Abs антиблокировочная система тормозов – Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS) — ДРАЙВ

Содержание

Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS) — ДРАЙВ

Приходилось ли вам объезжать внезапно возникшее препятствие и одновременно тормозить? Наверняка да. Казалось бы, что в этом сложного — нажал на тормоз, повернул руль и скорректировал траекторию. Однако всё относительно просто до определённого момента. Если при экстренном торможении нажать на педаль тормоза сильнее, чем необходимо, колёса могут заблокироваться и…

Дальше возможны два варианта развития событий. Оба обусловлены наличием или отсутствием антиблокировочной системы тормозов АБС (ABS — Anti-lock Brake System). Если машина архаичная, ведёт свою родословную из середины семидесятых прошлого столетия или сошла с конвейера одного из отечественных автозаводов, то, как бы усердно вы ни крутили «баранку», транспортное средство траектории не изменит. Дело в том, что заблокированные колёса, скользя, лишают водителя возможности маневрировать — сорвавшись на юз, автомобиль будет тупо ехать по прямой, будто у него отрубили руль. Лишь опытный пилот сумеет хладнокровно разблокировать колёса, на мгновение отпустив педаль тормоза. А затем, используя импульсное торможение, вернуть контроль и погасить скорость. Второй вариант — для машины, оснащённой АБС. От водителя требуется лишь посильнее нажать на педаль тормоза и спокойно работать рулём. Чувствуете разницу?

За 30 лет система претерпела сильные изменения. В десятки раз увеличились быстродействие и количество циклов срабатывания за единицу времени. Так, например, первые блоки управления для легковых автомобилей весили более 7 кг. Современные же гораздо компактнее и тянут килограмма на полтора.

Блокировка опасна ещё и тем, что способна стать причиной заноса или увода автомобиля в сторону. Произойти это может, когда под колёсами разнородное покрытие, сильно изменена загрузка по осям в ходе предыдущего манёвра или стоят разные шины (последнее звучит дико, но в России, увы, не редкость). Кроме того, при заблокированных колёсах машина может изменить траекторию под действием любой боковой силы (уклон дороги или столкновение). Скорректировать траекторию в этом случае практически невозможно.

В АБС для определения скорости вращения используются индукционные датчики частоты и датчики, работающие на эффекте Холла. Каждое новое поколение колёсных датчиков частоты вращения становится меньше, точнее и надёжнее. Сначала устанавливался только один сенсор, который монтировался на редукторе заднего моста или КПП. Позже к нему добавились ещё два — на передних колёсах. И лишь в последних версиях АБС предусматривается установка датчиков на каждое колесо, соответственно, с индивидуальными модуляторами. Кстати, самые древние и примитивные одноканальные ABS воздействовали сразу на все тормозные механизмы.

Ещё один негативный эффект блокировки — увеличение тормозного пути. Здесь всё дело в том, что сила трения покоя обычно больше силы трения скольжения. Следовательно, для максимально быстрой остановки автомобиля нужно генерировать такую величину давления в тормозных магистралях, чтобы колёса при торможении вращались на грани блокировки. Есть такой немаловажный показатель, как относительное проскальзывание. Он в зависимости от степени заторможенности колеса может меняться от нуля (колесо катится без проскальзываний) до 100% (колесо полностью заблокировано). Экспериментально установлено, что максимальная эффективность торможения достигается при 15–20-процентном проскальзывании — то есть в том случае, когда скорость вращения заторможенного колеса на 15–20% ниже скорости свободновращающегося колеса при постоянной скорости движения машины. Забегая вперёд, скажем, что электроника при торможении поддерживает именно эту величину, периодически блокируя и разблокируя колёса.

В состав практически любой современной системы АБС входят: электронный блок управления (1), модулятор (2), изменяющий давление в гидравлических магистралях, датчики угловых скоростей вращения колёс (3), установленные на внутренней части ступицы колеса.

Прогрессивное человечество окончательно осознало вред заблокированных колёс лишь в 70-х прошлого века. Пионером в данной области стал Mercedes-Benz, совместно с компанией Bosch разработавший систему, которая в 1979 году стала устанавливаться на Мерседесы S-класса. Основной принцип работы АБС был сформирован именно тогда, и потом только совершенствовался.

Современная электроника (ABS, противобуксовочная система, ESP), чтобы держать под контролем поперечную и продольную динамику автомобиля, учитывает не только частоту вращения колёс. Подконтрольными являются угол поворота руля, степень крена кузова, ускорение… Давление в тормозных контурах генерируется по совокупности полученных данных, плюс в некоторых случаях принудительно изменяется тяга двигателя.

Задача ABS — регулировать скорость вращения колёс путём изменения давления в магистралях тормозной системы. Чтобы контролировать угловую скорость, надо знать её величину и то, как она меняется со временем. Каждое колёсо снабжено датчиком, который выдаёт электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колеса. Эта информация поступает в блок управления АБС.

Если во время торможения угловая скорость колеса приблизилась к нулю, электронный мозг тут же примет решение его «растормозить». Гидравлический модулятор при помощи электроклапана стравит давление из магистрали и перенаправит «лишнюю» порцию тормозной жидкости в гидроаккумулятор. Давление будет снижаться до тех пор, пока колесо, снова «ухватившись» за покрытие, не раскрутится до определённой скорости. Далее ABS опять резко увеличит давление в магистрали и притормозит колесо. Цикл продолжится до тех пор, пока машина не остановится или водитель не ослабит давление на педаль до положения, когда ABS не нужна.

Существующие на рынке системы отличаются весьма точной настройкой и обеспечивают максимальную эффективность торможения.

Многие скажут: «Невелика премудрость!» Прерывисто тормозить можно и самому. И правда: во многих случаях такой способ замедления на автомобилях, не оборудованных АБС, позволяет во время экстренного торможения объехать внезапно возникшее препятствие. Когда колёса блокируются — вы тормозите, как только «отпускаются» — получаете возможность корректировать направление движения. Естественно, при таком раскладе тормозной путь значительно увеличится, зато водитель получит возможность объехать препятствие и упреждающим действием руля погасить занос.

Но, к сожалению, ни один титулованный гонщик не способен обеспечить «порционное» торможение с частотой, с которой это делает ABS. Система (в зависимости от варианта исполнения) за секунду успевает заблокировать-разблокировать колёса около 15 раз. К тому же водитель одновременно воздействует на все тормозные механизмы (так работали первые системы ABS), в то время как современные 4-канальные антиблокировочные системы следят за скоростью вращения и регулируют тормозное усилие для каждого колеса отдельно.

Гидравлический модулятор, совмещённый с блоком управления (чёрный).

В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD (Electronic Brake Distribution) — системой распределения тормозных усилий, которая дозирует интенсивность торможения для каждого колеса. C EBD можно смело тормозить в повороте и на «миксте». Электроника по разности частот вращения поймёт, что колёса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшит тормозные силы на колёсах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится и будет определяться силой трения колеса

www.drive.ru

Как работает ABS и неисправности этой системы: фото и видео

Сегодня новые автомобили оснащены самыми разными системами, с помощью которых даже водители-новички могут с легкостью справится с управлением. Одной из самых первых систем, считается антиблокировочная тормозная система. Система ABS устанавливается даже в базовые комплектации автомашин. Это электромеханический блок, который в таких сложных дорожных ситуациях, как скользкий, мокрый путь или гололед, управляет торможением транспортного средства. По сути, это правая рука водителя, тем более новичка.

Содержание:

Правильное торможение без АБС

Каждому водителю следует осознавать, что недостаточно просто вовремя воспользоваться педалью тормоза. Так как если при большой скорости резко нажать на тормоз, то колеса автомобиля блокируются, в результате чего не будет сцепки колес с дорожным покрытием. Покрытие дороги может быть разным, поэтому и скорость скольжения колес будет разная. В результате транспортное средство перестает быть управляемым и может легко пойти в занос. Если владелец автомашины неопытный, то контролирование направления автомобиля может выдаться ему не по силам.

Самое главное в таком торможении – это не допустить, чтобы колеса жестко заблокировались, в результате чего транспортное средство идет в занос. Во избежание таких случаев, рекомендуется применение приема прерывистого торможения. Для осуществления такого правильного торможения, необходимо периодически с маленьким интервалом то нажимать, то отпускать педаль тормоза, и ни в коем случае нельзя держать педаль тормоза нажатой до полной остановки. С помощью такой простой методики торможения, можно контролировать автомобиль несмотря на качество поверхности дороги.

Однако необходимо учитывать простой человеческий фактор – водитель в непредвиденной ситуации способен растеряться и все правила торможения могут просто вылететь у него с головы. Для контроля транспортного средства в подобных экстренных ситуациях и была разработана антиблокировочная система торможения.

В чем секрет работы ABS

Важно знать по какому принципу работает АБС, ведь она имеет тесную связь с системой управления, а это значит, что соответственно и с уровнем безопасности автоводителя и пассажира. Итак, основная идея работы системы состоит в том, что когда водитель жмет педаль тормоза, происходит мгновенный контроль, а также на колеса перераспределяется тормозное усилие. Посредством этого, автомашина управляема в любых условиях, и достигается эффект снижения скорости. Однако нельзя полагаться только на различные дополнительные системы потому, что водителю следует освоить собственный автомобиль – длину тормозного пути и поведение в экстренных ситуациях. Рекомендуется протестировать способности автомобиля на специализированных автодромах, для того, чтобы в будущем предотвратить щекотливые ситуации на дороге.

Еще существуют некоторые особенности работы АБС. Например, когда шофер решил прекратить движение автомашины, оснащенной системой ABS, то при нажатии педали тормоза ощущается легкая вибрация на педали, и может слышатся сопровождающий звук похожий на «трещотку». Вибрация и звук – это признак того, что система заработала. Тем временем датчики выполняют считывание показателей скорости, а блок управления обеспечивает контроль давления внутри тормозных цилиндров. Таким образом, не позволяет блокировку колес, а притормаживает быстрыми рывками. Благодаря этому, обороты автомобиля падают, и при этом не идет в занос, что позволяет управлять транспортным средством до самой остановки. Даже при скользкой дороге, с системой ABS, водителю необходимо только держать под контролем направление автомобиля. Такое идеальное и управляемое торможение возможно только благодаря системе АБС.

Следует подчеркнуть следующие этапы действия:

Сбрасывание давления в тормозном цилиндре.
Поддержка беспрерывного давления в цилиндре.
Увеличение давления до соответствующего уровня в самом тормозном цилиндре.

Важно знать, что гидроблок в транспортном средстве монтируется в тормозную систему подряд прямо после главного тормозного цилиндра. Что касается электромагнитного клапана, то это – своеобразный кран, который впускает и блокирует приток жидкого вещества к самим тормозным цилиндрам.

Контролирование, а также рабочие процессы системы торможения автомашины выполняются в согласии с информацией, которая поступила на блок управления АБС от скоростных датчиков.

При процессе торможения, ABS расшифровывает информацию с датчиков частоты вращения колес, благодаря которой равномерно падает скорость транспортного средства. В случае остановки любого колеса, сигнал моментально отправляется с датчиков скорости к блоку управления. Приняв такой сигнал, модуль управления снимает блокировку благодаря активации выпускного клапана, который блокирует вход жидкого вещества в колесный тормозной цилиндр. В этот момент насос возвращает жидкость в гидроаккумулятор. Когда обороты колеса увеличатся до допустимой скорости, то блок управления даст команду прикрыть выпускной и открыть впускной клапан. После этого запускается насос, который будет нагнетать давление в тормозной цилиндр, в результате чего колесо будет дальше притормаживать. Эти процессы осуществляются мгновенно, и длятся до окончательной остановки транспортного средства.

Обсуждаемая суть работы АБС, представляет самую новую четырехканальную систему, в которой происходит контроль всех колес транспортного средства.

Другие известные типы

Одноканальный состоит из датчика, расположенного на заднем мосту, задача которого заключается в распределении тормозного усилия синхронно на четыре колеса. Такого рода система имеет всего одну пару клапанов, благодаря чему, одновременно варьируется давление полностью по всему контуру.
Двухканальный – в ней осуществляется парный контроль колес, которые размещены по одной стороне.
Трехканальный состоит из трех датчиков скорости: один вмонтирован на заднем мосту, а остальные вмонтированы на передних колесах в отдельности. В упомянутом виде системы находится три пары клапанов (впускной и выпускной). Действие этого вида ABS состоит в индивидуальном контроле передних колес и в паре задних.

Сравнив разные типы АБС, можно заключить, что их отличие проявляется только в разном количестве самих клапанов и датчиков контроля скорости. Однако суть системы в транспортном средстве, а также порядок протекающих процессов идентична у всех видов систем.

История внедрения системы

Инженеры ведущих автомобильных компаний усердно занимались разработкой ABS в первой половине 70-х годов. Даже самые первые системы были довольно успешны, и уже в том десятилетии подобные системы начали устанавливать в автомобили серийного производства.

Изначально на автомашины монтировались механические датчики только на одной оси, которые отправляли данные в модуль управления об изменении давления в тормозных контурах. Разработчики с Германии сделали в этой области еще один шаг вперед и начали использовать датчики без контактов, и это, в свою очередь, катализировало передачу информации в логический блок. Кроме того, число ложных срабатываний сократилось, и за счет того, что устранились трущиеся поверхности, пропал износ. По тому же принципу, который использовался в первых антиблокировочных системах, работает и современная система.

Составные антиблокировочной системы

Гипотетически строение АБС абсолютно несложно, и состоит из следующих устройств:

гидроблок
датчики скорости
блок электронного управления

Последнее играет роль «интеллекта» системы (компьютер), поэтому не трудно представить какую он отыгрывает роль. Что касается датчиков контроля скорости и гидроблока, необходим более глубокий анализ.

Как работает датчик скорости

Датчики, которые контролируют скорость работают по принципу электромагнитной индукции. В редуктор ведущего моста жестко зафиксирована катушка с магнитным сердечником. Также в ступице закреплен зубчатый венец, который вращается параллельно с колесом. Затем такое вращение меняет параметры магнитного поля, что в ответ обуславливает появление тока. Сила электротока будет прямо пропорционально расти по отношению к скорости вращения колес. Отталкиваясь от этой силы, в свою очередь, создается сигнал, и передается в блок электронного управления. Импульсы передаются от четырех датчиков скорости, которые бывают двух типов: активными и пассивными, а также отличатся по конструкции.

Активный тип датчика функционирует с магнитной втулкой. Передача бинарного сигнала осуществляется посредством считывания его метки. Благодаря скорости вращения, отсутствуют погрешности, и как результат – точные импульсные данные.

В пассивном типе применяется определенная гребенка в блоке ступицы. Благодаря подобным сигналам, датчик способен определить скорость вращения. Важно учитывать один недостаток этой конструкции – при небольшой скорости может получится неточность.

Гидроблок

В состав гидроблока входит:

резервуар для хранения тормозной жидкости – гидроаккумулятор;
впускные и выпускные электромагнитные клапаны, благодаря которым регулируется давление, нагнетаемое в тормозных цилиндрах транспортного средства. Каждый вид ABS отличается числом пар клапанов;
благодаря универсальному насосу осуществляется нагнетание необходимого давления в системе, в результате чего подается тормозная жидкость из гидроаккумулятора, а когда необходимо, отбирает ее назад.

Некоторые недостатки АБС

Один из самых больших недостатков антиблокировочной системы торможения это то, что ее эффективность зависит от качества и состояния поверхности дороги. При недостаточно хорошей поверхности дороги, путь торможения значительно длиннее. Это благодаря тому, что время от времени колесо теряет контакт или сцепление с асфальтом и прекращает вращение. ABS определяет подобного рода остановку колеса, как блокировку, и тем самым перестает тормозить. В момент сцепки колес с асфальтом, запрограммированная команда не согласуется с необходимой в данном случае, и самой системе необходимо опять перестраиваться, что требует времени и увеличивается тормозной путь. Свести к минимуму такой эффект можно только уменьшив скорость движения транспортного средства.

В случае неоднородного покрытия дороги, например, снег – асфальт или лед – асфальт, попадая на мокрый или скользящий участок дороги, ABS оценивает покрытие и настраивает под данную дорогу процесс торможения. Вместе с тем при попадании колес на асфальт, АБС опять перестраивается, из-за чего снова-таки увеличивается длина тупи торможения.

На грунтовых дорогах обычная система торможения работает намного лучше и надежнее, чем антиблокировочная система торможения. Ведь при обычном торможении, заблокированное колесо толкает грунт, создавая небольшую горку, которая не дает возможности дальше двигаться транспортному средству. Благодаря этому автомобиль останавливается очень быстро.

Еще один изъян антиблокировочной системы торможения состоит в том, что при небольшой скорости, система совсем отключается. В случае, когда дорога под уклоном и в то же время скользкая, нужно помнить о том, что может потребоваться для торможения надежный ручной тормоз. Поэтому его нужно иметь всегда в рабочем состоянии.

Штатного отключения антиблокировочной системы торможения в автомобилях не предусматривается. Иногда водители хотят отключить эту систему. Для этого необходимо вытянуть из блока штекер. Необходимо также учесть, что в новых автомобилях от ABS зависит и перераспределение межосевых тормозных сил. Поэтому, посредством торможения, полностью блокируются задние колеса.

Важно отметить, что система АБС – отличное дополнение к тормозной системе автомобиля, благодаря которому можно контролировать автомобиль в самых сложных и необычных ситуациях. Несмотря на это не следует забывать, что невозможно полностью полагаться на автомат. Со стороны водителя тоже нужно прикладывать большие усилия, чтобы держать ситуацию под контролем.

Видео

Поделитесь с друзьями!

autoiwc.ru

Как работает антиблокировочная система торможения?

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?

Расположение компонентов антиблокировочной системы.

Насос и клапаны ABS

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.

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

Компоненты антиблокировочной системы.

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.

www.exist.ru

Антиблокировочная система тормозов АБС (ABS)

В последние несколько лет оснащать автомобили антиблокировочной системой или просто ABS стало модно среди именитых производителей. По разным данным около двух третей всех выпускаемых сегодня автомобилей комплектуются АБС, наблюдается тенденция прорыва этой технологии даже в недорогие базовые версии автомобилей.

АБС (ABS) система

Почему производители решили ставить еще недавно диковинную систему ABS на большинство выпускаемых автомобилей и какую выгоду дает подобная технологическая приправа вашему автомобилю?

Когда появилась антиблокировочная система?

Впервые АБС испытали в 1920 году на шасси самолетов. В авиации и до сегодняшнего дня каждый самолет оснащается рядом тормозных систем, среди которых присутствует и антиблокировочная.

Первый работоспособный вариант антиблокировочной системы на автомобильном транспорте испытал немецкий концерн Daimler-Benz. На пятки ему наступал гигант инженерной мысли Bosch. Антиблокировочные системы, которые впервые начали устанавливаться серийно на S-класс Mercedes и BMW 7-й серии в 1978 году были разработаны этими корпорациями совместно.

С 2004 года на все европейские автомобили ABS устанавливается в стандартной комплектации.

Для чего нужна АБС и как с ней ездить?

Антиблокировочная система автомобиля – это своеобразное дополнение к тормозам вашего автомобиля. Во время резкого торможения АБС помогает удержать устойчивость и затормозить быстрее, ведь система не дает колодкам полностью прижимать тормозной диск. Тем самым не допускается блокирование колеса при торможении, уменьшаются шансы пустить автомобиль в неконтролируемый занос.

ABS позволяет контролировать торможение на скользкой дороге – в этом его основное предназначение. Также система подсобит водителю при резком торможении. Никаких особенных навыков вождения присутствие этой системы на борту автомобиля от водителя не потребует. АБС упрощает жизнь водителя в сложных ситуациях. В обычной же дорожной обстановке контроль над тормозами полностью представлен водителю.

Для неопытного водителя наличие антиблокировочной системы в автомобиле – это отличная помощь в освоении всех тонкостей водительского мастерства. Человек с большим стажем вождения может самостоятельно контролировать момент, когда колеса начинают блокироваться, ослабляя при этом усилие торможения. С присутствуем АБС можно просто давить на педаль тормоза с максимальной силой – это обеспечит эффективное торможение.

Устройство антиблокировочной системы — схема

компенсационный бачок
вакуумный усилитель тормозов
датчик положения педали тормоза
датчик давления в тормозной системе
блок управления
насос обратной подачи
аккумулятор давления
демпфирующая камера
впускной клапан переднего левого тормозного механизма
выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма
впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
передний левый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения переднего левого колеса
передний правый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения переднего правого колеса
задний левый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения заднего левого колеса
задний правый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения заднего правого колеса

Как работает эта ABS?

Устройство системы сравнительно простое. За основу работы берется два показателя скорости: скорость вращения колеса и скорость движения автомобиля.

Специальные датчики всегда сопоставляют эти два показателя, как только водитель нажимает на педаль тормоза. Если одно или несколько колес начинают блокироваться, то есть скорость их вращения становится меньше скорости движения автомобиля, АБС подключается и искусственно уменьшает тормозное давление на колесе, вызвавшем проблему. Как только скорость вращения колеса восстанавливается, датчики отдают команду снова передать силу торможения в руки (а точнее, в ноги) водителю.

Срабатывает включение/выключение системы ABS автоматически до 30 раз в секунду. Поэтому во время работы антиблокировочной системы водитель чувствует легкое биение на педали тормоза. Этот фактор и подсказывает, что работа тормозной системы корректируется антиблокировочной.

Кроме антиблокировочной системы в высокие комплектации автомобилей входит ряд других технических новинок: противобуксовочная система, система помощи при экстренном торможении, а также система курсовой устойчивости. Все эти технологические примочки произошли от ABS и по сути являются лишь помощниками основной антиблокировочной системы.

Видео: принцип работы ABS.

Сфера применения антиблокировочной системы

Сегодня АБС используют везде, где есть колесный транспорт. Разве что на складские погрузчики пока не решились поставить. Первым ареалом использования антиблокировочной системы, как уже упоминалось выше, стала авиация. При посадке самолет начинает движение по асфальту с огромной скоростью. Отсутствие АБС потребовало бы значительно большего тормозного пути, чем в нынешних аэропортах, да и безопасность была бы меньшей.

Кроме автомобилей ABS также устанавливают на мотоциклы, квадроциклы и даже прицепы. Грузовые автомобили не смогли бы провозить трейлеры с грузом по сложным зимним дорогам, если бы не помощь антиблокировочной системы.

Вокруг использования АБС сегодня ходит много споров и дискуссий. Опытные водители иногда утверждают, что это бесполезная техническая новинка, которая перегружает тормозную систему. Но сотни тысяч водителей, которым удалось избежать нежелательных последствий в сложных дорожных ситуациях, благодаря ABS, скажут вам обратное.

Загрузка…

avto-i-avto.ru

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!

pddmaster.ru

ABS / АБС — Антиблокировочная система тормоза

Для чего нужна ABS

Она препятствует блокировке колес при торможении. Слишком сильно нажата педаль тормоза? Не беда – электроника, сравнивая сигналы датчиков скорости вращения на каждом из колес, определяет момент внезапной остановки колеса и, открывая электромагнитный клапан, сбрасывает излишки давления из тормозной магистрали в специальный гидроаккумулятор. Тормозные колодки разжимаются, вращение колеса восстанавливается, клапан вновь подключает магистраль к давлению, которое с помощью вакуумного усилителя тормозов создает правая нога водителя. И если это давление все еще слишком велико, то цикл повторяется вновь и вновь. В салоне включение АБС проявляется треском при работе исполнительного блока и толчками на педали тормоза, более или менее заметными в зависимости от конструкции системы. Фактически, АБС имитирует действия опытного водителя, который на скользкой дороге избегает блокировки колес, пользуясь прерывистым торможением. Но АБС делает это с недоступной человеку частотой и аккуратностью – до 15 раз в секунду.

В результате АБС должна не только обеспечить автомобилю минимальный тормозной путь, но и заставить его слушаться руля – ведь колеса катятся и воспринимают боковую силу, насколько позволяет сцепление шин с покрытием. И это – основное преимущество АБС. Ведь в случае блокировки колес машина неуправляемо скользит прямо, даже когда баранка вывернута до упора.

Недостатки

Казалось бы, все уже ясно. Антиблокировочные системы признаны всем цивилизованным автомиром и уже стали стандартным оборудованием на автомобилях, начиная со среднего класса. Но часто раздаются и голоса недовольных.

Никакая электроника не сравнится с опытным водителем, – говорят одни. – Дайте мне такую же машину без АБС, и я остановлюсь раньше!

Другим не нравится то, что АБС, вмешиваясь в процесс торможения, начисто исключает участие человека. Как ни дави на педаль, она с малоприятной вибрацией будет выталкиваться обратно. Машина тормозит сама, повлиять на ход замедления нельзя никак, к тому же с АБС очень сложно рассчитать тормозной путь и спрогнозировать, где же остановится автомобиль. Остается только ждать … Нестерпимо для водителя, привыкшего владеть ситуацией!

А третьи кивают на раллистов. Мол, недаром те боятся АБС, как чумы! А им-то, спортсменам, виднее …

Сравнение торможения с АБС и Без

Для того, чтобы расставить все по местам, мы пошли на технологическое преступление. Нашли под капотом штекер, который подходит к исполнительному блоку АБС, и вытащили его из гнезда, заставив загореться желтую контрольку АБС и тревожно замигать красную лампочку тормозов в комбинации приборов. Так мы дезактивировали неотключаемую антиблокировочную систему. Испытания проходили по такой схеме. Мы выбрали четыре основных упражнения: торможение на прямой – на однородном и смешанном покрытии (миксте), в повороте и во время объезда препятствия (то есть при выполнении маневра переставка).

Каждое упражнение выполняли в две серии. Сначала делали более десяти заездов с работающей АБС, потом отключали систему, и автомобиль вновь спешил к размеченной яркими вешками трассе очередного маневра.

Как правильно тормозить

С антиблокировочной системой все просто: хочешь получить максимально возможное замедление – топи, недолго думая, педаль в пол. А как тормозить без АБС?

Сначала мы попробовали все делать по теории – тормозить на грани блокировки колес. Не выходит! Слишком чуткая фольксвагеновская педаль не позволяет точно дозировать тормозную силу – и мы ошибаемся, причем как в ту, так и в другую сторону. И это в спокойной обстановке. А попробуйте-ка это сделать в экстремальной ситуации, когда грозит авария!

Тогда мы применили испытанный способ – прерывистое торможение.

А для сравнения пробовали, не мудрствуя лукаво, тормозить в пол, с блокировкой колес. В чем разница? На прямой главное отличие – в курсовой устойчивости. Особенно ярко это проявилось при торможении на миксте. Под левыми колесами был мокрый асфальт, а под правыми – заснеженная обочина.

Торможение с блокировкой колес

Прерывистое торможение

Торможение с АБС

Начало торможения, скорость 64 км/ч

С включенной АБС машину сперва начинает уводить в сторону покрытия с лучшим сцеплением, но электроника работает исправно: Passat мгновенно выравнивается и дальше тормозит по прямой, практически не требуя подруливаний. Во время прерывистого торможения без АБС водителю приходилось немного подруливать, да и тормозной путь оказался больше.

Зато с полной блокировкой колес автомобиль тормозил почти так же эффективно, как с АБС. Но при этом его резко разворачивало влево на опасный угол – до 40°! Выигрыш АБС здесь очевиден.

Работа ABS на разных покрытиях

Лед бывает гладким, как зеркало, и шершавым, как поверхность наждака. Снег бывает плотным, раскатанным, рыхлым, слипшимся, смерзшимся …

К чему это мы? А к тому, что каждое покрытие имеет свою специфику, и после наших испытаний дать однозначный ответ на интересующий всех вопрос – в каких условиях тормозной путь с АБС будет меньше, чем без нее – мы не можем!

Вариантов масса. К примеру, когда при неоднократных остановках на одной и той же прямой колеса нашего автомобиля накатали колею раскрошенного шипами шершавого льда, то тормозной путь с АБС и без нее с заблокированными колесами оказался почти одинаковым. Недаром наши спортсмены говорят, что самое цепкое покрытие – не асфальт, а исполосованный гвоздями ледяной трек. А на снегу – вот так сюрприз! – машина с АБС останавливалась немного позже. Все дело в том, что на снежном покрытии коэффициент сцепления оказался ниже, чем на шероховатом льду – шипы здесь работают не столь эффективно. Для АБС, видимо, это оказалось невыгодным. Зато при обычном прерывистом торможении (нажал – отпустил – нажал) за период блокировки колес перед ними образуется снежный валик, который и помогает машине замедляться более интенсивно. Работа же АБС препятствует блокировке колеса – и валика не получается.

Представьте себе вполне реальную ситуацию: перед вами в скользком повороте внезапно заносит грузовик, и его разворачивает поперек дороги. Или другую: из бокового проезда на неширокую улицу прямо перед носом выскакивает машина и перегораживает вашу полосу, оставляя свободной лишь встречную.

На волне хлынувшего в кровь адреналина водитель панически, рефлекторно, что есть мочи нажмет на тормоз. Колеса заблокируются. А с заблокированными колесами машина в первой ситуации вылетит наружу поворота, а во второй – врежется в препятствие. Ибо без АБС избежать аварии поможет только прерывистое торможение, а тут от водителя требуется не только выдающееся хладнокровие и выдержка, но и незаурядное мастерство.

И вот наш пример. Опытнейшему эксперту понадобилось призвать на помощь все свое умение, чтобы, чередуя строго дозированные толчки по педали тормоза и точную работу рулем, повторить и даже чуть превзойти результаты тех же маневров с АБС.

Но что с того? Ведь даже испытателю понадобилось для этого сделать больше десяти пристрелочных заездов, а в реальной ситуации шанс будет только один! И электроника здесь сработает надежно и во благо.

При торможении в повороте задача водителя вообще была простейшей: нажал на тормоз, повернул руль – и автомобиль, четко отслеживая заданную траекторию, интенсивно замедляется. Это доступно любому. Важно только помнить, что во время торможения с АБС машиной можно и нужно управлять. Не оцепенело сжимать руль, а смело им действовать!

При объезде препятствия (мы тормозили при выполнении знакомого нашим читателям маневра переставки) ситуация была такой. Когда скорость выполнения маневра приблизилась к предельной, после объезда препятствия начинал развиваться занос задней оси. Это было как с АБС, так и без нее. Но используя АБС, удавалось погасить скорость настолько, что занос был не столь резким и глубоким. И тормозной путь после объезда был на 15 метров короче. Существенно!

Правда, чтобы удержаться на дороге, при коррекции заноса приходилось отпускать тормозную педаль даже при работающей антиблокировочной системе. Почему? Не спорим, АБС оставляет возможность изменять траекторию при экстренном торможении, а не скользить по прямой с заблокированными колесами. Но при борьбе с заносом работа АБС слишком снижает эффективность корректирующих действий рулем. И даже тем водителям, чьи автомобили оснащены АБС, в подобных ситуациях нужно быть готовыми на мгновение отпустить педаль тормоза, сознательно отказавшись от услуг электроники.

Описание работы антиблокировочной системы тормозов

www.bmwstyle.ru

Антиблокировочная система (ABS) | ABS

При экстренном торможении с обычной тормозной системой существует опасность блокировки колес и заноса автомобиля. Система ABS решает эту проблему, регулируя давление в системе тормозного привода таким образом, что блокировка колес предотвращается на любом дорожном покрытии, а автомобиль остается управляемым. Устойчивость автомобиля при движении должна сохраняться как на сухом асфальтовом покрытии, так и на скользкой дороге и при любом качестве дорожного полотна, а автомобиль должен оставаться легко управляемым для «обычного» водителя.

Основные функции системы ABS и ее устройство

На рисунке представлен автомобиль с системой ABS. Для регулирования процессом торможения блок управления получает входную информацию от датчиков вращения колес, которые сообщают блоку управления угловую скорость вращения колес. В результате обработки этой информации в блоке управления определяется контрольная скорость автомобиля, которая учитывается при процессах регулирования.

Рисунок. Легковой автомобиль с системой ABS
Датчик угловой скорости вращения
Колесный тормозной цилиндр
Гидроагрегат с главным тормозным цилиндром
Блок управления
Сигнальная лампа

Любое изменение угловой скорости вращения одного или нескольких колес фиксируется и при сильном снижении скорости вращения в пределах одного промежутка времени или относительно контрольной скорости воспринимается как опасность блокировки.

Для предотвращения блокировки тормозное усилие сначало поддерживается на уровне достигнутого значения и не понижается (удержание тормозного усилия).

Если вращение колеса продолжает замедляться, то тормозное усилие снижается, в результате чего колесо притормаживается меньше. При этом обеспечивается возможность возобновления ускорения колеса, вследствие чего автомобиль остается управляемым.

При достижении некоторого предельного значения блок управления определяет необходимость повышения тормозного усилия для предотвращения прокручивания колес (повышение тормозного усилия).

После этого процесс регулирования начинается заново. В зависимости от качества дорожного полотна могут выполняться от 4 до 10 циклов регулирования в секунду до нижнего порога регулирования, составляющего прибл. 4 км/ч.

При выполнении всех процессов — удержание, снижение, повышение тормозного усилия — блок управления управление одним или несколькими электромагнитными клапанами, которые в гидроагрегате объединены в один узел. В зависимости отпроизводителя существуют три варианта регулирования:

а) одновременное регулирование одного из передних колес и одного заднего колеса по диагонали.
б) передние колеса регулируются по отдельности, а задние колеса регулируются вместе. В данном случае говорят о регулировании по колесу с большей склонностью к блокировке, то есть регулировка выполняется всегда по тому колесу, которое ближе всего к границе блокировки. Эта система использьзуется чаще всего.
в) регулирование тормозного усилия для каждого отдельного колеса является оптимальным, но и самым дорогим решением.

Все современные системы ABS имеют функцию самодиагностики и энергонезависимую память ошибок. Блок управления постоянно выполняет самодиагностику и диагностику подключенных компонентов, начиная с зажигания. При обнаружении неисправности в системе ABS, блок управления отключается, на панели приборов загорается сигнальная лампочка, оповещающая водителя о том, что тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.

Датчик угловой скорости вращения колес

Во всех системах ABS принцип действия датчика одинаковый. Существуют, однако, разные виды датчиков угловой скорости вращения. Но все они в результате вращения ипульсного колеса, соединенного со ступицей колеса (иногда с дифференциалом), создают синусоидальное переменное напряпряжение. Частота переменного напряжения прямопропорциональна угловой скорости вращения колеса. Работа и сигналы датчика скорости вращения постоянно контролируются и анализируются блоком управления, начиная со скорости движения 4-6 км/ч.

Рисунок. Датчик угловой скорости вращения (в разрезе)
а) Датчик угловой скорости вращения DF2 с плоским полюсным контактным штифтом
б) Датчик угловой скорости вращения DF3 с круглым полюсным контактным штифтом
Электрический кабель
Постоянный магнит
Корпус
Обмотка
Полюсный контактный штифт
Импульсное колесо

Зубья импульсного колеса в результате вращательного движения изменяют магнитное поле, генерируя переменное напряжение, которое может быть проверено осциллографом. Измерение частоты импульсов достаточно точное. На предмет обрыва кабеля датчик может быть статически проверен измерением сопротивления.

В сфере мотоциклов датчики скорости вращения из-за открытого, незащищенного положения используются без постоянного магнита. Ток на них подается только при готовности системы к работе, в результате чего создается магнитное поле, которое вследствие вращательного движения импульсного колеса создает синусоидальное переменное напряжение. В данном случае при поиске неисправностей блоком управления должно дополнительно контролироваться питание датчиков скорости вращения.

Для всех систем и видов систем ABS, а также датчиков угловой скорости вращения важно точное соблюдение расстояния (зазора) между импульсным колесом и датчиком, указанного производителем. Как правило, зазор должен составлять прибл. 1 мм. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы импульсное колесо и датчики были правильно закреплены и не создавали паразитных колебаний.

На работоспособности могут отрицательно сказаться также сильные загрязнения, ржавчина и влага. Это касается всех датчиков, независимо от вариантов их возможного монтажа.

Рисунок. Варианты монтажа и формы полюсных контактных штифтов датчиков угловой скорости вращения
а) радиальный монтаж, радиальный отвод с плоским контактным штифтом
б) осевой монтаж, радиальный отвод с ромбовидным контактным штифтом
в) радиальный монтаж, осевой отвод с круглым контактным штифтом

Закрытая система с 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами

Разработанная первоначально компанией Bosch система регулирует тормозное усилие (модуляцию тормозного усилия 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами.

На рисунке а, б и в представлен процесс регулирования для каждого колеса.

Рисунок. Модуляция тормозного усилия
а) создание тормозного усилия
б) удержание тормозного усилия
в) снижение тормозного усилия
1 — Датчик угловой скорости вращения
2 — Колесный тормозной цилиндр
3 — Гидроагрегат
За — Электромагнитный клапан
Зb — Накопитель
Зс— Насос обратной подачи
4 — Главный тормозной цилиндр
5 — Блок управления

В состоянии покоя (обесточенном состоянии) электромагнитный клапан позволяет усилию, создаваемому водителем на главном тормозном цилиндре при нажатии на педаль тормоза беспрепятственно воздействовать на колесный тормозной цилиндр. Этот процесс соответствует обычной работе тормозной системы. Тормозное усилие повышается и замедляет колесо. Если блок управления на основании сигнала датчика угловой скорости вращения колеса определяет слишком быстрое замедление колеса по сравнению с контрольной скоростью, то электромагнитный клапан сначала нагружается половиной максимального тока, в результате чего доступ к главному тормозному цилиндру перекрывается, что препятствует дальнейшему повышению давления в колесном тормозном цилиндре.

Если после этой стадии «удержания тормозного усилия» скорость вращения колеса не увеличится, а будет снижаться дальше, то электромагнитный клапан подается максимальный ток, вследствие чего открывается обратная магистраль, а тормозное усилие в колесном тормозном цилиндре уменьшается. В результате силы трения покоя дорожного полотна колесо снова ускоряется. Как только скорость примерно достигнет контрольного значения, блок управления обесточивает электромагнитный клапан, который снова возвращается в исходное положение (т.е. обратная магистраль перекрывается, тормозное усилие может уменишаться беспрепятственно). Цикл может быть начат сначала.

Чтобы поддержать тормозное усилие в главном тормозном цилиндре и обеспечить снижение усилия через накопитель, насос обратной подачи подает тормозную жидкость от накопителя во впускную магистраль главного тормозного цилиндра. Этот процесс заметен по пульсации педали тормоза. Обычно именно по этому признаку водитель определяет момент срабатывания системы ABS.

Регулирование тормозного усилия блоком управления электромагнитными клапанами происходит практически до полной остановки автомобиля либо до отпускания водителем педали тормоза и уменьшении тормозного усилия, свидетельствующего об отсутствии опасности блокировки колеса.

При выходе из строя системы ABS электромагнитные клапаны находятся в обесточенном состоянии, в результате чего тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.

Если вдруг, что маловероятно, система ABS во время процесса регулирования в результате самодиагностики обнаружит неисправность, то, насколько это будет возможным, система продолжит регулирование торможения до конца.

Рисунок. Принципиальная электрическая схема 4-канальной системы ABS 2
В1 — Датчик угловой скорости вращения
G1 — Генератор
HI — Сигнальная лампочка
К1 — Клапанное реле
К2— Реле двигателя
КЗ — Электронное реле защиты
М1 — Насос обратной подачи
S1— Выключатель стоп-сигнала
Y1 — Гидроагрегат
Y2 — Электромагнитные клапаны
X1 — Штекерный разъем для блока управления
Х2-Х5 — Штекерные разъемы для датчиков

На рисунке при помощи принципиальной электрической схемы представлены входы и выходы блока управления, а также взаимосвязь компонентов системы.

При включении зажигания (клемма 15) электронное реле защиты (КЗ) замыкается и соединяет клемму 30 с клелммой 31, в результате чего на блок управления (контакт 1) и на цепь управления (86) клапанного реле (К1) и реле двигателя (К2) подается «плюс» аккумуляторной батареи. Через контакты 10, 20 и 34 блок управления постоянно соединен с массой.

Через клемму 15 также подается питание на сигнальную лампу системы ABS (Н1). Она горит до тех пор, пока не будет соединена с массой через кабель 1 при помощи клапанного реле через клемму 87а или через контакт 29 блока управления.

Если блок управления через контакт 27 подает массу на разъем 87 клапанного реле, то последнее срабатывает и черезразъем 87 соединяет электромагнитные клапаны с клеммой 30. Работа клапанного реле контролируется блоком управления через контакт 32.

Функция сигнальной лампы проверяется блоком управления через контакт 29.

Через контакт 14 блока управления контролируется реле двигаеля, после того как оно будет включено контактом 28 на основании сигнала массы.

Это происходит, когда во время ABS-регулирования на насос обратной подачи подается питание от «плюса» аккумуляторной батареи. В этом случае блоком управления на основании сигнала массы управляются также электромагнитные клапаны.

Вce это зависит от частоты переменного напряжения датчиков угловой скорости вращения (В1).

Вход выключателя стоп-сигналов служит дополнительной защитой так же, как и сигнал работы двигателя через клемму 61 генератора. Сигнальная лампочка гаснет только при работающем двигателе с исправным генератором, поскольку при ABS-регулировании необходим запас энергии.

Открытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами

Существенное отличие антиблокировочной системы, разработанной впервые компанией Teves, заключается в том, что она является так называемой открытой системой и для модуляции тормозного усилия используются два 2/2-ходовых электромагнитных клапана: впускной клапан и выпускной клапан.

Рисунок. Тормозная система, в состоянии покоя
Вакуумный усилитель тормозного привода с главным тормозным цилиндром тандемного типа
Насосная установка системы ABS
Датчик двигателя насоса
Датчик-переключатель положения педали тормоза
Гидроблок Mark IV
Впускной клапан
Выпускной клапан
Передние тормоза слева
Передние тормоза справа
Задние тормоза слева/справа

Впускные клапаны в обесточенном состоянии открыты обеспечивают обычную работу тормозной системы. Выпускные клапаны в обесточенном состоянии закрыты и перекрывают таким образом, обратную магистраль.

При необходимости вмешательства системы ABS в результате сильного замедления вращения колеса при торможении в соответствующий впускной клапан сначала подается ток, впоследствие чего клапан закрывается. Это препятствует дальнейшему повышению тормозного усилия в колесном тормозном цилиндре.

Если поддерживаемое таким образом давление слишком высокое (скорость вращения колес не повышается), то активизируется и открывается выпускной клапан. Тормозное усилие сбрасывается через обратную магистраль к компенсационному бачку главного тормозного цилиндра.

Если скорость вращения колес снова повышается, то оба клапана обесточиваются (впуск открыт, выпуск закрыт) и тормозное усилие снова может повышаться. Благодаря точной синхронной нагрузке клапанов током достигается практически плавная модуляция тормозного усилия.

Поскольку при снижении тормозного усилия тормозная жидкость уходит в компенсационный бачок, говорят об открытой системе.

Для предотвращения сильного «западания» педали тормоза при продолжительном торможении с ABS-регулировании и многократном снижении тормозного усилия блок управления активизирует гидравлический насос, который отводит назад тормозную жидкость из компенсационного бачка в главны тормозной цилиндр. Сигнал для управления насососом и блок управления передает датчик-переключатель положения педали тормоза.

Рисунок. Многоступенчатый датчик — переключатель положения педали

В зависимости от положения педали датчик-переключатель положения педали ступенчато изменяет сопротивление. По соответствующему падению напряжения блок управления определяет положение и степень опускания педали тормоза.

Гидравлический насос работает теперь до тех пор, пока не будет жостигнуто первоначальное значение.

Работоспособность насоса в этой системе очень важна, поэтому контролируется датчиком скорости вращения. Кроме того, насос кратковременно включается при выполнении самодиагностики системы ABS после включения зажигания при пуске двигателя.

Закрытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами

После выхода разных законодательных положений по защите патентных прав многие производители все чаще стали использовать антиблокировочную закрытую систему с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами, которая сочетает преимущества обеих описанных выше систем: быстрая точная модуляция тормозного усилия 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами, отвечающими за впуск и выпуск на каждом колесном тормозном цилиндре, и отсутствие потери тормозной жидкости из участка гидравлического контура, нагруженного тормозным усилием, в результате ABS-регулирования.

На рисунке представлен гидравлический контур закрытой 4-канальной антиблокировочной системы с разделением контуров тормозного привода по диагонали при помощи 2/2-ходовых электромагнитных клапанов.

Рисунок. Гидравлический контур

Принцип включения электромагнитных клапанов для увеличения, удержания и уменьшения тормозного усилия при ABS-регулировании такой же, как и в описанной выше системе.

Стандартное положение или повышение тормозного усилия: в обесточенном состоянии все впускные клапаны открыты, все выпускные клапаны закрыты. Тормозное усилие главного тормозного цилиндра при нажатии на педаль тормоза может беспрепятственно воздействовать на колесный и тормозной цилиндр.

Удержание тормозного усилия: впускной клапан закрывается (подается питание), выпускной клапан в обесточенном положении остается закрытым. Давление тормозной жидкости в соответствующем цилиндре остается постоянным.

Уменьшение тормозного усилия: впускной клапан остается закрытым (подается питание), выпускной клапан открывается (подается питание). Тормозное усилие может быть уменьшено путем сброса давления через выпускной клапан в компенсационный бачок.

Насос обратной подачи включается, когда на одном из колесных тормозных цилиндрах должно быть уменьшено тормозное усилие. В результате тормозная жидкость из компенсационного бачка через компенсационную камеру возвращается в главный тормозной цилиндр. Насос отключается только в том случае, когда регулирования больше не требуется.

При ABS-регулировании выполняется точная модуляция тормозного усилия путем кратковременного включения и отключения электромагнитных клапанов, вследствие чего тормозное усилие увеличивается или уменьшается постепенно. Процесс регулирования колесного тормозного цилиндра так как он происходит в действительности, представлен на рисунке.

Рисунок. Скорость вращения колеса и управление модулятором

Впускной клапан закрывается (подача питания) для удержания тормозного усилия и предотвращения его дальнейшего увеличения, поскольку скорость вращения колеса становится гораздо меньше скорости движения. Поскольку скорость вращения колеса продолжает падать, кратковременно открывается выпускной клапан (подача питания) для незначительного снижения тормозного усилия. Включается двигатель насоса. В результате незначительного тормозного усилия и снижения тормозного действия скорость вращения колеса снова приближается к скорости движения автомобиля. Тормозное усилие снова может быть увеличено. Для этого впускной клапан кратковременно открывается (обесточенное состояние). На представленном примере сразу же после этого впускной клапан еще раз кратковременно открывается, так как тормозное усилие может увеличиваться дальше. Затем снова кратковременно открывается выпускной клапан и т.д.

Возможность точной модуляции тормозного усилия часто используется и для работы электронного распределителя тормозных сил (EBV). Он включается перед системой ABS, когда при легком торможении появляется слишком сильное замедление задних колес. На рисунке представлен рабочий диапазон электронного распределителя тормозных сил.

Рисунок. Рабочий диапазон EBV-регулирования

При помощи электроники системы ABS распределение тормозных сил может точно подстраиваться под разную нагрузку автомобиля для обеспечения максимальной степени его устойчивости в любых условиях. Механический распределитель тормозных сил и редукционный клапан для задних тормозов в данном случае излишни и могут не устанавливаться.

Система ABS в мотоцикле

Антиблокировочная система была впервые использована в мотоцикле в конце 80-х г.г. прошлого столетия. При этом были учтены некоторые особенности, характерные для двухколесного транспортного средства. С точки зрения конструкции место для установки дополнительных компонентов очень ограничено. Особое внимание должно быть уделено общему весу и распределению центра тяжести. Кроме того, ручной тормоз для передних колес и ножной тормоз для задних колес работают автономно. Блокировка одного колеса двухколесного транспортного средства для водителя-непрофессионала быстро закончится падением. Поэтому к регулированию и надежности предъявляются максимальные требования. В целом регулирование выполняется до нижней контрольной скорости мотоцикла 2,5 км/ч.

На рисунке представлена схема работы такой системы.

Рисунок. Схема работы системы ABS

При ABS-регулировании на обмотку электромагнита в модуляторе тормозного усилия подается ток (до 25 А), магнитное поле оттягивает регулирующий поршня преодолевая усилия возвратной пружины. Связанный с направляющим роликом распределительный поршень опускается. Металлический шарик перекрывает подающую магистраль главного тормозного цилиндра. При повышении скорости вращения обмотка обесточивается, регулирующий поршень выталкивается пружиной вперед, тормозное усилие колесного тормозного цилиндра снова увеличивается.

На тормозных рычагах пульсации не ощущается, поскольку металлический шарик во время регулирования перекрывает подающую магистраль главного тормозного цилиндра. Работа модулятора тормозного усилия контролируется пьезокерамикой. Регулирующий поршень усилием внутренней пружины при присутствии тока на обмотке оказывает давление на пьезокерамику, которая передает сигнал напряжения на блок управления. Таким образом работоспособность контролируется и при проведении самодиагностики системы. Выход из строя системы индицируется миганием двух контрольных ламп. Система имеет функцию самодиагностики, а сохраненные неисправности могут быть считаны тестером.

Рисунок. Модулятор тормозного усилия
от главного тормозного цилиндра
к колесному тормозному цилиндру
Распределительный поршень
Направляющий ролик
Регулирующий поршень
Обмотки электромагнитов
Разъем для кабеля
Пьезокерамика

В отношении модуляции тормозного усилия 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами и гидравлическим блоком современные системы похожи на системы, устанавливаемые в автомобилях. На рисунке представлен гидравлический контур с впускным и выпускным клапанами для каждого контура торможения.