Как работает датчик абс – Как проверить датчик АБС своими руками - Дом-Паркинг

Содержание

виды, типы, принципы работы и причины поломки

Идея создания первой антиблокировочной системы пришла в голову инженерам почти 100 лет назад, когда начался стремительный рост скорости автомобилей. Высокие скорости и эффективные тормозные системы ставили конструкторов перед проблемой – нужно было сделать торможение не только эффективным, но и максимально безопасным. Патент на первую антиблокировочную систему был получен еще в 1936 году, но тогда у компании Bosch еще не было нужных технических возможностей для реализации данной идеи. Впервые ABS установили серийно на моделях Mercedes в 1978 году. Позже практически такую же систему реализовали BMW. Антиблокировочные системы постоянно модернизируются и совершенствуются, но принципы работы неизменны. Так же, как и тогда, сейчас в основе лежат датчики. Иногда они выходят из строя, и периодически нужна замена датчика АБС.

Принципы работы системы

Существует распространенное мнение, что главная задача антиблокировочной системы – сократить тормозной путь. Но для этого существуют современные колодки и умные системы. Задача ABS – это сохранить управляемость в процессе снижения скорости. Когда колеса не вращаются и заблокированы, а автомобиль под действием силы инерции продолжает двигаться, как-либо повлиять на траекторию уже невозможно. Машина будет скользить на заблокированных колесах, как ей угодно. При заблокированных колесах ситуация на дороге превращается в боулинг.

Для того чтобы избежать подобных проблем, разработана система ABS. Электронный блок вместе с датчиками не позволяет тормозному механизму полностью заблокировать колесо. Колеса вращаются прерывисто. Секунда на поворот, еще секунда на блокировку. В этом режиме осуществляется не только очень эффективное торможение, но и есть управляемость. Пока колеса крутятся, машина будет правильно реагировать на управление.

Устройство ABS

Датчики, которые фиксируют частоту вращения колеса, отправляют эти данные на управляющий блок. Затем блок обрабатывает полученную информацию и управляет работой исполнительного блока клапанов, который соединен с тормозной системой. При помощи магнитных клапанов регулируется давление жидкости в тормозных контурах.

В процессе снижения скорости данные обрабатываются электроникой, и работа системы корректируется по развитию ситуации на дороге и качеству дорожного покрытия.

Современные автомобили укомплектованы наиболее эффективными четырехканальными системами ABS. Здесь датчики имеются около каждого колеса, и регулировка вращения может осуществляться для каждого колеса в отдельности. Это очень удобно на тяжелых дорогах, когда под каждым колесом может быть разное покрытие. Трехканальные системы состоят из трех датчиков, два из которых расположены на передних колесах, а один – на задней паре.

Более дешевая, самая простая, но не менее эффективная двухканальная система работает на базе двух датчиков. Один установлен возле переднего колеса, второй — возле заднего по диагонали. Система работает четко и слаженно. Проблемы с ней редко случаются, как говорят отзывы владельцев.

Виды датчиков ABS

Сегодня в системах ABS применяют два типа сенсоров. Это простые и недорогие датчики пассивного типа и более точные активные. Подробно о них мы расскажем далее.

Устройство датчика ABS

Элемент представляет собой две части. Это сам сенсор, закрепленный около колеса. Чтобы система могла определять скорость вращения, около датчика установлен индикатор, установленный на ступице, ступичном подшипнике, ШРУСе или в другом месте. Датчик считывает обороты колеса. А электронный блок обрабатывает информацию и оценивает дорожную ситуацию.

Принцип работы пассивного датчика ABS

Пассивный сенсор представляет собой постоянный магнит, оснащенный сердечником в металлической обмотке. Замена датчика АБС на “Шевроле” такого типа практически никогда не осуществляется в силу простоты и высокой надежности.

Когда зубчатое колесо проходит через магнитное поле, в катушке образуется переменный ток. Сила тока зависит от частоты вращения колеса. Именно эти данные и анализирует электронный блок управления ABS.

Датчики имеют преимущества и минусы. Среди преимуществ – высокая надежность, устойчивость перед грязью, отсутствие необходимости во внешних источниках энергии, простота замены датчика ABS, устойчивость к износу. Но сенсор начинает работать эффективно на скорости больше пяти километров в час. Точность пассивных датчиков слабая.

Активный

Вместе с магниторезистивными датчиками применяют импульсные кольца с постоянными магнитами. Кольцо закреплено на ступице. Датчик представляет собой полупроводник, на который подается постоянное напряжение. Когда датчик проходит через магнитное поле, на полупроводнике меняется сопротивление.

Эти сенсоры самые точные, но и конструкция сложнее, отсюда и их недолговечность. Замена датчика ABS связана с определенными трудностями.

Неисправности

Датчики первой конструкции ломаются редко – в них выходить из строя практически нечему. Среди причин неисправности – повреждение проводки, неквалифицированный ремонт, механические повреждения в случае ДТП. Ремонту элементы не поддаются, и проблему можно решить только заменой датчика АБС. На “Ниссане” поступают именно так.

Датчики могут выходить из строя по причине сильных магнитных полей, но эта проблема может быть на специальном транспорте, а на городских легковых авто она исключается.

Некорректная работа может быть из-за люфта подшипников, на которых установлены импульсные кольца. Также кольцо может сломаться. Если датчик вышел из строя, то чаще всего специалисты рекомендуют замену датчиков АБС колес.

Необходимость замены

Любая неисправность системы обязательно будет продиагностирована – ABS имеет встроенную диагностику. Она срабатывает перед каждым пуском двигателя. Если система работает нормально, то данный индикатор загорится при запуске мотора, а затем через полминуты погаснет.

Но если контроллер работает неправильно, тогда при запущенном моторе индикатор будет гореть постоянно или при езде будет моргать. Это один из первых признаков, что один из датчиков неисправен.

Кроме того, при неисправном датчике или датчиках бортовой компьютер может выдавать ошибки, при резких торможениях возможна блокировка колес, при торможении на педали может присутствовать характерная вибрация. При выключенном ручном тормозе может гореть лампа ручника.

Если на автомобиле имеется хотя бы одна из описанных проблем, тогда нужно провести грамотную и полную диагностику. Если выявится факт выхода датчика из строя, тогда его нужно менять на новый.

Однако перед заменой переднего датчика АБС можно попробовать проверить зазоры между датчиком и кольцом, давление в шинах. Можно провести диагностику и визуальную проверку всей электрической цепи. Если явных неисправностей не найдено, тогда проблема в сенсорах либо в электронных системах.

Как менять датчики ABS?

Зачастую на современных автомобилях они установлены на всех четырех колесах. Демонтаж элементов передней оси проводят с днища или на некоторых моделях из-под капота. Но при замене заднего датчика АБС доступ имеется только снизу.

Для работ понадобится определенный набор инструмента. Это торцевые и рожковые ключи, баллонный ключ для демонтажа колес, домкрат, молоток, отвертки, жидкий ключ, а также мультиметр.

Инструкция по замене

Рассмотрим процесс замены датчика АБС “Тойоты” на задней оси. Автомобиль ставят на ровной площадке на ручной тормоз. Для повышения безопасности под колеса укладывают упоры. На этом же этапе нужно снять минусовую клемму с аккумуляторной батареи.

Далее демонтируют задние кресла, отделку порога, дверной уплотнитель. Нужно добраться до разъема. Для этого отгибают фиксаторы и оттягивают отделку около крепления стойки амортизатора. Затем отсоединяют разъем.

Далее авто поднимается домкратом, а под днище подкладывают брусок для подстраховки. После этого можно откручивать и снимать колесо. Датчик установлен на кронштейне. Для замены датчика АБС нужно распылить на кронштейн жидким ключом и немного подождать. Затем выкручивают крепежный болт. Постукивая по элементу, отверткой извлекают датчик.

Затем нужно выкрутить крепеж, удерживающий кронштейны провода. Два болта на арке, а один — на амортизационной стойке. Провод следует вытащить в салон.

Монтаж нового устройства осуществляют в обратном порядке. На этом операция окончена. По аналогичной схеме меняются датчики на других моделях авто (не становится исключением и замена датчика АБС “Лансера”).

Ремонт сенсоров

В большинстве случаев ремонт датчиков нерентабельный и невозможен. Но отечественные автолюбители иногда ремонты выполняют. Так, на «Тойоту Марк-2» вместо штатного датчика установили и заставили работать ДПКВ от ГАЗ-406. Нередко на иномарки также устанавливают датчики от продукции «АвтоВАЗа». После небольшой доработки запчасти ВАЗа можно установить практически на любой автомобиль, и он будет работать.

Заключение

Итак, мы рассмотрели, для чего нужны датчики АБС и как выполняется их замена. Если система ABS вышла из строя, то лучше проверить датчики. Система отвечает за безопасность торможения, а это очень важно, ведь на дороге может случиться всякое.

fb.ru

Как уcтроена и работает ABS

АBS. Зашифрованные в этой аббревиатуре слова разные: например, по-немецки Antiblockiersystem, по-английски Anti-lock Brake System, есть даже устойчивое русскоязычное словосочетание «антиблокировочная система», но перевод и значение у них единые. Это система, которая не даёт колёсам блокироваться во время экстренного торможения и регулирует усилия, создаваемые тормозными механизмами. Главная задача системы триедина — дать водителю возможность управлять автомобилем, сохранить курсовую устойчивость и обеспечить наиболее эффективное замедление во время экстренного торможения.

Создание

Идея создать систему, предотвращающую блокировку колес, родилась еще до Второй мировой войны. Применять ABS изначально планировали в авиации. Но используемые в то время технологии и материалы не позволяли реализовать ее в массовом производстве, а уж тем более на серийном автомобиле. В 1964 году инженеры Mercedes совместно со специалистами компаний Teldix и Robert Bosch плотно взялись за дело. Для начала собрали все патенты и отчёты за последние пару десятков лет, в которых упоминалось о распределении тормозных усилий между колёсами.

Основные элементы любой ABS: блок управления и исполнительный механизм гидроагрегата (1), датчики скорости вращения колес (2). Гидроагрегат регулирует давление в контурах тормозной системы при помощи гидроаккумулятора, электрогидронасоса обратного хода и управляющих электрогидравлических клапанов. На схеме приведена четырёхканальная ABS, которая способна регулировать давление отдельно в каждой из четырёх тормозных магистралей.
желтый — информационные кабели;
красный — тормозной контур переднего правого и левого заднего колес;
синий — тормозной контур переднего левого и заднего правого колес

У всех современных систем четыре датчика, отслеживающих скорость вращения колес, и четыре пары клапанов – по два на каждый контур или канал тормозной системы. Такие системы называют 4-канальными. Они позволяют индивидуально регулировать тормозные усилия на каждом колесе, добиваясь максимально эффективного замедления

Исследования принесли результаты, например, помогли определиться с функциональной схемой ABS. Датчики (тогда лишь на передней оси) измеряли скорости вращения каждого колеса. Эти измерения регистрировал и сравнивал блок управления и при необходимости давал поправки исполнительному устройству скорректировать давление в каком-либо контуре тормозной системы. На бумаге все выходило довольно гладко. Но в реальных ситуациях ABS работала нечетко, на изменение сцепления колес с дорогой реагировала с запаздываниями, да и надежностью не славилась.

Еще в 1936 году компания Bosch зарегистрировала патент на «механизм, предотвращающий блокировку колёс моторных транспортных средств». Но лишь с внедрением электроники инженеры смогли разработать антиблокировочную тормозную систему (ABS 1), пригодную для использования на автомобиле

Одним из первых значимых шагов на пути к серийному производству стала замена в 1967 году механических датчиков на колесах бесконтактными, использующими принцип электромагнитной индукции. Преимущества очевидны: они не изнашиваются, устойчивы к механическим воздействиям, нет ложных срабатываний. Именно с такими сенсорами в 1970 году Mercedes представил общественности первую ABS c электронным управлением для легковушек, грузовиков и автобусов. Датчики передавали сигналы блоку, а тот управлял гидравлическим модулем, установленным между главным тормозным цилиндром и суппортами.

В 1978 году Mercedes-Benz первым в мире из автопроизводителей представил ABS на серийном S-Klasse. Опция добавляла к цене автомобиля 2217 марок. Чуть позже ту же ABS 2 примерила и БМВ 7-серии. И сегодня более двух третей всех новых автомобилей в мире оборудовано антиблокировочной системой тормозов

Принцип первой ABS заложен и в самой современной системе. Датчики отслеживают скорости вращения каждого колеса, блок управления сравнивает показания и подает команды электромагнитным клапанам гидромодуля, регулирующим давление в тормозной системе, — по паре (впускной и выпускной) на каждый контур. При экстренном торможении клапаны работают с частотой несколько десятков раз в секунду (15-20 Гц в зависимости от системы) — именно их стрекот мы слышим, когда колеса блокируются-разблокируются. При этом давление в одном или сразу нескольких контурах мгновенно поднимается и тут же стравливается, а колодки, соответственно, сжимают и отпускают диск, обеспечивая то самое прерывистое торможение.

Появление цифровой электроники позволило сделать блок управления компактнее и разместить его прямо на гидромодуле. Bosch впервые реализовал такую схему в 1989 году, выпустив модель ABS 2E

Первые системы базировались на аналоговой технике, которая часто выдавала ошибки, сами монтажные схемы были сложными и громоздкими. А уровень развития «цифры» был тогда несравнимо низок — первые микропроцессоры, появившиеся в начале 1970-х, для управления антиблокировочной системой не подходили. Лишь через 5 лет Bosch сделала полностью цифровой блок управления. Электронная начинка стала почти на порядок компактнее — блок ABS 1 состоял примерно из 1000 компонентов, и всего 140 было в «мозгах» системы второго поколения. Кроме этого, работать ABS стала почти безотказно и в разы быстрее — электроника за миллисекунды обрабатывала данные с колесных датчиков и посылала командные импульсы гидромодулю.

В середине 1990-х годов антиблокировочные тормозные системы стали устанавливать и на мотоциклы. Они предотвращали блокировку переднего колеса и полет седока через руль. На верхней схеме показано преимущество, которое даёт АБС при торможении среднестатистического мотоциклиста на сухом асфальте со скорости 100 км/ч.

Многие современные системы мотоциклов работают, даже если водитель нажал только на задний или передний тормоз.

Дальнейшая эволюция антиблокировочных систем шла в двух направлениях — совершенствование гидравлики и электроники. Для примера рассмотрим развитие ABS от Bosch, который не только является родоначальником антиблокировочной системы, но и основным поставщиком для большинства автопроизводителей, в том числе и российских.

Самым мощным поставщиком компонентов ABS является Bosch, который поставляет комплектующие для большинства моделей. Для Chrysler и Jeep работает Bendix Corporation, для Ford, GM, Chrysler — Continental Automotiv Systems. Infiniti и Lexus используют детали фирмы Nippondenso, а их земляки Mazda и Honda — Sumitomo. А ещё разработкой и выпуском компонентов ABS занимаются Aisin Advics, Delphi, Hitachi, ITT Automotive, Mando Corporation, Nissin Kogyo, Teves, TRW и WABCO

Итак, вскоре после появления компактной цифровой начинки блок управления переехал на гидромодуль. Это не только упростило жизнь сборщикам и компоновщикам автомобиля, но и снизило себестоимость системы. Следующее поколение ABS 5, которое стало не только легче и быстрее, получило более совершенную механику, в том числе и блок новых по конструкции электромагнитных клапанов. Теперь антиблокировочная система позволила реализовать дополнительные функции, в частности, программу EBD (Electronic Brake Distribution), дозирующую силу торможения для каждого колеса по отдельности, программу TSC (Traction control system), которая борется с пробуксовками, и программу, контролирующую поперечную динамику, — ESP (Electronic Stability Program). Реализация этих функции потребовала управления двигателем — так, например, когда электроника фиксирует пробуксовку или поперечные скольжения, она автоматически уменьшает подачу топлива.

На смену механическим колесным датчикам пришли индуктивные. Их принцип работы прост: при движении автомобиля в катушке датчика индуцируется электрический ток. Его частота прямо пропорциональна скорости вращения колеса. Со временем они стали измерять не только скорость вращения, но и направление. Сейчас на некоторых моделях датчики встраивают в ступичные подшипники

Эволюция систем ABS, выпущенных фирмой Bosch. С развитием технологий гидромодуль терял в массе, электронный блок становился не только компактнее и расторопнее, но и получал больший объем памяти, а вместе с ним и дополнительные функции

Современные системы построены по модульному принципу. Например, девятое поколение поддерживает множество функций, повышающих комфорт и безопасность — электроника способна предотвращать откат автомобиля при старте в гору, регулировать скорость спуска с горы (реализуется на кроссоверах и внедорожниках) и даже автоматически экстренно останавливать автомобиль (подробнее о таких системах можно прочитать здесь). Причем автопроизводитель приобретает тот набор, который ему необходим для конкретного автомобиля. А разработчик ABS собирает ему агрегат из соответствующих электронных и гидравлических модулей. Кроме того, такая компоновка позволила выпускать системы для машин подешевле и подороже. Например, для моделей премиум-сегмента Bosch предлагает агрегаты с более сложной механикой. Так, вместо двухпоршневого возвратного насоса в гидромодуле устанавливают шестипоршневый. Он очень быстро снижает давление в контуре, из-за чего на тормозной педали почти нет тех самых вибраций.

Современные гидроагрегаты ABS собирают из нужных электронных и механических модулей в зависимости от выполняемых ими задач и пожеланий заказчика. Таким образом, производство становится более гибким, а себестоимость систем падает

Упрощённая схема работы гидроагрегата в составе АБС. Для простоты на схеме рассматривается работа системы с одним колесом. В четырехканальной системе на каждое колесо приходится четыре таких контура

А что на практике?

Не так давно мы провели тест, наглядно показывающий преимущества работы антиблокировочной системы. Объезд препятствия с торможением выполнялся на автомобиле с ABS и без оной. Шины на подопытных Логанах были одинаковыми — Barum Brilliantis размерностью 185/70 R14. Для пущей убедительности было сымитировано скользкое покрытие — пластик, смоченный мыльным раствором. В «створ ворот» нужно было въехать на скорости 40 км/ч и тут же начать экстренное (сильный удар по педали тормоза — водитель «испугался») торможение с одновременным перестроением.

Автомобиль без антиблокировочной системы

с вывернутыми колёсами, не меняя траектории, сбивал препятствие и продолжал двигаться далее. Виновник — трение скольжения в пятнах контакта, заблокированные колёса не воспринимают как надлежит боковые силы, следовательно, управлять автомобилем в этот момент невозможно. Я использовал прерывистое торможение, как учат на спецкурсах, эффект на данном виде покрытия — практически нулевой. Попытки нащупать момент начала блокировки и применить поисковое руление (поиск угла поворота колёс, когда автомобиль перестаёт реагировать на руль) тоже особым успехом не увенчались.

Logan c ABS

при гораздо более эффективном замедлении позволял с первого раза даже новичкам легко и без напрягов уйти от препятствия. Тормозной путь с ABS для данного покрытия был в среднем в 1,5 раза короче, чем у Логана, не оборудованного антиблокировочной системой. В чём хитрость? В прерывистом торможении с кратковременными блокировками — ABS успевает за секунду затормозить-растормозить каждое из колёс 15 раз. Пока колесо доли секунды катится, у вас есть возможность задавать направление (в этот момент в пятнах контакта трение покоя). При этом для каждого типа покрытия (устанавливается опытным путём при проектировании и доводке) поддерживается наиболее оптимальная степень проскальзывания колёс (15-20%), при которой замедление наиболее эффективно. Вдобавок ABS дозирует тормозное усилие на каждое из колёс по отдельности, предотвращая занос.

Почему на машине без ABS не помогло прерывистое торможение? Заблокировать-разблокировать колёса, в отличие от ABS, я успеваю максимум три-четыре раза в секунду — я действую априори медленнее. Степень проскальзывания у меня неоптимальная, следовательно, торможение менее эффективное. В отличие от ABS, педалью я воздействую сразу на все колёса, а это может вызвать снос либо занос, потому как под колёсами могут быть разнородные покрытия, либо изменена загрузка по осям и бортам. Траекторию при таком способе торможения можно научиться слегка изменять, но нужна тренировка. То же самое относительно «следящего» торможения. Вывод однозначен — с ABS автомобиль безопаснее.

Однако не всё так безоблачно, как может показаться на первый взгляд. В некоторых случаях ABS может увеличивать тормозной путь, например, на льду и ряде нестабильных покрытий (неплотный грунт, дорога с перекатывающимся гравием или твёрдое основание, присыпанное пылью, песком или снегом). Изношенные амортизаторы и недобросовестная настройка подвески тоже могут подлить масла в огонь… Если хотя бы одно колёсо во время торможения отрывается от дорожного полотна на длительное время и блокируется, система, думая, что оно попало на лёд, растормаживает его, а заодно снижает давление в гидравлических магистралях остальных колёс. Система в этом случае понимает, что колёса попали на разнородные покрытия и таким образом стремится сохранить курсовую устойчивость. Кроме того, сама адекватность настройки ABS на некоторых современных моделях вызывает много вопросов. Как быть с этими нюансами, поговорим в следующий раз.

Видео по теме:

В ролике хорошо видно, как во время экстренного торможения внедорожник, необорудованный АБС, с заблокированными колёсами сползает в сторону уклона дороги. А это, между прочим, потеря управляемости и курсовой устойчивости.