Антиблокировочная система ABS — устройство и принцип работы

Колесо, сохраняющее вращение, лучше замедляет автомобиль при торможении, чем уже сорвавшееся в скольжение. Но водителю очень сложно точно отслеживать эту грань максимальной эффективности сброса скорости, поэтому ему в помощь была разработана автоматическая система, предотвращающая блокирование шин. Она получила название ABS, эта англоязычная аббревиатура и означает антиблокировочную систему тормозов.

система ABS

Что входит в состав ABS

Система появилась в автомобилях, оборудованных гидравлическим приводов тормозов. Надавливая на педаль, водитель увеличивает давление в магистралях через главный гидроцилиндр, после чего приходят в движение поршни исполнительных цилиндров, прижимающие к рабочим поверхностям дисковые или барабанные колодки. Для управления усилием надо было как-то управлять давлением в системе. Поэтому в автомобилях появились дополнительные механизмы и детали:

  • электрогидравлические клапаны, блокирующие или пропускающие через себя жидкость под воздействием электрических сигналов;
  • насос, создающий добавочное давление в системе;
  • гидроаккумулятор, помогающий работать насосу;
  • вспомогательные ресиверы;
  • датчики, следящие за скоростью вращения колёс;
  • электронный блок управления (ЭБУ), представляющий собой микрокомпьютер, с большой скоростью обрабатывающий сигналы датчиков по заложенной программе и выдающий команды на исполнительные механизмы.
основные элементы ABS

Технически реализация системы оказалась намного сложнее, чем при теоретическом рассмотрении её схемы. Дозировать усилие в аналоговом режиме стало сложной задачей, поэтому все клапаны работают в импульсном режиме, модулируя управляющим сигналом соотношение между открытым и закрытым состоянием. Все процессы должны происходить с высоким быстродействием, иначе вместо уменьшения тормозного пути можно получить прямо противоположные результаты. В отдельных случаях это происходит и сейчас, несмотря на многие годы совершенствования ABS.

Вся аппаратура, отвечающая за модуляцию рабочего давления, конструктивно объединена в отдельный гидроблок, который принимает жидкость от главного цилиндра и раздаёт её по колёсным механизмам. Датчики располагаются непосредственно около колёсных ступиц, считывая частотный сигнал с зубчатых венцов или магнитных полосок на вращающихся деталях. ЭБУ по шине данных может общаться с прочими электронными мозгами автомобиля.

Работа ABS

За каждое колесо отвечает пара клапанов, один из которых нагнетает давление в рабочий цилиндр, второй сбрасывает. Сброс происходит в гидроаккумулятор, что минимизирует потери энергии и увеличивает быстродействие.

В начале торможения выпускной клапан закрыт, это его нормальное состояние, а впускной открыт. Давление растёт, и так будет происходить до момента, когда датчики зафиксируют начало блокировки. ЭБУ чётко определяет скорость автомобиля, соотносит её со скоростью вращения колеса, а также следит за темпом его замедления. Если началась частичная блокировка, то частота вращения скачкообразно изменяется, и система реагирует, переходя в режим удержания давления.

блок клапанов и модуль управления ABS

Открывая выпускной клапан и закрывая впускной, ЭБУ не позволяет водителю продолжать увеличивать давление в магистрали подозрительного колеса. В этот момент регулировка давления происходит в импульсном режиме, без вмешательства человека. Он может нажимать на педаль с любой силой, колесо на это никак не отреагирует. Благодаря сохранению способности к качению, оно продолжает выполнять вторую свою функцию – обеспечивать не только замедление машины, но и её управляемость. Скользящей шине всё равно, в каком направлении это делать, по траектории или вбок от неё. Поэтому автомобиль на заблокированных резким торможением колёсах чаще всего просто выбрасывает с дороги.

Если колесо продолжает терять частоту вращения, то система разблокирует его, закрыв впускной клапан и сбросив давление через выпускной. И сделает это с такой скоростью, на которую не способен даже самый тренированный водитель. Поэтому тормозной путь автомобиля с ABS всегда короче, чем у не оборудованного этой системой. А в автогоночных дисциплинах антиблокировку не используют, чтобы повысить роль водительского мастерства.

При возникновении неисправностей в системе срабатывает самодиагностика ЭБУ, программа переходит в аварийный режим и высвечивает индикацию на приборной панели. Даже если выйдет из строй электронный блок и пропадёт питание, клапаны останутся в своём нормальном состоянии, тормозная система превратится в самую обычную, но в эффективности не потеряет. Пропадёт только всё положительное, что даёт предотвращение блокировки.

индикатор неисправности ABS

Появление ABS изменило даже рекомендации по безопасному вождению. Стало возможным поступать так, как ранее категорически запрещалось. Можно в случае опасности просто выжать с максимально возможной силой тормозную педаль, оставить её в этом положении и работать рулём, пытаясь избежать столкновения одновременно манёвром и торможением. Раньше это просто привело бы к вылету из полосы или неуправляемому вращению. На автомобилях с механической коробкой можно даже выжимать сцепление при торможении, что раньше не позволялось, мотор был обязан сохранять стабилизирующий момент.

Развитие и совершенствование ABS

Первые системы были относительно примитивными. Изначально в них даже не было электроники, конструкторы с помощью остроумных технических приёмов решали задачу ограничения тормозного усилия чисто механически. Затем появились уже отдалённо похожие на современные американские устройства, предотвращающие блокировку задней оси, как наиболее подверженной срыву в скольжение. Наконец, к 80м годам прошлого века электроника научилась контролировать не только заднюю ось, но и раздельно передние колёса, это была трёхканальная, нормально работающая ABS.

развитие ABS

Полноценные четырёхканальные системы появились благодаря разработкам Bosch, после чего прогресс двигался лишь в направлении увеличения быстродействия и совершенствования алгоритмов. С ними было не всё гладко, систему пришлось долго обучать поведению в самых непредсказуемых дорожных ситуациях. Часто ведь блокировка оказывается даже полезной, эти случаи надо выявлять и предусматривать. Например, при самых низких коэффициентах сцепления система может вообще оставить автомобиль без тормозов, снимая с рабочих цилиндров давление при малейших блокировках, которые в таких условиях неизбежны.

Плюсы и минусы системы

Все недостатки ABS немедленно устраняются при их выявлении, поскольку речь идёт о безопасности. Поэтому любое их упоминание можно считать скорее историческим событием, чем текущей проблемой. Случались ошибки при работе с полноприводными трансмиссиями, когда автоматика ABS входила в противоречие с работой трансмиссии по распределению крутящего момента между колёсами, или во время торможения некоторых автомобилей на скользких спусках, когда вместо остановки, машина набирала скорость. Обычно в следующей версии проблема устранялась.

Зато достоинства сейчас может отметить любой водитель, машину без ABS уже трудно встретить на дороге:

  • сокращение тормозного пути почти во всех случаях;
  • полное подчинение тормозов самому неопытному водителю, не понимающему ничего в трении скольжения и заносах при замедлении;
  • возможность управлять с полностью зажатыми тормозами;
  • способность притормаживать в предельных поворотах;
  • совместимость с многочисленными системами помощи водителю, сейчас узлы и детали ABS стали базой для элементов автономного управления.

Наличие ABS, конечно, увеличило цену автомобиля, но это плата за безопасность и удобство. Современный автомобиль усложняется и по менее значимым поводам, но именно антиблокировка тормозов стала самым весомым вкладом в отдачу от внедрения новых технических решений.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector