سیستم ترمز ضد قفل (ABS) پارامترهای حرکت خودرو را با توجه به خوانش سنسورهای نصب شده روی یک یا چند چرخ کنترل می کند.در مورد اینکه سنسور ABS چیست و چرا به آن نیاز است، انواع آن، چگونه کار می کند و بر اساس چه اصولی کار می کند - از مقاله بیاموزید.
سنسور ABS چیست؟
سنسور ABS (همچنین سنسور سرعت خودرو، DSA) یک سنسور غیر تماسی سرعت چرخش (یا سرعت) چرخ وسایل نقلیه مجهز به سیستم‌های ایمنی فعال الکترونیکی مختلف و سیستم‌های کنترل کمکی است.سنسورهای سرعت، عناصر اصلی اندازه گیری هستند که عملکرد سیستم ترمز ضد قفل (ABS)، سیستم کنترل پایداری (ESC) و کنترل کشش را تضمین می کنند.همچنین، قرائت سنسور در برخی از سیستم‌های کنترل گیربکس اتوماتیک، اندازه‌گیری فشار تایر، روشنایی تطبیقی و غیره استفاده می‌شود.
تمام خودروهای مدرن و بسیاری از وسایل نقلیه چرخدار دیگر مجهز به سنسورهای سرعت هستند.در خودروهای سواری، سنسورها بر روی هر چرخ نصب می شوند، در وسایل نقلیه تجاری و کامیون ها، سنسورها را می توان هم بر روی همه چرخ ها و هم در دیفرانسیل های محور محرک (یک در هر محور) نصب کرد.بنابراین سیستم های ترمز ضد قفل می توانند وضعیت تمامی چرخ ها یا چرخ های محورهای محرک را زیر نظر داشته و بر اساس این اطلاعات تغییراتی در عملکرد سیستم ترمز ایجاد کنند.
انواع سنسور ABS
تمام DSA های موجود به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند:
• منفعل – استقرایی.
• فعال - مغناطیسی و مبتنی بر حسگرهای هال.
سنسورهای غیرفعال نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارند و ساده ترین طراحی را دارند، اما دقت پایین و تعدادی معایب دارند، بنابراین امروزه کاربرد کمی دارند.سنسورهای ABS فعال برای کار به قدرت نیاز دارند، از نظر طراحی تا حدودی پیچیده‌تر و گران‌تر هستند، اما دقیق‌ترین قرائت‌ها را ارائه می‌دهند و در عملکرد قابل اعتماد هستند.بنابراین امروزه سنسورهای فعال روی اکثر خودروها نصب می شوند.
DSA از همه نوع دارای دو نسخه است:
• مستقیم (پایان)؛
•گوشه.
سنسورهای مستقیم به شکل یک استوانه یا میله هستند که در یک انتهای آن یک عنصر حسگر نصب شده است، در طرف دیگر - یک اتصال دهنده یا سیم با یک رابط.سنسورهای زاویه مجهز به کانکتور زاویه ای یا سیم با کانکتور هستند و همچنین دارای یک براکت پلاستیکی یا فلزی با سوراخ پیچ هستند.
طراحی و عملکرد سنسورهای القایی ABS
این ساده ترین سنسور سرعت در طراحی و عملکرد است.این بر اساس یک زخم سلف با یک سیم مسی نازک است که در داخل آن یک آهنربای دائمی نسبتاً قدرتمند و یک هسته مغناطیسی آهن وجود دارد.انتهای سیم پیچ با یک هسته مغناطیسی در مقابل چرخ دنده فلزی (روتور پالس) قرار دارد که به طور سفت و سخت روی توپی چرخ نصب شده است.دندانه های روتور دارای پروفیل مستطیلی هستند، فاصله بین دندانه ها برابر یا کمی بیشتر از عرض آنها است.
عملکرد این سنسور بر اساس پدیده القای الکترومغناطیسی است.در حالت استراحت، جریانی در سیم پیچ سنسور وجود ندارد، زیرا توسط یک میدان مغناطیسی ثابت احاطه شده است - هیچ سیگنالی در خروجی سنسور وجود ندارد.در حالی که ماشین در حال حرکت است، دندانه های روتور پالس از نزدیک هسته مغناطیسی سنسور عبور می کنند که منجر به تغییر میدان مغناطیسی عبوری از سیم پیچ می شود.در نتیجه میدان مغناطیسی متناوب می شود که طبق قانون القای الکترومغناطیسی، جریان متناوب در سیم پیچ ایجاد می شود.این جریان بر اساس قانون سینوس متغیر است و فرکانس تغییر جریان به سرعت چرخش روتور یعنی به سرعت ماشین بستگی دارد.
سنسورهای سرعت القایی دارای اشکالات قابل توجهی هستند - آنها فقط زمانی شروع به کار می کنند که بر سرعت خاصی غلبه کرده و سیگنال ضعیفی را تشکیل دهند.این امر باعث می شود که ABS و سایر سیستم ها در سرعت های پایین کار نکنند و اغلب منجر به خطا می شود.بنابراین، DSA های غیرفعال از نوع القایی امروزه جای خود را به DSA های فعال پیشرفته تر می دهند.
طراحی و عملکرد سنسورهای سرعت بر اساس عنصر هال
سنسورهای مبتنی بر عناصر هال به دلیل سادگی و قابلیت اطمینان رایج ترین هستند.آنها بر اساس اثر هال هستند - وقوع یک اختلاف پتانسیل عرضی در یک هادی صفحه ای که در یک میدان مغناطیسی قرار دارد.چنین رسانایی یک صفحه فلزی مربعی است که در یک ریزمدار (مدار مجتمع هال) قرار داده شده است، که همچنین حاوی یک مدار الکترونیکی ارزیابی کننده است که سیگنال دیجیتال تولید می کند.این تراشه در سنسور سرعت نصب شده است.
از نظر ساختاری، DSA با عنصر هال ساده است: بر اساس یک ریزمدار است که در پشت آن یک آهنربای دائمی وجود دارد و یک هسته مغناطیسی صفحه فلزی می تواند در اطراف قرار گیرد.همه اینها در یک کیس قرار می گیرد که در پشت آن یک اتصال دهنده الکتریکی یا یک هادی با یک رابط قرار دارد.سنسور در مقابل روتور پالس قرار دارد که می تواند به صورت چرخ دنده فلزی یا حلقه ای با بخش های مغناطیسی ساخته شود، روتور پالس به طور سفت و سخت بر روی توپی چرخ نصب شده است.
اصل کار سنسور هال به شرح زیر است.مدار مجتمع هال به طور مداوم یک سیگنال دیجیتال به شکل پالس های مربعی با یک فرکانس خاص تولید می کند.در حالت استراحت، این سیگنال دارای حداقل فرکانس است یا کاملاً وجود ندارد.در ابتدای حرکت خودرو، بخش های مغناطیسی یا دندانه های روتور از کنار سنسور عبور می کنند که مستلزم تغییر در جریان در سنسور است - این تغییر توسط مدار ارزیابی نظارت می شود که سیگنال خروجی را تولید می کند.فرکانس سیگنال پالس به سرعت چرخش چرخ بستگی دارد که توسط سیستم ترمز ضد قفل استفاده می شود.
DSA از این نوع فاقد معایب سنسورهای القایی است، آنها به شما امکان می دهند سرعت چرخش چرخ ها را به معنای واقعی کلمه از اولین سانتی متر حرکت خودرو اندازه گیری کنید، در عملکرد دقیق و قابل اعتماد هستند.
طراحی و بهره برداری از سنسورهای سرعت مغناطیسی مقاومتی ناهمسانگرد
سنسورهای سرعت مغناطیسی بر اساس اثر مغناطیسی مقاومتی ناهمسانگرد، که تغییر در مقاومت الکتریکی مواد فرومغناطیسی است، زمانی که جهت آنها نسبت به یک میدان مغناطیسی ثابت تغییر می کند، ساخته شده اند.
عنصر حساس سنسور یک "کیک لایه" از دو یا چهار صفحه نازک دائمی آلیاژی (آلیاژ مخصوص آهن نیکل) است که بر روی آن هادی های فلزی اعمال می شود و خطوط میدان مغناطیسی را به روشی خاص توزیع می کند.صفحات و هادی ها در یک مدار مجتمع قرار می گیرند که مدار ارزیابی را نیز برای تشکیل سیگنال خروجی در خود جای می دهد.این تراشه در یک سنسور واقع در مقابل روتور پالس - یک حلقه پلاستیکی با بخش های مغناطیسی نصب شده است.حلقه به طور سفت و سخت بر روی توپی چرخ نصب شده است.
عملکرد سنسورهای AMR به موارد زیر خلاصه می شود.در حالت استراحت، مقاومت صفحات فرومغناطیسی سنسور بدون تغییر باقی می ماند، بنابراین سیگنال خروجی تولید شده توسط مدار مجتمع نیز تغییر نمی کند یا به طور کامل وجود ندارد.در حالی که خودرو در حال حرکت است، بخش های مغناطیسی حلقه پالس از کنار عنصر حسگر سنسور عبور می کند که منجر به تغییر جهت خطوط میدان مغناطیسی می شود.این باعث تغییر در مقاومت صفحات پرمالی می شود که توسط مدار ارزیابی نظارت می شود - در نتیجه یک سیگنال دیجیتال پالسی در خروجی سنسور تولید می شود که فرکانس آن متناسب با سرعت خودرو است.
لازم به ذکر است که سنسورهای مغناطیسی به شما امکان می دهند نه تنها سرعت چرخش چرخ ها، بلکه جهت چرخش آنها و لحظه توقف را نیز ردیابی کنید.این به دلیل وجود یک روتور پالس با بخش های مغناطیسی امکان پذیر است: سنسور نه تنها تغییر جهت میدان مغناطیسی، بلکه دنباله عبور قطب های مغناطیسی را از عنصر حسگر نیز نظارت می کند.
DSA های این نوع قابل اعتمادترین هستند، آنها دقت بالایی در اندازه گیری سرعت چرخش چرخ ها و عملکرد موثر سیستم های ایمنی فعال خودرو ارائه می دهند.
اصل کلی عملکرد سنسورهای سرعت به عنوان بخشی از ABS و سایر سیستم ها
سیستم های ترمز ضد قفل، صرف نظر از سنسورهای نصب شده در آنها، از اصل عملکرد یکسانی برخوردار هستند.واحد کنترل ABS سیگنال دریافتی از سنسورهای سرعت را نظارت می کند و آن را با شاخص های از پیش محاسبه شده سرعت و شتاب خودرو مقایسه می کند (این نشانگرها برای هر خودرو جداگانه هستند).اگر سیگنال سنسور و پارامترهای ثبت شده در واحد کنترل همزمان باشند، سیستم غیرفعال است.اگر سیگنال یک یا چند سنسور از پارامترهای طراحی منحرف شود (یعنی چرخ ها مسدود شده باشند)، سیستم در سیستم ترمز قرار می گیرد و از عواقب منفی قفل شدن چرخ ها جلوگیری می کند.
اطلاعات بیشتر در مورد عملکرد ترمز ضد قفل و سایر سیستم های ایمنی فعال خودرو را می توانید در مقالات دیگر سایت مشاهده کنید.
زمان ارسال: اوت-24-2023