Как работает датчик абс в ступице?

Как устроен датчик АБС? Устройство и принцип работы системы ABS и 4 самые частые её поломки

При запуске электросистемы в автомобиле на его панели загорается надпись — индикатор ABS (антиблокировочной системы), которая означает запуск блока контроля различных устройств. При полной исправности системы это уведомление гаснет после автодиагностики или при старте движения. Датчик АБС — очень важный элемент автомобиля, который отвечает за безопасность его торможения.

Принцип работы

Датчик АБС и разработка модернизированной тормозной системы для автомобильного транспорта позволили повысить безопасность эксплуатации техники. Производители машин начали ставить АБС в свою продукцию примерно с 70-х годов. Устройство датчика АБС состоит из следующих элементов:

  • датчики количества оборотов;
  • механизмы, устанавливаемые на колёсах;
  • гидравлический блок;
  • управляющий блок.

Главная составляющая оборудования — блок правления. Эта деталь отвечает за приём и анализ сигналов, идущих с датчиков. Полученная информация тщательно изучается электроникой, после чего ею делаются выводы об уровне скольжения автомобильных колёс. Управление же осуществляется гидравлическими клапанами.

Давление, подаваемое ГТЦ (главным тормозным центром), создаёт нажим на тормозные суппорты. Это позволяет прижать колодки тормозов к дискам. Вне зависимости от усилия автомобилиста при нажатии на педаль и ситуации, давление внутри тормозной системы все равно будет нормальным. Преимущество АБС состоит в том, что анализу подвергается каждое колесо, препятствуя блокировке.

Именно на этом и основывается принцип функционирования системы ABS. На автомобилях, оснащённых полным или задним приводом, стоит только один автодатчик, расположенный в конструкции задней оси. Сведения о риске блокировки получаются с ближайшего колеса, а специальная команда о давлении отправляется на все колёса независимо от того, как устроен датчик АБС.

Уменьшение или увеличение давления осуществляется по ступенчатой схеме благодаря особым режимам. При наличии каких-либо проблем ABS отключается, и тормоза функционируют самостоятельно. О неисправности оборудования можно узнать по специальному индикатору на приборной панели.

Проверка системы АБС

При неисправности сенсорного датчика он перестаёт отсылать команды системе, и АБС не выполняет свою задачу, то есть колёса при торможении блокируются. При наличии подобной проблемы нужно незамедлительно обратиться в автосервис.

Датчики самого простого оборудования представляют собой обыкновенную индукционную катушку, взаимодействующую с зубчатым диском из металла. Чаще всего причиной поломки АБС является разрыв кабеля. Именно такая неисправность диагностируется с применением тестера, ремонтных пинов и паяльника. Пины подключаются в разъёмы, а с помощью тестера осуществляется измерение сопротивления датчика ABC.

Этот показатель не должен превышать значений, которые указаны в инструкции по эксплуатации. В случае, если сопротивление устремлено к бесконечности, это означает, что в электроцепи произошел обрыв. Если же оно устремлено к нулю, то речь идёт о коротком замыкании.

В случае, если при визуальном изучении были выявлены обрывы, их нужно срочно отремонтировать. Для их соединения нужно воспользоваться пайкой, так как обычная скрутка может привести к усугублению поломки.

Во многих современных машинах установлена специальная система автоматической диагностики. При наличии какой-либо проблемы электроника выдаёт тот или иной код ремонта, который расшифровывается с помощью руководства к транспортному средству.

Распространённые поломки

Несущественный треск при надавливании на тормозную педаль — вполне нормальное явление. Подобный звук возникает из-за функционирования модуляторов. Если АБС неисправна, то её индикатор загорается и не потухает даже при запущенном моторе. Существует несколько самых распространённых неисправностей антиблокировочной системы:

  1. Деактивация по результатам самодиагностики. Это может быть вызвано сбоями в работе управляющего блока или повреждением проводки сенсорного датчика ABS.
  2. АБС после активации самодиагностируется, но затем выключается. Такую проблему может вызвать разрыв проводов, нарушение контактов или их окисление, где нарушена подача питания и сигналов.
  3. Появляется ошибка, но датчик АВС работает. Это является следствием обрыва в сенсорном датчике. Также её может вызвать разница давления в колёсах или даже разный узор протекторов.
  4. Полная потеря работоспособности системы. Тут может быть масса причин, начиная от поломок датчика и заканчивая износом подшипников ступиц.

Чтобы выявить неисправность, нужно проверить давление и люфт в автоколёсах, работоспособность гребёнки и ротора. Если на элементах есть сколы, то их лучше полностью поменять. Если проблема осталась нерешённой, то причина, скорее всего, кроется в электронной составляющей. В таком случае требуется получить код для диагностики.

Как проверить на работоспособность датчик АБС

Принцип работы тормозного механизма автомобиля на первый взгляд кажется простым. Колодки прижаты — колесо стоит. Колодки распущены — колесо крутится. Однако у автомобиля есть и промежуточное состояние: замедление в процессе движения. Кроме того, блокировка колес при высокой скорости приводит к потере стабилизации. Автомобиль вместо прямолинейного замедления до полной остановки, может перейти в неуправляемое вращение вокруг вертикальной оси: занос.

В чем опасность такой ситуации

Безопасность перемещения автомобиля заключается в полном над ним контроле, при любых условиях. Пока колеса вращаются на протяжении тормозного пути, водитель своими руками направляет автомобиль в нужном направлении. Если машина не успевает остановиться до препятствия, его можно объехать. Но современные тормоза настолько мощные, что колеса блокируются при мало-мальски скользком покрытии, а порой и на сухом асфальте. В Москве разрешенная скорость на МКАД до 110 км/ч. При таких условиях даже самая продвинутая покрышка заскользит при торможении.

Что делать автопроизводителям? Снижать тормозное усилие? Это недопустимо.

В 70-е годы прошлого века было найдено решение: антиблокировочная система (АБС).

Технология позволяет сохранить управляемость автомобиля в процессе торможения. Колеса не блокируются, следовательно, машина послушно следует за рулевым управлением.

Принцип работы антиблокировочной системы

На ступице каждого колеса устанавливаются специальные датчики АБС. Они регистрируют скорость вращения, и подают сигналы в блок управления. С точки зрения геометрии, колеса должны крутиться с одной скоростью при прямолинейном движении, а при повороте, внутренние ступицы замедляются. Поправка на разницу при поворотах внесена в алгоритм работы контроллера датчиков АБС.

Система может определить, какой датчик показывает заниженную скорость, или сигнализирует о блокировке колеса. Далее включается исполнительная часть механизма.

Устройство типового 4 канального блока АБС показано на иллюстрации:

  • От каждого колеса, в модуль управления АБС поступает сигнал о скорости вращения (цветные линии на схеме). Его формируют датчик АБС.
  • Главный тормозной цилиндр подает тормозную жидкость не прямо на суппорты колес, а в гидравлический модулятор.
  • На выходе из модулятора установлены клапана, управляемые модулем управления. Их 4, по количеству колес автомобиля.
  • При поступлении сигнала от датчика, о блокировке колеса в процессе торможения, на него кратковременно перестает поступать тормозная жидкость. Колесо разблокируется, процесс торможения возобновляется.

То есть, ключевым устройством является датчик АБС, поэтому если не работает система, проверка начинается именно с него.

Принцип работы сенсора вращения колеса

Такое устройство, как датчик АБС, не может иметь примитивную единую конструкцию. Существует как минимум четыре вида исполнения:

    Пассивные датчики применяются на недорогих автомобилях, на которых установлена только система АБС.Катушка с магнитным сердечником создает постоянное магнитное поле. Когда мимо сердечника проходит металлический предмет, поле меняется, и вырабатывается электроток. В качестве металлического предмета выступают зубья колеса. Преимущество такого датчика — низкая стоимость и высокая надежность. Кроме того, на работоспособность не влияют внешние магнитные поля. Питание не требуется, корпус прочный, не подвержен механическому воздействию. Замена такого датчика АБС может не потребоваться в течение всего срока эксплуатации автомобиля.

Активные датчики (подразумевают обязательное наличие электропитания)

Несмотря на различие в конструкции, у всех моделей есть общая черта: они располагаются в ступицах колес. Проверка датчика начинается с поиска места установки. Найти его нетрудно: к ступице идет всего один провод: он подключен к разъему искомого устройства.

Признаки неисправности АБС

Первый, и самый очевидный признак — это сигнальная контрольная лампа «ABS» на приборной панели. Она обязательно загорается при запуске автомобиля (для контроля ее исправности), и гаснет через короткое время. На некоторых машинах для завершения внутреннего тестирования требуется проехать несколько метров.

Информация: Контрольная лампа «ABS» может загореться при установке на автомобиль колес разного размера, или при равномерном износе шин. В этом случае при запуске двигателя лампа загорится и погаснет, затем загорится уже в процессе движения, или после торможения.

  • Признак неисправности АБС, который можно диагностировать своими ощущениями — это блокировка колес при торможении на скользкой поверхности. Симптом явный, поскольку водитель привыкает к поведению автомобиля в различных дорожных условиях. Если на участке дороги, где еще вчера торможение происходило безопасно, машина пошла «юзом» — есть повод прозвонить датчики или хотя бы проверить (поменять) предохранители.
  • Второй симптом неисправного датчика (датчиков) — антиблокировочная система срабатывает «почем зря». То есть, на сухой дороге и с нормальным износом покрышек, одетых по сезону, вы постоянно ощущаете характерный тремор педали тормоза. Как будто вы тормозите на летней резине по льду.

Важно знать: При выходе из строя датчиков АБС или всей системы, автомобиль без тормозов не останется. Гидравлический модулятор устроен таким образом, что клапана открыты при отсутствии сигнала, и тормозная жидкость поступает в суппорты без задержек.

Пока вы не отремонтировали антиблокировочную систему, резко снижена безопасность вождения. Кроме того, неработающие датчики нарушают работу других систем активной безопасности: таких, как противозаносная и предотвращающая опрокидывание автомобиля.

Причины поломок

  • Обрыв проводки от разъема датчика до контроллера системы АБС под капотом автомобиля.
  • Окисление контактной группы разъема.
  • Механическое повреждение зубчатого колеса в ступице автомобиля.
  • Износ подшипников ступичного узла (приводит к биению колеса, и постоянному изменению расстояния от зубчатого колеса до чувствительного элемента датчика).
  • Выход из строя непосредственно датчика: от механической поломки до проблем с электроникой.
  • Заниженное напряжение питания. Причиной может быть разряженный аккумулятор и выход из строя регулятора напряжения.
Читайте также  Как работают камеры в магните?

В 90% случаев, причинами поломки являются различные механические воздействия:

  • преодоление брода на автомобиле без подготовки;
  • движение по пересеченной местности, особенно в лесу с ветками на дороге;
  • неквалифицированный ремонт ступичного узла.

Кроме того, причиной выхода из строя датчиков может стать изменение штатной конструкции колес: лифт, модернизация подвески, замена штатных покрышек на больший (или меньший) диаметр. Вредит системе АБС и езда на колесах разного размера.

Некоторые поломки можно отремонтировать своими силами:

  • обрыв провода;
  • окисление контактов;
  • замена изношенных подшипников ступицы.

Диагностика неисправности своими силами

Если при зажигании контрольной лампы «ABS» вы едете в сервисный центр, информация данной главы вам не нужна. Специалисты подключат к автомобилю фирменный диагностический сканер, и при необходимости выполнят ремонт за ваши деньги.

А как проверить датчик АБС самостоятельно?

Если у вас есть самая простая читалка ошибок типа ELM-327, можно выполнить диагностику с помощью специальной программы. Такой софт есть и для Windows, и для платформ мобильных устройств. Тест с высокой долей вероятности покажет, на каком колесе проблема с датчиком, и возможно определит характер неисправности.

А если такого тестера нет? Воспользуемся мультиметром и визуальными средствами: лупа, фонарик.

    Визуальный осмотр. Проверяем по всей длине соединительный кабель. Если есть тестер — можно прозвонить провода от разъема датчика до разъема контроллера АБС. Разумеется, для этого нужна электрическая схема вашего автомобиля. Проверяем состояние контактов разъема: из-за постоянного нахождения в агрессивной среде, они могут окислиться.

Совет: После устранения коррозии на контактах, смажьте их консистентным составом для электрических разъемов.

Проверяем состояние самого датчика: корпус должен быть целым, из-под точки крепления не вытекает жидкость (масло, вода), нет следов оплавления и подгорания пластика.

  • Диагностируем состояние ступичного подшипника: для этого необходимо вывесить колесо на домкрате, и покачать его в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
  • Если проблемы не обнаружены — проверяем датчик с помощью мультиметра или более сложного прибора: осциллографа.

    Снять импульсы с датчика можно только осциллографом, при вращении колеса вручную. На мультиметре можно зарегистрировать наличие (отсутствие) напряжения в принципе. Порядок измерения 1–2 вольта.

    На некоторых датчиках можно измерить сопротивление. Оно должно быть в пределах 0.8–1.3 кОм. Но этот параметр скорее позволяет проверить наличие обрыва во внутренней цепи, нежели исправность сенсора.

    Важно! Иные способы диагностики датчика, массово выложенные в сети «интернет» — не более чем фантазии авторов. Это импульсный прибор, который выдает нелинейные данные. Без моделирования реальных условий работы, стендовая проверка невозможна.

    Видео по теме

    Датчик АБС: на страже безопасности и комфорта вашей машины

    Почти каждый современный автомобиль оснащается активными системами безопасности, в том числе и антиблокировочной системой. Основным чувствительным элементом этих систем является датчик скорости или датчик АБС — все об этих датчиках, их типах и конструкции, а также выборе и замене — читайте в статье.

    Датчик АБС — его назначение и применимость

    Датчик АБС (датчик антиблокировочной системы, ДСА — датчик скорости автомобильный) — компонент антиблокировочной системы и других систем активной безопасности транспортных средств; бесконтактный импульсный датчик, предназначенный для измерения частоты (иногда — и направления) вращения всех или отдельных колес ТС.

    Основная функция ДСА — измерение частоты вращения колес транспортных средств с целью управления активными системами безопасности (антиблокировочной, антипробуксовочной, курсовой устойчивости и прочими) и измерения скорости движения ТС, а в отдельных случаях — для внесения корректировок в функционирование основных систем ТС (трансмиссией, головным светом, тормозной системы и т.д.) в соответствии с особенностями текущего режима движения.

    ДСА играют важную роль в современных транспортных средствах, выход из строя данных приборов может нарушить работу многих автомобильных механизмов и систем. Поэтому при неисправности датчик подлежит скорейшей замене. Но прежде, чем покупать новый датчик АБС, следует разобраться в типах и особенностях этих приборов.

    Датчик АБС МАЗ тормозной системы ЭКРАН

    Датчик АБС МАЗ тормозной системы ЭКРАН

    Датчик АБС ГАЗ,КАМАЗ,МАЗ,НЕФАЗ,УРАЛ тормозной системы L=1685мм прямой ЭКРАН

    Датчик АБС КАМАЗ-5490 DAF VOLVO IVECO RENAULT SCANIA колеса прямой (L=1700мм) DIESEL TECHNIC

    Датчик АБС SSANGYONG Rexton (02-) колеса переднего (+ESP) OE

    Датчик АБС ГАЗель Next передний (ОАО ГАЗ)

    Датчик АБС HYUNDAI Tucson (04-) колеса переднего левого MANDO

    Датчик АБС SSANGYONG Actyon,Kyron,Actyon Sports,Rexton (4WD) колеса переднего OE

    Датчик АБС CHEVROLET Cruze (09-),Orlando (11-) колеса переднего левого/правого СТАРТВОЛЬТ

    Датчик АБС ВАЗ 1118,2170 колеса заднего СТАРТВОЛЬТ

    Типы, конструкция и принцип работы датчиков АБС

    Сегодня находят применение три основных типа ДСА, работа которых основана на различных физических принципах:

    • Индуктивные (пассивные);
    • Анизотропные магниторезистивные;
    • Датчики Холла.

    Все датчики независимо от типа выполнены в пластиковых или металлических корпусах, которые несут на себе электрический разъем и крепежный элемент (кронштейн или другой). ДСА могут иметь исполнение одного из двух типов:

    • Аксиальное (торцевое, прямое) — датчик в виде цилиндра, в переднем торце которого установлен чувствительный элемент, а в заднем торце располагается электрический разъем;
    • Радиальное (угловое) — датчик выполнен в виде цилиндра с угловым расположением электрического разъема.

    Датчики АБС различных типов имеют существенные отличия в конструкции и работе, поэтому рассмотрим их отдельно.

    Индуктивные (пассивные) датчики АБС

    Данные датчики являются пассивными, так как в процессе работы не нуждаются в подаче питания. Функционирование прибора основано на эффекте электромагнитной индукции — возникновении тока в проводнике, помещенном в переменное магнитное поле. Сам датчик устроен несложно: его основу составляет индуктивная катушка, помещенная на металлический сердечник, для усиления эффекта внутрь катушки может помещаться компактный постоянный магнит. Датчик располагается в непосредственной близости с установленным на ступице колеса задающим диском — зубчатого диском из ферромагнитного сплава, по окружного которого выполнены зубцы прямоугольного профиля.

    Работает датчик просто. Когда автомобиль покоится, катушка окружена только постоянным магнитным током, поэтому в ней (а также и на выходе датчика) ток отсутствует. При вращении колеса мимо чувствительного элемента проходят зубцы задающего диска, и при каждом приближении зубца к сердечнику катушки окружающее ее магнитное поле несколько возрастает, а затем плавно убывает — это приводит к формированию переменного магнитного поля. И, вследствие эффекта электромагнитной индукции, в катушке формируется переменный ток — он и используется для измерения скорости вращения колеса.

    Пассивные датчики крайне просты конструктивно, однако они имеют низкую точность и, что самое главное, начинают выдавать объективные результаты измерений только при достижении автомобилем некоторой минимальной скорости. Поэтому датчики данного типа постепенно теряют свою популярность и заменяются на более совершенные устройства.

    Анизотропные магниторезистивные ДСА

    В основе работы прибора лежит анизотропный магниторезистивный эффект, проявляющийся в изменении величины электрического сопротивления изделий из ферромагнитных сплавов при их повороте относительно силовых линий неизменного магнитного поля. Данный эффект реализуется с помощью простого по конструкции прибора — его основной является пакет из пластин пермаллоя (сплава железа и никеля) с нанесенными на него металлическими проводниками, помещенного в микросхему с о встроенной электронной измерительной и преобразующей схемой.

    Микросхема помещается напротив задающего диска — закрепленного на ступице колеса кольца из диэлектрического материала (пластика) со сформированными намагниченными точками. Работает датчик просто. В покое поле в датчике постоянно, поэтому и сопротивление пластин со временем не изменяется. При вращении колеса напротив датчика проходят намагниченные точки задающего диска, вследствие чего изменяется величина поля и, как следствие, электросопротивления пластин. Так формируется сигнал, который измеряется электронной схемой и преобразуется в наиболее удобный для соответствующего электронного блока управления вид.

    Основным преимуществом датчиков данного типа является возможность изменения не только частоты, но и направления вращения колеса — это обеспечивается неравномерным изменением поля при прохождении рядом с датчиком намагниченных точек задающего диска. Эти ДСА являются эффективными и надежными, они начинают работать практически сразу при начале движения и обеспечивают очень высокую точность измерений. Поэтому они получают все более широкое распространение.

    ДСА на основе эффекта Холла

    Этот тип приборов основан на давно известном эффекте Холла — формировании поперечной разности потенциалов в широком плоском проводнике при его помещении в постоянное или переменное магнитное поле. То есть, если взять широкую пластину и к ее узким сторонам подключить электрический ток, а затем поместить ее в магнитное поле, то на ее широких сторонах возникнет разность потенциалов. В ДСА как раз и используется такая пластина (правда, очень небольших размеров), помещенная в микросхему вместе с измерительной и преобразующей схемой — эта микросхема часто называется интегральной схемой Холла. Микросхема устанавливается в датчик между полюсами металлического сердечника с постоянным магнитом, и размещается напротив задающего диска (импульсного ротора) в виде металлического зубчатого кольца или пластикового кольца с намагниченными участками.

    Функционирует ДСА этого типа просто. В покое магнитное поле вокруг микросхемы остается постоянным, поэтому сигнал отсутствует (точнее, всегда есть формируемый интегральной схемой сигнал определенной формы, однако ЭБУ он интерпретируется, как состояние покоя). При вращении колеса мимо датчика проходят торцы зубцов или намагниченные точки задающего диска, магнитное поле меняется (чем быстрее движение — тем чаще происходит изменение поля) и в микросхеме формируется сигнал — он обрабатывается, переводится в тот или иной вид (обычно в цифровой) и поступает на электронный блок управления АБС.

    Следует отметить, что сегодня существует большое разнообразие датчиков Холла, имеющих свои особенности функционирования. Но в общем случае в них протекают описанные выше процессы, поэтому отдельные разновидности датчиков здесь мы рассматривать не будем.

    Датчики данного типа являются наиболее простыми и дешевыми, они производят измерения с очень высокой точностью и работают сразу при трогании ТС, поэтому получили самое широкое распространение.

    Читайте также  Почему перестала работать сигнализация на авто?

    Вопросы выбора и замены датчиков

    ДСА устанавливаются на колесах, поэтому в процессе эксплуатации подвергаются различным негативным воздействиям и в них возникают различные поломки. О нарушении работы ДСА говорит соответствующий индикатор на приборной панели, также выход из строя одного или нескольких датчиков проявляется изменением характера работы тормозной системы — беспричинное срабатывание АБС или, напротив, отсутствие ответа со стороны АБС при резком торможении, характерный хруст при нормальном движении автомобиля и т.д. Во всех этих и других ситуациях датчик АБС следует заменить.

    На замену следует выбирать датчики только тех типов и моделей (а точнее — каталожных номеров), что были установлены на авто ранее. Ни в коем случае не допустима замена типа датчиков, например — установка вместо индуктивного ДСА прибора на основе ИС Холла, и наоборот. Датчики различных типов формируют определенные типы сигналов, а предназначенные для работы с ними ЭБУ имеют входные цепи, несовместимые с датчиками других типов. Поэтому монтаж неправильного ДСА лишь усугубит ситуацию.

    Демонтаж старого датчика и монтаж нового должен выполняться строго в соответствии с инструкцией по ремонту и ТО транспортного средства. Обычно для демонтажа ДСА необходимо вывернуть один винт (болт) и снять электрический разъем. Затем следует тщательно очистить место установки датчика от любых загрязнений, и потом установить новый прибор. После монтажа датчик и вся система, как правило, не требует калибровки или настройки — все сразу начинает работать.

    В случае верного выбора и правильной замене ДСА системы активной безопасности вашей машины вновь будут надежно выполнять свои функции, помогая водителю преодолеть сложные и опасные дорожные ситуации.

    В сфере ремонта и строительства самое широкое применение находит простой в применении и универсальный материал — монтажная пена. Все, что вы хотели узнать о монтажной пене, ее существующих типах, составе и характеристиках, а также о подборе и применении этого материала — рассказано в данной статье.

    В авторемонтной практике и на различных предприятиях часто возникает необходимость розлива топлив, масел и других технических жидкостей из бочек и еврокубов в малые емкости — для этого используются бочковые насосы, о существующих типах которых, их устройстве, выборе и применении рассказано в статье.

    Монтажные, слесарные, электромонтажные и другие работы сложно представить без простого, но функционального инструмента — пассатижей и плоскогубцев. О том, что такое пассатижи и плоскогубцы, какими они бывают и как устроены, а также о правильном выборе и использовании инструмента — читайте в статье.

    Эксплуатация автомобиля летом сопровождается специфическими загрязнениями — битумными и смолистыми пятнами, следами насекомых и другими. Эти загрязнения не удаляются водой при мойке, решить проблему помогают специальные средства — очистители битума и следов насекомых, о которых рассказано в статье.

    Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

    Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

    Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

    Что такое ABS, и почему она стала обязательной для современного автомобиля

    Аббревиатура ABS, или АБС в русском варианте, стала абсолютно привычной для уха каждого автомобилиста. Некоторые начинающие водители знают, что их автомобиль оснащен АБС, но порой не догадываются о том, что это и как работает, пока однажды педаль тормоза при нажатии не начнет «хрустеть», вибрировать и «отстреливать» в ногу. Что же такое ABS, и почему она стала негласным, а во многих странах и законодательно установленным стандартным элементом оснащения для современного автомобиля?

    ABS, или АБС — это антиблокировочная система, предотвращающая блокировку колес при торможении. Если во время торможения одно или несколько колес автомобиля заблокируются и начнут скользить по поверхности, АБС ослабит давление в соответствующей тормозной магистрали, и колесо вновь начнет вращаться. Если педаль тормоза будет постоянно и сильно нажата, этот процесс блокировки-разблокировки колеса будет продолжаться непрерывно до конца торможения и может осуществляться несколько раз в секунду.

    Даже многие из тех, кто знает, что такое ABS, порой ошибочно или не до конца верно представляют себе основное предназначение этой системы. Главной ошибкой в представлении функционала АБС является уверенность в том, что антиблокировочная система нужна для уменьшения тормозного пути автомобиля. Однако на самом же деле ее главное предназначение — сохранить возможность управлять транспортным средством во время торможения, даже экстренного.

    На автомобиле без АБС при экстренном торможении у неопытного водителя управляющие колеса будут заблокированы — а это значит, что поворот руля в любую сторону не будет оказывать никакого влияния на траекторию движения автомобиля: он будет продолжать двигаться прямо до тех пор, пока не будет восстановлено сцепление передних управляющих колес с поверхностью. ABS же решает эту проблему: непрерывно контролируя вращение колес и разблокируя их при необходимости, она обеспечивает их вращение и таким образом сохраняет необходимое сцепление с дорожным покрытием, позволяя одновременно тормозить и выполнять маневр.

    Еще одна фундаментально важная функция АБС, прямо проистекающая из вышеописанного — обеспечение безопасного, равномерного и прямолинейного торможения на поверхностях с неоднородным сцеплением. Например, если одна сторона автомобиля попала на мокрую поверхность, скользкую линию разметки или наледь, а другая движется по относительно чистому асфальту, экстренное торможение без АБС приведет к тому, что одна сторона будет тормозить эффективнее чем другая — и автомобиль немедленно развернет и закрутит в неуправляемом заносе. Особенно это опасно при движении в повороте, когда на автомобиль уже действует боковое усилие: перепад эффективности торможения колес в этом случае легко нарушает баланс.

    Впрочем, утверждение о полезности ABS для уменьшения тормозного пути автомобиля тоже верно, но лишь отчасти. На поверхностях с равномерным и достаточным сцеплением колес с покрытием торможение «юзом» с заблокированными колесами будет менее эффективным, чем торможение без блокировки колес, и тормозной путь в первом случае, как правило, будет, больше. В этом случае использование АБС действительно уменьшает тормозной путь, не давая колесам скользить по поверхности. Однако на рыхлых поверхностях, таких как гравий, снег или песок, при торможении без ABS заблокировавшиеся колеса зарываются вглубь, создавая перед собой дополнительный барьер, сокращающий тормозной путь. Работа АБС в этом случае заставляет колеса вращаться, не позволяя им зарываться и удлиняя тем самым тормозной путь автомобиля.

    «Ухудшает» антиблокировочная система и торможение на чистом льду на шипованных шинах: заблокированное шипованное колесо «вгрызается» в лед, оставляя за собой борозды, и работает на пределе своих возможностей — а если в дело вступает ABS, колесо вращается с короткими проскальзываниями, и эффективность такого торможения будет ниже. Именно этим фактом оперируют многие «опытные» и «знающие» водители, считающие ABS технологическим излишком, мешающим им «контролировать» автомобиль. Однако несмотря на увеличение тормозного пути, АБС и на льду сохраняет свое основное преимущество: дает возможность маневрировать и управлять автомобилем, а не просто ждать исхода, зажав педаль тормоза.

    За годы своего существования ABS претерпела заметную эволюцию, однако основной принцип и функциональные элементы выработались уже давно. Типичная АБС включает в себя датчики скорости вращения колес, управляющие клапаны в гидравлической тормозной магистрали и электронный блок, который получает информацию от датчиков и управляет работой клапанов.

    Если датчик, установленный на ступице колеса, сигнализирует о его резком замедлении или полной остановке, блок управления дает команду на кратковременное открытие клапана, чтобы уменьшить давление в тормозной магистрали и заставить колесо вращаться. Процесс опроса блоком управления датчиков на колесах и разблокировки колес может осуществляться несколько раз в секунду — именно поэтому при срабатывании АБС педаль «вибрирует». Кроме трех вышеперечисленных компонентов в состав АБС может входить насос, который призван быстро восстановить давление в тормозной магистрали после его снижения из-за открытия клапана.

    АБС может иметь разное число датчиков и управляющих клапанов: в зависимости от их числа выделяют так называемые «четырехканальные», «трехканальные», «двухканальные» и «одноканальные» АБС. Число «каналов» определяется как раз числом управляющих клапанов, которые могут управлять давлением в тормозной магистрали: если их четыре, по одному индивидуальному для каждого из колес, то система четырехканальная, если три — по одному на каждое из передних колес и один общий на заднюю ось — то трехканальная, если клапанов два, по одному на ось — двухканальная, а если клапан один — то одноканальная. Современные АБС, разумеется, четырехканальные — остальные схемы встречаются на старых автомобилях.

    Стоит отметить, что датчики вращения колес реагируют именно на резкое снижение скорости этого вращения, а также могут передавать блоку управления информацию о большой дифференциальной разнице между скоростями вращения колес на разных осях или сторонах автомобиля. Однако в работе АБС учитывается тот факт, что скорости вращения колес на одной оси могут быть неравномерными и в штатных условиях: к примеру, в повороте колеса на внешней стороне поворота будут вращаться быстрее, чем на внутренней.

    Читайте также  Как работает роторный двигатель mazda rx 8?

    С учетом рассказанного выше ответ на этот вопрос теперь очевиден: АБС значительно улучшает активную безопасность автомобиля. Современный водитель гораздо менее специфичен и профессионален, чем полвека назад: если когда-то давно к водителю предъявляли высокие требования, заставляя его уметь многое, то теперь автомобиль стал предметом быта, и управление им делают максимально доступным для каждого. Соответственно, современный автомобиль должен быть максимально удобен и безопасен в управлении даже для начинающего водителя с минимальной квалификацией.

    Ну а АБС в частности решает проблему потери управления при экстренном торможении. Резкое появление препятствия на дороге заставляет человека инстинктивно ударить по тормозам. В случае, если он вошел в поворот на слишком высокой скорости, решение будет тем же. Зацепил обочину — тоже торможение… В общем, естественная реакция человека на возникновение опасной или просто нештатной ситуации — это резкое нажатие на педаль тормоза, и уже потом — возможно, попытка исправить эту ситуацию рулем. АБС в этом случае заметно снижает цену этой ошибки. Поэтому неудивительно, что, к примеру, в Евросоюзе оснащение автомобиля АБС стало обязательным по закону еще в 2004 году.

    В случае, если ваш автомобиль не оснащен АБС, ее работу можно имитировать нехитрым приемом, который называется довольно очевидно — «прерывистое торможение». Собственно, именно владение им и характеризует водителей с некоторым опытом: такой водитель, почувствовав блокировку колес, перебарывает естественное инстинктивное желание продолжать давить на педаль сильнее, а снижает усилие на ней и начинает тормозить прерывисто, давя на педаль толчками. Такое торможение можно сравнить с работой примитивной одноканальной АБС — только даже опытный водитель не способен обеспечить такую частоту «толчков», как у электроники. Тем не менее, прерывистое торможение все равно обеспечивает необходимый эффект, обеспечивая вращение колес при замедлении.

    Датчик АБС: основа активных систем безопасности автомобиля

    Антиблокировочная система (АБС) отслеживает параметры движения транспортного средства по показаниям датчиков, установленных на одном или нескольких колесах. О том, что такое датчик АБС и зачем он нужен, каких типов он бывает, как устроен и на каких принципах основана его работа — узнайте из статьи.

    Что такое датчик АБС

    Датчик АБС (также датчик скорости автомобильный, ДСА) — бесконтактный датчик скорости вращения (или частоты вращения) колеса транспортных средств, оснащенных различными электронными системами активной безопасности и вспомогательными системами управления. Датчики скорости являются основными измерительными элементами, обеспечивающими работу антиблокировочной системы (АБС), системы курсовой устойчивости (ESC) и антипробуксовочной системы. Также показания датчиков используются в некоторых системах управления автоматической трансмиссией, измерения давления воздуха в шинах, адаптивного освещения и других.

    Датчиками скорости оснащаются все современные автомобили и многие другие колесные транспортные средства. На легковых автомобилях датчики устанавливаются на каждом колесе, на коммерческих и грузовых автомобилях датчики могут устанавливаться как на все колеса, так и в дифференциалах ведущих мостов (по одному на ось). Таким образом, антиблокировочные системы могут отслеживать состояние всех колес или колес ведущих мостов, и на основе этой информации вносить изменения в работу тормозной системы.

    Типы датчиков АБС

    Все существующие ДСА делятся на две больших группы:

    • Пассивные — индуктивные;
    • Активные — магниторезистивные и на основе датчиков Холла.

    Пассивные датчики не требуют внешнего питания и имеют простейшую конструкцию, однако обладают невысокой точностью и рядом недостатков, поэтому сегодня находят незначительное применение. Активные датчики АБС для работы нуждаются в электропитании, несколько сложнее по конструкции и дороже, однако обеспечивают наиболее точные показания и надежны в работе. Поэтому сегодня на большинство легковых автомобилей устанавливаются именно активные датчики.

    ДСА всех типов имеют два исполнения:

    • Прямые (торцевые);
    • Угловые.

    Прямые датчики имеют вид цилиндра или стержня, в одном торце которого устанавливается чувствительный элемент, на другом — разъем или провод с разъемом. Угловые датчики оснащаются угловым разъемом или проводом с разъемом, также они имеют пластиковый или металлический кронштейн с отверстием для болта.

    Конструкция и работа индуктивных датчиков АБС

    Это наиболее простой по конструкции и работе датчик скорости. Его основу составляет катушка индуктивности, намотанная тонким медным проводом, внутри которой размещен достаточно мощный постоянный магнит и железный магнитный сердечник. Торец катушки с магнитным сердечником располагается напротив металлического зубчатого колеса (импульсного ротора), жестко установленного на ступице колеса. Зубцы ротора имеют прямоугольный профиль, расстояние между зубцами равны или несколько больше их ширины.

    Работа данного датчика основана на явлении электромагнитной индукции. В покое в катушке датчика нет тока, так как ее окружает постоянное магнитное поле — на выходе датчика нет сигнала. Во время движения автомобиля вблизи магнитного сердечника датчика проходят зубцы импульсного ротора, что приводит к изменению проходящего через катушку магнитного поля. В результате магнитное поле становится переменным, что согласно закону электромагнитной индукции порождает в катушке переменный ток. Этот ток изменяется по закону синуса, причем частота изменения тока зависит от скорости вращения ротора, то есть — от скорости движения автомобиля.

    Индуктивные датчики скорости имеют существенные недостатки — они начинают работать только при преодолении определенной скорости и формируют слабый сигнал. Это делает невозможной работу АБС и других систем на малых скоростях и часто приводит к ошибкам. Поэтому пассивные ДСА индуктивного типа сегодня уступают место более совершенным активным.

    Конструкция и работа датчиков скорости на основе элемента Холла

    Датчики на основе элементов Холла наиболее распространены вследствие своей простоты и надежности работы. Они основаны на эффекте Холла — возникновении поперечной разности потенциала в плоском проводнике, помещенном в магнитное поле. Таким проводником выступает квадратная металлическая пластина, помещенная в микросхему (интегральную схему Холла), в которой также находится оценивающая электронная схема, формирующая цифровой сигнал. Данная микросхема устанавливается в датчик скорости.

    Конструктивно ДСА с элементом Холла прост: его основу составляет микросхема, за которой располагается постоянный магнит, а вокруг может располагаться металлическая пластина-магнитопровод. Все это помещено в корпус, в задней части которого расположен электрический разъем или проводник с разъемом. Датчик располагается напротив импульсного ротора, который может выполняться либо в виде металлического зубчатого колеса, либо кольца с намагниченными участками, импульсный ротор жестко монтируется на ступице колеса.

    Принцип работы датчика Холла следующий. Интегральная схема Холла постоянно формирует цифровой сигнал в виде прямоугольных импульсов той или иной частоты. В покое этот сигнал имеет минимальную частоту или вовсе отсутствует. При начале движения автомобиля мимо датчика проходят намагниченные участки или зубцы ротора, что влечет за собой изменение тока в датчике — это изменение отслеживается оценивающей схемой, которая формирует выходной сигнал. Частота импульсного сигнала зависит от скорости вращения колеса, что и используется антиблокировочной системой.

    ДСА данного типа лишены недостатков индуктивных датчиков, они позволяют измерять скорость вращения колес буквально с первых сантиметров движения автомобиля, точны и надежны в работе.

    Конструкция и работа анизотропных магниторезистивных датчиков скорости

    Магниторезистивные датчики скорости основаны на анизотропном магниторезистивном эффекте — изменении электрического сопротивления ферромагнитных материалов при изменении их ориентации относительно постоянного магнитного поля.

    В качестве чувствительного элемента датчика выступает «слоеный пирог» из двух или четырех тонких пермаллоевых пластин (специальный железоникелевый сплав), на которые наносятся металлические проводники, определенным образом распределяющие силовые линии магнитного поля. Пластины и проводники помещены в интегральную схему, в которой также находится оценивающая схема для формирования выходного сигнала. Данная микросхема устанавливается в датчик, располагающийся напротив импульсного ротора — пластикового кольца с намагниченными участками. Кольцо жестко устанавливается на ступице колеса.

    Работа AMR-датчиков сводится к следующему. В покое сопротивление ферромагнитных пластин датчика остается неизменным, поэтому формирующийся интегральной схемой выходной сигнал также не изменяется или вовсе отсутствует. Во время движения автомобиля мимо чувствительного элемента датчика проходят намагниченные участки импульсного кольца, что приводит к некоторому изменению направления силовых линий магнитного поля. Это вызывает изменение сопротивления пермаллоевых пластин, что отслеживается оценивающей схемой — в результате на выходе датчика формируется импульсный цифровой сигнал, частота которого пропорциональна скорости движения автомобиля.

    Следует заметить, что магниторезистивные датчики позволяют отслеживать не только скорость вращения колес, но также направление их вращения и момент остановки. Это возможно благодаря наличию импульсного ротора с намагниченными участками: датчик отслеживает не просто изменение направления магнитного поля, но и очередность прохождения магнитных полюсов мимо чувствительного элемента.

    ДСА данного типа являются наиболее надежными, они обеспечивают высокую точность измерения скорости вращения колес и эффективную работу активных систем безопасности автомобиля.

    Общий принцип работы датчиков скорости в составе АБС и других систем

    Антиблокировочные системы, независимо от установленных в них датчиков, имеют одинаковый принцип работы. Блок управления АБС отслеживает сигнал, поступающий от датчиков скорости, и сравнивает его с заранее рассчитанными показателями скорости и ускорения транспортного средства (эти показатели индивидуальны для каждого автомобиля). Если сигнал с датчика и записанные в блоке управления параметры совпадают — система бездействует. Если же сигнал от одного или нескольких датчиков отклоняется от расчетных параметров (то есть, происходит блокировка колес), то система включается в работу тормозной системы, предотвращая негативные последствия блокировки колес.

    Подробнее о работе антиблокировочной и иных активных систем безопасности автомобиля можно узнать в других статьях на сайте.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: