Как работает датчик скорости ABS?
Антиблокировочная тормозная система (ABS) распространена на автомобилях более новых моделей. ABS контролирует тормозную способность автомобиля в определенных условиях вождения, которые приводят к потере сцепления с дорогой. Эта система оснащена контроллером, клапанами и датчиком скорости, которые работают совместно для определения безопасной тормозной способности вашего автомобиля. Датчики скорости ABS контролируют вращение каждой шины, следя за тем, чтобы каждое колесо вращалось правильно. Любое проскальзывание или разница между колесами вызывает срабатывание системы ABS.
Части АБС
ABS начинается с датчиков, решающих, теряют ли колеса сцепление. Как только это решение принято, контроллер (как компьютер) включает систему клапанов в транспортном средстве, которая управляет доступными тормозными жидкостями в магистралях. Так как тормоза работают на основе давления, создаваемого жидкостью, сжатой в тормозных магистралях, в тормозную систему включается насос для быстрого включения тормозов. Это приложение происходит быстрее, чем любой человек может применить тормоза. Многие водители испытывают пульсирующее ощущение в педали тормоза или слышат скрипящий звук при включении ABS на своем автомобиле.
Оценивая скорость
Датчики скорости ABS расположены на ступицах колеса автомобиля. Эти датчики постоянно контролируют вращение каждого колеса, чтобы оценить, должна ли система ABS преодолевать ручное торможение автомобиля в условиях скользкого движения. Датчик скорости вычисляет обороты, а также оценивает непрерывность между всеми колесами. Любое обнаружение различий во вращении может привести к включению АБС для управления торможением.
Генерация сигнала датчика скорости
Датчики скорости состоят из магнита, обернутого в катушку, и зубчатого кольца датчика, установленного вокруг втулки CV CV. Электрическое поле, испускаемое контактом между магнитом и зубчатым кольцом, создает сигнал. Состав сигнала включает в себя измерения количества импульсов в секунду, создаваемых электрическим полем, существующим между катушкой магнита и кольцом датчика. Этот сигнал преобразуется в цифровой сигнал и передается на контроллер ABS.
Отправка сообщений на контроллер ABS
Датчики скорости преобразуют импульсы, создаваемые контактом между магнитом и кольцом датчика, через катушку, прикрепленную к датчику. Это напряжение передается на контроллер. Контроллер подсчитывает количество импульсов для определения скорости вращения колеса и оценивает, должна ли система АБС вступать в действие для управления торможением.
Система ABS: что это такое и как работает?
ABS расшифровывается как anti-lock braking system, а в русской транскрипции АБС означает антиблокировочная система. ABS (АБС) — это система предотвращающая блокировку колес автомобиля при торможении. Принцип ее работы заключается в следующем эффекте. Если во время интенсивного торможения машины одно или несколько его колес блокируются и начинают скользить по поверхности дороги, то АБС автоматически ослабляет давление тормозной жидкости в соответствующей магистрали, и колесо вновь начнет вращаться. При этом, если педаль тормоза нажата водителем постоянно, то этот процесс блокировки-разблокировки колеса в скольжении продолжается непрерывно до конца торможения и, как правило, осуществляться несколько раз в секунду. Подобная работа тормозной системы с АБС позволяет автомобилю оставаться управляемым даже во время интенсивного и экстренного торможения.
Зачем нужна ABS?
Как мы уже упомянули выше — главная задача ABS — сохранить управляемость транспортного средства во время движения. Впрочем, у него есть еще несколько важных свойств:
- Сохранять автомобиль управляемым во время интенсивного и экстренного торможения.
- Обеспечение равномерного и прямолинейного торможения на поверхностях с неоднородным покрытием и разным коэффициентом сцепления.
- Сокращение тормозного пути на ровных и твердых поверхностях c равномерным покрытием и достаточно высоким коэффициентом сцепления.
Как устроена ABS
Конструкция системы АБС интегрирована в штатную тормозную систему всех современных автомобилей и включает в себя следующе компоненты:
- Датчики скорости
Датчики скорости работают по принципу магнитной индукции и прикреплены неподвижно к ступице каждого колеса, а в некоторых АБС, к редуктору задней оси. Они представляют собой магнитную катушку. В каждой ступице находится зубчатый венец. При вращении колес, в катушке создается ток, а его величина зависит от скорости вращения колес. Полученные датчиками данные передаются на электронный блок управления ABS.
- ЭБУ (Электронный блок управления)
ЭБУ анализирует полученные с датчиков данные и рассчитывает момент блокировки колес, следит за давлением жидкости в тормозной системе и при необходимости отдает регулирующие команды модулятору с клапанами для перекрывания необходимого тормозного контура.
- Модулятор с клапанами
Модулятор с клапанами интегрирован в основную тормозную магистраль. Получив сигнал от ЭБУ, первый клапан модулятора кратковременными импульсами перекрывает доступ тормозной жидкости, регулируя тем самым давление тормозных механизмах.
- Гидроаккумулятор
Гидроаккумлятор позволяет регулировать давление в системе. Если давление приближается к максимально допустимому второй электромагнитный клапан сливает тормозную жидкость в гидроаккумулятор. При нехватке жидкости, она вновь поступает из гидроаккумулятора в тормозную магистраль.
- Насос ABS
Насос, как правило кулачкового типа, устанавливается на антиблокировочные системы не всегда и работает только в момент активации АБС, позволяя быстро восстановить давление во всей тормозной системе автомобиля.
Конспекты 16 декабря 2021 Что такое сход-развал и когда его делать. Памятка для водителей
Конспекты 6 декабря 2021 Замена масла в двигателе: когда и как часто, нюансы и прочее
Как работает ABS
Принципе действия антиблокировочной системы достаточно прост. Так как же она работает?
Как только водитель с большим усилием нажимает на педаль тормоза и продавливает ее, что называется, в пол, он сразу же почувствует характерный звук «трещотки» и пульсацию на педали. Это значит антблокировочная система сработала. После этого процессом торможения управляет не водитель, но и ЭБУ системы АБС. В этот момент датчики считывают скорость вращения колес и давление в тормозной магистрали. Компьютер рассчитывает необходимую скорость замедления вращения для данной ситуации и передает команду модулятору для перекрытия того или иного тормозного контура. При совпадении скорости замедления с проектной доступ жидкости к тормозному контуру возобновляется. Причем в современных системах ABS такая операция может производится для каждого контура до 18-20 раз в секунду. Тем самым система не допускает блокировки колес при экстренном и интенсивном торможении и позволяет автомобилю оставаться управляемым.
Виды ABS
Антиблокировочные системы бывают нескольких видов:
- Четырехканальная — это система, в которой есть 4 датчика, которые контролируют индивидуально каждое колесо. Такая схема на сегодняшний день — самая эффективная.
- Трехканальная — это система с тремя датчика, один из которых рабоет на задней оси, а два других передней паре управляемых колес.
- Двухканальная система — это система, которая управляется отдельными датчиками на передней и задней осях.
- Одноканальная — это система, в которой установлен лишь один датчик на заднем мосту, и он срабатывает при блокировке двух задних колес. Такая система ABS наиболее дешевая в исполнении, но и наименее эффективная.
Первые антиблокировочные системы были одноканальными и работали только на задней оси автомобиля. Причем механизмы срабатывали одновременно и одинаково влияли на оба колеса задней оси. Современные антиблокирочные системы поддерживают четыре канала, по одному на каждое колесо, каждый из которых может работать независимо.
Кроме того, со временем функционал антиблокировочной системы расширился и при помощи разных настроек электронного блока управления в нее также смогли интегрировать система распределения тормозных усилий EBD. Эта система работает на опережение и при экстренном торможении контролирует распределение тормозных усилий на механизмы еще до возникновения блокировки колес. Кроме того, позднее к работе в ABS и EBD добавили датчики положения рулевого колеса, дроссельной заслонки и поперечного ускорения, что позволило «зашить» в блок АБС противобуксовочную систему и систему стабилизации ESP. Последняя в зависимости от производителя автомобиля носит разные товарные названия и также может называться ASR, DSC, VDC и т.д.
Не работает ABS
Неисправности антиблокировочной системы во всех современных автомобилях сразу же отображаются водителю специальным индикатором на приборной панели. Загоревшаяся «лампочка ABS» может указывать на следующие неисправности:
- Обрыв проводов
- Датчики ABS загрязнены и отключились или вышли из строя
- Поврежден зубчатый венец на ступице колеса
- Перестал работать ЭБУ системы
Так что в любом случае загоревшийся индикатор — повод заглянуть в сервис. Особенно, если он загорелся во время движения автомобиля. В этом случае необоходимо быть предельно осторожным и внимательны, особенны при интенсивных замедлениях или резких торможениях.
Впрочем, до поездки в автосервис можно попробовать самостоятельно устранить неисправность или хотя бы разобраться в ее причине. При обнаружении нарушений в работе ABS следует провести визуальный осмотр всех элементов системы. Для начала следует проверить ЭБУ на наличие воды внутри устройства или повреждения корпуса. Блок ЭБУ расположен радом с распределителем тормозных усилий. Для обеспечения собственной безопасности важно отсоединить аккумулятор, чтобы обесточить машину.
Исправность предохранителей также можно проверить своими силами. Несколько электронных компонентов, относящихся к антиблокировочной системе, находятся на общей панели под капотом и отмечены нужными маркировками.
Если у вас есть домкрат или яма в собственном гараже, то провода, подключенные к датчикам на колесах, также можно осмотреть в области ступицы колес. Такая проверка также может позволить обнаружить отсоединившиеся провода или притертости и повреждения на них.
Что такое датчики ABS и как они работают
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.
История создания
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.
Магниторезистивный датчик
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.