Automobilio jutikliai

Šiuolaikiniame automobilyje gali būti net 70-100 įvairių jutiklių, nors prieš trisdešimt metų jų būdavo vos keletas. Kiekvieną kartą, kai įsukate variklio raktą ar paspaudžiate stabdžių pedalą, įsijungia visa jutiklių armija, kuri stebi temperatūrą, slėgį, greitį, deguonies kiekį, ratų sukimąsi ir dar dešimtis kitų parametrų.

Paprasčiausiai tariant, jutiklis - tai elektroninis prietaisas, kuris paverčia fizikinius dydžius (temperatūrą, slėgį, judėjimą) į elektrinius signalus, kuriuos gali suprasti automobilio kompiuteris. Galima sakyti, kad jutikliai yra automobilio pojūčiai - jo akys, ausys ir lytėjimo receptoriai.

Kodėl automobiliuose daugėja jutiklių?

Jutiklių skaičius automobiliuose smarkiai išaugo dėl dviejų pagrindinių priežasčių:

• Griežtėjantys ekologiniai reikalavimai: Siekiama užtikrinti maksimaliai efektyvų kuro deginimą ir švarias išmetamąsias dujas.
• Saugumo didinimas: Kad veiktų ABS, ESP, oro pagalvės ir kitos svarbios sistemos, būtina nuolat žinoti tikslią automobilio būklę.

Variklio valdymo sistemos jutikliai

Variklis yra automobilio širdis, o variklio valdymo sistema - tai tarsi kardiologas, kuris nuolat stebi jos būklę. Ši sistema apima daugybę svarbių jutiklių:

Deguonies jutiklis (Lambda zondas)

Deguonies jutiklis (lambda zondas) yra vienas svarbiausių variklio valdymo sistemoje. Jis įmontuotas išmetimo sistemoje ir matuoja deguonies kiekį išmetamosiose dujose po degimo proceso. Jo duomenys leidžia variklio kompiuteriui nuolat koreguoti kuro ir oro mišinio santykį, siekiant optimalaus efektyvumo:

• Per didelis deguonies kiekis rodo per liesą mišinį (per daug oro, per mažai kuro).
• Per mažas deguonies kiekis rodo per turtingą mišinį (per daug kuro, per mažai oro).

Masinio oro srauto jutiklis (MAF)

Masinio oro srauto jutiklis (MAF) matuoja į variklį patenkančio oro kiekį. Ši informacija yra itin svarbi, kad kompiuteris galėtų tiksliai apskaičiuoti reikiamą įpurkšti kuro dozę.

Kolektoriaus absoliutaus slėgio jutiklis (MAP)

Kolektoriaus absoliutaus slėgio jutiklis (MAP) matuoja slėgį įsiurbimo kolektoriuje. Padidėjęs slėgis, atsirandantis stipriau paspaudus akceleratorių ir plačiau atsidarius droselinei sklendei, signalizuoja kompiuteriui apie vairuotojo poreikį didesnei galiai.

Alkūninio veleno padėties jutiklis

Alkūninio veleno padėties jutiklis seka variklio sukimosi greitį ir stūmoklių padėtį. Be šios informacijos kompiuteris negalėtų tiksliai nustatyti kuro įpurškimo ir mišinio uždegimo momentų.

Temperatūros jutikliai

Temperatūra yra kritinis parametras automobilio veikimui. Per aukšta temperatūra gali sukelti variklio gedimus. Tarp svarbiausių temperatūros jutiklių yra:

Aušinimo skysčio temperatūros jutiklis

Aušinimo skysčio temperatūros jutiklis, įsuktas į variklio bloką ar radiatorių, nuolat stebi variklio temperatūrą. Šaltam varikliui jis duoda komandą turtinti kuro mišinį, o įšilus - liesinti jį ekonomiškesniam važiavimui.

Įsiurbimo oro temperatūros jutiklis

Įsiurbimo oro temperatūros jutiklis matuoja į variklį patenkančio oro temperatūrą. Kompiuteris naudoja šią informaciją, kad kompensuotų oro retumą esant aukštesnei temperatūrai.

Alyvos temperatūros jutiklis

Alyvos temperatūros jutiklis, ypač svarbus sportiniams automobiliams, stebi alyvos temperatūrą, nes per karšta alyva praranda savo tepimo savybes.

Jutikliai, užtikrinantys saugumą

Šie jutikliai yra kritiškai svarbūs šiuolaikinėms saugos sistemoms:

Ratų greičio jutikliai (ABS jutikliai)

Ratų greičio jutikliai (ABS jutikliai) matuoja kiekvieno rato sukimosi greitį. Jie veikia principu, kuomet magnetinis jutiklis, esantis šalia dantyto disko, generuoja elektros impulsus, kurių dažnis priklauso nuo rato sukimosi greičio. Ši informacija naudojama ne tik ABS (antiblokavimo stabdžių sistema), bet ir ESP (elektroninė stabilumo programa), traukos kontrolės sistemoms bei spidometrui. Jei stabdant vienas ratas sukasi lėčiau nei kiti, ABS sumažina stabdžių spaudimą tam ratui.

Vairo kampo jutiklis

Vairo kampo jutiklis stebi vairo padėtį. ESP sistema lygina vairuotojo numatytą važiavimo kryptį (pagal vairo kampą) su realia automobilio trajektorija (nustatyta pagal kitus jutiklius).

Giroskopiniai jutikliai

Giroskopiniai jutikliai (dar vadinami "yaw rate" jutikliais) matuoja automobilio sukimosi greitį aplink vertikalią ašį.

Padangų slėgio jutikliai (TPMS)

Padangų slėgio jutikliai (TPMS) būna dviejų tipų: tiesioginiai (siųstuvai, įmontuoti į ratus, siunčia informaciją apie slėgį ir temperatūrą) ir netiesioginiai (analizuojantys ratų sukimosi greitį).

Stabdžių skysčio slėgio jutikliai

Stabdžių skysčio slėgio jutikliai stebi stabdžių sistemos tinkamą veikimą.

Kuro slėgio jutiklis

Kuro slėgio jutiklis yra ypač svarbus tiesioginio įpurškimo varikliams, kur kuras tiekiamas dideliu slėgiu.

Oro kondicionavimo sistemos slėgio jutikliai

Šie jutikliai stebi šaldymo agento slėgį oro kondicionavimo sistemoje.

Pažangiosios pagalbinės sistemos

Šiuolaikinės transporto priemonės naudoja įvairius jutiklius pažangesnėms pagalbinėms sistemoms:

Ultragarsiniai parkavimosi jutikliai

Ultragarsiniai parkavimosi jutikliai, montuojami bamperių priekyje ir gale, skleidžia ultragarso bangas ir analizuoja jų atspindžius, taip apskaičiuodami atstumą iki kliūčių. Jie turi trūkumų: gali sunkiai aptikti plonus objektus ir būti paveikti lietaus ar purvo.

Radariniai jutikliai

Radariniai jutikliai, naudojantys radijo bangas, taikomi adaptyviai greičio palaikymo sistemai, aklosios zonos stebėjimui ir automatiniam avarinio stabdymo sistemai. Jie gali aptikti kliūtis daug didesniu atstumu nei ultragarsiniai jutikliai.

Kameros

Kameros šiuolaikiniuose automobiliuose ne tik perduoda vaizdą, bet ir, su vaizdo atpažinimo programine įranga, gali identifikuoti kelio ženklus, juostas, pėsčiuosius ir kitus automobilius.

Jutiklių gedimai ir priežiūra

Jutikliai veikia sudėtingomis sąlygomis: temperatūros svyravimai, vibracija, drėgmė, druska ir purvas. Dažniausiai jie genda ne dėl elektronikos gedimų, o dėl jutiklinės dalies užteršimo. Pavyzdžiui, alyvos garai gali padengti masinio oro srauto jutiklio karštą laidą, o prastos kokybės kuras gali "nuodyti" lambda zondą.

Kai sugenda jutiklis, automobilio kompiuteris paprastai tai pastebi ir užsidega perspėjimo lemputė ("Check Engine" ar kita). Kompiuteris įsimena klaidų kodą, kurį galima nuskaityti diagnostiniu įrenginiu. Kai kurie jutikliai gali veikti netiksliai, bet nesugesti visiškai, pavyzdžiui, neteisingai temperatūrą rodantis aušinimo skysčio jutiklis. Tai gali lemti neoptimalų variklio darbą.

Praktiškas patarimas: jei užsidegė perspėjimo lemputė, neignoruokite jos ilgai. Kai kurie gedimai gali sukelti greitus ir rimtus pažeidimus, kiti - tik padidinti kuro sąnaudas ir taršą.

Ateities tendencijos automobilių jutiklių srityje

Automobilių jutiklių skaičius ir sudėtingumas nuolat auga. Autonominiams automobiliams reikės ištisos jutiklių armijos: lidarų, daugybės kamerų, radarų, GPS, giroskopų. Ateityje jutikliai taps dar tikslesni ir patikimesni.

Jau dabar kuriami jutikliai, galintys nustatyti vairuotojo būseną (nuovargį, dėmesingumą) ir stebintys, ar keleiviai užsisegę diržus. Vis daugiau jutiklių duomenų naudojami ne tik automobilio valdymui, bet ir diagnostikai - automobilis gali pats įspėti apie artėjantį gedimą.

Dar viena kryptis - jutiklių duomenų naudojimas draudimo kompanijų, kur stebima vairavimo elgsena (staigus stabdymas, greičio viršijimas) ir pagal tai formuojama draudimo įmoka.

Jutikliai tampa vis mažesni ir pigesni, todėl tai, kas anksčiau buvo prabangių automobilių privilegija, dabar tampa standartu ir pigesnėse klasėse. Jutikliai keičia ne tik automobilių veikimą, bet ir jų remontą. Anksčiau mechanikai galėjo diagnozuoti gedimus intuityviai, dabar be kompiuterio ir diagnostikos įrenginių tai beveik neįmanoma. Svarbiausia, kad jutikliai daro automobilius saugesnius, ekonomiškesnius ir patogesnius, mažina avarijų skaičių, kuro sąnaudas ir taršą.

tags: #automobilio #jutikliai #referatas