Антиблокировочная система тормозов abs – Антиблокировочная система (АБС) — устройство, принцип работы, разновидности

АНТИБЛОКИРОВОЧНАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА — ABS — e-fee.ru

АНТИБЛОКИРОВОЧНАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА — ABS
Нажимая на педаль тормоза, мы замедляем движение автомобиля. Однако, если нужно остановиться мгновенно, мы резко жмем на педаль — возникает опасность «юза», т.е. скольжения заблокированных колес, при котором авто не слушается руля. В этой ситуации на помощь водителю придет система ABS.
Что такое АБС (Анти Блокировочная Система)?

Это ряд устройств, которые при торможении автомобиля, вне зависимости от действий водителя, предотвращают блокировку колес. Таким образом, автомобиль с ABS в экстренной остановке не только не «проскочит» с невращающимися колесами вперед, не только не потеряет управление, но и не вылетит с проезжей части.
КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА ABS?
Почему все-таки нужно стремиться приобрести автомобиль с ABS? В экстренной ситуации, когда инстинктивно вы с силой жмете на педаль тормоза, при любых, даже самых неблагоприятных дорожных условиях, автомобиль не развернет, не уведет с заданного курса. Напротив, управляемость машины сохранится, это значит, что вы сможете объехать препятствие, а при торможении на скользком повороте избежать заноса.

Работа ABS сопровождается импульсными толчками на педали тормоза и звуком «трещётки». Об исправности системы сигнализирует световой индикатор (с надписью «ABS») на приборном щитке. Индикатор загорается при включенном зажигании и гаснет через 2-3 секунды после пуска двигателя.
Следует помнить, что торможение автомобиля с ABS не должно быть многократным и прерывистым. Тормозную педаль необходимо удерживать нажатой со значительным усилием во время процесса торможения — система сама обеспечит наименьший тормозной путь.
На сухой дороге ABS может уменьшить тормозной путь автомобиля примерно на 20% по сравнению с тормозным путем машин с заблокированными колесами. На снегу, льду, мокром асфальте разница будет намного больше. Замечено: применение ABS способствует увеличению срока службы шин.

Специалисты считают, что наличие в автомобиле ABS создает у водителя иллюзию безопасности. АБС предотвратит блокировку тормозов и позволит сохранить контроль над курсовой устойчивостью и поворачиваемостью, но она не гарантирует уменьшения тормозного пути. Словом, как бы ни была хороша ABS в плане улучшения активной безопасности автомобиля, главным по-прежнему остается водитель.
ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И НЕИСПРАВНОСТИ ABS
Современные ABS обладают достаточно высокой надежностью и могут длительное время работать не выходя из строя. Электронные блоки ABS отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями, и если такая неисправность все-таки случилась, то ее причина нередко бывает связана с нарушениями правил и рекомендаций.
Самыми же уязвимыми в схеме ABS являются колесные датчики, располагаемые вблизи вращающихся деталей ступицы или полуосей. Место расположения этих датчиков благополучным никак не назовешь: различные загрязнения или даже слишком большой люфт в подшипниках ступицы способны вызывать сбои в работе датчиков, которые и становятся чаще всего виновниками 
неполадок в работе ABS.
Кроме того, на работоспособность ABS влияет величина напряжения между клеммами аккумулятора.При уменьшении напряжения до 10,5 В и ниже ABS вообще может самостоятельно выключитьсячерез предохранительный электронный блок. Предохранительное реле может также сработать при недопустимых колебаниях и всплесках напряжения в сети автомобиля.
Чтобы этого не случилось, вот рекомендации: нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, не желательно заводить двигатель методом «прикуривания» от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве «донора» собственный автомобиль и, кроме того, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе.
О том, что ABS неисправна, свидетельствует загорание контрольной лампы на панели приборов. Слишком нервно реагировать на это не следует, без тормозов автомобиль не останется, но при торможении будет вести себя как машина, в которой ABS отсутствует.
Если лампочка ABS периодически загорается и гаснет, то, скорее всего, барахлит какой-нибудь контакт в электрической цепи ABS. Автомобиль следует загнать на смотровую канаву, проверить все провода и зачистить электрические контакты. Если причина мигания лампы ABS не будет обнаружена, то дальнейшие поиски неисправности следует продолжить в специализированном автосервисе. 
Существует ряд особенностей, связанных с обслуживанием или ремонтом тормозной системы с ABS. Например, перед заменой тормозной жидкости следует разрядить аккумулятор давления в гидроблоке ABS. Для этого при выключенном зажигании необходимо раз двадцать нажать на педаль тормоза.

Антиблокировочная тормозная система ABS: устройство и принцип работы

Аббревиатура ABS знакома всем автовладельцам, и даже малоопытные водители знают, что их машина оборудована такой системой. Однако зачастую у них ошибочное представление о принципе ее работы до той поры, пока тормозная педаль при нажатии не начинает давать отдачу. Так почему же АБС во многих странах признана штатным элементом автомобиля, и в чем ее достоинства и недостатки?

 

Принцип работы и зачем нужна ABS

Антиблокировочная тормозная система не дает колесам заблокироваться при езде. И если в момент торможения это происходит, то лишь кратковременно, поскольку ABS сразу же снижает давление в тормозном канале, восстанавливая работоспособность колес. А если манипулировать с тормозом сильно и постоянно, то цикл блокировка/разблокировка будет осуществляться с регулярностью несколько раз в секунду. 

Большинство водителей почему-то ошибочно считает, что АБС необходима исключительно для сокращения тормозной дистанции, в то время как ее предназначение заключается в том, чтобы машина управлялась во время даже экстренного торможения. Ведь у малоопытных автомобилистов есть привычка сильно нажимать педаль тормоза, что приводит к блокировке колес. Соответственно, автомобиль перестает слушаться руля, и транспортное средство продолжает двигаться прямолинейно. То есть до тех пор, пока не будет восстановлено сцепление с дорожным покрытием, совершить любой маневр невозможно. Именно эту проблему и помогает решать антиблокировочная система торможения, повышающая активную безопасность.

Однако это не все, ибо еще одной функцией АБС является обеспечение безопасного движения на поверхностях с неоднородным покрытием. Допустим, если одна сторона автомобиля попадает на лед или в лужу, а другая остается на сухом асфальте, то есть большой риск, что машина пойдет юзом и даже развернется. Причина этого эффекта в том, что одна сторона будет тормозить эффективнее другой. Чтобы такого дисбаланса не происходило, и нужна антиблокировочная система. 

 

Устройство

Как работает ABS, мы вкратце уже описали, однако поскольку эта система претерпела серьезную эволюцию, есть смысл рассказать о ее компонентах. Стандартная АБС состоит из электронного блока, получающего информацию от датчика вращения колес, и управляющих клапанов тормозной магистрали. Также в систему может включаться насос, позволяющий моментально восстанавливать давление после его снижения из-за открытого клапана. Причем «опрос» датчиков электронный блок способен производить несколько раз в секунду, блокируя и разблокируя колеса. Именно по этой причине при срабатывании ABS педаль тормоза вибрирует. 

На современные автомобили ставится по 4 клапана управления давлением, более старые модели могут иметь 1-3 клапана. Как работает датчик ABS – другой вопрос, ибо он реагирует только на резкое снижение скорости вращения колес. И нужно учитывать, что они на одной оси могут вращаться неравномерно даже в штатных ситуациях. Например, при вхождении в поворот «внешние» колеса вращаются быстрее «внутренних». Это дает основание утверждать, что 4-клапанная антиблокировочная система считается самой совершенной: электронный блок получает информацию с каждого колеса, быстро регулируя их вращение.     

 

Недостатки 

 Основным недостатком антиблокировочной тормозной системы является зависимость ее эффективности от состояния поверхности, по которой едет автомобиль. Если он движется по бугристой дороге, то тормозной путь становится более длинным, чем в машине без АБС. Дело в том, что на такой поверхности колеса периодически подпрыгивают в момент торможения, и сцепление с дорогой теряется, ибо колеса перестают вращаться. В такие моменты ABS оценивает это как блокировку и прекращает торможение. А как только сцепление с дорогой восстанавливается, системе нужно некоторое время, чтобы «подумать» и подстроиться под изменившиеся условия езды. А это несколько увеличивает тормозной путь.

 Не очень дружит «антиблок» и с неоднородными участками дороги. Например, если лед сменяется сухим асфальтом, а затем сразу же снегом, это тоже приводит к удлинению тормозного пути. Ведь усилие торможения на каждом участке разное, и системе приходится постоянно перестраиваться, что делает торможение менее эффективным. 

 Далеко не всесильна АБС и на рыхлых грунтах. В данном случае автомобиль, не оснащенный ею, остановится быстрее. Ничего сложного в этом нет: заблокированное колесо в момент торможения зарывается в землю или гравий, тем самым формируя горку, которая препятствует дальнейшему движению.

 Наконец, на низкой скорости «антиблок» попросту отключается. И это самое неприятное, особенно часто такое происходит при езде по скользкой дороге под уклон. Поэтому водителю нужно быть начеку и не забывать, что в таких ситуациях спасает исключительно ручной тормоз. 

 Вдобавок, если автомобиль укомплектован шипованными шинами, то при езде по льду АБС тоже ухудшает торможение: шипы вгрызаются в лед и оставляют борозды. В таких случаях система работает на пределах своих возможностей, а контролируемые ею колеса вращаются пусть и с небольшим, но проскальзыванием.

 

Этот факт позволяет многим водителям, считающими себя профессионалами, утверждать, что АБС – не что иное, как технологическое излишество, не позволяющее человеку стопроцентно контролировать автомобиль и увеличивающее тормозной путь. Однако они забывают, что все-таки у электроники при этом есть «железное» преимущество: она предоставляет возможность маневрирования, а не ожидать порой рокового исхода, зажав педаль тормоза…

Кроме того, невзирая на все перечисленные недостатки антиблокировочной тормозной системы, пользы от нее много и в другом плане. Ведь именно ее существование позволило конструкторам включить в техническое оснащение автомобиля антипробуксовочную функцию, а также системы помощи при подъеме и спуске. 

 

Почему АБС является обязательной

В странах Евросоюза оборудование «антиблоком» стало стандартным требованием еще 15 лет назад, поскольку она реально улучшает активную безопасность транспортных средств. Ведь теперь автомобиль является просто средством передвижения, а не предметом роскоши, и управление им доступно едва ли не каждому. Вдобавок профессиональные навыки у современных водителей гораздо ниже, чем еще в начале 2000-х годах, когда к людям за рулем предъявлялись куда более серьезные требования. 

Главная проблема, которую успешно решает АБС – потеря управления машиной в ситуации экстренного торможения. Ведь практически любое внезапно возникшее на дороге препятствие провоцирует неопытного водителя резко нажать на педаль тормоза. Также система серьезно повышает безопасность при вхождении в поворот на слишком высокой скорости или наезда на обочину. Одним словом, практически в любой нештатной ситуации спасает «антиблок», снижая вероятность ошибки автовладельца. 

 

Что делать, если АБС отсутствует?

Способ повышения безопасности при управлении машиной без АБС известен давным-давно – этот «дедовский» прием называется прерывистым торможением. Причем он очень характерен для опытных водителей, которые успешно борются с желанием все сильнее и сильнее давить на педаль тормоза. Вместо этого они нажимают толчками, и поэтому колеса блокируются лишь на доли секунды. 

В данном случае срабатывает тот же принцип, что и при использовании АБС. И все было бы хорошо, если бы не одно серьезное «но»: даже настоящий профессионал с солидным стажем управления машиной не способен регулировать давление в тормозных магистралях настолько часто, как самая элементарная ABS с одним клапаном. Правда, если ее нет, прерывистое торможение тоже способно выручить в экстренной ситуации. 

Как работает антиблокировочная система торможения?

Расположение компонентов антиблокировочной системы. При резком торможении на скользкой дороге могут возникнуть проблемы. Антиблокировочная система (ABS) принимает на себя это действие и бережет Ваши нервы. На самом деле, на скользкой дороге даже профессиональный водитель не может затормозить без ABS также быстро, как среднестатистический водитель с ней.

В этой статье мы рассмотрим антиблокировочные системы — зачем они нам нужны, как они устроены, как они работают, какие они бывают, и какие проблемы могут возникнуть при их использовании?

Система ABS

В теории, антиблокировочная система устроена достаточно просто. Если Вы буксуете на льду, то видите, как колеса вращаются, но сцепление с дорогой отсутствует. Это происходит из-за проскальзывания опорной площади колеса на льду. Антиблокировочная система предотвращает блокировку и проскальзывание колес, что дает Вам два преимущества: остановка происходит быстрее, и Вы сохраняете управление автомобилем во время остановки.

ABS включает в себя следующие компоненты:

• Датчики скорости
• Насос
• Клапаны
• Блок управления

Датчики скорости

Антиблокировочной системе необходимо отслеживать момент, пограничный с блокировкой колес. Датчики скорости, установленные на каждом колесе, или в некоторых случаях, на дифференциале, считывают эту информацию.

Клапаны

В тормозной системе установлены клапаны для каждого тормоза, контролируемого ABS. В некоторых системах клапан имеет 3 положения:

• В положении 1 клапан открыт; давление от главного цилиндра передается на тормоз.
• В положении 2 клапан блокирует линию, изолируя тормоз от главного цилиндра. Это предотвращает повышение давления при более сильном нажатии на педаль тормоза.
• В положении 3 клапан немного снижает давление в тормозе.

Насос

Т.к. клапан может ослаблять давление тормозов, необходимо как-то его нагнетать в исходное положение. Для этого используется насос; когда клапан стравливает давление в линии, насос нагнетает его до необходимого уровня.

Блок управления

Блок управления представляет собой компьютер. Он отслеживает показания датчиков скорости и контролирует клапаны. Насос и клапаны ABS

Работа ABS

Существуют различные варианты алгоритмов и их комбинаций для управления ABS. Мы рассмотрим принцип работы наиболее простой системы.

Блок управления непрерывно считывает показания датчиков скорости. Он отслеживает любые уменьшения скорости, которые не являются нормальными. Например, перед блокировкой колеса, скорость его вращения резко падает. При игнорировании этого, колесо останавливается намного быстрее, чем автомобиль. В идеальных условиях для остановки при скорости движения 100 км/ч, автомобилю требуется примерно 5 секунд, но колесо блокируется менее, чем за 1 секунду.

Блок управления ABS знает, что такое резкое прерывание движения невозможно, поэтому он снижает давление на тормоза до тех пор, пока не начнется ускорение, затем опять повышает давление до повторного торможения. Это происходит настолько быстро, что колесо не успевает резко изменить скорость. В результате колеса тормозят с той же скоростью, что и автомобиль, при этом колеса тормозят в положении, пограничным с блокировкой. При этом система достигает максимального тормозного усилия.

При срабатывании ABS вы почувствуете пульсацию педали тормоза; это происходит из-за быстрого открытия и закрытия клапанов. В некоторых ABS происходит до 15 циклов открытия/закрытия клапанов в секунду.

Типы антиблокировочных систем

В автомобилях используются различные типы антиблокировочных систем в зависимости от типа установленных тормозов. Мы будем рассматривать ABS по числу каналов — т.е. количеству клапанов, которые контролируются по отдельности — и количеству датчиков скорости.

Четырехканальная ABS с четырьмя датчиками
Данный тип является наилучшим. Датчики скорости установлены на каждом колесе, а также для каждого колеса установлен отдельный клапан. При таком типе ABS, блок управления контролирует каждое колесо в отдельности для обеспечения наивысшего усилия торможения.

Трехканальная ABS с тремя датчиками
Обычно такой тип используется на небольших грузовиках (пикапах) при действии ABS на все четыре колеса. Передние колеса имеют два датчика и клапана, по одному для каждого колеса, а для задних колес устанавливается один датчик и клапан. Датчик скорости задних колес расположен на заднем мосту.

Такая система предусматривает индивидуальный контроль для каждого переднего колеса, обеспечивая максимального усилия торможения. Задние же колеса отслеживаются в паре, т.е. для срабатывания ABS необходима блокировка обоих задних колес. Такой тип ABS допускает блокировку одного заднего колеса при торможения, что снижает его эффективность.

Одноканальная ABS с одним датчиком
Такой тип обычно устанавливается на небольших грузовиках (пикапах) при действии ABS только на задние колеса. Такая ABS имеет только один клапан для контроля обоих задних колес и один датчик, расположенный на заднем мосту.

Данный тип функционирует также, как и задняя часть трехканальной ABS. Задние колеса отслеживаются в паре, т.е. для срабатывания ABS необходима блокировка обоих задних колес. Такой тип ABS допускает блокировку одного заднего колеса при торможения, что снижает его эффективность.

Такую ABS легко узнать. Обычно она имеет одну тормозную магистраль, идущую к обоим задних колесам через тройник. Вы также можете найти датчик скорости по электрическому соединению рядом с дифференциалом заднего моста.

Часто задаваемые вопросы по ABS

Нужно ли мне тормозить прерывистым нажатием на педаль тормоза на скользкой дороге?
При езде на автомобиле, оборудованном ABS, не нужно тормозить прерывистым нажатием на педаль. Прерывистое нажатие на педаль тормоза используется при торможении автомобиля без ABS для предотвращения блокировки колес и сохранения управления машиной. В автомобилях с ABS блокировка колес не происходит никогда, поэтому прерывистое нажатие на педаль лишь продлит время остановки.

При экстренном торможении на автомобиле с ABS необходимо уверенно нажимать на педаль тормоза и удерживать ее нажатой, пока ABS осуществляет торможение. Вы можете почувствовать сильную пульсацию педали, но так и должно быть, не отпускайте педаль.

Правда ли работает антиблокировочная система?
ABS делает торможение более эффективным. Она предотвращает блокировку колес и обеспечивает наименьший тормозной путь на скользкой дороге. Но способствует ли ABS предотвращению ДТП?

Американский институт дорожной безопасности провел ряд исследований для определения, насколько часто автомобили ABS участвуют в ДТП со смертельным исходом. Результаты исследования 1996 г. показали, что ABS не предотвращает возникновение ДТП со смертельным исходом. Также было отмечено, что автомобили с ABS реже участвуют в ДТП со смертельным исходом для водителя и пассажиров автомобиля, с которым произошло столкновение, но чаще со смертельным исходом для водителя и пассажиров машины с ABS, особенно при ДТП с участием одного автомобиля.

По этой причине до сих пор ведутся споры по поводу эффективности ABS. Некоторые считают, что водители автомобилей с ABS неправильно осуществляют торможение и отпускают педаль, когда чувствуют ее пульсацию. Некоторые считают, что если ABS позволяет управлять автомобилем при экстренном торможении, то многие в приступе паники съезжают с дороги и разбиваются.

Последние исследования показывают, что автомобили, оборудованные ABS, реже участвуют в ДТП, однако это еще не является основанием полагать, что ABS повышает безопасность движения.

Схема расположения компонентов ABS

Давайте соединим все части ABS вместе и посмотрим, как она работает. На рисунке представлен как пример, так и крупный план расположения компонентов ABS в автомобиле. Компоненты антиблокировочной системы.

Антиблокировочная система тормозов (ABS). Системы безопасности автомобиля.

Добрый день, уважаемый читатель.

В четвертой статье серии «Системы безопасности автомобиля» рассмотрим очередной механизм обеспечения безопасности — антиблокировочную систему тормозов.

В отличие от рассмотренных ранее систем пассивной безопасности (ремни безопасности и подушки безопасности), которые помогают в случае ДТП, антиблокировочная система относится к системам активной безопасности, т.е. главным образом она помогает предотвратить столкновение автомобилей.

Простейший способ торможения автомобиля

Многие водители считают, что чтобы быстро остановить автомобиль, необходимо нажать и удерживать педаль тормоза (тормоз в пол). Безусловно, такой способ заставит автомобиль остановиться, но такое торможение не будет эффективным.

При торможении в пол происходит блокировка колес, т.е. колеса автомобиля перестают вращаться. На первый взгляд кажется, что с заблокированными колесами автомобиль остановится быстрее. Но это только на первый взгляд. Вспомним небольшой элемент школьного курса физики: «Сила трения покоя всегда больше, чем сила трения скольжения». Т.е. если колеса автомобиля катятся (незаблокированы), то автомобиль затормозит быстрее, чем в случае с заблокированными колесами. Это обусловлено тем, что в первом случае пятно контакта колес автомобиля находится в неподвижном состоянии относительно дорожного полотна, т.е. действует сила трения покоя. Во втором же случае, когда колеса автомобиля заблокированы, на него действует сила терния скольжения.

Существует также второй недостаток простейшего способа торможения — автомобиль с заблокированными колесами полностью теряет управляемость. Т.е. если в повороте заблокировать колеса, то автомобиль продолжит свое движение по инерции прямо, 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 системы тормозов (АБС).

Антиблокировочная система тормозов

Как можно догадаться из названия, антиблокировочная система не позволяет блокироваться колесам автомобиля при торможении.

В простейшем случае система состоит из датчиков, снимающих скорость вращения каждого из колес и блока управления. При этом скорости вращения колес сравниваются, и если одно из колес вращается медленнее других (признак блокировки), то тормозное усилие на это колесо уменьшается. Колесо не блокируется. Система АБС проверяет колеса по несколько десятков раз в секунду, что позволяет сохранять для всех колес одинаковую скорость вращения.

Очевидно, что при использовании АБС в случае торможения в пол тормозной путь автомобиля уменьшается, и, что не менее важно, автомобиль сохраняет управляемость.

Торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза

Существует еще один способ торможения, который может применяться как с АБС, так и без нее — торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза. Заключается он в том, что водитель давит на педаль тормоза резко, сильно, но в течение коротких промежутков времени. Т.е. он то нажимает педаль, то отпускает ее.

При таком торможении колеса автомобиля блокируются-разблокируются. Такой способ позволяет уменьшить тормозной путь автомобиля. Это происходит за счет того, что при кратковременных нажатиях на педаль тормоза вес автомобиля переносится на его переднюю ось. Также в моменты отпускания педали тормоза автомобиль сохраняет управляемость.

Существует спорное мнение, что если человек умеет тормозить прерывисто, то ему не нужна система АБС. Хотя прерывистое торможение и позволяет снизить тормозной путь, у него есть недостаток. Для того, чтобы в критической ситуации затормозить таким способом, необходимо прерывисто тормозить постоянно. Это позволит выработать соответствующий навык. Но при прерывистом торможении автомобиль сильно раскачивается и, поэтому, постоянно тормозить таким способом некомфортно для водителя. И уж тем более постоянная раскачка не понравится Вашим пассажирам!

Ну а поскольку система АБС сама срабатывает в момент резкого торможения, она является незаменимым помощником в любом автомобиле.

Автомобили с АБС

Начиная с 2016 года все выпускаемые в обращение автомобили, включая отечественные, в обязательном порядке оборудуются антиблокировочной системой тормозов.

До 2016 года на многих недорогих моделях автомобилей АБС поставлялась в качестве дополнительной опции, поэтому при покупке подержанного автомобиля, выпущенного до 2016 года, обращайте внимание на наличие данной системы.

Торможение с АБС на видео

Напоследок привожу ролик, в котором тормозят автомобили с АБС и без нее, используя прерывистое и простое торможение:

Кстати отмечу, что в ролике прерывистое торможение выполняет опытный инструктор, который заранее знает, что ему придется тормозить. Уверен, в критической ситуации и он не сразу начнет тормозить прерывисто. И уж тем более в критической ситуации растеряется простой водитель, а выручить его сможет только АБС.

Задача каждого водителя — избежать ДТП, и антиблокировочная система оказывает в этом неоценимую помощь.

Удачи на дорогах!

Антиблокировочная система тормозов ABS – что это такое

АБС – аббревиатура, расшифровывающаяся как «антиблокировочная система» (по-английски ABS – «анти-лок брэйкинг систэм»).

Содержание статьи:

Предназначение системы

АБС является частью тормозной системы, а, следовательно, от неё напрямую зависит безопасность водителя и его пассажиров. Главное предназначение АБС, как уже ясно из названия, предотвращение полной блокировки колёс при торможении.

Блокировка колёс при резком нажатии на педаль тормоза является одним наиболее опасных явлений, особенно если она произошла на полной скорости. Следствием этого становится потеря управления машиной и снижение её устойчивости, что, в свою очередь, — прямой путь к автокатастрофе.

Сегодня АБС стала одной из основных систем активной безопасности движения автомобиля. Согласно статистическим данным, она устанавливается на ¾ всех выпускаемых в мире механических транспортных средств – автомобилях, мотоциклах, автобусах, а также прицепах и полуприцепах.

На современных автомобилях антиблокировочная система устанавливается в комплекте и с другими сложными системами управления и контроля, такими как антипробуксовочная система, электронная стабилизирующая система и т.д.

История создания

Первые антиблокировочные механизмы появились в начале ХХ века, и предназначались для предотвращения блокировки колёс паровозов и железнодорожных вагонов. Блокировка колёс локомотивов часто становилась причиной схода поездов с рельс, влекущих за собой значительный материальный ущерб и человеческие жертвы.

В 1920-х годах тормозные системы начали устанавливать на шасси большегрузных самолётов, для сокращения длины пробега при посадке. Во избежание «мёртвого» схватывания шасси и неизбежного переворота через нос, на самолёты одновременно с тормозами начали устанавливать АБС.

На автомобилях же антиблокираторы появились гораздо позже. В конце 30-х годов немецкая компания «Бош» получила патент на концепт антиблокировочной системы для автомашин.

Однако на практике создать эффективно работающую и достаточно недорогую АБС для машин в те годы не получилось из-за низкого научно-технического уровня автомобильной промышленности.

Ситуация изменилась к лучшему в 1960-е годы, с появлением полупроводников. Первенцами, примерившими АБС, стали авто американской компании «Дженерал Моторс» (1970г.).

Годом позже о создании АБС объявил немецкий концерн «Даймлер-Бенц». В 1970-е работу над собственными модификациями антиблокираторов колёс вели уже все ведущие автомобильные концерны Запада.

Первоначально АБС стоила достаточно дорого (до 10% от всей цены авто), и устанавливалась на авто высокого класса в качестве дополнительной опции, по желанию покупателя.

Первой же моделью, на которой антиблокировочная система ставилась в штатном режиме, стала БМВ-семёрка 1978г. выпуска. Начиная с 2004г., согласно евростандартам, каждая автомашина, выпускаемая в ЕС, должна обязательно оборудоваться АБС.

Принцип действия

Эффективность действия АБС основывается на следующем факте: протяжённость тормозного пути автомобиля с полностью заблокированными колёсами больше, нежели у авто с колёсами, вращающимися с небольшой скоростью.

Дело в том, что трение скольжения всегда меньше по коэффициенту трения покоя (в точке соприкосновения с дорожным покрытием вращающееся колесо находится в покое).

Для предотвращения блокировки требуется произвести усилие на педаль тормоза несколько меньшее, требующегося для полного схватывания колеса.

Опытный водитель способен интуитивно уловить данный момент, и регулировать силу торможения усилием ноги, давящей на педаль. Но водитель-новичок, либо шофёр, севший за руль чужого авто, не сразу сможет уловить необходимое усилие. В этом-то случае на помощь и приходит антиблокировочная система.

Антиблокировочная электроника следит за частотой вращения каждого колеса, и когда тормозная система «схватывает» их, и машина начинает двигаться по дороге юзом, АБС в доли секунды уменьшает тормозное усилие, возвращая водителю контроль над автомобилем.

Возникающее в результате действия АБС прерывистый характер торможения, позволяет шофёру в случае необходимости корректировать движение автомашины при экстренной остановке.    

Из чего состоит система

Система состоит из нижеперечисленных деталей и компонентов:

• Электронные датчики скорости вращения колёс.
• Датчики ускорения/замедления вращения колеса.
• Клапаны, изменяющие давление тормозных элементов (дисков или барабанов) на колесо. Устанавливаются в системах подачи тормозной жидкости.
• Электронный блок, обрабатывающий сигналы, получаемые от датчиков, и отдающий приказы клапанам на уменьшение, или увеличение давления тормозной жидкости в системе.

Процесс «схватывания-отпускания» колёс системой АБС происходит в среднем 10-20 раз в секунду, чем обеспечивается плавность, и в то же время быстрота торможения.

Антиблокировочная система (ABS) — 29 Ноября 2014 — АвтоБлог

 

Основой активной безопасности любого современного автомобиля, является антиблокировочная система

Рис. 1. Схема базовой ABS

 

ABS — антиблокировочная система. Основная задача антиблокировочной системы — не допускать блокировки ни одного из четырех колес.

Даже в идеальных условиях, на сухой ровной дороге, нужно потратить не менее пяти секунд, чтобы остановить автомобиль, если он движется со скоростью 60 км/ч. Тормозные механизмы при резком нажатии на педаль блокируют колесо меньше, чем за секунду. Если хотя бы одно колесо заблокировано, возникает занос, если же заблокированы все, автомобиль становится неуправляемым. Самое оптимальное торможение происходит, если все колеса продолжают вращаться, постепенно замедляя ход, на грани блокировки. ABS при торможении удерживает все четыре колеса в этом режиме.

 

Рассмотрим работу ABS более подробно.

Антиблокировочная система обеспечивает безопасность движения и быструю остановку автомобиля. Изменяя давление тормозной жидкости, чтобы не происходило блокирование колес, система поддерживает оптимальное значение коэффициента сцепления шин с дорожным покрытием. Такие системы бывают двух типов: обеспечивающие управление всеми четырьмя колесами или только задними колесами. Управление задними колесами предотвращает их блокировку и сокращает тормозной путь.

Дополнительное управление передними колесами гарантирует соответствие траектории поворота положению рулевого колеса, что позволяет при резком торможении избежать столкновений с препятствием. Автомобильное колесо в процессе торможения замедляет свое вращение в широком диапазоне скоростей от свободного качения до полного блокирования, т.е. движется относительно дорожного полотна с проскальзыванием. Степень проскальзывания определяется отношением разности скорости автомобиля и окружной скорости вращения колеса к скорости автомобиля. От величины проскальзывания зависит коэффициент сцепления колеса с дорогой, а следовательно, и тормозная сила на колесе автомобиля.

Типовая зависимость коэффициента сцепления колеса с дорогой от проскальзывания S (Рис.1, где 1 и 2 — коэффициенты S на сухом и обледенелом бетоне соответственно) имеет максимальное значение коэффициента сцепления в продольном направлении. Для получения максимального замедления автомобиля и, следовательно, наименьшего тормозного пути (близкого к оптимальному торможения) необходимо, чтобы колеса при торможении имели проскальзывание, соответствующее максимальному значению коэффициента сцепления колеса с дорогой в продольном направлении.

Для решения такой задачи и используется антиблокировочная система.

Рис. 2. Типовая зависимость коэффициента сцепления колеса с дорогой от проскальзывания (где 1 и 2 — коэффициенты S на сухом и обледенелом бетоне соответственно)

 

Принцип действия базовой ABS таков:

Электронный блок управления постоянно следит за показаниями датчиков скорости. Если три колеса при торможении продолжают вращаться с одной и той же скоростью, а четвертое замедляется, блок управления сигнализирует отступление от нормы.

Контроллер запрограммирован на недопустимость блокировки колеса. Он подает сигнал о снижении давления в тормозном контуре, ведущем к нему. Тормозные колодки разводятся, затем сводятся снова, и так до пятнадцати раз в секунду. Если угроза блокировки миновала, продолжается торможение в штатном режиме. До полной остановки автомобиля ABS следит за тем, чтобы вращение всех колес замедлялось равномерно, не переходя грань, за которой возможна блокировка.

Рис. 3. Элементы ABS

 

Наиболее эффективной является антиблокировочная система тормозов с индивидуальным регулированием скольжения колеса, т.н. четырехканальная система. Индивидуальное регулирование позволяет получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии с дорожными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь.

Конструкция антиблокировочной системы включает датчики частоты вращения колес, датчик давления в тормозной системе, блок управления и гидравлический блок в качестве исполнительного устройства.

Рис. 4. Схема антиблокировочной системы тормозов ABS: 1-компенсационный бачок, 2-вакуумный усилитель тормозов, 3-датчик положения педали тормоза, 4-датчик давления в тормозной системе,5-блок управления,6-насос обратной подачи, 7-аккумулятор давления, 8-демпфирующая камера, 9-впускной клапан переднего левого тормозного механизма, 10-выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма, 11-впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 12-выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 13-впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 14-выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 15-впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 16-выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 17-передний левый тормозной цилиндр, 18-датчик частоты вращения переднего левого колеса, 19-передний правый тормозной цилиндр, 20-датчик частоты вращения переднего правого колеса, 21-задний левый тормозной цилиндр, 22-датчик частоты вращения заднего левого колеса, 23-задний правый тормозной цилиндр, 24-датчик частоты вращения заднего правого колеса

 

Датчик скорости устанавливается на каждое колесо. Он фиксирует текущее значение частоты вращения колеса и преобразует его в электрический сигнал.

На основании сигналов датчиков блок управления выявляет ситуацию блокирования колеса. В соответствии с установленным программным обеспечением блок формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства — электромагнитные клапаны и электродвигатель насоса обратной подачи гидравлического блока системы.

Гидравлический блок объединяет впускные и выпускные электромагнитные клапаны, аккумуляторы давления, насос обратной подачи с электродвигателем, демпфирующие камеры.

В гидравлическом блоке каждому тормозному цилиндру колеса соответствует один впускной и один выпускной клапаны, которые управляют торможением в пределах своего контура.

Аккумулятор давления предназначен для приема тормозной жидкости при сбросе давления в тормозном контуре. Насос обратной подачи подключается, когда емкости аккумуляторов давления недостаточно. Он увеличивает скорость сброса давления. Демпфирующие камеры принимают тормозную жидкость от насоса обратной подачи и гасят ее колебания.

В гидравлическом блоке устанавливается два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры по числу контуров гидропривода тормозов.

Контрольная лампа на панели приборов сигнализирует о неисправности системы.

 

Принцип работы антиблокировочной системы тормозов

Работа антиблокировочной системы тормозов носит цикличный характер. Цикл работы системы включает три фазы:

На основании электрических сигналов, поступающих от датчиков угловой скорости, блок управления ABS сравнивает угловые скорости колёс. При возникновении опасности блокирования одного из колёс, блок управления закрывает соответствующий впускной клапан. Выпускной клапан при этом также закрыт. Происходит удержание давления в контуре тормозного цилиндра колеса. При дальнейшем нажатии на педаль тормоза давление в тормозном цилиндре колеса не увеличивается.

При продолжающейся блокировке колеса, блок управления открывает соответствующий выпускной клапан. Впускной клапан при этом остается закрытым. Тормозная жидкость перенаправляется в аккумулятор давления. Происходит сброс давления в контуре, при этом скорость вращения колеса увеличивается. При недостаточной емкости аккумулятора давления, блок управления ABS подключает к работе насос обратной подачи. Насос обратной подачи перекачивает тормозную жидкость в демпфирующую камеру, уменьшая давление в контуре. Водитель при этом ощущает пульсацию педали тормоза.

Как только угловая скорость колеса превысит определённое значение, блок управления закрывает выпускной клапан и открывает впускной. Происходит увеличение давления в контуре тормозного цилиндра колеса.

Цикл работы антиблокировочной системы тормозов повторяется до завершения торможения или прекращения блокирования. Система ABS не отключается.

В современных автомобилях ABS все чаще становится узлом более сложной системы электронного контроля устойчивости (ESC) или системы распределения тормозных усилий (EBD).

 

Система электронного контроля устойчивости (ESC)

Электронный контроль устойчивости или курсовая устойчивость (Electronic Stability Control, ESC)

ЭКУ активная система безопасности автомобиля, позволяющая предотвратить занос посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких). Является вспомогательной системой автомобиля.

Система позволяет удерживать автомобиль в пределах заданной водителем траектории при различных режимах движения (разгоне, торможении, движении по прямой, в поворотах и при свободном качении).

 

Устройство системы курсовой устойчивости

Система курсовой устойчивости является системой активной безопасности более высокого уровня и включает: антиблокировочную систему тормозов (ABS), систему распределения тормозных усилий (EBD), электронную блокировку дифференциала (EDS), антипробуксовочную систему (ASR).

Система курсовой устойчивости объединяет входные датчики, блок управления и гидравлический блок в качестве исполнительного устройства.

Рис. 5. Схема системы курсовой устойчивости ESP: 1-компенсационный бачок, 2-вакуумный усилитель тормозов, 3-датчик положения педали тормоза, 4-датчик давления в тормозной системе, 5-блок управления, 6-насос обратной подачи, 7-аккумулятор давления, 8-демпфирующая камера, 9-впускной клапан переднего левого тормозного механизма, 10-выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма, 11-впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 12-выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 13-впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 14-выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 15-впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 16-выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 17-передний левый тормозной цилиндр, 18-датчик частоты вращения переднего левого колеса, 19-передний правый тормозной цилиндр, 20-датчик частоты вращения переднего правого колеса, 21-задний левый тормозной цилиндр, 22-датчик частоты вращения заднего левого колеса, 23-задний правый тормозной цилиндр, 24-датчик частоты вращения заднего правого колеса, 25-переключающий клапан, 26-клапан высокого давления, 27-шина обмена данными

 

Входные датчики фиксируют конкретные параметры автомобиля и преобразуют их в электрические сигналы. С помощью датчиков система динамической стабилизации оценивает действия водителя и параметры движения автомобиля. Используются в оценке действий водителя датчики угла поворота рулевого колеса, давления в тормозной системе, выключатель стоп-сигнала. Оценивают фактические параметры движения датчики частоты вращения колес, продольного ускорения, поперечного ускорения, скорости поворота автомобиля, давления в тормозной системе.

Блок управления системы ESP принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства подконтрольных систем активной безопасности:

• впускные и выпускные клапаны системы ABS;
• переключающие и клапаны высокого давления системы ASR;
• контрольные лампы системы ESP, системы ABS, тормозной системы.

В своей работе блок управления ESP взаимодействует с системой управления двигателем и автоматической коробки передач (через соответствующие блоки). Помимо приема сигналов от этих систем блок управления формирует управляющие воздействия на элементы системы управления двигателем и АКПП.

Для работы системы динамической стабилизации используется гидравлический блок системы ABS/ASR со всеми компонентами.

 

Дополнительные функции системы курсовой устойчивости

В конструкции системы курсовой устойчивости могут быть реализованы следующие дополнительные функции (подсистемы):гидравлический усилитель тормозов, предотвращения опрокидывания, предотвращения столкновения, стабилизации автопоезда, повышения эффективности тормозов при нагреве, удаления влаги с тормозных дисков и и др.

Все перечисленные системы, в основном, не имеют своих конструктивных элементов, а являются программным расширением системы ESP.

Система предотвращения опрокидывания ROP (Roll Over Prevention) стабилизирует движение автомобиля при угрозе опрокидывания. Предотвращение опрокидывания достигается за счет уменьшения поперечного ускорения путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя. Дополнительное давление в тормозной системе создается с помощью активного усилителя тормозов. ( На автомобилях VOLVO, FORD обозначается как RSC, у CHEVROLET ARP)

Система предотвращения столкновения (Braking Guard) может быть реализована в автомобиле, оснащенном адаптивным круиз-контролем. Система предотвращает опасность столкновения с помощью визуальных и звуковых сигналов, а в критической ситуации — путем нагнетания давления в тормозной системе (автоматического включения насоса обратной подачи).

Система стабилизации автопоезда может быть реализована в автомобиле, оборудованным тягово-сцепным устройством. Система предотвращает рыскание прицепа при движении автомобиля, которое достигается за счет торможения колес или снижения крутящего момента.

Fading Brake Support (другое наименование — Over Boost) предотвращает недостаточное сцепление тормозных колодок с тормозными дисками, возникающее при нагреве, путем дополнительного увеличения давления в тормозном приводе.

Система удаления влаги с тормозных дисков активируется на скорости свыше 50км/ч и включенных стеклоочистителях. Принцип работы системы заключается в кратковременном повышении давления в контуре передних колес, за счет чего тормозные колодки прижимаются к дискам и происходит испарение влаги.

 

Система распределения тормозных усилий

Система распределения тормозных усилий предназначена для предотвращения блокировки задних колес за счет управления тормозным усилием задней оси.

Рис. 6. Эффективность работы EBD

 

Во время интенсивного торможения на скользкой дороге антиблокировочная система (ABS) предотвращает блокировку колес и позволяет сохранить управляемость. Вне зависимости от количества пассажиров и багажа, а также дорожных условий электронная система распределения тормозных усилий (EBD) делит тормозные усилия между передними и задними колесами для максимально стабильного и эффективного замедления.

Система распределения тормозных усилий представляет собой программное расширение антиблокировочной системы тормозов. Другими словами, система использует конструктивные элементы системы ABS в новом качестве.

 

Принцип работы системы распределения тормозных усилий

Работа системы EBD, также как и система ABS, носит цикличный характер. Цикл работы включает три фазы:

• удержание давления;
• сброс давления;
• увеличение давления.

На основании разности сигналов датчиков блок управления определяет начало блокирования задних колес. Он закрывает впускные клапаны в контурах тормозных цилиндров задних колес. Давление в контуре задних колес удерживается на текущем уровне. Впускные клапаны передних колёс остаются открытыми. Давление в контурах тормозных цилиндров передних колес продолжает увеличиваться до начала блокирования передних колес.

Если колеса задней оси продолжают блокироваться, открываются соответствующие выпускные клапаны и давление в контурах тормозных цилиндров задних колес уменьшается.

При превышении угловой скорости задних колес заданного значения, давление в контурах увеличивается. Происходит торможение задних колес.

Работа системы распределения тормозных усилий заканчивается с началом блокирования передних (ведущих) колес. При этом в работу включается система ABS.

 

Достоинства и недостатки ABS

На покрытиях, обеспечивающих хорошее сцепление колеса с дорогой, к примеру, на сухом асфальте, автомобиль с ABS останавливается быстрее, чем автомобиль без ABS. Получается, что наличие ABS снижает риск столкновения с идущей впереди машиной.

На покрытиях с плохим сцеплением — к примеру, на рыхлом снегу или гравии — основное достоинство АБС в том, что возможность разблокировки одного или нескольких колес существенно снижает вероятность заноса. 

На покрытиях с плохим сцеплением тормозной путь автомобиля с АБС оказывается длиннее. В таких местах интенсивность торможения зависит, скорее, от состояния и качества шин. Заблокированные колеса автомобиля без АБС зарываются в рыхлый снег или гравий и останавливают машину быстрее, чем колеса, которые система постоянно старается разблокировать. Поэтому в некоторых автомобилях установлена система, различающая тип покрытия и меняющая режим работы ABS. Кроме того, некоторые производители автомобилей предоставляют водителю возможность выключить систему.

На ровных скользких дорогах (к примеру, во время гололеда), при блокировании всех колес сразу АБС может быть бессильна. Поскольку система опирается на сравнение скорости хода всех колес, одновременная их остановка не может быть воспринята блоком управления как нештатная ситуация.

 

История создания ABS

Первая механическая АБС была разработана авиатором Габриэлем Вуазеном в 1929 году для использования в аэропланах.

В 1936 году компания Bosch запатентовала принцип работы тормозной системы с устройством, предотвращающим блокировку колес. Однако создать на основе существующих в те годы электронных компонентов работоспособную ABS было невозможно.

Позже гидравлические ABS начали устанавливать на гоночные автомобили, мотоциклы и автомобили представительского класса. К примеру, в 1970 году система ABS Sure track ставилась на заднюю ось Lincoln Continental, а в следующем году компания Nissan начала предлагать АБС в качестве опции для модели President. Позже, в 1978 году, на двух немецких представительских автомобилях — Mercedes Benz W116 (S-класс) и BMW 7-й серии — ABS разработки Robert Bosch GmbH стала штатным узлом.

 

Интересные факты об ABS

При езде на мотоцикле блокировка колёс при торможении происходит намного чаще, чем при езде на автомобиле. Для мотоциклиста блокировка означает практически неизбежное падение, поэтому большинство современных мотоциклов оснащены ABS. Более того, в законодательные органы ряда стран постоянно поступают проекты законов, запрещающих ввоз и использование мотоциклов без ABS.

Обладая автомобилем с ABS в Израиле, можно получить скидку на обязательное страхование автогражданской ответственности.

В 1993 году регламент гонок Формула-1 пополнился запретом на ABS, попавшую под определение электронной помощи пилотам. Объясняется это тем, что для гонщика важно показать свое искусство управления болидом в разных ситуациях, в том числе, и при прохождении поворотов, а ABS страхует его при торможении и берет тем самым часть работы на себя.

 

 

Источники:

http://systemsauto.ru/active/abs.html

http://systemsauto.ru/active/esp.html

https://blamper.ru/auto/wiki/tormoznaya-sistema/antiblokirovochnaya-sistema-abs-3202

http://quto.ru/Mitsubishi/OutlanderXL/If/suv5d/features/2680/