,,Active ABS-skynjarar"

Mismunandi ABS-nemar og prófun þeirra með mælingu

Læsingarvörn er öryggisbúnaður sem gerir kleift að stýra bíl frá því bremsum er beitt og þar til hann stöðvast. Með öðrum orðum: Stýra má bíl svo lengi sem hjól hans snúast. Hætti eitt eða fleiri hjól að snúast og skauta verður stefnu bílsins ekki stýrt. Við hvert hjól er tannhringur og nemi sem myndar rafpúls þegar tönn og tannbil ber fyrir odd hans. Tíðni púlsanna segir tölvu hvort og hve hratt hjól snýst. Tölvan notar boðin til að stjórna lokum sem stilla þrýsting í bremsulögn viðkomandi hjóls. Þannig kemur ABS-kerfið í veg fyrir að hjólið hætti að snúast, þ.e. læsist, fyrr en bíll hefur stöðvast. Með virku ABS-kerfi er því hægt að beita bremsum og stýra bíl þar til hann hefur stöðvast, t.d. í hálku.

Það gefur augaleið að þessi boð (púlsa) og tíðni þeirra má nota á ýmsan annan hátt til að auka öryggi í akstri bíls, t.d. með því að láta tölvu beita bremsum og inngjöf til að auka stöðugleika í akstri, hámarka rásfestu, auka hjólgrip með spólvörn (öfug verkun ABS), beita auknu bremsuafli í neyðartilvikum o.s.frv.

Miklu máli skiptir að boðin um snúning og snúningshraða hjólanna séu sem allra nákvæmust. Einn liður í aukinni nákvæmni er lægri belgur dekkja (prófíll). Því minni sem fjarlægðin er frá sóla dekks upp á felgubrún því minni verða hlutfallsleg frávik á þvermáli dekks lækki eða hækki þrýstingur í þeim. Lágprófíldekk eru því ekki ,,stæll" heldur liður í auknu öryggi.

Segulvirkir ABS-nemar (passive) eins og tíðkast hafa frá því ABS-kerfin komu á markaðinn seint á 7. áratugi 20. aldar byggjast á víxlverkun á sama hátt og verður þegar járnstykki er borið að segulstáli. Kraftinn, sem leitast við að draga segulinn og járnið saman, má umreikna í spennu og mæla í voltum. Þegar tönn ber fyrir ABS-nemann (segulinn) mælist spenna sem fellur við næsta tannbil og svo koll af kolli. Vegna þess að segulkraftur nemans er alltaf sá sami eru skilin á milli mælanlegs segulsviðs (tönn) og segulfalls (bil) ekki eins skörp þegar skilin ber hægar fyrir nemann; því hægar sem hjólið snýst því ónákvæmari verður mæling snúningshraðans.

Hvað dytti manni í hug til þess að auka nákvæmni ABS-búnaðarins við mælingu á snúningshraða á ódýrasta hátt? Með því að styrkja segulsviðið fást skarpari skil á milli púlsa og snúningshraði hjólsins hefði minni áhrif á nákvæmni í mælingu á tíðni púlsanna.
Sterkari segull þýddi að hefðbundinn ABS-nemi yrði fyrirferðarmeiri og dýrari. Sú lausn er því ekki ákjósanleg.

Lausnin sem reyndist hagkvæmust var að breyta ABS-nemanum úr segulvirkum í rafvirkan, þ.e. að hleypa breyta 12 volta jafnstraumi í riðstraum á spankjarna (magnetu). Þannig hefur rafvirki (active) neminn sömu nákvæmni hver sem snúningshraði hjólsins er. Í nemanum er afriðill og samrás þannig að boðin til ABS-tölvunnar eru með jafnstraumi. Önnur leiðslan að rafvirkum nema er með 12 volta spennu en hin flytur boð með lægri spennu. Annar munur er sá að rafvirku ABS-nemarnir eru í mörgum tilfellum með stillanlega nánd (meira um það seinna).

Rafvirkir ABS-nemar hafa verið í Daimler-Chrysler-bílum síðan 1999. Síðan hafa fleiri framleiðendur tekið þá upp, nú síðast Toyota.

Meðhöndlun við endurnýjun rafvirkra ABS-nema
Rafvirkir ABS-nemar eru viðkvæmir fyrir stöðuspennu. Hlaupi neisti af fingri í odd nemans getur hann eyðilagst. Þess vegna er nauðsynlegt að vera jarðtengdur (afrafmagnaður) þegar neminn er tekinn úr umbúðunum og meðan unnið er með hann. Það er af þessu ástæðum sem umbúðirnar eru eins og þær eru - einangrandi.

Þegar rafvirkur nemi er tekinn úr umbúðunum getur verið pappabiti fastur á oddi hans. Þennan bita má ekki fjarlægja - hann stillir nánd nemans við tannhringinn. Pappabitinn á að stöðvast á tönn þegar nemanum er komið fyrir í haldara. Gæta þarf að því að tannhringurinn hreyfist ekki á meðan. Þegar nemanum hefur verið fest losnar pappabitinn sjálfkrafa af þegar hjólnöfinni er snúið og þá er neminn rétt stilltur (Sömu aðferð við stillingu nándar er stundum beitt við ísetningu toppstöðunema (Crank sensor og Cam sensor) en þá er pappabitinn losaður af með töng.

Cera Tec: Sérstakt smurefni fyrir búnað með rafvirkum nemum
Við samsetningu bremsudælna og sem smurefni aftan á bremsuklossa til að girða fyrir bremsuískur hafa verið notuð sérstök efni sem innihalda tæringarvörn, yfirleitt í formi rafleiðandi innihaldsefnis á borð við kopar eða ál. Þetta efni af þeirri gerð eru Copper Ease frá Comma og Anti Zeize Compound frá Permatex. Hvorugt þessara efna hentar til sömu nota þegar arfvirkir ABS-skynjarar eiga í hlut. Nota verður smurefni sem ekki leiðir rafstraum. Slíkt sérhæft efni, sem reyndar er mjög hentugt smurefni til fleiri nota, vegna séreiginleika sinna, nefnist Cera Tec og fæst m.a. hjá Poulsen.

Prófun rafvirkra ABS-nema
Hér er tekið dæmi af Teves Mark 20 eins og er í DaimlerChrysler (Caravan). Samrásin í nemanum inniheldur stýribrú. Í henni myndast breytilegt viðnám eftir afstöðu nema/tannhrings. Samrásin í nemanum ,,umreiknar" viðnám segulsviðs í jafnstraum og magnar upp sem mælanleg boð. Þegar hjól snýst myndast af/á-boð sem ABS-tölvan notar sem stýribreytur. Boðin eru mælanleg sem spenna (V) eða straumstyrkur (mA).

Eftir að hafa skoðað nemana, leiðslur að þeim og tengi er gengið úr skugga um að spenna á straumleiðslunni frá ABS-tölvunni að nemanum, þegar svissinn er á, mælist ekki undir 10 voltum. Mælist enginn spenna eða of lág er spennan mæld í straumleiðslum allra hjóla. Niðurstaða hennar ræður því hvernig maður leitar orsakanna.

Sé eðlilegur straumur að nemunum, þegar svissinn er á, eru boðin frá þeim mæld í hinni leiðslunni. Spennimælir er tengdur tryggri jörð og boðleiðslunni. Þegar hjólnöfinni er snúið á neminn að senda til skiptis 0,94 og 1,65 volt eftir því hvort hann nemur við bil eða tönn. Þegar neminn er á bili myndar vaki í samrásin stöðugan 7 mA straum með 0,94 V. Þegar tönn nálgast odd nemans myndar annar vaki í samrásinni 14 mA straum með 1,65 V. (mæling 0,9 og 1,6 volt er innan skekkjumarka).

Þessi straumboð (mA), sem neminn myndar, gera kleift að mæla virkni hans með skópi (öldusjá, á fínna máli). Þannig er hægt að prófa nemana í akstri. Skópið er tengt boðleiðslunni á sama hátt og við spennumælingu og stillt á 0,5 V og 20 ms. Nemi í lagi myndar línu með skörpum jöfnum hornum á 7-10 km hraða.

P.S. Þessa rafvirku ABS-nema hafa Stilling, Bílabúðin H. Jónsson og IB pantað (jafnvel átt til).

Fleiri greinar um bíltækni

Til baka á aðalsíðu

Netfang höfundar