A blokkolásgátló fékrendszer (ABS) egy vagy több kerékre szerelt érzékelők leolvasása alapján figyeli a jármű mozgásának paramétereit.Ismerje meg, mi az ABS-érzékelő, és miért van rá szükség, milyen típusok, hogyan működik és milyen elveken alapul - tudhatja meg a cikkből.
Mi az ABS érzékelő
Az ABS-érzékelő (a gépjármű sebességérzékelője is, DSA) a különféle elektronikus aktív biztonsági rendszerekkel és kiegészítő vezérlőrendszerekkel felszerelt járművek kerekének forgási sebességének (vagy sebességének) érintésmentes érzékelője.A sebességérzékelők a fő mérőelemek, amelyek biztosítják a blokkolásgátló fékrendszer (ABS), a menetstabilizáló rendszer (ESC) és a kipörgésgátló működését.Ezenkívül az érzékelők leolvasását egyes automata sebességváltó-vezérlő rendszerekben, gumiabroncsnyomás-mérésekben, adaptív világításban és másokban használják.
Minden modern autó és sok más kerekes jármű sebességérzékelővel van felszerelve.Személygépkocsikban minden kerékre, haszongépjárművekre és teherautókra érzékelőket szerelnek fel, mind az összes kerékre, mind a hajtott tengely differenciálműveibe (tengelyenként egy).Így a blokkolásgátló fékrendszerek figyelemmel kísérhetik az összes kerék vagy a hajtott tengely kerekeinek állapotát, és ezen információk alapján módosíthatják a fékrendszer működését.
Az ABS érzékelők típusai
Az összes létező DSA két nagy csoportra oszlik:
• Passzív – induktív;
• Aktív – magnetorezisztív és Hall-érzékelőkre épül.
A passzív szenzorok nem igényelnek külső tápellátást és a legegyszerűbb kialakításúak, de alacsony a pontosságuk és számos hátrányuk van, így ma már kevéssé használhatóak.Az aktív ABS-érzékelőknek teljesítményre van szükségük a működésükhöz, valamivel bonyolultabb kialakításúak és drágábbak, de a legpontosabb leolvasást biztosítják, és működésükben megbízhatóak.Ezért manapság a legtöbb autóba aktív érzékelőket szerelnek fel.
Minden típusú DSA-nak két verziója van:
• Egyenes (vége);
•Sarok.
A közvetlen érzékelők henger vagy rúd formájúak, amelynek egyik végére érzékelőelem van felszerelve, a másik végén pedig csatlakozó vagy csatlakozóval ellátott vezeték.A szögérzékelők szögletes csatlakozóval vagy csatlakozós vezetékkel vannak felszerelve, valamint műanyag vagy fém konzollal, csavarlyukkal.
ABS induktív érzékelők tervezése és működése
Ez a tervezés és a működés legegyszerűbb sebességérzékelője.Alapja egy vékony rézhuzallal tekercselt tekercs, amelynek belsejében egy meglehetősen erős állandó mágnes és egy vas mágneses mag található.A tekercs mágneses maggal ellátott vége a fém fogaskerékkel (impulzusrotor) szemben helyezkedik el, mereven a kerékagyra rögzítve.A rotor fogai téglalap alakúak, a fogak közötti távolság egyenlő vagy valamivel nagyobb, mint a szélességük.
Ennek az érzékelőnek a működése az elektromágneses indukció jelenségén alapul.Nyugalmi állapotban nincs áram az érzékelő tekercsében, mivel állandó mágneses tér veszi körül - az érzékelő kimenetén nincs jel.Az autó mozgása közben az impulzusrotor fogai az érzékelő mágneses magja közelében haladnak el, ami a tekercsen áthaladó mágneses tér megváltozásához vezet.Ennek eredményeként a mágneses tér váltakozóvá válik, ami az elektromágneses indukció törvénye szerint váltakozó áramot hoz létre a tekercsben.Ez az áram a szinusz törvénye szerint változik, és az áramváltozás gyakorisága a forgórész forgási sebességétől, vagyis az autó sebességétől függ.
Az induktív sebességérzékelőknek jelentős hátrányai vannak - csak akkor kezdenek működni, ha egy bizonyos sebességet túllépnek, és gyenge jelet képeznek.Ez lehetetlenné teszi az ABS és más rendszerek alacsony sebességű működését, és gyakran hibákhoz vezet.Ezért az induktív típusú passzív DSA-k ma átadják a helyüket a fejlettebb aktívaknak.
Sebességérzékelők tervezése és működése a Hall elem alapján
A Hall elemeken alapuló érzékelők a legelterjedtebbek egyszerűségük és megbízhatóságuk miatt.Ezek a Hall-effektuson alapulnak - egy mágneses térbe helyezett sík vezetőben keresztirányú potenciálkülönbség előfordulása.Ilyen vezető egy mikroáramkörbe (Hall integrált áramkör) elhelyezett négyzet alakú fémlemez, amely digitális jelet generáló kiértékelő elektronikus áramkört is tartalmaz.Ez a chip a sebességérzékelőbe van beépítve.
Szerkezetileg a Hall elemes DSA egyszerű: egy mikroáramkörre épül, ami mögött állandó mágnes található, körülötte pedig egy fémlemez-mágneses mag helyezhető el.Mindez egy tokban van elhelyezve, melynek hátulján elektromos csatlakozó, vagy csatlakozós vezeték található.Az érzékelő az impulzusrotorral szemben található, amely akár fém fogaskerék, akár mágnesezett szakaszokkal rendelkező gyűrű formájában készülhet, az impulzusrotor mereven a kerékagyra van rögzítve.
A Hall érzékelő működési elve a következő.A Hall integrált áramkör folyamatosan digitális jelet állít elő meghatározott frekvenciájú négyzetimpulzusok formájában.Nyugalmi állapotban ennek a jelnek minimális a frekvenciája, vagy teljesen hiányzik.Az autó mozgásának kezdetén mágnesezett szakaszok vagy rotorfogak haladnak el az érzékelő mellett, ami az érzékelő áramának változását vonja maga után - ezt a változást a kiértékelő áramkör figyeli, amely a kimeneti jelet generálja.Az impulzusjel frekvenciája a kerék forgási sebességétől függ, amelyet a blokkolásgátló fékrendszer használ.
Az ilyen típusú DSA mentes az induktív érzékelők hátrányaitól, lehetővé teszik a kerekek forgási sebességének mérését szó szerint az autó mozgásának első centimétereitől, pontosak és megbízhatóak a működésben.
Anizotróp magnetorezisztív sebességérzékelők tervezése és működése
A mágneses ellenállású sebességérzékelők az anizotróp magnetorezisztív effektuson alapulnak, amely a ferromágneses anyagok elektromos ellenállásának változása, amikor az orientációjuk megváltozik egy állandó mágneses térhez képest.
Az érzékelő érzékeny eleme két vagy négy vékony permalloy lemezből (speciális vas-nikkel ötvözetből) álló "rétegpogácsa", amelyre fémvezetőket visznek fel, amelyek meghatározott módon osztják el a mágneses erővonalakat.A lemezeket és a vezetékeket egy integrált áramkörbe helyezik, amely egyben a kiértékelő áramkört is tartalmazza a kimeneti jel létrehozásához.Ez a chip az impulzusrotorral szemben található érzékelőbe van beszerelve - egy mágnesezett részekkel rendelkező műanyag gyűrű.A gyűrű mereven van felszerelve a kerékagyra.
Az AMR érzékelők működése a következőkre csapódik le.Nyugalmi állapotban az érzékelő ferromágneses lemezeinek ellenállása változatlan marad, így az integrált áramkör által generált kimeneti jel sem változik, vagy teljesen hiányzik.Az autó mozgása közben az impulzusgyűrű mágnesezett részei elhaladnak az érzékelő érzékelő eleme mellett, ami a mágneses erővonalak irányának némi változásához vezet.Ez a permalloy lemezek ellenállásában változást okoz, amit a kiértékelő áramkör figyel - ennek eredményeként az érzékelő kimenetén impulzusos digitális jel keletkezik, melynek frekvenciája arányos az autó sebességével.
Meg kell jegyezni, hogy a magnetorezisztív érzékelők nemcsak a kerekek forgási sebességét, hanem forgási irányát és a megállás pillanatát is lehetővé teszik.Ez a mágnesezett szakaszokkal rendelkező impulzusrotor jelenléte miatt lehetséges: az érzékelő nemcsak a mágneses tér irányának változását figyeli, hanem a mágneses pólusok érzékelőelemen túli áthaladásának sorrendjét is.
Az ilyen típusú DSA-k a legmegbízhatóbbak, nagy pontossággal mérik a kerekek forgási sebességét és az aktív járműbiztonsági rendszerek hatékony működését.
A sebességérzékelők működésének általános elve az ABS és más rendszerek részeként
A blokkolásgátló fékrendszerek, függetlenül a beépített érzékelőktől, ugyanazzal a működési elvvel rendelkeznek.Az ABS vezérlőegység figyeli a sebességérzékelőktől érkező jeleket, és összehasonlítja azt a jármű sebességének és gyorsulásának előre kiszámított mutatóival (ezek a mutatók minden autónál egyediek).Ha az érzékelő jele és a vezérlőegységben rögzített paraméterek egybeesnek, a rendszer inaktív.Ha egy vagy több érzékelő jele eltér a tervezési paraméterektől (vagyis a kerekek blokkoltak), akkor a rendszer bekerül a fékrendszerbe, megelőzve a kerekek blokkolásának negatív következményeit.
A blokkolásgátló fékrendszer és más aktív autóbiztonsági rendszerek működéséről további információkat találhat az oldal más cikkeiben.
Feladás időpontja: 2023. augusztus 24