Абс принцип работы – Как работает тормозная система АБС (ABS): устройство, схема, принцип работы антиблокировочной системы торможения автомобиля

Содержание

Антиблокировочные тормозные системы (АБС) | ABS

Обоснование необходимости применения АБС

При прямолинейном движении во время торможения автомобиля на его колесо действуют разные силы: вес автомобиля, тормозная сила и боковая сила. Величина сил зависит от множества факторов, таких как скорость движения автомобиля, размеры колес, состояние и конструкция шин и дорожного полотна, конструкции тормозной системы и ее технического состояния.

 Силы, действующие на колесо при торможении

Рис. Силы, действующие на колесо при торможении:
G – вес автомобиля; FB – тормозная сила; FS – боковая сила; νF – скорость автомобиля; α – угол увода; ω – угловая скорость

Во время прямолинейного движения автомобиля с постоянной скоростью разницы в скоростях вращения колес не возникает  При этом не возникает также разницы между приведенной скоростью движения автомобиля νF и согласованной с ней усредненной скоростью νR вращения колес, т.е. νF = νR. Под усредненной скоростью вращения колес понимается величина

νR = (νR1+ νR2 + νR3 + νR4)/4,
где νR1…νR4 — скорости вращения каждого колеса в отдельности.

Но как только начинается процесс интенсивного торможения, приведенная скорость автомобиля νF, начинает превышать усредненную скорость νR вращения колес, так как кузов «обгоняет» колеса под действием силы инерции массы автомобиля, т.е. νF >νR.

В такой ситуации между колесами и дорогой возникает явление равномерного умеренного скольжения  Это скольжение является рабочим параметром тормозной системы и определяется как:

λ = (νF — νR)/ νF•100%

Физически рабочее скольжение в отличие от аварийного юза реализуется за счет прогибания протектора колесных шин, сдвига мелких фракций на поверхности дороги, и за счет амортизации автомобильной подвески. Эти факторы удерживают автомобиль от юза и отображают полезную суть рабочего скольжения колеса при его торможении. Ясно, что при этом замедление вращения колеса происходит постепенно и управляемо, а не мгновенно, как при блокировке.

Величина λ названа коэффициентом скольжения и измеряется в процентах. Если λ = 0%, то колеса вращаются свободно, без воздействия на них дорожного сопротивления трению. Коэффициент скольжения λ = 100% соответствует юзу колеса, когда оно переходит в заблокированное состояние. При этом значительно снижаются тормозная эффективность, устойчивость и управляемость автомобиля при торможении.

При появлении эффекта рабочего скольжения, при котором все еще имеет место нормальное качение колес  между ними и дорогой возникает равномерно возрастающее сопротивление трению выражаемое коэффициентом сцепления в направлении движения μHF, которое является функцией от рабочего скольжения γ и создает силу торможения автомобиля FB = K μHFG. К – конст­руктивный коэффициент пропорциональности, зависящий от состояния протектора шин, тормозных колодок  тормозных дисков и тормозных суппортов.

На рисунке представлена зависимость величины относительного скольжения колеса от коэффициента сцепления в направлении движения μHF и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS при торможении на сухом бетонном покрытии.

Зависимость коэффициента сцепления от скольжения колес

Рис. Зависимость коэффициента сцепления от скольжения колес.

Как видно из рисунке величина относительного скольжения колеса λ достигает своего максимального значения при определенных значениях коэффициента сцепления в направлении движения μHF, при уменьшении коэффициента сцепления в поперечном направлении μS. Для большинства дорожных покрытий при значениях γ, а значит и тормозная сила, в интервале от 10% до 30% μHF достигает максимальной величины и это значение называют критическим (λ)кp. В этих пределах и коэффициент сцепления в поперечном направлении μS имеет достаточно высокое значение, что обеспечивает устойчивое движение автомобиля при торможении, если на автомобиль действует боковая сила.

Вид кривых коэффициента сцепления в направлении движения μHF, и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS зависит в значительной степени от типа и состояния дорожного покрытия и шин.

Важно заметить, что при малых γ (от 0% до 7%) сила торможения линейно зависит от скольжения.

При экстренном торможении значительное усилие на педаль тормоза может вызвать блокировку колес. Сила сцепления шин с дорожным покрытием при этом резко ослабевает, и водитель теряет управление автомобилем.

Назначение и устройство АБС

Антиблокировочные системы (АБС) тормозов призваны обеспечить постоянный контроль за силой сцепления колес с дорогой и соответственно регулировать в каждый данный момент тормозное усилие, прилагаемое к каждому колесу. АБС производит перераспределение давления в ветвях гидропривода колесных тормозов так, чтобы не допустить блокирования колес и вместе с тем достичь максимальной силы торможения без потери управляемости автомобиля.

Основной задачей АБС является поддерживание в процессе торможения относительного скольжения колес в узких пределах вблизи λкp. В этом случае обеспечиваются оптимальные характеристики торможения. Для этой цели необходимо автоматически регулировать в процессе торможения подводимый к колесам тормозной момент.

Появилось много разнообразных конструкций АБС, которые решают задачу автоматического регулирования тормозного момента. Независимо от конструкции, любая АБС должна включать следующие элементы:

  • датчики, функцией которых является выдача информации, в зависимости от принятой системы регулирования, об угловой скорости колеса, давлении рабочего тела в тормозном приводе, замедлении автомобиля и др.
  • блок управления, обычно электрон­ный, куда поступает информация от датчиков, который после логической обработки поступившей информации дает команду исполнительным механизмам
  • исполнительные механизмы (моду­ляторы давления), которые в зависи­мости от поступившей из блока управ­ления команды снижают, повышают или удерживают на постоянном уровне давление в тормозном приводе колес

Схема управления АБС

Рис. Схема управления АБС:
1 – исполнительный механизм; 2 – главный тормозной цилиндр; 3 – колесный тормозной цилиндр; 4 – блок управления; 5 – датчик вращения скорости колеса

Процесс регулирования с помощью АБС торможения колеса – цикличес­кий. Связано это с инерционностью самого колеса, привода, а также элементов АБС. Качество регулирования оценивается по тому, насколько АБС обеспечивает скольжение тормозящего колеса в заданных пределах. При большом размахе циклических колеба­ний давления нарушается комфортабельность при торможении «дерга­ние», а элементы автомобиля испытывают дополнительные нагрузки. Качество работы АБС зависит от принятого принципа регулирования, а также от быстродействия системы в целом. Быстродействие определяет циклическую частоту изменения тормозного момента. Важным свойством АБС должна быть способность приспосабливаться к изменению условий торможения (адаптивность) и, в первую очередь, к изменению коэффициента сцепления в процессе торможения.

Разработано большое число принципов (алгоритмов функционирова­ния), по которым работают АБС. Они различаются по сложности, стоимости реализации и по степени удовлетворе­ния поставленным требованиям. Сре­ди них наиболее широкое применение получил алгоритм функционирования по замедлению тормозящего колеса.

Тормозная динамика автомобиля с АБС зависит от принятой схемы установки элементов этой системы. С точ­ки зрения тормозной эффективности, наилучшей является схема с автономным регулированием каждого колеса. Для этого необходимо установить на каждое колесо датчик, а в тормозном приводе – модулятор давления и блок управления. Эта схема наиболее сложная и дорогостоящая.

Существуют более простые схемы АБС. На рисунке б показана схема АБС с регулируемым торможением двух задних колес. Для этого используются два колесных датчика угловых скоростей и один блок управления. В такой схеме применяют так называе­мое низко- или высокопороговое регулирование  Низкопороговое регулиро­вание предусматривает управление тормозящим колесом, находящимся в худших по сцеплению условиях («слабым» колесом). В этом случае тормозные возможности «сильного» колеса недоиспользуются, но создается равенство тормозных сил, что способствует сохранению курсовой устойчивости при торможении при некотором снижении тормозной эффективности. Вы­сокопороговое регулирование, т. е. управление колесом, находящимся в лучших по сцеплению условиях, дает более высокую тормозную эффектив­ность, хотя устойчивость при этом несколько снижается. «Слабое» колесо при этом способе регулирования циклически блокируется.

Схемы установки АБС на автомобиле

Рис. Схемы установки АБС на автомобиле

Еще более простая схема приведе­на на рисунке в. Здесь используются один датчик угловой скорости, размещенный на карданном валу, один модулятор давления и один блок управления. По сравнению с предыдущей эта схема имеет меньшую чувствительность.

На рисунке г приведена схема, в которой применены датчики угловых скоростей на каждом колесе, два моду­лятора, два блока управления. В такой схеме может применяться как низко-, так и высокопороговое регулирование. Часто в таких схемах используют смешанное регулирование (например, низ­копороговое для колес передней оси и высокопороговое для колес задней оси). По сложности и стоимости эта схема занимает промежуточное положение между рассмотренными.

Процесс работы АБС может прохо­дить по двух- или трехфазовому циклу.

При двухфазовом цикле:

  • первая фаза – нарастание давления
  • вторая фаза – сброс давления

При трехфазо­вом цикле:

  • первая фаза – нарастание давления
  • вторая фаза – сброс давления
  • третья фаза – поддержание давления на постоянном уровне

При установке на легковом автомобиле АБС возможны замкнутый и ра­зомкнутый тормозные гидроприводы.

Схема модулятора давления гидростатического тормозного привода

Рис. Схема модулятора давления гидростатического тормозного привода

Замкнутый или закрытый (гидро­статический) привод работает по прин­ципу изменения объема тормозной сис­темы в процессе торможения. Такой привод отличается от обычного уста­новкой модулятора давления с дополнительной камерой. Модулятор работает по двухфазовому циклу:

  • Первая фаза – нарастание давления  обмотка электромагнита 1 отключена от источника тока. Якорь 3 с плунжером 4 находится под действием пружины 2 в крайнем правом положе­нии. Клапан 6 пружиной 5 отжат от своего гнезда. При нажатии на тор­мозную педаль давление жидкости, создаваемое в главном цилиндре (вывод II), передается через вывод I к рабочим тормозным цилиндрам. Тормозной момент растет.
  • Вторая фаза – сброс давления: блок управления подключает обмотку электромагнита 1 к источнику питания  Якорь 3 с плунжером 4 переме­щается влево, увеличивая при этом объем камеры 7. Одновременно кла­пан 6 также перемещается влево, перекрывая вывод I к рабочим тор­мозным цилиндрам колес. Из-за увеличения объема камеры 7 давление в рабочих цилиндрах падает, а тормозной момент снижается. Далее блок управления дает команду на нараста­ние давления, и цикл повторяется.

Разомкнутый или открытый тормозной гидропривод (привод высокого давления) имеет внешний источник энергии в виде гидронасоса высокого давления, обычно в сочетании с гидроаккумулятором.

В настоящее время отдается предпоч­тение гидроприводу высокого давления, более сложному по сравнению с гидростатическим, но обладающим необходимым быстродействием.

Двухконтурный тормозной привод с АБС

Рис. Двухконтурный тормозной привод с АБС:
1 – колесный датчик угловой скорости; 2 – модуля­торы; 3 – блоки управления; 4 – гидроаккумулято­ры; 5 – обратные клапаны; 6 – клапан управления; 7 – гидронасос высокого давления; 8 – сливной ба­чок

Тормозной привод имеет два контура, поэтому необходима установка двух авто­номных гидроаккумуляторов. Давление в гидроаккумуляторах поддерживается на уровне 14…15 МПа. Здесь применен двух­секционный клапан управления, обеспечи­вающий следящее действие, т. е. пропор­циональность между усилием на тормозной педали и давлением в тормозной системе. При нажатии на тормозную педаль дав­ление от гидроаккумуляторов передается к модуляторам 2, которые автомати­чески управляются электронными блоками 3, получающими информацию от колесных датчиков 1. На рисунке приведена схема двухфазового золотникового модулятора давления для тормозного гидропривода высокого давления. Рассмотрим фазы ра­боты этого модулятора:

  • Фаза 1 нарастания давления: блок управления АБС отклю­чает катушку соленоида от источника тока. Золотник и якорь соленоида уси­лием пружины перемещены в верхнее по­ложение. При нажатии на тормозную педаль клапан управления сообщает гид­роаккумулятор (вывод I) с нагнетатель­ным каналом модулятора давления. Тор­мозная жидкость под давлением поступает через вывод II к рабочим цилиндрам тормозных механизмов. Тормозной момент растет.
  • Фаза 2 сброса давления: блок управления сообщает катушку соле­ноида с источником питания. Якорь соле­ноида перемещает золотник в нижнее поло­жение. Подача тормозной жидкости в ра­бочие цилиндры прерывается: вывод II рабочих тормозных цилиндров сообщается с каналом слива III. Тормозной момент снижается. Блок управления дает команду на нарастание давления, отключая катуш­ку соленоида от источника питания, и цикл повторяется.

Схема работы двухфазного модулятора высокого давления

Рис. Схема работы двухфазного модулятора высокого давления:
а – фаза 1; б – фаза 2

В настоящее время более распространены АБС, работающие по трехфазовому цик­лу. Примером такой системы является довольно распространенная система АБС 2S фирмы Бош.

Эта система встраивается в качестве дополнительной в обычную тормозную систему. Между главным тормозным цилиндром и колесными цилиндрами устанавливается нагнетательные (Н) и разгрузочные (Р) электро­магнитные клапаны, которые либо поддерживает на постоянном уровне, либо снижают давление в приводах колес или в контурах. Электромагнитные клапаны приводятся в действие блоком управления, обрабатывающим информацию, поступающую от четырех колесных датчиков.

Блок управления, куда непрерывно поступают данные о скорости вращения каждого колеса и ее изменениях, определяет момент возникно­вения блокировки, затем, при необходимости, производит сброс давления, включает гидронасос, который возвращает часть тормозной жидкости обратно в питательный бачок главного цилиндра.

Функциональная схема АБС Bosch 2S

Рис. Функциональная схема АБС Bosch 2S:
1 – блок управления; 2 – модулятор; 3 – главный тормозной цилиндр; 4 – бачок; 5 – электрогидронасос; 6 — колесный цилиндр; 7 – ротор колесного датчика; 8 – колесный индуктивный датчик; 9 – сигнальная лампа; 10 – регулятор тормозных сил; Н/Р – нагнетательный и разгрузочный электромагнитные клапаны; — .-. входные сигналы БУ; — ­–­ — – выходные сигналы БУ; –––– тормозной трубопровод

В модуляторе АБС скомпонованы электро­магнитные клапаны, гидронасос с аккумуляторами давления жидкости, реле электромагнитных клапанов и реле гидронасоса.

Электрогидравлический модулятор

Рис. Электрогидравлический модулятор:
1 – электромагнитные клапаны; 2 – реле гидронасоса; 3 – реле электромагнитных клапанов; 4 – электрический разъем; 5 – электродвигатель гидронасоса; 6 – радиаль­ный поршневой элемент насоса; 7 – аккумулятор давления; 8 – глушитель

Работа системы происходит по программе, подразделяющейся на три фазы: 1 – нормальное или обычное торможение; 2 – удержание давления на постоянном уровне; 3 – сброс давления.

Фаза нормального торможения

При обычном тормо­жении напряжение на электромагнитных клапанах отсутствует, из главного цилиндра тормозная жидкость под давлением свободно проходит через открытые электромагнитные клапаны и приводит в действие тормозные механизмы колес. Гидронасос не работает.

Фазы торможения

Рис. Фазы торможения:
а) фаза нормального торможения; б) фаза удержания давления на постоянном уровне; в) фаза сброса давления; 1 – ротор колесного датчика; 2 – колесный датчик; 3 – колесный (рабочий) цилиндр; 4 – электрогидравлический модулятор; 5 – электро­магнитный клапан; 6 – аккумулятор давления; 7 – нагне­тательный насос; 8 – главный тормозной цилиндр; 9 – блок управления

Фаза удержания давления на постоянном уровне

При появлении признаков блокировки одного из колес БУ, получив соответствующий сигнал от колесного датчика, переходит к выполнению программы цикла удержания давления на постоян­ном уровне путем разъединения главного и соответствующего колесного цилиндра. На обмотку электромагнитного клапана подается ток силой 2 А. Поршень клапана перемещается и перекрывает поступление тормозной жидкости из главного цилиндра. Давление в рабочем цилиндре колеса остается неизменным, даже если водитель продолжает нажимать на педаль тормоза.

Фаза сброса давления

Если опасность блокировки колеса сохраняется, БУ подает на обмотку электромагнитного клапана ток большей сипы: 5 А. В результате дополнительного перемещения поршня клапана открывается канал, через который тормозная жидкость сбрасывается в аккумулятор давления жидкости. Давление в колесном цилиндре падает. БУ выдает команду на включение гидронасоса, который отводит часть жидкости из аккумулятора давления. Педаль тормоза приподни­мается, что ощущается по биению тормозной педали.

Индуктивный колесный датчик состоит из обмотки 5 и сердечника 4. Зубчатое колесо 6 имеет частоту вращения, равную частоте вращения колеса. При вращении колеса 6, выполненного из ферромагнитного железа, изменяется магнитный поток в зависимости от прохождения зубьев ротора, что приводит к изменению переменного напряжения в катушке. Частота изменения напряжения зависит от частоты вращения зубчатого колеса, т. е. частоты вращения колеса автомобиля. Воздушный зазор и размеры зубца оказывают большое влияние на амплитуду сигнала. Это позволяет определить положение колеса по интервалам между зубцами в пределах половины или трети. Сигнал от индуктивного датчика передается в электронный блок управления.

Индуктивный датчик

Рис. Индуктивный датчик:
1 – постоянный магнит; 2 – корпус; 3 – крепление датчика; 4 – сердечник; 5 – обмотка; 6 – зубчатое колесо

Индуктивные датчики могут крепиться на валу привода колеса, на валу привода конических шестерен для заднеприводных моделей автомобиля, на поворотных цапфах и внутри ступицы колеса.

Крепление индуктивного датчика на поворотной цапфе

Рис. Крепление индуктивного датчика на поворотной цапфе:
1 – тормозной диск; 2 – передняя ступица; 3 – защитный кожух; 4 – винт с внутренним шестигранным зацеплением; 5 – датчик; 6 – поворотная цапфа

Крепление индуктивного датчика внутри ступицы колеса

Рис. Крепление индуктивного датчика внутри ступицы колеса:
1 – фланец крепления колеса; 2 – шарики; 3 – кольцо датчика ABS; 4 – датчик; 5 – фланец крепления к подвеске.

Более совершенны активные датчики, применяемые для измерения частоты вращения колеса. Чувствительный элемент электронной ячейки 2 такого датчика изготовлен из материала, электропроводность которого зависит от напряженности магнитного поля. При вращении задающего диска 3 происходят изменения магнитного поля. Вызываемые изменяющимся магнитным полем колебания проходящего через чувствительный элемент тока преобразуются в электронной схеме в колебания напряжения, выводимого на внешние контакты датчика. При вращении задающего диска установленный около него датчик вырабатывает прямоугольные импульсы, частота которых соответствует частоте вращения диска. Преимуществом данного датчика по сравнению с ранее применяемыми системами является точная регистрация частоты вращения при ее снижении вплоть до остановки колеса.

Активный датчик

Рис. Активный датчик:
1 – корпус датчика; 2 – электронная ячейка датчика; 3 – задающий диск

Как правило, на щитке приборов должна находиться контрольная лампочка, которая должна гаснуть при работающем двигателе или если скорость автомобиля превышает 5 км/час. Она также загорается, если одно из колес пробуксовывает более 20 секунд или если электроснабжение выдает напряжение менее 10 вольт. Контрольная лампочка системы преду­преждает водителя о том, что из-за неисправ­ности системы произошло ее автоматическое отключение, при этом однако тормозная система про­должает функционировать как обычная тормозная система без АБС.

Аналогичный принцип работы применяется и для АБС 2Е фирмы Бош, однако в этой системе применяется уравнивающий цилиндр для уравнивания давления в тормозном приводе задних колес, который позволяет вместо четырех электромагнитных клапанов применять три клапана. В состав модулятора входят таким образом не четыре, а три электромагнитных клапана, уравнивающий цилиндр, двухпоршневой нагнетательный гидронасос, два аккумулятора давления, реле насоса и реле электромагнитных клапанов.

Система работает следующим образом. При обычном торможении тормозная жидкость под давлением из главного цилиндра поступает в рабочие цилиндры обоих передних колес и правого заднего колеса через три электромагнитных клапана, которые в исходном положении закрыты. В рабочий цилиндр левого заднего колеса тормозная жидкость подается через открытый перепускной клапан уравнивающего цилиндра. Когда возникает опасность блокировки одного из передних колес, БУ выдает команду на закрытие соответствующего электромагнитного клапана, предотвращая повышение давления в колесном цилиндре. Если опасность блокировки колеса не устранена, к электромагнитному клапану подводится ток, обеспечивающий открытие участка магистрали между рабочим цилиндром колеса и акку­мулятором давления. Давление в приводе тормоза падает, после чего БУ выдает команду на включение гидронасоса, который перегоняет жидкость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр.

АБС 2Е фирмы Бош в фазе обычного торможения

Рис. АБС 2Е фирмы Бош в фазе обычного торможения:
1 – главный тормозной цилиндр; 2 – электромагнитный клапан; 3 – аккумулятор давления; 4 – электромагнитный клапан заднего моста; 5 – нагнетательный насос; 6 – перепускной клапан; 7 – поршень уравнительного цилиндра; Ппр – переднее правое колесо; Пл – переднее левое колесо; Зпр – заднее правое колесо; Зл – заднее левое колесо

Когда возникает опасность блокировки одного из задних колес, давление тормозной жидкости будет регулироваться в обоих задних тормозах одновременно, с тем чтобы не допустить движения задних колес юзом.

Электромагнитный клапан привода правого заднего тормоза устанавливается в положение удержания постоянного давления и перекрывает участок магистрали между главным цилиндром и колесным цилиндром. На противоположные торцевые поверх­ности поршня 7 уравнивающего цилиндра начинает действовать давление различной величины, вследствие чего поршень со штоком переместится в сторону наименьшего давления (на рисунке – вверх) и закроет клапан 6, разъединив главный цилиндр и колесный цилиндр левого заднего тормоза. Поршень уравнивающего цилиндра из-за образующейся разницы давления в рабочих полостях над ним и под ним всякий раз устанавли­вается в такое положение, при котором давление в приводах обоих задних тормозов одинаково.

Если сохраняется опасность блокировки задних колес, БУ запитывает электромагнитный клапан в контуре задних колес током в 5 А. Золотник электромагнитного клапана перемещается и открывает участок контура между рабочим цилиндром правого заднего тормоза и аккумулятором давления жидкости. Давление в контуре уменьшается. Гидронасос нагнетает тормозную жид­кость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр. В результате снижения давления в пространстве над поршнем 7 происходит очередное его перемещение, сжимается пружина центрального клапана, увеличивается объем пространства под верхним поршнем. Давление в левом колесном тормозном цилиндре снижается. Поршень уравнивающего цилиндра вновь устанавливается в положение, соответствующее равенству дав­лений в приводах обоих задних тормозов. После устранения угрозы блокировки колес электромагнитный клапан возвращается в исходное положение. Поршень уравни­вающего цилиндра под действием пружины также занимает исходное нижнее положение.

Более совершенной является АБС 5-й серии фирмы Бош с блоком 10, которая относится к новому поколению систем АБС, представляя собой замкнутую гидравлическую систему, не имеющую канала для возврата тормозной жидкости в бачок, питающий главный тор­мозной цилиндр. Схема этой системы показана на примере автомобиля Вольво S40.

Схема АБС 5-й серии фирмы Бош

Рис. Схема АБС 5-й серии фирмы Бош:
1 – обратные клапаны; 2 – клапан плунжерного насоса; 3 – гидроаккумулятор; 4 – камера подавления пульсации в системе; 5 – электро­двигатель с эксцентриковым плунжерным насосом; 6 – бачок для тормозной жидкости; 7– педаль ра­бочего тормоза; 8 – усилитель; 9 – главный тормозной цилиндр; 10 – блок АБС; 11 – выпускные управ­ляемые клапаны; 12 – впускные управляемые клапаны; 13 – дросселирующий клапан; 14-17 – тормозные механизмы

Электронные и гидравлические компонен­ты смонтированы как единый узел. В их чис­ло входят, кроме указанных в схеме: реле для включения электродвигателя плунжер­ного насоса 5 и реле включения впускных 12 и выпускных 11 клапанов. Внешними ком­понентами являются: сигнальная лампа работы АБС в приборной панели, которая загорается в случае возникновения неисправ­ности в системе, а также при включении за­жигания в течение четырех секунд; выключа­тель стоп-сигнала и датчики скорости враще­ния колес. Блок имеет вывод на диагностиче­ский разъем.

Дросселирующий клапан 13 устанавливается для снижения тормозного усилия на задних колесах с целью избежания их блокировки. В связи с тем, что тормозная сис­тема имеет настройку по более «слабому» заднему колесу (это означает, что давление тормозов задних колес одинаковое, а его ве­личина устанавливается по наиболее близко­му к блокированию колесу), дросселирую­щий клапан устанавливается один на контур.

Тормозные механизмы 14-17 включают тормозные диски и однопоршневые суппорты с плавающей скобой и тормозными колодка­ми, оборудованными скобами контроля из­носа фрикционных накладок. Тормозные ме­ханизмы задних колес аналогичны передним, но имеют сплошные тормозные диски (на передних — вентилируемые) и исполнительный механизм стояночного тормоза, вмонтированный в суппорт.

При нажатии педали 7 тормоза ее рычаг ос­вобождает кнопку выключателя стоп-сигнала, который, срабатывая, включает лампочки стоп-сигналов и приводит АБС в дежурное со­стояние. Движение педали через шток и вакуумный усилитель 8 передается на поршни главного цилиндра 9. Центральный клапан во вторичном поршне и манжета первичного поршня перекрывают сообщение контуров с бачком 6 для тормозной жидкости. Это приводит к росту давления в тормозных контурах. Оно действует на поршни тормозных цилиндров в тормозных суппортах. В результате этого тормозные колодки прижимаются к дискам. При отпускании педали все детали возвращаются в исходное положение.

Если при торможении одно из колес близ­ко к блокировке (о чем сообщает датчик ча­стоты вращения), блок управления перекры­вает впускной клапан 12 соответствующего контура, что препятствует дальнейшему рос­ту давления в контуре независимо от роста давления в главном цилиндре. В то же время начинает работать гидравлический плун­жерный насос 5. Если вращение колеса про­должает замедляться, блок управления от­крывает выпускной клапан 11, позволяя тор­мозной жидкости возвратиться в гидроакку­муляторы 3. Это приводит к уменьшению давления в контуре и позволяет колесу вра­щаться быстрее. Если вращение колеса чрез­мерно ускоряется (по сравнению с другими колесами) для повышения давления в кон­туре блок управления перекрывает выпуск­ной клапан 11 и открывает впускной 12. Тор­мозная жидкость подается из главного тор­мозного цилиндра и с помощью плунжерно­го насоса 5 из гидроаккумуляторов 3. Демпферные камеры 4 сглаживают (подав­ляют) пульсации, возникающие в системе при работе плунжерного насоса.

Выключатель стоп-сигнала информирует модуль управления о торможении. Это поз­воляет модулю управления более точно кон­тролировать параметры вращения колес.

Диагностический разъем служит для под­соединения Volvo System Tester при выполне­нии диагностики.

Если автомобиль оборудован системой DSA (система динамической стабилизации), то модуль управления системой DSA получа­ет данные о частоте вращения колес, которые необходимы для измерения пробуксовывания. Эту информацию модуль управления систе­мой DSA получает с модуля управления сис­темой АБС. Для этой цели служат три комму­никационные линии. Система DSA не исполь­зует тормоза для контроля пробуксовывания.

Внутренние реле (для насоса и клапанов) имеют отдельные соединения, защищенные плавкими предохранителями.

При включении зажигания система прове­ряет электрическое сопротивление всех ком­понентов. Во время этой проверки горит сиг­нальная лампа. После завершения проверки (4 с) лампа должна погаснуть.

При движении автомобиля выполняется проверка элек­тродвигателя насоса, его реле, впускных и выпускных клапанов на скорости 6 км/ч. На скорости 40 км/ч осуществляется провер­ка работы колесных датчиков. Во время рабо­ты системы насос функционирует в не­прерывном режиме.

Во время движения в дождь или снегопад при скорости движения более 70 км/час и включенном стеклоочистителе лобового стекла тормозные накладки передних тормозов периодически (каждые 185 секунд) кратковременно (на 2,5 секунды) прижимаются к тормозным дискам с минимальным давлением (0,5…1,5 кгс/см2). В результате этого накладки и диски очищаются, и улучшается эффективность торможения.

Принцип работы АБС. Антиблокировочная система ABS. Что такое ABS в автомобиле?

Что такое АБС (антиблокировочная система), вернее, как правильно расшифровывается эта аббревиатура, сейчас знают многие водители, а вот что именно она блокирует, и для чего это делается, знают лишь очень любопытные. И это при том, что сейчас такая система устанавливается на большинство автотранспорта как импортного, так и отечественного производства.

Принцип работы АБС

АБС напрямую связана с тормозной системой автомобиля, следовательно, и с безопасностью водителя, пассажиров, и всех окружающих участников дорожного движения. Поэтому знать, как она функционирует, будет полезно каждому водителю. Но предварительно, чтобы понять принцип работы АБС, нужно разобраться, что значит «правильное торможение».

Принцип «правильного торможения»

Чтобы остановить автомобиль, недостаточно только своевременно нажать на педаль тормоза. Ведь если во время быстрой езды резко затормозить, то колеса машины заблокируются, и уже будут не катиться, а скользить по дороге. Может случиться так, что под всеми шинами поверхность не будет одинаково однородной, поэтому скорость их скольжения будет различной, а это уже опасно. Машина перестанет быть управляемой и пойдет в занос, который, при отсутствии навыков у водителя, будет сложно контролировать. А неуправляемый автомобиль – это потенциальный источник опасности.

Поэтому главное в торможении – это не дать жестко заблокироваться колесам и перейти к неуправляемому скольжению. Для этого существует простой прием – прерывистое торможение. Чтобы его выполнить, не нужно держать педаль тормоза постоянно в нажатом положении, а периодически отпускать и снова нажимать ее (как бы, качая). Такое вроде бы простое действие не даст утратить водителю контроль над машиной, так как не позволит протектору шин потерять сцепление с грунтом.

Но существует еще и пресловутый человеческий фактор – водитель в экстремальной ситуации может просто растеряться и забыть обо всех правилах. Вот для подобных случаев и была придумана АБС, или по-другому – антиблокировочная система торможения.

Что такое ABS (АБС)

В простом объяснении, система ABS представляет собой электромеханический блок, который управляет процессом торможения автомобиля в сложной дорожной обстановке (гололед, мокрая дорога и т. п.).

Что такое АБС

АБС – это хороший помощник для водителя, особенно начинающего, но нужно понимать, что она только помогает в управлении машиной, а не управляет ею, поэтому полностью полагаться на «антиблок» не нужно. Водителю необходимо изучить свой автомобиль, его поведение на дороге, в каких случаях и как срабатывает тормоз АБС, какова длина тормозного пути на различных покрытиях. В идеале это следует проверить на специализированном автодроме, чтобы избежать в дальнейшем неприятностей на настоящей дороге.

Что-то похожее, но еще не АБС

Первые механизмы, действие которых напоминало принцип работы АБС, появились еще в начале прошлого столетия, только предназначалась они для самолетных шасси. Аналогичная, но уже автомобильная система, была разработана компанией «Бош», патент на изобретение которой они получили в 1936 году. Однако в действительно работающее устройство данную технологию удалось внедрить только к 60-м годам, когда появились первые полупроводники и компьютеры. Причем самостоятельно создать прототип АБС, помимо «Бош», стремились еще и «Дженерал Моторс», «Дженерал Электрик», «Линкольн», «Крайслер» и др.

Первые автомобильные АБС

  • В США, что такое АБС, вернее, ее близкий аналог, узнали в 1970 году владельцы автомобилей «Линкольн». На авто была установлена система, которую инженеры компании «Форд» начали разрабатывать еще в 1954 году, а смогли «довести до ума» только к 70-му.
  • Похожий на АБС механизм в Британии разработала General Electric совместно с Dunlop. Испробовали ее на спортивном авто Jenssen FF, произошло это в 1966 году.
  • В Европе, о понятии «антиблокировочная система автомобиля», узнали благодаря Хайнцу Либеру, который занялся ее разработкой в 1964 году, работая инженером в Teldix GmbH, и закончил в 1970-м, уже работая на Diamler-Benz. Созданная им ABS-1 испытывалась в тесном сотрудничестве с Bosch. Bosch, в свою очередь, построила уже свою полноценную ABS-2, которую в 1978 году впервые установили на "Мерседес" W116, а спустя несколько лет и на БМВ-7. Правда, ввиду высокой стоимости новой системы торможения, она использовалась только в качестве опции.

Полноценный серийный выпуск машин с «антиблоком» начался с 1992 года. Его стали устанавливать на свою продукцию некоторые крупные автопроизводители. А уже с 2004 года такой системой стали оборудовать все автомобили, сходящие с конвейеров европейских заводов.

Элементы антиблокировочной системы

Антиблокировочная система автомобиля

Теоретически конструкция АБС выглядит просто и включает в себя следующие элементы:

  • Блок электронного управления.
  • Датчики контроля скорости.
  • Гидроблок.

Блок управления (БУ), по сути, представляет собой «мозг» системы (компьютер), и какие он выполняет функции, приблизительно понятно, а вот о датчике скорости и гидроблоке нужно поговорить подробнее.

Принцип работы датчика скорости

В основе работы датчиков контроля скорости лежит эффект электромагнитной индукции. Катушка с магнитным сердечником неподвижно вмонтирована в ступицу колеса (на некоторых моделях - в редуктор ведущего моста).

система abs

В ступице установлен зубчатый венец, вращающийся вместе с колесом. Вращение венца изменяет параметры магнитного поля, что приводит к возникновению электротока. Величина тока, соответственно, зависит от скорости вращения колеса. И уже в зависимости от его величины, формируется сигнал, который передается в блок управления.

Гидроблок

Гидроблок включает в себя:

  • Электромагнитные клапаны, делящиеся на впускные и выпускные, предназначенные для регулировки давления, создаваемого в тормозных цилиндрах автомобиля. Количество пар клапанов зависит от типа АБС.
  • Насос (с возможностью обратной подачи) – нагнетает нужную величину давления в системе, подавая тормозную жидкость из гидроаккумулятора, и при необходимости отбирая ее обратно.
  • Гидроаккумулятор – хранилище для тормозной жидкости.
Элементы антиблокировочной системы

Система АБС, принцип работы

Можно выделить три основных фазы работы АБС:

  1. Сброс давления в тормозном цилиндре.
  2. Поддержание постоянного давления в цилиндре.
  3. Повышение давления в тормозном цилиндре до необходимого уровня.

Прежде всего, нужно отметить, что гидроблок в автомобиле встраивается в тормозную систему последовательно, сразу за главным тормозным цилиндром. А электромагнитные клапаны являются своеобразным краном, открывающим и закрывающим доступ жидкости к тормозным цилиндрам колес.

Работа и контроль тормозной системы автомобиля проводится, в соответствии с данными, полученными блоком управления АБС со скоростных датчиков.

После начала торможения АБС считывает показания с датчиков колес, и плавно снижает скорость автомобиля. Если какое-то из колес остановилось (начало скользить), датчик скорости мгновенно посылает сигнал на БУ. Получив его, блок управления активирует выпускной клапан, который перекрывает доступ жидкости в колесный тормозной цилиндр, а насос тут же начинает ее отбор, возвращая в гидроаккумулятор, тем самым, снимая блокировку. После того как вращение колеса превысит заданный скоростной предел, «антиблок», прикрывая выпускной и открывая впускной клапан, активирует насос, который начинает работать в обратную сторону, нагнетая давление в тормозной цилиндр, тем самым притормаживая колесо. Все процессы проходят мгновенно (4-10 повторов/сек.), и продолжаются до полной остановки машины.

Принцип работы АБС на автомобиле

Рассмотренный выше принцип работы АБС, относится к самой совершенной – 4-х канальной системе, осуществляющей отдельный контроль каждого колеса автомобиля, но есть и иные типы «антиблоков».

Другие типы ABS

Трехканальная АБС – этот тип системы содержит три датчика скорости: два установлены на передних колесах, третий - на заднем мосту. Соответственно, и гидроблок содержит три пары клапанов. Принцип работы АБС такого типа заключается в отдельном контроле каждого из передних колес, и в паре задних.

Двухканальная АБС – в такой системе происходит попарный контроль колес, расположенных по одному борту.

Одноканальная АБС – датчик устанавливается на заднем мосту, и распределяет тормозное усилие на все 4 колеса одновременно. Такая система содержит одну пару клапанов (впускной и выпускной). Величина давления одинаково меняется по всему контуру.

Сравнив типы «антиблоков», можно сделать вывод, что разница между ними заключается в количестве датчиков контроля скорости и, соответственно, клапанов, но, в целом, принцип работы АБС на автомобиле, порядок происходящих в нем процессов, аналогичен для всех типов систем.

Как работает АБС или идеальное торможение

Решив остановить свой автомобиль, оборудованный системой АБС, водитель, нажимая педаль тормоза, чувствует, что она начинает слегка вибрировать (вибрация может сопровождаться характерным звуком напоминающим звучание «трещотки»). Это своеобразный отчет системы о том, что она заработала. Датчики считывают скоростные показатели. Блок управления контролирует давление в тормозных цилиндрах, не давая колесам жестко заблокироваться, при этом быстрыми «рывками» подтормаживая их. В итоге машина постепенно замедляет ход и не идет юзом, а значит, остается управляемой. Даже если дорога скользкая, водителю при подобном торможении остается только контролировать направление движения машины до полной остановки. Таким образом, благодаря АБС, получается идеальное, а главное – управляемое торможение.

Тормоз АБС

Безусловно, система антиблокировки значительно облегчает жизнь водителю, упрощая и повышая эффективность процесса торможения. Однако у нее есть ряд недостатков, которые необходимо знать и учитывать на практике.

Недостатки АБС

Главным недостатком АБС является то, что ее эффективность напрямую зависит от состояния дороги.

Если дорожное полотно представляет собой неровную, бугристую поверхность, то у машины тормозной путь будет длиннее обычного. Причина этого заключается в том, что во время торможения колесо периодически теряет сцепление с дорогой (подпрыгивает) и перестает крутиться. Такую остановку колеса АБС расценивает как блокировку, и прекращает торможение. Но при восстановлении контакта с дорогой заданная программа торможения уже не соответствует оптимальной, системе приходится вновь перестраиваться, а на это тратится время, из-за чего увеличивается тормозной путь. Уменьшить такой эффект можно, снизив скорость движения машины.

Если покрытие дороги не однородное, с чередующимися участками, например: снег сменяется льдом, лед – асфальтом, потом снова лед и т. д. В такой обстановке, попадая на скользкий участок, АБС, оценив покрытие, подстраивает под него процесс торможения, при переходе на асфальт «антиблоку» снова приходится перестраиваться, так как выбранное усилие торможения для скользкой поверхности на асфальте становится не эффективным, это приводит к увеличению длины тормозного пути.

С рыхлым грунтом АБС тоже не «дружит», в этом случае обычная тормозная система работает гораздо лучше, так как заблокированное колесо при торможении зарывается в грунт, образуя на своем пути горку, препятствующую дальнейшему ходу, и ускоряющую остановку автомобиля.

На низкой скорости «антиблок» вообще отключается. Поэтому при движении на скользкой дороге, идущей под уклон, нужно быть готовым к такому неприятному моменту, и держать в исправном состоянии «ручной тормоз», которым можно воспользоваться в случае необходимости.

В заключение хочется отметить, что АБС, безусловно, хорошее дополнение к тормозной системе, позволяющее не потерять контроль над машиной при торможении. Однако всегда нужно помнить, что эта система не всесильна, и в некоторых ситуациях может оказать медвежью услугу.

Что такое ABS в автомобиле, принцип работы и описание возможных неисправностей АБС

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня рассмотрим очередную ступень развития классической тормозной системы – тормоза с антиблокировочной системой. Именно так расшифровывается аббревиатура ABS. Познакомимся, как она работает, основные ее неисправности.

Устройство, назначение и принцип работы ABS в автомобиле

Что такое ABS на автомобиле

Это система, препятствующая блокированию колес во время экстренного торможения или на скользкой поверхности. Опасность блокировки колес состоит в том, что в случае резкого нажатия на тормоз, водитель может потерять управление автомобилем. Известно, что при заблокированных колесах управлять машиной проблематично, она не слушается руля, а двигается по своей траектории за счет инерции и скольжения блокированных колес. В лучшем случае увеличится тормозной путь, в худшем – сорвется в неконтролируемый занос. Если они будут хоть немного вращаться, то можно свернуть в сторону, изменить направление движения и избежать столкновения.

Именно для предотвращения таких опасных ситуаций была создана антиблокировочная система (АБС). Она понимает, что если колесо резко прекратило вращение, а автомобиль сохраняет при этом скорость, то произошло экстренное торможение и нужно водителю помочь не потерять контроль над авто. Она ослабляет давление на тормозные механизмы этого колеса, разрешая ему вращаться, а не скользить по поверхности. Вы подумаете, что при этом увеличивается тормозной путь и столкновения не избежать, ведь колодки отошли от диска. Это не так, за считанные доли секунды она вновь сомкнет колодки, и механизм заблокируется. Если скорость транспортного средства остается выше определенного уровня, она вновь вступит в работу и «отпустит» тормоза, освободив колесо. Это процесс будет происходить до тех пор, пока авто не остановится или водитель не ослабит педаль тормоза.

Назначение АБС в автомобиле

В случае необходимости АБС «сковывает» и отпускает колеса, на этом основан принцип ее работы.

По поводу тормозного пути на дорогах с разным покрытием, стоит поговорить отдельно. Да, она уменьшает его на асфальтированных дорогах, колеса не скользят, а планомерно замедляются. На грунтовых дорогах или покрытых рыхлым снегом, длина торможения будет выше, чем у автомобиля без «помощника». Это обусловлено тем, что при резком нажатии на тормоз, у авто, не оборудованном АБС, колеса блокируются, и перед ними образуется препятствие в виде снега или песка (щебня, грунта и т.д.). Эта своеобразная стена под покрышкой быстрее останавливает машину. Антиблокировочная система не дает колесам блокироваться, они не «собирают» перед собой насыпь из дорожного покрытия, которое помогало бы остановиться, они продолжают свободно вращаться. В этом случае тормозной путь увеличивается. Это наглядно продемонстрировано на видео ниже.

Как работает ABS на автомобиле

Прежде чем разобрать, как она функционирует, предлагаю познакомиться с ее устройством и назначением компонентов.

Устройство антиблокировочной системы

  1. Датчики ускорения, установленные на ступицах колес
  2. Управляющие клапаны, встроенные в тормозную магистраль. Они находятся в гидроблоке. Есть впускные, которые контролируют подачу тормозной жидкости к механизму тормоза определенного колеса и выпускные – травят давление обратно в систему
  3. Электронный блок управления (ЭБУ), который получает сигналы от датчиков и управляет клапанами. Он принимает решение, разблокировать колесо или нет. Он диагностирует всю систему и сигнализирует о поломках, сообщая коды неисправности ABS.
  4. Электронасос. Перекачивает тормозную жидкость обратно в главный тормозной цилиндр. Поэтому водитель чувствует небольшие удары в педаль при работе системы.

Устройство антиблокировочной системы автомобиля

Рассмотрим основные компоненты подробно.

Как работает датчик антиблокировочной системы

Как говорилось выше, системы, для своей корректной работы, должна знать частоту вращения каждого колеса. Для ее контроля используют датчики, закрепленные на ступицах. Но одного его не достаточно. Там же закреплено импульсное кольцо, вращающееся вместе с колесом. Оно выглядит как шестеренка.

как работает пассивный датчик ABS

Датчик состоит из постоянного магнита и катушки в его корпусе – пассивный. Он закреплен и не подвержен вращению колеса. Его конец направлен в сторону зубьев кольца и при вращении его меняется магнитное поле постоянного магнита. Это изменение создает ток на катушке, который передается в блок управления. Недостатком такой конструкции является то, что фиксировать изменение частоты вращения начинает только при скорости выше 5-7 км/ч.

Преимуществом такого вида является высокая износостойкость, прочность. На работоспособность не влияет грязь, которая может облепить его. Неисправность может проявиться только в физической поломке. Были редкие случаи, что обламывалось кольцо, оно свободно вращалось на оси ступицы в независимости от колеса. Физическое повреждение сенсора, но это в исключительных случаях. О поломках АБС подробнее поговорим ниже.

Для контроля всего диапазона скоростей были изобретены активные датчики ABS. Они разделяются на два вида по принципу работы:

  1. Основанные на эффекте Холла
  2. Магниторезистивные – реагирующие на изменение магнитного сопротивления, направления магнитного поля относительно постоянных магнитов

Датчики Холла

Принцип работы основан на возникновении разности потенциала на поперечных краях электропроводной пластины, при помещении ее в магнитное поле. При этом на пластину в продольном направлении нужно подать постоянный ток. Все это помещается в корпус с электронной схемой, которая создает цифровой сигнал, передающий на блок управления. Кроме этого, в конструкцию включено, как и в случаях пассивных датчиков, импульсное кольцо. Оно может иметь форму шестерни или кольца с намагниченными участками.

На токопроводящую пластину датчика подается постоянное напряжение, схема преобразует полученное напряжение при нахождении ее в магнитном поле. Если колесо не вращается, то этого сигнала не будет вообще, или его амплитуда меняться не будет. ЭБУ понимает, что колесо не крутится, а так как скорость авто равна нулю, то ничего делать с тормозами не будет. Импульсное кольцо вместе с колесом начинает вращаться, амплитуда сигнала увеличивается, чем выше частота вращения, тем больше она будет. Блок управления видит, что машина ускоряется и пропорционально ускорению увеличивается скорость вращения колес.

Датчик Холла в ABS

При резком нажатии на тормоз, импульсное кольцо остановится, амплитуда сигнала, формирующего датчиком, упадет, а скорость авто высокая, значит, предпринята попытка экстренного. В этом случае электронный блок начнет работу по разблокированию остановленного колеса.

Недостатки – подача постоянного напряжения на сенсор, вероятность выхода из строя микросхемы, влияние электромагнитных помех.
Плюсы – замеряют частоту вращения диска при скорости авто от 0 км/ч

Магниторезистивные датчики

Их принцип работы схож на предыдущие. Только в этом случае, микросхема снимает с пластины не напряжение, возникающее в результате поперечного возникновения разности потенциалов токопроводящего элемента, проходящего через постоянное магнитное поле, а изменение сопротивления на проводнике. Формируется сигнал, передающийся на блок управления.

Магниторезистивный датчик АБС

В этой конструкции также есть импульсное кольцо, закрепленное на ступице. Оно имеет намагниченные участки. За счет прохождения их через датчик и происходит изменение сопротивления. Преимущества и недостатки подобных систем такие же, как и у ранее рассмотренных.

Гидравлический блок АБС

Его задача – перекрывать давление на тормозные механизмы от главного цилиндра и перекачивать жидкость обратно в ГТЦ. За это отвечают впускные и выпускные клапаны. Они расположены в корпусе гидропривода. Управляются соленоидами. Есть напряжение на нем – он открылся, нет – закрылся.

Он состоит из трех частей, собранный в одном корпусе:

  1. Система управления клапанами
  2. Клапанный блок
  3. Электронасос

Устройство гидроблока АБС

Как он работает

При получении команды от блока управления, что колесо заблокировано, закрывается впускной клапан. Он перекрывает подачу жидкости на рабочий цилиндр того колеса. Даже, если продолжаете жать на педаль тормоза, давление в этом контуре расти уже не будет. Чтобы снизить его и «отпустить» колодки включается электродвигатель, открывается выпускной клапан и жидкость перекачивается в главный цилиндр. Если и дальше давите на тормоз, то в этот момент на педали почувствуете легкие удары – это насос пытается вернуть тормозную жидкость в главный тормозной цилиндр.

Разблокировав колесо, закрывается выпускной клапан и останавливается насос. Открывается впускной и давление тормозной жидкости вновь начинает сжимать колодки до полной блокировки колеса. Если держите педаль тормоза нажатой, то система вновь вступает в работу, освобождая диск от колодок. Цикл работы ABS происходить до 10 раз в секунду, пока не отпустите тормоза или машина не остановится.

Как работает система в целом

Теперь соберем полученные знания в кучу и рассмотрим, как работает АБС на автомобиле. Во время движения автомобиля датчики считывают частоту вращения колес. При экстренном торможении или замедлении на скользкой поверхности, колесо может заблокироваться. В это момент, сенсор сигнализирует электронному блоку, что скорость вращения равна нулю.

ЭБУ принимает сигнал, смотрит на общую скорость автомобиля и если она выше определенного уровня, обычно это 7 км/ч, дает сигнал на гидроблок. Включается соленоид клапана, перекрывая подачу жидкости в тот контур, колесо которого заблокировано. Открывается выпускной клапан и включается электромотор. Перекачивается тормозуха обратно в главный тормозной цилиндр, снижается давление в этом контуре и разблокируется тормозной механизм.

Частота вращения колеса возрастает. Блок это видит и отключает мотор гидравлического блока, закрывает выпускной клапан и открывает впускной. Давление в контуре возрастает, колодки опять смыкают диск, колесо вновь блокируется. «Мозги» системы видят, что скорость авто высокая, вы давите на педаль, и повторяет цикл с электродвигателем и клапанами заново.

Таких повторений может быть много. До полной остановки машины или пока человек не уменьшит степень нажатия на педаль тормоза.

Но, вследствие того, что система снабжена электрическими датчиками и микросхемами контроля, она может выйти из строя, вся или отдельные компоненты. Сейчас поговорим о неполадках.

Неисправности ABS

Вы уже знаете, что в системе есть сенсоры слежения, чем они технологичнее, тем чаше они могут ломаться. Но это одна из возможных причин отказа антиблокировочной системы. Чтобы прийти к выводу, что АБС «накрылась» медным тазом, нужно обратить внимание на индикатор на панели приборов. Если он более 10 секунд или моргает во время торможения, тогда стоит напрячься – где-то пошел сбой. Бывает такое, что некоторые автолюбители, пренебрегая правила безопасности, устанавливают на разные оси зимнюю резину с шипами и без. В этом случае, система видит разную частоту вращения колес передней и задней осей и начинает «ругаться». Если вы не такие и лампочка аварии ABS горит постоянно, то разберем основные причины поломки системы.

неисправности системы АБС

  1. Обрывы проводов от датчиков к электронному блоку или его неисправность. Диагностируется визуальным осмотром линий и тестирование спецоборудование ЭБУ.
  2. Окисление контактов, выход из строя сенсоров движения, о которых говорилось выше. Возможно «пробит» провод или сам датчик на «массу». В этом случае будет гореть ошибка, но АБС работать будет. Проверяем все разъемы, а их достаточно, чистим от окислов и грязи. Визуально проверяем провода и корпуса считывающих элементов, может они перетерлись.
  3. Ошибка может выскочить из-за разного давления в шинах или рисунке протектора покрышки. Из-за этого, одно из колес притормаживает, человеческий глаз этого не видит, а система – да. Неравномерный износ шин также является причиной «ругательства» ABS.
  4. Поломки в гидроблоке или электронасосе. Разрушение импульсного диска, появление люфтов в ступичных подшипниках или повреждение сепараторов. Механическое повреждение любого элемента.
  5. Перегорел предохранитель.

Важно! При выходе из строя антиблокировочной системы тормоза автомобиля остаются в работе

Как бы не была сложна АБС, большинство неисправностей можно самостоятельно диагностировать и решить в гаражных условиях. Зачастую выходят из строя датчика. Виной этому их расположение. Если визуальный осмотр не принес результатов, и проблемы остались, то придется обратиться к специалистам, которые смогут провести диагностику и по ошибкам в электронном блоке управления определиться с поломками.

Заключение

Теперь знаете, что такое ABS на автомобили, но хочется отметить, что этому электронному помощнику, предназначенному не терять управление автомобилем при экстренном торможении, не стоит слепо доверять. На дорогах с разным покрытием он может увеличить тормозной путь, повести себя совершенно неожиданно. Поэтому главным все равно остается водитель.

На его основе были созданы другие электронные системы: стабилизации, антипробуксовочная система и т.д. Она заложила основу для создания целого комплекса активной безопасности, о компонентах которого поговорим в других статьях. Подписывайтесь, чтобы не пропустить их. Всем удачи на дорогах!!!

Видео по теме

Для чего в авто ABS, как она работает и как ей пользоваться

Современные автомобили комплектуются активными системами безопасности, помогающими избежать потерю управления авто при различных дорожных ситуациях. На некоторых моделях используется более десяти таких систем. Первой же была антиблокировочная (ABS, АБС), которая и сейчас  распространена, и используется она даже на бюджетных версиях. АБС еще и основа для ряда других систем.

гололед и abs

Для чего нужна ABS автомобиле

ABS нужна для предотвращения полной блокировки колес при торможении, что исключает вероятность ухода в занос и снижает длину тормозного пути. Теория работы антиблокировочной системы такова – при торможении между заблокированным колесом и дорожным полотном возникает трение скольжения, сила которого ниже, чем трения качения (когда колесо вращается). К тому же при скольжении поперечные силы преобладают на продольными и колесу легче «уйти» в сторону, чем сохранять заданную траекторию – возникает трудноконтролируемый занос. Но если колесо при торможении проворачивается, то в занос авто не сорвется и сохранит траекторию движения, а тормозная система сработает с максимальной эффективностью.

Из чего состоит антиблокировочная система тормозов

АБС включает в себя две составляющие – электронную и исполнительный модуль. Первая контролирует скорость вращения колес на машине и на основе этого подает сигналы на модуль, а тот  предотвращает полную блокировку колес.

Из чего состоит система АБС

Электронная составляющая

В состав электронной составляющей входит блок управления и следящие устройства, установленные на ступицах колес датчик abs.

Датчики –  основной элемент всей системы, поскольку от их показаний зависит  работа АБС. Ранее на авто применялись пассивные датчики. В современных же моделях применяются активные датчики. Оба варианта состоят из двух элементов – следящего устройства, установлено на неподвижной части, и задающего – располагающего на вращающейся части ступицы.

Принцип работы датчиков ABS

В пассивных датчиках следящая составляющая создает магнитное поле. Задающий элемент, проходя через это поле, приводит к его изменениям. В результате, в следящем компоненте индуцируется импульсное напряжение, которое и выступает сигналом для электронного блока.

В активных же датчиках принцип функционирования  иной. В них меняющееся магнитное поле создают задающие компоненты (мультиполюсные кольца). На следящие же элементы подается напряжение от стороннего источника. Воздействующее поле приводит к изменениям параметров напряжение (в магниторезистивных датчиках меняется сопротивление, в элементах Холла изменяется само напряжение). Эти изменения поступают на блок, который по ним высчитывает скорость вращения колес.

Видео: АБС — плюсы и минусы антиблокировочной системы

Электронный блок —  управляющий элемент. Он по поступающим от датчиков сигналам определяет скорость вращения каждого колеса на основе полученной информации подает сигналы на исполнительный модуль для внесения коррективов в работу тормозной системы.

Исполнительный модуль

Воздействовать на тормозные механизмы, посредством которых замедляются колеса можно путем изменения давления в приводе тормозной системы. Поэтому исполнительный модуль врезан в привод тормозов и к нему подходят магистрали, идущие от главного тормозного цилиндра, и выходят из него трубопроводы, протянутые к тормозным механизмам.

Исполнительный модуль включает в себя:

  • впускные и выпускные клапаны;
  • гидроаккумулятор;
  • помпа обратной подачи с электродвигателем;
  • демпферная камера.

На каждый тормозной механизм приходится по одному комплекту клапанов (впускной и выпускной). По одной демпферной камере и гидроаккумулятору используется на контур. Что касается помпы, то она – одна на исполнительный модуль. Элементы соединены между собой трубопроводами.

Модуль делает кольцевание магистрали привода, что позволяет при надобности часть рабочей жидкости по сформированному кольцу перекачать из выхода модуля на вход.

Принцип работы

расположение компонентов ABS

Работа исполнительного модуля – циклическая и включает в себя три фазы:

  1. Нарастание давления. При торможении тормозной цилиндр создает давление жидкости, и она по магистрали беспрепятственно движется к механизмам. Прямое движение жидкости даёт открытый впускной клапан, выпускной же является закрытым. В результате давление на механизмах нарастает и колесо интенсивно замедляется.
  2. Удержание. Если блок управления по показаниям датчика выявил более быстрое замедление одного из колес, то он отдает сигнал на закрытие впускного клапана этого колеса (выпускной тоже закрыт). В итоге на механизме нарастание давления прекращается, колесо прекращает замедляться, поскольку сила трения на механизме останавливается на одном уровне.
  3. Сброс. В случае, когда блок «заметил», что колесо, на котором применилась фаза удержания, все равно замедляется быстрее остальных, он подает сигнал на открытие выпускного клапана (впускной остается закрытым) и давление в магистрали сбрасывается из-за перетекания части жидкости в созданное модулем кольцо – происходит растормаживание тормозного механизма.

Жидкость при открытии выпускного клапана поступает сначала в гидроаккумулятор (выступает в роли емкости для сбора излишков). Если жидкости сбрасывается много и объема аккумулятора недостаточно, в работу включается помпа, которая перекачивает лишнее в магистраль на входе модуля.

Принцип работы ABS

Поскольку при работе помпы создается пульсация жидкости, для устранения этого негативного эффекта она после насоса сначала подается в демпферную камеру, где пульсация сглаживается и только потом – в магистраль.

Скорость функционирования ABS – очень высокая. Когда машина тормозит,  система срабатывает до нескольких сотен раз, меняя фазы, чтобы добиться  замедления авто. АБС работает на авто постоянно и  отключить ее нельзя.

Условия, при которых ABS неэффективна

АБС  предотвращает уход в занос и сохраняет управляемость авто. Но при определенных условиях эффективность работы ее сильно падает или же она и вовсе оказывает негативное влияние.

ABS не  обеспечивает эффективное торможение, если авто движется по дороге с плохим покрытием. Дело в том, что при движении колеса по ямам и ухабам колесо  отрывается от поверхности. Из-за того, что нет сопротивления, даже несильное воздействие колодок на диск или барабан приведет к блокированию колеса. И это «замечает» система и растормаживает колесо, хотя нужно прижатие колодок только наращивать, чтобы авто остановилось.

Негативное же влияние ABS оказывает при движении по рыхлой поверхности (снег, песок) В таких условиях заблокированное колесо перед собой «нагребает» валун, который выступает в роли клина, дополнительно замедляющего авто. Из-за работы системы колесо при торможении  проворачивается, из-за чего клин не появляется и тормозной путь удлиняется.

Видео: ABS: За и Против

Все про ABS: принцип работы, из чего состоит, диагностика неисправностей

Все про ABS: структура, принцип работы, диагностика неисправностей

Серийное производство автомобилей с ABS (Anti-lock Brake System) стартовало в конце 70-х годов. Это была революционно новая тормозная система, которая была призвана повысить уровень безопасности автомобилистов в критических ситуациях связанных с экстренным торможением.

Отныне в любых дорожных ситуациях в самых критических условиях (мокрый или скользкий асфальт) колеса автомобиля не блокировались даже при экстренном торможении.

Система ABS состоит из:

Все про ABS: структура, принцип работы, диагностика неисправностей

  • Гидравлического блока;
  • Блока управления;
  • Колесные тормозные механизмы;
  • Сенсорные датчики числа оборотов.

Мозгом системы АБС как вы понимаете является блок управления, он принимает сигналы, которые поступают с сенсорных датчиков в виде количества оборотов колес. После этого полученные данные обрабатываются и на их основании блок делает вывод о том, скользит колесо или нет, замедляется или ускоряется. Принятие решения происходит молниеносно, после чего поступает сигнал в виде команды на магнитные клапаны гидравлического блока, которые собственно и выполняют эти команды.

Гидравлический блок расположен между тормозными цилиндрами суппортов и главным тормозным цилиндром (ГТЦ). Давление, которое поступает от ГТЦ, в тормозных цилиндрах суппортов преобразуется в нажимное усилие, за счет чего происходит прижатие тормозных колодок к тормозным дискам. В независимости от того с каким усилием водитель будет давить на педаль тормоза и в какой ситуации, давление в тормозной системе будет всегда оптимальным.

Актуально: Стук в передней подвеске: диагностика неисправностей, ремонт своими руками

Вся прелесть системы ABS состоит в том, что она способна анализировать состояние каждого колеса и индивидуально подбирать оптимальное давление для недопущения блокировки колеса. Торможение до полной остановки, ABS регулирует при помощи давления в системе тормозного привода, так оно направлено непосредственно для осуществления торможения.

Все про ABS: структура, принцип работы, диагностика неисправностей

Регулировка давления происходит по такому принципу: сенсорные датчики количества оборотов подсчитывают обороты не только передних колес, но и дифференциала задней оси (в задне- и полноприводных моделях), и задних колес. Данные нужны блоку управления для того чтобы рассчитать окружную скорость колес. После завершения подсчета и определения того, что колесо или колеса заблокированы или находятся на грани блокировки, посылается команда магнитным клапанам и обратному насосу соответствующего(их) колес(а). Каждый из суппортов получает такое давление, которое позволяет обеспечить колесу максимально эффективное торможение и полное отсутствие эффекта блокировки. Заднеприводные и полноприводные авто, оснащенные лишь одним сенсорным датчиком кол-ва оборотов на дифференциале задней оси, возможность блокировки колес определяется по одному наиболее расположенному к этому колесу, после чего определяется сила торможения для всего ряда. В результате этого колесо обладающее лучшим коэффициентом сцепления получает немного меньшее торможение, что не можете не увеличивать тормозной путь, однако при этом сохраняется намного лучшая управляемость автомобилем по сравнению с ТС без АБС.

Все про ABS: структура, принцип работы, диагностика неисправностей

Устройство которое управляет магнитными клапанами способно работать в трех различных положениях:

  • Первое — создание давления. ГТЦ связан с тормозным цилиндром, а это значит, что выпускной клапан закрыт, а впускной — открыт, следовательно давление может спокойно нарастать.
  • Второе — удержание давления. Прерывание связи между ГТЦ и тормозным цилиндром суппорта — состояние, когда давление в системе тормозного привода неизменно. То есть, на впускной клапан поступает сигнал, в результате этого клапан остается закрытым, не допуская тем самым увеличение давления.
  • Третье — снижение давления. Давление в системе тормозного привода снижается, поскольку на выпускной клапан поступает сигнал о необходимости сбросить давление, после чего он открывается. Вместе с тем давление снижается из-за включения обратного насоса, в результате впускной клапан закрывается.

Благодаря трем разным рабочим положениям система ABS способна повышать или понижать давление в системе тормозного привода по "ступенчатому" принципу, посредством шагового воздействия на магнитные клапаны. В рабочей системе эти положения способны меняться от 4 до 10 раз в секунду, это в большей степени зависит от типа дорожного покрытия.

В случае обнаружения неисправности в системе она в ту же минуту деактивируется, в тоже время тормозная система продолжает работать в штатном режиме, однако без участия ABS. Само торможение существенно отличается и имеет значительно меньшую эффективность. О том, что система ABS вышла из строя, водитель узнает по аварийному индикатору, расположенному на панели приборов. Способ поиска и определения неисправности может отличаться, здесь в большей степени играет роль год выпуска и тип ABS.

Диагностика неисправностей системы ABS

Все про ABS: структура, принцип работы, диагностика неисправностей

Предохранители

  1. Визуальный осмотр блока предохранителей дает возможность исключить первую возможную причину неисправности. Перед тем как разобрать все остальные компоненты системы ABS.
  2. Осмотр всех соединений и разъемов на предмет потертостей или плохого контакта. Такие незначительные на первый взгляд неисправности могут вывести из строя всю систему или быть причиной ее некорректной работы. Убедитесь. что на деталях (сенсорные датчики числа оборотов, колесика датчиков) нет следов мех. повреждения и проверьте все ли в порядке с массой.

К большому сожалению, часто случается, что из-за неправильного подбора шин из строя выходит система ABS.

Чтобы исключить вероятность "обмана" датчиков проверьте

  1. Люфт в ступичном подшипнике.
  2. Работоспособность тормозной системы, желательно на стенде, также проверьте ее герметичность.

Если после проведения вышеперечисленных проверок неисправность выявить не удалось, необходимо продолжить поиски.

Как показывает опыт, большинство неисправностей АБС связаны с нарушением соединения разъемов или обрывом проводников, для того чтобы подтвердить или опровергнуть эти неисправности, достаточно иметь у себя тестер или осциллоскоп.

Перед тем как приступать к тестированию, убедитесь в том, что автомобильный аккумулятор заряжен полностью, для того чтобы при замерах можно было отследить вероятные скачки напряжения на разъемах или проводниках.

Сбои и в работе ABS иногда возникают из-за неисправности сенсорных датчиков числа оборотов, о которых далее пойдет речь.

Сенсорные датчики числа оборотов располагаются над импульсным ротором, связанным с приводным валом или со ступицей. Вокруг полюсного сердечника расположена обмотка, он связан с постоянным магнитом, за счет чего магнитное поле без труда проникает в индуктор. Изменение магнитного потока через обмотку и сердечник происходит за счет вращения импульсного ротора и связанной с этим сменой зубьев и межзубных впадин. Магнитное поле постоянно меняется, индуцируя в обмотке переменное напряжение, которое и можно измерить. Амплитуда и частота этого напряжения равна количеству оборотов колеса.

Чтобы произвести проверку сенсорного датчика числа оборотов вам необходимо провести замеры сопротивления и напряжение в системе. Сопротивление должна варьироваться в пределах от 800 Ом до 1200 Ом (брать во внимание паспортные величины). В случае если сопротивление равно 0 Ом, можно смело говорить о коротком замыкании, если же величина равна бесконечности – это обрыв.

В неисправности датчика нужно произвести его замену, главным критерии выбора в этом плане должно быть качество, так что отнеситесь серьезно к этой процедуре, чтобы деньги не были потрачены впустую. Помните, что от исправности и эффективности работы ABS и всей тормозной системы в целом, зависит ваша безопасность и безопасность других участников дорожного движения.

Читайте также: Самостоятельная замена задних колодок на Skoda Oktavia

Как уcтроена и работает ABS

АBS. Зашифрованные в этой аббревиатуре слова разные: например, по-немецки Antiblockiersystem, по-английски Anti-lock Brake System, есть даже устойчивое русскоязычное словосочетание «антиблокировочная система», но перевод и значение у них единые. Это система, которая не даёт колёсам блокироваться во время экстренного торможения и регулирует усилия, создаваемые тормозными механизмами. Главная задача системы триедина — дать водителю возможность управлять автомобилем, сохранить курсовую устойчивость и обеспечить наиболее эффективное замедление во время экстренного торможения.

Создание

Идея создать систему, предотвращающую блокировку колес, родилась еще до Второй мировой войны. Применять ABS изначально планировали в авиации. Но используемые в то время технологии и материалы не позволяли реализовать ее в массовом производстве, а уж тем более на серийном автомобиле. В 1964 году инженеры Mercedes совместно со специалистами компаний Teldix и Robert Bosch плотно взялись за дело. Для начала собрали все патенты и отчёты за последние пару десятков лет, в которых упоминалось о распределении тормозных усилий между колёсами.

Основные элементы любой ABS: блок управления и исполнительный механизм гидроагрегата (1), датчики скорости вращения колес (2). Гидроагрегат регулирует давление в контурах тормозной системы при помощи гидроаккумулятора, электрогидронасоса обратного хода и управляющих электрогидравлических клапанов. На схеме приведена четырёхканальная ABS, которая способна регулировать давление отдельно в каждой из четырёх тормозных магистралей.
желтый — информационные кабели;
красный — тормозной контур переднего правого и левого заднего колес;
синий — тормозной контур переднего левого и заднего правого колес

У всех современных систем четыре датчика, отслеживающих скорость вращения колес, и четыре пары клапанов – по два на каждый контур или канал тормозной системы. Такие системы называют 4-канальными. Они позволяют индивидуально регулировать тормозные усилия на каждом колесе, добиваясь максимально эффективного замедления

Исследования принесли результаты, например, помогли определиться с функциональной схемой ABS. Датчики (тогда лишь на передней оси) измеряли скорости вращения каждого колеса. Эти измерения регистрировал и сравнивал блок управления и при необходимости давал поправки исполнительному устройству скорректировать давление в каком-либо контуре тормозной системы. На бумаге все выходило довольно гладко. Но в реальных ситуациях ABS работала нечетко, на изменение сцепления колес с дорогой реагировала с запаздываниями, да и надежностью не славилась.

Еще в 1936 году компания Bosch зарегистрировала патент на «механизм, предотвращающий блокировку колёс моторных транспортных средств». Но лишь с внедрением электроники инженеры смогли разработать антиблокировочную тормозную систему (ABS 1), пригодную для использования на автомобиле

Одним из первых значимых шагов на пути к серийному производству стала замена в 1967 году механических датчиков на колесах бесконтактными, использующими принцип электромагнитной индукции. Преимущества очевидны: они не изнашиваются, устойчивы к механическим воздействиям, нет ложных срабатываний. Именно с такими сенсорами в 1970 году Mercedes представил общественности первую ABS c электронным управлением для легковушек, грузовиков и автобусов. Датчики передавали сигналы блоку, а тот управлял гидравлическим модулем, установленным между главным тормозным цилиндром и суппортами.

В 1978 году Mercedes-Benz первым в мире из автопроизводителей представил ABS на серийном S-Klasse. Опция добавляла к цене автомобиля 2217 марок. Чуть позже ту же ABS 2 примерила и БМВ 7-серии. И сегодня более двух третей всех новых автомобилей в мире оборудовано антиблокировочной системой тормозов

Принцип первой ABS заложен и в самой современной системе. Датчики отслеживают скорости вращения каждого колеса, блок управления сравнивает показания и подает команды электромагнитным клапанам гидромодуля, регулирующим давление в тормозной системе, — по паре (впускной и выпускной) на каждый контур. При экстренном торможении клапаны работают с частотой несколько десятков раз в секунду (15-20 Гц в зависимости от системы) — именно их стрекот мы слышим, когда колеса блокируются-разблокируются. При этом давление в одном или сразу нескольких контурах мгновенно поднимается и тут же стравливается, а колодки, соответственно, сжимают и отпускают диск, обеспечивая то самое прерывистое торможение.

Появление цифровой электроники позволило сделать блок управления компактнее и разместить его прямо на гидромодуле. Bosch впервые реализовал такую схему в 1989 году, выпустив модель ABS 2E

Первые системы базировались на аналоговой технике, которая часто выдавала ошибки, сами монтажные схемы были сложными и громоздкими. А уровень развития «цифры» был тогда несравнимо низок — первые микропроцессоры, появившиеся в начале 1970-х, для управления антиблокировочной системой не подходили. Лишь через 5 лет Bosch сделала полностью цифровой блок управления. Электронная начинка стала почти на порядок компактнее — блок ABS 1 состоял примерно из 1000 компонентов, и всего 140 было в «мозгах» системы второго поколения. Кроме этого, работать ABS стала почти безотказно и в разы быстрее — электроника за миллисекунды обрабатывала данные с колесных датчиков и посылала командные импульсы гидромодулю.

В середине 1990-х годов антиблокировочные тормозные системы стали устанавливать и на мотоциклы. Они предотвращали блокировку переднего колеса и полет седока через руль. На верхней схеме показано преимущество, которое даёт АБС при торможении среднестатистического мотоциклиста на сухом асфальте со скорости 100 км/ч.

Многие современные системы мотоциклов работают, даже если водитель нажал только на задний или передний тормоз. 

Дальнейшая эволюция антиблокировочных систем шла в двух направлениях — совершенствование гидравлики и электроники. Для примера рассмотрим развитие ABS от Bosch, который не только является родоначальником антиблокировочной системы, но и основным поставщиком для большинства автопроизводителей, в том числе и российских.

Самым мощным поставщиком компонентов ABS является Bosch, который поставляет комплектующие для большинства моделей. Для Chrysler и Jeep работает Bendix Corporation, для Ford, GM, Chrysler — Continental Automotiv Systems. Infiniti и Lexus используют детали фирмы Nippondenso, а их земляки Mazda и Honda — Sumitomo. А ещё разработкой и выпуском компонентов ABS занимаются Aisin Advics, Delphi, Hitachi, ITT Automotive, Mando Corporation, Nissin Kogyo, Teves, TRW и WABCO

Итак, вскоре после появления компактной цифровой начинки блок управления переехал на гидромодуль. Это не только упростило жизнь сборщикам и компоновщикам автомобиля, но и снизило себестоимость системы. Следующее поколение ABS 5, которое стало не только легче и быстрее, получило более совершенную механику, в том числе и блок новых по конструкции электромагнитных клапанов. Теперь антиблокировочная система позволила реализовать дополнительные функции, в частности, программу EBD (Electronic Brake Distribution), дозирующую силу торможения для каждого колеса по отдельности, программу TSC (Traction control system), которая борется с пробуксовками, и программу, контролирующую поперечную динамику, — ESP (Electronic Stability Program). Реализация этих функции потребовала управления двигателем — так, например, когда электроника фиксирует пробуксовку или поперечные скольжения, она автоматически уменьшает подачу топлива.

На смену механическим колесным датчикам пришли индуктивные. Их принцип работы прост: при движении автомобиля в катушке датчика индуцируется электрический ток. Его частота прямо пропорциональна скорости вращения колеса. Со временем они стали измерять не только скорость вращения, но и направление. Сейчас на некоторых моделях датчики встраивают в ступичные подшипники

Эволюция систем ABS, выпущенных фирмой Bosch. С развитием технологий гидромодуль терял в массе, электронный блок становился не только компактнее и расторопнее, но и получал больший объем памяти, а вместе с ним и дополнительные функции

Современные системы построены по модульному принципу. Например, девятое поколение поддерживает множество функций, повышающих комфорт и безопасность — электроника способна предотвращать откат автомобиля при старте в гору, регулировать скорость спуска с горы (реализуется на кроссоверах и внедорожниках) и даже автоматически экстренно останавливать автомобиль (подробнее о таких системах можно прочитать здесь). Причем автопроизводитель приобретает тот набор, который ему необходим для конкретного автомобиля. А разработчик ABS собирает ему агрегат из соответствующих электронных и гидравлических модулей. Кроме того, такая компоновка позволила выпускать системы для машин подешевле и подороже. Например, для моделей премиум-сегмента Bosch предлагает агрегаты с более сложной механикой. Так, вместо двухпоршневого возвратного насоса в гидромодуле устанавливают шестипоршневый. Он очень быстро снижает давление в контуре, из-за чего на тормозной педали почти нет тех самых вибраций.

Современные гидроагрегаты ABS собирают из нужных электронных и механических модулей в зависимости от выполняемых ими задач и пожеланий заказчика. Таким образом, производство становится более гибким, а себестоимость систем падает

Упрощённая схема работы гидроагрегата в составе АБС. Для простоты на схеме рассматривается работа системы с одним колесом. В четырехканальной системе на каждое колесо приходится четыре таких контура

А что на практике?

Не так давно мы провели тест, наглядно показывающий преимущества работы антиблокировочной системы. Объезд препятствия с торможением выполнялся на автомобиле с ABS и без оной. Шины на подопытных Логанах были одинаковыми — Barum Brilliantis размерностью 185/70 R14. Для пущей убедительности было сымитировано скользкое покрытие — пластик, смоченный мыльным раствором. В «створ ворот» нужно было въехать на скорости 40 км/ч и тут же начать экстренное (сильный удар по педали тормоза — водитель «испугался») торможение с одновременным перестроением.


Автомобиль без антиблокировочной системы

с вывернутыми колёсами, не меняя траектории, сбивал препятствие и продолжал двигаться далее. Виновник — трение скольжения в пятнах контакта, заблокированные колёса не воспринимают как надлежит боковые силы, следовательно, управлять автомобилем в этот момент невозможно. Я использовал прерывистое торможение, как учат на спецкурсах, эффект на данном виде покрытия — практически нулевой. Попытки нащупать момент начала блокировки и применить поисковое руление (поиск угла поворота колёс, когда автомобиль перестаёт реагировать на руль) тоже особым успехом не увенчались.

Logan c ABS

при гораздо более эффективном замедлении позволял с первого раза даже новичкам легко и без напрягов уйти от препятствия. Тормозной путь с ABS для данного покрытия был в среднем в 1,5 раза короче, чем у Логана, не оборудованного антиблокировочной системой. В чём хитрость? В прерывистом торможении с кратковременными блокировками — ABS успевает за секунду затормозить-растормозить каждое из колёс 15 раз. Пока колесо доли секунды катится, у вас есть возможность задавать направление (в этот момент в пятнах контакта трение покоя). При этом для каждого типа покрытия (устанавливается опытным путём при проектировании и доводке) поддерживается наиболее оптимальная степень проскальзывания колёс (15-20%), при которой замедление наиболее эффективно. Вдобавок ABS дозирует тормозное усилие на каждое из колёс по отдельности, предотвращая занос.

Почему на машине без ABS не помогло прерывистое торможение? Заблокировать-разблокировать колёса, в отличие от ABS, я успеваю максимум три-четыре раза в секунду — я действую априори медленнее. Степень проскальзывания у меня неоптимальная, следовательно, торможение менее эффективное. В отличие от ABS, педалью я воздействую сразу на все колёса, а это может вызвать снос либо занос, потому как под колёсами могут быть разнородные покрытия, либо изменена загрузка по осям и бортам. Траекторию при таком способе торможения можно научиться слегка изменять, но нужна тренировка. То же самое относительно «следящего» торможения. Вывод однозначен — с ABS автомобиль безопаснее.

Однако не всё так безоблачно, как может показаться на первый взгляд. В некоторых случаях ABS может увеличивать тормозной путь, например, на льду и ряде нестабильных покрытий (неплотный грунт, дорога с перекатывающимся гравием или твёрдое основание, присыпанное пылью, песком или снегом). Изношенные амортизаторы и недобросовестная настройка подвески тоже могут подлить масла в огонь... Если хотя бы одно колёсо во время торможения отрывается от дорожного полотна на длительное время и блокируется, система, думая, что оно попало на лёд, растормаживает его, а заодно снижает давление в гидравлических магистралях остальных колёс. Система в этом случае понимает, что колёса попали на разнородные покрытия и таким образом стремится сохранить курсовую устойчивость. Кроме того, сама адекватность настройки ABS на некоторых современных моделях вызывает много вопросов. Как быть с этими нюансами, поговорим в следующий раз.

Видео по теме:

В ролике хорошо видно, как во время экстренного торможения внедорожник, необорудованный АБС, с заблокированными колёсами сползает в сторону уклона дороги. А это, между прочим, потеря управляемости и курсовой устойчивости.

  Данный материал является учебным.

Попытки водителя чёрной Audi 100 объехать упавшего мопедиста тщетны. Причина — заблокированные колёса, которые не воспринимают боковую силу. Тормозной путь в данном случае удлиняется, будь исправна у Audi ABS, остановиться получилось бы гораздо раньше. Водитель мопеда не пострадал только по счастливой случайности.

Данный материал является учебным.

 

Экстренное торможение перед светофором. Левые колёса грузовика, попавшие на разметку, во время торможения создают меньшее сопротивление, чем колёса правого борта, которые находятся на асфальте.

Из-за разницы тормозных сил справа и слева возникает разворачивающий момент, но это полбеды. Поскольку колёса полностью блокируются, трение скольжения делает своё чёрное дело — грузовик выставляет поперёк дороги. 

Водитель пытался справиться с заносом (вывернул, насколько успел, управляемые колёса влево), но это не помогло — трение скольжения лишило его возможности корректировать вращение.

Данный материал является учебным. Источник

Экстренное торможение перед пешеходами. Мало того, что ABS позволила бы укоротить тормозной путь и смягчить последствия для сбитых людей, она сохранила бы машине курсовую устойчивость и дала бы возможность корректировать траекторию. Подобный занос на более высокой скорости чреват куда более тяжёлыми последствиями — опрокидывание, наезд на препятствие боком (а ведь боковой удар всегда опаснее, чем фронтальный, подробнее читайте

).

Данный материал является учебным.

Белый минивэн на скользкой дороге занесло и развернуло по причине блокировки колёс. Занос, естественно, скорректировать не удалось.

Далее хорошо видно, что водитель едущего позади военного УРАЛа, применив экстренное торможение, тоже заблокировал колёса. Передние колёса поворачиваются влево (попытка объезда), но автомобиль траекторию не меняет. Тормозной путь в данном случае увеличивается тем, что лёд, разогреваясь от трения шин, плавится (блестящий след), вода в данном случае работает как дополнительная смазка. Управляемость грузовику вернулась лишь в тот момент, когда водитель отпустил тормоз, и колёса вновь покатились.

Данный материал является учебным.

Показательный пример, когда на обледеневшей дороге экстренное торможение, совмещённое с маневрированием, привели к успеху. На записи хорошо слышна работа ABS. 

Данный материал является учебным.

Удачный уход от столкновения, совмещённый с экстренным торможением. Автомобиль без АБС продолжил бы двигаться прямо. Покрытия, на которых пришлось маневрировать и оттормаживаться, — мокрый с лужами в колеях асфальт и раскисшая от дождя обочина. Не будь антиблокировочной системы, оснащённый видеорегистратором автомобиль, ушёл бы в занос. Во время маневрирования хорошо слышна работа ABS.

Данный материал является учебным.

Реакция, правильно принятое решение, хладнокровие водителя и наличие антиблокировочной системы в автомобиле позволили уйти во время торможения от лобового столкновения (лёгкий скользящий удар в расчёт не берём). Обратите внимание на покрытие — сухой асфальт перемежается с ледовыми надолбами. Именно разница сцепных свойств стала причиной заноса встречного Opel Vectra.

В ситуациях, когда жизнь и здоровье «на волоске», важен каждый нюанс, каждая мелочь. Насколько удачным будет исход, зависит от управляемости и устойчивости автомобиля, адекватности функционирования страхующей электроники, прочности кузова, работы зон программируемой деформации, рейтинга безопасности и многого другого (как выбрать безопасный автомобиль, можно прочитать здесь). Не менее важную роль играют предупредительность и готовность водителя к контраварийным действиям (об этом подробнее в рубрике Автошкола).

Данный материал является учебным. Источник

Анатолий Кучерявенко и Виталий Кабышев
Фото производителей и Виталия Кабышева

Принцип работы ABS

Жизненно важный момент при движении – вовремя успеть затормозить. В выполнении манёвра объезда с торможением, при обычных условиях на дороге, ничего трудного нет. Достаточно снизить скорость и скорректировать рулём траекторию движения.

Принцип работы ABS

При экстренном торможении, в непредвиденной ситуации, возникает угроза блокировки колёс. Это занос автомобиля, который приводит к потере управляемости транспортного средства. Именно для таких нестандартных ситуаций создана антиблокировочная система торможения (АВS).

Назначение АВS

Предназначение антиблокировочной системы заключается в предотвращении блокировки тормозящих колёс, и сохранении контроля над транспортным средством во время экстремального торможения. То есть возможности совершения резких манёвров непосредственно в процессе торможения.

Вероятность блокировки колёс напрямую зависит: от особенностей дорожного покрытия, степени нагрузки на оси и однородности установленных шин.

Принцип работы ABS

Антиблокировочная система торможения включает:

  1. Датчики скорости — устанавливаются на колёсах.
  2. Управляющие клапаны — элементы модулятора давления, расположены в суппорте.
  3. Блок управления — координирует весь процесс: отвечает за работу клапанов, с помощью сигнала датчиков.

Электронный блок управления (ECU) ABS содержит тысячи параметров, которые настроены для конкретной марки автомобиля.

Хотя большинство систем ABS поставляется компаниями, такими как Bosch – параметры настройки программного обеспечения для торможения на различных поверхностях и условиях, будут отличающиеся для разных марок автомобилей.

Даже если у двух различных автомобилей есть идентичные системы ABS — они будут настроены очень по-разному для спортивного автомобиля по сравнению с внедорожником.

Как работает ABS?

Когда водитель выжимает педаль тормоза, это герметизирует гидравлическую систему, которая заставляет тормозные колодки сжиматься против дисков. В результате автомобиль замедляется.

Если система ABS устанавливает, что скорость вращения одного колеса замедляется более быстро, чем остальные (признак замка колеса). Возможно, низкая сила трения колеса из-за попадания на такую поверхность, как лёд.

Управляющий модуль ABS обнаруживает начало блокировки через датчик в этом колесе и реагирует, понемногу снижая тормозное давление, быстро открывая клапан выпуска давления в гидравлической системе.

У ABS также есть способность создать давление обратно через гидравлический двигатель. Система проделывает подобные действия с управлением автомобиля довольно быстро, сокращая этим тормозной путь.

Процесс этот неоднократный, приводящий к заметному пульсированию педали тормоза. Кажется, что колёса захватывают и отпускают в судорожных движениях. Водитель обязательно отметит момент работы антиблокировочной системы, чувствуя под ногой такое пульсирование.

Существуют одноканальные, двухканальные, и многоканальные ABS. Первые две системы хороши в случае, когда сцепление колёс с дорожным полотном примерно одинаковое.

В случае неоднородного покрытия дороги (лёд, песок, лужи, обочина) надёжней будет в использовании независимая многоканальная ABS. Многоканальная система дороже, но имеет большую эффективность в работе.

В большинстве современных автомобилей используют четырёхканальную систему ABS, которая обеспечивает большую безопасность в условиях торможения чрезвычайной ситуации.

Как правильно использовать ABS

ABS работает лучше всего при твёрдом, устойчивом нажатии на педаль тормоза. Во время работы ABS, ощущаются некоторые колебания, которые являются открытием клапанов выпуска давления и закрытием, а также признаком, что система работает правильно. Не отпускайте педаль, пока безопасно не остановились.

Торможение с ABS и без ABS

Не секрет, что возможно замедлить движение более быстро в автомобиле без ABS. У этого есть доля правды, но на практике выгода ABS в широком масштабе перевешивает немного более длинные тормозные пути.

Для дорожного использования ABS — жизненная необходимость, поскольку это позволит избежать неожиданных опасностей.
Водитель сильно нажимает тормоз на скользкой поверхности, затем держит педаль тормоза, и успешно избегает препятствия.

ABS препятствует тому, чтобы колеса заклинили, и позволяет маневрировать во время торможения.
Без ABS водитель нажимает на тормоза происходит заклинивание колес. Несмотря на удерживание тормоза, автомобиль продолжает движение вперёд из-за потери контроля.

Советы по эксплуатации ABS

При правильно выполненном пороговом торможении, транспортное средство, оснащённое ABS можно замедлить быстрее.
Много конкурентоспособных гонщиков сказали бы, что предпочитают, чтобы у их автомобилей не было системы. Однако, чтобы получить максимальное преимущество нужно неоднократно практиковать пороговый метод торможения.

Хороший тест:

  1. Необходимо найти испытательную площадку и отметить конус, который будет действовать как тормозящий пункт
  2. Ускорьтесь до 100-120 километров в час и нажимаем тормоз настолько сильно, как только можно в автомобиле, оборудованном ABS
  3. Повторить всё тоже без ABS

Сравните тормозные пути при наличии, отметьте их на стороне следа, затем порог торможения, с практикой появится улучшение.

И ещё один совет, при наличии ABS не вырабатывайте привычку запирания колес прежде, чем войти в угол поворота — это не самый быстрый способ замедлиться и может расстроить систему ABS в автомобиле.

Заключение

В наши дни, всё большее распространение получают автомобили с электронной системой торможения, действующей независимо на каждом из колес. В таком случае система не оказывает на педаль тормоза, никакого влияния.

ABS работает, как единый алгоритм тормозной системы. Благодаря электронике узлы и механизмы стали работать надежнее, а сам транспорт – безопаснее.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Это интересно

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *