Як працює АБС на автомобілі. Як працює АБС (антиблокувальна система abs) Що таке авs
Антиблокувальна система ABS (АБС) – це система, яка дозволяє колесам повністю блокуватися при екстреному гальмуванні. Це рішення є однією з перших електронних систем активної безпеки, які стали повсюдно встановлювати на автомобілі.
Сьогодні така система є невід'ємною частиною практично будь-якого сучасного авто, причому навіть у бюджетному сегменті. Також у розвинених країнах обов'язкову наявність АБС в автомобілі закріплено на законодавчому рівні.
При цьому багато водіїв знають, що машина має цю систему, однак не до кінця розуміють, що таке ABS і як працює це рішення. У цій статті ми розглянемо, як улаштована ABS, що це таке, а також які функції виконує така система і чому важливо стежити за справністю АБС в автомобілі.
Читайте у цій статті
Система АБС: призначення та особливості
Перед тим, як розглядати ABS, що це таке і як влаштована система, необхідно розібратися з основним призначенням та функціями. Почнемо з того що . Також при різкому натисканні на гальмо педаль вдається відчути характерну вібрацію педалі. Усе це свідчить про наявність і працездатність зазначеної системи машині.
Так ось, ABS або антиблокувальна система не дозволяє колесам блокуватись при активному гальмуванні. Така система дозволяє уникнути повної втрати керованості у разі блокування керованих коліс. Якщо точніше, АБС – це система, що дозволяє керувати тиском у гальмівних магістралях.
Почнемо з того, що автомобіль без АБС з натиснутою педаллю гальма і повністю заблокованих колесах просто ковзає, не реагуючи на кермо. Щоб отримати можливість керувати машиною, слід відпустити гальмо педаль і частково розблокувати колеса, дозволивши їм обертатися.
Автогонщики та водії-професіонали добре знають цю особливість, практикуючи на автомобілі без АБС так званий прийом імпульсного (ступінчастого) гальмування. Весь прийом зводиться до того, що водій швидко натискає і потім злегка відпускає педаль гальма, тим самим блокуючи колеса для гальмування, однак не допускаючи повного блокування, щоб не сталося втрати керованості.
Зрозуміло, звичайний водій, а не досвідчений професіонал при екстреному гальмуванні відчуває моментальний переляк і сильно натискає на гальмо. При цьому машина без АБС стає просто некерованою, обертання кермом під час гальмування не дозволяє змінити траєкторію руху транспортного засобу.
У такій ситуації втрачається контроль над авто, не вдається об'їхати перешкоду, яким чином змінити траєкторію руху авто при гальмуванні і т.д. Звичайно, всі ці фактори тривалий час залишалися причиною численних ДТП із серйозними наслідками.
- Вирішити проблему була покликана система АБС. У двох словах, коли водій сильно тисне на гальмо, система фактично імітує роботу гонщика-професіонала, який дуже швидко натискає та відпускає гальма. При цьому електроніка справляється із завданням набагато швидше та ефективніше порівняно з людиною.
Вібрації, які відчуваються при роботі АБС на педалі гальма у вигляді «тріскачки» і є ті самі імпульси-натискання. Якщо точніше, коли система визначає, що колесо блокується, вона знижує тиск у гальмівній магістралі на даному колесі, щоб дозволити йому обертатися.
Поки водій не відпустить педаль гальма процес блокування та розблокування колеса відбувається безперервно по кілька разів на секунду до моменту, поки водій не перестане сильно натискати на педаль. Система ABC настроєна так, що антиблокування ABS спрацьовує лише при активному гальмуванні, тобто при легкому підгальмовуванні її робота часто не відчувається.
Ще слід додати, що на авто з АБС машина при екстреному гальмуванні має збільшений гальмівний шлях у порівнянні з моделями без такої системи в таких же умовах. Іншими словами, помилково думати, що антиблокувальна система необхідна зменшення гальмівного шляху. Головне її завдання - зберегти керованість під час гальмування, а також забезпечити рівномірне та по можливості прямолінійне гальмування.
Якщо ж говорити про гальмівний шлях, все залежатиме від покриття. Наприклад, якщо різко гальмувати на сухому асфальті, АБС зменшує гальмівний шлях, не дозволяючи колесам ковзати. Якщо ж гальмувати на пухких поверхнях, на снігу або на льоду, заблоковані колеса без ABS зариваються і гальмівний шлях менший.
Однак, навіть з урахуванням збільшення гальмівної колії, саме АБС зберігає можливість маневрування та керування автомобілем, що часто набагато важливіше.
Пристрій та схема АБС
Отже, розібравшись із призначенням, можна перейти до того, як улаштована система ABS, що це таке в конструктивному плані. Так ось, система ABC (як іноді помилково прописують абревіатуру на форумах недосвідчені автолюбителі), включає наступні основні елементи:
- блок ABS;
- набір датчиків АБС;
- клапани для скидання тиску;
- проведення;
- насос;
Щоб зрозуміти, як працює ABC і що це таке, достатньо уявити всю систему як інструмент, який керує тиском гальмівної рідини на кожному колесі. Якщо інакше, система ABS фіксує яке колесо блокується, потім відкривається клапан і тиск гальмівної рідини падає.
Після цього клапан закривається і тиск зростає. Якщо в систему АБС інтегрований насос, це рішення дозволяє швидше створити необхідний тиск. В результаті зв'язування блок АБС + датчики на колесах ефективно справляються з поставленим завданням.
Ще зазначимо, що системи АБС відрізняються кількістю датчиків і клапанів в гідравлічних магістралях. Сьогодні можна виділити чотириканальні, а також триканальні, двоканальні та навіть одноканальні системи. Залежно від кількості каналів, вдається більш менш гнучко керувати тиском в гальмівній системі.
Наприклад, якщо каналів три, тоді АБС працює з двома передніми колесами окремо, в той же час лише один канал йде на задню вісь. Два канали передбачають роботу з передньою та задньою віссю. Само собою, сучасні чотириканальні системи, тобто на кожне колесо окремо. Інші рішення не використовуються, оскільки сильно застаріли.
До речі, ще додамо, що датчики ABS також використовуються в деяких системах контролю. Виходить, система АБС як еволюціонувала, а й окремі можливості її складових компонентів було розширено.
Якщо в розвинених країнах автомобілі без ABS практично не зустрічаються, то на території СНД їздить чимало таких авто (вітчизняний автопром, старі іномарки, деякі нові надбюджетні моделі тощо). Також на багатьох автомобілях ця система просто не працює, а власники не поспішають усунути несправність.
У будь-якому випадку, розуміння того, для чого потрібна АБС, що це таке і як працює, дозволяє дати кілька рекомендацій водіям, які такої системи не мають. Само собою, якщо ABS – це гарантія того, що колеса не заблокуються, відсутність такої системи означає необхідність отримання водієм певних навичок екстреного гальмування.
Іншими словами, роботу АБС можна замінити уривчастим гальмуванням, натискаючи на педаль частими качками-поштовхами. Звичайно, в екстреній ситуації застосувати такий прийом складно, тому що водій інстинктивно тисне на гальмо з усієї сили, не прибираючи ноги.
Якщо ситуація прогнозована, тоді цей прийом схожий на роботу одноканальної АБС. Уривчасте гальмування дозволить з достатньою ефективністю загальмувати і зберегти керованість під час гальмування.
Підведемо підсумки
З урахуванням наведеної вище інформації стає зрозуміло, що для підвищення комфорту та безпеки оснащення автомобіля системою антиблокування є обов'язковим. Розглянувши ABS, що це таке і як працює, можна стверджувати, що це просте і одночасно важливе, а також дуже корисне рішення.
Навіть незважаючи на заяви скептиків про те, що АБС збільшує гальмівний шлях, такий помічник при екстремальному гальмуванні просто незамінний, особливо якщо йдеться про рядових водіїв.
Як результат відзначимо, що розуміння принципів роботи АБС, що це, а також якого саме гальмування слід очікувати на автомобілі з такою системою, дозволяє заздалегідь брати до уваги трохи збільшений гальмівний шлях на тих чи інших поверхнях.
У свою чергу це додатково стимулює водіїв тримати дистанцію, а також уникати інших складних ситуацій, які можуть виникнути, якщо окремо не враховувати деякі особливості роботи антиблокувальної системи гальм.
Читайте також
З'явилася помилка двигуна, спалахнув чек: як стерти помилку з пам'яті ЕБУ. Доступні способи скидання помилки, зчитування та розшифровка помилок двигуна.
Схеми встановлення АБС. Гальмівна динаміка автомобіля великою мірою залежить від схеми установки елементів АБС на автомобілі та обраного принципу регулювання.
Найбільш поширені такі принципи регулювання ковзання коліс:
- індивідуальне регулювання ковзання кожного колеса окремо (Individual Regelung) - IR;
- «низькопорогове» регулювання, тобто регулювання, що передбачає подачу команд на розгальмовування та загальмовування обох коліс осі одночасно за сигналом датчика колеса, що знаходиться в найгірших за зчепленню умовах, - «слабкого» колеса (Select Low) - SL;
- «високопорогове» регулювання коліс однієї осі, коли сигнал подається датчиком «сильного» колеса, тобто що знаходиться в кращих умовах зчеплення (Select High) - SH;
- модифіковане індивідуальне регулювання - Modifizierte Individual Regelung (MIR) є компромісним регулюванням між SL і IR. Сенс MIR полягає в тому, що спочатку регулювання здійснюється за «низькопорогові», а потім поступово відбувається перехід до індивідуального регулювання. MIR доцільно використовувати при гальмуванні на опорній поверхні з різним зчепленням під лівим та правим колесами, а також на повороті та поперечному ухилі.
Індивідуальне регулювання є оптимальним з метою забезпечення найкращої гальмівної ефективності (мінімального гальмівного шляху). Для цього на кожному колесі розміщується датчик частоти обертання і модулятор тиску та їх параметри регулюються окремим каналом управління в електронному блоці. Індивідуальне регулювання дає можливість отримати оптимальний гальмівний момент на кожному колесі відповідно до зчіпних умов і, як наслідок, мінімальний гальмівний шлях. Однак якщо колеса однієї осі будуть перебувати в різних зчіпних умовах, то гальмівні сили на них також будуть не однаковими.
Розвертаючий момент, що призводить до втрати стійкості
У цьому випадку виникає момент, що розвертає, що призводить до втрати стійкості. Керованість автомобіля при цьому зберігається, оскільки колеса не заблоковані та запас бічної стійкості залишається достатнім. Схема з індивідуальним регулюванням є найскладнішою та найдорожчою.
При виборі схеми АБС зазвичай виходять із технічної та економічної доцільності. Як показали дослідження, відповідають усім вимогам, а отже, відносяться до категорії 1 АБС, що мають схему регулювання (передні колеса/задні колеса) IR/IR та MIR/IR, а також інші схеми (MIR/SL, SL/IR) якщо принцип SL використовується на осі (осях), що забезпечує не більше 50% сумарної гальмівної сили. АБС, що використовують принцип SL на обох осях АТС (SL/SL), відносяться до категорії 2. В АБС категорії 3, як правило, реалізується схема SL.
Схема системи AБС 2-го покоління компанії Bosch для легкового автомобіля.:
1 – датчик;
2 – сигнальна лампа;
3 – блок управління;
4 - модулятор
Система АБС другого покоління вбудовується в штатну гальмівну систему і вимагає зміни її конструкції. Переваги таких систем полягають у простоті та зручності компонування на автомобілі.
Система містить гідравлічний вузол, що розташовується між головним гальмівним і колісним циліндрами, датчики частоти обертання, що монтуються у передніх коліс і головної передачі, і електронний блок управління (ЕБУ), що встановлюється в салоні або в моторному відсіку автомобіля. На повнопривідних автомобілях до датчиків частоти обертання додається датчик поздовжнього уповільнення. Гідравлічний вузол складається з насоса з електродвигуном, модулятора з трьома електроклапанами, двох акумуляторів з камерами, що демпфують.
У системі використається трифазний робочий цикл. При гальмуванні без блокування коліс електроклапан з'єднує колісний циліндр із відповідною секцією головного циліндра та гальмівна система працює звичайним чином. Якщо ЕБУ виявляє тенденцію до блокування колеса, то електроклапан переводиться в положення, при якому колісний гальмівний циліндр від'єднується від головного циліндра гальмівного і, навпаки, з'єднується з магістраллю зливу. Рідина перетікає в камеру, що демпфує, а потім перекачується насосом в головний гальмівний циліндр. Тиск у колісному циліндрі зменшується. У фазі витримки тиску електроклапан перетворюється на положення, у якому всі магістралі роз'єднані між собою. Наступна фаза наростання тиску здійснюється переведенням електроклапану в початкове положення. Рідина з головного гальмівного циліндра знову надходить колісний циліндр.
У разі відмови насоса гальмування з функцією антиблокування припиняється, але працездатність гальмівного приводу зберігається.
Як би дивно не звучало, але виникнення багатьох ДТП відбувається через надто високоефективні гальмівні системи автомобілів. Екстрене гальмування призводить до повного блокування коліс, що є причиною аварій. В наслідок цього втрачається зчеплення між колесами та дорогою, машина стає некерованою та не реагує на марні спроби водія виправити ситуацію.
Швидкість автомобіля у цій ситуації знижується повільно. Досвідчені водії, щоб запобігти блокуванню коліс і зриву в занесення автомобіля, роблять гальмування уривчастими натисканнями на педаль гальма.
Система електронного контролю ABSзабезпечує найкращі умови в аварійних ситуаціях задля забезпечення правильного гальмування. Головне завдання ABS полягає в тому, щоб забезпечити якнайкраще зчеплення коліс з дорожнім покриттям, запобігаючи їх повній зупинці. При цьому не важливо за яким покриттям Ви пересуваєтеся, керованість зберігається. Це найскладніше завдання, яке покликана вирішувати система ABS. Зробимо короткий екскурс в історію її виникнення. Поїхали?
Історія виникнення ABS
«Пристрій, що запобігає жорсткому колісному гальмування», був запатентований майже вісімдесят років тому німецькою компанією Bosch у далекому 1936 року. Сучасна історія ABS започаткувала свій початок у 1964 році дипломованим інженером Гейнцом Лібером, який розробив основи цих систем у компанії TELDIXGmbH. Пізніше він став головою відділення електроніки та електрики в автомобілях у холдингу Daimler-Benz. І вже у грудні 1970 року професор Ханс Шеренберг, Який входив до вищого складу управління компанії, проголосив про створення перших працюючих зразків ABS.
Справа ясна, що говорити про якісь складні розробки в галузі електроніки в ті роки немає сенсу, але все ж таки через вісім років у 1978 році компанія Bosch розробила перший аналог сучасної ABS під електронним управлінням. І цілком природним явищем було обладнання ABS автомобілів марки Daimler-Benz.Першими автомобілями з АБС були люксові представники компанії, автомобілі Mercedes-BenzS-Класу. І вже з жовтня 1992 року, вже всі автомобілі Mercedes у всіх комплектаціях оснащувалися АБС за замовчуванням. Незабаром система стала встановлюватися і на BMW 7-ої серії.
За майже сорокарічну історію створення системи ABS компанія Bosch зробила безліч модернізацій та цілу низку її удосконалень. Функціональна ефективність їх швидко зростає. Поряд з цим постійно оптимізується і інженерна складова, внаслідок якої вага агрегату значно зменшується. На початку 2000-х Bosch випустила восьме покоління гальмівних систем вагою в 1,6 кг, що менше свого праотця в 4 рази. Перша ABS, випущена 1978 року, важила 6,9 кг. Це говорить про значне оптимізування виробництва компанії Bosch.
Принцип дії
АБС за способом своєї роботи нагадує поведінку досвідченого водія за кермом автомобіля. Наприклад, на крижаному покритті, коли потрібно уривчасто підгальмовувати, утримуючи колеса на межі блокування. Крім того, ABS вирівнює роботу коліс, регулюючи автоматично гальмівні зусилля. Це відбувається на такому рівні, щоб автомобіль не втратив своєї курсової стійкості.
Складність технічного виконання не поширюється принцип дії цієї системи. Після натискання водієм на педаль гальма, на гальмівні механізми коліс відбувається вплив гальмівної рідини. В місці контактування автомобільних коліс з дорожнім покриттям починають виникати гальмівні сили. У разі продовження натискання на педаль, гальмівний ефект безумовно зростатиме, але тільки до певного моменту.
Якщо ж далі збільшувати гальмівний тиск, то позитивних результатів не варто і очікувати, так як колеса просто блокуються, обертання їх припиняється, а ковзання навпаки посилюється, хоча вплив гальмівних сил залишається на тому ж рівні. У наслідок чого автомобілем стає вже практично неможливо керувати.
ABS робить все необхідне, щоб такий розвиток подій Ви просто уникнули. незалежно від того, з якою силою Ви здійснюєте натискання на педаль гальма. Важливе в принципі роботи ABS і те, що система індивідуально визначає гальмування кожного колеса, яке зазнало блокування. Коли ситуація стабілізувалася і минула блокувальна ймовірність, тиск гальмівної рідини нормалізується, щоб уникнути негальмування коліс.
Кожному водієві необхідно знати відмінність водіння автомобіля, який оснащений АБС та автомобіля без даної системи. При їзді на машині з АБС, сміливо тисніть на гальма, блокування коліс не відбудеться. Іноді у водіїв, які пересіли зі старих автомобілів на моделі, оснащені АБС, процес звикання відбувається не просто. Адже раніше з педаллю треба було «грати», а зараз потрібно просто давити гальмо на підлогу.
Як влаштована ABS?
Основними та найважливішими агрегатами антиблокувальної гальмівної системи є: датчики швидкості обертання коліс, електронний блок керування, гідравлічний блок.
Датчики швидкості колісного обертання
Більшість даних датчиків робота заснована на принципі електромагнітної індукції. Конструкція такого датчика проста: котушка, усередині якої намагнічений сердечник. К колісній ступиці прикріплений зубчастий вінець, над торцем якого і фіксується нерухомо датчик колісного руху. Коли колесо починає обертатися, поруч із магнітним сердечником датчика рухаються зубці та жолоби вінця, що змінюють магнітний потік усередині сердечника.
У процесі такої взаємодії в обмотці датчика виникає електричний струм. Частота змінного струму, що з'явився, пропорційна кутової швидкості, з якої обертається колесо, і кількості роторних зубців. Сформований сигнал колісного датчика про конкретну швидкість обертання колеса електропроводкою передається в ЕБУ – електронний блок управління.
Електронний блок керування
Коли блок управління отримує сигнали від колісних датчиків, він починає обробку інформації, порівнюючи їх показання та відстежуючи швидкість, з якою рухається автомобіль, обчислює фактичне його прискорення або ступінь уповільнення кожного колеса індивідуально. пресети запрограмованих на згадку про таблиці, ЕБУ прораховує вигідну стратегію гальмування, стан дорожнього покриття і граничну величину гальмівного тиску, при якому відбудеться втрата зчеплення коліс з дорогою і відбудеться їхнє блокування.
Крім того ЕБУ визначає наявні несправності колісних датчиків, модуляторів та інших елементів системи гальмування. Якщо виявляється якась несправність, вона записується у вигляді коду на згадку про ЕБУ, сповіщаючи про це водія включенням відповідного індикатора несправності АБС. Потім система автоматично вимикається до наступного перезапуску автомобіля. При наступному увімкненні запалювання електронний бік керування знову перевіряє систему на наявність помилок та несправностей. Якщо ознак таких відсутні, ABSвключається в роботу.
Модулятори гідравлічного блоку
Виконанням розпоряджень ЕБУ займаються модулятори гідравлічного блоку, які містять два клапани на електромагнітній гідравлічній основі, які розташовані на кожному колесі. Перший клапан відповідає за доступ гальмівної рідини від основного гальмівного циліндра до колеса через магістраль, у разі чого її перекриває. Другий клапан перекриває шлях від магістралі до резервуару гальмівної рідини, який є накопичувачем надлишкової «гальмухи». Частота роботи модулятора варіюється від 4 до 17 Гер.ц.
У разі блокування одного з коліс, ЕБУ починає керувати клапанами так, що, що подається до головного циліндра колеса, рідина, тимчасово припиняється. Якщо цих дій виявляється недостатньо, то тут і приходить на допомогу акумулятор накопичувач, тому тиск в циліндрі колеса з- через брак рідини зменшується. Коли накопичувач заповнюється «під зав'язку» гальмівною рідиною, її перекачує назад у основну магістраль спеціальний електронасос.
Модуляція– це процес періодичного гальмування та розгальмовування коліс. Гідравлічний блок називають іноді модулятором гальмівного тиску. Робота системи АБС відчувається водієм періодичними поштовхами, що передаються йому в педаль гальма, поки система не впорається з загрозою виникнення блокування коліс. ABS активізується у разі натискання на педаль гальма вище за швидкість руху в 15 км/год, яка вважається мінімальною.
Переваги та недоліки ABS
Антиблокувальна система ABS славиться поряд своїх переваг, в силу яких вона і набула такого широкого поширення:
При їзді на автомобілі, оснащеному ABS, можна сміливо гальмувати на будь-якій складовій частині повороту, будь то вхід або дуга;
Володіння ABS дозволяє проводити маневрування з одночасним гальмуванням;
Можна не контролювати і не активно працювати педаллю газу, за Вас все робить система;
Хороша для водіїв-новачків щодо того, що не потрібно освоювати нюанси гальмування, як, наприклад, ступінчасте, уривчасте або комбіноване. Все це робитиме ABS.
Але не варто все перекладати на систему з «хворої голови». Як відомо, панацеї від усіх бід не існує і ABS входить до ще не придуманих. Поряд з вагомими перевагами, вона має також і недоліки. І, мабуть, явним є її повне не призначення до маневрів в умовах близьких до екстремальних. Так, - це чудовий захист від «дурнів» та міцна опора для недосвідчених новачків, але є й мінуси:
Під час роботи системи складно провести розрахунок та передбачити, коли вона зупиниться, адже гальмування фактично контролює не водій;
Можливі затримки включення ABS, адже для коректної роботи вона має провести тест дорожнього покриття та прорахувати коефіцієнт зчеплення шин із ним. Таке можливе на слизькій дорозі при їзді на швидкості понад 130 км/год. Це важливо знати, щоб бути готовим та не розгубитися, подумавши, що відмовили гальма!
Якщо відбувається часте чергування нерівного і нерівномірного дорожнього покриття, система може завжди правильно зреагувати в який момент і для якої дороги прорахувати правильний коефіцієнт зчеплення;
Якщо авто підскочило, система зупиняє гальмівне зусилля. Це може призвести до раптової розкоординації водія у момент бездіяльності ABS;
Антиблокувальна система усуває навіть дрібні спроби блокування коліс, що може викликати дискомфорт на пухких та сипких покриттях;
ABS завершує свою функцію на швидкості до 10 км/год. Так, це норма для легкових авто, але якщо взяти до уваги важкі машини, наприклад інкасаторські або представницькі броньованого типу, то може додаватися відстань до півтора метра до гальмівного шляху, що може явно привести до ДТП.
Знайте та враховуйте всі недоліки ABS. Наша Вам порада, постійно моделюйте для себе різні ситуації та умови, щоб опанувати цю систему досконало.
Ефективність антиблокувальної системи
Головним завданням антиблокувальної гальмівної системи є збереження водієм контролю над своїм автомобілем у випадках екстреного гальмування. Головне завдання АБС – дозволити водієві зберегти контроль над транспортним засобом під час екстреного гальмування, не позбавляючи можливості різкого маневрування безпосередньо у процесі гальмування. Саме ці два фактори разом і роблять ABS дуже якісним помічником, що забезпечує активну безпеку водію, при керуванні транспортним засобом.
Досвідчений водій зі стажем, звичайно, чудово впорається і без участі даної системи, точно контролюючи самостійно момент зриву коліс.
Для недосвідченого ж водія, наявність ABS набагато краще в будь-якому випадку. Адже він може інтуїтивно здійснювати екстрене гальмування, просто максимальним додатком зусилля на педаль гальма або рукоятку ручника, зберігаючи при цьому здатність маневрувати.
АBS. Зашифровані в цій абревіатурі слова різні: наприклад, німецькою Antiblockiersystem, англійською Anti-lock Brake System є навіть стійке російськомовне словосполучення «антиблокувальна система», але переклад і значення у них єдині. Це система, яка не дає колесам блокуватись під час екстреного гальмування та регулює зусилля, створювані гальмівними механізмами. Головне завдання системи триєдину – дати водієві можливість керувати автомобілем, зберегти курсову стійкість та забезпечити найбільш ефективне уповільнення під час екстреного гальмування.
створіння
Ідея створити систему, що запобігає блокуванню коліс, народилася ще до Другої світової війни. Застосовувати ABS спочатку планували в авіації. Але використовувані на той час технології та матеріали не дозволяли реалізувати її в масовому виробництві, а особливо на серійному автомобілі. У 1964 році інженери Mercedes спільно з фахівцями компаній Teldix та Robert Bosch щільно взялися до справи. Для початку зібрали всі патенти та звіти за останні кілька десятків років, у яких згадувалося про розподіл гальмівних зусиль між колесами.
Основні елементи будь-якої ABS: блок управління та виконавчий механізм гідроагрегату (1), датчики швидкості обертання коліс (2). Гідроагрегат регулює тиск у контурах гальмівної системи за допомогою гідроакумулятора, електрогідронсосу зворотного ходу та керуючих електрогідравлічних клапанів. На схемі наведена чотириканальна ABS, яка здатна регулювати тиск окремо в кожній із чотирьох гальмівних магістралей.
жовтий - інформаційні кабелі;
червоний - гальмівний контур переднього правого та лівого заднього коліс;
синій - гальмівний контур переднього лівого та заднього правого коліс
У всіх сучасних систем чотири датчики, що відстежують швидкість обертання коліс, та чотири пари клапанів - по два на кожен контур або канал гальмівної системи. Такі системи називають 4-канальними. Вони дозволяють індивідуально регулювати гальмівні зусилля на кожному колесі, домагаючись максимально ефективного уповільнення
Дослідження дали результати, наприклад, допомогли визначитися з функціональною схемою ABS. Датчики (тоді на передній осі) вимірювали швидкості обертання кожного колеса. Ці виміри реєстрував і порівнював блок управління і при необхідності давав поправки виконавчого пристрою скоригувати тиск у будь-якому контурі гальмівної системи. На папері все виходило досить гладко. Але в реальних ситуаціях ABS працювала нечітко, на зміну зчеплення коліс із дорогою реагувала із запізнюваннями, та й надійністю не славилася.
Ще в 1936 році компанія Bosch зареєструвала патент на "механізм, що запобігає блокуванню коліс моторних транспортних засобів". Але лише з використанням електроніки інженери змогли розробити антиблокувальну гальмівну систему (ABS 1), придатну для використання на автомобілі.
Одним з перших значущих кроків на шляху до серійного виробництва стала заміна в 1967 механічних датчиків на колесах безконтактними, що використовують принцип електромагнітної індукції. Переваги очевидні: вони не зношуються, стійкі до механічних впливів, немає хибних спрацьовувань. Саме з такими сенсорами в 1970 Mercedes представив громадськості першу ABS з електронним управлінням для легковиків, вантажівок і автобусів. Датчики передавали сигнали блоку, а той керував гідравлічним модулем, встановленим між головним гальмівним циліндром та супортами.
В 1978 Mercedes-Benz першим у світі з автовиробників представив ABS на серійному S-Klasse. Опція додавала до ціни автомобіля 2217 марок. Трохи пізніше ту ж саму ABS 2 приміряла і БМВ 7-серії. І сьогодні понад дві третини всіх нових автомобілів у світі обладнано антиблокувальною системою гальм.
Принцип першої ABS закладено й у найсучаснішій системі. Датчики відстежують швидкості обертання кожного колеса, блок управління порівнює показання та подає команди електромагнітним клапанам гідромодуля, що регулюють тиск у гальмівній системі, - по парі (впускний та випускний) на кожен контур. При екстреному гальмуванні клапани працюють із частотою кілька десятків разів на секунду (15-20 Гц залежно від системи) - саме їх стрекотіння ми чуємо, коли колеса блокуються-розблокуються. При цьому тиск в одному або відразу кількох контурах миттєво піднімається і відразу стравлюється, а колодки, відповідно, стискають і відпускають диск, забезпечуючи те саме уривчасте гальмування.
Перші системи базувалися на аналоговій техніці, яка часто видавала помилки, самі монтажні схеми були складними та громіздкими. А рівень розвитку «цифри» був тоді незрівнянно низький – перші мікропроцесори, що з'явилися на початку 1970-х, для управління антиблокувальною системою не підходили. Лише через 5 років Bosch зробила повністю цифровий блок керування. Електронна начинка стала майже на порядок компактнішою - блок ABS 1 складався приблизно з 1000 компонентів, і всього 140 було в "мозках" системи другого покоління. Крім цього, працювати ABS стала майже безвідмовно і в рази швидше - електроніка за мілісекунди обробляла дані з колісних датчиків та надсилала командні імпульси гідромодулю.
У 1990-х років антиблокувальні гальмівні системи стали встановлювати і мотоцикли. Вони запобігали блокуванню переднього колеса та польоту сідока через кермо. На верхній схемі показано перевагу, яку дає АБС при гальмуванні середнього мотоцикліста на сухому асфальті зі швидкості 100 км/год.
Багато сучасних систем мотоциклів працюють, навіть якщо водій натиснув тільки на заднє або переднє гальмо.
Подальша еволюція антиблокувальних систем йшла у двох напрямках – удосконалення гідравліки та електроніки. Наприклад розглянемо розвиток ABS від Bosch, який є родоначальником антиблокувальної системи, а й основним постачальником більшості автовиробників, зокрема і російських.
Найпотужнішим постачальником компонентів ABS є Bosch, який постачає комплектуючі для більшості моделей. Для Chrysler та Jeep працює Bendix Corporation, для Ford, GM, Chrysler – Continental Automotiv Systems. Infiniti і Lexus використовують деталі фірми Nippondenso, які земляки Mazda і Honda — Sumitomo. А ще розробкою та випуском компонентів ABS займаються Aisin Advics, Delphi, Hitachi, ITT Automotive, Mando Corporation, Nissin Kogyo, Teves, TRW та WABCO
Отже, незабаром після появи компактного цифрового начиння блок управління переїхав на гідромодуль. Це не лише спростило життя збирачам та компонувальникам автомобіля, а й знизило собівартість системи. Наступне покоління ABS 5, яке стало не тільки легшим і швидшим, отримало більш досконалу механіку, у тому числі і блок нових по конструкції електромагнітних клапанів. Тепер антиблокувальна система дозволила реалізувати додаткові функції, зокрема, програму EBD (Electronic Brake Distribution), що дозує силу гальмування для кожного колеса окремо, програму TSC (Traction control system), яка бореться з пробуксовками, та програму, що контролює поперечну динаміку, - ESP (Electronic Stability Program). Реалізація цих функцій вимагає управління двигуном - так, наприклад, коли електроніка фіксує пробуксовку або поперечні ковзання, вона автоматично зменшує подачу палива.
На зміну механічним колісним датчикам прийшли індуктивні. Їх принцип роботи простий: під час руху автомобіля в котушці датчика індукується електричний струм. Його частота прямо пропорційна швидкості обертання колеса. Згодом вони стали вимірювати як швидкість обертання, а й напрям. Зараз на деяких моделях датчики вбудовують у ступичні підшипники
Сучасні системи побудовані за модульним принципом. Наприклад, дев'яте покоління підтримує безліч функцій, що підвищують комфорт та безпеку - електроніка здатна запобігати відкату автомобіля при старті в гору, регулювати швидкість спуску з гори (реалізується на кросоверах та позашляховиках) і навіть автоматично екстрено зупиняти автомобіль (детальніше про такі системи можна). Причому автовиробник набуває того набору, який йому необхідний конкретного автомобіля. А розробник ABS збирає йому агрегат із відповідних електронних та гідравлічних модулів. Крім того, таке компонування дозволило випускати системи для машин дешевше та дорожче. Наприклад, для моделей преміум-сегменту Bosch пропонує агрегати зі складнішою механікою. Так, замість двопоршневого поворотного насоса гідромодулі встановлюють шестипоршневий. Він дуже швидко знижує тиск у контурі, через що на гальмівній педалі майже немає тих самих вібрацій.
Спрощена схема роботи гідроагрегату у складі АБС. Для простоти на схемі розглядається робота системи з одним колесом. У чотириканальній системі на кожне колесо припадає чотири такі контури
А що на практиці?
Нещодавно ми провели тест, що наочно показує переваги роботи антиблокувальної системи. Об'їзд перешкоди з гальмуванням виконувався на автомобілі з ABS та без неї. Шини на піддослідних Логанах були однаковими – Barum Brilliantis розмірністю 185/70 R14. Для більшої переконливості було зімітовано слизьке покриття – пластик, змочений мильним розчином. У «створ воріт» потрібно було в'їхати на швидкості 40 км/год і відразу розпочати екстрене (сильний удар по педалі гальма - водій «злякався») гальмування з одночасним перестроюванням.
Автомобіль без антиблокувальної системи
з вивернутими колесами, не змінюючи траєкторії, збивав перешкоду і продовжував рухатися далі. Винуватець - тертя ковзання в плямах контакту, заблоковані колеса не сприймають як слід бічні сили, отже, керувати автомобілем у цей момент неможливо. Я використав уривчасте гальмування, як вчать на спецкурсах, ефект на даному виді покриття – практично нульовий. Спроби намацати момент початку блокування і застосувати пошукове кермування (пошук кута повороту коліс, коли автомобіль перестає реагувати на кермо) теж особливим успіхом не увінчалися.
Logan з ABS
при набагато більш ефективному уповільненні дозволяв з першого разу навіть новачкам легко і без напружень уникнути перешкоди. Гальмівний шлях з ABS для цього покриття був у середньому в 1,5 рази коротший, ніж у Логана, не обладнаного антиблокувальною системою. У чому хитрість? У переривчастому гальмуванні з короткочасними блокуваннями - ABS встигає за секунду загальмувати-розгальмувати кожне з коліс 15 разів. Поки колесо частки секунди котиться, у вас є можливість задавати напрямок (у цей момент у плямах контакту тертя спокою). При цьому для кожного типу покриття (встановлюється досвідченим шляхом при проектуванні та доведенні) підтримується найбільш оптимальна ступінь прослизання коліс (15-20%), при якій уповільнення найбільше ефективно. До того ж ABS дозує гальмівне зусилля на кожне з коліс окремо, запобігаючи занесення.
Чому на машині без ABS не допомогло уривчасте гальмування? Заблокувати-розблокувати колеса, на відміну від ABS, я встигаю максимум три-чотири рази на секунду - я дію апріорі повільніше. Ступінь прослизання у мене неоптимальний, отже, гальмування менш ефективне. На відміну від ABS, педаллю я впливаю відразу на всі колеса, а це може викликати знесення або замет, тому що під колесами можуть бути різнорідні покриття, або змінено завантаження по осях і бортах. Траєкторію при такому способі гальмування можна навчитися трохи змінювати, але потрібне тренування. Те саме щодо «стежить» гальмування. Висновок однозначний – з ABS автомобіль безпечніший.
Однак не все так безхмарно, як може здатися на перший погляд. В деяких випадках ABS може збільшувати гальмівний шлях, наприклад, на льоду і ряді нестабільних покриттів (нещільний грунт, дорога з гравієм, що перекочується, або тверда основа, присипана пилом, піском або снігом). Зношені амортизатори і несумлінне налаштування підвіски теж можуть підлити олії у вогонь... Якщо хоча б одне колесо під час гальмування відривається від дорожнього полотна на тривалий час і блокується, система, думаючи, що воно потрапило на лід, розгальмовує його, а заразом знижує тиск у гідравлічних магістралях інших коліс. Система в цьому випадку розуміє, що колеса потрапили на різнорідні покриття і, таким чином, прагне зберегти курсову стійкість. Крім того, сама адекватність настроювання ABS на деяких сучасних моделях викликає багато питань. Як бути з цими нюансами, поговоримо наступного разу.
Натискаючи на гальмо педаль, ми уповільнюємо рух автомобіля. Якщо потрібно зупинитися миттєво, то різко тиснемо на педаль. Виникає загроза " юза " , тобто. ковзання заблокованих коліс, при якому авто не слухається керма. У цій ситуації на допомогу водієві прийде система ABS.
Що таке АБС (розшифровується як антиблокувальна система). Це ряд пристроїв, які при гальмуванні автомобіля, незалежно від дій водія, запобігають блокуванню коліс. Таким чином, автомобіль з ABS в екстреній зупинці не тільки не «проскочить» з колесами, що не обертаються вперед, не тільки не втратить управління, але і не вилетить з проїжджої частини.
Як працює?
В екстреній ситуації, коли інстинктивно ви з силою тиснете на педаль гальма, за будь-яких несприятливих дорожніх умов, автомобіль не розгорне, не виведе із заданого курсу. Навпаки, керованість машини збережеться, це означає, що зможете об'їхати перешкоду, а при гальмуванні на слизькому повороті уникнути занесення.Робота АБС супроводжується імпульсними поштовхами на педалі гальма та звуком «тріщатки». Про справність системи сигналізує світловий індикатор (напис "ABS") на приладовому щитку. Індикатор спалахує при включеному запалюванні і гасне через 2-3 секунди після пуску двигуна.
Слід пам'ятати, що гальмування авто з ABS не повинно бути багаторазовим та уривчастим. Гальмову педаль необхідно утримувати натиснутою зі значним зусиллям під час гальмування - система сама забезпечить найменший гальмівний шлях.
На сухій дорозі ABS може зменшити гальмівний шлях автомобіля приблизно на 20%в порівнянні з гальмівним шляхом машин із заблокованими колесами. На снігу, льоду, мокрому асфальті різниця буде набагато більшою. Відмічено: АБС збільшує термін служби шин.
Наявність в автомобілі АБС може створювати у водія ілюзію безпеки. Дана система запобіжить блокуванню гальм і збереже контроль над курсовою стійкістю та повертальністю, але вона не гарантує зменшення гальмівної колії. Як би не була хороша ABS у плані покращення активної безпеки машини, головним, як і раніше, залишається водій.
Які бувають несправності
Сучасні АБС мають досить високу надійність і можуть тривалий час працювати не виходячи з ладу. Електронні блоки відмовляють дуже рідко, оскільки захищені спеціальними реле та запобіжниками. Якщо несправність трапилася, то причина нерідко пов'язана з порушеннями рекомендацій виробника.Найуразливішими є колісні датчики, розташовані поблизу деталей маточини або півосей, що обертаються. Місце розташування цих датчиків благополучним ніяк не назвеш: різні забруднення або занадто великий люфт у підшипниках маточини здатні викликати збої в їхній роботі, які стають найчастіше винуватцями неполадок у роботі ABS.
Крім того, на справність впливає величина напруги між клемами акумулятора. При зменшенні напруги до 10,5 і нижче ABS може самостійно вимкнутисьчерез запобіжний електронний блок. Запобіжне реле може спрацювати при неприпустимих коливаннях і сплесках напруги в мережі машини.
Про те, що антиблокувальна система несправна, засвідчує загоряння контрольної лампи на панелі приладів. Надто нервово реагувати на це не слід. Без гальм авто не залишиться, але при гальмуванні поводитиметься як машина, в якій ABS відсутня.
Існує ряд особливостей, пов'язаних із обслуговуванням гальмівної системи з АБС. Наприклад, перед заміною гальмівної рідини слід розрядити акумулятор тиску у гідроблоці. Для цього при вимкненому запаленні необхідно разів з двадцять натиснути на педаль гальма.
Якщо лампочка ABS періодично спалахує і гасне, то, швидше за все, барахлить якийсь контакт в електричному ланцюзі. Автомобіль слід загнати на оглядову канаву, перевірити всі дроти та зачистити електричні контакти. Якщо причина миготіння лампи АБС не буде виявлена, подальші пошуки несправності слід продовжити в спеціалізованому автосервісі.
