Специалисты компании Hella недавно поделились полезной информацией и практическими советами по поводу проверки, устранения неполадок, а также замены датчиков скорости вращения колес в системе ABS.
Информация, поступающая от датчиков скорости вращения колес, используется несколькими системами безопасности и системами помощи водителю в качестве наиболее важного параметра. Датчики скорости предоставляют данные блокам управления в таких системах, как ABS, TCS, ESP или ACC. Оптимальное взаимодействие между этими сложными электронными системами гарантирует бесперебойную работу автомобиля, в целом повышая безопасность дорожного движения.
По линиям передачи данных с помощью блока управления ABS информация о скорости вращения колеса также транслируется в блоки управления двигателем, трансмиссией, в системы навигации и управления шасси. Таким образом, можно прийти к выводу, что датчики скорости напрямую влияют на динамику, безопасность вождения, комфорт, снижение расхода топлива и сокращение вредных выбросов.
Датчики скорости вращения колес нередко называют датчиками ABS, поскольку впервые они стали использоваться в автомобилях, оснащаемых именно этой системой. Датчики скорости вращения колес могут быть выполнены в виде условно активных или условно пассивных устройств, в зависимости от того, как они работают. Однако четкий и точный способ их различения или классификации до сих пор не определен, поэтому мастерам может быть полезной в повседневной работе следующая стратегия: если датчик активируется только при подаче напряжения питания, а затем генерирует выходной сигнал, это «активный» датчик. Если же датчик работает без дополнительного напряжения питания, это «пассивный» датчик.
Принцип работы датчиков
Импульсный датчик жестко соединяется со ступицей колеса или приводным валом. Зазор между неподвижным датчиком и вращающейся частью – до двух миллиметров – предусмотрен конструкцией. Вращение колеса приводит к изменению магнитного потока, что в свою очередь вызывает переменное напряжение в обмотке, которое можно измерять. Частота и амплитуда этого переменного напряжения зависят от частоты вращения колеса. Без прямого физического контакта датчик «Диапазон сигнала», воспринимаемый блоком управления, должен находиться в пределах определенного диапазона напряжения.
К активному датчику со встроенной электроникой подается определенное напряжение от блока управления ABS. Многополюсное кольцо здесь может использоваться в качестве импульсного источника и встраиваться в уплотнительное кольцо колесного подшипника. Магниты с переменным направлением полюсов взаимодействуют с магниторезистивными резисторами, встроенными в электронную схему датчика. Таким образом, синусоидальный сигнал преобразуется электроникой в цифровой сигнал. Затем он благодаря широтно-импульсной модуляции транслируется в блок управления. Датчик подключен к блоку управления с помощью двухполюсного электрического кабеля. Сигнал датчика также одновременно регистрируется по линии электропитания. Необходимо иметь в виду, что сейчас в дополнение к магниторезистивным сенсорным датчикам также устанавливаются сенсорные датчики Холла, которые допускают больший воздушный зазор и реагируют на малейшие изменения магнитного поля.
Если в автомобиле вместо многополюсного кольца установлено стальное импульсное колесо, магнит крепится к датчику. При вращении импульсного колеса изменяется постоянное магнитное поле в датчике. Обработка сигналов и микросхема идентичны магниторезистивному датчику.
Преимущества активных датчиков
Такие датчики способны определять чрезвычайно низкие скорости вращения колеса, как только автомобиль трогается с места. Активные датчики позволяют регистрировать изменения скорости до 0,1 км/ч, что важно для систем контроля тяги (TCS). Датчики Холла обнаруживают движение как вперед, так и назад. Активные датчики легче и обычно имеют более компактную конструкцию, нежели пассивные. Еще одно преимущество состоит в том, что чувствительность активных датчиков к электромагнитным помехам менее выражена, а изменение воздушного зазора между датчиком и магнитным кольцом не оказывает прямого влияния на сигнал. Активные датчики практически нечувствительны к вибрациям и колебаниям температуры.
Проверка датчиков, устранение неполадок
Вообще говоря, неисправность тормозной системы ABS/TCS/ESP возникает до проверки датчиков скорости вращения колес. После того как загорится контрольная лампа, для устранения неполадок и диагностики доступны следующие операции: с помощью мультиметра и осциллографа можно проверить напряжение питания и сигналы; визуально можно осмотреть проводку и механические узлы; с помощью диагностического прибора можно считать память неисправностей, оценить параметры, а также сравнить сигналы от отдельных датчиков скорости вращения колес; с помощью мультиметра, вольтметра (проверьте напряжение питания), омметра можно проверить внутреннее сопротивление (внутреннее сопротивление не может быть измерено на активных датчиках); с помощью осциллографа можно получить изображение сигнала (оценка кривой сигнала).
Примечание
Устранение неисправностей датчиков скорости вращения колес может быть затруднено, когда речь идет о различении активных и пассивных датчиков, поскольку эти датчики не всегда легко отличить по внешнему виду. Здесь необходимо ознакомиться со спецификациями конкретных производителей и спецификациями соответствующего производителя транспортного средства. Из-за выгодных технических характеристик активных датчиков, таких как точность и малый размер конструкции, производители автомобилей с 1998 года в основном устанавливают именно активные датчики скорости вращения колес.
Требования к надежной диагностике включают в себя надлежащую документацию в виде технических данных; подходящий диагностический прибор, мультиметр или осциллограф; достаточные технические компетенции технического специалиста. Следует иметь в виду, что при выполнении диагностики сложных систем одни только технические средства и инструменты не помогут отремонтировать автомобиль. Только хорошо обученный специалист сможет обнаружить проблему, предотвратить случайную замену компонентов системы и, выполнив качественный ремонт, укрепить доверительные отношения мастерской с клиентом.
Соблюдайте следующие общие указания по ремонту: выполнение работ доверяйте только квалифицированным специалистам; при выполнении любого ремонта тормозной системы следуйте инструкциям по техническому обслуживанию и технике безопасности производителя автомобиля, а также инструкциям по сборке конкретного изделия; обязательно соблюдайте предписанные моменты затяжки резьбовых соединений.
Примечание
При проведении любых испытаний и диагностических работ необходимо учитывать информацию от производителя автомобиля. В зависимости от требований производителя могут потребоваться дополнительные методы тестирования, специфичные для конкретного автомобиля.
Диагностика неисправностей по заявке клиента
Давайте рассмотрим, какие диагностические работы требуются для активного датчика скорости колеса на примере «Неисправен датчик скорости заднего левого колеса». Итак, клиент сообщил о функциональной проблеме с системой ABS. Во время движения загорается контрольная лампа ABS.
В нашем конкретном случае процедура диагностики и ремонта показана на примере автомобиля BMW E46. Схематические иллюстрации, рисунки и описания предназначены исключительно для пояснения текста и не могут использоваться в качестве основы для выполнения монтажных и ремонтных работ.
Подготовка к диагностике
Чтобы обеспечить надлежащее обслуживание транспортного средства, важно, чтобы документы на транспортное средство (регистрационные документы) были включены в рабочий лист мастера. Далее мастер должен проверить напряжение аккумулятора. Недостаточное напряжение питания может вызвать сбой системы, привести к неправильным измерениям. Стоит проверить предохранители, относящиеся к системе. Быстрый осмотр блока предохранителей может устранить первопричину неисправности.
Если неполадки не устранены, далее следует с помощью диагностического блока проверить тормозную систему на испытательном стенде. Специалисты рекомендуют использовать роликовый испытательный стенд. Таким образом можно выявить потенциальные дефекты в тормозной системе даже при мягком торможении. Любой дисбаланс покажет разную скорость вращения колес при торможении, что отразится и на информации, отправляемой на блок управления.
После испытаний на стенде можно переместить автомобиль на подъемную платформу и убедиться, что колеса имеют правильный размер и оснащены нужными шинами. Нужно проверить давление в шинах и глубину протектора, замерить зазор в подшипниках колес и в подвеске, проверить уровень тормозной жидкости, проверить износ тормозных колодок. Мастер должен проверить разъемы и проводку от датчиков, чтобы убедиться, что они правильно расположены и закреплены, а также в том, что нет каких-либо серьезных повреждений.
После описанных выше процедур можно подключить диагностический блок к 16-контактному разъему OBD. В зависимости от производителя автомобиля и даты регистрации может потребоваться другой диагностический разъем и дополнительный адаптер. Мастер выбирает на приборе программу, модель автомобиля, тип топлива, диагностируемую систему и нужную функцию.
В зависимости от используемого диагностического блока может отображаться дополнительная информация о вариантах систем, установленных в автомобиле. Если невозможно четко выделить систему, можно – без повреждения соответствующего блока управления – настроить диагностику с помощью указанных блоков управления один за другим. Установит связь только блок управления, который был правильно идентифицирован диагностическим прибором.
Далее запускается и считывается диагностика неисправностей. В нашем примере выявлен код неисправности «Задний левый датчик скорости». В дополнение к цифровому коду некоторые диагностические устройства также предоставляют определение кода неисправности. Но указанный код неисправности не обязательно относится к фактической неисправности в компоненте. Прежде чем приступить к замене компонента, следует внимательно проанализировать предписанные и фактические значения.
Проводить измерения рекомендуется непосредственно на разъеме датчика. Но из-за конструкции разъема может быть сложно провести надежное измерение непосредственно на штекерных контактах. В таком случае может оказаться полезным адаптер, который можно изготовить из уже негодного идентичного датчика.
Нужно проверить место установки датчика и импульсное кольцо. В нашем примере обнаружен дефект на кабеле датчика, вызванный механическим повреждением – обрыв кабеля питания.
Замена датчика скорости вращения колеса
Очистите место установки датчика. Очистите контактную поверхность с помощью проволочной щетки или, при необходимости, наждачной бумагой. Замените датчик скорости вращения колеса. Обязательно убедитесь, что кабель датчика правильно проложен и закреплен на месте. Соблюдайте моменты затяжки, указанные производителем автомобиля.
Считайте память неисправностей и удалите сохраненную неисправность. В результате диагностики автомобиля блок управления может обнаружить дополнительные неисправности. Их необходимо удалить перед тест-драйвом.
Чтобы проверить сигнал скорости вращения колеса после замены датчика, проведите тест-драйв с подключенным диагностическим прибором и оцените параметры. После проведения тест-драйва еще раз считайте данные из памяти неисправностей. Поскольку системы в автомобиле подключены к общей сети, дефект в системе ABS также будет сохранен в других блоках управления. Рекомендуется запросить все блоки управления и удалить сохраненные ошибки.
По материалам технического справочника HELLA