Autokombi.ru

Авто-портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает ABS

Cистема ABS: принцип работы, плюсы и минусы

Рассмотрим устройство и принцип работы антиблокировочной системы тормозов. Так же наведены дополнительные механизмы, генерации, неисправности и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы ABS. Рассмотрим устройство и принцип работы антиблокировочной системы тормозов. Так же наведены дополнительные механизмы, генерации, неисправности и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы ABS.

Принцип работы системы ABS

Антиблокировочная система тормозов, или так же известная как ABS (Anti-lock braking system) на сегодня считается стандартной для современных автомобилей известных производителей. Основной предназначение системы предотвратить блокировку колёс транспортного средства в момент торможения. Таким образом, транспортное средство сохраняет курсовую устойчивость и управляемость. Стоит помнить, что в таком случае тормозной путь может быть больше, чем без использования ABS.

Когда появилась система ABS?

История появления ABS

Впервые о антиблокировочном механизме тормозов заговорили еще в далеком 1920-ом году, когда подобным механизмом стали оборудовать самолеты. Первые разработки принадлежат французской компании Avions Vision, известный тогдашний производитель различной авиатехники и автомобилей.

Шестнадцать лет спустя компания Bosch запатентовала первую систему ABS, которая срабатывала при резком торможении. До реализации дело не дошло, так как не было цифровых технологий, позволяющих вести постоянный контроль. В 1960-ые года проект снова возобновили, благодаря появлению полупроводниковых технологий. Первые практичные образцы системы ABS появились в 1971 году, разработанные компанией General Motors.

Первые серийные образцы стали устанавливать на автомобили, в качестве опции, в середине 1970-ых годов. В качестве стандартного набора в 1978 году компания Mercedes ввела ABS для моделей Mercedes-Benz W116 (прототип современного S-Class). Эстафету мгновенно подхватила компания BMW, установив на модель 7-ой серии. На момент выхода система, её стоимость составляла порядка 10% от общей цены автомобиля. В наши дни, начиная с 2004 года всех авто производителей в Европе обязали устанавливать ABS, как стандартную опцию, даже для самой «бедной» комплектации.

Какие были генерации антиблокировочной системы?

Первый серийный автомобиль с ABS

Прогресс не стоял на месте и понятное дело, что с развитием цифровых технологий, и автомобилей, развивалась антиблокировочная система тормозов. Как уже говорили, первым поколением считается 1970 год, когда впервые создали ABS. Работоспособность оставляла ожидать лучшего, так как ведущая ось блокировалась, а сам механизм системы работал не долгое время и быстро приходил в негодность.

Второе поколение пришлось на 1978 год. Начиная с этого года, на автомобили Mercedes-Benz S-Class и BMW 7-Series начали устанавливать механизм ABS, как стандартную опцию. Стоит отметить, что работоспособность механизма была на высоте для тех лет и показывала отличные результаты работы. Теперь основной задачей инженеров было уменьшение габаритов и компонентов системы.

Индикатор ABS на приборке

Третье поколение системы ABS выделяют выходом новой системы 2E в 1980-ом году. Основное отличие в том, что вес гидравлического блока уменьшился до 4,9 кг, а до этого был 6,3 кг. Аналогично уменьшилось и количество элементов, вместо 140 стало только 40 элементов.

Четвертая генерация антиблокировочной системы ABS приходится на 1995-ый год, когда появилась версия 5,3. Очередное уменьшение веса привело к показателям 2,6 кг и 25 компонентов вместо 40-ка. Пятое поколение считают в 2003 году, с выходом системы ABS 8. Инженеры обошли первую генерацию большим кругом, вес блока составил 1,6 кг, а количество элементов 16.

Последнее шестое поколение приходится на 2010 год. Именно в этом году компания Bosch производит ABS, где гидравлический блок весит 1,1 кг, а количество элементов составляет всего 9 деталей. Этот же год считается моментом старта компании Bosch в направлении систем безопасности (активных и пассивных). По всей вероятности, в 2020 году Бош представит доработанную систему, тем самым выделив новое поколение. Предполагают, что в основе будет только электроника, которая сможет паразитировать на существующих механизмах автомобиля.

Как устроена система ABS?

Основные компоненты системы ABS

Рассматривать устройство каждой генерации антиблокировочной системы смысла нет. Каждая генерация только усложняла механизм, поэтому рассмотрим шестое поколение системы ABS. Несмотря на разные автомобили, марки и модели, устройство ABS одинаковое, аналогично, как и принцип работы. Среди основных элементов выделяют:

Датчики системы ABS устанавливаются по одному на каждое колесо. Как правило, они отвечают за частоту вращения колес, а в основе работы лежит принцип Холла. Устанавливаются датчики на ступице каждого колеса. Электронный блок управления снимает информацию с них и на основе полученных данных определяет момент срабатывания тормозной системы.

Комплект ABS для установки

Весомое значение в работе антиблокировочной системы играет электронный блок управления. По сути это голова всей системы, блок собирает, анализирует и посылает команды исполнительным устройствам. Сбор информации, вычисления и передача команд происходит непрерывно. Как правило, исполнительные сигналы блок управления посылает на гидравлический блок и насос.Исполнительным механизмом антиблокировочной системы считается гидравлический блок. В состав гидроблока входит электрический магнит с клапаном (впускной и выпускной), специальный гидроаккумулятор, насос кулачковый, демпфирующие камеры и электродвигатель. Срабатывание каждого элемента приводит к блокировке или деблокировке колес автомобиля.

Схема устройства антиблокировочного механизма

Схема устройства антиблокировочной системы

Схема устройства антиблокировочной системы ABS

    емкость для тормозной жидкости (бачок);

Стоит учитывать, что для каждого колеса предусмотрен впускной и выпускной клапан, а так же тормозной цилиндр и датчик. На схеме наведены эти элементы, но для уменьшения повторений они не внесены в список.

Как работает система ABS?

Как работает антиблокировочная система автомобиля

Рассмотрев, с чего состоит антиблокировочная система, и её основные элементы, рассмотрим принцип работы. Работа ABS циклическая, каждый цикл состоит из трех основных фаз: увеличение давления в тормозной системе, удержание давления и сброс давления. Ходит такое мнение, что ABS самостоятельно повышает давление в тормозном механизме, на самом же деле это не так и давление повышается только с помощью водителя (если говорить о чистом виде ABS, без ESP).

Первый этап – это повышение давления водителем. В таком случае давление в тормозной системе повышается естественным путем, за счет нажатия водителем на педаль тормоза. Как правило, впускные клапана открыты, а выпускные закрыты. Система считывает данные с датчиков на колесах. Если скорость вращения колеса быстро замедляется, в сравнении с запрограммированными данными, то блок управления ABS переводит впускной клапан определенного колеса в закрытое положение, при этом выпускной клапан так же находится в закрытом режиме.

Датчик на ступице колеса

После закрытия впускного клапана, проходит второй этап. Определив, какое колесо тормозит больше всех, механизм отключает тормозной цилиндр от его рабочей задачи, а так же рабочий контур тормозной системы. Стоит понимать, что даже при более интенсивном нажатии на педаль тормоза, давление в системе не будет увеличиваться.

Антиблокировочная система самостоятельно подбирает максимально эффективное давление. Так же механизм ведет контроль скорости вращения колес, до момента стабилизации или полной остановки. В случае, когда вращение колес будет ниже допустимого, механизм автоматически откроет выпускной клапан и сбросит давление, тем самым полностью избавив определенных механизм от торможения.

Блок распределения давления в тормозной системе

Последний этап работы антиблокировочной системы – сброс давления. На данном этапе система открывает выпускной клапан, за счет чего давление в определенном контуре резко понижается (на определенное колесо или сторону). Жидкость из выпускного цилиндра сначала попадает в гидроаккумулятор, а далее за счет насоса выкачивается обратно в ресивер.

Впускной клапан должен быть закрытым, иначе насос не сработает. Все это время систем считывает частоту оборотов колеса, после стабилизации и возвращения к допустимым значениям, выпускной клапан автоматически закрывается. Отработав весь перечисленный процесс, впускной клапан вновь открывается и весь цикл начинается с начала.

Читайте так же:
Какую канистру для бензина стоит купить

Такой цикл работы антиблокировочной системы будет повторяться до полной стабилизации вращения колес. Чтоб понимать, за одну секунду механизм ABS может отработать до 6-ти циклов. Отключить работу ABS нельзя, не вмешиваясь в конструкцию тормозного механизма. Отключение ABS может привести к непоправим последствиям. Производитель изначально рассчитывал тормозную систему с использованием данного механизма.

Самые распространенные неисправности ABS

Перетертый провод датчика ABS

Первым признаком и наверное самым основным, выхода из строя системы ABS считается долгосрочная индикация на соответствующего значка на панели приборов. Все же, каждой поломке есть свое объяснение. Проблема может быть мелкой, засорились датчики или попросту слетел провод. Так же может быть более серьезная причина – в систему поступил воздух или поломка элементов. Стоит понимать, что рано или поздно даже сама совершенная система антиблокировки колес приходит в негодность.

Как показывает практика, специалисты выделяют несколько основных и самых частых поломок антиблокировочной системы тормозов. В первую очередь стоит проверить целостность предохранителей, не исключено, что со временем они могут перегореть. Далее по списку идут датчики вращения колес на ступицах, а так же масса. Датчики имеют свойство изнашиваться, так как в работе постоянно. Малейшее засорение так же может привести к выходу из строя всего механизма. Не стоит забывать, что еще одной причиной выхода из строя всей системы может быть элементарный обрыв провода или повреждение отдельных элементов ABS.

Плюсы и минусы системы ABS

Стертый датчик ABS

Как и любой механизм, антиблокировочная система тормозов имеет свои плюсы и минусы. Для кого-то данный механизм весьма полезен в управлении автомобилем, другие же наоборот всячески норовят его снять с машины.

Плюсы и минусы антиблокировочной системы тормозов (ABS)
ПлюсыМинусы
Сохранение управляемости автомобиляУвеличение тормозного пути на мягком дорожном покрытии
Уменьшение длины тормозного пути на жестком покрытииПоломка датчиков колес могут привести к неправильной работе тормозной системы
Повышение эффективности процесса торможенияНет возможности отключить или снять ABS
Улучшение маневренности автомобиля на скользкой дороге

Каждый водитель может выделить для себя собственные плюсы и минусы антиблокировочной системы. Все же, как показывает практика, в большинстве случаев ABS спасает от непредсказуемых ситуаций, в том числе и ДТП.

С прогрессом автомобилей и механизмов безопасности, антиблокировочная система так же модернизируется. По словам разных производителей, последнее поколение ABS способно распознавать тип дорожного покрытия. Это не только позволило избежать ошибок работы механизма на песке, а так же поспособствовало развитию механизмов управления подвеской автомобиля. Смотрите так же принцип работы системы EBD.

Видео-обзор принцип работы механизма ABS:


Система ABS в машине: как она работает и как помогает при экстренном торможении

В современном автомобиле есть много систем, которые делают его более безопасным и помогают водителю им управлять.

Инженеры постоянно улучшают их и придумывают новые, уже есть машины с полноценным автопилотом. Но одной из первых систем безопасности была антиблокировочная система тормозов — ABS. Эта статья расскажет, какую проблему решает ABS, как она работает и почему может испугать.

Как работают тормоза современного автомобиля

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, давление жидкости в тормозной системе повышается. Через металлические трубки и шланги жидкость подходит к тормозным механизмам в колесах и вынуждает колодки прижиматься к тормозному диску или барабану.

Между педалью и колодкой в системе есть много устройств: главный тормозной цилиндр, распределяющий усилия между всеми колесами автомобиля, и вакуумный усилитель, который позволяет водителю давить на педаль с меньшим усилием.

Чем страшна блокировка колес при торможении

Если водитель нажимает на педаль достаточно сильно, то тормозного усилия хватит для полной блокировки колес: машина «пойдет юзом» — колеса остановятся, а автомобиль продолжит движение по инерции. На асфальте останутся яркие черные следы, на покрышках появится локальный износ: они могут сильно пострадать и даже прийти в негодность. Представьте себе, как изнашивается стирательная резинка — с шиной произойдет почти то же самое.

Если водитель продолжит давить на тормоз, то рано или поздно полностью потеряет контроль над автомобилем. С заблокированными передними колесами не получится изменить траекторию движения, даже если повернуть руль до упора. Такая ситуация опасна и для водителя, и для других участников движения. Система ABS борется именно с этим явлением: она предотвращает блокировку колес при торможении и позволяет сохранить контроль над автомобилем в момент экстренного торможения.

Курс о больших делах

Как устроена ABS

Как и многие решения в автопроме, система пришла из авиации. Первые опытные образцы полностью механической системы появились в 1920-х годах. Автомобили с механической антиблокировочной системой появились в 1960-х , но развития она не получила, потому что была очень громоздкой и ненадежной. Первую электронную ABS разработали инженеры «Фиата», позже патент продали компании «Бош».

С 2004 года систему в обязательном порядке ставят на все новые автомобили, которые продают на территории Евросоюза, а с 2012 года такое правило заработало и в США.

Система состоит из нескольких элементов.

Датчики скорости вращения колес. Чтобы бороться с блокировкой колеса эффективно, система должна отслеживать эту скорость и срабатывать в нужный момент. За это отвечают специальные датчики, установленные на каждом колесе, а точнее — на ступице. Они отслеживают вращение по специальному магнитному кольцу.

На более старых машинах датчики могут быть импульсными и считывать скорость по специальным зубчатым кольцам, такой вариант менее точный. Полученную информацию датчики передают в блок управления ABS.

Блок управления — микросхема в специальном корпусе. На основе информации с датчиков блок управления ABS определяет, какое колесо близко к блокировке и где нужно уменьшить давление в тормозной системе.

Насос и клапаны — органы управления системы. При срабатывании системы участие водителя уже не требуется: с помощью открытия и закрытия клапанов, объединенных в одном корпусе, ABS уменьшает и увеличивает давление в тормозной системе до 20 раз в секунду. А значит, меняется тормозное усилие на колесах и они не блокируются. Насос ABS работает только в момент активации системы и позволяет быстро восстановить давление в системе.

Главная задача ABS

Благодаря этой системе колеса автомобиля не блокируются и водитель сможет им управлять, даже выжав педаль тормоза «в пол». Автомобиль с работающей ABS реагирует на поворот руля, пусть и с некоторой задержкой. Так можно избежать ДТП или минимизировать его последствия, а заодно снизить скорость и увернуться от препятствия.

Представим, перед водителем кто-то резко оттормаживается. Автомобиль без ABS пойдет по инерции строго прямо, как бы водитель не крутил руль. Автомобилем с ABS можно как-то управлять, и самое главное — тормозной путь будет сильно короче, а значит будет больше шансов не догнать чужую машину. Даже если это случится, повреждения будут менее критичными и за ремонт удастся заплатить гораздо меньше.

Разные виды антиблокировочных систем, их развитие

Первые антиблокировочные системы были одноканальными и работали только на одной оси автомобиля: работали одновременно и одинаково влияли на оба колеса оси. Актуальные системы поддерживают четыре канала, по одному на каждое колесо, каждый может работать независимо.

Читайте так же:
Выбор автосигнализации Шерхан

Дальнейшее развитие — дополнение, система распределения тормозных усилий (EBD). Она работает не только при экстренном торможении и контролирует распределение тормозных усилий задолго до блокировки колес. C EBD автомобиль стабилен при торможении, это особенно заметно, если под колесами разное покрытие. Например, если левые колеса на асфальте, а правые на льду, система поможет избежать заноса или сноса.

Если добавить в ABS и EBD датчики положения рулевого колеса, дроссельной заслонки и поперечного ускорения, у машины появится система стабилизации. В зависимости от производителя автомобиля и возможностей ее называют ASR, ESP, DSC, VDC или как-то еще.

В основе лежит тот же принцип — система анализирует разницу в скоростях вращения колес, но не только. Блок управления системой также анализирует угол поворота руля, положение педалей газа и тормоза, поперечное ускорение и другие параметры. На основе этих данных одно или несколько колес могут притормозить благодаря клапанам в блоке ABS. Это поможет стабилизировать автомобиль и выйти из заноса.

Как пользоваться ABS и быть готовым к тому, что она сработает

Система не требует от водителя каких-то особых навыков. Он просто оценивает дорожную ситуацию и нажимает на педаль. Тем не менее ABS может испугать неопытного водителя: когда система работает на педали тормоза, будет сильная вибрация. Это работают насос и клапаны, которые регулируют давление в разных частях тормозной системы.

Автомобилем, у которого сработала ABS, управлять сложнее. Реакции на поворот руля очень замедленны и менее точны. Водителю нужно понимать, что при торможении с ABS рулить нужно с опережением. Если рядом нет других автомобилей или препятствий — поверните руль сильнее, чем при обычной езде.

Если ваш опыт вождения скромный, то лучше познакомиться с ABS заранее. Для этого подойдет пустая парковка или площадка с асфальтовым покрытием — эксперименты с ABS на неровных грунтовых дорогах и площадках не дадут нужного опыта. Выполните несколько экстренных торможений — резко нажимайте педаль тормоза до упора. Начните с торможения с 30 км/ч, потом увеличьте скорость. Помните о безопасности и ПДД.

Когда экстренное торможение по прямой будет уже понятным, попробуйте тормозить с ABS и маневрировать. Желательно повторить эти упражнения в разных погодных условиях: на сухом асфальте, на мокром и зимой, на снежном и ледяном покрытиях. Это не сделает вас профессиональным водителем, но даст понимание, как ведет себя автомобиль при резком торможении и чего ждать от системы ABS. Однажды эти знания могут спасти как минимум бампер.

Система ABS: что это такое и как работает

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.
Читайте так же:
Почему ДВС троит на холостом ходу

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.

Как работает АБС на автомобиле

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

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

Немного о силах трения

Виды сил трения

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

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

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

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

Приём, использовавшийся до появления АБС

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

  • Торможение на грани блокировки шин. Технически очень сложный приём, требует хорошей тренированности вестибулярного аппарата. Надо очень тонко улавливать грань скольжения по изменению замедления в нежелательную сторону, когда усилие на педали совсем немного добавилось, а торможение ухудшилось. Ситуация усложняется неравномерностью коэффициента сцепления по всем четырём колёсам. Любое из них может попасть на участок с грязью, льдом или вообще на обочину дороги.
  • Прерывистое торможение. При обнаружении грани блокирования всё равно педаль надо отпускать, так не лучше ли это сделать заранее, предварительно гарантированно превысив допустимый предел по силе нажатия? И сразу же снова нажать. Подобный приём хорошо известен в радиоэлектронике, где он называется широтно-импульсным модулированием. Причём там он настолько хорошо прижился, что на его основе работают почти все силовые регуляторы. Надо только обеспечить обратную связь.

Машина с АБС и без АБС

Принципиальная схема АБС в автомобиле

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

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

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

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

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

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

Читайте так же:
Схема устройства автомобиля для новичков

Антиблокировочная система

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

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

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

Алгоритмы работы системы

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

Работа АБС

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

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

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

Врождённые недостатки АБС

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

Недостатки АБС

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

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

Видео: ABS что это? Антиблокировочная система автомобиля.

Принцип работы ABS в автомобиле

Принцип работы ABS в автомобиле

Сегодня новые автомобили оснащены самыми разными системами, с помощью которых даже водители-новички могут с легкостью справится с управлением. Одной из самых первых систем, считается антиблокировочная тормозная система. Система ABS устанавливается даже в базовые комплектации автомашин. Это электромеханический блок, который в таких сложных дорожных ситуациях, как скользкий, мокрый путь или гололед, управляет торможением транспортного средства. По сути, это правая рука водителя, тем более новичка.

Содержание:

Правильное торможение без АБС

Каждому водителю следует осознавать, что недостаточно просто вовремя воспользоваться педалью тормоза. Так как если при большой скорости резко нажать на тормоз, то колеса автомобиля блокируются, в результате чего не будет сцепки колес с дорожным покрытием. Покрытие дороги может быть разным, поэтому и скорость скольжения колес будет разная. В результате транспортное средство перестает быть управляемым и может легко пойти в занос. Если владелец автомашины неопытный, то контролирование направления автомобиля может выдаться ему не по силам.

Как тормозить с АБС

Самое главное в таком торможении – это не допустить, чтобы колеса жестко заблокировались, в результате чего транспортное средство идет в занос. Во избежание таких случаев, рекомендуется применение приема прерывистого торможения. Для осуществления такого правильного торможения, необходимо периодически с маленьким интервалом то нажимать, то отпускать педаль тормоза, и ни в коем случае нельзя держать педаль тормоза нажатой до полной остановки. С помощью такой простой методики торможения, можно контролировать автомобиль несмотря на качество поверхности дороги.

Однако необходимо учитывать простой человеческий фактор – водитель в непредвиденной ситуации способен растеряться и все правила торможения могут просто вылететь у него с головы. Для контроля транспортного средства в подобных экстренных ситуациях и была разработана антиблокировочная система торможения.

В чем секрет работы ABS

Важно знать по какому принципу работает АБС, ведь она имеет тесную связь с системой управления, а это значит, что соответственно и с уровнем безопасности автоводителя и пассажира. Итак, основная идея работы системы состоит в том, что когда водитель жмет педаль тормоза, происходит мгновенный контроль, а также на колеса перераспределяется тормозное усилие. Посредством этого, автомашина управляема в любых условиях, и достигается эффект снижения скорости. Однако нельзя полагаться только на различные дополнительные системы потому, что водителю следует освоить собственный автомобиль – длину тормозного пути и поведение в экстренных ситуациях. Рекомендуется протестировать способности автомобиля на специализированных автодромах, для того, чтобы в будущем предотвратить щекотливые ситуации на дороге.

Схема ABS

Еще существуют некоторые особенности работы АБС. Например, когда шофер решил прекратить движение автомашины, оснащенной системой ABS, то при нажатии педали тормоза ощущается легкая вибрация на педали, и может слышатся сопровождающий звук похожий на «трещотку». Вибрация и звук – это признак того, что система заработала. Тем временем датчики выполняют считывание показателей скорости, а блок управления обеспечивает контроль давления внутри тормозных цилиндров. Таким образом, не позволяет блокировку колес, а притормаживает быстрыми рывками. Благодаря этому, обороты автомобиля падают, и при этом не идет в занос, что позволяет управлять транспортным средством до самой остановки. Даже при скользкой дороге, с системой ABS, водителю необходимо только держать под контролем направление автомобиля. Такое идеальное и управляемое торможение возможно только благодаря системе АБС.

Читайте так же:
Как отремонтировать авто по ОСАГО

Следует подчеркнуть следующие этапы действия:

  1. Сбрасывание давления в тормозном цилиндре.
  2. Поддержка беспрерывного давления в цилиндре.
  3. Увеличение давления до соответствующего уровня в самом тормозном цилиндре.

Важно знать, что гидроблок в транспортном средстве монтируется в тормозную систему подряд прямо после главного тормозного цилиндра. Что касается электромагнитного клапана, то это – своеобразный кран, который впускает и блокирует приток жидкого вещества к самим тормозным цилиндрам.

Контролирование, а также рабочие процессы системы торможения автомашины выполняются в согласии с информацией, которая поступила на блок управления АБС от скоростных датчиков.

Блок АБС

При процессе торможения, ABS расшифровывает информацию с датчиков частоты вращения колес, благодаря которой равномерно падает скорость транспортного средства. В случае остановки любого колеса, сигнал моментально отправляется с датчиков скорости к блоку управления. Приняв такой сигнал, модуль управления снимает блокировку благодаря активации выпускного клапана, который блокирует вход жидкого вещества в колесный тормозной цилиндр. В этот момент насос возвращает жидкость в гидроаккумулятор. Когда обороты колеса увеличатся до допустимой скорости, то блок управления даст команду прикрыть выпускной и открыть впускной клапан. После этого запускается насос, который будет нагнетать давление в тормозной цилиндр, в результате чего колесо будет дальше притормаживать. Эти процессы осуществляются мгновенно, и длятся до окончательной остановки транспортного средства.

Обсуждаемая суть работы АБС, представляет самую новую четырехканальную систему, в которой происходит контроль всех колес транспортного средства.

Другие известные типы

  1. Одноканальный состоит из датчика, расположенного на заднем мосту, задача которого заключается в распределении тормозного усилия синхронно на четыре колеса. Такого рода система имеет всего одну пару клапанов, благодаря чему, одновременно варьируется давление полностью по всему контуру.
  2. Двухканальный – в ней осуществляется парный контроль колес, которые размещены по одной стороне.
  3. Трехканальный состоит из трех датчиков скорости: один вмонтирован на заднем мосту, а остальные вмонтированы на передних колесах в отдельности. В упомянутом виде системы находится три пары клапанов (впускной и выпускной). Действие этого вида ABS состоит в индивидуальном контроле передних колес и в паре задних.

Сравнив разные типы АБС, можно заключить, что их отличие проявляется только в разном количестве самих клапанов и датчиков контроля скорости. Однако суть системы в транспортном средстве, а также порядок протекающих процессов идентична у всех видов систем.

История внедрения системы

Инженеры ведущих автомобильных компаний усердно занимались разработкой ABS в первой половине 70-х годов. Даже самые первые системы были довольно успешны, и уже в том десятилетии подобные системы начали устанавливать в автомобили серийного производства.

История внедрения системы АБС

Изначально на автомашины монтировались механические датчики только на одной оси, которые отправляли данные в модуль управления об изменении давления в тормозных контурах. Разработчики с Германии сделали в этой области еще один шаг вперед и начали использовать датчики без контактов, и это, в свою очередь, катализировало передачу информации в логический блок. Кроме того, число ложных срабатываний сократилось, и за счет того, что устранились трущиеся поверхности, пропал износ. По тому же принципу, который использовался в первых антиблокировочных системах, работает и современная система.

Составные антиблокировочной системы

Гипотетически строение АБС абсолютно несложно, и состоит из следующих устройств:

  • гидроблок
  • датчики скорости
  • блок электронного управления

Последнее играет роль «интеллекта» системы (компьютер), поэтому не трудно представить какую он отыгрывает роль. Что касается датчиков контроля скорости и гидроблока, необходим более глубокий анализ.

Как работает датчик скорости

Датчик скорости ABS

Датчики, которые контролируют скорость работают по принципу электромагнитной индукции. В редуктор ведущего моста жестко зафиксирована катушка с магнитным сердечником. Также в ступице закреплен зубчатый венец, который вращается параллельно с колесом. Затем такое вращение меняет параметры магнитного поля, что в ответ обуславливает появление тока. Сила электротока будет прямо пропорционально расти по отношению к скорости вращения колес. Отталкиваясь от этой силы, в свою очередь, создается сигнал, и передается в блок электронного управления. Импульсы передаются от четырех датчиков скорости, которые бывают двух типов: активными и пассивными, а также отличатся по конструкции.

Активный тип датчика функционирует с магнитной втулкой. Передача бинарного сигнала осуществляется посредством считывания его метки. Благодаря скорости вращения, отсутствуют погрешности, и как результат – точные импульсные данные.

В пассивном типе применяется определенная гребенка в блоке ступицы. Благодаря подобным сигналам, датчик способен определить скорость вращения. Важно учитывать один недостаток этой конструкции – при небольшой скорости может получится неточность.

Гидроблок

В состав гидроблока входит:

  • резервуар для хранения тормозной жидкости – гидроаккумулятор;
  • впускные и выпускные электромагнитные клапаны, благодаря которым регулируется давление, нагнетаемое в тормозных цилиндрах транспортного средства. Каждый вид ABS отличается числом пар клапанов;
  • благодаря универсальному насосу осуществляется нагнетание необходимого давления в системе, в результате чего подается тормозная жидкость из гидроаккумулятора, а когда необходимо, отбирает ее назад.

Некоторые недостатки АБС

Один из самых больших недостатков антиблокировочной системы торможения это то, что ее эффективность зависит от качества и состояния поверхности дороги. При недостаточно хорошей поверхности дороги, путь торможения значительно длиннее. Это благодаря тому, что время от времени колесо теряет контакт или сцепление с асфальтом и прекращает вращение. ABS определяет подобного рода остановку колеса, как блокировку, и тем самым перестает тормозить. В момент сцепки колес с асфальтом, запрограммированная команда не согласуется с необходимой в данном случае, и самой системе необходимо опять перестраиваться, что требует времени и увеличивается тормозной путь. Свести к минимуму такой эффект можно только уменьшив скорость движения транспортного средства.

Схема системы АБС

В случае неоднородного покрытия дороги, например, снег – асфальт или лед – асфальт, попадая на мокрый или скользящий участок дороги, ABS оценивает покрытие и настраивает под данную дорогу процесс торможения. Вместе с тем при попадании колес на асфальт, АБС опять перестраивается, из-за чего снова-таки увеличивается длина тупи торможения.

На грунтовых дорогах обычная система торможения работает намного лучше и надежнее, чем антиблокировочная система торможения. Ведь при обычном торможении, заблокированное колесо толкает грунт, создавая небольшую горку, которая не дает возможности дальше двигаться транспортному средству. Благодаря этому автомобиль останавливается очень быстро.

Еще один изъян антиблокировочной системы торможения состоит в том, что при небольшой скорости, система совсем отключается. В случае, когда дорога под уклоном и в то же время скользкая, нужно помнить о том, что может потребоваться для торможения надежный ручной тормоз. Поэтому его нужно иметь всегда в рабочем состоянии.

Штатного отключения антиблокировочной системы торможения в автомобилях не предусматривается. Иногда водители хотят отключить эту систему. Для этого необходимо вытянуть из блока штекер. Необходимо также учесть, что в новых автомобилях от ABS зависит и перераспределение межосевых тормозных сил. Поэтому, посредством торможения, полностью блокируются задние колеса.

Важно отметить, что система АБС – отличное дополнение к тормозной системе автомобиля, благодаря которому можно контролировать автомобиль в самых сложных и необычных ситуациях. Несмотря на это не следует забывать, что невозможно полностью полагаться на автомат. Со стороны водителя тоже нужно прикладывать большие усилия, чтобы держать ситуацию под контролем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию