Как устроен датчик абс

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.

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

Датчик АБС ГАЗ,КАМАЗ,МАЗ,НЕФАЗ,УРАЛ тормозной системы L=1000мм угловой PROVIA

Датчик АБС ГАЗ,КАМАЗ,МАЗ,НЕФАЗ,УРАЛ тормозной системы L=1700мм прямой PEKAR

Датчик АБС ГАЗ,КАМАЗ,МАЗ,НЕФАЗ,УРАЛ тормозной системы L=1000мм угловой SORL

Датчик АБС HYUNDAI Elantra (15-) колеса переднего левого OE

Датчик АБС SSANGYONG Actyon (06-),Kyron (05-),Actyon Sports (06-) колеса переднего OE

Датчик АБС ГАЗ,КАМАЗ,МАЗ,НЕФАЗ,УРАЛ тр. системы L=1700мм с компл. для уст. KNORR-BREMSE

Датчик АБС ГАЗ,КАМАЗ,МАЗ,НЕФАЗ,УРАЛ тормозной системы L=1000мм угловой PEKAR

Датчик АБС МАЗ тормозной системы ЭКРАН

Датчик АБС HYUNDAI Accent,Verna (99-02) (ТАГАЗ) колеса переднего левого/правого MANDO

Типы, конструкция и принцип работы датчиков АБС

Общая схема антиблокировочной системы и место в ней датчиков скорости

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

Конструкция индуктивного (пассивного) датчика 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

Анизотропный магниторезистивный датчик АБС

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

Конструкция датчика АБС на основе ИС 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.

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.

29 Июня Пила циркулярная электрическая: быстрая и качественная резка древесины

Для распиловки древесины самое широкое распространение получил простой механизированный инструмент — циркулярная пила. Все о том, что такое циркулярная (дисковая) пила, каких типов бывает этот инструмент, как он устроен и работает, а также о правильном подборе и эксплуатации пил — читайте в статье.

22 Июня АКБ: подбор, установка, эксплуатация, техника безопасности

Выбор, замена и обслуживание автомобильного аккумулятора — дело несложное, но требующее определенных знаний и навыков. Вопросы правильного побора АКБ для транспортного средства, его монтажа, правильной и безопасной эксплуатации, а также его технического обслуживания подробно рассмотрены в материале.

15 Июня АКБ: типы, устройство и принцип работы аккумуляторов

Одной из основ электросистем современных автомобилей и иной техники являются источники постоянного тока для работы электростартеров — аккумуляторные батареи. Все об аккумуляторных батареях (АКБ), их существующих сегодня типах, конструкции и заложенных в основе их работы принципах — читайте в статье.

8 Июня Маяк проблесковый: свет предупреждает об опасности

Многие транспортные средства оснащаются специальными светосигнальными устройствами для привлечения внимания и предупреждения об опасности — проблесковыми маяками. О том, что такое проблесковый маяк, как он устроен и работает, а также о правилах его применения, покупке и установке — читайте в статье.

30 Ноября 2022 MEGAPOWER: фильтруем лишнее

Фильтры для легковых автомобилей MEGAPOWER — качественные расходники по оптимальной цене.

25 Августа 2022 Пистолет для подкачки шин с манометром: накачка шин для любителей и профессионалов

Одна из самых частых операций по обслуживанию автомобиля — подкачка шин. Для удобства выполнения этой работы созданы специальные приспособления — пистолеты для подкачки шин с манометром. Все об этих пистолетах, их типах, устройстве, характеристиках и применяемости подробно рассказано в данной статье.

11 Августа 2022 Нагнетатель смазки (солидолонагнетатель): незаменимое оборудование для заправки механизмов консистентной смазкой

Многие узлы автотракторной, сельскохозяйственной и иной техники, а также станков и разнообразного оборудования требуют регулярного наполнения консистентными смазками высокой вязкости. Наиболее эффективно эта работа выполняется специальными нагнетателями смазки, о которых подробно рассказано в статье.

Датчик АБС: что это такое и всем ли нужно?

Датчик АБС в антиблокировочной системе отвечает за «информативную передачу информации» в блок управления. Именно его импульсы формируют картину понимания блоком как сейчас ведёт себя автомобиль на дороге и в зависимости от неё выстраивает логику процесса торможения. В этой статье поговорим подробно про датчик abs, что это такое, устройство, принцип работы, для чего нужен на автомобиле и многое другое.

Как выглядит

Чтобы найти АБС на автомобиле, особенных навыков и знаний не требуется. Задача его постоянно замерять скорость движения машины (угловую скорость вращения колеса), поэтому датчик скорости АБС на колесе ставится на ступице как можно ближе к приводному валу.

Для того, чтобы понять, как выглядит датчик АБС на колесе, проще всего один раз его увидеть на собственном авто. Для этого:

• Домкратим кузов машины, балонным ключом отворачиваем гайки (болты) колеса.
• Снимаем колесо и ищем провод в районе тормозного суппорта.

• Проведя рукой до окончания проводка, мы обнаружим на его выводе небольшой цилиндр, на торце которого обычно выведен магнит. Это и есть датчик АБС (ещё его называют колёсным). Рассмотрите и запомните, как он выглядит.

Принцип работы

Принцип работы датчика АБС строится на простейших физических явлениях (электромагнитная индукция и эффект Холла). Как правило, они известны школьникам из курса физики старших классов. В настоящее время все типы датчиков АБС работают на основе следующих явлений:

1. Явление электромагнитной индукции — возникновение тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.
2. Эффект Холла — суть его основывается на том, что если в магнитное поле поместить проводник и пропустить через него электрический ток, то на электроны в магнитном поле будет действовать сила Лоренца, направляя их в определённую сторону.

Соответственно исходя из этого каждый из типов получил свое название индуктивные (пассивные) и активные (Холла). Принцип работы контроллеров диктует требования, как устроен датчик АБС внутри.

Устройство

Теперь рассмотрим устройство датчика АБС, которое определилось на основе вышеописанных законов физики. Вот они:

• Индуктивный. Он расположен и закреплён на ступице колеса без возможности смещения. Представляет собой сборку по типу «слоёного пирога». В сердцевине располагается железный сердечник, вокруг сердечника размещается постоянный магнит. На магнит последовательно в несколько рядов намотана медная проволока. Таким образом получается индуктивная катушка. Вся эта конструкция закрыта в пластиковом корпусе повышенной жёсткости. Торец железного сердечника выведен за выступ корпуса примерно на 1 мм. Выводы от медной обмотки в проводной оплётке подводятся в модуль блока управления АБС. Эта схема датчика АБС называется статор. Вторая половинка рабочей схемы называется ротор. Она является подвижной, чтобы всё устройство работала, а также она представляет собой ту часть, с чего считывает датчик АБС скорость движения автомобиля. Визуально ротор напоминает корончатую гайку, а конструктивно выполняется путем нарезания на приводе колеса зубцов или установки зубчатого сектора (его ещё называют «гребёнкой»).

Пока автомобиль неподвижен, вся система находится в состоянии покоя. Как только транспортное средство начинает движение вперед, приводной вал колеса понятное дело приводится во вращении. Его зубцы вкупе с зазорами между ними при превышении определённого скоростного порога согласно закону электромагнитной индукции постоянное поле магнита превращают в переменное. По закону физики в переменном магнитном поле появляется переменный электрический ток, который в виде импульсов по проводам обмотки и далее по схеме попадает в блок управления. Закон изменения этих импульсов представляет синусоиду, таким образом по возникающим максимумам и минимумам и их частотностью можно судить об угловой скорости вращения колёс, а это в свою очередь — измерить скорость движения автомобиля.

Из принципа работы сразу виден недостаток таких устройств. Они начинают работать при преодолении определённого порога скорости (обычно это более 5 км/ч).

К плюсам относится простота конструкции.

• Теперь рассмотрим, как работает датчик АБС в ступице, принцип которого основан на эффекте Холла. Из чего состоит такой агрегат: в пластиковом корпусе датчика располагаются постоянный магнит, металлическая пластина, помещённая в микросхему. К датчику через разъём по проводу подводится электрический ток от напряжения бортовой сети автомобиля. Это статор. Ротором называется зубчатое колесо или колесо с нанесёнными на нём периодическими участками, который установлен на ступице.

Ток в паре ротор-статор присутствует при включении зажигания, т.е. всегда при движении. Как только автомобиль сделал старт, колесо, а значит, и ступица начинает вращаться. Намагниченные участки (или зубья) при вращении проходят мимо датчика и закону Холла изменяют ток в датчике АБС. Изменение тока отслеживает микросхема, она же преобразует изменение тока в сигнал, понятный блоку управления. По частоте изменения сигнала блок измеряет скорость движения в данный момент времени.

Как показала практика, датчики такого типа общаются с блоком управления при любой скорости благодаря току в цепи.

За что отвечает?

Теперь ответим на вопрос, для чего нужен датчик АБС, за что отвечает как одно из звеньев антиблокировочной системы. Отметим, что в начале становления автомобилестроения инженеры шли по современным взглядам по парадоксальному пути: считалось, торможение эффективнее карданной передачей, чем колесами. Также пытались свести торможение автомобиля за счёт остановки задней оси машины. В конечном итоге путём проб и ошибок была создана антиблокировочная система, принцип и устройство которой практически не изменились до настоящего времени (совершенствуются только механизмы и качество исполнения).

Определимся теперь окончательно про датчик АБС, что это такое в машине и каковы его функции:

1. Измеряет скорость вращения колеса. На основе этой информации строится алгоритм торможения автомобиля.
2. Некоторые устройства позволяют понимать блоку не только частоту, но и направление вращения. Это в свою очередь расширяет диапазон раздельного программирования как при движении вперед, так и при движении задним ходом.
3. Помогают определить момент блокировки колёс, т.е. «точку времени» потери управляемости автомобилей. Растормозив колесо в этот момент, предотвращается вероятность возникновения аварийной ситуации.
4. На основе информации от датчиков АБС строится программа работы не только антиблокировочной системы, но систем поддержания курсовой устойчивости, антипробуксовочной и т.д.

Как видно, колесный датчик отвечает за «наблюдательную» и «информативную» функции в системах автомобиля. В человеческом обществе за это отвечают средства массовой информации и социальные сети, которые доносят новости до человека, а тот в свою очередь делает для себя выводы в той или иной ситуации.

За и против

Датчик как составляющая антиблокировочной системы создавался, чтобы облегчить процесс управления и торможения человеку. Проанализируем достоинства и недостатки системы. Плюсы:

• Уменьшение тормозного пути при экстренном торможении на сухом дорожном покрытии.
• Увеличение срока службы шин.
• Сохраняется управляемость автомобилем из-за отсутствия блокировки колёс.

1. Если дорожное покрытие неоднородное(песок) или ледовое, то тормозной путь в абс больше, нежели без неё.
2. При использовании в системе индуктивных датчиков невозможность получения информации о скорости движения в диапазоне до 5 км/ч.

Надеемся, что изложенный материал был вам интересен. Ждём комментарии в отзывах.

Датчик АБС: основа активных систем безопасности автомобиля

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 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.

Другие статьи

Зима и лето, два полюса, между которыми меняется весь наш мир. И в этом мире существуют омывающие жидкости — помощники, которые обеспечивают нашу безопасность на дороге. В этой статье мы окунемся в мир омывающих жидкостей и узнаем, какие они бывают, от чего зависит их температура замерзания и как их правильно выбрать.

Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.

Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.

Одной из основных деталей распределителя зажигания является опорная пластина, отвечающая за функционирование прерывателя. Все о пластинах прерывателя, их существующих типах и конструктивных особенностях, а также о подборе, замене и регулировках данных компонентов подробно рассказано в данной статье.