Замена датчика абс: виды, типы, принципы работы и причины поломки

Датчик АБС — назначение, виды, устройство

Тормозная система автомобиля является одним из основополагающих систем в автомобиле наряду с двигателем, трансмиссией и рулевым управлением. Двигатель и трансмиссия нужны чтобы автомобиль начал двигаться и продолжал движение с требуемой скоростью. Рулевое управление нужно чтобы автомобиль двигался туда, куда хочет водитель. Тормозная система нужна для того, чтобы автомобиль останавливался, когда этого хочет водитель.

Для чего нужен датчик АБС?

Задача тормозной системы заключается в преобразовании давления, созданного ногой водителя, в механическое движение тормозных колодок, прижимающихся к тормозному диску или барабану колеса, тем самым останавливая его вращение.

По мере развития тормозной системы от первых автомобилей до современных образцов автопрома тормозная система постоянно совершенствовалась для решения поставленных перед ней задач.

Одной из этих задач является сокращение тормозного пути автомобиля, если состояние дорожного полотна не обеспечивает достаточное сцепления с покрышкой колеса (например, если дорога мокрая, или заледенела, или покрыта грязью). В этом случае колесо, которое тормозят тормозные колодки, перестает вращаться, цепляться за дорогу, останавливать автомобиль, и срывается в неконтролируемое скольжение по дорожному полотну. В этом случае путь, который проходит автомобиль до своей остановки значительно увеличивается. Но если водитель вовремя снизит немного усилие на педали тормоза, давление колодок ослабнет, и колесо опять начнет вращаться, цепляясь за дорогу.

В современных автомобилях эту работу выполняет система АБС, которая вовремя уменьшает давление в тормозной системе, без участия водителя, как только колесо автомобиля срывается в скольжение. Для того, чтобы система автоматически и безошибочно определяла момент когда колесо блокируется служит датчик АБС (ABS).

Датчик АБС представляет собой систему из зубчатого колеса, надетого на ступицу и индукционной катушки, которая постоянно определяет с какой скоростью вращается колесо. Катушка передает данные на блок управления АБС, который сравнивает эти данные с данными о линейной скорости автомобиля. Блок управления принимает решение ослабить давление в тормозной системе или не делать этого.

Когда нужно менять датчик АБС?

Датчик АБС – простой по своему принципу, но достаточно сложный по исполнению механизм, который содержит механические и электронные компоненты, потому необходимость ремонта или замены датчика все-таки возникает. Как правило, если не было механического воздействия, например аварии, причиной неисправности является электрика — например обрыв проводов или окисление контактов, ненадежные соединения и т.д.

Как правило, система АБС сама диагностирует себя и в случае проблем сигнализирует об этом водителю. Долговечность датчика изначально зависит от наличия слабых мест в конструкции, от качества используемых компонентов, от соблюдения периодичности обслуживания тормозной системы. Датчик АБС поставляется вместе с проводкой, их приходится менять в сборе.

Способы проверки работоспособности

 Чтобы определить состояние детали, выполним ряд действий по её диагностике, двигаясь от простого к сложному:

1. Проверим предохранители, вскрыв блок (внутри салона либо в подкапотном пространстве) и осмотрев соответствующие элементы (указаны в инструкции по ремонту/эксплуатации). При обнаружении сгоревшего компонента заменим его новым.
2. Осмотрим и проверим:
   • целостность разъёмов;
   • проводку на предмет потёртостей, увеличивающих риск возникновения короткого замыкания;
   • загрязнение детали, возможные внешние механические повреждения;
   • фиксацию и соединение с массой самого датчика.

Если перечисленные мероприятия не помогают выявить неисправность устройства, его придётся проверить с помощью приборов — тестера (мультиметра) или осциллографа.

Тестером (мультиметром)

Этот способ диагностики датчика потребует наличия тестера (мультиметра), инструкции по эксплуатации и ремонту авто, а также ПИН — проводки со специальными разъёмами.

Прибор объединяет в себе функции омметра, амперметра и вольтметра

Для получения полной информации о работоспособности датчика АБС нужно замерить сопротивление в цепи устройства:

1. Поднимаем автомобиль домкратом или вывешиваем на подъёмнике.
2. Снимаем колесо, если оно препятствует доступу к устройству.
3. Снимаем крышку блока управления системой и отсоединяем разъёмы контроллеров.

4. Подключаем ПИН к мультиметру и контактному гнезду датчика (разъёмы датчиков задних колёс расположены внутри салона, под сиденьями).

   Подключаем ПИН к тестеру и контактному гнезду датчика

5. Замеряем сопротивление (тестер в режиме омметр) на контактах устройства. Сверяем показания прибора с руководством по эксплуатации авто, где должны быть указаны требуемые параметры.
6. Проверяем электрическую цепь, прозвонив проводку датчика на предмет возможного короткого замыкания.
7. Прокручиваем колесо вручную и одновременно замеряем сопротивление — показания тестера должны меняться в зависимости от скорости вращения.
8. Переключаем тестер в режим «вольтметр» и замеряем напряжение на датчике — прокручиваем колесо с частотой 1 об/сек, контролируя показания прибора. Оптимальными считаются параметры напряжения от 0,25 до 1,2 V, но при этом следует учитывать, что повышение скорости вращения колеса обязательно их увеличивает.

Показания прибора должны соответствовать данным, указанным в пособии по ремонту и эксплуатации конкретного автомобиля. Если сопротивление устройства:

• ниже минимального порога − датчик неисправен;
• приближается к нулю − короткое замыкание;
• нестабильное (скачущее) в момент подёргивания провода — нарушение контакта внутри проводки;
• бесконечность либо показания отсутствуют — обрыв провода.

Видео «Диагностика датчика АBS»

Как проверить с помощью осциллографа (со схемой подключения)

Помимо самостоятельной диагностики датчика тестером (мультиметром), его можно проверить с помощью более сложного прибора — осциллографа.

Прибор исследует амплитуду и временные параметры сигнала датчика

Для диагностики датчика АБС осциллографом необходимо:

1. Полностью зарядить аккумуляторную батарею, чтобы по ходу измерения наблюдать на разъёмах либо проводниках падения (скачки) напряжения.
2. Найти сенсорный датчик и отсоединить верхний разъём детали.

3. Подключить к контактному гнезду осциллоскоп.

   Подключение прибора к разъёму датчика АБС (1 — зубчатый диск-ротор; 2 — датчик)

4. Вращать подвешенное колесо (подняв автомобиль на домкрате или подъёмнике) с постоянной частотой 2–3 оборота в секунду.
5. Засечь амплитуду колебаний сигнала на дисплее устройства.
6. Вращать второе колесо оси и аналогично засечь колебания.

Об исправности датчика АБС свидетельствует:

• одинаковая амплитуда колебания сигнала при вращении колёс одной оси;
• отсутствие биений амплитуды при диагностике меньшим по частоте сигналом синусоиды;
• сохранение стабильной, ровной амплитуды колебания сигнала, не превышающей 0,5 B, при вращении колеса с частотой 2 об/сек.

Отметим, что осциллограф — прибор довольно сложный и дорогостоящий. Современные компьютерные технологии позволяют заменить это устройство специальной программой, скачанной из интернета и установленной на обычный ноутбук.

Самым простым способом диагностики устройства без приборов является проверка магнитного клапана на индукционном датчике. К детали, внутри которой установлен магнит, прикладывают любое металлическое изделие (отвёртку, гаечный ключ). Если датчик не притягивает его − он неисправен.

История создания

В 1978 году немецкая фирма Bosch представила первую электронную антиблокировочную систему. Конструкция датчиков включала постоянный магнит, обмотанный катушкой. Учитывая, что в то время Bosch сотрудничала с компанией Daimler-Benz, первым автомобилем, оснащенным такой системой, стал Mercedes-Benz S-класса в 1978 года выпуска.

С момента выхода первой системы, компания Bosch продолжала совершенствовать свою разработку. Новые датчики, которые устанавливаются на системы в наше время, основываются на физическом открытии ученого Эдвина Холла. Физик проводил свои эксперименты изучая электромагнитные поля и в 1879 году открыл так называемый Эффект Холла. Суть эффекта в том, что если  через пластину пропустить ток и поместить ее в область действия магнитного поля, то на краях пластины появится напряжение. Направление напряжения будет зависеть от направления тока и от заряда электронов.  Применение свойств магнитных полей в автомобилестроении задержалось на 75 лет, но в результате, датчики Холла прочно укрепили свои позиции не только в составе системы ABS, но и для измерения угла положения распределительного вала.

Таким образом, датчики поделились на два фронта – активные и пассивные. 

Пассивные датчики ABS

Пассивные датчики имеют достаточно крупные размеры и отличаются меньшей точностью, по сравнению с активными. Но их главный недостаток в том, что они начинают функционировать только после достижения минимальной скорости вращения  колеса.  В то же время, они являются очень прочными и долговечными.

Конструктивно, датчик состоит из следующих деталей:

— корпус

— железный сердечник

— постоянный магнит

— катушка

— импульсное кольцо

Импульсное кольцо  датчика прочно закреплено к ступице колеса и вращается перед одним из концов постоянного магнита. Такая конструкция приводит к тому, что при каждом рассекании поля постоянного магнита в катушке возникает переменный ток. Частота и амплитуда переменного тока пропорциональны скорости вращения колеса автомобиля. Для возникновения читаемого блоком управления ABS импульса требуется скорость движения не менее 5-7 км/час  , что является серьезным недостатком. С другой стороны у пассивных датчиков есть свои преимущества — они не подвергаются износу, а загрязнения не влияют на магнитное поле.

Активные датчики ABS

В конце 90-х годов появились датчики нового типа – активные. Их основное отличие от пассивных аналогов в том, что они нуждаются в источнике питания. Существует два типа активных датчиков с разным принципом действия.

Проверка диагностической цепи АБС

Как выполняется проверка?

Если на приборной панели горит ошибка ABS или тормозной системы, то не всегда причина кроется в самом датчике ABS. Что бы точно выявить причину неисправности рекомендуется провести комплексную диагностику автомобиля. Для экономии бюджета и времени наиболее предпочтительным вариантом будет самостоятельная диагностика с помощью ODBII сканера.

Если бюджет ограничен и вы не хотите тратить больших сумм на приобретение устройства, рекомендуем обратить внимание на адаптер корейского производства Scan Tool Pro Black Edition. Данное устройство видит не только двигатель, как большинство бюджетных сканеров, но и другие узлы и агрегаты автомобиля (в том числе ABS и тормозную систему)

Сканер совместим с большинством автомобилей и подключается к любому устройству через Bluetooth или wi-fi. Так же с помощью данного устройства можно проверить работу всех датчиков в режиме реального времени

Данное устройство видит не только двигатель, как большинство бюджетных сканеров, но и другие узлы и агрегаты автомобиля (в том числе ABS и тормозную систему). Сканер совместим с большинством автомобилей и подключается к любому устройству через Bluetooth или wi-fi. Так же с помощью данного устройства можно проверить работу всех датчиков в режиме реального времени.

Поскольку работа исправного датчика ABS основана на изменении электрического сопротивления при вращении колеса, измерить его параметры можно мультиметром или тестером, функционирующим в режиме омметра. Условия для диагностики – обычный гараж либо ровная площадка, смотровая канава не требуется. Из инструментов возьмите домкрат и баллонный ключ.

Чтобы проверить датчик АБС тестером, выполните следующие действия:

1. Поставьте автомобиль на ровную площадку и зафиксируйте противооткатными упорами. Ручной тормоз включать не следует.
2. Поднимите домкратом заднее колесо и снимите его. Обнаружив жгут проводов, идущих к датчику в ступице, отыщите разъем и рассоедините его. Тщательно прочистите все контакты, лучше – специальной жидкостью.
3. Включите мультиметр на измерение сопротивления и выполните замер в колодке, идущей от датчика. В зависимости от марки авто величина должна составлять от 500 Ом до 1,4 кОм.
4. Возьмитесь за барабан или диск рукой и покрутите его, следя за показаниями тестера. Сопротивление должно меняться.
5. Переведите прибор в режим измерения напряжения и включите зажигание. Проверьте присутствие постоянного тока со стороны блока управления, присоединив мультиметр ко второй части разъема.
6. Операцию повторите на всех колесах.

На различных моделях автомобилей разъем может находиться в разных местах – прятаться под днищем либо пластиковой защитой. Чтобы обнаружить колодку, прощупайте жгут проводов вручную.

Закрытая система с 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами

Разработанная первоначально компанией Bosch система регулирует тормозное усилие (модуляцию тормозного усилия 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами.

На рисунке а, б и в представлен процесс регулирования для каждого колеса.

В состоянии покоя (обесточенном состоянии) электромагнитный клапан позволяет усилию, создаваемому водителем на главном тормозном цилиндре при нажатии на педаль тормоза беспрепятственно воздействовать на колесный тормозной цилиндр. Этот процесс соответствует обычной работе тормозной системы. Тормозное усилие повышается и замедляет колесо. Если блок управления на основании сигнала датчика угловой скорости вращения колеса определяет слишком быстрое замедление колеса по сравнению с контрольной скоростью, то электромагнитный клапан сначала нагружается половиной максимального тока, в результате чего доступ к главному тормозному цилиндру перекрывается, что препятствует дальнейшему повышению давления в колесном тормозном цилиндре.

Если после этой стадии «удержания тормозного усилия» скорость вращения колеса не увеличится, а будет снижаться дальше, то электромагнитный клапан подается максимальный ток, вследствие чего открывается обратная магистраль, а тормозное усилие в колесном тормозном цилиндре уменьшается. В результате силы трения покоя дорожного полотна колесо снова ускоряется. Как только скорость примерно достигнет контрольного значения, блок управления обесточивает электромагнитный клапан, который снова возвращается в исходное положение (т.е. обратная магистраль перекрывается, тормозное усилие может уменишаться беспрепятственно). Цикл может быть начат сначала.

Чтобы поддержать тормозное усилие в главном тормозном цилиндре и обеспечить снижение усилия через накопитель, насос обратной подачи подает тормозную жидкость от накопителя во впускную магистраль главного тормозного цилиндра. Этот процесс заметен по пульсации педали тормоза. Обычно именно по этому признаку водитель определяет момент срабатывания системы ABS.

Регулирование тормозного усилия блоком управления электромагнитными клапанами происходит практически до полной остановки автомобиля либо до отпускания водителем педали тормоза и уменьшении тормозного усилия, свидетельствующего об отсутствии опасности блокировки колеса.

При выходе из строя системы ABS электромагнитные клапаны находятся в обесточенном состоянии, в результате чего тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.

Если вдруг, что маловероятно, система ABS во время процесса регулирования в результате самодиагностики обнаружит неисправность, то, насколько это будет возможным, система продолжит регулирование торможения до конца.

На рисунке при помощи принципиальной электрической схемы представлены входы и выходы блока управления, а также взаимосвязь компонентов системы.

При включении зажигания (клемма 15) электронное реле защиты (КЗ) замыкается и соединяет клемму 30 с клелммой 31, в результате чего на блок управления (контакт 1) и на цепь управления (86) клапанного реле (К1) и реле двигателя (К2) подается «плюс» аккумуляторной батареи. Через контакты 10, 20 и 34 блок управления постоянно соединен с массой.

Через клемму 15 также подается питание на сигнальную лампу системы ABS (Н1). Она горит до тех пор, пока не будет соединена с массой через кабель 1 при помощи клапанного реле через клемму 87а или через контакт 29 блока управления.

Если блок управления через контакт 27 подает массу на разъем 87 клапанного реле, то последнее срабатывает и черезразъем 87 соединяет электромагнитные клапаны с клеммой 30. Работа клапанного реле контролируется блоком управления через контакт 32.

Функция сигнальной лампы проверяется блоком управления через контакт 29.

Через контакт 14 блока управления контролируется реле двигаеля, после того как оно будет включено контактом 28 на основании сигнала массы.

Это происходит, когда во время ABS-регулирования на насос обратной подачи подается питание от «плюса» аккумуляторной батареи. В этом случае блоком управления на основании сигнала массы управляются также электромагнитные клапаны.

Вce это зависит от частоты переменного напряжения датчиков угловой скорости вращения (В1).

Вход выключателя стоп-сигналов служит дополнительной защитой так же, как и сигнал работы двигателя через клемму 61 генератора. Сигнальная лампочка гаснет только при работающем двигателе с исправным генератором, поскольку при ABS-регулировании необходим запас энергии.

Замена датчика АБС

Процедура замены датчика достаточно проста, и на специализированном СТО стоит не слишком дорого. Самостоятельная замена устройства также вполне возможна. Для этого после покупки качественной детали выполняют следующие действия:

1. При помощи домкрата приподымают соответствующее колесо, чтобы обеспечить доступ к датчику.
2. Определяют расположение устройства и метод его демонтажа.
3. Откручивают болт, удерживающий устройство в рабочем положении.
4. Датчик снимают и визуально исследуют на повреждения.
5. Устанавливают новый датчик.
6. Правильно подключают все электрические соединения.
7. Фиксируют устройство болтом, открученным ранее.
8. После окончания установки необходимо проехать на автомобиле и протестировать работу системы.

Основные виды неисправностей АБС

Иногда при нажатии на тормоз возникает треск, заставляющий водителей думать, что с их транспортным средством что-то не в порядке. Но этот звук не является признаком поломки: треск может возникать во время работы модуляторов.

Если ABS выходит из строя, то после запуска двигателя значок на панели не гаснет, продолжая гореть всё время.

В процессе диагностики могут обнаружиться следующие неисправности:

1. Найденная при тестировании ошибка убирается самой системой ABS. Это не значит, что неисправность устранена: просто-напросто, либо в главном блоке контроллера возникает ошибка, либо в проводке датчика имеется обрыв.
2. При старте АБС самодиагностика проходит в нормальном режиме, но затем устройство самопроизвольно выключается. Среди возможных причин — некачественные контакты или их окисление, обрыв кабеля, отвечающего за питание, замыкание в работе датчика.
3. После старта ABS система самодиагностики находит ошибку, но всё равно работает. В большинстве случаев это говорит об обрыве в датчике, вследствие чего информация о скорости вращения колеса начинает передаваться с другого устройства. Причиной, вызвавшей появление неисправности, может быть и разница в давлении шин: если одно колесо спущено, то оно будет медленнее работать. Аналогичная ситуация наблюдается в случае установки шин с разным протектором.
4. АБС вообще не работает. Наиболее вероятными причинами будут обрыв, сильно изношенный ступичный подшипник, люфт ротора. Чтобы устранить неисправность, для начала стоит проверить люфт и состояние ротора. Если обнаружены сколы, элемент следует заменить. Далее – проверка проводов, подходящих к устройству. Если и эта мера не привела к должному результату, то всё дело в электронике – в таком случае необходимо с помощью системы диагностики узнать код ошибки для её устранения.

Основные виды

Датчик ABS считается первостепенной измерительной деталью антиблокировочной системы.

Состоит устройство из:

• Измерителя, размещаемого стационарно возле колеса;
• Индукционного кольца (индикатора вращения, импульсного ротора), устанавливаемого на колесо (ступицу, подшипник ступицы, ШРУС).

Датчики выпускаются в двух исполнениях:

• Прямые (торцевые) цилиндрической формы (стержня) с импульсным элементом на одном конце и разъёмом на другом;
• Угловые с разъёмом сбоку и металлическим или пластиковым кронштейном с отверстием для крепёжного болта.

Выпускается два вида датчиков:

• Пассивные — индуктивные;
• Активные — магниторезистивные и на основе элемента Холла.

ABS позволяет сохранить управляемость и значительно повысить устойчивость при экстренном торможении

Пассивные

Выделяются простой системой работы, при этом достаточно надёжные и имеют большой срок действия. Не нуждаются в подключении к питанию. Индуктивный датчик по сути это индукционная катушка из медной проволоки, в середине которой размещён стационарный магнит с металлическим сердечником.

Измеритель расположен сердечником к импульсному ротору в виде колеса с зубцами. Между ними выставлен определённый зазор. Зубцы ротора имеют форму прямоугольника. Проём между ними равен или чуть более ширины зубца.

В то время когда транспорт находится в движении при прохождении зубцов ротора около сердечника магнитное поле, проникающее сквозь катушку, постоянно изменяется, образуя в катушке переменный ток. Частота и амплитуда тока находятся в прямой зависимости от скорости движения колеса. На основе обработки этих данных блок управления отдаёт команду магнитным клапанам.

Статья в тему: Как поставить вилку сцепления не снимая коробки

Минусами пассивных датчиков является:

• Относительно большие габариты;
• Слабая точность показаний;
• Начинают функционировать при наборе автомобилем скорости более 5 км/ч;
• Срабатывают при минимальном вращении колеса.

Из-за частых ошибок на современных автомобилях устанавливаются крайне редко.

Магниторезистивные

Работа базируется на свойстве ферромагнитных материалов менять электрическое сопротивление при воздействии на них неизменного магнитного поля.

Часть датчика контролирующая изменения выполнена из двух или четырёх слоёв железоникелевых пластин с нанесёнными на них проводниками. Часть элемента установлена в интегральную схему, считывающую изменения сопротивления и образующую контрольный сигнал.

Импульсный ротор, представляющий собой местами намагниченное пластиковое кольцо, жёстко закреплён на ступице колеса. Во время эксплуатации намагниченные участки ротора изменяют среду в пластинах чувствительного элемента, что фиксируется схемой. На её выходе образуются импульсные цифровые сигналы, поступающие в блок управления.

Подобный вид устройства контролирует скорость, курс вращения колёс и момент их полной остановки.

Магниторезистивные датчики фиксируют смену вращения колёс автомобиля с большой точностью, повышая эффективность действия систем обеспечения безопасности.

На основе элемента Холла

Этот тип датчиков ABS функционирует базируясь на эффекте Холла. В плоском проводнике, помещаемом в магнитное поле, образуется поперечная разница потенциалов.

Эффект Холла — появление поперечной разности потенциалов при помещении в магнитное поле проводника с постоянным током

Этим проводником является пластина из металла квадратной формы, помещённая в микросхему, которая включает в себя интегральную схему Холла и контрольную электронную систему. Датчик размещён с противоположной стороны от импульсного ротора и имеет вид колеса из металла с зубцами или кольца из пластика местами намагниченного, жёстко закреплённого на ступице колеса.

Схема Холла непрерывно образует сигнальные всплески определённой частоты. В состоянии покоя частота сигнала сводится к минимуму или затихает совсем. Во время движения проходящие мимо чувствительного элемента намагниченные участки или зубцы ротора вызывают изменения тока в датчике, фиксируемые отслеживающей схемой. На основании полученных данных формируется выходной сигнал, поступающий в блок управления.

Датчики данного типа производят замеры скорости с начала движения машины, отличаются точностью замеров и надёжностью функций.