پیشرفت تکنولوژی تغییرات زیادی را در خودروهای مدرن ایجاد کرده است. برخلاف وسایل نقلیه قدیمی، که نیاز به عملکرد کاملا مکانیکی داشتند، خودروهای امروزی دارای قطعات الکتریکی زیادی هستند. این قطعات به کنترل وسیله نقلیه در حین کار کمک می‌کنند.
سنسورهای خودرو از جمله اجزای الکتریکی در خودروهای مدرن هستند. آنها برای نظارت بر خودرو کارگذاشته می‌شوند و مشکلات احتمالی بخش‌های مختلف را به کاربران اطلاع می‌دهند.
هوش مصنوعی به صنعت خودروسازی نیز رسوخ کرده و توانسته تغییرات چشمگیری در این صنعت ایجاد کند. برای آشنایی بیشتر با کاربرد هوش مصنوعی در صنعت خودروسازی کلیک کنید.
این مقاله به تشریح انواع مختلف سنسورهای خودرو و عملکرد هرکدام از آنها می‌پردازد.
سنسورهای خودرو چه هستند؟
سنسورهای خودرو بخشی از قطعات خودرو هستند که کارکرد بخش‌های مختلف خودرو را ردیابی می‌کنند. آنها می‌توانند دما، فشار و سرعت ماشین را کنترل‌کرده و راننده را برای انجام تنظیمات مناسب مطلع‌کنند. همچنین، می‌توانند اطلاعات را به صورت خودکار به واحد کنترل الکترونیکی (ECU) ارسال کنند تا تغییرات لازم انجام شود.
انواع مختلفی از سنسورهای خودرو برای عملکردهای مختلف طراحی شده‌اند. آنها در قسمت‌های مختلف از جمله موتور، مخزن سوخت، منیفولد اگزوز و محفظه احتراق نصب می‌شوند.
با توجه به این‌که خودروهای کنونی به سمت دیجیتالی‌شدن می‌روند، نقش سنسورها در خودروهای آینده بسیار چشمگیر خواهد بود.
انواع سنسورهای ماشین به همراه تصویر
امروزه انواع مختلفی از سنسورهای خودرو در بازار وجود دارد. آنها برای عملکردهای مختلفی طراحی شده‌اند، از نظارت بر مصرف سوخت گرفته تا وضعیت هوا و سرعت خودرو. مهمترین این حسگرها شامل موارد زیر هستند:
سنسور جریان هوا (Air-flow sensor)
سنسور جریان هوا، چگالی هوا را در محفظه احتراق موتور کنترل می‌کند تا نسبت صحیح مخلوط هوا-سوخت را برای حداکثر تولید انرژی حفظ کند. مقادیر کم اکسیژن منجر به احتراق ناقص سوخت و ایجاد ضایعات می‌شود.
این سنسور سبب می‌شود تا هدررفت سوخت به حداقل برسد و از خرابی موتور جلوگیری شود.
سنسور ناک یا کوبش موتور (Engine knock sensor)
سنسور ناک موتور که در محفظه احتراق قرار می‌گیرد، احتراق بد سوخت را تشخیص می‌دهد و آن را به اطلاع کامپیوتر خودرو می‌رساند. از آنجا که سوخت بد ممکن است باعث تکان‌خوردن و اختلال در راندمان موتور شود، این سنسور به این نام نامیده می‌شود. هنگامی که مخلوط هوا و سوخت، قبل از جرقه زدن وایر مشتعل شود، سنسور ناک موتور به راننده هشدار می‌دهد تا تعمیرات لازم انجام شود. در این شرایط چراغ چک موتور روشن می‌شود. کامپیوتر خودرو در این شرایط معمولا سرعت پاشش سوخت یا جرقه‌زنی انژکتور را کاهش می‌دهد تا از پیش اشتعال جلوگیری کند.
سنسور دور موتور (Engine speed sensor)
این سنسور با نظارت بر موقعیت و سرعت میل‌لنگ، سرعت موتور را ردیابی می‌کند. سنسور دور موتور بر روی شفت نصب شده و اطلاعات را به ECU ارسال می‌کند. این اطلاعات، زمان تزریق سوخت را با توجه به سرعت موتور تعیین می‌کند. برای این‌کار، کامپیوترِ خودرو، وایرشمع را به‌موقع فعال نموده تا با ایجاد جرقه، سوخت مناسب را برای افزایش دور موتور فراهم کند.
سنسور میل بادامک یا میل سوپاپ (Camshaft position sensor)
این سنسور از سنسورهای خودرو، موقعیت و سرعت میل بادامک را کنترل می‌کند، باز و بسته‌شدن دریچه‌های میل بادامک را تشخیص می‌دهد و زمانی که به حداکثر مجاز (TDC) نزدیک می‌شوند، واکنش نشان می‌دهد. سنسور میل بادامک برای اطمینان از احتراق صحیح سوخت، در تعامل با سنسور دور موتور کار می‌کند.
سنسور فشار منیفولد (MAP)
سنسور MAP که نام‌های دیگر آن سنسور بار موتور، سنسور فشار و سنسور تقویت‌کننده است، فشار منیفولد خودرو را کنترل می‌کند و اطلاعات را به کامپیوتر موتور منتقل می‌نماید. این اطلاعات نسبت صحیح هوا به سوخت را برای تولید بهینه انرژی تضمین می‌کند. همچنین، ECU را در مورد هدر‌رفتن سوخت مطلع می‌کند.
حسگر سرعت (Speed sensor)
سنسور سرعت خودرو یا The vehicle speed sensor (VSS) سرعت چرخ را کنترل می‌کند. این اطلاعات به واحد کنترل موتور فرستاده می‌شود تا نسبت هوا به سوخت و زمان احتراق، به‌شکلی تغییر یابد تا سرعت حرکت چرخ‌ها مطابق با نیاز تنظیم گردد.
سنسور ولتاژ (Voltage sensor)
سنسور ولتاژ سرعت چرخ را مدیریت می‌کند و مطمئن می‌شود که افزایش یا کاهش آن به اندازه کافی است. هنگامی که سرعت خودرو به حداکثر می‌رسد، سنسور اطلاعات را به واحد الکترونیکی ارسال می‌کند تا خودرو را متوقف کند تا از آسیب‌دیدن موتور جلوگیری شود.
سنسور اکسیژن (Oxygen sensor)
سنسور اکسیژن سطح اکسیژن موتور را ردیابی می‌کند. این دستگاه که در مجاورت منیفولد اگزوز قرار دارد و سطح اکسیژن موتور را با بیرون مقایسه می‌کند تا اطمینان حاصل شود که برای مصرف بهینه سوخت کافی است.
سنسور موقعیت دریچه گاز (Throttle position sensor)
سنسور موقعیت دریچه گاز (TPS) در شفت پروانه قرار دارد و هوای ورودی موتور را کنترل می‌کند. این سنسور از انواع سنسورهای خودرو، میزان باز یا بسته‌بودن دریچه گاز را اندازه‌گیری می‌کند تا میزان هوای ورودی مشخص شود. فشار بیشتر پدال به سمت پایین به معنای ورودی هوای بالاتر است و سنسور بر این اساس به ECU سیگنال می‌دهد.
حسگر دما (Temperature sensor)
این سنسور که با نام coolant temperature sensor نیز شناخته می‌شود، دمای مایع خنک‌کننده موتور را کنترل می‌کند. اگر حرارت بالا باشد، اطلاعات به واحد کنترل موتور فرستاده می‌شود تا میزان احتراق سوخت برای تنظیم دما، کاهش یابد.
سنسور باران (Rain sensor)
سنسور باران بارندگی را تشخیص می‌دهد و پیام را به سیستم کنترل الکترونیکی ارسال می‌کند. ECU برف پاک‌کن شیشه جلو را روشن می‌کند، همچنین، با شفاف نگه‌داشتن شیشه، دید راننده را افزایش می‌دهد. این نوع سنسور در ماشین‌های معمول ایرانی وجود ندارد.
مزایا و معایب سنسورهای خودرو
سنسورهای خودرو به رانندگان کمک می‌کنند تا با خیال راحت رانندگی کنند و از خطر قریب‌الوقوع مطلع گردند. در اینجا به برخی از مزایا و معایب سنسورهای خودرو اشاره می‌کنیم.
مزایای سنسورهای خودرو
- آنها به رانندگان کمک می‌کنند تا قطعات آسیب‌دیده را شناسایی کنند.
- آنها به حفظ سلامت موتور کمک می‌کنند.
- با کنترل خودکار وسیله نقلیه، رانندگی را آسان‌تر می‌کنند.
- به رانندگان هشدار می‌دهند و به جلوگیری از تصادف کمک می‌کنند.
- با استفاده از آنها ECU تنظیمات مناسب را به موقع انجام می‌دهد تا آسیب به خودرو و هدر‌رفتن سوخت را به‌حداقل برساند.
معایب سنسورهای خودرو
- سنسورها به مرور و در طول زمان از کار می‌افتند.
- سنسورهای معیوب منجر به آسیب موتور می‌شود.
- نصب و نگهداری آنها گران است.
- سنسورهای با کیفیت پایین نیاز به تعویض مکرر دارند که هزینه کلی را افزایش می‌دهد.
سخن آخر
سنسورهای خودرو اجزای الکتریکی هستند که عملکرد بخش‌های مختلف خودرو را کنترل می‌کنند و اطلاعات لازم را به راننده و یا کامپیوتر اتومبیل ارسال می‌کنند. آنها با تشخیص خودکار بسیاری از ایراد‍‌ها، از آسیب به موتور و سایر قطعات حیاتی خودرو جلوگیری کرده و یک عملکرد بهینه را تضمین می‌کنند. با این حال، سنسورهای خودرو گران‌قیمت هستند و معمولا در طول زمان نیاز به تعویض دارند. با این وجود، صنعت خودروسازی جهان در حال پیشرفت به سمت استفاده بیشتر از سنسورها است.