Что такое АБС и как она работает

Что такое АБС и зачем его применяют

Почему используется АБС

Представьте себе такую ​​ситуацию:

На улице темнеет. Вы едете по неосвещенной мокрой дороге и вдруг замечаете перед собой тень. Первое, что обычно делают водители, — резко тормозят.

И вообще это правильно. Но физика не совсем с нами согласна. Сильно нажимая на педаль тормоза, вы блокируете колеса, и машина, вместо того, чтобы остановиться, продолжает скользить вперед. Согласитесь, не приятная ситуация.

То есть получается, что колесо вашей машины уже остановилось, а сама машина продолжает движение.

Именно здесь, не доводя дело до блокировки колес, включается антиблокировочная система ABS. Эта система помогает избежать заноса и предотвращает остановку колес до полной остановки автомобиля, тем самым максимально повышая эффективность тормозов.

Те, кто сталкивался с работой системы АБС в автомобиле, могут не знать, что она работала. Во время работы АБС вы почувствуете внезапные и короткие толчки автомобиля и почувствуете пульсацию педали тормоза.

Простейший способ торможения автомобиля

Многие водители считают, что для быстрой остановки автомобиля нужно нажать и удерживать педаль тормоза (тормозить в пол). Конечно, такой способ остановит автомобиль, но эффективным такое торможение не будет.

При торможении в пол происходит блокировка колес, т.е колеса автомобиля перестают двигаться. На первый взгляд кажется, что с заблокированными колесами машина остановится быстрее. Но это только на первый взгляд. Вспомните небольшой элемент из школьного курса физики: «Сила трения покоя всегда больше силы трения скольжения». Если колеса автомобиля катятся (разблокированы), автомобиль будет тормозить быстрее, чем если колеса заблокированы.

Это связано с тем, что в первом случае пятно контакта колес автомобиля находится в неподвижном состоянии по отношению к дорожному полотну, т.е действует сила трения покоя. Во втором случае, когда колеса автомобиля заблокированы, на него действует сила скользящего шипа.

Есть и еще один недостаток простейшего способа торможения – автомобиль с заблокированными колесами полностью теряет управление. Если заблокировать колеса в повороте, автомобиль продолжит движение по инерции прямо вперед, а не в сторону повернутых колес.

Очевидно, что простейший способ торможения несовершенен, а иногда и опасен. Поэтому для помощи водителю при торможении были разработаны специальные антиблокировочные тормозные системы (ABS).

Можно ли отключить АБС на автомобиле

Стоит знать, что расположение блока предохранителей может быть разным. Иногда их можно найти под капотом, иногда в салоне. Иногда в одном автомобиле в разных местах стоят разные предохранители. В этом случае стоит отключить через компонент, расположенный в салоне.

Кроме того, имейте в виду, что отключение ABS может негативно сказаться на отдельных компонентах машины. В любом случае закрытие этой системы следует рассматривать как временную меру. Самый доступный способ отключить АБС — выдернуть из блока соответствующий предохранитель.

Конструкция и назначение составляющих частей

Антиблокировочная система тормозов состоит из трех основных компонентов:

1. Датчики скорости колеса
2. Блок управления (модуль
3. Исполнительный блок

Элементы АБС автомобиля

Как уже упоминалось, эта система часто используется в качестве базы для других. В то же время компоненты в ряде других систем являются лишь дополнением к АБС.

Датчики

Датчики скорости являются очень важными компонентами, так как на их показаниях основана работа системы АБС. По импульсам, которые они дают, модуль управления рассчитывает скорость вращения каждого из колес, и на основе вычислений осуществляется управление исполнительным механизмом.

Расположение датчика скорости на ступице колеса

В конструкции ABS используются два типа датчиков. Первые называются пассивными датчиками. Эти элементы относятся к индуктивному типу.

В их конструкцию входит сам датчик, состоящий из обмотки, сердечника и магнита, а также зубчатый венец, используемый в качестве установочного элемента. Зубчатый венец установлен на ступице, поэтому он вращается вместе с колесом.

Датчик индуктивного типа

Суть функции пассивного элемента очень проста — обмотка создает магнитное поле, через которое проходит зубчатый венец. Имеющиеся зубцы при прохождении поля воздействуют на него, что обеспечивает возбуждение напряжения в датчике. Чередующиеся зубья с полостями обеспечивают формирование импульсов напряжения, которые позволяют рассчитывать скорость вращения колеса.

Отрицательным качеством пассивных датчиков является недостаточная точность измерений при движении на малых скоростях, что может стать причиной некорректной работы системы АБС.

Сейчас из-за имеющегося недостатка пассивные датчики в антиблокировочной системе тормозов не используются, а их место занимают так называемые активные элементы.

Как и в первом варианте, активные датчики состоят из двух основных компонентов — самого датчика и элемента настройки. А вот в активных элементах датчики построены либо на магниторезистивном эффекте, либо на эффекте Холла. Оба варианта требуют питания для работы (пассивные элементы генерируют его сами).

Что касается задающего элемента, то здесь в конструкции используется кольцо из намагниченных секторов (многополюсник).

Устройство и принцип работы активного датчика скорости

Суть работы с активными элементами в другом. В магниторезистивной версии постоянно меняющееся поле (от приводного кольца) вызывает изменение показаний сопротивления в датчике. В элементе Холла это поле изменяет само напряжение. В обоих случаях создается импульс, по которому можно рассчитать скорость вращения.

Элементы активного типа получили широкое распространение благодаря высокой точности измерения на любой скорости.

Блок управления

Модуль управления системой ABS, как и другие ЭБУ, участвующие в системах автомобиля, требуется для приема и обработки импульсов, поступающих от колесных датчиков. Он содержит табличные данные, на основании которых он управляет исполнительным механизмом. То есть, получив сигнал от каждого датчика, он сравнивает его с информацией, занесенной в таблицу, и на основании полученных результатов принимает решение, что делать.

Блок АБС

В автомобиле с рядом систем, построенных на базе АБС, блок управления имеет дополнительные модули, отвечающие за работу своих систем.

Исполнительный механизм

Привод (его еще называют гидроблоком или модулем АБС) наиболее сложен по конструкции и состоит из ряда элементов:

• электромагнитные клапаны (впускной, выпускной);
• аккумуляторы давления;
• возвратный насос;
• демпфирующая камера.

Блокировка АБС

В классической компоновке к рабочему механизму тормоза идет только одна магистраль, по которой жидкость подается от главного цилиндра. В АБС в него врезана обратка, но она проходит только внутри модуля.

Впускной клапан является единственным элементом, установленным на основной линии подачи. Его задача перекрыть подачу жидкости при определенных условиях, по умолчанию он открыт.

Линия обратного потока подключается за впускным клапаном. На входе в него установлен выпускной клапан, который нормально закрыт.

Далее за клапаном в обратке находится аккумулятор давления, задачей которого является сбор жидкости при сбросе давления в системе.

Если объема гидроаккумулятора недостаточно для приема всей жидкости, включается насос, который откачивает излишки в магистраль.

Но процесс накачки сопровождается пульсацией, и для гашения колебаний жидкости она поступает сначала в демпфирующие камеры и только после этого — в магистраль.

Виды антиблокировочной системы тормозов

Существует несколько типов АБС. Они отличаются количеством каналов, как управления рулем, так и воздействия на них. Наиболее эффективной и надежной является четырехканальная АБС. У него есть датчик на каждом колесе, а также клапан в тормозной магистрали, ведущей к каждому колесу. Такая система обеспечивает эффективное торможение всех колес, но это и самый дорогой вид АБС.

Трехканальная система контролирует и управляет как передними колесами, так и задними, но уже попарно. Следовательно, эффективность такой АБС будет несколько меньше.

И, наконец, одноканальная система работает только с задними колесами и тоже взаимосвязана. Это самый дешевый, но и самый малоэффективный вариант АБС. Однако даже в такой комплектации антиблокировочная система тормозов позволяет тормозить автомобиль гораздо эффективнее, чем без нее.

Читайте также: Что нужно делать, чтобы зарядный кабель не порвался

АБС: наша страховка от неприятностей

Представьте ситуацию, вы едете по проселочной дороге и наслаждаетесь окружающей природой. На небольшом расстоянии впереди проезжает грузовик, кузова которого набиты какими-то ящиками и хламом. Внезапно, когда он прыгает на кочку, он роняет одну из коробок, и она падает прямо перед вашей машиной.

Что делать?

Конечно, первая реакция водителя в такой ситуации – попытаться затормозить и при этом объехать препятствие.

И так, кульминация повествования — если ваш автомобиль оснащен АБС, то совершить такой маневр достаточно легко, но если этой системы нет, то велика вероятность, что от сильного удара по тормозу колеса заблокируются педали, и машина превратится в неуправляемый снаряд, а это сулит неприятную встречу с потерянной коробкой.

Как вы уже поняли, ABS — это не просто полезная опция, а просто такая же необходимая система, от которой зависит безопасность водителя и всех, кто находится в машине.

Помимо помощи в сохранении контроля над автомобилем в ситуациях, подобных описанной выше, антиблокировочная тормозная система также значительно сокращает тормозной путь, улучшает маневренность в сложных погодных условиях и даже помогает экономить шины.

Условия, при которых ABS неэффективна

АБС предотвращает занос и держит автомобиль под контролем. Однако при определенных условиях эффективность резко падает или даже оказывает негативное влияние.

ABS не обеспечивает эффективного торможения, если автомобиль едет по плохим дорогам. Дело в том, что при движении колеса по ямам и выбоинам колесо отрывается от поверхности. Из-за того, что сопротивления нет, даже небольшой удар колодки о пластину или барабан заблокирует колесо. И система «чувствует» это и отпускает руль, хотя для остановки автомобиля достаточно лишь усилить давление на колодки.

ABS оказывает негативное влияние при движении по рыхлому покрытию (снег, песок). В таких условиях заблокированное колесо «загребает» перед собой камень, который действует как клин, одновременно тормозящий автомобиль. За счет работы системы колесо при торможении вращается, благодаря чему не появляется клин и тормозной путь удлиняется.

Видео: ABS: За и Против

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

Процесс регулирования с помощью торможения колеса АБС цикличен.

Это связано с инерцией самого колеса, трансмиссии и элементов АБС.

Качество регулирования оценивается исходя из того, насколько АБС обеспечивает проскальзывание тормозного колеса в заданных пределах.

При большом диапазоне циклических колебаний давления нарушается комфортность при «рывковом» торможении, а элементы автомобиля испытывают дополнительные нагрузки. Качество работы АБС зависит от принятого принципа регулирования, а также от быстродействия системы в целом. Скорость определяет циклическую частоту изменения тормозного момента.

Важной особенностью АБС должна быть способность приспосабливаться к изменяющимся условиям торможения (адаптивность) и в первую очередь изменять коэффициент трения при торможении.

Разработан широкий набор принципов (алгоритмов функционирования), по которым работает АБС. Они отличаются сложностью, стоимостью реализации и степенью удовлетворения требований. Среди них наиболее широко применяемым алгоритмом работы является торможение тормозного колеса.

Тормозная динамика автомобиля с АБС зависит от принятой схемы установки элементов этой системы. С точки зрения эффективности торможения наилучшей является схема с независимой регулировкой каждого колеса. Для этого необходимо установить на каждое колесо датчик, а в приводе тормозов — модулятор давления и блок управления. Эта схема самая сложная и дорогая.

Есть более простые схемы АБС. На рис б показана схема АБС при контролируемом торможении двух задних колес. Для этого используются два датчика скорости вращения колес и блок управления. В такой системе используется так называемое низкопороговое или высокопороговое регулирование, которое обеспечивает управление тормозным колесом, имеющим наихудшие условия сцепления («слабые» колеса).

В этом случае тормозная способность «сильного» колеса недоиспользуется, но создаются равные тормозные силы, что способствует сохранению курсовой устойчивости при торможении при незначительном снижении эффективности торможения. Высокопороговое управление, т е управление колесом в условиях наилучшего сцепления с дорогой, дает более высокую эффективность торможения, даже если устойчивость несколько снижается. «Слабые» колеса при таком способе регулирования циклически блокируются.

Рис. Схемы установки АБС на автомобиль

Еще более простая схема показана на рис. В нем используется датчик угловой скорости, расположенный на карданном валу, модулятор давления и блок управления. По сравнению с предыдущей, эта схема имеет меньшую чувствительность.

На рисунке г показана схема, где используются датчики угловой скорости на каждом колесе, два модулятора, два блока управления. В такой схеме может использоваться как низкопороговое, так и высокопороговое регулирование. Часто в таких схемах используется смешанное регулирование (например, низкий порог для колес на передней оси и высокий порог для колес на задней оси). По сложности и стоимости эта схема занимает промежуточное положение между рассмотренными.

Работа АБС может происходить по двух- или трехфазному циклу.

При двухфазном цикле:

• первая фаза – повышение давления
• вторая фаза — сброс давления

При трехфазном цикле:

• первая фаза – повышение давления
• вторая фаза — сброс давления
• третья фаза — для поддержания давления на постоянном уровне

При установке на легковой автомобиль с АБС возможны закрытые и открытые гидроприводы тормозов.

Рис. Схема гидростатического модулятора тормозного давления

Замкнутый или замкнутый (гидростатический) режим работы работает по принципу изменения объема тормозной системы при торможении. Такая станция отличается от обычной установкой модулятора давления с дополнительной камерой.

Модулятор работает по двухфазному циклу:

• Первая фаза — нагнетание давления, обмотка электромагнита 1 отключается от источника питания. Якорь 3 с поршнем 4 находится под действием пружины 2 в крайнем правом положении. Клапан 6 выжимается из своего седла пружиной 5. При нажатии на педаль тормоза давление жидкости, создаваемое в главном цилиндре (штифт II), передается через штифт I на рабочие тормозные цилиндры. Тормозной момент увеличивается.
• Вторая фаза – сброс давления: блок управления подключает обмотку электромагнита 1 к источнику питания. Якорь 3 с поршнем 4 перемещается влево, при этом объем камеры 7 увеличивается. При этом клапан 6 также перемещается влево, перекрывая выход I к рабочим тормозным цилиндрам колес. За счет увеличения объема камеры 7 снижается давление в рабочих цилиндрах и уменьшается тормозной момент. Затем блок управления дает команду на увеличение давления и цикл повторяется.

Открытый или открытый гидравлический привод тормозов (привод высокого давления) имеет внешний источник энергии в виде гидравлического насоса высокого давления, обычно в сочетании с гидроаккумулятором.

В настоящее время предпочтение отдается гидроприводу высокого давления, который сложнее гидростатического привода, но имеет необходимую скорость.

Рис. Двухконтурный режим торможения с АБС: 1 — датчик угловой скорости колеса; 2 — модуляторы; 3 — блоки управления; 4 — гидроаккумуляторы; 5 — обратные клапаны; 6 — регулирующий клапан; 7 — гидронасос высокого давления; 8 — сливной бак

Привод тормозов имеет два контура, поэтому необходимо установить два независимых гидроаккумулятора. Давление в аккумуляторах поддерживается на уровне 14…15 МПа. Здесь используется двухсекционный регулирующий клапан, обеспечивающий следящее действие, т.е пропорциональность между усилием на педали тормоза и давлением в тормозной системе. При нажатии на педаль тормоза давление от гидроаккумуляторов передается на модуляторы 2, которые автоматически управляются электронными блоками 3, получая информацию от колесных датчиков 1. На рисунке представлена ​​схема двухфазного модулятора давления катушки для работа гидравлического тормоза высокого давления. Рассмотрим фазы этого модулятора:

• Фаза нарастания давления 1: Блок управления ABS отключает электромагнитную катушку от источника питания. Катушка и якорь соленоида под действием пружины перемещаются в верхнее положение. При нажатии на педаль тормоза управляющий клапан сообщает аккумулятор (вывод I) с выпускным каналом модулятора давления. Тормозная жидкость под давлением поступает через выход II к рабочим цилиндрам тормозных механизмов. Тормозной момент увеличивается.
• Разгерметизация фазы 2: блок управления связывает магнитную катушку с источником питания. Магнитный якорь перемещает катушку в нижнее положение. Подача тормозной жидкости к рабочим цилиндрам прерывается: выход II рабочих тормозных цилиндров сообщается с дренажным каналом III. Тормозной момент снижается. Блок управления дает команду на повышение давления путем отключения катушки магнита от источника питания, и цикл повторяется.

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

В настоящее время более распространены АБС, работающие по трехфазному циклу. Примером такой системы является довольно распространенная система ABS Bosch 2S.

Эта система встроена в качестве дополнения к обычной тормозной системе. Между главным тормозным цилиндром и колесными цилиндрами установлены напорный (Н) и предохранительный (Р) электромагнитные клапаны, которые либо поддерживают постоянный уровень, либо снижают давление в приводах колес или в контурах. Электромагнитные клапаны активируются блоком управления, который обрабатывает информацию от четырехколесных датчиков.

Блок управления, который непрерывно получает данные о скорости вращения каждого колеса и ее изменениях, определяет блокирующий момент, затем, при необходимости, сбрасывает давление, включает гидронасос, возвращающий часть тормозной жидкости обратно в основную бак подачи цилиндра.

Рис. Функциональная схема АБС Bosch 2S: 1 — блок управления; 2 — модулятор; 3 — главный тормозной цилиндр; 4 — бак; 5 — электрогидравлический насос; 6 — рабочий цилиндр; 7 — ротор датчика колеса; 8 — индуктивный датчик колеса; 9 — сигнальная лампа; 10 — регулятор тормозных усилий; Н/Р – электромагнитные клапаны подачи и разгрузки; — .- входные сигналы БУ; — — — — выходные сигналы БУ; –––– тормозная трубка

Модулятор ABS содержит электромагнитные клапаны, гидронасос с гидроаккумуляторами давления жидкости, реле электромагнитного клапана и реле гидронасоса.

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

Система работает по программе, разделенной на три фазы: 1 — нормальное или обычное торможение; 2 — поддерживать давление на постоянном уровне; 3 — сброс давления.

Устройство ABS

Блок антиблокировочной тормозной системы

Антиблокировочная система тормозов состоит всего из 4 частей:

Датчик(и) скорости – для контроля скорости вращения колес и определения момента, когда колеса почти заблокированы

Клапаны — для каждого тормоза, которым управляет ABS, есть клапан. В зависимости от автомобиля и установленной системы АБС клапан может иметь 2 или 3 положения.

1) Клапан закрыт — тормозная жидкость не поступает на колесо из главного цилиндра

2) Клапан открыт — тормозная жидкость течет

3) Приоткрыт — клапан постепенно снижает давление в тормозе

Насос — когда работает антиблокировочная система тормозов с АБС, давление в тормозах падает, и насос используется для нагнетания давления до желаемого уровня

Главный блок управления – считывает информацию с датчиков скорости, определяет, когда наступил момент включения АБС в процесс торможения и дает команду на клапаны. Он также отключает антиблокировочную систему на низких скоростях или когда считает торможение нормальным.

Как правильно управлять машиной с АБС?

На основании анализа собранной выше информации можно сделать вывод: «надейтесь на АБС, но сами не ошибитесь», поэтому дадим несколько полезных рекомендаций по обслуживанию автомобиля с подобной системой:

1. В автомобилях с АБС в экстренных ситуациях, когда необходимо экстренное снижение скорости или остановка, тормозить надо резким, уверенным движением, нажимая педаль «в пол». АБС среагирует мгновенно, и вы сохраните контроль над автомобилем в своих руках.
2. Но! При подъеме на горку резко тормозить нельзя — нажимайте на тормоз равномерно и спокойно, без рывков, не давая сработать АБС. В противном случае вы рискуете соскользнуть и попасть в аварию. Если начинается качение, включите стояночный тормоз.
3. Перед торможением на механике не забудьте выжать педаль сцепления одновременно с тормозом. В таком положении они должны быть зафиксированы до полной остановки автомобиля.
4. Будьте осторожны на скользких склонах, плохих дорогах, учитывая недостатки этой системы.
5. Во избежание потери устойчивости автомобиля во время движения старайтесь поддерживать обороты двигателя на средних оборотах. Не превышайте их, особенно при движении по пересеченной местности или в плохих дорожных условиях. Новичку проще всего точно ориентироваться по тахометру. В то же время добавляйте газ медленно, понемногу. Соблюдайте скоростной режим, и не забывайте — в любом автомобиле все в конечном счете зависит от водителя.
6. Начинающим и неопытным водителям стоит начать с регулярных тренировок и изучения функций тормозной системы и автомобиля в целом.

Следует помнить, что при борьбе с заносом электроника не блокирует, а значительно снижает ожидаемый эффект от коррекции руля. Такие моменты требуют сознательного отказа от помощи АБС — отпустите на мгновение педаль тормоза и возьмите управление в свои руки.

Фаза нормального торможения

При обычном торможении напряжение на электромагнитных клапанах отсутствует, из главного цилиндра тормозная жидкость под давлением свободно поступает через открытые электромагнитные клапаны и приводит в действие колесные тормоза. Гидравлический насос не работает.

Рис. Фазы торможения: а) нормальная фаза торможения; б) этап поддержания давления на постоянном уровне; в) фаза снижения давления; 1 — ротор датчика колеса; 2 — датчик колеса; 3 — рабочий (рабочий) цилиндр; 4 — электрогидравлический модулятор; 5 — электромагнитный клапан; 6 — аккумулятор давления; 7 — нагнетательный насос; 8 — главный тормозной цилиндр; 9 — блок управления

Что входит в состав?

Мы уже рассмотрели, что такое АБС в автомобиле. Теперь поговорим о принципе, устройстве и о том, как работает система абс на автомобиле при торможении. Антиблокировочная система ABS всех производителей включает в себя следующие компоненты:

1. Датчики
2. Электронный блок управления
3. Гидроблок

Начнем с датчиков — их задача — передавать информацию об угловой скорости колеса, скорости падения автомобиля, давлении тормозной жидкости в системе и так далее, а также индукторе, установленном с определенным зазор по отношению к зубьям.

По типу сигналов датчики делятся на следующие группы:

• Пассивные – принцип их работы основан на свойстве электромагнитной индукции. Сам датчик представляет собой магнитопровод, вокруг которого намотан медный провод. Он расположен рядом с зубчатым сектором («кулачком») ступицы или привода колеса. Пока система находится в состоянии покоя (автомобиль стоит), тока в паре нет. Как только автомобиль начинает движение, по закону электромагнитной индукции магнитное поле датчика становится переменным, в результате чего появляется переменный ток, частота которого зависит от скорости автомобиля.

К достоинствам пассивных датчиков можно отнести отсутствие обязательного внешнего источника питания и простоту конструкции, к недостаткам — зависимость от скорости движения, поэтому на малых скоростях они малоэффективны.

• Активно работает на эффекте Холла: в датчике скорости установлена ​​микросхема с постоянным магнитом, сам датчик расположен на ведущем колесе или кольце с намагниченными участками. Когда вы начинаете двигаться мимо датчика, зубья начинают проходить, это приводит к изменению тока в датчике и, соответственно, импульсов с него.

К достоинствам можно отнести работу на всех скоростях, к недостаткам – дороговизна и необходимость наличия источника напряжения.

По типу конструкции колесные датчики делятся на прямые и угловые. Для прямых с одного конца устанавливается чувствительный элемент, а с другого — муфта, для угловых — соответственно угловая муфта.

Далее рассмотрим электронный блок управления — функция этого блока заключается в преобразовании сигналов от колесных датчиков в меандрообразные сигналы.

В зависимости от частоты импульсов рассчитывают шлифование каждого из колес и на основании запрограммированной программы определяют степень блокировки колеса. Кроме того, в зависимости от выбранной программы, он посылает команды на корпус клапана — исполнительный механизм, регулирующий давление тормозной жидкости в тормозных цилиндрах колес. Как еще работает устройство на автомобиле? При обнаружении неисправности в системе часть неисправной детали отключается, а устройство выдает код ошибки, который может быть прочитан диагностическим прибором на станции технического обслуживания.

В состав гидроблока входят лопастной насос, электромагнит с впускным или выпускным клапанами, гидроаккумулятор, демпферная камера и электродвигатель.

Гидроблоки различаются по типу устройств: клапанные, змеевиковые, мембранные, смешанные. По типу циклов их делят на двухфазные (повышение давления) и трехфазные (давление-удержание-повышение давления) циклы).

Как видите, ничего сложного. Но эта информация о том, что означает ABS в автомобиле и как она работает, может очень помочь в дороге.

Принцип работы

В простейшем представлении принцип работы системы АБС выглядит следующим образом:

Компьютер постоянно проверяет показания датчиков скорости и в случае резкого изменения скорости вращения колеса, когда колесо практически останавливается, решает, что пора включиться в процесс торможения.

Первое, что происходит, это то, что давление тормозной жидкости на тормоз уменьшается, поэтому колесо, которое вот-вот должно было заблокироваться, освобождается и с новой силой устремляется на помощь другим колесам. В качестве оружия он использует силу трения, но это пока останется за рамками нашей статьи.

После того, как колесо не заблокировано, ABS автомобиля восстанавливает давление тормозной жидкости с помощью насоса, и тормозная система продолжает нормально функционировать.

Такая процедура может случиться с каждым колесом, которое пытается выпасть из общего ритма. Причем эту процедуру можно повторять до 15 раз в секунду.

Приём, использовавшийся до появления АБС

Опытные водители давно научились сопротивляться пробуксовке колес при торможении. Они прекрасно понимают, что эффектное торможение с заносом и дымом из-под колес на самом деле малоэффективно. Тормозной путь заметно увеличился. В битве за метры жилплощади перед остановившимся автомобилем было две хитрости. На самом деле они сейчас используются, например, в автоспорте, где ABS запрещена во многих дисциплинах.

• Торможение на грани блокировки шин. Технически очень сложный прием, требует хорошей тренировки вестибулярного аппарата. Приходится очень тонко ловить предел пробуксовки, изменяя замедление в нежелательную сторону, когда усилие на педалях прибавляется довольно много, а торможение ухудшается. Ситуация осложняется неравномерным коэффициентом сцепления на всех четырех колесах. Любой из них может оказаться в зоне грязи, льда или даже на обочине дороги.
• Прерывистое торможение. При обнаружении запирающего края педаль все равно нужно отпустить, так не лучше ли это сделать заранее, предварительно гарантировав превышение допустимого предела по давлению? И сразу снова нажать. Подобный прием хорошо известен в радиоэлектронике, где он называется широтно-импульсной модуляцией. И там он настолько хорошо прижился, что на его основе работают практически все нынешние регуляторы. Вам просто нужно оставить отзыв.

В описываемых методах обратная связь идет через органы чувств человека, а результат зависит от его способностей и опыта. Естественно, автоинженеры хотели заменить человека автоматикой, которую проще обучить раз и навсегда, а потом просто тиражировать механизмы и алгоритмы. При этом характеристики электромеханических устройств по скорости реакции намного лучше, чем у человека. Так и появились первые серийные антиблокировочные тормозные системы, известные теперь под аббревиатурой АБС.

Системы ABS оказались очень эффективными, и в некоторых случаях они стали обязательными. Например в автобусах и даже в авиации. Попытка остановить тяжелый пассажирский самолет колесными тормозами неизбежно приведет к протиранию шин и взрыву, после чего неминуема катастрофа. Торможение на краю, когда колеса еще движутся, спасает шины и, таким образом, жизнь. Пилот в ручном режиме не может так затормозить, обратная связь в многотонной машине сводится практически к нулю.

История внедрения системы

Инженеры ведущих автомобильных компаний усердно работали над разработкой АБС в первой половине 70-х годов. Даже самые первые системы были достаточно удачными, и уже в то десятилетие такие системы стали устанавливать на серийные автомобили.

Изначально на автомобили устанавливались механические датчики только на одну ось, которые отправляли на модуль управления данные об изменении давления в тормозных контурах. Разработчики из Германии пошли в этом направлении еще дальше и стали использовать датчики без контактов, а это, в свою очередь, катализировало передачу информации на логический блок. Кроме того, уменьшилось количество ложных срабатываний и исчез износ за счет устранения трущихся поверхностей. Современная система также работает по тому же принципу, который использовался в первых антиблокировочных системах.

Составные антиблокировочной системы

Гипотетически структура АБС достаточно проста и состоит из следующих блоков:

• гидроблок
• датчики скорости
• электронный блок управления

Последний играет роль «интеллекта» системы (компьютера), поэтому нетрудно представить, какую роль он играет. Что касается датчиков контроля скорости и гидроблока, здесь необходим более глубокий анализ.

Как работает датчик скорости

Датчики, контролирующие скорость, работают по принципу электромагнитной индукции. Катушка с магнитопроводом жестко закреплена в редукторе ведущего вала. Кроме того, к ступице крепится зубчатый венец, который вращается параллельно колесу. Затем это вращение изменяет параметры магнитного поля, что, в свою очередь, вызывает появление тока. Сила электрического тока будет возрастать прямо пропорционально скорости вращения колес. На основе этой силы снова создается сигнал, который передается на электронный блок управления. Импульсы передаются от четырех датчиков скорости, которые бывают двух типов: активные и пассивные, а также разные по конструкции.

Датчик активного типа работает с магнитной втулкой. Передача бинарного сигнала осуществляется путем считывания метки. За счет скорости вращения отсутствуют ошибки, и как следствие – точные данные о пульсе.

В пассивном типе используется специальный кулачок в блоке втулки. Благодаря таким сигналам датчик способен определять скорость вращения. Важно учитывать один недостаток такой конструкции – на малой скорости может возникнуть неточность.

Гидроблок

В состав гидроблока входят:

• бачок хранения тормозной жидкости — гидроаккумулятор;
• впускной и выпускной электромагнитные клапаны, с помощью которых регулируется давление, подаваемое в тормозные цилиндры автомобиля. Каждый тип АБС отличается количеством пар клапанов;
• благодаря универсальному насосу в системе создается необходимое давление, в результате чего тормозная жидкость подается от гидроаккумулятора, а при необходимости забирается.

Типы антиблокировочных систем

Типы антиблокировочных систем делятся по количеству датчиков скорости вращения. Существуют 1-, 3- и 4-канальные системы, оснащенные соответственно 1, 3 или 4 датчиками.

Самая современная и самая дорогая – это 4-х канальная система. В этом случае на каждое колесо установлен свой датчик, и компьютер управляет каждым из них отдельно.

При использовании трехканальной АБС датчики ставятся: по одному на заднюю ось и по одному на каждое переднее колесо. Таким образом, задние колеса управляются параллельно, а передние отдельно.

Одноканальная АБС — самый простой вариант. Датчик скорости всего один и расположен он на задней оси. Здесь только один клапан. Из этого следует, что при включении системы АБС действует только пара задних колес, а значит, и антиблокировочная, причем вместе.

Достоинства и недостатки

К другим преимуществам этой системы относятся:

• сохранение траектории движения при торможении на входе в поворот;
• при торможении разрешается маневрирование;
• удобство для новичков.

Но АБС не идеальна. При определенных условиях эта система может работать неправильно и вызывать ошибки. А это влияет на эффективность торможения и может несколько дезориентировать водителя.

Эти условия таковы:

• дорога с проблемным покрытием;
• сэнди;
• лед;
• покрытие с выбоинами, «гребешком».

В целом ABS хорошо работает только на ровных дорогах с хорошим сцеплением. В других случаях система ABS может работать со сбоями.

Например, на проблемной трассе с часто меняющимся покрытием (смена асфальта гравием или другой насыпью) система не сможет подобрать оптимальное усилие на механизмы, что увеличивает тормозной путь.

Когда съезжаешь с дороги, АБС тоже не «помощник». Здесь запирание — лучший способ остановить машину как можно быстрее.

К особенностям антиблокировочной системы также можно отнести некоторое запаздывание включения при движении на высоких скоростях (более 130 км/ч). Просто в таких условиях блоку управления нужно некоторое время, чтобы произвести расчеты и привести в действие гидроблок.

На малых скоростях (10-15 км/ч) система полностью отключается. Если это остановка на ровной поверхности, отключение АБС никак не влияет, а вот при торможении на спуске отключение системы может сказаться отрицательно.

Отметим, что отключение АБС — понятие условное, так как система работает постоянно и отключить ее невозможно. Здесь под деактивацией следует понимать переход в «дежурный режим». То есть он снова активируется и начнет выполнять свою функцию при следующем нажатии на педаль тормоза. Единственный раз, когда не включается, это торможение при движении на малых скоростях.

Схема устройства антиблокировочного механизма

Схема антиблокировочной системы ABS

1. емкость для тормозной жидкости (бачок);
2. усилитель тормоза;
3. датчик педали сцепления;
4. датчик давления в тормозной системе;
5. блок управления АБС;
6. получатель;
7. амортизаторы колес;
8. впускной клапан передний левый;
9. выпускной клапан передний левый;
10. тормозной цилиндр, передний правый;
11. датчик скорости колеса.

Следует помнить, что на каждое колесо приходится впускной и выпускной клапан, а также тормозной цилиндр и датчик. Эти элементы показаны на схеме, но для уменьшения повторения не указаны.