Изучаем ABS: последний шанс — журнал За рулем

Всего должно быть в меру — это хорошо знают создатели антиблокировочной системы тормозов (ABS). Ее устройство и принцип работы изучал автор.

1

Интересующая нас система прижилась на автомобилях еще в конце 1970-х годов, так что проверку временем она прошла. В настоящее время отсутствие ABS в штатной комплектации — большая редкость. Она существенно повышает безопасность на дорогах и отчасти снижает требования к навыкам водителя. Во всяком случае, под контролем ABS даже у неопытного больше шансов избежать аварийной ситуации.

ВО ВЛАСТИ ПРОЦЕНТОВ

Задача ABS — сохранение управляемости при экстренном торможении. Известно, что у блокированного колеса сцепление с покрытием дороги ниже, чем у катящегося, — создаваемые им тормозные силы меньше, а управляющие вовсе отсутствуют. В лучшем случае автомобиль скользит прямо, в худшем — по неконтролируемой траектории с непредсказуемым результатом. ABS же контролирует работу колеса на границе между максимально возможным (в конкретных условиях) сцеплением и срывом в блокировку, не позволяя ей развиться. Разумеется, сам коэффициент сцепления шин с дорогой от ABS не зависит. На льду он может оказаться раз в десять ниже, чем на сухом асфальте, — значит, и управляемость автомобиля будет разная. Но в обоих случаях ABS обеспечивает максимум возможного. При достаточно точной настройке она способна действовать даже более эффективно, чем водитель-ас.

1 no copyright

Все схемы, таблицы и графики открываются в полный размер по клику мышки.

Работа ABS опирается на коэффициент проскальзывания колес — отношение разности скорости автомобиля и окружной скорости колеса к скорости автомобиля. В различных режимах езды скорость поступательного движения автомобиля и окружная скорость колеса могут не совпадать. При интенсивном разгоне окружная скорость ведущего колеса выше скорости машины, при замедлении — наоборот. Естественно, 100-процентному проскальзыванию соответствуют два режима — блокировка колеса при торможении или буксование на месте. Между тем наилучшее сцепление шины с покрытием и, следовательно, максимальная передача тормозных усилий достигаются при степени проскальзывании колес около 20%. Вот ABS и поддерживает эту величину на уровне 15–20%.

АНАТОМИЯ

Гидравлический контур модуля ABS включает электромагнитные клапаны и насос. При обычном торможении клапаны не задействованы, нужное давление контролирует нога водителя. Но при появлении проскальзывания с риском блокировки колесá включается ABS.

3 no copyright

Современная ABS четырехканальная: такая компоновка дает возможность управлять давлением в тормозной системе отдельно для каждого колеса. Все контуры системы работают сходным образом в трех режимах — удержания давления, его снижения и повышения. При близости колеса к блокировке система переходит в режим удержания давления. Клапаны отсекают суппорт колеса от главного тормозного цилиндра — теперь давление жидкости на поршни постоянное независимо от силы нажима на педаль. Но при проскальзывании выше 20% система снижает давление с помощью насоса, сбрасывая часть жидкости от суппорта к главному тормозному цилиндру. Когда проскальзывание становится ниже определенного порога, система переходит к повышению давления: клапаны открываются — и при нажатой педали давление растет. Эти режимы чередуются, пока не изменится ситуация: торможение прервано или существенно ослаблено и проскальзывания нет либо скорость автомобиля упала ниже 5–15 км/ч (в зависимости от настроек системы). Эта поочередная смена режимов работы и вызывает зуд на педали тормоза. Частота высокая — нога даже лучшего водителя-профи не может соперничать в быстроте с ABS! При торможении ABS поддерживает проскальзывание всех колес на одном уровне для сохранения курсовой устойчивости. На миксте (например, левые колеса автомобиля на асфальте, а правые на льду) система будет поддерживать прямолинейное движение, регулируя давление в контуре каждого колеса в зависимости от сцепления этого колеса с покрытием. Торможение

Как работает АБС (антиблокировочная система abs)

Содержание статьи

Почему “антиблокировочная”?

Плавно нажимая на педаль тормоза, мы замедляем движение автомобиля до полной его остановки. Однако, бывает, что нужно остановиться мгновенно, мы резко жмем на педаль, вот тогда и возникает опасность “юза”, т.е. скольжения заблокированных колес по скользкой дороге, при котором автомобиль не слушается поворота руля. В автошколах инструктор по вождению учит: на мокром асфальте эффективней гасить скорость “толчками”, быстро нажимая и отпуская педаль тормоза, ощущая при этом границу скольжения и стараясь не перейти ее. Скажите, кто в минуту опасности вспомнит подобные наставления? Статистика неумолима – 10% аварий происходит из-за того, что заблокированные передние колеса на льду, снегу и мокром асфальте не могут изменить направления движения автомобиля. Что делать? Люди придумали антиблокировочную систему (ABS), т.е. ряд устройств, которые при торможении автомобиля, вне зависимости от действий водителя, предотвращают блокировку колес. Таким образом, автомобиль с ABS на скользкой поверхности дороги при необходимости в экстренной остановке не только не “проскочит” с невращающимися колесами вперед, не только не потеряет управление (иногда от этого зависит жизнь пешеходов), но и, возможно, не вылетит с проезжей части со всеми вытекающими из этого последствиями.

Как работает ABS?

Схема АБС

Замечено, что максимальное сцепление колеса с поверхностью дороги (будь это сухой или мокрый асфальт, мокрая брусчатка или укатанный снег) достигается при некотором, а точнее 15-30 процентном относительном его проскальзывании. Именно это проскальзывание и является тем единственно допустимым и желательным, которое обеспечивается настройкой элементов системы. Что же это за элементы? Во-первых, заметим, что ABS работает, создавая импульсы давления тормозной жидкости, которые передаются колесам. Т.е. наставления инструктора выполняет за человека электроника и исполнительные механизмы, делая это самым оптимальным образом. Все существующие на автомобилях ABS включают в себя три главных составляющих: датчики, установленные на колесах и регистрирующие скорость их вращения, электронный блок обработки данных и модулятор или даже блок модуляторов, который и меняет циклически давление в тормозной магистрали.

Датчики. Представьте себе, что на ступице колеса закреплен зубчатый венец. Датчик неподвижно крепится над торцом венца. Он состоит из магнитного сердечника, расположенного внутри катушки. При вращении зубчатого венца в катушке индуцируется электрический ток, частота которого прямо пропорциональна угловой скорости вращения колеса. Полученная таким образом от датчика информация передается по проводу электронному блоку управления.

Электронный блок управления. Получая информацию, что называется “с колес”, блок управления отслеживает моменты их блокировки. А так как блокировка происходит от переизбытка давления тормозной жидкости в магистрали, подводящей ее к колесу, “мозг” вырабатывает команду: “снизить давление!”

Модуляторы. Выполняют эту команду модуляторы, содержащие, как правило, два электромагнитных клапана. Первый перекрывает доступ жидкости в магистраль, идущую от главного цилиндра к колесу, второй – при избыточном давлении открывает путь тормозной жидкости в резервуар гидроаккумулятора низкого давления (демпфер).

ABS бывают разные

В самых дорогих, а значит, и самых эффективных четырехканальных системах каждое колесо имеет индивидуальное регулирование давления тормозной жидкости. Естественно, что количество датчиков угловой скорости, модуляторов давления и каналов управления в этом случае равно числу колес. Все четырёхканальные системы выполняют функцию EBD (регулировку тормозных усилий по осям). Дешевые обходятся одним общим модулятором и одним каналом управления. В таких ABS растормаживание всех колёс происходит при блокировке хотя бы одного. Наибольшее применение получила система с четырьмя датчиками, но с двумя модуляторами (по одному на ось) и двумя каналами управления. В них регулировка давления на оси происходит по сигналу датчика или худшего колеса, или лучшего. Наконец, выпускают трехканальную систему. Три модулятора этой системы обслуживают три канала, производя индивидуальное регулирование давления тормозной жидкости в магистралях передних колес по отдельности и обеих задних колес.

Вы думаете, что давление тормозной жидкости в тормозной магистрали создается только главным тормозным цилиндром? Отнюдь нет. Часто ему помогает специальный, встроенный в систему гидронасос. В новейших ABS с помощью компьютера оценивается динамика движения автомобиля, угол наклона дорожного полотна, сцепление с поверхностью дороги, влияние включенного круиз-контроля при замедлении автомобиля и другие факторы и, на основании этой информации определяет какое нужно давление в тормозной магистрали. Определив необходимую величину давления, ее обеспечивают подачей или стравливанием тормозной жидкости в гидроаккумулятор.

На большинстве автомобилей с антиблокировочными системами торможение на рыхлом снегу и на гравии будет намного больше, чем на остальных автомобилях (из-за эффекта сбора валика грунта или снега перед заблокированным колесом). На последних ABS блоки распознают тип опорной поверхности по относительному скольжению и допускают возможность блокировки колёс. Такие системы не зажгут лампочку неисправности при прокрутке колёс на подъёмнике (например при диагностике ступичных подшипников), хотя в памяти это обязательно отметят.

ABS – друг водителя

Перейдем теперь от теории к практике. Почему все-таки нужно стремиться приобрести автомобиль с ABS? В экстренной ситуации, когда инстинктивно вы с силой жмете на педаль тормоза, при любых, даже самых неблагоприятных дорожных условиях, автомобиль не развернет, не уведет с заданного курса. Напротив, управляемость машины сохранится, это значит, что вы сможете объехать препятствие, а при торможении на скользком повороте избежать заноса. Работа ABS сопровождается импульсными толчками на педали тормоза (их сила зависит от конкретной марки автомобиля) и звуком “трещетки”, который исходит из блока модуляторов. Об исправности системы сигнализирует световой индикатор (с надписью “ABS”) на приборном щитке. Индикатор загорается при включенном зажигании и гаснет через 2-3 секунды после пуска двигателя. Если сигнал подается при работающем двигателе – есть повод для беспокойства, нужно ехать на СТО диагностировать и, возможно, ремонтировать систему.

Следует помнить о том, что торможение автомобиля с ABS не должно быть многократным и прерывистым. Тормозную педаль необходимо удерживать нажатой со значительным усилием во время процесса торможения – система сама обеспечит наименьший тормозной путь. Чтобы сделать такой простой вывод в США, например, потребовалось провести изучение причин достаточно большого количества автомобильных аварий в 1986-95 годах, в период массового внедрения ABS на американских автомобилях. Специалисты Страхового Института Безопасности Движения на Автострадах (Insurance Institute for Highway Safety) сначала не верили полученной статистике: вероятность гибели пассажиров при столкновении двух автомобилей, двигавшихся по сухому асфальту, оснащенных ABS была на 42% выше, чем при авариях машин без ABS. Оказалось, что во всех случаях водители, пересевшие с автомобилей, оснащенных обычными тормозными системами на модели с ABS допускали ошибку: они по привычке импульсивно нажимали на педаль при торможении и этим дезинформировали электронный блок управления, что и приводило к снижению эффективности торможения в ряде случаев до опасной черты.

На сухой дороге ABS может уменьшить тормозной путь автомобиля примерно на 20% по сравнению с тормозным путем машин с заблокированными колесами. На снегу, льду, мокром асфальте разница, естественно, будет намного больше. Замечено: применение ABS способствует увеличению срока службы шин. Установка ABS ненамного повышает стоимость автомобиля, не усложняет его техническое обслуживание и не требует от водителя каких-то особых навыков управления. Постоянное совершенствование конструкции систем вместе со снижением их стоимости вскоре приведет к тому, что они станут неотъемлемой, стандартной частью легковых автомобилей всех классов.

И всё же ABS не панацея

Специалисты считают, что наличие в автомобиле ABS создает у водителя иллюзию безопасности, в результате чего он не учитывает, что ABS не создает сцепления с дорогой – это прерогатива протектора и размеров пятна контакта покрышек колес. Да, ABS предотвратит блокировку тормозов и позволит сохранить контроль над курсовой устойчивостью и поворачиваемостью, но она не гарантирует уменьшения тормозного пути. Когда речь идет о сухих и нескользких дорогах, бывает как раз наоборот – тормозной путь оказывается больше, чем у обычного автомобиля, но понимание этого приходит, к сожалению, слишком поздно.

Другой вопрос – могут ли ABS всегда достоверно распознавать ситуацию? Помнится, журналисты World Off Road во время испытаний внедорожников моделировали неудачный въезд на холм: потеря сцепления на полпути вверх, сильное нажатие на педаль тормоза, чтобы удержать машину на склоне, включение задней передачи – и мягкий спуск с горы, используя торможение двигателем. Все шло нормально, пока не пришел черед Ford Explorer, а затем и Mitsubishi Pajero, оснащенных ABS. Джипы упрямо скатывались с холма, несмотря на то, что испытатели выжимали педаль тормоза до упора: система воспринимала небольшое скольжение вниз на сыпучем склоне и резкое нажатие на тормоз в этот момент как команду разблокировать колеса. В результате и Ford, и Mitsubishi не могли удержаться на склоне без применения “ручника”. Нетрудно представить, чем чревата подобная ситуация в реальной жизни, если склон достаточно длинный, коллизия приключилась ближе к вершине, водитель растерялся (или не действует стояночный тормоз), а сзади уже пристроилась какая-нибудь машина.

Словом, как бы ни была хороша ABS в плане улучшения активной безопасности автомобиля, главным по-прежнему остается водитель, который обязан критически осмысливать дорожную ситуацию и реальные возможности своего “железного друга”.

Проблемы эксплуатации ABS

Заметим, что современные ABS обладают достаточно высокой надежностью и могут длительное время работать не выходя из строя. Электронные блоки ABS отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями, и если такая неисправность все-таки случилась, то ее причина нередко бывает связана с нарушениями правил и рекомендаций, о которых упомянем чуть ниже. Самыми же уязвимыми в схеме ABS являются колесные датчики, располагаемые вблизи вращающихся деталей ступицы или полуосей. Место расположения этих датчиков благополучным никак не назовешь: различные загрязнения или даже слишком большой люфт в подшипниках ступицы способны вызывать сбои в работе датчиков, которые и становятся чаще всего виновниками неполадок в работе ABS.

Кроме того, на работоспособность ABS влияет величина напряжения между клеммами аккумулятора. При уменьшении напряжения до 10,5 В и ниже ABS вообще может самостоятельно выключиться через предохранительный электронный блок. Предохранительное реле может также сработать при недопустимых колебаниях и всплесках напряжения в сети автомобиля. Чтобы этого не случилось, нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе. Если приходится заводить двигатель методом “прикуривания” от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве “донора” собственный автомобиль, соблюдайте следующие правила. При подсоединении проводов от внешнего аккумулятора необходимо, чтобы зажигание на вашем автомобиле было выключено (ключ из замка вынут). Пусть подзарядится ваш АКБ 5-10 минут. Перед запуском вашего автомобиля «донор» нужно заглушить и выключить зажигание, только потом включать зажигание и заводить свой. Это сохранит генератор на «доноре», а многие электронные блоки на вашем автомомбиле.

Что еще? Если автомобилю потребовался ремонт с применением сварки, то перед началом работ следует отсоединить проводку от электронного блока управления ABS. Кроме того, этот блок не рекомендуется подвергать нагреву свыше 85 градусов по Цельсию более двух часов. Это к тому, если автомобиль предполагается красить, а затем сушить горячим методом в специальной камере.

О том, что ABS неисправна, свидетельствует загорание контрольной лампы на панели приборов. Слишком нервно реагировать на это не следует, без тормозов автомобиль не останется, но при торможении будет вести себя как машина, в которой ABS отсутствует. Если контрольная лампочка ABS загорелась во время движения, необходимо остановить автомобиль, заглушить двигатель и проверить напряжение между клеммами аккумулятора. Если оно окажется ниже 10,5 В, то можно продолжать движение, а при первой возможности зарядить аккумулятор. Если лампочка ABS периодически загорается и гаснет, то, скорее всего, барахлит какой-нибудь контакт в электрической цепи ABS. Автомобиль следует загнать на смотровую канаву, проверить все провода и зачистить электрические контакты. Если причина мигания лампы ABS не будет обнаружена, то дальнейшие поиски неисправности следует продолжить в специализированном автосервисе.

Существует ряд особенностей, связанных с обслуживанием или ремонтом тормозной системы с ABS. Например, перед заменой тормозной жидкости следует разрядить аккумулятор давления в гидроблоке ABS. Для этого при выключенном зажигании необходимо раз двадцать нажать на педаль тормоза.

Принцип работы АБС на автомобиле

Всем водителям полезно знать, как работает АБС на автомобиле, какую пользу она приносит и чем торможение с антиблокировочной системой отличается от аналогичного процесса без неё. Узнав принцип работы АБС на автомобиле, Вы поймёте, когда её применять, а в каких случаях отключать.

Антиблокировочная система (АБС, ABS) – это система, которая предотвращает блокировку колёс, когда происходит торможение. Её функции – сохранить устойчивость и управляемость автомобиля и в некоторых случаях уменьшать тормозной путь.

 

Практически каждый водитель попадал в ситуацию, когда после нажатия на педаль тормоза раздавался визг резины, автомобиль терял способность управляться, а снижение скорости становилось значительно ниже желаемого. Это характерные признаки перехода колёс в скольжение. Иногда даже появляется ощущение, что машина ускоряется, а не тормозит.

Природа такого неожиданного для неопытного человека эффекта состоит в том, что при срыве шин в юз происходит скачкообразное снижение величины замедления. Это воспринимается вестибулярным аппаратом как разгон. Очень неприятное ощущение, ведь тормозят обычно перед быстро надвигающимся препятствием. Физика объясняет это изменением коэффициента трения между шинами и дорогой.

Немного о силах трения

Часто при объяснении такого поведения автомобиля упоминается трение качения. Про это можно сразу забыть, данная сила тут не при чём. Речь пойдёт о разнице между силами трения скольжения и покоя.

Допустим, автомобиль движется по дороге с ускорением любой величины и знака, а торможение есть не что иное, как отрицательное ускорение. Если шины не проскальзывают, то участок протектора в зоне контакта колеса с поверхностью всегда находится в покое относительно всей прочей планеты, частью которой и является дорожное покрытие. Силой, придающей машине ускорение, будет вызвана именно трением покоя.

Максимум её величины равен произведению сцепного веса, приходящегося на колесо на коэффициент трения. Водитель, продолжая увеличивать давление на педаль, может достичь такой интенсивности замедления, что силы трения о дорогу окажется недостаточно для дальнейшего роста темпа снижения скорости. Шина, на которой это произойдёт, сорвётся в скольжение.

Силы трения скольжения работают уже по другим законам, не углубляясь в природу которых, можно сказать, что в подавляющем большинстве случаев они меньше, чем в состоянии покоя. Каждый может в этом убедиться, попробовав сдвинуть твёрдый предмет, лежащий на ровной поверхности. Вначале он заметит рост необходимого для этого усилия руки, а с началом движения сила заметно ослабнет. То же происходит и с автомобильным колесом.

Дополнительным недостатком торможения на заблокированных колёсах можно считать катастрофический износ резины. В пятне контакта выделяется столько тепла, что протектор не выдерживает и начинает плавиться и гореть. Все видели эти характерные клубы белого дыма при ошибках автогонщиков с выбором скорости перед поворотом. После этого на шине образуется проплешина, и дорогостоящая покрышка идёт в утиль. Дальнейшая езда на ней чревата вибрациями и даже разрывами корда. А во время торможения расплавленная протекторная смесь становится прекрасной смазкой, которая практически обнуляет коэффициент трения скольжения.

 

Приём, использовавшийся до появления АБС

Опытные водители давно научились противостоять срыву колёс на торможении. Им хорошо известно, что эффектное торможение с юзом и дымом из-под колёс на самом деле неэффективно. Тормозной путь заметно удлиняется. В борьбе за метры жизненного пространства перед остановившимся автомобилем существовали два приёма. Собственно, используются они и сейчас, например, в автоспорте, где АБС запрещена во многих дисциплинах.

• Торможение на грани блокировки шин. Технически очень сложный приём, требует хорошей тренированности вестибулярного аппарата. Надо очень тонко улавливать грань скольжения по изменению замедления в нежелательную сторону, когда усилие на педали совсем немного добавилось, а торможение ухудшилось. Ситуация усложняется неравномерностью коэффициента сцепления по всем четырём колёсам. Любое из них может попасть на участок с грязью, льдом или вообще на обочину дороги.

• Прерывистое торможение. При обнаружении грани блокирования всё равно педаль надо отпускать, так не лучше ли это сделать заранее, предварительно гарантированно превысив допустимый предел по силе нажатия? И сразу же снова нажать. Подобный приём хорошо известен в радиоэлектронике, где он называется широтно-импульсным модулированием. Причём там он настолько хорошо прижился, что на его основе работают почти все силовые регуляторы. Надо только обеспечить обратную связь.

В описанных способах обратная связь идёт через органы чувств человека, а результат зависит от его способностей и опыта. Естественно, автомобильные инженеры захотели заменить человека автоматикой, которую проще раз и навсегда обучить, а потом лишь тиражировать механизмы и алгоритмы. Тем более что возможности электромеханических устройств по скорости реакции куда лучше, чем у человека. Так и появились первые серийные антиблокировочные системы, известные сейчас под аббревиатурой ABS.

Системы АБС показали высокую эффективность, и существуют области применения, где они стали обязательными. Например, в автобусах и даже в авиации. Попытки остановить тяжёлый авиалайнер колёсными тормозами однозначно приводят к протиранию и взрыву покрышек, после чего катастрофа неизбежна. Торможение на грани, когда колёса всё же проворачиваются, спасает шины, а значит и человеческие жизни. Пилот в ручном режиме так тормозить не может, обратная связь в многотонной машине сведена практически к нулю.

 

 

Принципиальная схема АБС в автомобиле

Поскольку тормоза легкового автомобиля приводит в действие гидравлическая система, то для предотвращения блокировок потребуется снижать в ней давление. Для этого используется специальный клапан, который в обычном состоянии закрыт, но способен открываться и пропускать через себя тормозную жидкость, если на него подать электрический сигнал.

Давление от главного тормозного цилиндра, создаваемое ножной педалью с дополнительным усилителем, передаётся к исполнительному механизму, в роли которого выступает рабочий тормозной цилиндр, через ещё один клапан, называемый впускным. Он нормально открытый, то есть закрывается только при подаче на него напряжения.

Впускной и выпускной клапаны работают под управлением программы, причём возможен момент, когда они оба закрыты. Это переходный этап, когда колесо только начинает проскальзывать, давление в его цилиндре ещё не уменьшается, но уже и не увеличивается. Система оценивает результат и принимает решение, добавлять давление или уменьшать.

Для сглаживания пульсаций давления в системе и быстрого перемещения объёмов жидкости в гидромеханическом блоке используются электрогидравлический насос и гидроаккумулятор давления. Аккумулятор способен поддерживать давление постоянным, принимая или сбрасывая избытки жидкости, а насос значительно ускоряет быстродействие системы. Существовали и предельно упрощенные АБС, где эти узлы отсутствовали.

На каждом колесе (не считая ранних и упрощённых версий) установлены датчики вращения. Обычно это простейший, но очень надёжный прибор, работающий с использованием электромагнитной индукции. Постоянный магнит с намотанной на него катушкой одним из своих полюсов расположен вблизи зубчатого венца, вращающегося вместе с колесом автомобиля. На прохождение мимо него каждого зубца датчик реагирует электрическим импульсом. Частота сигнала пропорциональна скорости вращения, а значит и скорости автомобиля в отсутствие пробуксовок, с известным коэффициентом. Сигнал по экранированной проводке поступает далее на оцифровку.

Управляет системой электронный блок. Это микрокомпьютер, который собирает информацию от датчиков вращения колёс, датчика скорости автомобиля и бортовой шины данных автомобиля. Чаще всего используются два микропроцессора, работающие по общей шине. Блок имеет обычную для компьютеров конфигурацию с оперативной и постоянной памятью, периферийными устройствами и силовыми ключами.

Требования по надёжности, предъявляемые к тормозам, заставляют применять дублирование основных узлов и механизмов. Чаще всего применяются два независимых контура, различаются лишь схемы их подключения к колёсам. Поэтому в реальных конструкциях число деталей может быть разным.

В настоящее время наиболее типовой стала четырёхканальная система с разделением дублирующих контуров по диагонали. То есть на каждое колесо имеется свой датчик вращения и пара клапанов, а в общий гидроблок интегрированы по два разделённых по контурам насоса и гидроаккумулятора. Один контур обслуживает правое переднее и левое заднее колёса, второй соответственно левое переднее и правое заднее.

При отказе любого из контуров всегда при торможении будет задействовано одно переднее и одно заднее колёса, а стабильность торможения обеспечивается как работой АБС, так и конструкцией передней подвески с отрицательным плечом обката.

 

Алгоритмы работы системы

Особенности действия каждой версии АБС могут существенно отличаться, поскольку процесс совершенствования идёт до сих пор. Как ни странно, недостатки продолжают проявляться, видимо инженеры сталкиваются с действительно сложными проблемами. Хотя это стараются и не афишировать. Но от независимых тестов не скрыться, а они иногда выявляют просто неприемлемые недостатки в серийных автомобилях самых солидных фирм. Но общие принципы построения достаточно хорошо известны.

Процессор АБС непрерывно подсчитывает разницу между скоростью автомобиля, то есть перемещением центра колеса относительно дороги за единицу времени, и линейной скоростью поверхности протектора. Задаются определённые диапазоны, в пределах которых торможение будет считаться стабильным или нет. В последнем случае АБС начинает вмешиваться в торможение.

Первым этапом реагирования станет закрытие впускного клапана и переход в режим удержания давления. Если скорость вращения колеса продолжит уменьшаться, то это снижает коэффициент трения и грозит полной блокировкой. Система открывает выпускной клапан, часть жидкости уходит в аккумулятор и давление понижается. По мере увеличения скорости вращения будет возвращён режим удержания давления и так далее.

АБС сейчас почти повсеместно стала дополняться функциями стабилизации автомобиля при вращениях вокруг его вертикальной оси. Анализ данных и принятие решений при этом происходит уже по другим алгоритмам. Строго говоря, к функциям АБС это уже не относится. Основная задача – минимизация тормозного пути и сохранение возможности маневрировать при самом резком, паническом торможении. Ведь заблокированные колёса уже никак не реагируют на вращение руля.

 

Врождённые недостатки АБС

• Самое главное – это невозможность в автоматическом режиме принимать решение о разрешении блокировки. Бывают ситуации, когда тормозной путь на заблокированных колёсах оказывается короче, чем в режиме прерывистого торможения. Классический пример – торможение на сыпучем покрытии, снег, грязь или песок. В этом случае полностью заторможенное колесо нагребает перед собой валик из дорожного покрытия, и автомобиль останавливается весьма интенсивно.

АБС в тех же условиях быстро придёт к выводу о чрезвычайно скользкой дороге и практически полностью запретит работу тормозов. Выход из ситуации может быть только одним – отключать систему вручную или автоматически. Применяются разные способы: введение нижнего порога скорости срабатывания, ручное управление путём выставления конкретного типа дорожного покрытия или даже попытки регулировать работу при движении на подъёмах и спусках.

• Наличие АБС делает практически невозможными правильную замену в автомобиле тормозной жидкости и прокачку системы без наличия дилерского сканера со специальной управляющей программой. Трудно сказать, является ли это недостатком. Всё же тормоза – тема очень серьёзная, и отдаление их от самодеятельного вмешательства повышает безопасность. Заводская программа, имея возможность управлять насосом и клапанами в строго определённой последовательности, способна тщательно удалить все остатки старой загрязнённой и насыщенной водой жидкости из самых труднодоступных мест. Простой прокачкой с помощью педали этого не добиться.

 

Видео: ABS что это? Антиблокировочная система автомобиля.

 

 

 

 

 

Вам также будет интересно почитать:

Свободный ход тормозной педали увеличился, а уровень жидкости в норме

Смазки для направляющих суппортов: какая лучше

Тормозная система ABS: проблемы и их устранение — журнал За рулем

В конце 70-х годов началось серийное производство первой тормозной системы ABS, с помощью которой стало возможным повысить уровень безопасности во время критических ситуаций, связанных с необходимостью торможения. Различные дорожные условия (мокрое и скользкое покрытие) или внезапно возникшие препятствия приводили при экстренном торможении автомобилей без ABS к блокированию колес.

Hella

Следствием этого являлась потеря водителем способности управления автомобилем. В автомобилях, оснащенных ABS, предотвращается блокирование колес, и они остаются управляемыми в любое время, даже в случае торможения до полной остановки или экстренного торможения.

Система ABS состоит из следующих узлов:

— блок управления

— гидравлического блока

— сенсорные датчики числа оборотов

— колесные тормозные механизмы

Управляющее устройство является сердцем системы. В нем происходит прием сигналов от сенсорных датчиков числа оборотов колес и их оценка. Из этих данных складывается информация о скольжении колес при торможении, замедлении или ускорении. В цифровом регуляторе, который состоит из двух независимых друг от друга и работающих параллельно микроконтроллеров для каждой пары колес, эта информация обрабатывается. Образованные на основании этой информации сигналы регулирования, в виде исполнительных команд, поступают на магнитные клапаны гидравлического блока, которые и выполняют команды управляющего устройства.

Располагается гидравлический блок между главным тормозным цилиндром и тормозными цилиндрами суппортов. В тормозных цилиндрах суппортов, давление, поступающее от главного тормозного цилиндра, преобразуется в нажимное усилие, которое прижимает тормозные колодки к тормозным дискам или тормозным барабанам. Даже в случае экстренного торможения, когда водитель давит на педаль тормоза изо всех сил, давление в тормозной системе после гидравлического блока остается оптимальным.

При торможении до полной остановки система ABS регулирует давление в системе тормозного привода, которое должно быть направлено в устройство непосредственного торможения. Оно подбирается для каждого колеса индивидуально, в зависимости от того, замедляется ли колесо, ускоряется ли оно или находится на грани полной блокировки.

Это регулирование происходит следующим образом: сенсорные датчики числа оборотов определяют число оборотов передних колес и дифференциала задней оси (для задне-приводных и полно-приводных автомобилей), а также число оборотов задних колес. Эти данные необходимы управляющему устройству для расчета окружной скорости колес. Как только управляющее устройство высчитывает, что одно или несколько колес находятся на пороге блокирования, подается команда на магнитные клапаны и обратный насос соответствующего колеса. Каждое переднее колесо получает такое воздействие от «своего» магнитного клапана, что достигается максимально возможный эффект торможения, исключающий его полную блокировку. Причем это происходит независимо от других колес. В задне- и полно-приводных автомобилях, имеющих только один сенсорный датчик числа оборотов на дифференциале задней оси, колесо с наибольшей «склонностью» к блокированию определяет значение тормозного давления для обоих колес. Вследствие этого колесо с лучшим коэффициентом сцепления тормозится несколько меньше, и тормозной путь получается несколько больше, однако управляемость автомобиля в этом случае все равно гораздо лучше. В автомобилях с сенсорными датчиками для каждого из задних колес регулирование происходит так же, как и на передних колесах.

Управляющее устройство управляет магнитными клапанами в трех различных рабочих положениях:

— в первом рабочем положении (образование давления) главный цилиндр и тормозной цилиндр суппорта связаны друг с другом. Это означает, что впускной клапан открыт, а выпускной — закрыт. Давление может беспрепятственно нарастать.

— во втором рабочем положении (удержание давления) связь между главным цилиндром и тормозным цилиндром суппорта прерывается. Давление в системе тормозного привода остается постоянным. Это озна

Чем может быть опасна система ABS в автомобиле?

Практически все автомобили имеют антиблокировочную систему. Она позволяет предотвратить блокировку колес во время заноса или резких поворотов рулевого колеса. Без сомнения, такая система повышает безопасность водителя, однако, существуют ситуации, когда ABS может стать причиной ДТП. 

Большинство автолюбителей знают, что система ABS значительно сокращает тормозной путь. Технология антиблокировочного механизма при ее включении устроена следующим образом. Первым делом загорается соответствующий индикатор на панели приборов. После этого начинает действовать автоматика, которая управляет интенсивностью торможения.

За счет изменения интенсивности торможений автомобиль плавно снижает скорость, не давая колесам заблокироваться. Естественно, основное воздействие ABS оказывает на тормозной суппорт. При этом тормозной путь может увеличиваться исходя из значения сцепления с дорогой.

Читайте также: Опасность езды на запасном колесе

Главная задача и соответственно преимущество ABS — это предотвращение скольжения транспортного средства. Таким образом, передняя или задняя оси автомобиля не будут уходить в сторону при скольжении за счет предотвращения блокировки колес.

Включение системы ABS зависит также от степени нажатия педали тормоза. Технология распределяет давление равномерно — так, чтобы предотвратить неконтролируемый занос. Если педаль тормоза нажимается чрезмерно сильно, то датчики быстро считывают показатели автомобиля и уменьшают давление на тормозной суппорт, чтобы избежать блокировки колес.

Однако, технология антиблокировочной системы имеет свои недостатки. Для начала стоит сразу сказать, что ABS не позволяет двигаться автомобилю быстрее. Например, если посмотреть профессиональные спортивные авто для гонок, то у них отсутствует система ABS, поскольку там важно соблюдение баланса между скоростью и управляемостью.

Следующий недостаток ABS — это увеличение тормозного пути. В специфических ситуациях несколько метров могут быть значительной цифрой, чтобы избежать столкновения.

Читайте также: Почему скрипят тормоза и когда начинать принимать меры

Еще один большой недостаток, связанный с неэффективностью ABS — это использование шипованной резины, которая повышает сцепление. Если автомобиль движется на такой резине по льду или снегу, то система ABS может срабатывать некорректно и тогда вероятность неуправляемого заноса становится выше. Обычно такое случается из-за неправильного распределения тормозного ресурса на суппорт.

Также проблемы с функционированием антиблокировочной системы часто возникают во время движения по заснеженной проселочной дороге. Колеса автомобиля набирают большие массы снега, что не позволяет корректно распределять тормозную силу. Тогда система ABS посчитает, что колеса не заблокированы, но при этом авто будет медленно скользить по дороге.

Последний наиболее существенный минус ABS — это ее техническая неисправность. Больше всего этого связано с износом датчиков и встречается такое только у старых машин. Если водитель обнаружил трудности управления и низкую эффективность торможения при исправной тормозной системе, то проблема может заключаться в поломке ABS. В таком случае придется обратиться в автосервис.

Читайте также: Опасность езды на запасном колесе

Фото: gefest-auto.ru

Зачем нужна ABS — журнал За рулем

Конструкторы постоянно совершенствуют тормозную систему. Прогресс за полвека заметный: если раньше для остановки со 100 км/ч требовалось метров 60, то сегодня не редкость 40 м, а иным образцам достаточно и меньше! Важной вехой стало появление в 1978 году антиблокировочной системы (АBS), препятствующей полной блокировке колес. Каким образом?

Как известно, максимальная сила трения покоя больше силы трения скольжения. Значит, если колесо проскальзывает относительно дороги, возможное тормозное усилие меньше, чем в случае качения без юза. Кроме того, если некоторое тело скользит по другому, то исчезает трение в поперечном направлении. Следовательно, автомобиль, идущий юзом с заблокированными колесами, неуправляем и даже слабый боковой толчок может закрутить его «волчком». Поэтому опытные водители умудряются сохранить самообладание и тормозить прерывисто, давая колесам проворачиваться. АBS с ее бесстрастным электронным «мозгом» помогает в первую очередь новичкам. Датчики вращения колес передают контроллеру информацию, а он периодически ослабляет тормозное усилие, не позволяя колесам полностью остановиться. Тормозной путь укорачивается, к тому же автомобиль остается управляемым, так что у водителя есть шанс изменить траекторию даже при полностью нажатой педали тормоза.

АBS последнего поколения способны на большее. Дополнительные датчики углового ускорения и угла поворота баранки позволяют контролировать соответствие реальной траектории движения и той, что задана водителем. Если они расходятся, АBS «доворачивает» машину, притормаживая одно или два колеса.

Кроме того, на машинах с АBS теперь ставят и так называемый «брейк эссист» — устройство, автоматически увеличивающее силу нажатия на педаль в случае экстренного торможения: заноса-то можно не бояться!

Если вы собираетесь покупать автомобиль, для которого АBS предусмотрена как опция, настоятельно рекомендуем на ней не экономить. И не только в силу нижеизложенного. У машин, спроектированных под АBS, «в базе» тормоза порой оказываются менее эффективными, чем даже у более старых автомобилей, разработанных без учета этой системы (подробнее — в одном из ближайших номеров ЗР).

Если вы решили самостоятельно обслуживать автомобиль с ABS, помните: в гидравлических магистралях довольно долго остается значительное давление. Чтобы сбросить его, необходимо раз 20 нажать на тормоз при выключенном зажигании. Только потом можно откручивать штуцера.

AUTO.RIA – АБС — антиблокировочная система (ABS): что это, значение, принцип работы

ABS — это антиблокировочная система, позволяющая избежать блокировки колес во время торможения. Если при этом какое-либо из колес начнут скользить по дороге либо заблокируются, АБС уменьшит давление в определенной тормозной магистрали, после чего колесо начнет вращаться. У автомобилей, оснащенных ею, есть преимущество — возможность маневрирования, что позволяет избежать столкновения с какой-либо преградой, возникшей на пути торможения.

Почему ее наличие так необходимо для автомобиля?

На транспортном средстве, лишенном антиблокировочной системы тормозов, колеса блокируются, в результате чего какого-либо воздействия на траекторию движения оказать будет невозможно.

Главной функцией ABS является обеспечение равномерного, а также безопасного торможения на дорогах с неоднородным покрытием, например, при движении одной стороны авто по чистому асфальту, а другой — по обледеневшей обочине. Не оснащенный системой автомобиль попросту занесет.

Многие автовладельцы недовольны меньшей эффективностью торможения на дорогах с рыхлым покрытием или же при использовании шипованных шин. И в первом, и во втором случае колеса не зарываются в покрытие, создавая дополнительный эффект торможения, а прокручиваются, что удлиняет тормозной путь.

 

 

Кто изобрел anti-lock braking system?

В 1936 г. немецкая компания Bosch запатентовала, однако не реализовала, технологию, предотвращающую блокировку колес при торможении. Проблема возникла в отсутствии электроники, позволяющей реагировать на блокировку в течение долей секунд. Ситуация изменилась в 1969 г., когда Ford предоставил пробные работающие образцы, но они функционировали лишь с задними колесами. Работа с передними колесами стала доступной в 1971 г., когда ею стала оборудоваться продукция Chrysler, но настоящую популярность ABS обрела после 1985 г., когда концерн Ford выпустил в свет Scorpio, где она находилась в базовой комплектации. Заключительным же модификациям система подверглась в 1978 г., когда Bosch и Mercedes выпустили свою версию АБС, которая используется до сих пор.

Основные элементы АБС

• компенсационный бачок;
• вакуумный тормозной усилитель;
• датчик положения тормозной педали;
• датчик давления в тормозной системе;
• блок управления;
• насос обратной подачи;
• аккумулятор давления;
• демпфирующая камера;
• впускной клапан левого переднего механизма торможения;
• выпускной клапан привода левого переднего механизма торможения;
• впускной клапан привода правого заднего механизма торможения;
• выпускной клапан привода правого заднего механизма торможения;
• впускной клапан привода правого переднего механизма торможения;
• выпускной клапан привода правого переднего механизма торможения;
• впускной клапан привода левого заднего механизма торможения;
• выпускной клапан привода левого заднего механизма торможения;
• передний левый тормозной цилиндр;
• датчик частоты вращения левого переднего колеса;
• правый передний тормозной цилиндр;
• датчик частоты вращения правого переднего колеса;
• задний левый тормозной цилиндр;
• датчик частоты вращения левого заднего колеса;
• задний правый тормозной цилиндр;
• датчик частоты вращения правого заднего колеса.

Принцип работы антиблокировочной системы тормозов

Функционирование системы происходит в цикличном режиме, который включает в себя удержание давления, его сброс и дальнейшее увеличение.

Электрические сигналы, подаваемые скоростными датчиками, позволяют ABS сравнивать значение скорости колес. Вероятность блокирования какого-либо из колес провоцирует закрытие системой впускного клапана наряду с выпускным, результатом чего становится удержание давления в колесном тормозном цилиндре. Если же торможение продолжается, то происходит открытие определенного выпускного клапана, сброс давления и увеличение скорости вращения. В случае необходимости подключается насос обратной подачи.

Превышение допустимого значения угловой скорости колеса приводит к открытию впускного клапана и закрытию выпускного, в результате чего давление увеличивается. Цикл повторяется до тех пор, пока торможение либо блокировка не прекратятся.

Распространенные неисправности ABS

В системе АБС, как и в любой другой, могут возникнуть неисправности, к наиболее распространенным из которых относятся:

Выход из строя предохранителей. Проверяется визуально, но перед его заменой рекомендуется установить причину срабатывания.

Обрыв проводов «массы» и повреждение датчиков. Датчики могут иметь механические повреждения, неисправную подводящую проводку. Кроме того, данные могут искажаться при нарушениях работы тормозной системы.

Загрязнение секторного диска системы. В этом случае грязь, попавшая с глубоких луж, например, покрывает собой диск, что влечет за собой сбои в работе ABS.

Несмотря на распространенное мнение, что антиблокировочная система тормозов создает лишь иллюзию безопасности, ее использование способно уберечь от нежелательных последствий, особенно при экстренном торможении. В любой ситуации стоит помнить, что главным за рулем остается водитель, невзирая на все современные устройства, которыми оборудован его автомобиль.