Антиблокировочная система ABS. Принцип работы.

Вступление

Инженеры-конструкторы всегда стремились к совершенствованию всех систем, которые построили их предшественники. Не обошли инженеры стороной, в своем стремлении что-то изменить, тормозную систему автомобиля. Зачем было что-то менять, ведь они работают, останавливают машину. Как не странно, на практике все так и есть, тормоза работали, останавливали машину, но зачастую приводили и к авариям. Так малоопытные водители в неожиданных ситуациях давят на педаль тормоза до упора, тормоза блокируют колеса автомобиля, теряют сцепление с поверхностью и устремляют авто в сторону к которой он изначально стремился, руля автомобиль в таком случае не слушается, он скользит. Большинство аварий и происходит из-за блокировки колес и потери сцепления с асфальтом. Опытные водители, особенно пилоты раллийных автомобилей, умеют использовать потенциал тормозной системы, не оборудованной вспомогательными системами, используя прием прерывистого торможения на грани блокировки колес. Известный факт, что пилот болида Формула 1 способен производить до 7-8 нажатий на педаль тормоза за 1 секунду. Далеко не каждый обычный водитель справится с такой задачей, да и не обладают таким самообладанием даже опытные водители авто. Именно поэтому инженеры придумали, внедрили и успешно модифицируют антиблокировочную систему тормозов или сокращенно АБС.

Что такое антиблокировочная система тормозов?

Антиблокировочная система (АБС, ABS; нем. Antiblockiersystem, англ. Anti-lock braking system) — активная система безопасности, оказывающая сдерживающий эффект на блокировку колёс транспортного средства в процессе торможения. Основной задачей системы является предотвращение блокировки колес транспортного средства в процессе торможения для недопущения скольжения колес по поверхности, на которой находится транспортное средство.

В наше время АБС является очень сложным электронным устройством, работающей совокупно с антипробуксовочной системой (ASR), электронным контролем устойчивости (ESP) и иногда с системой помощи при экстренном торможении (Brake Assist).

История создания ABS

Проблемы с торможением путем блокировки колес волновали инженеров еще с 1920-х годов. Проблема была озвучена и начались поиски ее решения. Время шло, а готовых образцов не было. Известно, что в 1936 году компания Бош впервые запатентовала свой систему предотвращения блокировки колес при торможении, но не могла реализовать ее на практике. Первые образцы ABS появились в 1970 году, но они не справлялись с предъявляемыми к ним задачами. Одновременно с компанией Бош вели свои разработки и компании Телдикс. Так именно они смогли впервые создать систему, которая работала и решала поставленную задачу, но система провалилась из-за ненадежности электронных компонентов. Тогда обе компании объединили свои усилия и наработки и под маркой Мерседес Бенц впервые запустили серийно, в качестве опции антиблокировочную систему на автомобиле Мерседес. Произошло это все в том же 1970 году. С 1978 года ABS начали устанавливать штатно на дорогие модели Мерседес и БМВ. А с 2004 года системой ABS штатно должен быть оборудован каждый автомобиль, продаваемый в Евросоюзе. Ситуация в России далека от идеала, так как на все автомобили, производимые в РФ, антиблокировочная система тормозов не устанавливается по настоящее время.

Устройство и принцип работы

Стандартная система АБС состоит из трех блоков: блока управления, гидравлического блока, датчиков скорости, устанавливаемых на каждое колесо.

Блок управления включается в работу после включения зажигания автомобиля и после достижения определенной скорости, информацию о которой блок получает от датчиков скорости, работающих по электромагнитному принципу. Датчики АБС установлены вблизи ступицы колеса, на которой имеются специальные зазубрины, вращаясь, создающие изменение электромагнитного поля, а датчик, получая информацию об изменении, передает ее в виде импульсов блоку управления. Именно по этим импульсам блок и ориентируется. Частота поступления импульсов довольно высока.

При торможении блок управления АБС начинает получать информацию о скорости движения и замедления. Информация получается достаточно точно для каждого колеса. В случае, если какое-то из колес замедляется быстрее система начинает реагировать на замедление и предотвращает процесс блокировки колеса модуляцией давления в канале. Здесь стоит отметить, что системы АБС бывают одноканальные, работающие на все 4 колеса одновременно, двухканальные, работающие для отдельного борта и многоканальные, работающие для каждого отдельного колеса. Блок ведет опрос датчиков скорости очень часто и быстро и следит за восстановлением предельной угловой скорости вращения колеса, что свидетельствует об отсутствии блокировки колеса. Процесс работы гидроблока (модулятора) называют модуляцией. При его работе ощущается биение педали тормоза, что свидетельствует о срабатывании модулятора.

Современные многоканальные АБС способны оценивать работу каждого датчика в отдельности и влиять на процесс торможения отдельного колеса. Так, если автомобиль одним колесом, в процессе торможения, заезжает на участок дороги с низкими сцепными свойствами (грунт, лёд) АБС будет влиять именно на это колесо. Также современные устройства имеют собственную схему диагностики, которая проверяет состояние всех блоков антиблокировочной системы и в случае неисправности информирует водителя соответствующей лампой на приборной панели и записью кода неисправности в электронный блок управления автомобилем. В случае, если ABS распознает полную неисправность, она отключает себя, оставляя работать тормозную систему без вмешательства модулятора.

Эффективность и проблемы эксплуатации АБС

Использование АБС позволяет существенно сокращать тормозной путь автомобиля во многих случаях. Важно, что в процессе экстренного торможения сохраняется контроль над транспортным средством, что позволяет производить даже резкие маневры. Как уже отмечалось ранее, опытные водители способны самостоятельно производить прерывистое торможение, не допуская блокировку колес, такой метод торможения сопоставим с работой одноканальной АБС. В случае многоканальной АБС, водитель не способен воспроизвести алгоритм ее работы, так как модулятор в процессе экстренного торможения, следит за скоростью вращения каждого колеса в отдельности, не позволяя автомобилю уйти в занос даже на поверхности с различным покрытием. Многоканальная АБС является самой производительной.

Проблем в эксплуатации АБС практически не возникает. Как отмечалось ранее, устройство составляют три основных блока. Блок управления защищен по питанию реле и предохранителем. Выход из строя блока управления АБС крайне маловероятен, и может быть вызван некорректной эксплуатацией автомобиля. Гидроблок или модулятор, выходит из строя чаще, в основном из-за несоблюдения мер предосторожности при работе с блоком, при замене жидкости, при попадании воды в ABS, что приводит к окислению поверхностей и электрических частей. Частая поломка – окисление контактов электропроводки блока. Самые большие проблемы связаны с датчиками скорости, так как они расположены в самой агрессивной среде, непосредственно возле ступицы. Датчики часто загрязняются, могут выдавать некорректные данные, в том числе из-за люфта самой ступицы. Важно уделять особое внимание именно датчикам скорости, периодически производить их чистку средствами для чистки тормозных систем (аэрозоли).

О любой неисправности блока ABS информирует сигнальная лампа на панели приборов, которая может восприниматься однозначно. В описаниях по эксплуатации автомобилей рассмотрены комбинации контрольных ламп при возникновении проблем с блоком ABS. Более подробную информацию о поломке можно получить только путем диагностики ЭБУ.

Интересные факты

На скользком покрытии дороги тормозной путь транспортного средства, оснащенного ABS, может быть на 15% меньше, чем у транспортного средства, не оборудованного таким блоком.

Износ протектора шин на транспортных средствах, оснащенных системой АБС меньше на 5-7%, чем у прочих транспортных средств.

Транспортное средство, оснащенное АБС, сохраняет управляемость даже при экстренном торможении.

Содержание раздела: