Антиблокировочная система тормозов АБС (ABS)

Датчик АБС — его назначение и применимость

Датчик АБС (датчик антиблокировочной системы, ДСА — датчик скорости автомобильный) — компонент антиблокировочной системы и других систем активной безопасности транспортных средств; бесконтактный импульсный датчик, предназначенный для измерения частоты (иногда — и направления) вращения всех или отдельных колес ТС.

Основная функция датчика ABS — измерение частоты вращения колес транспортных средств с целью управления активными системами безопасности (антиблокировочной, антипробуксовочной, курсовой устойчивости и прочими) и измерения скорости движения ТС, а в отдельных случаях — для внесения корректировок в функционирование основных систем ТС (трансмиссией, головным светом, тормозной системы и т.д.) в соответствии с особенностями текущего режима движения.

Датчики играют важную роль в современных транспортных средствах, выход из строя данных приборов может нарушить работу многих автомобильных механизмов и систем. Поэтому при неисправности датчик подлежит скорейшей замене. Но прежде, чем покупать новый датчик АБС, следует разобраться в типах и особенностях этих приборов.

Виды систем ABS

Cистема АБС представляет собой решение, которое не допускает полной блокировки колес при экстренном торможении. Это позволяет сохранить управляемость и устойчивость транспортного средства. При этом важно понимать, что на разных автомобилях может быть установлен разный тип таких систем.

Можно выделить стандартные системы ABS, которые по конструкции состоят из следующих элементов:

• блок гидроклапанов;
• гидроаккумулятор;
• насос.

Такие системы отличаются простотой, их вполне можно прокачать самостоятельно в условиях обычного гаража.Читайте также:  Компрессия цилиндров двигателя: что это такое, как её проверить, отклонения от нормы, восстановление показателей

Также система АБС может иметь устройство, когда насос, гидроаккумулятор и блок гидроклапанов отдельно интегрированы в разные узлы. Обратите внимание, данный тип систем прокачивается только при наличии диагностического сканера!

Причина — тормозная система имеет модули ABS, ESP, SBC. Диагностический сканер необходим для того, чтобы получить возможность контролировать клапана модулятора.

Устройство блоков системы ABS

Рассмотрим состав и функционирование основных блоков ABS, реализующих алгоритм управления.

ABS представляет собой адаптивную систему, которая благодаря обратной связи измеряет параметры объекта управления — колеса (рис. 1).

Рис. 1. Принцип действия обратной связи антиблокировочной системы

ABS включает три основных функциональных элемента: датчик частоты вращения колеса (Д), электронно-решающий блок (ЭРБ) или блок управления (процессор) и модулятор давления (М). Элементы ABS включаются в контур штатного тормозного привода ТС, имеющий блок питания (БП) (компрессор или гидронасос), тормозной кран (ТК) или главный тормозной цилиндр для тормозных систем с гидравлическим приводом, тормозной механизм и объект управления — колесо.

Датчик частоты вращения колеса ТС предназначен для измерения скорости затормаживаемого колеса. Электронно-решающий блок (ЭРБ) обрабатывает информацию, поступающую от датчиков колес ТС, и в соответствии с алгоритмом управления ABS формирует и подает электрический сигнал управления на модулятор.

Модулятор в соответствии с сигналом управления осуществляет изменение давления в колесном цилиндре, обеспечивая фазу растормаживания колеса или его торможение.

Модулятор представляет собой быстродействующий электропневматический или гидравлический клапан в тормозном приводе затормаживаемого колеса, обеспечивающий снижение или увеличение давления в соответствии с сигналом управления. Функционально модулятор должен обладать высоким быстродействием в режиме циклического торможения в соответствии с сигналами управления, поступающими от ЭРБ. Конструктивно модуляторы выполнены как логические элементы двухпозиционного типа (см. рис. 7).

Модуляторы в зависимости от схемы ABS устанавливаются в контуре тормозного привода колеса или оси двух колес. Он включается в тормозной привод последовательно и не должен препятствовать прохождению рабочей жидкости или воздуха от тормозного крана при торможении водителем. Обычно модулятор имеет один вход и два выхода (к тормозному цилиндру колеса и в канал сброса воздуха или слива жидкости).

В настоящее время распространены ABS, работающие по трехфазовому циклу. Они, кроме фазы «торможение — растормаживание», имеют фазы выдержки давления в колесном цилиндре.

Рассмотрим на примере фирмы Bosch конструктивные особенности ABS (рис. 3), которая встраивается в качестве дополнительной в штатную тормозную систему и применяется на многих марках ТС. Заметим также, что и другие разработчики ABS используют аналогичные алгоритмы, известные по динамике управления движением колеса.

Рис. 3. Функциональная схема ABS Bosch 2S: 1 — колесный индуктивный датчик; 2 — ротор колесного датчика; 3 — колесный цилиндр; 4 — регулятор тормозных сил; 5 — главный тормозной цилиндр; 6 — электрогидронасос; 7 — модулятор; 8 — бачок; 9 — блок управления; 10 — сигнальная лампа; Н/Р — нагнетательный и разгрузочный электромагнитные клапаны; — входные сигналы БУ; — выходные сигналы БУ; — тормозной трубопровод

Между главным тормозным цилиндром и колесными цилиндрами устанавливаются нагнетательные (Н) и разгрузочные (Р) электромагнитные клапаны, которые либо поддерживают на постоянном уровне, либо снижают давление в приводах колес или в контурах.

Электромагнитные клапаны приводятся в действие блоком управления, который обрабатывает информацию, поступающую от четырех колесных датчиков, и формирует в соответствии с алгоритмом работы ABS сигналы управления модулятором давления. На основе непрерывно поступающих данных о скорости вращения каждого колеса и ее изменениях БУ определяет момент возможного перехода колеса к блокированию. Задача ABS заключается в недопущении блокирования и юза колеса, чтобы исключить потерю устойчивости и сохранить управляемость ТС при торможении. Поэтому БУ преждевременно дает сигнал управления на сброс давления и включает гидронасос, который возвращает часть тормозной жидкости обратно в питательный бачок главного цилиндра.

В электрогидравлическом модуляторе ABS (рис. 4) скомпонованы электромагнитные клапаны, гидронасос с аккумуляторами давления жидкости, реле электромагнитных клапанов и реле гидронасоса.

Рис. 4. Электрогидравлический модулятор: 1 — электромагнитные клапаны; 2 — реле гидронасоса; 3 — реле электромагнитных клапанов; 4 — электрический разъем; 5 — электродвигатель гидронасоса; 6 — радиальный поршневой элемент насоса обратной подачи; 7 — аккумуляторы давления; 8 — глушители

В гидравлическом блоке (модуляторе) каждому тормозному цилиндру колеса соответствуют один впускной и один выпускной клапаны, которые управляют торможением в пределах своего контура.

Аккумулятор давления предназначен для приема тормозной жидкости при сбросе давления в тормозном контуре. Насос обратной подачи подключается, когда емкости аккумуляторов давления недостаточно, и увеличивает скорость сброса давления. Демпфирующие камеры принимают тормозную жидкость от насоса обратной подачи и гасят ее колебания.

В гидравлическом блоке устанавливается два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры по числу контуров гидропривода тормозов.

Гидронасосы обратной подачи электрогидравлического модулятора могут быть как одноступенчатыми, так и двухступенчатыми (рис. 5).

В одноступенчатом насосе обратной подачи ABS (рис. 5, а, б) весь цикловой объем тормозной жидкости засасывается и, соответственно, протекает через трубопроводы за один ход поршня. Необходимое для этого разрежение всасывания достаточно высоко и увеличивается с ростом вязкости тормозной жидкости при низких температурах. Вследствие этого возникает кавитация и связанные с ней потери в производительности насоса.

В двухступенчатом насосе обратной подачи ABS (рис. 5, в, г) пространство за поршнем образует вторую рабочую камеру. Засасывание тормозной жидкости осуществляется в два приема и происходит во время как прямого, так и обратного хода поршня, что увеличивает вдвое объем засасываемой жидкости. Таким образом, весь цикловой объем засасываемой жидкости протекает через трубопровод непрерывно и необходимое для обеспечения этого разрежение засасывания оказывается ниже, что предотвращает появление кавитации.

Рис. 5. Гидронасос обратной подачи и схема его работы: а — всасывание рабочей жидкости одноступенчатым гидронасосом; б — нагнетание рабочей жидкости одноступенчатым гидронасосом; в — всасывание рабочей жидкости двухступенчатым гидронасосом; г — нагнетание рабочей жидкости одноступенчатым гидронасосом; 1 — линия нагнетания; 2 — поршень; 3 — цилиндр; 4 — линия всасывания; 5 — первая рабочая камера; 6 — вторая рабочая камера

Работа системы ABS Bosch 2S происходит по программе, подразделяющейся на три фазы: 1) нормальное, или обычное, торможение; 2) удержание давления на постоянном уровне; 3) сброс давления.

Фаза нормального торможения (рис. 6, а). При обычном торможении напряжение на электромагнитных клапанах отсутствует, из главного цилиндра тормозная жидкость под давлением свободно проходит через открытые электромагнитные клапаны и приводит в действие тормозные механизмы колес. Гидронасос не работает.

Рис. 6. Фазы торможения: а — фаза нормального торможения; б — фаза удержания давления на постоянном уровне; в — фаза сброса давления; 1 — колесный датчик; 2 — колесный (рабочий) цилиндр; 3 — нагнетательный насос; 4 — главный тормозной цилиндр; 5 — блок управления; 6 — аккумулятор давления; 7 — электромагнитный клапан; 8 — электрогидравлический модулятор; 9 — ротор колесного датчика;

Фаза удержания давления на постоянном уровне (рис. 6, б). При появлении признаков блокировки одного из колес БУ, получив соответствующий сигнал от колесного датчика, переходит к выполнению программы цикла удержания давления на постоянном уровне путем разъединения цилиндров — главного и соответствующего колесного. На обмотку электромагнитного клапана подается ток силой 2 А. Поршень клапана перемещается и перекрывает поступление тормозной жидкости из главного цилиндра. Давление в рабочем цилиндре колеса остается неизменным, даже если водитель продолжает нажимать на педаль тормоза.

Фаза сброса давления (рис. 6, в). Если опасность блокировки колеса сохраняется, БУ подает на обмотку электромагнитного клапана ток большей сипы: 5 А. В результате дополнительного перемещения поршня клапана открывается канал, через который тормозная жидкость сбрасывается в аккумулятор давления жидкости. Давление в колесном цилиндре падает. БУ выдает команду на включение гидронасоса, который отводит часть жидкости из аккумулятора давления. Педаль тормоза приподнимается, что ощущается по биению тормозной педали.

Для контроля давления и частоты вращения колеса автомобиля в тормозной системе ABS применяются датчики частоты вращения колеса (скорости) и датчики давления, описанные выше.

Принцип работы, аналогичный ABS 2S, применяется и для ABS 2Е фирмы Bosch (рис. 7), однако в этой системе применяется спиральный цилиндр для уравнивания давления в тормозном приводе задних колес автомобиля, который позволяет вместо четырех электромагнитных клапанов применять три. В состав модулятора, таким образом, входит три электромагнитных клапана, уравнивающий цилиндр, двухпоршневой нагнетательный гидронасос, два аккумулятора давления, реле насоса и реле электромагнитных клапанов.

Рис. 7. ABS 2Е фирмы Bosch в фазе обычного торможения: 1 — электромагнитный клапан; 2 — аккумулятор давления; 3 — главный тормозной цилиндр; 4 — нагнетательный насос; 5 — перепускной клапан; 6 — поршень уравнительного цилиндра; 7 — электромагнитный клапан заднего моста; Пп — переднее правое колесо; Пл — переднее левое колесо; Зп — заднее правое колесо; Зл — заднее левое колесо

Система работает следующим образом. При обычном торможении тормозная жидкость под давлением из главного цилиндра поступает в рабочие цилиндры обоих передних колес и правого заднего колеса через три электромагнитных клапана, которые в исходном положении закрыты. В рабочий цилиндр левого заднего колеса тормозная жидкость подается через открытый перепускной клапан уравнивающего цилиндра. Когда возникает опасность блокировки одного из передних колес, БУ выдает команду на закрытие соответствующего электромагнитного клапана, предотвращая повышение давления в колесном цилиндре. Если опасность блокировки колеса не устранена, к электромагнитному клапану подводится ток, обеспечивающий открытие участка магистрали между рабочим цилиндром колеса и аккумулятором давления. Давление в приводе тормоза падает, после чего БУ выдает команду на включение гидронасоса, который перегоняет жидкость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр.

Когда возникает опасность блокировки одного из задних колес, давление тормозной жидкости будет регулироваться в обоих задних тормозах одновременно, с тем чтобы не допустить движения задних колес юзом.

Электромагнитный клапан привода правого заднего тормоза устанавливается в положение удержания постоянного давления и перекрывает участок магистрали между главным и колесным цилиндрами. На противоположные торцевые поверхности поршня 6 уравнивающего цилиндра начинает действовать давление различной величины, вследствие чего поршень со штоком переместится в сторону наименьшего давления (на рисунке — вверх) и закроет клапан 5, разъединив главный и колесный цилиндры левого заднего тормоза. Поршень уравнивающего цилиндра из-за образующейся разницы давления в рабочих полостях над ним и под ним всякий раз устанавливается в такое положение, при котором давление в приводах обоих задних тормозов одинаково.

Если сохраняется опасность блокировки задних колес, БУ запитывает электромагнитный клапан в контуре задних колес током в 5 А. Золотник электромагнитного клапана перемещается и открывает участок контура между рабочим цилиндром правого заднего тормоза и аккумулятором давления жидкости. Давление в контуре уменьшается. Гидронасос нагнетает тормозную жидкость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр. В результате снижения давления в пространстве над поршнем 6 происходит очередное его перемещение, сжимается пружина центрального клапана, увеличивается объем пространства под верхним поршнем. Давление в левом колесном тормозном цилиндре снижается. Поршень уравнивающего цилиндра вновь устанавливается в положение, соответствующее равенству давлений в приводах обоих задних тормозов. После устранения угрозы блокировки колес электромагнитный клапан возвращается в исходное положение. Поршень уравнивающего цилиндра под действием пружины также занимает исходное нижнее положение.

Более совершенной является ABS 5-й серии фирмы Bosch с блоком 10. Она относится к новому поколению систем ABS, представляя собой замкнутую гидравлическую систему, не имеющую канала для возврата тормозной жидкости в бачок, который питает главный тормозной цилиндр. Схема этой системы показана на примере автомобиля Volvo S40 (рис. 8).

Рис. 8. Схема ABS 5-й серии фирмы Bosch: 1 — обратные клапаны; 2 — клапан плунжерного насоса; 3 — гидроаккумуляторы; 4 — камеры подавления пульсации в системе; 5 — электродвигатель с эксцентриковым плунжерным насосом; 6 — бачок для тормозной жидкости; 7 — педаль рабочего тормоза; 8 — усилитель; 9 — главный тормозной цилиндр; 10 — блок ABS; 11 — выпускные управляемые клапаны; 12 — впускные управляемые клапаны; 13 — дросселирующие клапаны; 14–17 — тормозные механизмы

Электронные и гидравлические компоненты смонтированы как единый узел. В их число входит, кроме указанных в схеме: реле для включения электродвигателя плунжерного насоса 5 и реле включения впускных 12 и выпускных 11 клапанов. Внешними компонентами являются: сигнальная лампа работы ABS в приборной панели, которая загорается в случае возникновения неисправности в системе, а также при включении зажигания в течение 4 с; выключатель стоп-сигнала и датчики скорости вращения колес. Блок имеет вывод на диагностический разъем.

Дросселирующие клапаны 13 устанавливаются для снижения тормозного усилия на задних колесах с целью избежания их блокировки. В связи с тем что тормозная система имеет настройку по более «слабому» заднему колесу (это означает, что давление тормозов задних колес одинаковое, а его величина устанавливается по наиболее близкому к блокированию колесу), дросселирующий клапан устанавливается один на контур.

Тормозные механизмы 14–17 включают тормозные диски и однопоршневые суппорты с плавающей скобой и тормозными колодками, оборудованными скобами контроля износа фрикционных накладок. Тормозные механизмы задних колес аналогичны передним, но имеют сплошные тормозные диски (на передних — вентилируемые) и исполнительный механизм стояночного тормоза, вмонтированный в суппорт.

При нажатии педали тормоза 7 ее рычаг освобождает кнопку выключателя стоп-сигнала, который, срабатывая, включает лампочки стоп-сигналов и приводит ABS в дежурное состояние. Движение педали через шток и вакуумный усилитель 8 передается на поршни главного цилиндра 9. Центральный клапан во вторичном поршне и манжета первичного поршня перекрывают сообщение контуров с бачком 6 для тормозной жидкости. Это приводит к росту давления в тормозных контурах. Оно действует на поршни тормозных цилиндров в тормозных суппортах. В результате этого тормозные колодки прижимаются к дискам. При отпускании педали все детали возвращаются в исходное положение.

Если при торможении одно из колес близко к блокировке (о чем сообщает датчик частоты вращения), БУ перекрывает впускной клапан 12 соответствующего контура, что препятствует дальнейшему росту давления в контуре независимо от роста давления в главном цилиндре. В то же время начинает работать гидравлический плунжерный насос 5. Если вращение колеса продолжает замедляться, БУ открывает выпускной клапан 11, позволяя тормозной жидкости возвратиться в гидроаккумуляторы 3. Это приводит к уменьшению давления в контуре и позволяет колесу вращаться быстрее. Если вращение колеса чрезмерно ускоряется (по сравнению с другими колесами), для повышения давления в контуре БУ перекрывает выпускной клапан 11 и открывает впускной 12. Тормозная жидкость подается из главного тормозного цилиндра и с помощью плунжерного насоса 5 из гидроаккумуляторов 3. Демпферные камеры 4 сглаживают (подавляют) пульсации, возникающие в системе при работе плунжерного насоса.

Выключатель стоп-сигнала информирует модуль управления о торможении. Это позволяет модулю управления более точно контролировать параметры вращения колес.

Диагностический разъем служит для подсоединения Volvo System Tester при выполнении диагностики.

Недостатком системы ABS является то, что на рыхлой поверхности (песке, гравии, снеге) применение антиблокировочной системы увеличивает тормозной путь. На таком покрытии наименьший тормозной путь обеспечивается как раз при заблокированных колесах. При этом перед каждым колесом формируется клин из грунта, который и приводит к сокращению тормозного пути. В современных конструкциях ABS этот недостаток устранен — система автоматически определяет характер поверхности и для каждой реализует свой алгоритм торможения (расширенная антиблокировочная система ABSplus).

Система ABSplus представляет собой программное расширение в блоке управления ABS/ESP. Система ABSplus позволяет на дороге без твердого покрытия (например, щебень или песок) достичь сокращения тормозного пути до 20 %. ABSplus использует датчики системы ESP.

На основании данных датчиков ABS и блока управления ABS система распознает характер дорожного покрытия. Сокращение тормозного пути на дороге без твердого покрытия достигается за счет кратковременного контролируемого блокирования колес. При этом перед заблокированными колесами образуется буртик из материала дорожного покрытия, который оказывает тормозящее воздействие и тем самым укорачивает тормозной путь. Через определенные промежутки времени колеса периодически деблокируются и начинают вращаться, в результате чего сохраняется управляемость автомобиля.

Устройство и работа датчика ABS

В тормозной системе ABS применяются датчики частоты вращения колеса (скорости) и датчики давления.

В качестве датчиков частоты вращения колес в системе ABS применяются пассивные и активные колесные датчики.

Датчики обоих типов позволяют системе получать данные о скорости движения автомобиля и, что важнее, о частоте вращения отдельных колес. На основании разницы в скорости вращения отдельных колес система может, например, установить, не находятся ли разные колеса на дорожном покрытии с разным коэффициентом сцепления, что означало бы для автомобиля потенциальную опасность при торможении попасть в сложную динамическую ситуацию.

Пассивные датчики работают без собственного электропитания, чем и объясняется их название. Как правило, в таких датчиках используется индуктивный чувствительный элемент.

Для любого измерения частоты вращения необходимы два элемента: чувствительный и задающий. Чувствительный элемент датчика выполнен в виде катушки 3 с железным сердечником (магнитопроводом) 4 и соприкасающимся с ним постоянным магнитом 5. Задающий элемент 2 представляет собой кольцо с зубьями (задающее кольцо или ротор) (рис. 9).

Рис. 9. Пассивный датчик частоты вращения: а — общий вид; б — низкая частота вращения; в — высокая частота вращения; 1 — магнитное поле; 2 — задающий элемент (металлическое кольцо с зубьями); 3 — катушка; 4 — железный сердечник (магнитопровод); 5 — постоянный магнит; 6 — чувствительный элемент; 7 — осциллограмма при низкой частоте вращения; 8 — осциллограмма при высокой частоте вращения

Любой железный объект, проходя через магнитное поле датчика, изменяет форму и напряженность этого поля. В результате изменения магнитного поля в катушке датчика, в соответствии с законом электромагнитной индукции, возникает ЭДС, измерение которой позволяет зафиксировать факт изменения магнитного поля. От принципа работы происходит и название датчиков такого типа — индуктивные.

Интенсивность магнитного потока, проходящего через обмотку, зависит от того, находится ли датчик напротив зуба на диске или напротив промежутка (пропуска зубьев). Поскольку магнитный поток концентрируется зубьями диска, из-за чего увеличивается магнитный поток через обмотку, то при подходе пропуска зубьев он ослабевает. Следовательно, при вращении зубчатого диска возникают колебания магнитного потока, которые, в свою очередь, генерируют синусоидальные колебания напряжения в электромагнитной обмотке, пропорциональные скорости изменения магнитного потока. Амплитуда колебаний переменного напряжения увеличивается строго пропорционально увеличению скорости вращения зубчатого диска.

Прохождение через магнитное поле датчика каждого из зубьев задающего ротора индуцирует, таким образом, напряжение в цепи катушки датчика. Подсчет числа импульсов напряжения за определенный интервал времени (частота) позволяет системе рассчитать частоту вращения или скорость колеса.

Преимуществом пассивных индуктивных датчиков частоты вращения является простота их конструкции. Недостаток же заключается в том, что для их работы необходимо с высокой точностью обеспечить определенный зазор между задающим ротором и датчиком. Кроме того, пассивные индуктивные датчики частоты вращения имеют большую массу и размеры, соответственно требуют много места для установки.

От частоты вращения задающего ротора зависит не только частота импульсов, но и их величина (напряжение), поэтому при небольших частотах вращения пассивный датчик дает сигнал меньшей величины, чем активный.

Активные датчики частоты вращения, в отличие от пассивных, используют для работы внешнее напряжение питания, которое составляет примерно 12 В. Работа чувствительных элементов активных датчиков частоты вращения основана на принципе эффекта Холла или на принципе магниторезистивного эффекта.

Активные датчики также состоят из двух компонентов: чувствительного и задающего (рис. 10). Чувствительный компонент включает датчик магнитного поля и электронную схему. Задающий элемент представляет собой пластмассовое кольцо, участки поверхности которого намагничены в противоположных направлениях (магнитное кольцо). Северный и южный полюса магнитов выполняют функции зубцов и впадин колеса.

Рис. 10. Активный датчик частоты вращения: а — общий вид; б — низкая частота вращения; в — высокая частота вращения; 1 — задающий элемент; 2 — электронная схема датчика; 3 — корпус датчика; 4 — осциллограмма; 5 — датчик магнитного поля

Принцип действия основан на квантовомеханическом эффекте, создаваемом слоями ферромагнитного и неферромагнитного материала (сопротивление сильно увеличивается или ослабевает).

При прохождении датчика магнитного поля через изменяющееся магнитное поле изменяется и возникающая в нем ЭДС Холла, а для магниторезистивных датчиков изменяется его сопротивление. Чем быстрее намагниченные участки магнитного кольца проходят мимо датчика магнитного поля, тем быстрее изменяется и ЭДС (напряжение) Холла. Частота вращения колеса с датчиками этого типа, так же как и с пассивными, определяется исходя из частоты изменения напряжения.

Активные датчики дают одинаково точные результаты во всем диапазоне частот, поскольку сила их сигнала не зависит от измеряемой частоты, а определяется собственным током датчика. Кроме того, активный датчик имеет компактную конструкцию, что позволяет устанавливать его непосредственно в ступичном подшипнике. Цифровая обработка выходного сигнала дает дополнительные преимущества, например позволяет использовать датчик для определения направления вращения колеса и его остановки. Важным преимуществом также является высокая точность определения низких скоростей вращения.

Недостатком таких датчиков является трудность проверки их исправности с помощью омметра.

Датчики частоты вращения колеса могут крепиться на валу привода колеса, на валу привода конических шестерен для заднеприводных моделей автомобиля, на поворотных цапфах (рис. 11, а) и внутри ступицы колеса (рис. 11, б).

В качестве датчиков давления в системе ABS применяются пьезоэлектрические и емкостные датчики.

Рис. 11. Датчики частоты вращения колеса и их установка: а — крепление индуктивного датчика на поворотной цапфе; б — крепление индуктивного датчика внутри ступицы колеса; 1 — тормозной диск; 2 — передняя ступица; 3 — защитный кожух; 4 — винт с внутренним шестигранным зацеплением; 5 — датчик; 6 — поворотная цапфа; 7 — фланец крепления колеса; 8 — шарики; 9 — кольцо датчика; 10 — фланец крепления к подвеске

Пьезоэлектрический датчик давления крепится к гидравлическому блоку и служит для определения и передачи в ЭБУ значения давления в тормозной системе при торможении. По полученному значению БУ рассчитывает тормозные усилия на колесах и продольную силу, действующую на ТС. При необходимости выполнения управляющего цикла полученное значение используется блоком управления для расчета сил, действующих на ТС в повороте.

Основными компонентами датчика являются пьезоэлектрический элемент 2, находящийся под давлением тормозной жидкости, и электронная часть 1 (рис. 12).

Рис. 12. Пьезоэлектрический датчик давления

Под действием давления тормозной жидкости распределение заряда в пьезоэлектрическом элементе меняется, и величина напряжения зависит от давления в тормозной системе.

В качестве датчика давления жидкости в тормозной системе может использоваться также емкостный датчик (рис. 13).

Рис. 13. Емкостный датчик давления: а — общая схема датчика; б — увеличение давления жидкости; в — снижение давления жидкости; 1 — датчик; s1, s2 — расстояние между пластинами; C1, C2 — емкость конденсатора

Конденсатор обладает способностью накапливать и удерживать определенный электрический заряд. Расстояние s между двумя пластинами обеспечивает некоторую емкость конденсатора C.

Одна из пластин является неподвижной. Вторая пластина может перемещаться под воздействием давления, производимого тормозной жидкостью.

При воздействии давления на подвижную пластину расстояние между двумя пластинами уменьшается и становится равным s1, а емкость конденсатора при этом увеличивается и становится равной C1.

В случае понижения давления пластина отходит обратно под действием пружины, емкость конденсатора снова уменьшается. Следовательно, изменение емкости прямо связано с изменением давления.

Неисправности ABS: особенности самостоятельной диагностики

Неисправности ABS — довольно распространенное явление, но при появлении проблем совсем не обязательно ехать на СТО.

Существующую проблему можно решить самостоятельно — путем диагностики.

Как необходимо осуществлять проверку, чем могут быть вызваны проблемы с ABS, что представляет собой конструкция сенсорного датчика? На эти и ряд других вопросов дает ответы статья.

Сегодня во многих автомобилях установлена популярная и очень эффективная антиблокировочная система. К сожалению, она, как и любая другая система, может приходить в неисправность.

Рассмотрим наиболее часто встречающие поломки ABS, а также основные способы их устранения путем самостоятельной диагностики.

Шаг за шагом все неисправности ABS будут вычислены — можете не сомневаться.

Диагностика датчика ABS

Итак, диагностика АБС необходима в том случае, если сама система явно работает со сбоями, на панели приборов горит значок ABS и т.д. Важно понимать, что датчик данной системы является важным элементом.

Более того, если на машине есть и другие системы активной безопасности (например, антибукс, система курсовой устойчивости и т.д.), в этом случае  при неисправности датчиков АБС также происходят отказы и сбои в работе данных систем.На начальном этапе проверок следует провести диагностику системы ABS. Это позволит определить, какой датчик АБС не передает сигнал на блок управления (выйти из строя может задний датчик АБС или передний, левый или правый).

• Самым простым способом определения является компьютерная диагностика. Если машина не старая, тогда достаточно подключить OBD-сканер и быстро определить, какой датчик не дает показаний о вращении колеса.

Однако важно понимать, что данные не всегда точны и четко указывают на неисправности именно датчика. Часто бывает так, что датчик ABC  полностью работоспособен, а сама проблема кроется в проводке или устройству, которое фиксирует вращение колеса.Если диагностика выявила неисправность датчика АБС, следует точнее определить, в чем причина: сам датчик, имеет ли место обрыв, короткое замыкание или сигнала нет вообще. В любом случае, определив проблемный элемент, можно проверить датчик АБС тестером-мультиметром.

Для такой проверки мультиметр переводят в режим «диод», так как подавляющее большинство датчиков имеют защиту-диод, последовательно включенный в цепь. Получается, обычный прозвон датчика может не дать достоверного результата.

Датчик следует прозванивать в обоих направлениях. Как правило, сопротивление датчика АБС может быть от сотен Ом до 2 килоОм. При этом важно понимать, что прозвон датчика от разъема все равно не позволяет определить, как сигнал проходит на блок ABS.

• Обратите внимание, часто поврежденным может быть провод, который соединяет разъем датчика и блок ABS. Часто такая неполадка характерна для задних датчиков ABS. Дело в том, что назад идут длинные кабели (доходит до 180 см). Естественно, на такой длине риски обрывов, перетирания, заломов и других повреждений заметно повышаются.

Чтобы выполнитm проверку датчика от блока управления ABS, нужно определить распиновку разъема. Дело в том, что разъемы ABS и контакты датчиков на разных авто отличаются. Чтобы получить точные данные, для этого изучают специальную техническую литературу по конкретной модели авто, задействуют ресурсы в Интернете и т.д.Определившись с распиновкой, потребуется отсоединить разъем от блока, после чего выполняется прозвон датчика АБС напрямую от контактов разъема. На самом блоке ABS, который обычно стоит под капотом, разъем легко найти, а также определить и  тип самого блока.

• Идем далее. В случае, когда после проверки мультиметром датчик АБС можно прозвонить в одну или обе стороны, не всегда это точно говорит о полной исправности. Причина- датчик представляет собой катушку индуктивности, которая находится в магнитном сердечнике.

Такая катушка имеет огромное количество витков из тонкого провода. Если вовнутрь датчика попадет влага (с учетом его места расположения на колесе это весьма вероятно) или начнется коррозия, элемент может замкнуть. Точнее, замыкает его катушка (межвитковые замыкания).

Так вот, в подобной ситуации сопротивление обмотки практически не меняется, однако сигнал все равно ухудшается. В свою очередь, это приводит к низкому уровню сигнала и фактически означает выход датчика из строя. Другими словами, не все неисправности АБС удается быстро обнаружить при помощи мультиметра.

Проверка тестером (мультиметром)

Работоспособность датчика можно диагностировать и при помощи вольтметра. Вся последовательность операций полностью копирует указанный выше алгоритм, с одним единственным отличием. Для получения требуемого результата, необходимо создать условия, при котором колесо будет делать обороты с частотой равной 1 об/с.

На выводах исправного датчика разность потенциалов составит порядка 0,3 – 1,2 В. По мере увеличения частоты вращения колеса, напряжение должно взрастать. Именно этот факт будет указывать на рабочее состояние датчика АБС.

Проверка функционирования датчика АБС на этом не ограничивается. Есть еще парочка действенных приемов, которые помогут устранить различные неисправности системы АБС.

Проверка осциллографом

Кроме всего прочего, для диагностики перебоев в работе датчика АБС можно воспользоваться осциллографом. Стоит отметить, что применение представленного устройства требует определённых навыков. Если Вы заядлый радиолюбитель, для Вас не составит труда прибегнуть к подобной диагностике. Но для простого обывателя, это может вызвать ряд трудностей. Начнём с того, что данный прибор обойдётся Вам не дешево.

Помимо всего прочего, его применение по большей части оправдано в условиях специализированного сервиса. Тем не менее, если этот диковинный прибор каким-то чудом завалялся у Вас в гараже, он станет хорошим подспорьем для проведения различных диагностических мероприятий.

Осциллограф создаёт визуализацию электрического сигнала. Амплитуда и частота сигнала отображается на специальном экране, что даёт четкую картину работы того или иного элемента системы.

В данном случае принцип проверки исправности датчика АБС будет основываться на сравнительном анализе полученных результатов. Итак, вся процедура на начальном этапе аналогична той, что проводилась ранее с мультиметром, только вместо тестера к выводам датчика следует подключить осциллограф.

Диагностическая процедура выглядит следующим образом:

• вращать вывешенное колесо с неизменной частотой порядка 2-3 об/с;
• зафиксировать значение амплитуды колебаний на табло осциллографа.

Как только показания с одного датчика сняты, необходимо провести все те же действия с датчиком, установленным на противоположной стороне одной и той же оси.

Полученные результаты следует сопоставить, и сделать соответствующие выводы:

• при относительно равных показаниях, датчики можно считать исправными;
• отсутствие скачкообразного явления при установке меньшего сигнала синусоиды говорит о работоспособности датчика;
• поддержание стабильной амплитуды с пиковым значением, не превышающим 0,5 В при указанных оборотах – датчик служит верой и правдой.

Хорошей альтернативой дорогостоящему прибору может стать специальное приложение, с помощью которого можно проводить все диагностические мероприятия при помощи обыкновенного ноутбука.

Проверка датчика без приборов

Диагностику датчика АБС можно производить и без помощи всевозможных регистрирующих устройств. Для этого понадобится всего-навсего гаечный ключ или плоская отвертка.

Суть проверки заключается в том, что, при касании металлическим предметом сердечника электромагнита, он должен притягиваться к нему. В таком случае можно судить об исправности датчика. В противном случае, есть все основания полагать, что датчик приказал долго жить.        

Замена датчика АБС не помогает

Рассмотрев доступные способы, как проверить АБС, может показаться, что достаточно определить проблемный датчик и заменить его. Также решением может показаться замена проводки.

Однако на деле не все так просто. Часто автолюбители сталкиваются с тем, что даже после замены датчика ABS система все равно не работает.  Кстати, такое происходит и в тех случаях, когда АБС работала нормально, но после замены ступицы или ступичных подшипников загорается лампочка ABS.При этом компьютерная диагностика показывает, что от датчика АБС нет сигнала. Далее выполняется замена датчика, но система ABS все равно не работает. Даже если удалить ошибку при помощи сканера, через несколько метров или через 1-2 торможения ошибка загорается снова.

Так вот, причина в данном случае вовсе не в датчике. Часто виновником становится способ формирования сигнала  от датчика вращения колес. Если точнее, в случае, когда индуцирующим элементом выступает гребенчатое кольцо на ступице (кольцо АБС). Сама торцевая часть датчика расположена возле гребенки, которая изготовлена из магнитомягкого материала.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему скрипят тормоза или колодки при торможении. Из этой статьи вы узнаете о причинах скрипа тормозных колодок и тормозов, а также как убрать скрип колодок при торможении на автомобиле.

Зазор между ними  минимальный, всего от 0.2 до 0.8 миллиметра. Если в эту область налипает грязь  или камни, это приводит к нарушению зазора, смещению датчика, разрушению наконечника. Естественно, сигнал станет слабым. Также сама гребенка может засоряться, что становится причиной сбоев. 

Учитывая такую особенность, перед установкой нового датчика нужно сначала проверить зазор, почистить гребенку растворителем. По окончании следует щупом проконтролировать величину зазора. Не допускается увеличение зазора больше 1 мм. Также важно осмотреть элементы на предмет возможных повреждений.Если нет точной уверенности, можно сравнить детали с такими же устройствами  на другом колесе. В том случае, если выявлен повреждения гребенки колеса, элемент нуждается в замене.

Еще добавим, что индуцирующий элемент на некоторых авто может быть реализован в виде резинового кольца или магнитной ленты. Внутри кольца стоят магнитные пластинки. Бывает так, что во время поточных ремонтов данное кольцо просто не устанавливают. Естественно, система ABS без них работать не будет.

Что касается ленты, ее легко повредить. Это значит, что работать нужно осторожно, так как в случае повреждения ленты датчик АБС не будет нормально работать. Еще важно следить за тем, чтобы во время замены ступичного подшипника был установлен элемент с индуцирующим кольцом в том случае, когда именно такая конструкция предусмотрена на авто.

Прокачка стандартных систем ABS

Для того чтобы понять, как прокачать тормоза с АБС своими руками, сначала важно определить тип системы на конкретном автомобиле. Ниже рассмотрим процесс прокачки на примере стандартной системы ABS.

Прокачать тормоза с АБС не так сложно как кажется, однако требует от водителя определенных знаний и навыков, а в не которых случаях, по причине специфике конструкторских решений самих систем ABS, без обращения в сервисные центры по обслуживанию автомобилей невозможно обойтись.

Так как каждая модель автомобиля имеет свои специфические конструкторские решения, перед тем, как приступить к прокачке тормозов важно разобраться как устроена система АБС вашего автомобиля, особенности ее работы.

При условии, что система стандартная, важно знать общие правила, как прокачивать тормоза. При этом прокачать тормоза с АБС так же просто, как и обычную тормозную систему без ABS. Еще отметим, что на некоторых моделях авто схема прокачки тормозов может несколько отличаться.

Как сбросить давление

Прокачивать тормозную систему начинают с передних колес, далее прокачивают задние колеса. В системе присутствует высокое давление (около 180 атмосфер), которое нужно сбросить до начала прокачки.

Для этого нужно разрядить аккумулятор давления, достав ключ из замка зажигания и нажимая на тормоз около 15-30 раз.

Общий процесс прокачки

Если коротко, на автомобиле с АБС тормоза прокачиваются следующим образом:

• сначала снимается колесо, обнаруживается штуцер рабочего тормозного цилиндра;
• тормоза прокачиваются при выжатой педали;
• включив зажигание, активируется гидравлический насос (лампа ABS горит);
• после активации нужно выждать, пока не выйдет воздух;
• далее штуцер закручивается, педаль тормоза можно отпустить;

Норма, когда лампа ABS больше не загорается. Это указывает на развоздушивание и исправность системы.

Как убрать воздух из тормозной системы

При самостоятельном обслуживании авто важно знать, как прокачивать тормоза. Начинают прокачку с переднего правого колеса, далее прокачивают переднее левое. Обычно начинать нужно от дальнего колеса к ближнему по отношению к главному тормозному цилиндру.

Прокачку переднего контура выполняют при выключенном зажигании, также клемма на бачке тормозной системы должна быть снята.

1. На штуцер надевается прозрачный шланг, другой конец шланга полностью опускают в небольшую емкость, наполненную жидкостью.
2. Далее штуцер открывают рожковым ключом. Через прозрачный шланг при прокачке хорошо видны пузырьки воздуха.
3. Педаль тормоза выжимается и удерживается, пока воздух не выйдет полностью. Затем штуцер закручивают в момент, когда пойдет жидкость без воздуха. Теперь педаль можно отпустить.

Читайте также:  Смазка для тормозов лачетти

Прокачка задних колес

Что касается прокачки контура задних колес, их нужно прокачивать при включенном зажигании. Нажав на педаль, следует провернуть ключ для активации гидронасоса. Затем нужно контролировать процесс выхода воздуха.

Чтобы прокачать тормоза с АБС на заднем левом колесе, следует уделить внимание следующим нюансам:

• надев шланг на штуцер, сам штуцер откручивается не полностью (достаточно открутить на 1 оборот);
• педаль тормоза выжимать не следует;
• активировав гидравлический насос, после выхода воздуха педаль нажимают до половины;
• затем можно закручивать штуцер, отпускать педаль тормоза и выждать момента, пока насос остановится;
• теперь зажигание выключают, после чего можно подключить разъем бачка;

После того, как прокачка тормозов с ABS завершена, необходимо отдельно проверить герметичность тормозной системы. Не допускается наличие подтеков тормозной жидкости, провалы педали тормоза, сильная жесткость педали и т.д. Также нужно дополнительно проверить уровень тормозной жидкости в бачке, откорректировав его при такой необходимости.

Как самостоятельно прокачать тормоза

Как правило, прокачивать тормоза намного удобнее вдвоем. При такой возможности, лучше сразу пригласить помощника, так как процесс заметно упрощается. Если же помощника нет, прокачку тормозов можно осуществить самостоятельно.

Для этого используется газовый упор (например, газовый упор капота), а также основные правила, как прокачать тормоза.

1. Долив тормозную жидкость в бачок главного тормозного цилиндра до уровня «максимум», педаль тормоза выжимают до упора несколько раз.
2. Далее газовый упор ставится между сиденьем и педалью тормоза.
3. Теперь можно стравливать тормозную жидкость с воздушными пузырьками из цилиндров на колесах по стандартной схеме.

Тотмозная система ABS EBD

Название EBD можно понять, как электронный тормозной распределитель. В переводе с русского означает «электронная система распределения тормозных сил». Эта система работает по фазовому принципу с четырьмя каналами и возможностью ABS. Это его основная программная функция с дополнением. Добавка позволяет автомобилю более эффективно распределять тормоза по колесным дискам в условиях максимальной загрузки автомобиля. Это также значительно улучшает управляемость и отзывчивость кузова при остановке на различных участках дороги. Однако в условиях, когда требуется аварийная остановка, основным принципом работы является распределение центра масс на транспортном средстве. Сначала он начинает двигаться в сторону передней части автомобиля, затем за счет новой развесовки уменьшается нагрузка на заднюю ось и сам кузов. 

В тех случаях, когда все тормозные силы перестают действовать на всех, то нагрузка на все колеса будет одинаковой. В результате такого события задний мост блокируется и становится неуправляемым. Впоследствии будет неполная потеря устойчивости кузова во время движения, возможны изменения, а также небольшая или полная потеря управления транспортным средством. Еще один обязательный фактор — возможность регулировки тормозных сил при загрузке автомобиля пассажирами или другим багажом. В ситуации, когда торможение происходит при повороте (в этом случае центр тяжести должен быть смещен в сторону колесной базы) или когда колеса движутся по поверхности с другим тяговым усилием, в этой ситуации только ABS может быть недостаточно. Помните, что он работает отдельно с каждым колесом. В задачи системы входят: степень сцепления каждого колеса с поверхностью, увеличение или уменьшение давления жидкости в тормозах и эффективное распределение сил (для каждого участка дороги собственная тяга), устойчивость и поддержание синхронного управления и снижение скорости скольжения. Или потеря управления в случае внезапной или нормальной остановки.

Как работает Brake Assist

Brake Assist System (BAS), улучшает качества и работу тормозов. Данная тормозная система запускается по матрице, а именно по её сигналу. Если датчик видит очень быстрое нажатие тормозной педали, то начинается максимально быстрое торможение. При таком случае повышается количество жидкости до максимума. Но давление жидкости может и быть ограниченным. Зачастую машины с ABS предотвращают блокировку колесной базы. Исходя из этого BAS создаёт высокое количество жидкости в тормозах на первых этапах экстренной остановки транспортного средства. Практика и испытания показали, что система помогает на 20 процентов уменьшить тормозной путь, если начинать тормозить на скорости в 100 км/ч. В любом случаи, это однозначно положительная сторона. При критичных случаях на дороги эти 20 процентов способны кардинально изменить исход и спасти вам или другим людям жизнь.

Процесс распределения тормозных усилий

Работа всей электронной системы распределения тормозных сил происходит в цикле, примерно аналогичном работе ABS. Выполняет сравнение прочности дисковых тормозов и анализ сцепления. Передние и задние колеса управляются вторым регулятором. Если система не справляется с поставленными задачами или превышает скорость отключения, то подключается система памяти EBD. Створки также могут закрываться, если они поддерживают определенное давление в ободах. Когда колеса заблокированы, система может обнаружить индикаторы и заблокировать их на желаемом или подходящем уровне. Следующая функция — снижение давления при открытии клапанов. В целом системе может полностью контролировать давление. Если эти манипуляции не помогли и оказались неэффективными, то на рабочих тормозных цилиндрах изменяется давление. Если колесо не превышает угловую скорость при повороте и соблюдает пределе, то система должна увеличивать давление на цепи из-за открытых впускных клапанов системы. Эти действия выполняются только тогда, когда водитель нажимает на тормоз. В этом случае тормозные силы постоянно контролируются, и их эффективность увеличивается на каждом отдельном колесе. Если в салоне находится груз или пассажиры, силы будут действовать равномерно, без сильного смещения центра сил и тяжести.

Основные элементы системы

Базовая проектная система распределения тормозных усилий создана и построена на основе системы ABS и состоит из трех основных компонентов: во-первых, датчиков. Они могут отображать все текущие данные и индикаторы скорости на всех колесах индивидуально. Здесь также используется система ABS. Второй — электронный блок управления. Также входит в систему ABS. Этот элемент может обрабатывать полученные данные о скорости, прогнозировать все условия торможения и активировать правильные и неправильные клапаны и датчики тормозной системы. Третий — последний, это гидроагрегат. Позволяет регулировать давление, создавая тормозное усилие, необходимое в данной ситуации при остановке всех колес. Сигналы для гидроагрегата подаются электронным блоком управления.