Принцип работы ABS в автомобиле
Сегодня новые автомобили оснащены самыми разными системами, с помощью которых даже водители-новички могут с легкостью справится с управлением. Одной из самых первых систем, считается антиблокировочная тормозная система. Система ABS устанавливается даже в базовые комплектации автомашин. Это электромеханический блок, который в таких сложных дорожных ситуациях, как скользкий, мокрый путь или гололед, управляет торможением транспортного средства. По сути, это правая рука водителя, тем более новичка.
Содержание:
Правильное торможение без АБС
Каждому водителю следует осознавать, что недостаточно просто вовремя воспользоваться педалью тормоза. Так как если при большой скорости резко нажать на тормоз, то колеса автомобиля блокируются, в результате чего не будет сцепки колес с дорожным покрытием. Покрытие дороги может быть разным, поэтому и скорость скольжения колес будет разная. В результате транспортное средство перестает быть управляемым и может легко пойти в занос. Если владелец автомашины неопытный, то контролирование направления автомобиля может выдаться ему не по силам.
Самое главное в таком торможении – это не допустить, чтобы колеса жестко заблокировались, в результате чего транспортное средство идет в занос. Во избежание таких случаев, рекомендуется применение приема прерывистого торможения. Для осуществления такого правильного торможения, необходимо периодически с маленьким интервалом то нажимать, то отпускать педаль тормоза, и ни в коем случае нельзя держать педаль тормоза нажатой до полной остановки. С помощью такой простой методики торможения, можно контролировать автомобиль несмотря на качество поверхности дороги.
Однако необходимо учитывать простой человеческий фактор – водитель в непредвиденной ситуации способен растеряться и все правила торможения могут просто вылететь у него с головы. Для контроля транспортного средства в подобных экстренных ситуациях и была разработана антиблокировочная система торможения.
В чем секрет работы ABS
Важно знать по какому принципу работает АБС, ведь она имеет тесную связь с системой управления, а это значит, что соответственно и с уровнем безопасности автоводителя и пассажира. Итак, основная идея работы системы состоит в том, что когда водитель жмет педаль тормоза, происходит мгновенный контроль, а также на колеса перераспределяется тормозное усилие. Посредством этого, автомашина управляема в любых условиях, и достигается эффект снижения скорости. Однако нельзя полагаться только на различные дополнительные системы потому, что водителю следует освоить собственный автомобиль – длину тормозного пути и поведение в экстренных ситуациях. Рекомендуется протестировать способности автомобиля на специализированных автодромах, для того, чтобы в будущем предотвратить щекотливые ситуации на дороге.
Еще существуют некоторые особенности работы АБС. Например, когда шофер решил прекратить движение автомашины, оснащенной системой ABS, то при нажатии педали тормоза ощущается легкая вибрация на педали, и может слышатся сопровождающий звук похожий на «трещотку». Вибрация и звук – это признак того, что система заработала. Тем временем датчики выполняют считывание показателей скорости, а блок управления обеспечивает контроль давления внутри тормозных цилиндров. Таким образом, не позволяет блокировку колес, а притормаживает быстрыми рывками. Благодаря этому, обороты автомобиля падают, и при этом не идет в занос, что позволяет управлять транспортным средством до самой остановки. Даже при скользкой дороге, с системой ABS, водителю необходимо только держать под контролем направление автомобиля. Такое идеальное и управляемое торможение возможно только благодаря системе АБС.
Следует подчеркнуть следующие этапы действия:
- Сбрасывание давления в тормозном цилиндре.
- Поддержка беспрерывного давления в цилиндре.
- Увеличение давления до соответствующего уровня в самом тормозном цилиндре.
Важно знать, что гидроблок в транспортном средстве монтируется в тормозную систему подряд прямо после главного тормозного цилиндра. Что касается электромагнитного клапана, то это – своеобразный кран, который впускает и блокирует приток жидкого вещества к самим тормозным цилиндрам.
Контролирование, а также рабочие процессы системы торможения автомашины выполняются в согласии с информацией, которая поступила на блок управления АБС от скоростных датчиков.
При процессе торможения, ABS расшифровывает информацию с датчиков частоты вращения колес, благодаря которой равномерно падает скорость транспортного средства. В случае остановки любого колеса, сигнал моментально отправляется с датчиков скорости к блоку управления. Приняв такой сигнал, модуль управления снимает блокировку благодаря активации выпускного клапана, который блокирует вход жидкого вещества в колесный тормозной цилиндр. В этот момент насос возвращает жидкость в гидроаккумулятор. Когда обороты колеса увеличатся до допустимой скорости, то блок управления даст команду прикрыть выпускной и открыть впускной клапан. После этого запускается насос, который будет нагнетать давление в тормозной цилиндр, в результате чего колесо будет дальше притормаживать. Эти процессы осуществляются мгновенно, и длятся до окончательной остановки транспортного средства.
Обсуждаемая суть работы АБС, представляет самую новую четырехканальную систему, в которой происходит контроль всех колес транспортного средства.
Другие известные типы
- Одноканальный состоит из датчика, расположенного на заднем мосту, задача которого заключается в распределении тормозного усилия синхронно на четыре колеса. Такого рода система имеет всего одну пару клапанов, благодаря чему, одновременно варьируется давление полностью по всему контуру.
- Двухканальный – в ней осуществляется парный контроль колес, которые размещены по одной стороне.
- Трехканальный состоит из трех датчиков скорости: один вмонтирован на заднем мосту, а остальные вмонтированы на передних колесах в отдельности. В упомянутом виде системы находится три пары клапанов (впускной и выпускной). Действие этого вида ABS состоит в индивидуальном контроле передних колес и в паре задних.
Сравнив разные типы АБС, можно заключить, что их отличие проявляется только в разном количестве самих клапанов и датчиков контроля скорости. Однако суть системы в транспортном средстве, а также порядок протекающих процессов идентична у всех видов систем.
История внедрения системы
Инженеры ведущих автомобильных компаний усердно занимались разработкой ABS в первой половине 70-х годов. Даже самые первые системы были довольно успешны, и уже в том десятилетии подобные системы начали устанавливать в автомобили серийного производства.
Изначально на автомашины монтировались механические датчики только на одной оси, которые отправляли данные в модуль управления об изменении давления в тормозных контурах. Разработчики с Германии сделали в этой области еще один шаг вперед и начали использовать датчики без контактов, и это, в свою очередь, катализировало передачу информации в логический блок. Кроме того, число ложных срабатываний сократилось, и за счет того, что устранились трущиеся поверхности, пропал износ. По тому же принципу, который использовался в первых антиблокировочных системах, работает и современная система.
Составные антиблокировочной системы
Гипотетически строение АБС абсолютно несложно, и состоит из следующих устройств:
- гидроблок
- датчики скорости
- блок электронного управления
Последнее играет роль «интеллекта» системы (компьютер), поэтому не трудно представить какую он отыгрывает роль. Что касается датчиков контроля скорости и гидроблока, необходим более глубокий анализ.
Как работает датчик скорости
Датчики, которые контролируют скорость работают по принципу электромагнитной индукции. В редуктор ведущего моста жестко зафиксирована катушка с магнитным сердечником. Также в ступице закреплен зубчатый венец, который вращается параллельно с колесом. Затем такое вращение меняет параметры магнитного поля, что в ответ обуславливает появление тока. Сила электротока будет прямо пропорционально расти по отношению к скорости вращения колес. Отталкиваясь от этой силы, в свою очередь, создается сигнал, и передается в блок электронного управления. Импульсы передаются от четырех датчиков скорости, которые бывают двух типов: активными и пассивными, а также отличатся по конструкции.
Активный тип датчика функционирует с магнитной втулкой. Передача бинарного сигнала осуществляется посредством считывания его метки. Благодаря скорости вращения, отсутствуют погрешности, и как результат – точные импульсные данные.
В пассивном типе применяется определенная гребенка в блоке ступицы. Благодаря подобным сигналам, датчик способен определить скорость вращения. Важно учитывать один недостаток этой конструкции – при небольшой скорости может получится неточность.
Гидроблок
В состав гидроблока входит:
- резервуар для хранения тормозной жидкости – гидроаккумулятор;
- впускные и выпускные электромагнитные клапаны, благодаря которым регулируется давление, нагнетаемое в тормозных цилиндрах транспортного средства. Каждый вид ABS отличается числом пар клапанов;
- благодаря универсальному насосу осуществляется нагнетание необходимого давления в системе, в результате чего подается тормозная жидкость из гидроаккумулятора, а когда необходимо, отбирает ее назад.
Некоторые недостатки АБС
Один из самых больших недостатков антиблокировочной системы торможения это то, что ее эффективность зависит от качества и состояния поверхности дороги. При недостаточно хорошей поверхности дороги, путь торможения значительно длиннее. Это благодаря тому, что время от времени колесо теряет контакт или сцепление с асфальтом и прекращает вращение. ABS определяет подобного рода остановку колеса, как блокировку, и тем самым перестает тормозить. В момент сцепки колес с асфальтом, запрограммированная команда не согласуется с необходимой в данном случае, и самой системе необходимо опять перестраиваться, что требует времени и увеличивается тормозной путь. Свести к минимуму такой эффект можно только уменьшив скорость движения транспортного средства.
В случае неоднородного покрытия дороги, например, снег – асфальт или лед – асфальт, попадая на мокрый или скользящий участок дороги, ABS оценивает покрытие и настраивает под данную дорогу процесс торможения. Вместе с тем при попадании колес на асфальт, АБС опять перестраивается, из-за чего снова-таки увеличивается длина тупи торможения.
На грунтовых дорогах обычная система торможения работает намного лучше и надежнее, чем антиблокировочная система торможения. Ведь при обычном торможении, заблокированное колесо толкает грунт, создавая небольшую горку, которая не дает возможности дальше двигаться транспортному средству. Благодаря этому автомобиль останавливается очень быстро.
Еще один изъян антиблокировочной системы торможения состоит в том, что при небольшой скорости, система совсем отключается. В случае, когда дорога под уклоном и в то же время скользкая, нужно помнить о том, что может потребоваться для торможения надежный ручной тормоз. Поэтому его нужно иметь всегда в рабочем состоянии.
Штатного отключения антиблокировочной системы торможения в автомобилях не предусматривается. Иногда водители хотят отключить эту систему. Для этого необходимо вытянуть из блока штекер. Необходимо также учесть, что в новых автомобилях от ABS зависит и перераспределение межосевых тормозных сил. Поэтому, посредством торможения, полностью блокируются задние колеса.
Важно отметить, что система АБС – отличное дополнение к тормозной системе автомобиля, благодаря которому можно контролировать автомобиль в самых сложных и необычных ситуациях. Несмотря на это не следует забывать, что невозможно полностью полагаться на автомат. Со стороны водителя тоже нужно прикладывать большие усилия, чтобы держать ситуацию под контролем.
Где находится датчик abs
Антиблокировочная система (АБС) предотвращает блокировку колёс при торможении, устраняя опасность потери управления транспортным средством и сохраняя его устойчивость при движении. За счёт своей приемлемой стоимости это оборудование массово устанавливается на современной автомобильной технике. Важную роль в работе системы играют сенсорные датчики, которые монтируются на ступицах и фиксируют скорость вращения колёс.
Назначение датчика АБС и принцип работы
Датчик АБС представляет собой один из трёх основных компонентов системы, в которую также входит модуль управления и гидравлический блок. Устройство определяет момент блокировки колеса по частоте его вращения. При наступлении этого нежелательного события электронный модуль управления получает сигнал датчика и формирует воздействие на гидравлический блок, установленный в магистрали сразу за главным тормозным цилиндром.
Датчик АБС с проводом и разъёмом
Блок понижает или даже прекращает подачу тормозной жидкости к цилиндру заблокированного колеса. Если этого окажется недостаточно, электромагнитный клапан направит жидкость в отводную магистраль, сбрасывая давление уже в главном тормозном цилиндре. По восстановлении вращения колеса модуль управления снимает воздействие с клапанов, после чего давление гидравлической магистрали передаётся на колёсные тормозные цилиндры.
Датчиком АБС оборудовано каждое колесо автомобиля
Необходимость замены устройства
О неполадках в системе АБС сигнализирует контрольная лампа, расположенная на приборной панели автомобиля. В нормальном режиме индикатор загорается при пуске двигателя и гаснет через 3–5 секунд. Если контроллер ведёт себя некорректно — включается во время работы мотора или хаотично моргает при движении авто — это первый признак поломки датчика.
Индикатор АБС должен гаснуть через 3–5 секунд после пуска двигателя
Также о возможной неисправности устройства сигнализируют:
- появление кода ошибки на дисплее бортового компьютера;
- непрерывная блокировка колёс при резком торможении;
- отсутствие характерной вибрации на педали тормоза при её нажатии;
- сработавшая лампа-индикатор стояночного тормоза при выключенном ручнике.
При появлении любой из этих проблем следует провести полную диагностику устройства. Этот вопрос совсем необязательно доверять высокооплачиваемым мастерам автосервиса — самостоятельная проверка датчика АБС занимает немного времени и выполняется без дорогостоящего оборудования. Если диагностика выявит факт поломки устройства, его придётся заменить новым.
Как менять
Согласно схеме АБС, сенсорными датчиками оборудованы все колёса автомобиля. Особенность их замены состоит в том, что элементы, установленные на передней оси машины, демонтируются с днища кузова или из-под капота авто. К задним датчикам можно подобраться только снизу. Данная инструкция описывает общие принципы замены устройства. Отметим, что такой способ применим ко многим автомобилям иностранного и отечественного производства.
Инструменты
Чтобы поменять датчик, потребуются:
- надёжный домкрат;
- баллонный ключ;
- набор рожковых и торцевых ключей;
- молоток;
- плоская отвёртка;
- кондиционер для металла WD–40;
- тестер (мультиметр).
Поэтапная замена
Пошаговое выполнение работ будем рассматривать на примере замены устройства, установленного на одном из задних колёс автомобиля.
- Поставим машину на ровном участке поверхности, активируем стояночный тормоз (ручник). Подложим под колёса, не задействованные в ремонтных работах, противооткатные упоры. Снимем минусовую клемму с аккумуляторной батареи.
- Демонтируем задний ряд кресел, пластиковую отделку порога и резиновый уплотнитель двери.
- Доберёмся до разъёма датчика — отогнём фиксаторы и оттянем пластиковую отделку в районе крепления амортизатора. Отсоединим устройство.
Вид из салона: 1 — разъём; 2 — фиксатор; 3 — накладка; 4 — провод датчика
Колесо нужно снимать, установив под днище машины страховочные опоры
Вид задней части ступицы: 1 — кронштейн; 2 — крепежный болт
Вид на арку: 1 и 2 — точки фиксации провода датчика; 3 — заглушка
Внимание! Перед монтажом элементов обшивки включаем зажигание и запускаем двигатель авто. Только убедившись, что контрольная лампа-индикатор АБС ведёт себя корректно (гаснет через 3–5 секунд после старта), продолжаем работу.
В качестве наглядного пособия, помогающего заменить устройство, предлагаем следующий видеоролик.
Видео: Как поменять датчик ABS на Рено Логан
Некоторые нюансы
Замена датчиков, которые установлены на поворотных кулаках передних колёс, выполняется гораздо быстрее, так как доступ к этим деталям более удобен:
- Машина поднимается домкратом, нужное колесо снимается.
- Откручиваются болты, которые крепят датчик, и устройство извлекается из посадочного места.
- Освобождается крепление проводки и отсоединяется штекер разъёма.
- Монтаж нового датчика выполняется в обратной последовательности.
Внимание! Монтируя новый датчик, необходимо следить за тем, чтобы на место его посадки не попадала грязь.
Перед заменой датчика следует исключить причины, способные вызвать его неправильную работу. Особое внимание нужно уделять специфическим проблемным местам, имеющимся у каждой модели авто. К примеру, все машины марки FORD, выпущенные до 2005 года, страдают от перебоев в работе электрооборудования, которые происходят в результате частых коротких замыканий, а болевой точкой системы АБС этих автомобилей считается качество изоляции проводки. В этом случае можно будет выполнить ремонт датчика вместо его полной замены.
Проверка качества выполненных работ
После замены датчика проверяется его работоспособность. Для этого достаточно разогнаться до скорости 40 км/час на ровном безопасном участке дороги и выполнить резкое торможение. Если машина останавливается без уводов в сторону, на педаль передаётся вибрация и доносится специфический звук сработавших тормозных колодок — система АБС работает в штатном режиме.
Сегодня можно легко найти и купить любые датчики АБС — от дорогостоящих оригинальных устройств до аналоговых деталей по демократичной цене. Помните, что грамотный подбор элементов системы играет важную роль в её бесперебойной эксплуатации. Выбирая датчик, изучите инструкцию изготовителя и убедитесь, что он подходит к автомобилю, а этот обзор поможет заменить устройство самостоятельно.
Как работает АБС
С появлением новой тормозной системы повысилась безопасность автомобиля при экстренном торможении. Систему стали устанавливать в 70-х годах. В систему ABS входит блок управления, гидравлический блок, колесные тормозные механизмы и сенсорные датчики числа оборотов.
Основное устройство АБС – блок управления. Именно он принимает сигналы от сенсорных датчиков в виде числа оборотов колес и дает их оценку. Полученные данные анализируются и системой делается вывод о степени скольжения колес, об их замедлении или ускорении. Обработанная информация поступает в виде сигналов на магнитные клапаны гидравлического блока, который выполняет задачу управления.
От главного тормозного цилиндра (ГТЦ) поступает давление, обеспечивающее появление нажимного усилия в тормозных цилиндрах суппортов. Благодаря нажимному усилию тормозные колодки прижимаются к тормозным дискам. Независимо от ситуации и усилия нажатия водителем на педаль тормоза, давление в тормозной системе будет оптимальным. Достоинства системы в том, что анализируется каждое колесо и выбирается оптимальное давление, тем самым препятствуя блокировке колес. Полное торможение происходит за счет давления в системе тормозного привода, регулируемое ABS.
В этом состоит принцип работы АБС. На машинах с задним и полным приводом стоит лишь один сенсорный датчик, который находится на дифференциале задней оси. Информация о возможности блокировки берется с ближайшего колеса, а команда о необходимом давлении передается всем колесам.
Устройство, управляющее магнитными клапанами, может работать в трех режимах:
- При открытом впускном клапане и закрытом выпускном, устройство не препятствует возрастанию давления.
- Впускной клапан получает соответствующий сигнал и остается закрытым, давление при этом не меняется.
- Выпускной клапан получает сигнал о снижении давления и открывается, при этом впускной клапан закрывается, а давление снижается, так как включается обратный клапан.
Благодаря этим режимам понижение и повышение давление происходит по ступенчатой системе. Если возникают проблемы, система АБС деактивируется, и тормозная система работает без ее участия. На приборной панели соответствующий индикатор выдает о проблемах с ABS.
Проверка датчика
Если неисправен датчик abs, то он не передает системе нужные команды и автоблокировочная система перестает выполнять свои функции: при торможении происходит блокировка колес. Если на приборной панели загорелась надпись и не гаснет, то надо срочно обращаться в сервис.
Датчик индукционного типа представляет собой индукционную катушку, которая работает в паре с зубчатым металлическим диском, находящимся на ступице колеса. Часто причиной неисправности является обрыв провода. Именно эту неисправность мы определяем с помощью тестера, паяльника и пинов для ремонта. Пины присоединяются на разъемы и тестером измеряется сопротивление датчика абс, которое должно находится в пределах, указанных в руководстве по эксплуатации. Если сопротивление стремится к нулю, то это говорит о наличии короткого замыкания. Если стремится к бесконечности, значит есть обрыв в цепи.
Затем проверяется колесо и проверяется сопротивление, оно должно меняться, в этом случае датчик исправен. Если при осмотре обнаружены обрывы, их надо починить. Разрывы надо соединять только с помощью пайки, а не скрутки, чтобы избежать новых разрывов, окисление и т.д. Каждое устройство имеет свою маркировку, цвет проводов и полярность. Надо придерживаться этих данных.
Если датчик поломан, надо выяснить, как снять датчик абс, и сделать его замену. При выборе прибора надо прежде всего ориентироваться на качество.
Для полной диагностики датчиков, надо не только проверить тестером контакты самого устройства, но следует также прозвонить всю его проводку. Одной из причин некорректной работы является нарушение целостности проводки. Если устройства работают исправно, то показатели сопротивления такие:
- ножка – датчик абс передний правый (7 – 25 Ом);
- уровень сопротивления изоляции – свыше 20 кОм;
- ножка – датчик abs задний правый (6-24 Ом).
Многие автомобили имеют систему самодиагностики. В них на информационный экран выводятся коды ошибок, которые можно расшифровать с помощью инструкции по эксплуатации.
Какие могут быть неисправности
Если слышится треск при нажатии на педаль тормоза, то это нормально. Такой звук появляется при работе модуляторов. При неисправной ABS индикатор на панели приборов после включения зажигания загорается и не гаснет, продолжает гореть при работающем двигателе.
Можно выделить четыре состояния неисправностей ABS:
- При самотестировании обнаруживается ошибка и деактивируется ABS. Причиной может быть ошибка в блоке контролера или наличие обрывов в проводке датчика abs заднего правого, или любого другого. Не поступают сигналы измерения угловых скоростей.
- ABS после включение успешно проходит самодиагностику и отключается. Причина может быть в обрыве проводов, окислении контактов, плохом соединении в местах контактов, обрыве провода питание, замыкании датчика на «массу».
- После включения АБС проходит самодиагностику и обнаруживает ошибку, но продолжает работать. Это может происходить, если есть обрыв в одном из датчиков.
Для исправления неполадок надо проверить люфт, давление в шинах, состояние ротора датчиков колеса (гребенки). Если гребенка имеет сколы, ее надо заменить. Сделать проверку состояния устройств и проводов, которые к ним подходят. Если эти меры не помогли, значит причина в электронике. В этом случае для точной диагностики надо получить код.
Видео “Диагностика датчика ABS”
На записи показано, как проходит процесс диагностики датчика ABS автомобиля “BMW”.
Датчики ABS – глаза и уши системы торможения
Любой опытный водитель знает, что для эффективного торможения необходимо импульсное нажатие на педаль тормоза. Такая техника позволяет снизить скорость и не потерять при этом контроль над автомобилем. Но даже эта техника не всегда поможет выйти в из экстренной ситуации. В этом случае и приходит на помощь система ABS (антиблокировочная система).
Датчики вращения колес, стали органами чувств системы ABS, они позволяют зафиксировать момент блокировки, для того, чтобы гидромодуль своевременно снизил давление тормозной жидкости. С момента первого появления датчики заметно эволюционировали. На сегодняшний день существует несколько типов датчиков ABS, их принцип работы отличается, но функция осталась прежней.
В 1978 году немецкая фирма Bosch представила первую электронную антиблокировочную систему. Конструкция датчиков включала постоянный магнит, обмотанный катушкой. Учитывая, что в то время Bosch сотрудничала с компанией Daimler-Benz, первым автомобилем, оснащенным такой системой, стал Mercedes-Benz S-класса в 1978 года выпуска.
момента выхода первой системы, компания Bosch продолжала совершенствовать свою разработку. Новые датчики, которые устанавливаются на системы в наше время, основываются на физическом открытии ученого Эдвина Холла. Физик проводил свои эксперименты изучая электромагнитные поля и в 1879 году открыл так называемый Эффект Холла. Суть эффекта в том, что если через пластину пропустить ток и поместить ее в область действия магнитного поля, то на краях пластины появится напряжение. Направление напряжения будет зависеть от направления тока и от заряда электронов. Применение свойств магнитных полей в автомобилестроении задержалось на 75 лет, но в результате, датчики Холла прочно укрепили свои позиции не только в составе системы ABS, но и для измерения угла положения распределительного вала.
Таким образом, датчики поделились на два фронта – активные и пассивные.
Пассивные датчики ABS
Пассивные датчики имеют достаточно крупные размеры и отличаются меньшей точностью, по сравнению с активными. Но их главный недостаток в том, что они начинают функционировать только после достижения минимальной скорости вращения колеса. В то же время, они являются очень прочными и долговечными.
Конструктивно, датчик состоит из следующих деталей:
Импульсное кольцо датчика прочно закреплено к ступице колеса и вращается перед одним из концов постоянного магнита. Такая конструкция приводит к тому, что при каждом рассекании поля постоянного магнита в катушке возникает переменный ток. Частота и амплитуда переменного тока пропорциональны скорости вращения колеса автомобиля. Для возникновения читаемого блоком управления ABS импульса требуется скорость движения не менее 5-7 км/час, что является серьезным недостатком. С другой стороны у пассивных датчиков есть свои преимущества — они не подвергаются износу, а загрязнения не влияют на магнитное поле.
Активные датчики ABS
В конце 90-х годов появились датчики нового типа – активные. Их основное отличие от пассивных аналогов в том, что они нуждаются в источнике питания. Существует два типа активных датчиков с разным принципом действия.
Преимущество магниторезистивного датчика в том, что он может регистрировать скорость вращения колес с момента начала действия. Такие датчики используются не только для ABS, но и в системе курсовой устойчивости.
За основу работы датчика взято свойство полупроводника менять траекторию движения электронов в магнитном поле. Это явление называется магнетосопротивлением (магниторезистивный эффект).
Конструкция датчика представляет собой импульсное кольцо из чередующихся постоянных магнитов и полупроводник, на который подается напряжение. Импульсное кольцо крепится к ступице колеса автомобиля и вращается с его скоростью. При вращении колеса магнитное поле усиливается, что приводит к изменению траектории движения электронов постоянного тока. Изменение траектории движения увеличивает длину пути электронов. В состоянии покоя сопротивление равно одной постоянной величине, при вращении значение меняется. Именно эти изменения сигнала датчик передает блоку управления ABS.
Датчик, основанный на эффекте Холла
Такой датчик является самым точным на сегодняшний день. Конструкция датчика включает:
В корпус датчика помещается полупроводниковая пластина, и к ее граням подводят электрический ток. Кольцо постоянного магнита крепится к ступице колеса и вращается вместе с ним. В результате, изменения магнитного поля перемещает электроны на один из краев пластины, согласно эффекту Холла. Плотность электронов на одном из краев пластины будет обусловлена полярностью магнитного поля. Грубо говоря, при вращении колеса по часовой стрелке электроны будут скапливаться в верхнем крае пластины, против часовой – в нижнем. Микросхемы преобразуют сигнал, и на выходе возникает напряжение, которое передается блоку управления.
Главным плюсом такого датчика является постоянное напряжение, которое в отличие от магниторезистивного аналога не имеет импульсного характера, что повышает точность датчика. В то же время, наличие микросхемы делает его менее надежным и дорогим в производстве. Кроме того, такой датчик очень чувствителен к электромагнитным помехам.
Вопросы эксплуатации
И пассивные и активные датчики ABS работают при участии магнитного поля. В результате возникают сбои в работе системы. Другая проблема – место расположения датчиков. Учитывая, что при движении автомобиля колеса значительно вибрируют, возникает опасность сбоя работы датчиков антиблокировочной системы. И наконец, работа аккумулятора. При уменьшении напряжения между клеммами ниже 10,5 вольт система ABS может самостоятельно отключиться.
Cистема ABS: принцип работы, плюсы и минусы
Рассмотрим устройство и принцип работы антиблокировочной системы тормозов. Так же наведены дополнительные механизмы, генерации, неисправности и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы ABS. Рассмотрим устройство и принцип работы антиблокировочной системы тормозов. Так же наведены дополнительные механизмы, генерации, неисправности и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы ABS.
Антиблокировочная система тормозов, или так же известная как ABS (Anti-lock braking system) на сегодня считается стандартной для современных автомобилей известных производителей. Основной предназначение системы предотвратить блокировку колёс транспортного средства в момент торможения. Таким образом, транспортное средство сохраняет курсовую устойчивость и управляемость. Стоит помнить, что в таком случае тормозной путь может быть больше, чем без использования ABS.
Когда появилась система ABS?
Впервые о антиблокировочном механизме тормозов заговорили еще в далеком 1920-ом году, когда подобным механизмом стали оборудовать самолеты. Первые разработки принадлежат французской компании Avions Vision, известный тогдашний производитель различной авиатехники и автомобилей.
Шестнадцать лет спустя компания Bosch запатентовала первую систему ABS, которая срабатывала при резком торможении. До реализации дело не дошло, так как не было цифровых технологий, позволяющих вести постоянный контроль. В 1960-ые года проект снова возобновили, благодаря появлению полупроводниковых технологий. Первые практичные образцы системы ABS появились в 1971 году, разработанные компанией General Motors.
Первые серийные образцы стали устанавливать на автомобили, в качестве опции, в середине 1970-ых годов. В качестве стандартного набора в 1978 году компания Mercedes ввела ABS для моделей Mercedes-Benz W116 (прототип современного S-Class). Эстафету мгновенно подхватила компания BMW, установив на модель 7-ой серии. На момент выхода система, её стоимость составляла порядка 10% от общей цены автомобиля. В наши дни, начиная с 2004 года всех авто производителей в Европе обязали устанавливать ABS, как стандартную опцию, даже для самой «бедной» комплектации.
Какие были генерации антиблокировочной системы?
Прогресс не стоял на месте и понятное дело, что с развитием цифровых технологий, и автомобилей, развивалась антиблокировочная система тормозов. Как уже говорили, первым поколением считается 1970 год, когда впервые создали ABS. Работоспособность оставляла ожидать лучшего, так как ведущая ось блокировалась, а сам механизм системы работал не долгое время и быстро приходил в негодность.
Второе поколение пришлось на 1978 год. Начиная с этого года, на автомобили Mercedes-Benz S-Class и BMW 7-Series начали устанавливать механизм ABS, как стандартную опцию. Стоит отметить, что работоспособность механизма была на высоте для тех лет и показывала отличные результаты работы. Теперь основной задачей инженеров было уменьшение габаритов и компонентов системы.
Третье поколение системы ABS выделяют выходом новой системы 2E в 1980-ом году. Основное отличие в том, что вес гидравлического блока уменьшился до 4,9 кг, а до этого был 6,3 кг. Аналогично уменьшилось и количество элементов, вместо 140 стало только 40 элементов.
Четвертая генерация антиблокировочной системы ABS приходится на 1995-ый год, когда появилась версия 5,3. Очередное уменьшение веса привело к показателям 2,6 кг и 25 компонентов вместо 40-ка. Пятое поколение считают в 2003 году, с выходом системы ABS 8. Инженеры обошли первую генерацию большим кругом, вес блока составил 1,6 кг, а количество элементов 16.
Последнее шестое поколение приходится на 2010 год. Именно в этом году компания Bosch производит ABS, где гидравлический блок весит 1,1 кг, а количество элементов составляет всего 9 деталей. Этот же год считается моментом старта компании Bosch в направлении систем безопасности (активных и пассивных). По всей вероятности, в 2020 году Бош представит доработанную систему, тем самым выделив новое поколение. Предполагают, что в основе будет только электроника, которая сможет паразитировать на существующих механизмах автомобиля.
Как устроена система ABS?
Рассматривать устройство каждой генерации антиблокировочной системы смысла нет. Каждая генерация только усложняла механизм, поэтому рассмотрим шестое поколение системы ABS. Несмотря на разные автомобили, марки и модели, устройство ABS одинаковое, аналогично, как и принцип работы. Среди основных элементов выделяют:
Датчики системы ABS устанавливаются по одному на каждое колесо. Как правило, они отвечают за частоту вращения колес, а в основе работы лежит принцип Холла. Устанавливаются датчики на ступице каждого колеса. Электронный блок управления снимает информацию с них и на основе полученных данных определяет момент срабатывания тормозной системы.
Весомое значение в работе антиблокировочной системы играет электронный блок управления. По сути это голова всей системы, блок собирает, анализирует и посылает команды исполнительным устройствам. Сбор информации, вычисления и передача команд происходит непрерывно. Как правило, исполнительные сигналы блок управления посылает на гидравлический блок и насос.Исполнительным механизмом антиблокировочной системы считается гидравлический блок. В состав гидроблока входит электрический магнит с клапаном (впускной и выпускной), специальный гидроаккумулятор, насос кулачковый, демпфирующие камеры и электродвигатель. Срабатывание каждого элемента приводит к блокировке или деблокировке колес автомобиля.
Схема устройства антиблокировочного механизма
Схема устройства антиблокировочной системы ABS
-
емкость для тормозной жидкости (бачок);
Стоит учитывать, что для каждого колеса предусмотрен впускной и выпускной клапан, а так же тормозной цилиндр и датчик. На схеме наведены эти элементы, но для уменьшения повторений они не внесены в список.
Как работает система ABS?
Рассмотрев, с чего состоит антиблокировочная система, и её основные элементы, рассмотрим принцип работы. Работа ABS циклическая, каждый цикл состоит из трех основных фаз: увеличение давления в тормозной системе, удержание давления и сброс давления. Ходит такое мнение, что ABS самостоятельно повышает давление в тормозном механизме, на самом же деле это не так и давление повышается только с помощью водителя (если говорить о чистом виде ABS, без ESP).
Первый этап – это повышение давления водителем. В таком случае давление в тормозной системе повышается естественным путем, за счет нажатия водителем на педаль тормоза. Как правило, впускные клапана открыты, а выпускные закрыты. Система считывает данные с датчиков на колесах. Если скорость вращения колеса быстро замедляется, в сравнении с запрограммированными данными, то блок управления ABS переводит впускной клапан определенного колеса в закрытое положение, при этом выпускной клапан так же находится в закрытом режиме.
После закрытия впускного клапана, проходит второй этап. Определив, какое колесо тормозит больше всех, механизм отключает тормозной цилиндр от его рабочей задачи, а так же рабочий контур тормозной системы. Стоит понимать, что даже при более интенсивном нажатии на педаль тормоза, давление в системе не будет увеличиваться.
Антиблокировочная система самостоятельно подбирает максимально эффективное давление. Так же механизм ведет контроль скорости вращения колес, до момента стабилизации или полной остановки. В случае, когда вращение колес будет ниже допустимого, механизм автоматически откроет выпускной клапан и сбросит давление, тем самым полностью избавив определенных механизм от торможения.
Последний этап работы антиблокировочной системы – сброс давления. На данном этапе система открывает выпускной клапан, за счет чего давление в определенном контуре резко понижается (на определенное колесо или сторону). Жидкость из выпускного цилиндра сначала попадает в гидроаккумулятор, а далее за счет насоса выкачивается обратно в ресивер.
Впускной клапан должен быть закрытым, иначе насос не сработает. Все это время систем считывает частоту оборотов колеса, после стабилизации и возвращения к допустимым значениям, выпускной клапан автоматически закрывается. Отработав весь перечисленный процесс, впускной клапан вновь открывается и весь цикл начинается с начала.
Такой цикл работы антиблокировочной системы будет повторяться до полной стабилизации вращения колес. Чтоб понимать, за одну секунду механизм ABS может отработать до 6-ти циклов. Отключить работу ABS нельзя, не вмешиваясь в конструкцию тормозного механизма. Отключение ABS может привести к непоправим последствиям. Производитель изначально рассчитывал тормозную систему с использованием данного механизма.
Самые распространенные неисправности ABS
Первым признаком и наверное самым основным, выхода из строя системы ABS считается долгосрочная индикация на соответствующего значка на панели приборов. Все же, каждой поломке есть свое объяснение. Проблема может быть мелкой, засорились датчики или попросту слетел провод. Так же может быть более серьезная причина – в систему поступил воздух или поломка элементов. Стоит понимать, что рано или поздно даже сама совершенная система антиблокировки колес приходит в негодность.
Как показывает практика, специалисты выделяют несколько основных и самых частых поломок антиблокировочной системы тормозов. В первую очередь стоит проверить целостность предохранителей, не исключено, что со временем они могут перегореть. Далее по списку идут датчики вращения колес на ступицах, а так же масса. Датчики имеют свойство изнашиваться, так как в работе постоянно. Малейшее засорение так же может привести к выходу из строя всего механизма. Не стоит забывать, что еще одной причиной выхода из строя всей системы может быть элементарный обрыв провода или повреждение отдельных элементов ABS.
Плюсы и минусы системы ABS
Как и любой механизм, антиблокировочная система тормозов имеет свои плюсы и минусы. Для кого-то данный механизм весьма полезен в управлении автомобилем, другие же наоборот всячески норовят его снять с машины.
Плюсы и минусы антиблокировочной системы тормозов (ABS) | |
Плюсы | Минусы |
Сохранение управляемости автомобиля | Увеличение тормозного пути на мягком дорожном покрытии |
Уменьшение длины тормозного пути на жестком покрытии | Поломка датчиков колес могут привести к неправильной работе тормозной системы |
Повышение эффективности процесса торможения | Нет возможности отключить или снять ABS |
Улучшение маневренности автомобиля на скользкой дороге |
Каждый водитель может выделить для себя собственные плюсы и минусы антиблокировочной системы. Все же, как показывает практика, в большинстве случаев ABS спасает от непредсказуемых ситуаций, в том числе и ДТП.
С прогрессом автомобилей и механизмов безопасности, антиблокировочная система так же модернизируется. По словам разных производителей, последнее поколение ABS способно распознавать тип дорожного покрытия. Это не только позволило избежать ошибок работы механизма на песке, а так же поспособствовало развитию механизмов управления подвеской автомобиля. Смотрите так же принцип работы системы EBD.