Czujniki ABS
Przegląd i wymiana czujnika ABS
W tym miejscu znajdziesz pożyteczną wiedzę i ważne wskazówki dotyczące czujników ABS i czujników prędkości obrotowej kół w pojazdach mechanicznych.
Czujniki prędkości obrotowej kół mierzą prędkość obrotową kół. Informacja ta jest ważną podstawą działania różnych systemów bezpieczeństwa i wspomagania kierowcy. Na tej stronie informujemy między innymi o różnicach pomiędzy aktywnymi i biernymi czujnikami prędkości obrotowej kół oraz zasadzie ich działania. Ponadto pracownicy warsztatów samochodowych znajdą tu bardzo dokładną i szczegółową instrukcję wraz z wieloma praktycznymi radami dotyczący poszukiwania usterek i wymiany czujników prędkości obrotowej kół.
Wskazówka dotycząca bezpieczeństwa
Poniższe informacje i porady praktyczne zostały przygotowane przez firmę HELLA w celu zapewnienia profesjonalnego wsparcia dla warsztatów samochodowych. Informacje udostępnione na tej stronie internetowej powinny być wykorzystywane tylko przez odpowiednio wykwalifikowany personel.
SPIS TREŚCI
CZUJNIKI ABS: PODSTAWY
Znaczenie czujników ABS
Rosnący stopień komplikacji ruchu drogowego stawia przed kierowcami wysokie wymagania. Systemy wspomagania kierowcy ułatwiają jazdę i optymalizują poziom bezpieczeństwa ruchu drogowego. Nowoczesne systemy wspomagania kierowcy należą już do podstawowego wyposażenia prawie wszystkich produkowanych w Europie pojazdów użytkowych , co stawia warsztaty przed zupełnie nowymi wyzwaniami.
Kluczową rolę odgrywa dziś we wszystkich systemach komfortu i bezpieczeństwa elektronika pojazdu. Optymalne współdziałanie skomplikowanych systemów elektronicznych zapewnia bezbłędne działanie pojazdu i zwiększa bezpieczeństwo ruchu.
Inteligentną wymianę danych między elektronicznymi systemami pojazdów wspomagają czujniki. Z punktu widzenia bezpieczeństwa jazdy duże znaczenie mają szczególnie czujniki prędkości obrotowej, czego dowodzą ich wszechstronne zastosowania w różnych
systemach pojazdów mechanicznych.
W takich systemach wspomagania kierowcy jak systemy ABS, ASR, ESP czy ACC są używane przez sterowniki do detekcji prędkości obrotowej kół.
Informacja o prędkości obrotowej przekazywana jest przez przewody informatyczne ze sterownika ABS także do innych systemów (systemów regulacji pracy silnika, skrzyni biegów, nawigacji i podwozia).
Dzięki ich przydatności w wielu różnych systemach czujniki te przyczyniają się więc w bezpośrednim stopniu do zwiększenia dynamiki, bezpieczeństwa i komfortu jazdy oraz redukcji zużycia paliwa i emisji szkodliwych substancji. Czujniki prędkości obrotowej kół nazywa się też często po prostu czujnikami ABS, ponieważ zastosowano je po raz pierwszy w systemach ABS samochodów.
Czujniki prędkości obrotowej kół dzieli się ze względu na zasadę działania na czujniki aktywne i czujniki bierne. Brak jest jednak jednoznacznej definicji tego podziału.
W praktyce przyjęło się rozróżniać czujniki w następujący sposób:
- Jeśli czujnik jest „aktywowany” dopiero po podaniu napięcia zasilającego i dopiero wtedy wysyła sygnał wyjściowy, nazywa się go czujnikiem „aktywnym”.
- Jeśli czujnik działa bez dodatkowego zasilania napięciem, jest to czujnik „pasywny”.
INDUKCYJNY CZUJNIK PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ I AKTYWNE CZUJNIKI PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ KÓŁ: PORÓWNANIE
Indukcyjny czujnik prędkości obrotowej, czujniki bierne
Zasada działania
Czujniki prędkości obrotowej kół montuje się bezpośrednio nad pierścieniem impulsowym połączonym z piastą koła lub półosią. Trzpień biegunowy otoczony przez uzwojenie jest połączony z magnesem trwałym, którego działanie sięga koła biegunowego. Ruch obrotowy pierścienia impulsowego i wynikająca z tego zmiana pozycji zębów i przerw między zębami powoduje zmianę przepływu magnetycznego przez trzpień biegunowy i uzwojenie. Zmieniające się pole magnetyczne indukuje w uzwojeniu mierzalne napięcie przemienne (zdjęcie 1).
Częstotliwość i amplitudy napięcia przemiennego są powiązane z prędkością obrotową koła. Indukcyjne czujniki pasywne nie potrzebują osobnego zasilania przez sterownik. Z uwagi na to, że zakres rozpoznawania sygnału jest definiowany przez sterownik, wysokość amplitudy musi się mieścić w określonym zakresie napięcia. Odstęp (A) między czujnikiem a pierścieniem impulsowym zależy od konstrukcji zawieszenia (zdjęcie 2).
Czujniki indukcyjne, bierne
Zdjęcie 1
Zdjęcie 2
Czujniki prędkości obrotowej kół
Zasada działania
Czujnik aktywny to czujnik zbliżeniowy ze zintegrowanym obwodem elektronicznym, zasilany przez sterownik ABS napięciem o zdefiniowanej wartości. Jako pierścień impulsowy może być stosowany np. pierścień wielobiegunowy, zastosowany jednocześnie w pierścieniu uszczelniającym łożyska koła. W pierścieniu uszczelniającym są osadzone magnesy o zmiennej polaryzacji (zdjęcie 3). Magnetorezystory zintegrowane z obwodem elektronicznym czujnika wykrywają pole magnetyczne zmieniające się podczas obrotu pierścienia wielobiegunowego. Ten sinusoidalny sygnał jest przetwarzany przez obwód elektroniczny czujnika na sygnał cyfrowy (zdjęcie 4). Do sterownika jest przesyłany prądowy sygnał o modulowanej szerokości impulsu.
Czujnik jest połączony ze sterownikiem kablem dwużyłowym. Przez przewód zasilający jest jednocześnie przesyłany sygnał czujnika. Drugi przewód służy jako masa czujnika. Oprócz magnetorezystorów stosuje się dziś również czujniki hallotronowe, które umożliwiają na większy odstęp i reagują na najmniejsze nawet zmiany pola magnetycznego. Jeśli w pojeździe zamiast pierścienia wielobiegunowego jest zastosowany stalowy pierścień impulsowy, na czujniku montuje się dodatkowo magnes. Wskutek obrotu pierścienia impulsowego zmienia się stałe pole magnetyczne w czujniku. Przetwarzanie sygnałów i układ scalony są identyczne z magnetorezystorem.
Zdjęcie 3
Zdjęcie 4
DEFEKT CZUJNIKA ABS: OBJAWY
Awaria czujników prędkości obrotowej koła objawia się w następujący sposób:
- świeci kontrolka ABS
- zapis kodu usterki
- blokowanie kół przy hamowaniu
- pozorna regulacja
- awaria dalszych systemów
PRZYCZNY DEFEKTU CZUJNIKA ABS: PRZYCZYNY AWARII
Przyczyny awarii:
- przerwanie przewodu
- zwarcia wewnętrzne
- uszkodzenie zewnętrzne
- silne zanieczyszczenia
- zwiększony luz łożyska koła
- uszkodzenie mechaniczne pierścienia impulsowego
KONTROLA CZUJNIKÓW ABS: POSZUKIWANIE USTEREK
Z reguły sprawdzenie czujników prędkości obrotowej koła poprzedzała awaria układu ABS/ASR/ESP.
Po zaświeceniu się lampki ostrzegawczej istnieją następujące możliwości diagnostyki awarii:
- Odczyt pamięci usterek
- Pomiar napięcia zasilania i sygnałów multimetrem i oscyloskopem
- Kontrola wzrokowa okablowania i elementów mechanicznych
Tester diagnostyczny
- Odczyt zawartości pamięci usterek
- Ocena parametrów
- Porównanie i ocena sygnałów poszczególnych czujników prędkości obrotowej kół
Multimetr
- Woltomierz (pomiar napięcia zasilającego)
Omomierz
- Pomiar rezystancji wewnętrznej (w przypadku czujników aktywnych nie istnieje możliwość pomiaru rezystancji wewnętrznej)
Oscyloskop
- Wykres sygnału (ocena przebiegu sygnału)
WSKAZÓWKA
Diagnostyka usterek w czujnikach prędkości obrotowej koła może być utrudniona ze względu na podział na czujniki aktywne i bierne, jako że czujniki te nie zawsze różnią się od siebie optycznie. Należy się w tym zakresie kierować danymi producenta czujnika i pojazdu. Ze względu na lepsze właściwości techniczne, np. większą dokładność i mniejsze rozmiary, od 1998 roku producenci samochodów stosują zazwyczaj aktywne czujniki kół.
Warunki skutecznej diagnostyki
- Dostateczna dokumentacja w postaci danych technicznych
- Odpowiedni tester diagnostyczny, multimetr lub oscyloskop
- Wiedza techniczna mechanika, szkolenia pracowników
W ramach diagnostyki złożonych systemów nawet najlepsze urządzenia nie zapewnią same naprawy samochodu. Tylko dobrze wyszkolony personel może zapobiec niepotrzebnej wymianie elementów i zakłóceniom pracy warsztatu oraz zwiększyć zaufanie klientów.
Przy naprawie należy przestrzegać następujących zasad:
Naprawy przy układach hamulcowych może wykonywać wyłącznie wykwalifikowany personel.
Podczas wszystkich napraw przy układzie hamulcowym należy przestrzegać instrukcji serwisowych oraz zasad bezpieczeństwa producenta pojazdu oraz instrukcji montażu produktu.
- Bezwzględnie przestrzegać podanych momentów dokręcających.
WYMIANA CZUJNIKA ABS: PRZEBIEG NAPRAWY
Diagnostyka usterek w codziennej pracy warsztatu
Proces diagnostyki aktywnego czujnika prędkości obrotowej koła objaśniamy na przykładzie „awaria czujnika prędkości obrotowej tylnego lewego koła“. Klient zgłasza zakłócenie działania systemu ABS. Lampka ostrzegawcza ABS świeci podczas jazdy.
Przebieg naprawy został przedstawiony na przykładzie samochodu BMW E46. Schematy, zdjęcia i opisy służą wyłącznie do objaśnienia treści dokumentu i nie mogą być używane jako podstawa do montażu i naprawy.
Przygotowania do diagnostyki:
- Warunkiem prawidłowego przyporządkowania pojazdu jest dołączenie do zlecenia dokumentów pojazdu (dowodu rejestracyjnego).
- Sprawdzić napięcie akumulatora. Zła jakość zasilania napięciem może spowodować niedziałanie systemu, wadliwe pomiary albo spadki napięcia.
- Sprawdzić bezpieczniki danego systemu. Przyczynę usterki może niekiedy wyjaśnić zajrzenie do wnętrza skrzyni bezpieczników.
Reklamacja klienta: świeci lampka ostrzegawcza ABS.
Poszukiwanie usterek
Kontrola hamulca głównego
Zastosowanie testera diagnostycznego
- Przeprowadzić kontrolę na stanowisku do kontroli hamulców. Zaleca się użycie rolkowego stanowiska do kontroli hamulców. Już lekkie hamowanie może tu umożliwić stwierdzenie wad w układzie mechanicznym hamulca. Niewyrównoważenie tarczy hamulcowej podowuje, że przy hamowaniu koła obracają się z różną prędkością, co powoduje zmianę informacji o prędkości obrotowej kół przekazywanej do sterownika.
- Skontrolować skuteczność hamowania.
Kontrola wzrokowa
- Wprowadzić pojazd na podnośnik.
- Sprawdzić poprawność rozmiarów obręczy i opon.
- Sprawdzić ciśnienie w oponach i głębokość bieżnika.
- Sprawdzić luzy łożysk kół i zawieszenie.
- Sprawdzić płyn hamulcowy.
- Sprawdzić stan zużycia klocków hamulcowych.
- Sprawdzić wtyczki i okablowanie czujników pod kątem pozycji, jakości zamocowania i większych uszkodzeń.
Zastosowanie testera diagnostycznego
- Podłączyć tester diagnostyczny do 16-stykowej wtyczki OBD. W zależności od marki pojazdu i daty jego rejestracji może być konieczne użycie gniazda diagnostycznego i dodatkowego adaptera.
Odczyt pamięci usterek
- Na tym przykładzie zapisany jest kod usterki „Czujnik prędkości obrotowej koła tylnego lewego“. Oprócz kodu liczbowego niektóre testery diagnostyczne wyświetlają też definicję kodu usterki. Ułatwia to dalsze czynności diagnostyczne.
Ocena szczegółów
- Tutaj zapisywane są pierwsze wskazówki dotyczące możliwej przyczyny usterki. Podany kod usterki nie musi oznaczać rzeczywistego defektu części. Przed przystąpieniem do wymiany komponentów należy uważnie przeczytać te informacje i dopiero na ich podstawie określić dalszy przebieg diagnostyki.
Odczyt parametrów/bloku wartości pomiarowych
- W tym miejscu wyświetlane są wartości rzeczywiste na potrzeby dalszej oceny. W tym przypadku widać dokładnie nieprawidłową charakterystykę sygnału w porównaniu z czujnikiem koła TP. Na podstawie widocznych nieprawidłowości charakterystyki sygnału można więc ukonkretnić usterkę.
Wskazówka:
Jeżeli charakterystyka sygnału nie wykazuje nieprawidłowości, należy wstępnie usunąć zapis usterki. Następnie należy przeprowadzić jezdę próbną z podłączonym testerem diagnostycznym. Zaleca się tu zarazem ocenę parametrów, aby w przypadku ponownego zapisu kodu usterki możliwe było uściślenie miejsca jej wystąpienia.
sprawdzenie napięcia zasilania
- Zaleca się tu pomiar bezpośrednio na wtyczce czujnika, umożliwi on sprawdzenie całego przewodu łączącego czujnik ze sterownikiem.
Rada praktyczna:
Ze względu na konstrukcję wtyczki, niezawodny pomiar na jej stykach jest bardzo pracochłonny. Korzystne może więc być wykonanie adaptera ze starej wtyczki i takiej samej konstrukcji.
Kontrola zamocowania czujnika i pierścienia impulsowego
- Wymontować czujnik
- Sprawdzić czujnik i pierścień impulsowy pod kątem uszkodzeń.
Na naszym przykładzie stwierdzono wadę kabla czujnika: przerwanie ciągłości kabla zasilającego – spowodowane uszkodzeniem mechanicznym – spowodowało chwiejny styk w obudowie wtyczki.
Wymiana czujnika prędkości obrotowej koła
- Wyczyścić gniazdo czujnika. Wyczyścić powierzchnię styku szczotką drucianą, albo w razie potrzeby papierem ściernym.
- Wymienić czujnik prędkości obrotowej koła. Zwrócić uwagę na prawidłowe ułożenie i zamocowanie kabla czujnika.
- Zachować wymagany moment dokręcania. Jeżeli producent pojazdu podał wymagany moment dokręcania, należy go dokładnie zachować.
Odczyt pamięci usterek
- Usunąć zapisany kod usterki.
- Wskutek przeprowadzenia naprawy sterownik może teraz rozpoznać dodatkowe usterki. Przed jazdą próbną należy usunąć te zapisane kody.
Przeprowadzenie jazdy próbnej
- W celu sprawdzenia sygnału prędkości obrotowej koła po wymianie czujnika, należy następnie przeprowadzić jazdę próbną z podłączonym testerem diagnostycznym – przy jednoczesnej ocenie parametrów.
Kontrola końcowa
- Po zakończeniu jazdy próbnej ponownie odczytać pamięć usterek. Ze względu na połączenie systemów siecią w pojeździe, usterka układu ABS została też zapisana w innych sterownikach. Zaleca się więc odczyt pamięci wszystkich sterowników i usunięcie zapisanych kodów usterek.
WSKAZÓWKA
Przy wykonywaniu wszelkich prac kontrolno-diagnostycznych należy przestrzegać wskazówek producenta pojazdu. Producent może na przykład wymagać zastosowania dodatkowych metod kontrolnych dotyczących obsługiwanego pojazdu. Optymalne współdziałanie człowieka i systemów technicznych staje się dzisiaj ważniejsza niż kiedykolwiek wcześniej. Tylko kompetentny mechanik, posiadający aktualną wiedzę specjalistyczną i umiejętność optymalnego wykorzystywania posiadanego wyposażenia, jest przygotowany na wyzwania przyszłości.
SCHEMAT POSZUKIWANIA USTEREK - CZUJNIK PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ KÓŁ: PRAKTYCZNE PORADY
Czy ten artykuł jest dla Ciebie pomocny?
Nie, w niczym mi nie pomógł
Tak, okazał się pomocny