Антыблакіровачнай сістэма тармазоў (АБС) адсочвае параметры руху аўтамабіля па паказаннях датчыкаў, устаноўленых на адным або некалькіх колах.Пра тое, што такое датчык ABS і для чаго ён патрэбны, якіх ён відаў бывае, як працуе і на якіх прынцыпах заснавана праца - даведайцеся з артыкула.
Што такое датчык ABS
Датчык ABS (таксама аўтамабільны датчык хуткасці, DSA) - бескантактавы датчык хуткасці кручэння (або хуткасці) колы транспартных сродкаў, абсталяваных рознымі электроннымі сістэмамі актыўнай бяспекі і дапаможнымі сістэмамі кіравання.Датчыкі хуткасці з'яўляюцца асноўнымі вымяральнымі элементамі, якія забяспечваюць працу антыблакіровачнай сістэмы тармазоў (ABS), сістэмы курсавой устойлівасці (ESC) і кантролю цягі.Таксама паказанні датчыкаў выкарыстоўваюцца ў некаторых сістэмах кіравання АКПП, вымярэння ціску ў шынах, адаптыўнага асвятлення і інш.
Усе сучасныя аўтамабілі і многія іншыя колавыя транспартныя сродкі абсталяваны датчыкамі хуткасці.На легкавых аўтамабілях датчыкі ўсталёўваюцца на кожнае кола, на камерцыйных і грузавых аўтамабілях датчыкі могуць быць устаноўлены як на ўсіх колах, так і ў дыферэнцыялах вядучых мастоў (па адным на вось).Такім чынам, антыблакіровачнай сістэмы могуць кантраляваць стан усіх колаў або колаў вядучых мастоў, і на падставе гэтай інфармацыі ўносіць змены ў працу тармазной сістэмы.
Віды датчыкаў АБС
Усе існуючыя DSA дзеляцца на дзве вялікія групы:
• Пасіўна – індуктыўны;
• Актыўны — магнітарэзістыўны на аснове датчыкаў Хола.
Пасіўныя датчыкі не патрабуюць знешняга сілкавання і маюць найпростую канструкцыю, але валодаюць нізкай дакладнасцю і шэрагам недахопаў, таму сёння яны малапрыдатныя.Актыўныя датчыкі ABS патрабуюць харчавання для працы, некалькі складаней па канструкцыі і даражэй, але даюць максімальна дакладныя паказанні і надзейныя ў працы.Таму сёння актыўныя датчыкі ўсталёўваюцца на большасці аўтамабіляў.
DSA ўсіх тыпаў мае дзве версіі:
• Прамая (канец);
•Куток.
Прамыя датчыкі маюць форму цыліндру або стрыжня, на адным канцы якога усталяваны адчувальны элемент, на іншым - раздым або провад з раздымам.Датчыкі кута абсталяваны кутнім раздымам або провадам з раздымам, а таксама маюць пластыкавы або металічны кранштэйн з адтулінай пад ніт.
Канструкцыя і праца індуктыўных датчыкаў ABS
Гэта самы просты па канструкцыі і працы датчык хуткасці.У яго аснове ляжыць індуктар, наматаны тонкім медным дротам, усярэдзіне якога размешчаны даволі магутны пастаянны магніт і жалезны магнитопровод.Канец шпулькі з магнитопроводом размешчаны насупраць металічнай шасцярні (імпульснага ротара), жорстка замацаванай на ступіцах колы.Зуб'і ротара маюць прастакутны профіль, адлегласць паміж зуб'ямі роўна або трохі перавышае іх шырыню.
Праца гэтага датчыка заснавана на з'яве электрамагнітнай індукцыі.У стане спакою ў шпульцы датчыка няма току, так як яна акружаная пастаянным магнітным полем - на выхадзе датчыка сігналу няма.Падчас руху аўтамабіля зубцы імпульснага ротара праходзяць паблізу магнитопровода датчыка, што прыводзіць да змены магнітнага поля, якое праходзіць праз шпульку.У выніку магнітнае поле становіцца пераменным, якое, згодна з законам электрамагнітнай індукцыі, спараджае ў шпульцы пераменны ток.Гэты ток змяняецца па законе сінуса, а частата змены току залежыць ад хуткасці кручэння ротара, гэта значыць ад хуткасці аўтамабіля.
Індуктыўныя датчыкі хуткасці маюць істотныя недахопы - яны пачынаюць працаваць толькі пры пераадоленні пэўнай хуткасці і фармуюць слабы сігнал.Гэта робіць немагчымым працу ABS і іншых сістэм на нізкіх хуткасцях і часта прыводзіць да памылак.Таму пасіўныя ДСА індуктыўнага тыпу сёння саступаюць месца больш дасканалым актыўным.
Канструкцыя і функцыянаванне датчыкаў хуткасці на аснове элемента Хола
Датчыкі на аснове элементаў Хола з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі дзякуючы сваёй прастаце і надзейнасці.Яны заснаваныя на эфекце Хола - узнікненні папярочнай рознасці патэнцыялаў у плоскім правадніку, змешчаным у магнітнае поле.Такі праваднік уяўляе сабой квадратную металічную пласціну, змешчаную ў мікрасхему (інтэгральную схему Хола), якая таксама змяшчае ацэначную электронную схему, якая генеруе лічбавы сігнал.Гэты чып усталяваны ў датчыку хуткасці.
Канструктыўна ДСА з элементам Хола просты: у яго аснове ляжыць мікрасхема, за якой стаіць пастаянны магніт, а вакол можа размяшчацца металічная пласціна-магнитопровод.Усё гэта змяшчаецца ў корпус, у задняй частцы якога знаходзіцца электрычны раздым або правадыр з раздымам.Датчык размешчаны насупраць імпульснага ротара, які можа быць выкананы як у выглядзе металічнай шасцярэнькі, так і ў выглядзе кольца з намагнічанымі ўчасткамі, імпульсны ротар жорстка замацаваны на ступіцах колы.
Прынцып дзеяння датчыка Хола заключаецца ў наступным.Інтэгральная схема Хола пастаянна генеруе лічбавы сігнал у выглядзе квадратных імпульсаў пэўнай частаты.У стане спакою гэты сігнал мае мінімальную частату або зусім адсутнічае.У пачатку руху аўтамабіля міма датчыка праходзяць намагнічаныя секцыі або зуб'і ротара, што цягне за сабой змяненне току ў датчыку - гэта змяненне кантралюецца схемай ацэнкі, якая генеруе выхадны сігнал.Частата імпульснага сігналу залежыць ад хуткасці кручэння колы, якая выкарыстоўваецца антыблакіровачнай сістэмай тармазоў.
DSA гэтага тыпу пазбаўленыя недахопаў індуктыўных датчыкаў, яны дазваляюць вымяраць хуткасць кручэння колаў літаральна з першых сантыметраў руху аўтамабіля, дакладныя і надзейныя ў працы.
Канструкцыя і праца анізатропных магнітарэзістыўных датчыкаў хуткасці
Магнітарэзістыўныя датчыкі хуткасці заснаваны на анізатропным магнітарэзістыўным эфекце, які ўяўляе сабой змяненне электрычнага супраціву ферамагнітных матэрыялаў пры змене іх арыентацыі адносна пастаяннага магнітнага поля.
Адчувальны элемент датчыка ўяўляе сабой «слаёвы пірог» з двух-чатырох тонкіх пласцін пермаллоя (адмысловага сплаву жалеза з нікелем), на якія нанесены металічныя праваднікі, пэўным чынам размяркоўваюць лініі магнітнага поля.Пласціны і праваднікі змешчаны ў інтэгральную схему, у якой таксама знаходзіцца схема ацэнкі для фарміравання выхаднога сігналу.Гэты чып усталёўваецца ў датчык, размешчаны насупраць імпульснага ротара - пластыкавае кольца з намагнічанымі ўчасткамі.Кальцо жорстка замацавана на ступіцах колы.
Праца датчыкаў AMR зводзіцца да наступнага.У стане спакою супраціў ферамагнітных пласцін датчыка застаецца нязменным, таму выхадны сігнал, які генеруецца інтэгральнай схемай, таксама не змяняецца або зусім адсутнічае.Падчас руху аўтамабіля намагнічаныя ўчасткі імпульснага кольца праходзяць міма адчувальнага элемента датчыка, што прыводзіць да некаторай змены напрамку сілавых ліній магнітнага поля.Гэта выклікае змяненне супраціву пермаллоевых пласцін, якое кантралюецца схемай ацэнкі - у выніку на выхадзе датчыка генеруецца імпульсны лічбавы сігнал, частата якога прапарцыйная хуткасці аўтамабіля.
Варта адзначыць, што магниторезистивные датчыкі дазваляюць адсочваць не толькі хуткасць кручэння колаў, але і кірунак іх кручэння і момант прыпынку.Гэта магчыма дзякуючы наяўнасці імпульснага ротара з намагнічанымі ўчасткамі: датчык адсочвае не толькі змену напрамкі магнітнага поля, але і паслядоўнасць праходжання магнітных палюсоў міма адчувальнага элемента.
ДСА гэтага тыпу найбольш надзейныя, забяспечваюць высокую дакладнасць вымярэння хуткасці кручэння колаў і эфектыўную працу сістэм актыўнай бяспекі аўтамабіля.
Агульны прынцып дзеяння датчыкаў хуткасці ў складзе ABS і іншых сістэм
Антыблакіровачнай сістэмы, незалежна ад усталяваных у іх датчыкаў, маюць аднолькавы прынцып дзеяння.Блок кіравання ABS кантралюе сігнал ад датчыкаў хуткасці і параўноўвае яго з загадзя разлічанымі паказчыкамі хуткасці і паскарэння аўтамабіля (гэтыя паказчыкі індывідуальныя для кожнага аўтамабіля).Калі сігнал ад датчыка і параметры, зафіксаваныя ў блоку кіравання, супадаюць, сістэма неактыўная.Калі сігнал ад аднаго або некалькіх датчыкаў адхіляецца ад праектных параметраў (гэта значыць адбываецца блакіроўка колаў), то сістэма ўключаецца ў тармазную сістэму, прадухіляючы негатыўныя наступствы блакіроўкі колаў.
Больш падрабязную інфармацыю аб працы антыблакіровачнай сістэмы і іншых сістэм актыўнай бяспекі аўтамабіля можна знайсці ў іншых артыкулах сайта.
Час публікацыі: 24 жніўня 2023 г