Здравствуйте уважаемые читатели моего блога. В этой статье я познакомлю вас с очень важной системой, которая есть в каждом современном транспортном средстве. Это – АВС или антиблокировочная система. Что такое АБС в автомобиле? По-простому говоря, это набор приборов, которые во время торможения, невзирая на действия водителя, обеспечивают предотвращение блокировки колес.
Зачем это нужно? Все объясняется очень просто. Если водитель нажимает на педаль тормоза, автомобиль замедляет движение. Однако при необходимости мгновенной остановки резкое нажатие на педаль становится причиной скольжения заблокированных колес. В это время машина неуправляема. Но, оборудованный системой АВС автомобиль не будет двигаться с не вращающимися колесами во время экстренной остановки, он сохранит управление и стойкость на проезжей части. А это значит, что вы легко объедете любое препятствие, а во время торможения не попадете в занос на скользком повороте.
Немного истории
Вы можете подумать, что система АБС была изобретена недавно. Но она появилась еще в 1978 году и до нашего времени претерпела множество изменений и усовершенствований. В 1985 году АБС интегрировали в антипробуксовочную систему, а начиная с 2004 года каждый автомобиль, который выпускается в Европе, должен оснащаться этой разработкой.
Вы, наверное, слышали о компании Bosch. Именно она является лидером по производству ABC. Самая современная система имеет вес примерно 1 кг. Преимущество ее в том, что вы можете купить блок АВС и установить в штатную тормозную систему транспортного средства, не внося в нее какие-либо изменения.
История
Впервые проблема блокировки колес при торможении выявилась на железнодорожной машине, так как заблокированные колеса оказывают существенно меньшее тормозное действие, а на ободе колеса появляется выработка, снижающая ходовые качества вагона или локомотива. Кроме того, при заблокированных колесных парах существенно увеличивается вероятность схода с рельсов. Проблема была решена применением автоматических регуляторов тормозных сил, известных сегодня как грузовой авторежим. На электропоездах и трамваях, где служебное торможение электрическое, блокировку колес предотвращают электрические и электронные системы, автоматически регулирующие ток возбуждения тяговых электродвигателей, работающих при торможении в режиме генератора. Такие системы известны с 1920-х годов. Также в 1920-е годы появились первые АБС для установки на шасси самолётов. Здесь нужно было решать проблему управляемости самолета при пробеге по взлетно-посадочной полосе. Первые продукты были созданы французской компанией Avions Voisin— производителем автомобилей и авиатехники[1].
В те времена на большинстве автомобилей были механические тормоза с тросовым приводом и требовали от водителя значительной физической силы, иными словами, приходилось сильно давить на педаль тормоза, вызывая тем самым блокировку колёс, что, в свою очередь, негативно сказывалось на управляемости автомобиля. Позже появились гидравлические тормоза c вакуумным усилителем, но и эта система не решала проблемы блокировки колёс.
В 1936 году Bosch запатентовала технологию предотвращения блокировки колёс при резком торможении. Но на практике реализовать эту идею не удалось из-за отсутствия в те годы цифровой электроники, которая позволила бы за доли секунды реагировать на блокировку колёс. Ситуация изменилась в 1960-е годы с появлением полупроводниковых технологий, которые постепенно дошли и до автомобильной промышленности. Но первые образцы АБС, появившееся в 1971 году на одной из моделей концерна General Motors, оказались даже опасными, поскольку не решали проблемы заклинивания передних ведущих колёс.
Первую, по-настоящему работоспособную АБС изобрели немцы. Кроме Bosch, с 1964 года работу над созданием АБС начала компания Teldix GmbH. Её инженер Гейнц Либер разработал фундаментальные основы будущей АБС. Позже он возглавил отдел электрики и электроники концерна Daimler-Benz и в 1970 году Daimler-Benz торжественно объявил о создании первых работоспособных АБС. Система под названием «ABS 1» состояла из электронного контроллера, датчиков скорости, установленных на каждом колесе, и двух или более гидравлических клапанов в тормозном контуре. Система работала от данных о разности скоростей вращения разных колёс: если они вращались с разной скоростью, то контроллер, дозируя тормозное усилие, выравнивал скорость вращения. После этого система давала возможность увеличить тормозное усилие[1].
Комплексные испытания этой системы выявили один существенный недостаток — ненадёжность электронных компонентов. По предложению Daimler-Benz к проекту были привлечены инженеры Bosch, которые работали независимо от Либера и приобрели огромный опыт в области автомобильной электроники.
Таким образом для работы по созданию серийной антиблокировочной системы объединились удачные идеи Либера и огромный опыт инженеров Bosch в сфере разработки и производства цифровых электронных компонентов. В середине 1970-х годов АБС начали устанавливать опционально (по желанию клиента и за дополнительную плату) на автомобили представительского класса, а с 1978 года штатно на двух немецких автомобилях — Mercedes Benz W116 (S-класс)[1] и BMW 7-й серии, причём стоимость системы в то время составляла примерно 10 % от стоимости всего автомобиля[2]. С июля 2004 года каждый новый автомобиль, продаваемый в странах Евросоюза, должен быть оборудован системой АБС в стандартной комплектации.
Самая эффективная АБС
В наше время наиболее эффективно работает 4-канальная антиблокировочная система. Преимущество здесь в том, что она способна индивидуально регулировать скольжение каждого колеса. Если на вашем автомобиле установлена такая АБС, можете считать себя счастливчиком, ведь индивидуальная регулировка обеспечивает оптимальность тормозного момента каждого колеса, учитывая условия на дороге. В результате тормозной путь будет минимальным.
Задачи, выполняемые ABS
Тормозной путь
Таким образом, антиблокировочная система выполняет ряд очень важных задач:
- обеспечивает безопасность при торможении, как для самого водителя, так и для его пассажиров;
- сокращает тормозной путь на скользком или мокром дорожном покрытии;
- не позволяет ведущим колесам заблокироваться при резком торможении, благодаря чему остается возможность маневрирования и объезда возникшего препятствия.
В некоторых случаях применение ABS не оправдано. Так, съезжая с крутого спуска в условиях сильной заснеженности или грязевой топи, включение антиблокировочной системы может привести к печальным последствиям. Из-за земного притяжения автомобиль катится вниз, в то время как ABS не позволяет колесам заблокироваться, в связи с этим машина хоть и медленно, но все же продолжает движение вперед даже при полностью выжатой педали тормоза.
Индикатор
Несмотря на то, что подобные ситуации встречаются крайне редко, все современные внедорожники оснащаются дополнительными сенсорами, которые определяют степень уклона дорожной колеи. Если спуск является слишком крутым, система антиблокировки становится неактивной.
Конструкция АБС
Давайте теперь посмотрим, какие технологические решения входят в состав АБС. Современная антиблокоровочная система состоит из:
- датчиков частоты вращения колес;
- датчиков давления в системе тормозов;
- гидравлического блока (исполнительный прибор);
- блоков управления.
Каждое колесо оснащено датчиком скорости. Зафиксированные им значения частоты вращения в виде электроимпульсов передаются в блок управления, который с помощью специальных программ формирует управляющие сигналы. Принимая их, исполнительные устройства контролируют процесс торможения.
Принцип работы антиблокировочной системы
Для принятия решения и его исполнения любая автоматика должна иметь входной сигнал, устройство обработки данных и исполнительные механизмы.
Так и ABS, получая сигнал о начале блокирования колёс кратковременно растормаживает диск или барабан, связанный со ступицей, а после восстановления контакта снова прикладывает давление к тормозным колодкам. Процесс повторяется десятки раз в секунду, что в результате усреднения импульсного воздействия даёт оптимальную величину замедления.
Отслеживая скорость автомобиля и частоту вращений колёс, система сравнивает эти величины, стараясь не выходить за заданные рамки разницы между ними.
Таким образом, замедление поддерживается максимальным для данных дорожных условий. В остальных случаях, когда сцепления хватает для желаемого торможения, ABS «молчит», не вмешиваясь в управление.
Особенности работы системы
Во время работы АБС вы будете ощущать импульсы и толчки на тормозной педали. Это все нормально, как и звук «трещотки». Но всегда помните, что исправность системы определяет световой индикатор «АВС». Во время включения зажигания он горит, а через 2-3 секунды после запуска мотора гаснет.
Также имейте в виду, что если ваш автомобиль оснащен АВС, тормозить он будет порывисто и многократно. Во время торможения всегда держите педаль нажатой с усилием. Только так система сможет обеспечить самый короткий тормозной путь.
Если дорожное полотно сухое, АВС позволит вашему автомобилю на 20% сократить тормозной путь по сравнению автомобилем, у которого колеса заблокированы. А если вы едете по мокрому асфальту, покрытому снегом или льдом, разница будет существенно больше.
Что такое система АБС и как она работает
Зачем нужна электроника в колесах?
…Вечером ставлю машину на стоянку. Смотрю, в соседней секции несколько джентльменов распивают виски на капоте новенького автомобиля. Судя по всему, средняя стадия ритуала обмывания покупки. Разумеется, последовало приглашение. Разумеется, я не смог отказаться. Для начала сияющий хозяин «представил» мне автомобиль. Восемь цилиндров, четыре-два литра объема, АБС… Нечистый меня дернул поинтересоваться, зачем ему нужна последняя. Тут на лицо счастливого человека набежала тень сомнения, затем его покрыла завеса печали. «АБС это… тормозной путь укорачивает,» — пробормотал тот. И все?! Я ужаснулся безграмотности обеспеченных трудовых масс и взялся за перо.
АБС расшифровывается, как АнтиБлокировочная Система. Работа ее заключается в том, чтобы мешать блокировке колес при торможении. Зачем это нужно? Автомобиль с заблокированными колесами превращается в неуправляемую гору железа. Как ни вращай руль, она будет по инерции лететь вперед. Но когда колеса катятся (эту возможность предоставляет им АБС), машина нормально повинуется рулю.
Теперь представим банальную ситуацию. Неожиданно на дорогу выскочил пес и застыл в изумлении, увидев летящий на него автомобиль. Большинство водителей в таком случае нажмут со всей силы на тормоз. Это вполне естественный рефлекс и никуда от него не деться. Если АБС нет, то жизнь собаки зависит от того, успеет остановиться автомобиль или нет (ведь объехать пса, когда колеса заблокированы, невозможно). Как поступит очень опытный водитель, которых среди нас весьма мало? Рефлекс быстрого торможения у него особый: его нога не просто жмет на педаль, она пульсирует на педали. Именно такое прерывистое торможение не допускает блокировки колес. И опытный водитель не только остановит автомобиль, но и объедет злополучного пса. АБС в подобных ситуациях просто имитирует действия аса, обеспечивая прерывистое торможение (причем действия фантастического су-пераса — нормальный человек физически не сможет за одну секунду примерно 20 раз нажать и отпустить тормоз). И тогда у водителя любой квалификации остается возможность направлять автомобиль рулем.
Вышеописанная ситуация идеальна. В реальности таких не бывает. Ведь дорога неоднородна. Она может быть покрыта лужами, пятнами наледи, потеками масла, чередующимися участками сухого асфальта. Если автомобиль тормозит без АБС, при каждой смене покрытия он чуть сбивается в сторону, стремясь сорваться в занос. Почему? Сейчас объясню. Представьте, что вы мчитесь на коньках по льду и вдруг неожиданно под правым коньком оказывается чистый асфальт. Что произойдет? Правильно, вас рывком развернет (читайте, занесет) в правую сторону, и дело, скорее всего, завершится падением. Автомобиль с АБС неоднородной дороги не боится. В торможении он проскочит кусок асфальта, пятно льда и масляный потек, ни разу не сбившись с курса. Водителю остается только следить за траекторией, а не бороться с возникающими заносами. Итак, главная задача АБС — обеспечить безопасность в торможении. Сохранять стабильность траектории. Оставлять водителю возможность действовать рулем.
Некоторые автомобилисты презрительно фыркают, когда речь заходит про АБС. Мол, хорошему водителю она не нужна, недаром спортсмены отключают ее, перестраивая серийный автомобиль в раллийный. Таких «знатоков» я обычно спрашиваю: ты часто используешь торможение левой ногой? Обычно они даже не знают, что это такое. И вам, уважаемые читатели, я тоже не буду забивать головы всякими спортивными премудростями. Да, АБС мешает выполнению некоторых специфических приемов из арсенала автогонщиков. Что с того?.. Ведь никто не ругает костюмы «Хьюго Босс» за то, что в них опасно и неудобно всходить на Эльбрус.
Расхожее мнение, будто АБС сокращает тормозной путь, не совсем правильно. Да, на мокрой или скользкой дороге она чуть-чуть уменьшает тормозной путь. На чистом асфальте автомобиль без АБС остановится, скорее всего, чуть быстрее. И. наконец, АБС попросту опасна на очень крутых заснеженных или грязных спусках. В таких случаях земное притяжение увлекает автомобиль вниз по дороге, АБС не дает колесам заблокироваться, и потому машина медленно катится вперед. Ситуация редчайшая, но опаснейшая. Поэтому некоторые модели внедорожников оснащаются сенсорами, определяющими степень уклона. Если спуск слишком крут, АБС автоматически отключается.
Как правильно эксплуатировать АБС?
Итак, что такое АВС в машине вы уже, наверное, поняли. А теперь перейдем к практическим советам. Современные системы отличаются высокой надежностью, и если вы установили одну из них на свой автомобиль, она будет работать долго и надежно. Отказы здесь крайне редкие, этому способствуют предохранители или реле. А если все же АВС дает сбой в работе, то скорее всего, причина кроется в нарушениях правил использования. Поэтому, прежде чем садиться за руль современного автомобиля, нужно уяснить правила и рекомендации использования антиблокировочной системы.
Как вы думаете, какое самое уязвимое место АБС? Если ответите – колесные датчики, то угадаете. А причина уязвимости скрыта в их неблагополучном размещении: возле полуосей, ступиц и вращающихся деталей. Датчики могут отказываться работать из-за загрязнений и большого люфта в подшипниках ступицы. Этого иногда становится причиной замены датчика АВС. Но это далеко не все проблемы. Если напряжение между клеммами аккумулятора ниже 10,5 В, блок предохранителей может самостоятельно отключить АВС. Система также отключится, если в сети транспортного средства будут замечены всплески напряжения или недопустимые колебания.
Этих неприятностей вы можете избежать, выполняя простые правила.
- Не разъединяйте электрические разъемы, если зажигание включено или двигатель работает.
- Не заводите мотор способом «прикуривание» от другого аккумулятора и не предоставляйте подобные услуги.
- Следите за контактными соединениями на генераторе.
Устройство
В состав системы входят электронные, механические и гидравлические узлы, органично вписанные в традиционные тормоза. Всё сделано так, чтобы при выходе из строя элементов, относящихся к ABS, функциональность торможения не изменилась.
Датчики скорости
Теоретически в наиболее функциональной системе их должно быть пять, один измеряет скорость автомобиля в целом, остальные отслеживают частоту вращения каждого колеса, которая связана с линейной скоростью протектора шины. Оценке подлежит как разница скоростей, так и динамика их изменения.
Каждый датчик представляет собой электромагнит, включающий сердечник и намотанную на него катушку индуктивности. Узел закрепляется на кулаке подвески или чулке полуоси, а его выступающий наконечник с небольшим зазором отслеживает вращение задающего диска, связанного со ступицей колеса.
Иногда это зубчатый венец, иногда просто намагниченная короткими отрезками составная часть ступичного подшипника. Встречаются и устройства на эффекте Холла, они более быстродействующие, хотя особой необходимости в этом нет.
Это интересно: В чем разница между кроссовером, внедорожником и паркетником
На выходе датчика образуется импульсный электрический сигнал, каждый пик которого соответствует одному зубцу или магнитной метке. Частота этих импульсов пропорциональна скорости вращений колеса.
Сигнал передаётся по экранированному кабелю в управляющий блок АБС, где усиливается и преобразуется в цифровой формат. Блок непрерывно отслеживает полученные данные, принимая их как информацию о мгновенной скорости вращения колёс.
Клапаны
Для выполнения команд электронного блока на изменение давления в тормозных магистралях нужны устройства, преобразующие электрические сигналы в силовые гидравлические.
В этой роли выступают управляющие клапаны. Они представляют собой классические соленоиды, штоки которых связаны с нормально закрытыми или открытыми гидравлическими запирающими конусами.
Как правило, устанавливается по два клапана на колесо, нормально открытый (то есть не препятствующий потоку при отсутствии управляющего напряжения) впускной и нормально закрытый выпускной. Первый подаёт давление на рабочий цилиндр тормоза, второй его сбрасывает.
Существует три режима работы клапанов:
- подача давления в цилиндр, первый открыт, второй закрыт;
- удержание давления, когда оба клапана закрыты, срабатывает при первых признаках скольжения;
- сброс давления, открывается выпускной клапан, если удержание не помогло и колесо продолжает скользить.
Клапаны должны обладать хорошим быстродействием, поскольку процесс происходит с высокой частотой для качественной модуляции торможения.
Насос
В состав системы входит электрический насос рабочей жидкости, роль которого состоит в ускорении перекачивания, что повышает общее быстродействие АБС. Чем выше рабочее давление, тем скорее система отреагирует на любой режим.
Избавление от пиковых нагрузок и пульсаций давления производится с помощью сблокированных с насосом гидроаккумуляторов, которые сглаживают колебания и хранят в себе запас жидкости, обладающей энергией за счёт сжатой пружины аккмулятора, расположенной с обратной стороны его диафрагмы. Питание на насос подаётся по команде блока управления.
Блок управления
Электронный модуль, построенный на базе микрокомпьютера, является мозгом системы, собирающим информацию от всех датчиков, а также по интерфейсной шине от прочих компьютеров автомобиля, и хранящим в памяти все алгоритмы работы АБС в виде программы.
Выходными сигналами блока являются напряжения питания датчиков, насоса, а также включения контрольной лампы неисправностей, и передача информации прочим устройствам.
Блоки управления непрерывно усовершенствуются, растёт их быстродействие, способность обрабатывать большие объёмы информации, эффективность использования новых алгоритмов.
Это надо знать: Что такое ESP и EBD в машине
Часто машины попадают в такие условия, когда простейших способов управления колёсами не хватает, приходится внедрять элементы искусственного интеллекта. Совершенство не достигнуто до сих пор. Одновременно в блок добавляются новые функции, непосредственно с АБС не связанные.
Сигнал неисправности АБС
Производители позаботились обо всем. Если АВС выйдет из строя, вы непременно узнаете об этом. На приборной панели загорится контрольная лампочка. Но не стоит волноваться. Ведь отключение работы антиблокировочной системы не значит, что вы остались без тормозов. Однако во время торможения автомобиль будет вести себя как обычный.
Лампочка также может загораться и гаснуть. Это свидетельствует о неправильной работе контакта электроцепи АВС. В таком случае вам придется тщательно осмотреть провода и зачистить контакты. Но если эти действия не принесли результата, придется посетить специализированный автосервис.
Помните также, что обслуживание тормозной системы автомобиля, оснащенного АБС, имеет ряд особенностей. К примеру, перед тем как заменить тормозную жидкость, придется разрядить аккумулятор давления в гидроблоке антиблокоровочной системы. Это можно сделать, если при включенном зажигании нажать тормозную педаль разов двадцать.
Система помощи при экстренном торможении
Система помощи при экстренном торможении (СПЭТ) выявляет экстренное торможение, доводит давление в тормозной системе до максимума и удерживает его таким до полной остановки автомобиля. СПЭТ может быть реализована с помощью электронных компонентов или гидравлики. При выявлении экстренного торможения учитываются:
- текущая скорость автомобиля;
- скорость нажатия педали тормоза;
- сила (глубина) выжима педали тормоза;
- расстояние до впереди идущего автомобиля;
- и другие параметры (например, близость светофора).
Исследования показали, что заметная часть водителей в экстренной ситуации либо не нажимают на педаль тормоза полностью, либо в какой-то момент отпускают её. Из-за этого тормозной путь получается больше, чем мог быть при полностью нажатой педали. СПЭТ была разработана для решения этой проблемы.
СПЭТ впервые появилась на потребительском рынке в 1994 году на Audi A6 C4 под названием «Brake assist». Вслед за Audi собственные разработки предложили такие компании, как Volkswagen, Mercedes, Acura, Infiniti, BMW, Citroen, Rolls-Royce, Land Rover и Volvo.
Появление СПЭТ стало возможным только после появления АБС. Поскольку СПЭТ всегда увеличивает тормозную силу до максимальной, в условиях недостаточного сцепления с дорогой возможна блокировка колес и скольжение автомобиля; АБС предотвращает это.
Уровень безопасности с АБС
Все же, какой бы надежной не была современная антиблокоровочная система, главным всегда будет оставаться водитель. Именно от вас в большей степени зависит безопасность. По мнению специалистов, АВС формирует иллюзию безопасности. Этот механизм способен эффективно предотвращать блокировку тормозов, обеспечивает контроль над поворачиваемостью и курсовой устойчивостью. Но полной гарантии уменьшения тормозного пути все же нет. Поэтому всегда используйте все свое мастерство и контроль в любой ситуации, а АБС пусть сделает свою часть работы.
Ну, вот, пожалуй, и все. О системе антиблокировки колес можно говорить еще много, но это уже удел узкой специализации. Вам же следует для начала знать главные вещи, которые приведены выше.
Современный автомобиль – сложный механизм. Он начинен множеством уникальных технических решений. В этой статье вы узнали только об одной из многих его систем, пусть даже очень важной. Но, путешествуя по страницам моего блога, вы откроете для себя и другие секреты. Здесь собраны ценные рекомендации специалистов и мои личные открытия.
Что такое АБС (ABS)? Как работает ABS?
Вовремя затормозить – одно из главных действий при вождении автомобиля. Иногда экстренное торможение спасает жизнь водителю автомобиля и иным участникам дорожного движения. Антиблокировочная система торможения предназначена именно для таких случаев. Благодаря АБС машина поддаётся управлению. Неуправляемое движение на заблокированных колёсах (юз) при ней не допускается.
Отсутствие АБС при торможении содействует блокировке колёс и лишает водителя возможности маневрирования. Не все водители могут мгновенно переходить от торможения к активации руля и наоборот. АБС проделывает такие манипуляции с управлением авто со скоростью 15 раз/сек, при этом уменьшая тормозной путь.
Из чего состоит система ABS?
АБС содержит в себе: датчики скорости, установленные на колёсах автомобиля; управляющие клапаны, которые устанавливают в основную тормозную систему; блок управления, осуществляющий руководство работы клапанов посредством сигналов датчиков.
Во время торможения АБС распознаёт скорость, с которой вращается каждое колесо. Если одно из колёс замедляет вращение, вследствие чего наступает угроза блокировки, то клапан, который находится в магистрали системы торможения, тут же на то колесо снижает тормозное усилие. Когда вращение этого колеса становится быстрее вращения остальных колёс, происходит стабилизация тормозного усилия. Этот процесс происходит многократно. Он приводит к пульсации тормозной педали. Водитель, почувствовав пульсацию под ногой, всегда имеет возможность отметить момент начала срабатывания АБС.
Антиблокировочные системы могут быть одноканальными, двухканальными и многоканальными. Первые хороши при примерно одинаковом сцеплении всех колёс с дорожным полотном. Но если покрытие, по которому движется автомобиль Kia Sorento, неоднородное, или одно колесо оказалось на участке льда, обочине или луже, то эффективнее сработает многоканальная АБС.
Недостатки АБС
Но у АБС есть и недостатки. В недорогих моделях автомобилей торможение на льду, рыхлом грунте и песке затруднено. В современных автомобилях популярны электрические тормозные механизмы, которые действуют на каждом колесе автономно. В этих случаях АБС не влияет на педаль или рукоятку тормоза.
Стоит отметить, что в случае неисправности и ремонта АБС дело обычно сводиться к замене блока управления ABS. Техцентр АвтоСТим предоставляет услуги по выявлению неисправностей работы тормозной системы и их устранению.
- < Назад
- Вперёд >
