АБС (ABS): понятие, устройство, принцип работы, диагностика и ремонт датчика

При появлении каких-либо неполадок в работе транспортного средства водитель сталкивается с определенными проблемами. Это могут быть как серьезные поломки, так и второстепенные неисправности, которые позволяют в дальнейшем использовать автомобиль. Сейчас мы расскажем о том, что представляет собой датчик АБС, где он находится и как осуществляется его проверка.

Характеристика АБС

Что это такое?

АБС или антиблокировочная система представляет собой систему, предназначенную для предотвращения блокировки колес автомобиля во время торможения. Основным предназначением этого узла является сохранение устойчивости транспортного средства и его управляемости. Как показывает практика, тормозной путь с системой АБС практически всегда ниже, чем без нее.

На сегодняшний день узел представляет собой один из наиболее сложных систем торможения, АБС может включать в себя:

• противобуксовочную систему;
• узел электронного контроля устойчивости транспортного средства;
• механизм помощи при экстренном торможении.

В целом в систему входят блок управления, гидравлическое устройство, колесные тормозные элементы, а также датчики вращения частоты оборотов. Как можно догадаться, основным компонентом любой системы является блок, предназначенный для приема импульсов от датчиков частоты вращения колеса и оценки их работоспособности. Информация, полученная блоком, полностью проверяется системой, в результате устройство определяет, какова степень скольжения колес. Полученные данные передаются в виде сигналов на клапаны гидроблока, предназначенного для управления устройства.

Где находится?

Сам электронный блок может находиться где угодно — здесь все зависит исключительно от производителя. Что касается датчика вращения частоты колеса, то датчик АБС находится на ступице колес. Его работоспособность и сопротивление можно определить специальным тестером — мультиметром, но об этом мы расскажем позже.

Как работает?

Тормозной цилиндр передает давление, предназначенное для появления нажимного усилия в тормозных суппортах. В результате появления этого усилия колодки начинают прижиматься непосредственно к дискам. Вне зависимости от того, с каким усилием водитель нажал на тормоз, это давление всегда должно оставаться на оптимальном уровне. Ключевым преимуществом любой системы АБС является то, что в результате анализа частоты вращения каждого колеса она автоматически подбирает необходимый уровень давления. Соответственно, она препятствует блокировке колес, а при полном торможении система автоматически регулирует давление в системе.

Собственно, в этом заключается принцип работоспособности системы. В том случае, если транспортное средство оснащено полным либо задним приводом, то датчик АБС будет только один — этот регулятор устанавливается на дифференциале задней оси. Данные о частоте вращения или блокировки передаются с ближайшего колеса, обычно правое, одновременно импульс о том, какое должно быть давление, передается на все колеса автомобиля.

Диагностика системы АБС с помощью тестера

Что касается режимов работы, то их может быть несколько.

Механизм, который управляется магнитными клапанами, вне зависимости от производителя и марки транспортного средства, функционирует в нескольких режимах:

1. Когда впускной клапан открыт, а выпускной, соответственно, закрыт, узел не будет препятствовать увеличению уровня давления.
2. На впускной элемент передается соответствующий импульс, при этом компонент будет закрыт, уровень давления в данном случае остается неизменным.
3. Еще один режим — на выпускной компонент передается сигнал о снижении уровня давления, соответственно, клапан начинает открываться. В это время впускной компонент закрывается, уровень давления начинает падать, поскольку в работу вступает обратный клапан.

В результате того, что система функционирует в таких режимах, процесс увеличения уровня давления осуществляется по ступенчатой схеме. При появлении каких-либо неисправностей, к примеру, в работе переднего правого датчика вращения частоты, устройство просто передает работать. В дальнейшем тормозная система функционирует без участия АБС. Кстати, при выходе из строя системы или переднего правого регулятора частоты вращения колес, на панели приборов появится сигнал, предупреждающий водителя о сбоях в работе узла (автор видео — Яков Соколов).

Проверка датчика

Как проверить датчик АБС своими руками? Необходимость снять и произвести ремонт регулятора частоты вращения колеса возникает при его выходе из строя, однако определить поломку у автолюбителя получается не всегда. В том случае, если датчик частоты вращения колеса работает некорректно или неисправен, то он больше не сможет передавать блоку управления всю необходимую информацию. Соответственно, узел АБС будет не в состоянии выполнять функции, возложенные на него, то есть при попытке торможения автомобиля будет осуществляться блокировка колес. В том случае, если вы заметили, что на контрольной панели появились индикаторы или соответствующая надпись, то необходимо снять и произвести ремонт регулятора своими руками либо же обратиться в сервисный центр.

Передний регулятор частоты вращения колес представляет собой индукционное устройство, функционирующее в паре с зубчатым металлическим шкивом, расположенным на ступице. Как правило, необходимость снять и произвести ремонт переднего или заднего датчика возникает в случае обрыва проводки — эта проблема является одной из самых распространенных. Поэтому определить такую поломку своими руками, измерив сопротивление, вполне возможно — для этого необходимо использовать тестер. Сам тестер подключается к соответствующим разъемам переднего датчика, после чего происходит измерение уровня сопротивления (автор видео — Resta).

Следует отметить, что показатель сопротивления должен находиться в определенных пределах. Эти пределы указываются в сервисной книжке транспортного средства и они могут изменяться в зависимости от марки автомобиля. В том случае, если в ходе диагностики выяснилось, что показатель сопротивления при измерении своими руками стремится к нулю, то это свидетельствует о том, что в системе есть короткое замыкание. Своими руками решить эту проблему можно -достаточно снять датчик и избавиться от замыкания. В том случае, если сопротивление стремиться к бесконечности, о чем вам сообщит тестер, то это говорит о том, что в проводке есть обрывы, в этом случае нужно снять устройство и произвести ремонт цепи, удалив обрывы.

Следующим этапом диагностики регулятора своими руками будет проверка колеса и уровня сопротивления. В том случае, если показатель сопротивления меняется, то это свидетельствует о том, что регулятор полностью исправен. При выявлении обрывов необходимо снять элемент и произвести ремонт цепи, избавив систему от обрывов. Ремонт обрывов осуществляется исключительно при помощи паяния, любые скрутки необходимо исключить, поскольку они будут способствовать образованию новых обрывов, окислению и т.д. Учтите то, что каждый компонент обозначен определенной маркировкой, цвета проводов разные, как и их полярность, этой информацией необходимо руководствоваться в процессе диагностики своими руками.

В том случае, если устройство вышло из строя, его необходимо для начала снять. Как снять регулятор своими руками — читайте в сервисной книжке по эксплуатации вашего транспортного средства. После того, как вы сможете снять элемент, необходимо произвести его ремонт. В том случае, если датчик не подлежит ремонту, его необходимо просто заменить на новый. Покупая устройство, необходимо выбирать наиболее качественный вариант, чтобы не столкнуться с необходимостью его ремонта в будущем.

Диагностика датчика АБС мультиметром

Если у вас возникла необходимость полностью проверить работоспособность всех устройств, то вам придется не только произвести диагностику всех контактов регулятора своими руками. Для получения более точных данных необходимо произвести прозвонку всей электрической цепи. Как показывает практика, иногда снять и произвести ремонт прибора недостаточно, поскольку очень часто причина поломки или неправильной работы заключается в нарушении целостности цепи.

В том случае, если регулятор работает в нормальном режиме и никаких проблем в его работе нет, то тестер выдаст следующие результаты проверки:

• передний правый регулятор покажет сопротивление от 7 до 25 Ом;
• показатель сопротивления изоляции составит более 20 кОм;
• уровень сопротивления на заднем правом регуляторе составит от 6 до 25 Ом.

Также необходимо учитывать, что многие современные транспортные средства оснащены системой самодиагностики. При проверке работоспособности узлов таким образом на приборной панели будут появляться комбинации ошибок, которые в дальнейшем можно расшифровать при помощи сервисного мануала.

Возможные неисправности

Теперь перейдем к наиболее распространенным неисправностям, характерным для работы устройства. Сразу же отметим — если во время нажатия на тормоз вы услышали треск, то не стоит бить тревогу — это нормальное состояние, характерное для модуляторов. Если в работе системы зафиксированы ошибки или поломки, то светодиодная лампа загорится на приборной панели и после запуска мотора останется гореть (автор видео — AUTO ремонт/NА/коленке).

Что касается непосредственно поломок, то для АБС характерны определенные неисправности:

1. В первую очередь — во время самодиагностики блока управления система выявляет ошибку, при этом отключая работу системы АБС. Как показывает практика, обычно в данном случае причины заключаются в функционировании блока контролера. Также проблема может проявиться в результате появления обрывов в электрической цепи устройства, либо переднего, либо заднего, либо обоих сразу. На блок управления перестанут поступать импульсы об измерении угловых скоростей.
2. Еще одна неисправность — система АБС после активации успешно осуществляет самопроверку, после чего выключается. В данном случае причина заключается в обрыве электрической цепи, окислении контактов регулятора либо плохом соединении. Кроме того, проблема может проявиться в результате обрывов проводки питания либо замыкании регулятора на массу.
3. Еще одна поломка — после активации узла АБС осуществляет проверку и выявляет ту или иную неисправность, но при этом продолжает функционировать. Как правило, такое происходит при возникновении обрывов в одном или нескольких регуляторах. Все необходимые данные об угловой скорости передаются с дополнительных приборов. Как показывает практика, в данном случае причина заключается в различном диапазоне уровней давления шин, а также разных рисунках протекторов. В том случае, если одно из колес спущено, либо же на одном из колес протектор грубее, чем на других, то есть вероятность того, что колесо само по себе притормаживает во время движения. Аналогичная ситуация сложится в том случае, если на транспортное средство поставить резину, от разных автомобилей, то есть ее степень износа будет разной.
4. По определенным причинам система просто не работает. Это может быть обрыв электрической цепи, окисление контактов регулятора, выход из строя подшипников, наличие зазоров или люфтов.

Чтобы решить проблему, в первую очередь необходимо проверить наличие зазоров, уровень давления в колесах, работоспособность датчиков. Также следует произвести проверку электрической цепи, если это не помогло, то вероятнее всего, проблема заключается в электронике.

Видео «Как осуществляется проверка системы АБС»

На примере автомобиля Хонда Цивик вы можете ознакомиться с процессом диагностики системы АБС и процедурой сброса ошибок (автор видео — Денис Азов).

• Как можно самостоятельно проверить и починить датчик скорости?
• Что следует знать о важном элементе авто — датчике положения дроссельной заслонки?
• Датчик давления в шинах: безопасность водителя и пассажиров — в колесах

Комментарии и отзывы

Датчики частоты вращения колеса

Датчики частоты вращения колеса служат для определения скорости вращения колес автомобиля (числа оборотов колеса). Сигналы частоты вращения передаются по кабелю в блок управления ABS, ASR или ESP автомобиля, который индивидуально управляет силой торможения каждого колеса. Этот контур регулирования предотвращает блокирование (при наличии ABS) или прокручивание колес (при наличии ASR или ESP) и гарантирует устойчивость и управляемость автомобиля. Системы навигации также нуждаются в сигналах частоты вращения колеса, чтобы рассчитывать пройденный путь (например, в туннелях или при отсутствии сигналов спутника).

Конструкция и принцип действия

Сигналы для датчика частоты вращения колеса формируются с помощью стального импульсного датчика, жестко соединенного со ступицей колеса (для пассивных датчиков), или мультиполюсного магнитно-импульсного датчика (для активных датчиков). Этот импульсный датчик имеет такую же скорость вращения, что и колесо, и проходит бесконтактно чувствительную зону головки датчика. Датчик «считывает» без прямого контакта через воздушный зазор величиной до 2 мм (рис. 2).

Воздушный зазор (с небольшими допусками) служит для того, чтобы обеспечить процесс получения сигнала без помех. Возможные помехи, такие как колебания, вибрации, температура, влажность, условия установки на колесе и пр. исключаются.

а Резцовый контактный штифт (плоский индуктор)

b Ромбовидный контактный штифт (крестовидный индуктор)

С 1998 г. вместо пассивных (индуктивных) датчиков частоты вращения в новейших разработках используются практически исключительно активные датчики частоты вращения колеса. Пассивные (индуктивные) датчики частоты вращения состоят из постоянного магнита (рис. 2, поз. 1) и соединенного с ним магнитомягкого полюсного контактного штифта (3), который вставлен в катушку (2). Таким образом, создается постоянное магнитное поле.

Полюсный контактный штифт находится прямо над импульсным колесом (4), зубчатым колесом, жестко соединенным со ступицей. Во время вращения импульсного колеса существующее постоянное магнитное поле «нарушается» из-за постоянной смены зубца и впадины. За счет этого изменяется магнитный поток, проходящий через полюсный контактный штифт, а вместе с ним и магнитный поток, проходящий через витки катушки. Смена магнитных полей индуцирует в обмотке переменное напряжение, которое снимается на концах обмотки.

Как частота, так и амплитуда переменного напряжения пропорциональны числу оборотов колеса (скорости вращения) (рис. 3). Когда колесо не движется, индуцируемое напряжение также равно нулю.

Форма зубцов, воздушный зазор, крутизна скачка напряжения и входная чувствительность прибора управления определяют минимальную измеряемую скорость автомобиля, а также минимально возможную для использования ABS чувствительность срабатывания и скорость переключения.

1 Постоянный магнит

2 Магнитная катушка

3 Полюсный контактный штифт

4 Импульсное колесо из стали

5 Магнитные линии поля

Поскольку условия монтажа на колесе не везде одинаковые, существуют различные формы полюсных контактных штифтов и различные варианты монтажа. Наиболее распространены резцовый полюсный контактный штифт (рис. 1а, также называемый плоским индуктором) и ромбовидный контактный штифт (рис. lb, также называемый крестовидным индуктором). Оба полюсных контактных штифта при монтаже должны быть точно направлены к импульсному кольцу.

а Пассивный датчик скорости вращения с импульсным кольцом

b Сигнал датчика при постоянной скорости вращения колеса

с Сигнал датчика при возрастающей скорости вращения колеса

Активный датчик скорости вращения

В современных тормозных системах используются практически исключительно активные датчики скорости вращения (рис. 4). Обычно они состоят из герметично залитой пластиком кремниевой интегральной микросхемы, распложенной в головке датчика.

Наряду с магниторезистивными интегральными микросхемами (изменение электрического сопротивления при изменении магнитного поля) фирма «Bosch» все еще использует в больших объемах сенсорные элементы Холла, которые реагируют на малейшие изменения магнитного поля и поэтому могут использоваться при воздушных зазорах большего размера по сравнению с пассивными датчиками скорости вращения.

В качестве импульсного кольца активного датчика скорости вращения используется мультиполюснное колесо. Речь идет о поочередно расположенных постоянных магнитах, расположенных в форме кольца на немагнитном металлическом носителе (рис. 6 и рис. 7а). Северный и южный полюса этих магнитов выполняют функцию зубцов импульсного кольца. На интегральную микросхему датчика воздействует постоянно изменяющееся магнитное поле. Поэтому магнитный поток, проходящий через интегральную микросхему, также изменяется при вращении мультиполюсного кольца.

В качестве альтернативы мультиполюсному кольцу можно использовать стальное зубчатое колесо. В этом случае на интегральную микросхему Холла устанавливается магнит, вырабатывающий постоянное магнитное поле (рис. 7b). Во время вращения импульсного кольца существующее постоянное магнитное поле подвергается воздействию «помех» из-за постоянной смены зубца-выемки. В остальном принцип измерения, обработки сигнала и интегральная микросхема идентичны таковым в датчике без магнита.

1 Ступица колеса

3 Мультиполюсное кольцо

4 Датчик скорости вращения колеса

Типичное явление для активного датчика скорости вращения — интеграция измерительного элемента Холла, усилителя сигнала и подготовки сигнала в интегральной микросхеме (рис. 8). Данные о скорости вращения передаются в виде подводимого тока в форме прямоугольных импульсов (рис. 9). Частота импульсов тока пропорциональна числу оборотов колеса, а считывание показаний возможно почти до остановки колеса (0,1 км/ч).

1 Сенсорный элемент

2 Мультиполюсное кольцо со сменным

а Интегральная микросхема Холлас мультиполюсным импульсным датчиком

b Интегральная микросхема Холла со стальным

импульсным кольцом и магнитом в датчике

1 Сенсорный элемент

2 Мультиполюсное кольцо

4 Стальное импульсное колесо

Питающее напряжение находится в диапазоне между 4,5 и 20 Вольт. Уровень прямоугольного выходного сигнала составляет 7 мА (низкий) и 14 мА (высокий). При такой форме передачи цифровых сигналов, например, индуктивное напряжение помех является неэффективным по сравнению с пассивным индуктивным датчиком. Связь с блоком управления осуществляется двухпроводным кабелем.

Компактная конструкция и небольшой вес позволяют монтировать активный датчик скорости вращения на подшипнике колеса или в нем (рис. 10). Для этого подходят различные стандартные формы головки датчика.

а Исходный сигнал

b Выходной сигнал

0_S1 Верхний порог переключения

U_S1Нижний порог переключения

Цифровая обработка сигнала позволяет передавать кодированную дополнительную информацию с помощью широтноимпульсно-модулируемого выходного сигнала (рис. 11).

Определение направления вращения колес: это особенно необходимо для функции «Hill Hold Control», предотвращающей откат автомобиля назад во время подъема на гору. Определение направления вращения также используется для навигации автомобиля.

Определение состояния остановки: эти данные также обрабатываются в функции «Hill Hold Control». Дальнейшая обработка данных входит в раздел самодиагностики.

Качество сигнала датчика: можно передавать данные о качестве сигнала датчика. Посредством этого водитель в случае ошибки может получить информацию о необходимости своевременно обратиться в сервисную службу.

Рисунок № 11 Кодированная передача данных с помощью широтно-импульсно-модулируемых сигналов

а Сигнал скорости при движении назад

b Сигнал скорости при движении вперед

с Сигнал, когда автомобиль стоит

d Качество сигнала датчика, самодиагностика

Материалы: http://sto-universal.org.ua/datchiki-chastoty-vrashhenija-kolesa.html

По сути, датчики частоты вращения колес имеют вид индуктивного датчика, и предназначены для замера скорости вращения колес с помощью специального ротора на колесных ступицах. Сами датчики состоят из катушки и магнитного сердечника. Магнитное поле, которое работает с постоянным магнитом, будет меняться с учетом положения ротора датчика. Изменение магнитного поля индуцируется током в катушке датчика. Чем выше будет скорость прохождения данного ротора мимо катушки, тем больше будет его частота.

По данной частоте будет рассчитываться частота вращения колеса с помощью управляющего блока АБС. Все сигналы применяются разными автомобильными системами.

Выхода датчиков из строя

Если будут отсутствовать сигналы от датчиков, и вы не можете определить уровень работы усилителя экстренного торможения, или вы заметили, что не включается усилитель, тогда вам срочно нужно провести диагностику. Если произошел сбой в работе датчиков, то их нужно отметить системой самодиагностики и зафиксировать в регистраторе по неисправностям.

Есть еще один тип датчика частоты вращения колес, его называют активным сенсором, и разработали его специально для того, чтобы было легче проводить замер частоты вращения колес. Что касается термина «активные», то определено это связано с надобностью подачи напряжения на датчики, но индуктивные датчики в этом не нуждаются.

Принцип действия сенсора

К главной части активного сенсора можно отнести интегральную схему под названием «Холла». В тот момент, когда по полупроводниковой пластине будет проходить ток, будет появляться напряжение Холла. Если же у вас получится ситуация, что около сенсора будет изменено магнитное поле или напряжение, то это означает, что произошло изменение сопротивления интегральной схемы.

Также сенсоры могут работать совместно с сигнальным или намагниченным ротором, где сигнальный работает еще со считываемой намагниченной дорожкой. В тот момент, когда ротор будет проходить мимо сенсора, будет меняться магнитное поле и напряжение Холла.

Принцип применения сигнала

В момент изменения напряжения блок управления будет проводить расчет частоты вращения колес с помощью активной сенсоры. Из вышеописанного можно отметить то, что датчик вращения колес необходим, для того чтобы получить информацию о частоте вращения и биения зубчатого ротора. А также он получает информацию от электронного блока управления. Датчики могут быть индуктивными или генераторными. Тип выхода может быть противофазный, изолированный или 2-х проводной. Что касается типа выходного сигнала, то это больше всего похоже на переменное напряжение, где частота асимметрична частоте вращения колес.

Устанавливают такой датчик в специальное отверстие поворотного кулака на передней подвеске. А по своей конструкции он напоминает датчик частоты вращения заднего колеса, который устанавливают в поворотный кулак таким же образом. Следовательно, прием снятия, установка и инструменты будут одинаковыми как для передних, так и для задних колес. Для того чтобы заменить датчик вращения колеса, вам понадобится взять ключ «Торкс Т25». В первую очередь нужно будет хорошо зачистить от грязи жгут проводов на датчике, а также поверхность ступицы возле установки датчика. Только после этого надо будет отсоединить колодку жгута проводов от датчика. Затем нужно вывернуть крепежный винт к стороне ступицы заднего колеса. После этого извлечь датчик из отверстия ступицы.

Очень важно знать о том, что датчик уплотнен специальным резиновым кольцом, и если кольцо будет затвердевшее, надорванное или сильно обжатое, его срочно нужно будет заменить на новое кольцо. Устанавливать датчик нужно в том же порядке, что и снятие.

Материалы: http://www.autoshcool.ru/5297-datchiki-chastoty-vrascheniya-koles.html