ABS – это антиблокировочная система тормозов. Из названия сразу становится понятным ее предназначение. Но как же она работает?
Для чего нужна ABS
Каждый водитель знает, что во время торможения рано или поздно может наступить момент, когда колеса перестают вращаться и автомобиль начинает идти юзом. Такая ситуация опасна тем, что машина становится неуправляемой. Колеса, которые не вращаются, даже если их повернуть рулем, не смогут изменить траекторию движения автомобиля.
Блокировка колеса возникает тогда, когда сила торможения превышает коэффициент сцепления шины с дорогой. Этот момент возникает каждый раз в разное время и на льду наступит гораздо раньше, чем на сухом асфальте. Поэтому торможение во время гололеда (да еще экстренное!) превращается в весьма сложное задание.
Чтобы облегчить вождение автомобиля в сложных погодных условиях, была разработана антиблокировочная система тормозов.
Как работает ABS
Принцип работы антиблокировочной системы весьма прост – она способна обнаруживать блокировку одного или нескольких колес и, когда это происходит, «отключает» тормоза. Это равносильно тому, как если бы Вы отпустили педаль тормоза. Когда колесо снова начинает вращаться, ABS регистрирует начало вращения и вновь «включает» торможение…
Главная «фишка» всех этих действий в том, что ABS отключает и включает тормоза до 30 раз в секунду! Во время работы системы педаль тормоза дрожит под ногой, а на некоторых автомобилях слышно стрекотание работающих клапанов. При этом колеса продолжают вращаться, автомобиль не теряет управление, а торможение происходит с максимальной эффективностью.
Устройство ABS
Антиблокировочная система тормозов имеет в своем составе весьма скромное количество крупных модулей. В их число входят датчики вращения колес, блок клапанов и управляющий блок. Все.
Датчики вращения служат для определения вращения колеса. Если вращения нет, но автомобиль движется, значит, колесо заблокировано. Сигнал с датчика приходит в управляющий блок, а он включает соответствующий клапан. Клапан перекрывает соответствующую тормозную магистраль, отключая тем самым тормоза. Соответственно, когда колесо начинает вращаться, сигнал идет по той же цепочке, но команда от управляющего блока отключает клапан. Подача тормозной жидкости возобновляется и торможение продолжается.
Антиблокировочные системы делятся на три вида:
1) Одноканальные. Простейшие ABS, способные управлять блокировкой и торможением только на всех колесах сразу. Малоэффективны в случаях, когда колеса разных бортов едут по разным покрытиям (классическая ситуация: под левыми колесами асфальт, а под правыми – лед).
2) Двухканальные. Работают с двумя тормозными контурами по отдельности. Если контуры распределены по бортам, то вращение колес будет регулироваться более эффективно, чем при одноканальной ABS
3) Многоканальные. Воздействуют на каждое колесо индивидуально. Такие ABS наиболее эффективны, поскольку способны управлять любым колесом именно так, как нужно в данный момент времени. Торможение будет отличным, даже если под всеми колесами будут совершенно разные покрытия.
Управляющий блок ABS имеет встроенную систему самодиагностики. Опрос датчиков и определение работоспособности системы обязательно происходит после включения зажигания. В это время на панели приборов обязан светиться специальный указатель. После нескольких секунд он так же обязан погаснуть. Если указатель продолжает светиться, значит, в ABS присутствует неисправность. Эксплуатировать автомобиль с неработающей антиблокировочной системой крайне нежелательно – нужно провести диагностику и ремонт.
Схемы установки АБС
. Тормозная динамика автомобиля в большой степени зависит от схемы установки элементов АБС на автомобиле и выбранного принципа регулирования.
Наиболее распространены следующие принципы регулирования скольжения колес:
- индивидуальное регулирование скольжения каждого колеса в отдельности (Individual Regelung) - IR;
- «низкопороговое» регулирование, т. е. регулирование, предусматривающее подачу команд на растормаживание и затормаживание обоих колес оси одновременно по сигналу датчика колеса, находящегося в худших по сцеплению условиях, - «слабого» колеса (Select Low) - SL;
- «высокопороговое» регулирование колес одной оси, когда сигнал подается датчиком «сильного» колеса, т. е. находящегося в лучших по сцеплению условиях (Select High) - SH;
- модифицированное индивидуальное регулирование - Modifizierte Individual Regelung (MIR) представляет собой компромиссное регулирование между SL и IR. Смысл MIR заключается в том, что вначале регулирование осуществляется по «низкопороговому», а затем постепенно происходит переход к индивидуальному регулированию. MIR целесообразно использовать при торможении на опорной поверхности с различным сцеплением под левым и правым колесами, а также на повороте и поперечном уклоне.
Индивидуальное регулирование является оптимальным с точки зрения обеспечения наилучшей тормозной эффективности (минимального тормозного пути). Для этой цели на каждом колесе размещается датчик частоты вращения и модулятор давления и их параметры регулируются отдельным каналом управления в электронном блоке. Индивидуальное регулирование дает возможность получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии со сцепными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь. Однако если колеса одной оси будут находиться в неодинаковых сцепных условиях, то тормозные силы на них также будут не одинаковыми.
Разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости
В этом случае возникает разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости. Управляемость автомобиля при этом сохраняется, так как колеса не заблокированы и запас боковой устойчивости остается достаточным. Схема с индивидуальным регулированием является наиболее сложной и дорогой.
При выборе схемы АБС обычно исходят из технической и экономической целесообразности. Как показали исследования, соответствуют всем требованиям, а следовательно, относятся к категории 1 АБС имеющие схему регулирования (передние колеса/задние колеса) IR/IR и MIR/IR, а также другие схемы (MIR/SL, SL/IR) если принцип SL используется на оси (осях), обеспечивающей не более 50 % суммарной тормозной силы. АБС, использующие принцип SL на обеих осях АТС (SL/SL), относятся к категории 2. В АБС категории 3, как правило, реализуется схема - SL.
Схема системы AБС 2-го поколения фирмы Bosch для легкового автомобиля
:
1 - датчик;
2 - сигнальная лампа;
3 - блок управления;
4 - модулятор
Система АБС второго поколения встраивается в штатную тормозную систему и не требует изменения ее конструкции. Преимущества таких систем заключаются в простоте и удобстве компоновки на автомобиле.
Система содержит гидравлический узел, располагаемый между главным тормозным и колесным цилиндрами, датчики частоты вращения, монтируемые у передних колес и у главной передачи, и электронный блок управления (ЭБУ), устанавливаемый в салоне или в моторном отсеке автомобиля. На полноприводных автомобилях к датчикам частоты вращения добавляется датчик продольного замедления. Гидравлический узел состоит из насоса с электродвигателем, модулятора с тремя электроклапанами, двух аккумуляторов с демпфирующими камерами.
В системе используется трехфазный рабочий цикл. При торможении без блокировки колес электроклапан соединяет колесный цилиндр с соответствующей секцией главного цилиндра и тормозная система работает обычным образом. Если ЭБУ выявляет тенденцию к блокированию колеса, то электроклапан переводится в положение, при котором колесный тормозной цилиндр отсоединяется от главного тормозного цилиндра и, наоборот, соединяется с магистралью слива. Жидкость перетекает в демпфирующую камеру, а затем перекачивается насосом в главный тормозной цилиндр. Давление в колесном цилиндре уменьшается. В фазе выдержки давления электроклапан переводится в положение, при котором все магистрали разъединены между собой. Следующая фаза нарастания давления осуществляется переводом электроклапана в первоначальное положение. Жидкость из главного тормозного цилиндра вновь поступает в колесный цилиндр.
В случае отказа насоса торможение с антиблокировочной функцией прекращается, но работоспособность тормозного привода сохраняется.
Что такое ABS в автомобиле, мы постараемся разобраться в ближайшие 5 минут, пока вы будете читать нашу статью. Казалось бы, стыдно не знать такого понятия современному автомобилисту, но наша задача как раз объяснять то, о чем неловко спросить в своей среде. Новомодное выражение «антиблокировочная система» является синонимом современного тормозного устройства, которое оставляет возможность маневрирования с зажатой педалью тормоза. В чем же выигрыш?
Система ABS в автомобиле – быть или не быть?
Разберем, как действует система ABS а автомобиле в момент нажатия педали тормоза, сравним ее с обычной системой. Когда мы видим перед собой препятствие, вернее, когда оно возникает неожиданно, и мы вынуждены резко пытаться остановиться, тут и поджидает нас основное отличие антиблокировочной системы и обычной. Ведь при обычной плавной остановке разницы мы не почувствуем, весь эффект раскроется в экстренной ситуации. Итак, мы нервно зажимаем тормозной акселератор с максимальной силой, и что же происходит в этот момент?
В обычном случае (без ABS) авто начинает останавливаться за счет того, что колеса намертво зажимаются соответствующими механизмами и перестают крутиться, но и ось, на которой они расположены, также становится не мобильна, а стопорится. Если вам в этот момент надо еще уйти в сторону хотя бы немного, чтобы избежать столкновения или перевести его по касательной траектории, то ничего не выйдет. Вы будете двигаться по той траектории, которая обусловлена положением колес.
Система ABS колеса не блокирует, а стало быть, маневрирование вам дозволяется, это не только удобнее, но и безопаснее. Причем, не только в возможности объехать препятствие заключается безопасность наличия ABS.
Что такое ABS в автомобиле и что мы выигрываем?
При наличии антиблокировочной мы выигрываем не только наличие подвижных колес при выжатой педали тормоза. Как известно опытным автомобилистам, при блокированных колесах критичными становятся любые неровности дороги, ее наклон, разнородность покрытия под разными колесами и даже разница в рисунках протектора. В чем же дело? Во всех случаях вам грозит страшнейший занос! И уже неизвестно, что было бы лучше, врезаться или пожинать плоды неконтролируемого поведения груды железа весом выше тонны.
Система ABS позволяет колесам сохранить сцепление с дорогой на должном уровне и контролировать поведение авто в зависимости от ситуации. Это происходит благодаря индукционным датчикам, определяющим частоту вращения колеса, они же дают команду увеличить ее или уменьшить. Также успешно применимы в ABS и датчики Холла. В современных иномарках каждое колесо снабжено датчиком, хотя раньше устройство было одноканальным, и ко всем колесам применялся один алгоритм анализа и команды к действию.
Можно ли обойтись без системы ABS?
Как видим, ABS достаточно умна, чтобы распорядиться нашим тормозным усилием оптимально, ведь отвечает за это электроника. Отсюда, кстати, и тормозной путь меньше, благодаря законам физики, система рассчитывает оптимальную дозу силы трения скольжения и покоя, вовремя обеспечивает блокировку и вовремя ее отпускает так, что вы даже не чувствуете этих переходов, а просто держите педаль тормоза почти у пола. Но это все происки технологического прогресса, а как же быть тем, у кого автомобиль постарше и еще не был оснащен таким «интеллектом»?
Раньше справлялись примерно так: давили на тормоз, потом отпускали, дергали руль в сторону объезда препятствия, опять зажимали педаль и т.д., делая эффект антиблокирования, грубо говоря, вручную. Но это чревато теми же заносами, и поэтому далеко не все водители справлялись успешно с экстренными ситуациями. И эффективность торможения тоже страдала, тормозной путь еще длиннее и не всегда адекватной траектории. Так что шанс избежать аварии был, но он был ощутимо меньше, чем при наличии ABS на современном авто.
В экстремальной ситуации, когда мы всеми силами давим на педаль тормоза, может появиться блокировка одного или сразу нескольких колес, что приводит к существенному ухудшению управляемости и увеличению тормозного пути. Для предупреждения подобной блокировки автомобили оснащаются системой ABS, о которой мы поговорим в этой статье.
Впервые такие антиблокировочные системы стали использоваться на автомобилях ещё в семидесятых годах прошлого века. Многие автопроизводители и в последующем владельцы автомобилей смогли оценить эффективность активной системы безопасности, которые позволяли уменьшить тормозной путь, повышая безопасность эксплуатации автомобиля в любое время года.
Если говорить о преимуществах использования таких антиблокировочных систем, то в первую очередь отметим улучшение безопасности использования автомобиля. Благодаря данной системе не только удается уменьшить тормозной путь, но и предупреждается занос автомобиля, который вызван блокировкой колес.
В особенности подобная система будет полезна при эксплуатации автомобиля в зимнее время года, когда на скользкой дороге при любом неаккуратном торможении колеса могут блокироваться, а автомобиль начинает скользить вперёд. При этом такая система ABS , определив возникшую блокировку, уменьшит интенсивность торможения, что позволит восстановить контроль над автомобилем.
Отметим и равномерный износ колес, что в свою очередь сокращает расходы автовладельцу на приобретение новых покрышек. Во время блокировки колес при торможении может быстро стираться проектор, и буквально 3-5 таких экстремальных торможений будет достаточно, для полного прихода в негодность покрышек.
Если же говорить о недостатках подобных систем, то необходимо в первую очередь отметить частые выходы из строя датчиков ABS, что вынуждает автовладельца менять поломавшиеся запчасти, что способно привести к некоторому увеличению расходов на эксплуатацию автомобилей.
Антиблокировочные системы стали сегодня основным элементом активной безопасности каждого современного автомобиля. С использованием данных с датчиков ABS работают системы стабилизации курса, а также ряд других активных и пассивных систем безопасности, без которых эксплуатация автомобиля была бы невозможной. Автопроизводители сегодня постоянно совершенствуют свои системы ABS, которые становятся всё надежнее, умнее и функциональнее.
Антиблокировочная система включает многочисленные датчики, гидрораспределители с электроклапанами, откачивающий насос и блок управления, который управляет работой тормозной системы, предупреждая блокировку всей оси или отдельных колес.
В последние годы несмотря на некоторое упрощение таких антиблокировочных систем их эффективность увеличилась, что объясняется совершенствованием автоматики. Если в прошлом большую часть работы выполняли гидросистемы, то сегодня блоки и исполнительные устройства полностью контролируются автоматикой, что повышает качество работы такой антиблокировочной системы.
Блок управления постоянно посылает сигналы датчикам, получая необходимую информацию и принимает нужное решение по уменьшению давления в тормозной системе. Связь между датчиками и блоками управления осуществляется по специальной высокоскоростной шине, при этом каждое колесо может иметь несколько индивидуальных датчиков, которые предоставляют центральному компьютеру все необходимые данные для корректировки работы различных систем автомобиля.
Принцип действия такой антиблокировочной тормозной системы за последние несколько десятков лет фактически не изменился. При торможении от блока управления поступает сигнал к цилиндрам тормозов, после чего рабочая жидкость проходит по впускным каналам. Такое давление тормозной жидкости передается через электромагнитные клапаны к каждому колесу что и позволяет эффективно замедлять транспортное средство. В том случае, если блок управления определяет опасность блокировки колеса, то электромагнитному датчику поступает соответствующий сигнал, он закрывается, что в свою очередь предупреждает торможение и блокировку колес автомобиля.
Любое даже самое лёгкое и простое торможение в автомобиле, оснащенным системой ABS, проходит под контролем автоматики. В зависимости от того, с какой интенсивностью вы нажимаете на педаль тормоза и от положения колес, система принимает решение на открытие или закрытие электромагнитных клапанов. Подобные системы с использованием датчиков ABS и электромагнитных клапанов отличаются простотой конструкции, поэтому они надежны и долговечны. Проблемы лишь могут доставлять датчики, которые часто повреждаются противогололедными реагентами, и требуют соответствующей замены.
В тот момент, когда система ABS срабатывает и распускает колеса, автовладелец чувствует в этот момент пульсацию педали тормоза. Такая пульсация происходит при быстром открытии и закрытии электромагнитных клапанов, что необходимо для соответствующего замедления и предупреждения блокировки колес.
Советы по эксплуатации антиблокировочной системы
Современные антиблокировочные системы – это долговечные и надежные узлы, которые не требуют какого-либо специального обслуживания. Необходимо лишь время от времени проверять работоспособность датчиков в колесах и при необходимости производить их замену.
Не следует перегревать блоки управления или заливать их водой.
В том случае, если требуется варить металл в автомобиле или вам нужно подключиться в бортовой системе электросистеме автомобиля, проводка ABS должна быть отключена.
Следите за состоянием контактов на генераторе, что предупредит короткие замыкания и выход из строя датчиков.
Избегайте подсоединения аккумулятора вашего автомобиля к другому транспортному средству.
Не следует разделять электрические разъемы датчиков при включенном зажигании и работающем двигателе.
В том случае, если отмечаются неисправности системы ABS, то на приборной панели загорится соответствующая контрольная лампа. Автомобиль в данном случае будет эффективно тормозить, но при чрезмерном усилии на педали тормоза колёса будут блокироваться, что может привести к заносу. Поэтому если отмечаются какие-либо неисправности ABS, необходимо учитывать это и тормозить плавно и аккуратно, а при возможности следует как можно скорее обратиться в соответствующие СТО за выполнением ремонтных работ.
Техническое оснащение современных автомобилей настолько разнообразно, что не перестает радовать разнообразием полезных и удобных опций, и многих автомобилистов уже не удивишь наличием таких изысков, о которых раньше приходилось только мечтать.
Одной из систем, которыми комплектуются машины, оборудованные по последнему слову техники, является антиблокировочная система abs. Она достаточно давно появилась на автомобильном рынке, но все же для многих российских автолюбителей ABS по-прежнему осталась новинкой.
Антиблокировочная система установлена на автомобиль в качестве дополнительного оборудования, задача которого заключается в том, чтобы препятствовать блокировке колес при сильном торможении. Благодаря ABS при сильном нажатии на педаль тормоза автомобиль и на сухом асфальте, и на мокрой дороге не пойдет юзом.
И все же, что такое abs в автомобиле? Данная система представляет собой непростое электронное устройство, включающее центральный блок и датчики скорости, установленные на каждом колесе. В момент нажатия на тормоз они определяют скорость, с которой вращается каждое колесо. Затем хитрая электроника устраняет из тормозной магистрали излишки давления в специальный гидроаккумулятор.
При этом вращение колеса начинает восстанавливаться, так как разжимаются тормозные колодки. В случае если давление по-прежнему осталось достаточно большим, описанный выше процесс повторяется снова до тех пор, пока оно не придет в норму.
Назначение ABS
Антиблокировочная система по принципу своей работы имитирует действия опытного автомобилиста, который пользуется прерывистым торможением на скользкой дороге, чтобы машину не занесло. И тут возникает вопрос: зачем нужна электронная система, когда выполнять эти действия может сам водитель? Автомобилями, в которых не установлена ABS, управлять при резком торможении достаточно трудно, и во многих ситуация без нее просто невозможно обойтись.
Антиблокировочная тормозная система автоматически приводится в действие 15-20 раз в секунду, благодаря чему тормозной путь в случае экстренного торможения будет минимальным. Работать с такой скоростью человек физически не способен.
Пожалуй, главное достоинство ABS заключается в том, что водитель даже при сильном торможении может заставить автомобиль слушаться поворотов руля. Когда данное устройство отсутствует, в процессе торможения машина неуправляемо будет скользить по прямой траектории, несмотря на все старания водителя выровнять движение личного транспорта с помощью поворотов руля.
При включении ABS в салоне можно услышать негромкий треск, свидетельствующий о функционировании исполнительного блока, и ощутить несильные и частые толчки в педаль тормоза. Тем автомобилистам, которые раньше не имели дела с такой системой, понадобится некоторое время, чтобы привыкнуть к этому новшеству.
Антиблокировочная система автомобиля прекрасно себя зарекомендовала, но, тем не менее, не обошлось без некоторого количества недовольных автомобилистов, утверждающих, что никакая электроника не заменит опытного водителя, потому что он гораздо лучше сориентируется в сложной ситуации на дороге и предпримет правильные действия.
ABS в процесс торможения вовсе не вмешивается, а служит незаменимым помощником в предотвращении непоправимой дорожной ситуации. Благодаря антиблокировочной тормозной системе неуправляемая гора железа, в которую превращается машина при сильном торможении, начинает слушаться руля и способна совершать хоть какие-то маневры.
Задачи, выполняемые ABS
Таким образом, антиблокировочная система выполняет ряд очень важных задач:
- обеспечивает безопасность при торможении, как для самого водителя, так и для его пассажиров;
- сокращает тормозной путь на скользком или мокром дорожном покрытии;
- не позволяет ведущим колесам заблокироваться при резком торможении, благодаря чему остается возможность маневрирования и объезда возникшего препятствия.
В некоторых случаях применение ABS не оправдано. Так, съезжая с крутого спуска в условиях сильной заснеженности или грязевой топи, включение антиблокировочной системы может привести к печальным последствиям. Из-за земного притяжения автомобиль катится вниз, в то время как ABS не позволяет колесам заблокироваться, в связи с этим машина хоть и медленно, но все же продолжает движение вперед даже при полностью выжатой педали тормоза.
Несмотря на то, что подобные ситуации встречаются крайне редко, все современные внедорожники оснащаются дополнительными сенсорами, которые определяют степень уклона дорожной колеи. Если спуск является слишком крутым, система антиблокировки становится неактивной.
Видео
Принцип работы системы ABS наглядно показан в этом видеоматериале:
