Bremžu pretbloķēšanas sistēma (ABS) uzrauga transportlīdzekļa kustības parametrus atbilstoši vienam vai vairākiem riteņiem uzstādīto sensoru rādījumiem.Uzziniet, kas ir ABS sensors un kāpēc tas ir nepieciešams, kādi ir tā veidi, kā tas darbojas un uz kādiem principiem tā darbība ir balstīta - uzziniet no raksta.
Kas ir ABS sensors
ABS sensors (arī automobiļa ātruma sensors, DSA) ir bezkontakta sensors, kas nosaka riteņu griešanās ātrumu (vai ātrumu) transportlīdzekļiem, kas aprīkoti ar dažādām elektroniskām aktīvās drošības sistēmām un papildu vadības sistēmām.Ātruma sensori ir galvenie mērelementi, kas nodrošina bremžu pretbloķēšanas sistēmas (ABS), stabilitātes kontroles sistēmas (ESC) un vilces kontroles darbību.Tāpat sensoru rādījumi tiek izmantoti dažās automātiskās pārnesumkārbas vadības sistēmās, riepu spiediena mērījumos, adaptīvajā apgaismojumā un citās.
Visas mūsdienu automašīnas un daudzi citi riteņu transportlīdzekļi ir aprīkoti ar ātruma sensoriem.Vieglajiem automobiļiem sensori ir uzstādīti uz katra riteņa, komerciālajiem transportlīdzekļiem un kravas automašīnām sensorus var uzstādīt gan uz visiem riteņiem, gan piedziņas asu diferenciāļiem (viens uz asi).Tādējādi bremžu pretbloķēšanas sistēmas var uzraudzīt visu riteņu vai piedziņas asu riteņu stāvokli un, pamatojoties uz šo informāciju, veikt izmaiņas bremžu sistēmas darbībā.
ABS sensoru veidi
Visas esošās DSA ir sadalītas divās lielās grupās:
• Pasīvs – induktīvs;
• Aktīvs — magnetorezistīvs un balstīts uz Hall sensoriem.
Pasīvajiem sensoriem nav nepieciešama ārēja barošana, un tiem ir visvienkāršākā konstrukcija, taču tiem ir zema precizitāte un vairāki trūkumi, tāpēc mūsdienās tie ir maz izmantojami.Aktīviem ABS sensoriem ir nepieciešama jauda, lai tie darbotos, tie ir nedaudz sarežģītāki pēc konstrukcijas un dārgāki, taču nodrošina visprecīzākos rādījumus un ir uzticami darbībā.Tāpēc šodien vairumam automašīnu ir uzstādīti aktīvie sensori.
Visu veidu DSA ir divas versijas:
• Taisni (gals);
•Stūris.
Tiešajiem sensoriem ir cilindra vai stieņa forma, kura vienā galā ir uzstādīts sensora elements, otrā - savienotājs vai vads ar savienotāju.Leņķa sensori ir aprīkoti ar leņķisko savienotāju vai vadu ar savienotāju, un tiem ir arī plastmasas vai metāla kronšteins ar skrūvju caurumu.
ABS induktīvo sensoru dizains un darbība
Šis ir vienkāršākais ātruma sensors konstrukcijā un darbībā.Tā pamatā ir induktors ar plānu vara stiepli, kura iekšpusē ir diezgan spēcīgs pastāvīgais magnēts un dzelzs magnētiskais kodols.Spoles gals ar magnētisko serdi atrodas pretī metāla zobratam (impulsa rotoram), stingri piestiprināts pie riteņa rumbas.Rotora zobiem ir taisnstūra profils, attālums starp zobiem ir vienāds vai nedaudz lielāks par to platumu.
Šī sensora darbības pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas fenomens.Miera stāvoklī sensora spolē nav strāvas, jo to ieskauj pastāvīgs magnētiskais lauks - sensora izejā nav signāla.Kamēr automašīna pārvietojas, impulsa rotora zobi iet tuvu sensora magnētiskajam kodolam, kas izraisa izmaiņas magnētiskajā laukā, kas iet caur spoli.Rezultātā magnētiskais lauks kļūst mainīgs, kas saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas likumu spolē rada maiņstrāvu.Šī strāva mainās atkarībā no sinusa likuma, un strāvas maiņas biežums ir atkarīgs no rotora griešanās ātruma, tas ir, no automašīnas ātruma.
Induktīvajiem ātruma sensoriem ir būtiski trūkumi – tie sāk darboties tikai tad, kad ir pārvarēts noteikts ātrums un veido vāju signālu.Tas padara neiespējamu ABS un citu sistēmu darbību ar mazu ātrumu un bieži izraisa kļūdas.Tāpēc induktīvā tipa pasīvās DSA mūsdienās dod vietu progresīvākām aktīvajām.
Ātruma sensoru dizains un darbība, pamatojoties uz Hall elementu
Sensori, kuru pamatā ir Hall elementi, ir visizplatītākie to vienkāršības un uzticamības dēļ.To pamatā ir Hola efekts - šķērsvirziena potenciālu starpības rašanās plakanā vadītājā, kas novietots magnētiskajā laukā.Šāds vadītājs ir kvadrātveida metāla plāksne, kas ievietota mikroshēmā (Hall integrālā shēma), kas satur arī novērtējošu elektronisko shēmu, kas ģenerē digitālo signālu.Šī mikroshēma ir uzstādīta ātruma sensorā.
Strukturāli DSA ar Hall elementu ir vienkāršs: tas ir balstīts uz mikroshēmu, aiz kuras atrodas pastāvīgais magnēts, un apkārt var atrasties metāla plāksnes-magnētiskais kodols.Tas viss ir ievietots korpusā, kura aizmugurē ir elektrības savienotājs vai vadītājs ar savienotāju.Sensors atrodas pretī impulsa rotoram, ko var izgatavot vai nu metāla zobrata veidā, vai gredzena formā ar magnetizētām sekcijām, impulsa rotors ir stingri uzstādīts uz riteņa rumbas.
Hall sensora darbības princips ir šāds.Hallas integrālā shēma pastāvīgi ģenerē digitālu signālu noteiktas frekvences kvadrātveida impulsu veidā.Miera stāvoklī šim signālam ir minimāla frekvence vai tā vispār nav.Automašīnas kustības sākumā gar sensoru iet magnetizētas sekcijas vai rotora zobi, kas izraisa sensora strāvas izmaiņas - šīs izmaiņas uzrauga novērtēšanas ķēde, kas ģenerē izejas signālu.Impulsa signāla frekvence ir atkarīga no riteņa griešanās ātruma, ko izmanto bremžu pretbloķēšanas sistēma.
Šāda veida DSA nav induktīvo sensoru trūkumu, tie ļauj izmērīt riteņu griešanās ātrumu burtiski no pirmajiem automašīnas kustības centimetriem, ir precīzi un uzticami darbībā.
Anizotropo magnetorezistīvo ātruma sensoru projektēšana un darbība
Magnetorezistīvie ātruma sensori ir balstīti uz anizotropo magnetorezistīvo efektu, kas ir feromagnētisko materiālu elektriskās pretestības izmaiņas, mainoties to orientācijai attiecībā pret pastāvīgu magnētisko lauku.
Sensora jutīgais elements ir "slāņa kūka" no divām vai četrām plānām permaloy plāksnēm (īpašs dzelzs-niķeļa sakausējums), uz kurām tiek uzlikti metāla vadītāji, kas noteiktā veidā sadala magnētiskā lauka līnijas.Plāksnes un vadītāji ir ievietoti integrētā shēmā, kurā atrodas arī novērtēšanas shēma, lai izveidotu izejas signālu.Šī mikroshēma ir uzstādīta sensorā, kas atrodas pretī impulsa rotoram - plastmasas gredzenā ar magnetizētām sekcijām.Gredzens ir stingri uzstādīts uz riteņa rumbas.
AMR sensoru darbība ir šāda.Miera stāvoklī sensora feromagnētisko plākšņu pretestība paliek nemainīga, tāpēc arī integrālās shēmas ģenerētais izejas signāls nemainās vai tā nav pilnībā.Automašīnas kustības laikā impulsa gredzena magnetizētās daļas iet garām sensora sensora elementam, kas izraisa zināmas izmaiņas magnētiskā lauka līniju virzienā.Tas izraisa permalloy plākšņu pretestības izmaiņas, kuras uzrauga novērtēšanas ķēde - rezultātā sensora izejā tiek ģenerēts impulsa digitālais signāls, kura frekvence ir proporcionāla automašīnas ātrumam.
Jāpiebilst, ka magnetorezistīvie sensori ļauj izsekot ne tikai riteņu griešanās ātrumam, bet arī to griešanās virzienam un apstāšanās brīdim.Tas ir iespējams, pateicoties impulsa rotora klātbūtnei ar magnetizētām sekcijām: sensors uzrauga ne tikai magnētiskā lauka virziena izmaiņas, bet arī magnētisko polu pārejas secību gar sensora elementu.
Šāda veida DSA ir visuzticamākās, tās nodrošina augstu precizitāti riteņu griešanās ātruma mērīšanā un aktīvo transportlīdzekļa drošības sistēmu efektīvu darbību.
Ātruma sensoru kā ABS un citu sistēmu daļas vispārējais darbības princips
Bremžu pretbloķēšanas sistēmām neatkarīgi no tajās uzstādītajiem sensoriem ir vienāds darbības princips.ABS vadības bloks uzrauga signālu, kas nāk no ātruma sensoriem, un salīdzina to ar iepriekš aprēķinātiem transportlīdzekļa ātruma un paātrinājuma rādītājiem (šie rādītāji ir individuāli katrai automašīnai).Ja sensora signāls un vadības blokā ierakstītie parametri sakrīt, sistēma ir neaktīva.Ja signāls no viena vai vairākiem sensoriem atšķiras no konstrukcijas parametriem (tas ir, riteņi ir bloķēti), tad sistēma tiek iekļauta bremžu sistēmā, novēršot riteņu bloķēšanas negatīvās sekas.
Plašāku informāciju par bremžu pretbloķēšanas un citu aktīvās automašīnas drošības sistēmu darbību var atrast citos vietnes rakstos.
Publicēšanas laiks: 24. augusts 2023