و به گردوغبار، آب و آلودگی حساس نیست. اما بروز عیب و ایراد در چشمی گیرنده و فرستنده ممکن است رخ دهد و همچنین قیمت بالا و پیچیدگی‌های الکترونیکی دارند.

سنسور سرعت الکترونیکی القایی و مغناطیسی

در یک نوع از این سنسورها، ایجاد اختلاف‌پتانسیل باعث محاسبه و نمایش سرعت می‌شود. در این سنسورها نیاز به اختلاف پتانسیل اولیه و همیشگی است. هرچه سرعت بیشتر می‌شود، اختلاف پتانسیل موجود نیز بالاتر می‌رود و این اختلاف پتانسیل به‌صورت یک داده توسط ECU پردازش می‌شود و در نهایت، سرعت خودرو را نشان می‌دهد.

در سنسور سرعت مغناطیسی، از ایجاد شار مغناطیسی استفاده می‌شود. بر اثر گردش محور گیربکس، یک شار مغناطیسی ایجاد می‌شود که با تغییر سرعت این محور، این شار مغناطیسی نیز تغییر می‌کند. از تغییر این شار مغناطیسی، می‌توان سرعت را پردازش کرد و در سرعت‌سنج خودرو نمایش داد.

سنسور سرعت از نوع اثر هال

این نوع از سنسورها را می‌توان در چشمی سر میل‌لنگ و میل‌سوپاپ یا سنسور ترمز ABS دید. یک آهن‌ربای مغناطیسی که روبروی یک چرخ‌دنده اندازه‌گیری‌شده و مدرج قرار دارد. با عبور دندانه‌های چرخ‌دنده از روبروی سنسور و تأثیر در میدان مغناطیسی، سرعت دورانی چرخ‌دنده را می‌توان محاسبه کرد. این نوع سنسورها طول عمر بالایی دارند و به گردوغبار، آب و آلودگی حساس نیستند. ضمن اینکه چون تماسی برای کارکرد آنها برقرار نمی‌شود، خرابی و استهلاک آنها بسیار پایین است. در مقابل به لرزش شدید و میدان مغناطیسی مزاحم، حساسند و از طرفی نیاز به پردازشگر برای خواندن اطلاعات دارند.

انواع سنسور سرعت ماشین از نظر محل نصب

سنسور سرعت خودرو را می‌توان از نظر محل قرارگیری به سه نوع دسته‌بندی کرد. البته محل قرارگیری در کارکرد آن هیچ تاثیری ندارد و در بسیاری از مواقع دیده می‌شود که یک خودرو از بیش از یک نوع سنسور سرعت نیز استفاده می‌کند.

سنسور سرعت روی گیربکس

در اکثر خودروهای قدیمی، سنسور سرعت روی گیربکس قرار دارد. این سنسور روی محور خروجی گیربکس قرار می‌گیرد تا بتواند سرعت دورانی آن را بخواند و اطلاعات را در اختیار ECU قرار دهد. همچنین در خودروهای قدیمی که سنسورهای دیجیتالی ندارند، سیم کیلومتر مستقیما به این سنسور متصل است و به پشت مجموعه نمایشگر پشت فرمان وصل می‌شود.

سنسور سرعت سر چرخ ها

سنسور سرعتی که در سر چرخ‌ها نصب می‌شود، همان سنسور ترمز ABS است. از اطلاعات این سنسور در خودروهایی که دارای سیستم‌های کمک پایداری مثل برنامه کنترل پایداری، کنترل کشش یا ضدلغزش هستند، استفاده می‌شود.

سنسور سرعت روی گیربکس

در بعضی از خودروها سنسور سرعت روی دیفرانسیل نصب می‌شود. البته استفاده از این روش بسیار محدود است.

انواع سنسور سرعت خودرو از نظر ساختار

سنسور سرعت ماشین در خودروهای قدیمی کاملا آنالوگ است و سیم کیلومتر به آن وارد می‌شود. اما سنسور سرعت در خودروها به مرور زمان تکامل پیدا کرد و امروزه یک قطعه تمام الکترونیکی است.

سنسور سرعت آنالوگ و کیلومتر آنالوگ

در این مدل سنسور سرعت خودرو، یک چرخ‌دنده بزرگ روی محور خروجی گیربکس قرار دارد و یک چرخ‌دنده کوچک که روی سنسور سرعت است، به‌صورت عمودی به سنسور روی محور خروجی قرار می‌گیرد. چرخش چرخ‌دنده‌ها باعث چرخش میله داخل سنسور سرعت می‌شود و سیم کیلومتر را که داخل این سنسور جای گرفته است، می‌چرخاند. سیم کیلومتر تا داخل کیلومتر ادامه دارد و چرخش آن باعث چرخش عقربه کیلومترشمار می‌شود.

سنسور سرعت آنالوگ و کیلومتر برقی

در این نوع سنسور، ارتباط سنسور با گیربکس به صورت چرخ‌دنده‌ای هست و حتی سیم کیلومتر نیز تا پشت کیلومترشمار خودرو رفته است. اما حرکت دروانی سیم کیلومتر در یک قطعه الکترونیکی در پشت کیلومترشمار تبدیل به یک جریان الکتریکی و در نهایت منجر به حرکت عقربه می‌شود. این نوع سیستم به نوعی برای گذر از حالت تمام مکانیکی به الکترونیکی بود و روی خودروها و موتورسیکلت‌های دو تا سه دهه پیش دیده می‌شد.

سنسور سرعت آنالوگ – برقی و کیلومتر برقی

در این نوع سنسور کیلومتر، همان چرخ‌دنده‌های سنسور و محور خروجی، با هم در ارتباط هستند. اما حرکت دورانی میله سنسور در انتهای سنسور و در یک قطعه الکترونیکی به یک جریان الکتریکی تبدیل و این جریان با ارسال به پشت مجموعه کیلومتر، باعث حرکت عقربه کیلومترشمار می‌شود.

سنسور سرعت برقی و کیلومتر برقی

در پیشرفته‌ترین حالت ممکن، سنسور سرعت به صورت کاملا الکترونیکی و به اصطلاح امروزی، به صورت یک عدد چشم الکترونیکی است که پالس‌های دریافتی خود را به ECU خودرو منتقل می‌کند و در نهایت، سرعت خودرو بعد از پردازش در کامپیوتر خودرو در مجموعه کیلومترشمار، نمایش داده می‌شود. حسگرهای سرعت که روی چرخ‌ها نصب می‌شوند، در این دسته قرار می‌گیرند.

دلایل خرابی سنسور سرعت خودرو

سنسور سرعت خودرو در مدل‌های آنالوگ به صورت یک قطعه مکانیکی است که در اثر کارکرد زیاد یا مشکلاتی مثل روانکاری ضعیف میله سنسور، خرابی چرخ‌دنده روی گیربکس یا چرخ‌دنده سنسور سرعت، پارگی سیم کیلومتر یا قفل‌کردن سیم کیلومتر در روکش آن، می‌تواند دچار عیب و ایراد و خراب شود.

اما در نوع سنسور سرعت الکترونیکی، با یک قطعه برقی روبه‌رو هستیم که نمی‌توان برای آن عمر مشخصی تعیین کرد. اما بروز مشکلاتی در سیستم برق خودرو، ضربه خوردن به سنسور کیلومتر، گرمای شدید گیربکس که باعث آسیب‌دیدن سنسور سرعت می‌شود، ایراد در ECU و… باعث خرابی سنسور سرعت می‌شود. همچنین یکی از شایع‌ترین ایراداتی که در سنسور سرعت خودرو رخ می‌دهد، مربوط به خرابی اتصال برقی است که می‌توان به راحتی با بررسی سیم‌کشی، این ایراد را کنترل کرد.

علائم خرابی سنسور سرعت خودرو

خرابی سنسور سرعت می‌تواند از راه‌های مختلفی خود را نشان دهد. اثرات و نشانه‌های خرابی سنسور سرعت خودرو بسته به اینکه خودرو از چه تکنولوژی برخوردار باشد، متفاوت است.

برای مثال در خودروهای قدیمی، فقط عدم نمایش سرعت خودرو یا جابه‌جایی غیرمعمول عقربه سرعت‌سنج می‌تواند خرابی سنسور سرعت را نشان دهد. در صورتی که در خودروهای امروزی، اختلال کارکرد در سیستم‌های دیگر خودرو را نیز خواهیم داشت. خرابی سنسور سرعت در بسیاری از خودروها با روشن‌شدن چراغ چک نیز همراه می‌شود یا با دیاگ زدن می‌توان خرابی آن را متوجه شد.

• اولین نشانه از خرابی سنسور سرعت، عدم نمایش و یا نمایش اشتباه سرعت است.
• خرابی سنسور سرعت می‌تواند باعث روشن‌شدن چراغ چک نیز شود.
• در اثر خرابی سنسور سرعت، گاهی مواقع در ترمزگیری‌های شدید و کاهش سرعت، خودرو خاموش می‌شود.
• در کارکرد کروز کنترل خودرو اختلال ایجاد می‌شود.
• مصرف سوخت می‌تواند افزایش پیدا کند.
• از قدرت تولیدی موتور کاسته شود.
• قدرت سیستم ترمز کاهش پیدا کند.
• داده‌های اشتباه در کیلومتر خودرو نمایش داده شود.

پیامدهای خرابی سنسور سرعت خودرو

سنسور سرعت ماشین، یکی از قسمت‌های سیستم برق خودرو است که در خودروهای امروزی روی یک سری سیستم‌های ایمنی و همچنین حرکتی، عملکرد پیشرانه و سیستم ترمزها نیز اثر دارد. خرابی سنسور کیلومتر که باعث انتقال اطلاعات نادرست به کامپیوتر خودرو می‌شود، در کارکرد سیستم‌های گفته‌شده اثر منفی دارد که پایین آمدن ایمنی خودرو، ازکارافتادن سیستم کروز کنترل، افت توان موتور و افزایش مصرف سوخت، خاموشی موتور خودرو در ترمزهای شدید، کاهش توان ترمزها و… از نتایج خرابی سنسور کیلومتر است که می‌تواند خسارت‌های جانی و مالی در پی داشته باشد.

تعمیر و تعویض سنسور سرعت خودرو

امکان تعمیر بسیاری از انواع سنسور کیلومتر وجود ندارد. چرا که به صورت یکپارچه هستند و قیمت آنها در حدی نیست که تعمیرشان را توجیه کند. اما در مواردی مثل نمونه‌های مکانیکی و مکانیکی – الکترونیکی می‌توان تا حد زیادی آنها را تعمیر و عیب را برطرف کرد. خصوصا در مواردی که نمونه‌های مشابه و جایگزین به سختی پیدا می‌شوند.

برای تعویض سنسور سرعت باید ابتدا محل قرارگیری و ابزارهای مورد نیاز برای باز کردن سنسور را بدانیم. اگر سنسورهای سر چرخ خراب باشند، می‌توان با باز کردن چرخ‌ها و حتی در مواردی بدون نیاز به باز کردن تایر، آنها را تعویض کرد. در مورد سنسورهایی که روی گیربکس بسته می‌شوند، باید در نظر داشت که با باز کردن آنها، مقداری از روغن گیربکس خالی می‌شود.

نتیجه گیری

سنسور سرعت خودرو یا سنسور کیلومتر، یکی از انواع سنسور خودرو به شمار می‌آید و هرچند ساده‌ترین کار آن، نمایش سرعت روی کیلومترشمار خودرو است؛ اما از اطلاعات آن برای دیگر قسمت‌ها و سیستم‌های خودرو نیز استفاده می‌شود. خرابی این سنسور می‌تواند باعث ازکارافتادن سیستم‌ها و بخش‌های دیگر نیز شود که تبعات خود را در پی خواهد داشت.

سوال های متداول

آیا رانندگی با سنسور سرعت خراب خطرناک است؟

در خودروهای قدیمی که سنسور سرعت آنالوگ دارند، این سنسور سرعت فقط برای نمایش سرعت خودرو است که خرابی آن فقط باعث می‌شود تا متوجه مقدار سرعت نشویم. اما در خودروهای انژکتوری که از اطلاعات این سنسور برای اهداف دیگری نیز استفاده می‌شود، خرابی سنسور می‌تواند مشکلاتی در کارکرد پیشرانه و در بعضی مواقع در سیستم‌های ایمنی، ایجاد کند.

چطور خرابی سنسور سرعت خودرو را عیب‌یابی کنیم؟

در خودروهای قدیمی که دارای سنسورهای سیمی و یا ترکیب سیمی و دیجیتالی هستند، خرابی سنسور با کارنکردن و ازکارافتادن سرعت‌سنج خودرو معلوم می‌شود. اما در خودروهای انژکتوری، می‌توان با دیاگ زدن به مشکل و خرابی سنسور سرعت خودرو پی برد.

عمر مفید سنسور سرعت ماشین چقدر است؟

سنسور سرعت خودرو در دسته قطعاتی قرار دارد که عمر مفیدی برای آن اعلام نمی‌شود و تا زمانی که خراب شود، می‌تواند کار کند. در واقع بسیاری از انواع سنسور خودرو از همین نوع هستند و عمر مشخصی ندارند.

آیا می‌توان سنسور سرعت را تعمیر کرد؟

معمولا بخش‌های مکانیکی سنسور سرعت را می‌توان تا حدودی تعمیر کرد؛ اما در خودروهای امروزی که سنسور به صورت یک قطعه الکترونیکی یکپارچه است، تعویض این قطعه بسیار راحت‌تر از تعمیر آن خواهد بود. ضمن اینکه در اکثر مواقع نیز نمی‌توان بسیاری از سنسورها را تعمیر کرد.

خرابی سنسور سرعت خودرو چه مشکلاتی ایجاد می‌کند؟

از داده‌هایی که از سنسور سرعت خودرو به دست می‌آید در بخش‌های مختلفی استفاده می‌شود که خرابی این قطعه می‌تواند باعث اختلال در کارکرد یک سری از سیستم‌های ایمنی، افزایش مصرف سوخت، اختلال در تعویض دنده گیربکس‌های اتوماتیک، نمایش داده‌های اشتباه در کیلومترشمار خودرو و… شود.

نویسنده: علیرضا داودی