Έλεγχος και αλλαγή αισθητήρων ABS και ταχύτητας τροχών
Η αυξανόµενη πολυπλοκότητα της κυκλοφοριακής κατάστασης στους δρόµους θέτει υψηλές απαιτήσεις στους οδηγούς αυτοκινήτων. Τα συστήµατα υποβοήθησης οδηγού ενισχύουν την οδήγηση και βελτιστοποιούν την οδική ασφάλεια. Ως αποτέλεσµα, τα υπερσύγχρονα συστήµατα υποβοήθησης οδήγησης περιλαµβάνονται πλέον στον βασικό εξοπλισµό σχεδόν όλων των νέων ευρωπαϊκών οχηµάτων. Αυτό σηµαίνει επίσης ότι τα συνεργεία έρχονται αντιµέτωπα µε νέες προκλήσεις.
Σήµερα, τα ηλεκτρονικά του οχήµατος παίζουν βασικό ρόλο σε όλο τον εξοπλισµό άνεσης και ασφάλειας. Η βέλτιστη αλληλεπίδραση µεταξύ των πολύπλοκων συστηµάτων διασφαλίζει τη λειτουργία του οχήµατος χωρίς προβλήµατα και αυτό µε τη σειρά του αυξάνει την οδική ασφάλεια. Η έξυπνη επικοινωνία δεδοµένων µεταξύ των συστηµάτων του οχήµατος υποστηρίζεται από αισθητήρες. Όταν πρόκειται για την ασφάλεια της οδήγησης, οι αισθητήρες ταχύτητας διαδραµατίζουν ιδιαίτερα σηµαντικό ρόλο και αυτό αντικατοπτρίζεται από την ποικίλη χρήση τους σε µια σειρά διαφορετικών συστηµάτων οχηµάτων.
Χρησιµοποιούνται από τις µονάδες ελέγχου σε συστήµατα υποβοήθησης της οδήγησης, όπως τα ABS, TCS, ESP ή ACC, προκειµένου να ανιχνεύουν την ταχύτητα περιστροφής του τροχού. Οι πληροφορίες αυτές παρέχονται επίσης σε άλλα συστήµατα (κινητήρα, µετάδοσης κίνησης, πλοήγησης και συστήµατα ελέγχου πλαισίου) µέσω γραµµών δεδοµένων από τη µονάδα ελέγχου ABS.
Ως αποτέλεσµα της ποικίλης χρήσης τους, οι αισθητήρες ταχύτητας συµβάλλουν άµεσα στη δυναµική οδήγηση, την ασφάλεια και την άνεση οδήγησης, τη χαµηλότερη κατανάλωση καυσίµου και τις χαµηλότερες εκποµπές ρύπων. Οι αισθητήρες ταχύτητας περιστροφής τροχού συχνά αποκαλούνται επίσης αισθητήρες ABS, καθώς χρησιµοποιήθηκαν για πρώτη φορά σε οχήµατα µε ABS. Οι αισθητήρες ταχύτητας περιστροφής τροχού µπορούν να σχεδιαστούν ως ενεργητικοί ή παθητικοί αισθητήρες, ανάλογα µε τον τρόπο λειτουργίας τους. Δεν έχει καθοριστεί ένας σαφής και ακριβής τρόπος διάκρισης ή κατηγοριοποίησής τους. Συνεπώς, η ακόλουθη στρατηγική έχει αποδειχθεί χρήσιµη στις καθηµερινές δραστηριότητες του συνεργείου:
– Εάν ένας αισθητήρας «ενεργοποιείται» µόνο όταν εφαρµόζεται µια τάση τροφοδοσίας και στη συνέχεια παράγει ένα σήµα εξόδου, πρόκειται για έναν «ενεργό» αισθητήρα.
– Εάν ένας αισθητήρας λειτουργεί χωρίς την εφαρµογή πρόσθετης τάσης τροφοδοσίας, πρόκειται για «παθητικό» αισθητήρα.
Παθητικοί αισθητήρες ABS
Οι αισθητήρες ταχύτητας περιστροφής τροχού τοποθετούνται ακριβώς πάνω από τον επαγωγικό (πολικό) τροχό, ο οποίος είναι συνδεδεµένος µε την πλήµνη του τροχού ή τον άξονα κίνησης. Ο ακροδέκτης πόλου, που περιβάλλεται από περιέλιξη συνδέεται µε έναν µόνιµο µαγνήτη του οποίου η µαγνητική επίδραση εκτείνεται στον πολικό τροχό. Η περιστροφή του επαγωγικού (πολικού) τροχού και η επακόλουθη εναλλαγή από δόντι σε δόντι επιφέρει αλλαγή στη µαγνητική ροή που προκαλείται από τον πολικό ακροδέκτη και την περιέλιξη. Αυτό το µεταβαλλόµενο µαγνητικό πεδίο προκαλεί µια ποσοτικά προσδιορίσιµη ή µετρήσιµη εναλλασσόµενη τάση στο τύλιγµα (σχήµα 1).
Η συχνότητα και τα πλάτη αυτής της εναλλασσόµενης τάσης είναι ανάλογα σε σχέση µε την ταχύτητα περιστροφής του τροχού. Οι επαγωγικοί παθητικοί αισθητήρες δεν απαιτούν ξεχωριστή τροφοδοσία από τη µονάδα ελέγχου. Δεδοµένου ότι το εύρος σήµατος για την ανίχνευση σήµατος καθορίζεται από τη µονάδα ελέγχου, το επίπεδο πλάτους πρέπει να βρίσκεται εντός συγκεκριµένης περιοχής τάσης. Το διάκενο (A) µεταξύ αισθητήρα και τροχού ώθησης παρέχεται µέσω του σχεδιασµού του άξονα (σχήµα 2).
Ενεργοί αισθητήρες ABS
Ο ενεργός αισθητήρας είναι ένας αισθητήρας προσέγγισης µε ενσωµατωµένο ηλεκτρονικό σύστηµα που τροφοδοτείται µε καθορισµένη τάση από τη µονάδα ελέγχου ABS. Ένας δακτύλιος πολλαπλών πόλων µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως επαγωγικός (πολικός) τροχός, ενώ ταυτόχρονα ενσωµατώνεται σε έναν δακτύλιο στεγανοποίησης ενός ρουλεµάν τροχού. Σε αυτόν τον δακτύλιο στεγανοποίησης είναι τοποθετηµένοι µαγνήτες µε εναλλασσόµενες διευθύνσεις πόλων (σχήµα 3).
Οι µαγνητοαντιστάσεις που είναι ενσωµατωµένες στο ηλεκτρονικό κύκλωµα του αισθητήρα ανιχνεύουν ένα εναλλασσόµενο µαγνητικό πεδίο όταν περιστρέφεται ο δακτύλιος πολλαπλών πόλων. Αυτό το ηµιτονοειδές σήµα µετατρέπεται από το ηλεκτρονικό τµήµα του αισθητήρα σε ψηφιακό σήµα (Σχήµα 4). Στη συνέχεια µεταφέρεται στη µονάδα ελέγχου ως σήµα ρεύµατος µε τη µέθοδο διαµόρφωσης εύρους παλµών.
Ο αισθητήρας συνδέεται µε τη µονάδα ελέγχου µέσω ενός διπολικού ηλεκτρικού καλωδίου σύνδεσης. Το σήµα του αισθητήρα µεταδίδεται ταυτόχρονα και µέσω µιας γραµµής τροφοδοσίας. Η άλλη γραµµή χρησιµοποιείται ως γείωση του αισθητήρα.
Εκτός από τα στοιχεία αισθητήρα µαγνητικής αντίστασης, σήµερα τοποθετούνται επίσης στοιχεία αισθητήρα Hall που επιτρέπουν µεγαλύτερο διάκενο αέρα και ανταποκρίνονται στις µικρότερες µεταβολές του µαγνητικού πεδίου. Εάν σε ένα όχηµα τοποθετηθεί ένας χαλύβδινος τροχός παλµού αντί ενός δακτυλίου πολλαπλών πόλων, ένας µαγνήτης τοποθετείται επίσης στο στοιχείο αισθητήρα.
Όταν ο επαγωγικός (πολικός) τροχός περιστρέφεται, το σταθερό µαγνητικό πεδίο στον αισθητήρα µεταβάλλεται. Η επεξεργασία σήµατος και το ολοκληρωµένο κύκλωµα είναι πανοµοιότυπα µε τον αισθητήρα µαγνητικής αντίστασης.
Πλεονεκτήµατα των ενεργών αισθητήρων: Ανίχνευση ταχύτητας περιστροφής τροχού από στάση
Αυτό διευκολύνει τις µετρήσεις ταχύτητας έως και 0,1 km/h, οι οποίες είναι σηµαντικές για τα συστήµατα ελέγχου πρόσφυσης (TCS) µόλις το όχηµα επιταχύνει από στάση.
– Οι αισθητήρες Hall ανιχνεύουν κινήσεις προς τα εµπρός και προς τα πίσω
– Ο αισθητήρας είναι µικρότερος και ελαφρύτερος στη σχεδίαση
– Η έλλειψη επαγωγικών (πολικών) τροχών απλοποιεί τη σύνδεση µεταφοράς ισχύος
– Η ευαισθησία στις ηλεκτροµαγνητικές παρεµβολές είναι λιγότερο έντονη
– Οι αλλαγές στο διάκενο αέρα µεταξύ του αισθητήρα και του µαγνητικού δακτυλίου δεν έχουν άµεσο αντίκτυπο στο σήµα
– Εικονική αντοχή σε δονήσεις και διακυµάνσεις της θερµοκρασίας.
Ελαττωµατικός αισθητήρας ABS: Συµπτώµατα
Τα παρακάτω χαρακτηριστικά του συστήµατος µπορούν να αναγνωριστούν όταν οι αισθητήρες ταχύτητας των τροχών παρουσιάζουν βλάβη:
– Ανάβει η προειδοποιητική λυχνία ABS
– Αποθηκεύεται κωδικός σφάλµατος
– Οι τροχοί µπλοκάρουν κατά το φρενάρισµα
– Λανθασµένες ή ψευδείς παρεµβάσεις ρύθµισης
– Αποτυχία άλλων συστηµάτων.
Έλεγχος αισθητήρων ABS: Αποκατάσταση βλάβης
Σε γενικές γραµµές, µια δυσλειτουργία του συστήµατος πέδησης ABS/TCS/ESP εµφανίζεται πριν από τον έλεγχο των αισθητήρων ταχύτητας των τροχών.
Αφού ανάψει η προειδοποιητική λυχνία, είναι διαθέσιµες οι ακόλουθες επιλογές για την αντιµετώπιση προβληµάτων και τη διάγνωση:
– Ανάγνωση της µνήµης βλάβης
– Έλεγχος των τάσεων τροφοδοσίας και των σηµάτων χρησιµοποιώντας πολύµετρο και παλµογράφο
– Οπτικός έλεγχος της καλωδίωσης και των µηχανικών συγκροτηµάτων
– Μονάδα διάγνωσης
– Ανάγνωση της µνήµης βλαβών
– Αξιολόγηση των παραµέτρων
– Σύγκριση και αξιολόγηση σηµάτων από µεµονωµένους αισθητήρες ταχύτητας τροχού
– Πολύµετρο
– Βολτόµετρο (έλεγχος της τροφοδοσίας τάσης)
– Ωµόµετρο
– Ελέγξτε την εσωτερική αντίσταση (η εσωτερική αντίσταση δεν µπορεί να µετρηθεί σε ενεργούς αισθητήρες)
– Παλµογράφος
– Απεικόνιση σήµατος (αξιολόγηση της καµπύλης σήµατος).
ΣΗΜΕΙΩΣΗ
Η αντιµετώπιση προβληµάτων στους αισθητήρες ταχύτητας περιστροφής τροχού (ABS) µπορεί να είναι δύσκολη όταν πρόκειται για τη διάκριση µεταξύ ενεργών και παθητικών αισθητήρων, καθώς αυτοί οι αισθητήρες δεν µπορούν πάντα να διακριθούν εύκολα από την εµφάνισή τους. Εδώ πρέπει να συµβουλευτείτε τις ειδικές προδιαγραφές των κατασκευαστών και τις προδιαγραφές του εκάστοτε κατασκευαστή του οχήµατος. Λόγω των πλεονεκτικών τεχνικών χαρακτηριστικών τους, όπως η ακρίβεια και το µικρό δοµικό µέγεθος, οι κατασκευαστές οχηµάτων εγκαθιστούν κυρίως ενεργούς αισθητήρες ταχύτητας περιστροφής τροχού από το 1998.
Απαιτήσεις για αξιόπιστη διάγνωση
– Κατάλληλη τεκµηρίωση µε τη µορφή τεχνικών δεδοµένων
– Κατάλληλη διαγνωστική µονάδα, πολύµετρο ή παλµογράφο
– Επαρκής τεχνική τεχνογνωσία του τεχνικού και στοχευµένη εκπαίδευση των εργαζοµένων
Κατά τη διενέργεια διαγνωστικών ελέγχων σε πολύπλοκα συστήµατα, η καλύτερη τεχνολογία από µόνη της δεν µπορεί να βοηθήσει στην επισκευή του οχήµατος. Μόνο το καλά εκπαιδευµένο προσωπικό µπορεί να αποτρέψει την τυχαία αντικατάσταση εξαρτηµάτων του συστήµατος, να αποφύγει δυσλειτουργίες στις διαδικασίες του συνεργείου και να ενισχύσει τη σχέση εµπιστοσύνης µε τον πελάτη.
Τηρείτε τις ακόλουθες γενικές υποδείξεις επισκευής
– Οι εργασίες επισκευής των συστηµάτων πέδησης επιτρέπεται να εκτελούνται µόνο από ειδικευµένους τεχνικούς. Κατά την εκτέλεση οποιασδήποτε επισκευής στο σύστηµα πέδησης πρέπει να ακολουθείτε τις οδηγίες συντήρησης και ασφάλειας του κατασκευαστή του οχήµατος και τις ειδικές για το προϊόν οδηγίες συναρµολόγησης.
– Τηρείτε οπωσδήποτε τις αντίστοιχες ροπές σύσφιξης.