Stabdžių antiblokavimo sistema (ABS) stebi automobilio judėjimo parametrus pagal ant vieno ar kelių ratų sumontuotų jutiklių rodmenis.Sužinokite, kas yra ABS jutiklis ir kodėl jis reikalingas, kokie jo tipai, kaip jis veikia ir kokiais principais grindžiamas jo darbas – sužinokite iš straipsnio.
Kas yra ABS jutiklis
ABS jutiklis (taip pat ir automobilinis greičio jutiklis, DSA) yra bekontaktis transporto priemonių ratų sukimosi greičio (arba greičio) jutiklis, turintis įvairias elektronines aktyviosios saugos sistemas ir pagalbines valdymo sistemas.Greičio davikliai yra pagrindiniai matavimo elementai, užtikrinantys stabdžių antiblokavimo sistemos (ABS), stabilumo kontrolės sistemos (ESC) ir traukos kontrolės veikimą.Taip pat jutiklių rodmenys naudojami kai kuriose automatinės pavarų dėžės valdymo sistemose, padangų slėgio matavimuose, adaptyviajame apšvietime ir kt.
Visuose šiuolaikiniuose automobiliuose ir daugelyje kitų ratinių transporto priemonių yra įrengti greičio jutikliai.Lengvuosiuose automobiliuose davikliai montuojami ant kiekvieno rato, komerciniuose ir sunkvežimiuose, davikliai gali būti montuojami ir ant visų ratų, ir varančiosios ašies diferencialuose (po vieną ašiai).Taigi, stabdžių antiblokavimo sistemos gali stebėti visų ratų ar varomųjų ašių ratų būklę ir pagal šią informaciją atlikti stabdžių sistemos veikimo pakeitimus.
ABS jutiklių tipai
Visos esamos DSA yra suskirstytos į dvi dideles grupes:
• Pasyvus – indukcinis;
• Aktyvus – magnetorezistinis ir pagrįstas Hall jutikliais.
Pasyvieji jutikliai nereikalauja išorinio maitinimo šaltinio ir yra paprasčiausios konstrukcijos, tačiau turi mažą tikslumą ir nemažai trūkumų, todėl šiandien jie mažai naudingi.Aktyviems ABS jutikliams reikia energijos, kad jie veiktų, jie yra šiek tiek sudėtingesnio dizaino ir brangesni, tačiau pateikia tiksliausius rodmenis ir yra patikimi.Todėl šiandien daugumoje automobilių sumontuoti aktyvūs jutikliai.
Visų tipų DSA yra dvi versijos:
• Tiesus (galas);
•Kampas.
Tiesioginiai jutikliai yra cilindro arba strypo formos, kurių viename gale sumontuotas jutiklinis elementas, kitame - jungtis arba laidas su jungtimi.Kampo jutikliai komplektuojami su kampine jungtimi arba laidu su jungtimi, taip pat turi plastikinį arba metalinį laikiklį su varžto anga.
ABS indukcinių jutiklių konstrukcija ir veikimas
Tai paprasčiausias greičio jutiklis pagal konstrukciją ir veikimą.Jis pagrįstas induktoriumi, apvyniotu plona varine viela, kurios viduje yra gana galingas nuolatinis magnetas ir geležinė magnetinė šerdis.Ritės galas su magnetine šerdimi yra priešais metalinį krumpliaratį (impulsinį rotorių), standžiai pritvirtintą prie rato stebulės.Rotoriaus dantys yra stačiakampio profilio, atstumas tarp dantų yra lygus arba šiek tiek didesnis už jų plotį.
Šio jutiklio veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu.Ramybės būsenoje jutiklio ritėje nėra srovės, nes ją supa nuolatinis magnetinis laukas - jutiklio išvestyje nėra signalo.Kai automobilis juda, impulsinio rotoriaus dantys praeina šalia jutiklio magnetinės šerdies, todėl pasikeičia magnetinis laukas, einantis per ritę.Dėl to magnetinis laukas tampa kintamasis, kuris pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį sukuria kintamąją srovę ritėje.Ši srovė kinta pagal sinuso dėsnį, o srovės kitimo dažnis priklauso nuo rotoriaus sukimosi greičio, tai yra nuo automobilio greičio.
Indukciniai greičio davikliai turi didelių trūkumų – jie pradeda veikti tik įveikus tam tikrą greitį ir suformuoja silpną signalą.Dėl to ABS ir kitos sistemos negali veikti esant mažam greičiui ir dažnai sukelia klaidų.Todėl pasyvūs indukcinio tipo DSA šiandien užleidžia vietą pažangesniems aktyviems.
Greičio jutiklių projektavimas ir veikimas pagal Hall elementą
Jutikliai, pagrįsti Hall elementais, yra labiausiai paplitę dėl savo paprastumo ir patikimumo.Jie pagrįsti Holo efektu – skersinio potencialų skirtumo atsiradimu plokštuminiame laidininke, patalpintame magnetiniame lauke.Toks laidininkas yra kvadratinė metalinė plokštė, patalpinta į mikroschemą (Hall integrinis grandynas), kurioje yra ir vertinamoji elektroninė grandinė, kuri generuoja skaitmeninį signalą.Šis lustas yra sumontuotas greičio jutiklyje.
Struktūriškai DSA su Hall elementu yra paprastas: jis pagrįstas mikroschema, už kurios yra nuolatinis magnetas, o aplink gali būti metalinė plokštelė-magnetinė šerdis.Visa tai dedama į dėklą, kurio gale yra elektros jungtis arba laidas su jungtimi.Jutiklis yra priešais impulsinį rotorių, kuris gali būti pagamintas kaip metalinė pavara arba žiedas su įmagnetintomis sekcijomis, impulsinis rotorius yra tvirtai pritvirtintas prie rato stebulės.
Hall jutiklio veikimo principas yra toks.Hall integrinis grandynas nuolat generuoja skaitmeninį signalą tam tikro dažnio kvadratinių impulsų pavidalu.Ramybės būsenoje šio signalo dažnis yra minimalus arba jo visai nėra.Automobilio judėjimo pradžioje pro jutiklį praeina įmagnetintos sekcijos arba rotoriaus dantys, o tai lemia jutiklio srovės pasikeitimą - šį pokytį stebi vertinimo grandinė, kuri generuoja išėjimo signalą.Impulsinio signalo dažnis priklauso nuo rato sukimosi greičio, kurį naudoja stabdžių antiblokavimo sistema.
Šio tipo DSA neturi indukcinių jutiklių trūkumų, jie leidžia išmatuoti ratų sukimosi greitį tiesiogine prasme nuo pirmųjų automobilio judėjimo centimetrų, yra tikslūs ir patikimi.
Anizotropinių magnetorezistinių greičio jutiklių projektavimas ir veikimas
Magnetorezistiniai greičio jutikliai yra pagrįsti anizotropiniu magnetorezistiniu efektu, kuris yra feromagnetinių medžiagų elektrinės varžos pokytis, kai keičiasi jų orientacija, palyginti su pastoviu magnetiniu lauku.
Jautrus jutiklio elementas yra dviejų ar keturių plonų permaliozinių plokščių (specialaus geležies ir nikelio lydinio) „sluoksnio pyragas“, ant kurio uždedami metaliniai laidininkai, tam tikru būdu paskirstantys magnetinio lauko linijas.Plokštės ir laidininkai dedami į integruotą grandinę, kurioje taip pat yra vertinimo grandinė, kad būtų suformuotas išvesties signalas.Šis lustas yra sumontuotas jutiklyje, esančiame priešais impulsinį rotorių - plastikiniame žiede su įmagnetintomis sekcijomis.Žiedas yra tvirtai pritvirtintas prie rato stebulės.
AMR jutiklių veikimas yra toks.Ramybės būsenoje jutiklio feromagnetinių plokščių varža išlieka nepakitusi, todėl integrinio grandyno generuojamas išėjimo signalas taip pat nekinta arba jo visai nėra.Automobiliui judant, įmagnetintos impulsinio žiedo dalys praeina pro jutiklio jutimo elementą, dėl kurio šiek tiek pasikeičia magnetinio lauko linijų kryptis.Dėl to pasikeičia permaliozinių plokščių varža, kurią stebi vertinimo grandinė – dėl to jutiklio išvestyje generuojamas impulsinis skaitmeninis signalas, kurio dažnis proporcingas automobilio greičiui.
Pažymėtina, kad magnetorezistiniai jutikliai leidžia sekti ne tik ratų sukimosi greitį, bet ir jų sukimosi kryptį bei stabdymo momentą.Tai įmanoma dėl to, kad yra impulsinis rotorius su įmagnetintomis sekcijomis: jutiklis stebi ne tik magnetinio lauko krypties pasikeitimą, bet ir magnetinių polių praėjimo pro jutimo elementą seką.
Šio tipo DSA yra patikimiausi, jie užtikrina didelį ratų sukimosi greičio matavimo tikslumą ir efektyvų aktyviųjų transporto priemonių saugos sistemų veikimą.
Bendras greičio jutiklių, kaip ABS ir kitų sistemų dalis, veikimo principas
Stabdžių antiblokavimo sistemos, neatsižvelgiant į jose sumontuotus daviklius, veikia tuo pačiu principu.ABS valdymo blokas stebi iš greičio jutiklių gaunamą signalą ir lygina jį su iš anksto apskaičiuotais transporto priemonės greičio ir pagreičio rodikliais (šie rodikliai kiekvienam automobiliui yra individualūs).Jei jutiklio signalas ir valdymo bloke įrašyti parametrai sutampa, sistema neaktyvi.Jei vieno ar kelių jutiklių signalas nukrypsta nuo projektinių parametrų (tai yra, ratai užblokuoti), tada sistema įtraukiama į stabdžių sistemą, užkertant kelią neigiamoms ratų blokavimo pasekmėms.
Daugiau informacijos apie stabdžių antiblokavimo ir kitų aktyvių automobilių saugos sistemų veikimą rasite kituose svetainės straipsniuose.
Paskelbimo laikas: 2023-08-24