车轮转速表的作用
一、车轮转速传感器车轮转速传感器的作用是检测车轮的速度,井将速度信号输入防滑控制系统的电子控制单元。目前,用于防滑控制系统的转速传感器主要有电磁式和霍尔式两种。
1.电磁式转速传感器
电磁式转速传感器是一种通过磁通量的变化产生感应电压的装置,主要由传感头和齿圈两部分组成,齿圈一般安装在轮毂或轴座上,对于后轮驱动且后轮采用一同控制的汽车,齿圈也可安装在差速器或传动轴上。齿圈随车轮或传动轴一起转动。传感头通过固定在车身上的支架安装在齿圈附近,传感头与齿圈间的间隙约为lmm。传感头必须安装牢固,以保证汽车制动过程中的振动不会干扰传感信号。传感头的结构所示,它由永磁体2、极轴5和感应线圈4等组成。极轴同永磁体相连,感应线圈套在极轴的外面。极轴头部结构有凿式和柱式良种。齿圈6旋转时,齿顶和齿隙交替对向极轴。当齿顶对向极轴时,磁路的间隙最小,因此磁阻也最小,通过感应线圈的磁通量最大;当齿隙对向极轴时,磁路的隙最大,磁阻也最大,通过感应线圈的磁通量最小。所以在齿圈旋转过程中,感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势,此信号通过感应线圈末端的电缆1输人防滑控制系统的电子控制单元。当齿圈的转速发生变化时,感应电动势的频率也随之变化。防滑控制系统电子控制单元即通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速表。
电磁式转速传感器结构简单、成本低,但存在以下缺点:一是其输出信号的幅值随转速的变化而变化,在规定转速范围内,其输出信号的幅值一般在1-15V范围内变化,若车速过慢,其输出信号低于1V,电子控制单元就无法检测;二是响应频率不高,当转速过高时,传感器的频率响应跟不上,容易产生误信号;三是抗电磁波干扰能力差,尤其是其输出信号幅值较小时。在汽车这个电磁波干扰源很多的特定条件下,抗于扰能力尤为重要。
目前,国内外防滑控制系统的控制速度范围一般为15-160km/h,今后要求控制速度范围扩大到8~240km/h甚至更大,显然电磁感应式速传感器很难适应。因此,霍尔式转速传感器在防滑控制系统中应用越来越广泛。
2.霍尔式转速传感器
霍尔式转速传感器也是由传感头、齿圈组成。传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。
霍尔元件通向齿圈,齿圈相当于一个集磁器。当齿圈位于所示位置时,穿过霍尔元件的磁力线分散,磁场相对较弱;而当齿圈位于所示的位置时,穿过霍尔元件的磁力线集中,磁场相对较强。齿圈转动时,使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化,因而引起霍尔电压的变化,霍尔元件将输出一个毫伏(mV)级的准正弦波电压,然后再由电子电路转换成标准的脉冲电压。
为霍尔式转速传感器电子线路框图,由霍尔元件输出的毫伏级准正弦波压,经运算放大器放大为伏级的电压信号后送至施密特触发器,施密特触发器将正弦波信号转换成标准的脉冲信号后再送至输出级放大后输出。转速表
霍尔式转速传感器具有以下优点:一是输出信号电压幅值不受转速的影响,在12V的汽车电源电压条件下,其输出信号电压保持在11.5-12V不变,即使车速下降接近于零也不变;二是频率响应高,其响应频率高达20kHZ,用于防滑控制系统时,相当于车速为1000km/h时所检测的信号频率;三是抗电磁波干扰能力强。由于其输出信号电压不随转速的变化而变化,且幅值高,故具有很强的抗电磁波干扰的能力。
二、汽车减速度转速表
在有些ABS系统中,为了获得汽车的纵向或横向减速度,在汽车的车身上安装有减速度传感器(以下称为G传感器)。
是采用水银开关的G传感器的剖视图。这种水银开关如A-A剖面所示,与水平面有一定夹角,汽车处于水平位置时开关处在“oN”状态。汽车在低附着系数的路面上制动时,由于减速度较小,开关内的水银不移动,开关仍保持在"ON”状态。在高附着系数的路面上制动时,因为减速度较大,开关内的水银离开触点。开关成为"OFF"状态。这样可识别出路面的附着系数信息并传送到电子控制单元。
采用水银开关的c传感器中,也有能传递前进和后退两个方向的路面附着系数信息,还有的在前进方向上并列了两个水银开关,即使一个有故障,另一个也能正常工作。其它形式的C传感器还有采用霍尔元件的模拟方式、光学阶梯检测式、差动变压器等多种形式。
电动泵是一个高压泵,它可在短时间内将制动液加压到14-18MPa(在储能器中),并给整个液压系统提供高压制动液。电动泵能在汽车起动后lnlin内完成上述工作。电动泵的工作独立于ABS电子控制单元,如果电子控制单元出现故障或接线有问题,电动泵仍能正常工作。图14-16所示为一种由直流电动机和径向柱塞泵组合在一起的电动泵。电动机8由压力控制开关1控制,当柱塞泵出油口的压力低于设定的控制压力时,压力控制开关闭合,于是电动机驱动柱塞泵运转,将制动液泵人储能器中;当柱塞泵出油口的压力超过设定的控制压力时,压力控制开关即会断开,停止向电动机供电,电动机和柱塞泵便停止运转,柱塞泵出油口的压力便保持在一定的控制范围内。
储能器的转速表结构形式多种多样。图14-17所示为活塞一弹簧式储能器示意图,该储能器位于电磁阀和回油泵之间,由制动轮缸来的制动液进入储能器,进而压缩弹簧使储能器液压腔容积变大,以暂时储存制动液。
图14-18所示的是一种气囊式储能器,在它的内部充有氮气,可储存高压和向制动系统提供高压。储能器被一个隔膜分成上下两个腔室,上腔室充满了氮气,下腔室充满了来自电动泵的制动液(储能器下腔与电动泵泵油腔相通)。要特别注意的是,禁止拆卸、分解储能器,因为储能器中的氮气在平时有较大的压力(8MPa左右)。储能器下腔的制动液始终保持大约14—18MPa的压力。若储能器中的压力低于14MPa时,电动泵向其下腔泵人制动液,使隔膜上移,储能器上端的氮气被压缩后产生压力;当储能器中的压力达到18MPa时,电动泵停止向储能器泵油。
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