Как работает ABS

Можно с уверенностью сказать, что активные системы безопасности за годы использования в автомобилях предотвратили не один десяток тысяч ДТП, сохранив при этом сотни жизней. Одной из таких систем является Anti-lock braking system, или АБС. Рассмотрим, что такое ABS и как работает антиблокировочная система автомобиля.

Предназначение

ABS – система, препятствующая блокировке колес транспортного средства при торможении. Блокировка при экстренном замедлении таит в себя ряд опасностей:

• автомобиль с четырьмя заблокированными колесами превращается в неуправляемый снаряд, скользящий по дорожному полотну. Водитель теряет возможность управлять ТС, поскольку заблокированные колеса поворотной оси не способны задавать направление движения;
• на ровном, твердом покрытии при блокировке колес снижается коэффициент сцепления покрышки с дорожным полотном. Последствием становится увеличение тормозного пути. Опытным путем определено, что колеса имеют наибольший зацеп с дорогой при 10-15% проскальзывании. Иными словами, наиболее эффективно автомобиль останавливается, если колеса находятся на грани блокировки;
• в условиях разности коэффициента сцепления с дорожным полотном блокировка колес с одной стороны приведет к заносу автомобиля. Если в жизни вы не попадали в подобную ситуацию, то наблюдать такой эффект вы могли на тренировочных площадка курсов контраварийной подготовки, когда при торможении одна сторона автомобиля находится на твердом покрытии, а вторая на смоченном водой скользком полотне. Отреагировать на занос автомобиля в таких условиях без должных тренировок трудно даже опытным водителям.

История развития

Несмотря на то что уже по состоянию на 2008 около 75% всех новых автомобилей комплектовались помощником, с момента установки на авто первых серийных образцов АБС прошло не так уж и много времени. Патент на систему, препятствующую блокировки колес, был оформлен фирмой Bosch еще в 1936 году, но развитие технология получила только в 1960-е, толчку к чему стало появление полупроводниковых технологий. Помимо специалистов Bosch, работу над системой ABS вела компания Teldix, главным инженером которой был Гейнц Либер. В 1970 году автоконцерн Daimler-Benz, главою отдела электрики и электроники в котором на то время был тот же Гейнц Либер, объявил о создании первых работоспособных образцов АБС. В качестве штатной опции антиблокировочная тормозная система впервые была установлена в 1978 году (Mercedes Benz W116 и BMW 7-й серии).

Устройство

Основные компоненты Anti-lock braking system:

• датчики частоты вращения колес;
• датчик давления жидкости в тормозной магистрали;
• гидроагрегат, являющийся исполнительным механизмом системы. Гидроагрегат в себя включает: электрогидронасос обратного хода, гидроаккумулятор, демпфирующие камеры и электрогидравлические клапаны;
• блок управления, являющийся мозгом всей системы.

Датчики скорости устанавливаются на ступицы всех колес. Измерение частоты вращения колеса основано на эффекте Холла. В гидравлическом блоке для каждого тормозного канала предназначен впускной и выпускной клапаны. Наиболее эффективной является четырехканальная ABS (усилие тормозного цилиндра на каждом из колес регулируется индивидуально). Во многих старых заднеприводных и полноприводных авто применялась трехканальная система, в которой для колес задней оси предназначалась общая магистраль. При сбросе давления в контуре тормозная жидкость попадает в гидроаккумулятор. Если объема аккумулятора давления не хватает для быстрого сброса давления в контуре, в работу включается электрогидронасос обратного хода, который откачивает тормозную жидкость. Демпфирующие камеры предназначены для гашения пульсаций при сбросе давления.

Принцип работы

Работа ABS начинается с приема информации о частоте вращения колес. Разность в скоростях вращения позволяет блоку АБС понять, какое из колес заблокировано. Гидроагрегат может работать в 3-х режимах:

• удержание давления в магистрали. Блок управления осуществляет постоянное сравнивание угловых скоростей вращения колес, поэтому при риске блокировки колеса давление в соответствующем контуре, вопреки возрастанию силы нажатия на педаль тормоза, подниматься не будет;
• сброс давления. Передача сигнала с датчика заблокированных колес прекращается, поэтому блок управления ABS открывает соответствующие выпускные клапаны (впускные клапаны при этом закрыты). Тормозная жидкость перетекает в гидроаккумулятор, уменьшая тем самым давления на тормозные колодки заблокированного колеса. Если емкости аккумулятора недостаточно, начинается принудительное откачивание жидкости электрогидронасосом обратного хода. На тормозной педали при этом ощущается характерная вибрация, так хорошо знакомая владельцам авто с ABS;
• увеличение давления на тормозные колодки. Как только колесо опять начало вращаться, и риска блокировки больше нет, выпускной клапан закрывается, электронный блок управления АБС открывает впускной клапан. Таким образом, к тормозному цилиндру опять под давлением поступает жидкость.

Описанный процесс работы носит цикличный характер, режимы функционирования антиблокировочной системы сменяются до полной остановки автомобиля либо прекращения торможения.

Так ли все хорошо

Преимущества тормозов с ABS более чем очевидны, но не стоит забывать, что система имеет несколько недостатков:

• на рыхлых и сыпучих поверхностях АБС увеличивает тормозной путь. При блокировке колес автомобиль начинает зарываться, перед колесами накатываются валики, дополнительно гасящие скорость автомобиля. Несмотря на то что авто без ABS на рыхлом, укатанном снегу, песку или слабо укатанном грунте остановиться быстрее, главное достоинство помощника – сохранение возможности маневрирования, может сыграть значительную роль в предотвращении ДТП;
• увеличение тормозного пути на волнистых участках дорожного полотна. Если при торможении колесо вывешивается, пролетая над ямой, оно сразу же блокируется, подавая тем самым электронному блоку команду к уменьшению давления тормозной жидкости. В итоге при последующем контакте с дорогой колесо начнет вращаться. Несмотря на большую скорость передачи данных, система имеет небольшую инерционность, поэтому колесо еще некоторое время не будет замедлять автомобиль.
  

Несмотря на такие серьезные недостатки, общее количество блага, которое привносит антиблокировочная система в управление авто, куда более значительно. Именно АБС позволяет реализовать:

• антипробуксовочную систему (ASR);
• электронную программу стабилизации автомобиля (ESP);
• систему помощи при спуске с горы (HDC, DAC или DDS);
• систему помощи при подъеме.

Изначально при должных навыках водитель мог использовать технику прерывистого торможения, симулируя тем самым работу антиблокировочной системы. На современном этапе развития АБС ни один водитель не в состоянии превзойти эффективность электронной системы.

Агрегаты современной антиблокировочной системы достаточно надежны, поэтому в эксплуатации ABS не доставляет владельцам хлопот. Но, как и любая система, АБС нуждается в обслуживании; ввиду расположения в агрессивной среде особое внимание следует уделять датчикам скорости и проводам питания.

Источник