Sistemul de frânare antiblocare (ABS) monitorizează parametrii mișcării vehiculului în funcție de citirile senzorilor instalați pe una sau mai multe roți.Aflați despre ce este un senzor ABS și de ce este necesar, ce tipuri este, cum funcționează și pe ce principii se bazează activitatea acestuia - aflați din articol.
Ce este un senzor ABS
Senzorul ABS (de asemenea, senzorul de viteză al automobilului, DSA) este un senzor fără contact al vitezei de rotație (sau vitezei) roții vehiculelor echipate cu diverse sisteme electronice de siguranță activă și sisteme de control auxiliare.Senzorii de viteză sunt principalele elemente de măsurare care asigură funcționarea sistemului de frânare antiblocare (ABS), a sistemului de control al stabilității (ESC) și a controlului tracțiunii.De asemenea, citirile senzorilor sunt utilizate în unele sisteme de control al transmisiei automate, măsurători ale presiunii în anvelope, iluminare adaptivă și altele.
Toate mașinile moderne și multe alte vehicule cu roți sunt echipate cu senzori de viteză.La autoturisme se instalează senzori pe fiecare roată, la vehiculele comerciale și camioane, senzorii pot fi instalați atât pe toate roțile, cât și în diferențialele punții motoare (unul pe axă).Astfel, sistemele de frânare antiblocare pot monitoriza starea tuturor roților sau a roților axelor motoare și, pe baza acestor informații, pot face modificări în funcționarea sistemului de frânare.
Tipuri de senzori ABS
Toate DSA existente sunt împărțite în două grupuri mari:
• Pasiv – inductiv;
• Activ — magnetorezistiv și bazat pe senzori Hall.
Senzorii pasivi nu necesită alimentare externă și au cel mai simplu design, dar au precizie scăzută și o serie de dezavantaje, așa că astăzi sunt de puțin folos.Senzorii activi ABS au nevoie de putere pentru a funcționa, sunt ceva mai complexi în design și mai scumpi, dar oferă cele mai precise citiri și sunt fiabile în funcționare.Prin urmare, astăzi senzori activi sunt instalați pe majoritatea mașinilor.
DSA de toate tipurile au două versiuni:
• Drept (capăt);
•Colţ.
Senzorii direcți au forma unui cilindru sau tijă, la un capăt al căruia este instalat un element senzorial, la celălalt - un conector sau un fir cu un conector.Senzorii de unghi sunt echipați cu un conector unghiular sau un fir cu un conector și au, de asemenea, un suport din plastic sau metal cu un orificiu pentru șuruburi.
Proiectarea și funcționarea senzorilor inductivi ABS
Acesta este cel mai simplu senzor de viteză în design și funcționare.Se bazează pe o bobină inductor cu un fir subțire de cupru, în interiorul căruia există un magnet permanent destul de puternic și un miez magnetic de fier.Capătul bobinei cu miez magnetic este situat vizavi de roata dințată metalică (rotor cu impulsuri), montată rigid pe butucul roții.Dinții rotorului au un profil dreptunghiular, distanța dintre dinți este egală sau puțin mai mare decât lățimea lor.
Funcționarea acestui senzor se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică.În repaus, nu există curent în bobina senzorului, deoarece este înconjurată de un câmp magnetic constant - nu există niciun semnal la ieșirea senzorului.În timp ce mașina se mișcă, dinții rotorului de impuls trec în apropierea miezului magnetic al senzorului, ceea ce duce la o modificare a câmpului magnetic care trece prin bobină.Ca urmare, câmpul magnetic devine alternativ, care, conform legii inducției electromagnetice, generează un curent alternativ în bobină.Acest curent variază în funcție de legea sinusului, iar frecvența schimbării curentului depinde de viteza de rotație a rotorului, adică de viteza mașinii.
Senzorii de viteză inductivi au dezavantaje semnificative - încep să funcționeze numai atunci când o anumită viteză este depășită și formează un semnal slab.Acest lucru face imposibil ca ABS și alte sisteme să funcționeze la viteze mici și duce adesea la erori.Prin urmare, DSA-urile pasive de tip inductiv lasă loc astăzi unora active mai avansate.
Proiectarea și funcționarea senzorilor de viteză pe baza elementului Hall
Senzorii bazați pe elemente Hall sunt cei mai des întâlniți datorită simplității și fiabilității lor.Ele se bazează pe efectul Hall - apariția unei diferențe de potențial transversale într-un conductor plan plasat într-un câmp magnetic.Un astfel de conductor este o placă metalică pătrată plasată într-un microcircuit (circuit integrat Hall), care conține și un circuit electronic de evaluare care generează un semnal digital.Acest cip este instalat în senzorul de viteză.
Din punct de vedere structural, DSA cu un element Hall este simplu: se bazează pe un microcircuit, în spatele căruia se află un magnet permanent, iar în jur poate fi amplasat o placă metalică-miez magnetic.Toate acestea sunt plasate într-o carcasă, în spatele căreia se află un conector electric sau un conductor cu un conector.Senzorul este situat vizavi de rotorul de impuls, care poate fi realizat fie sub forma unui angrenaj metalic, fie sub formă de inel cu secțiuni magnetizate, rotorul de impuls este montat rigid pe butucul roții.
Principiul de funcționare al senzorului Hall este următorul.Circuitul integrat Hall generează în mod constant un semnal digital sub formă de impulsuri pătrate de o anumită frecvență.În repaus, acest semnal are o frecvență minimă sau este complet absent.La începutul mișcării mașinii, pe lângă senzor trec secțiuni magnetizate sau dinții rotorului, ceea ce presupune o modificare a curentului din senzor - această modificare este monitorizată de circuitul de evaluare, care generează semnalul de ieșire.Frecvența semnalului de impuls depinde de viteza de rotație a roții, care este utilizată de sistemul de frânare antiblocare.
DSA de acest tip este lipsit de dezavantajele senzorilor inductivi, vă permit să măsurați viteza de rotație a roților literalmente de la primii centimetri ai mișcării mașinii, sunt precise și fiabile în funcționare.
Proiectarea și funcționarea senzorilor de viteză anizotropi magnetorezistivi
Senzorii de viteză magnetorezistiv se bazează pe efectul magnetorezistiv anizotrop, care este o modificare a rezistenței electrice a materialelor feromagnetice atunci când orientarea lor se schimbă în raport cu un câmp magnetic constant.
Elementul sensibil al senzorului este o „tortă stratificată” din două sau patru plăci subțiri de permalloy (un aliaj special fier-nichel), pe care se aplică conductori metalici, distribuind liniile câmpului magnetic într-un anumit fel.Plăcile și conductorii sunt plasate într-un circuit integrat, care găzduiește și circuitul de evaluare pentru a forma semnalul de ieșire.Acest cip este instalat într-un senzor situat vizavi de rotorul de impuls - un inel de plastic cu secțiuni magnetizate.Inelul este montat rigid pe butucul roții.
Funcționarea senzorilor AMR se rezumă la următoarele.În repaus, rezistența plăcilor feromagnetice ale senzorului rămâne neschimbată, astfel încât nici semnalul de ieșire generat de circuitul integrat nu se modifică sau este complet absent.În timp ce mașina se mișcă, secțiunile magnetizate ale inelului de puls trec pe lângă elementul senzorial, ceea ce duce la o anumită modificare a direcției liniilor câmpului magnetic.Acest lucru determină o modificare a rezistenței plăcilor de permalloy, care este monitorizată de circuitul de evaluare - ca urmare, la ieșirea senzorului este generat un semnal digital pulsat, a cărui frecvență este proporțională cu viteza mașinii.
Trebuie remarcat faptul că senzorii magnetorezistivi vă permit să urmăriți nu numai viteza de rotație a roților, ci și direcția de rotație a acestora și momentul opririi.Acest lucru este posibil datorită prezenței unui rotor cu impulsuri cu secțiuni magnetizate: senzorul monitorizează nu numai schimbarea direcției câmpului magnetic, ci și succesiunea de trecere a polilor magnetici pe lângă elementul senzor.
DSA-urile de acest tip sunt cele mai fiabile, oferă o precizie ridicată în măsurarea vitezei de rotație a roților și funcționarea eficientă a sistemelor active de siguranță a vehiculelor.
Principiul general de funcționare a senzorilor de viteză ca parte a ABS și a altor sisteme
Sistemele de franare antiblocare, indiferent de senzorii instalati in ele, au acelasi principiu de functionare.Unitatea de control ABS monitorizează semnalul provenit de la senzorii de viteză și îl compară cu indicatorii precalculați ai vitezei și accelerației vehiculului (acești indicatori sunt individuali pentru fiecare mașină).Dacă semnalul de la senzor și parametrii înregistrați în unitatea de comandă coincid, sistemul este inactiv.Dacă semnalul de la unul sau mai mulți senzori se abate de la parametrii de proiectare (adică roțile sunt blocate), atunci sistemul este inclus în sistemul de frânare, prevenind consecințele negative ale blocării roților.
Mai multe informații despre funcționarea frânelor antiblocare și a altor sisteme active de siguranță auto găsiți în alte articole de pe site.
Ora postării: 24-aug-2023