Антиблокировочная система тормозов – АБС

Принцип «правильного торможения»

Чтобы остановить автомобиль, недостаточно только своевременно нажать на педаль тормоза. Ведь если во время быстрой езды резко затормозить, то колеса машины заблокируются, и уже будут не катиться, а скользить по дороге. Может случиться так, что под всеми шинами поверхность не будет одинаково однородной, поэтому скорость их скольжения будет различной, а это уже опасно.

Поэтому главное в торможении – это не дать жестко заблокироваться колесам и перейти к неуправляемому скольжению. Для этого существует простой прием – прерывистое торможение. Чтобы его выполнить, не нужно держать педаль тормоза постоянно в нажатом положении, а периодически отпускать и снова нажимать ее (как бы, качая). Такое вроде бы простое действие не даст утратить водителю контроль над машиной, так как не позволит протектору шин потерять сцепление с грунтом.

Но существует еще и пресловутый человеческий фактор – водитель в экстремальной ситуации может просто растеряться и забыть обо всех правилах. Вот для подобных случаев и была придумана АБС, или по-другому – антиблокировочная система торможения.

Элементы антиблокировочной системы

Теоретически конструкция АБС выглядит просто и включает в себя следующие элементы:

  • Блок электронного управления.
  • Датчики контроля скорости.
  • Гидроблок.

Блок управления (БУ), по сути, представляет собой «мозг» системы (компьютер), и какие он выполняет функции, приблизительно понятно, а вот о датчике скорости и гидроблоке нужно поговорить подробнее.

Плавно нажимая на педаль тормоза, мы замедляем движение автомобиля до полной его остановки. Однако, бывает, что нужно остановиться мгновенно, мы резко жмем на педаль, вот тогда и возникает опасность “юза”, т.е. скольжения заблокированных колес по скользкой дороге, при котором автомобиль не слушается поворота руля.

В автошколах инструктор по вождению учит: на мокром асфальте эффективней гасить скорость “толчками”, быстро нажимая и отпуская педаль тормоза, ощущая при этом границу скольжения и стараясь не перейти ее. Скажите, кто в минуту опасности вспомнит подобные наставления? Статистика неумолима – 10% аварий происходит из-за того, что заблокированные передние колеса на льду, снегу и мокром асфальте не могут изменить направления движения автомобиля. Что делать?

Люди придумали антиблокировочную систему (ABS), т.е. ряд устройств, которые при торможении автомобиля, вне зависимости от действий водителя, предотвращают блокировку колес. Таким образом, автомобиль с ABS на скользкой поверхности дороги при необходимости в экстренной остановке не только не “проскочит” с невращающимися колесами вперед, не только не потеряет управление (иногда от этого зависит жизнь пешеходов), но и, возможно, не вылетит с проезжей части со всеми вытекающими из этого последствиями.

Такая система, как Anti-lock Braking System, или более известная всем, как технология ABS предотвращает блокировку колес при торможении автомобиля, что позволяет водителю сохранить превосходную управляемость над своим авто. Эта технология также повышает саму эффективность при торможении уменьшая длину тормозного пути, как на мокрой, так и на сухой дороге. К плюсам этой системы можно отнести также и равномерный износ шин.

Эта система только имеет недостатки (смотрите ниже видео) на таких поверхностях, как песок и гравий, ведь применение АБС на таких поверхностях наоборот только увеличит тормозной путь. Чтобы ездить на такой поверхности, требуется отключить АБС и это ускорит тормозной путь авто, за счёт сформированного клина из почвы. Современные системы ABS автоматически определяют поверхность и в разных ситуациях действует по-разному.

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.

Очевидно, что при использовании АБС в случае торможения в пол тормозной путь автомобиля уменьшается, и, что не менее важно, автомобиль сохраняет управляемость.

Полезные советы

Если в развитых странах автомобили без ABS практически не встречаются, то на территории СНГ по дорогам колесит немало таких авто (отечественный автопром, старые иномарки, некоторые новые сверхбюджетные модели и т.д.). Также на многих автомобилях данная система попросту не работает, а владельцы не спешат устранить неисправность.

В любом случае, понимание того, для чего нужна АБС, что это такое и как работает, позволяет дать несколько рекомендаций водителям, у которых такой системы нет. Само собой, если ABS – это гарантия того, что колеса не заблокируются, то отсутствие такой системы означает необходимость получения водителем определенных навыков экстренного торможения.

  • Не разделять электрические разъёмы, при включенном зажигании или при работающем двигателе.
  • Не подсоединяйте аккумулятор своего авто в другой автомобиль.
  • Внимательно следить за контактами на генераторе, они должны быть всегда в хорошем состоянии.
  • Если вам необходимо что-то сваривать в автомобиле, не забывайте отключать всю проводку к АБС.
  • Не нагревайте блок управления АБС выше 85 градусов в течение 2х часов. Это необходимо, если вы собираетесь красить авто и при этом сушить горячим методом.
Читать далее:  Замена ручника и переднего троса ручника на ВАЗ 2101-ВАЗ 2107

При неисправности ABS — сообщает контрольная лампа на панели приборов. При этом, не волнуйтесь, ваш автомобиль сможет тормозить и без АБС.

  • Если это произошло в дороге, то остановитесь и измерьте напряжение на аккумуляторе.
  • Если ниже 10,5 В, то это первый знак, что необходимо зарядить аккумулятор.
  • Если лампочка мигает, это признак того, что что-то с АБС не так, а именно что-то не так с проводкой.
  • Если причина не в этом — обратитесь на СТО, возможно пришло время произвести его замену.

Какие проблемы могут быть с АБС?

Обычно с устройством АБС не возникает никаких проблем, при отсутствии механических воздействий, ведь система очень проста и надежна в работе. Однако даже тот факт, что электронные составляющие имеют защиту в виде предохранителя, не спасает устройство от поломок. Причинами неколоритной работы устройства могут послужить:

  • Постоянные воздействие непростых условий окружающие среды;
  • Состояние заряда аккумулятора автомобиля;
  • Проблемы с проводкой в машине.

При понижении напряжения до 10,5 В устройство выключается самостоятельно и остается неактивным.

Для того чтобы не произошло самопроизвольное отключение необходимо выполнять такие рекомендации:

  • Не следует прикуривать аккумулятор от другого автомобиля, а также использовать свой для таких же целей;
  • При работающем зажигании нельзя разъединять электро-разъемы.

Исходя из этого для сохранения работы устройство, следует следить за состоянием автомобиля. И при подозрениях отвлечения АБС следует обратиться к специалистам, которые помогут выявить причину

Из чего состоит система АБС

Современная технология ABS состоит из следующих компонентов:

  • Датчики поворота на скорости колёс.
  • Датчик сдавливания в тормозах.
  • Блок управления АБС.
  • Гидравлический блок.
  • Лампочка в салоне автомобиля (преимущественно на панели приборов).
Схема ABS от Volkswagen AG
Схема ABS от Volkswagen AG

Правильное функционирование системы ABS считается крайне важным, для защиты, как пассажиров, так и людей вне автомобиля. Вообще работа системы ABS состоит из электронного блока, также известного, как ECU (блок электронного управления), который собирает данные от датчиков и управляет блоком управления гидравликой, в основном состоит из клапанов, регулирующих тормозное давление на колёсах.

Связь между блоком управления и датчиками должен происходить очень быстро. Датчики измерения положения шины, как правило, размещены на колёсной оси. Датчик должен быть устойчивым и не требовать обслуживания. Эти измерения положения шин обрабатываются с помощью блока управления для вычисления.

Гидравлический блок управления, как правило, расположен в непосредственной близости от ECU (или наоборот), и состоит из ряда клапанов, которые контролируют давление. Все эти клапаны размещены близко друг к другу и упакованы в твёрдом блоке.

Центральный блок управления обычно состоит из двух микроконтроллеров. Эти два микроконтроллеры взаимодействуют, и проверяют друг друга в работе. Программное обеспечение, которое работает в ECU, имеет ряд функций. В частности, алгоритмы, которые управляют HCU зависимости от входов или контролируют тормоза в зависимости от записанного вращения колеса.

Что-то похожее, но еще не АБС

Первые механизмы, действие которых напоминало принцип работы АБС, появились еще в начале прошлого столетия, только предназначалась они для самолетных шасси. Аналогичная, но уже автомобильная система, была разработана , патент на изобретение которой они получили в 1936 году. Однако в действительно работающее устройство данную технологию удалось внедрить только к 60-м годам, когда появились первые полупроводники и компьютеры. Причем самостоятельно создать прототип АБС, помимо «Бош», стремились еще и «Дженерал Моторс», «Дженерал Электрик», «Линкольн», «Крайслер» и др.

Первые автомобильные АБС

  • В США, что такое АБС, вернее, ее близкий аналог, узнали в 1970 году владельцы автомобилей «Линкольн». На авто была установлена система, которую инженеры начали разрабатывать еще в 1954 году, а смогли «довести до ума» только к 70-му.
  • Похожий на АБС механизм в Британии разработала General Electric совместно с Dunlop. Испробовали ее на спортивном авто Jenssen FF, произошло это в 1966 году.
  • В Европе, о понятии «антиблокировочная система автомобиля», узнали благодаря Хайнцу Либеру, который занялся ее разработкой в 1964 году, работая инженером в Teldix GmbH, и закончил в 1970-м, уже работая на Diamler-Benz. Созданная им ABS-1 испытывалась в тесном сотрудничестве с Bosch. Bosch, в свою очередь, построила уже свою полноценную ABS-2, которую в 1978 году впервые установили на «Мерседес» W116, а спустя несколько лет и на БМВ-7. Правда, ввиду высокой стоимости новой системы торможения, она использовалась только в качестве опции.
Читать далее:  Промывка системы охлаждения двигателя лимонной кислотой пропорции и особенности проведения процедуры

Полноценный серийный выпуск машин с «антиблоком» начался с 1992 года. Его стали устанавливать на свою продукцию некоторые крупные автопроизводители. А уже с 2004 года такой системой стали оборудовать все автомобили, сходящие с конвейеров европейских заводов.

Поколения и виды

Современная система, устанавливаемая на авто, — четырехканальная. Она включает в себя по два клапана на каждое колесо, а также по одному аккумулятору давления и амортизационной камере на контур (а их – два).

В целом, эта система уже насчитывает 5 поколений. Первая из них появилась в 1978 году, вторая пришла ей на смену в 1980 году и устанавливалась она вплоть до 1995 года, после чего 2-е поколение вытеснило 3-е. Современное 4-е поколение системы появилось в 2003 году, а сейчас применяется 5-е поколение, которое продолжает использоваться до сих пор.

Что касается конструктивных особенностей, то четырехканальная система — самая последняя и технологически совершенная. Но ей предшествовали:

  • одноканальная система (в ней использовалось всего два клапана, которыми регулировалось давление во всех магистралях одновременно. Примечательно, что в одноканальном типе система обычно вносила коррективы только в механизмах ведущей оси, то есть, АБС работала только с двумя колесами);
  • двухканальная (в этом типе АБС тормозные механизмы разделили по бортам, для каждого из которых предусмотрены свой комплект клапанов. То есть, один канал объединял в себе механизмы переднего и заднего колес одной стороны);
  • Трехканальная (в ней для колес задней оси предусматривался один комплект клапанов, а передние оснащались каждый своим каналом).

Сейчас эти три типа системы ABS встречаются только разве что на старых авто.

Доработки и улучшения

Инженеры довели конструкцию АБС до высокого уровня и улучшать уже практически нечего. Доработкам подвергаются разве что некоторые составные элементы. Так, колесные датчики сейчас не только измеряют скорость вращения, в них дополнительно интегрируют G-датчики и акселерометры.

Также к улучшениям можно отнести повышение функциональности электронного блока (то самое использование АБС в качестве основы для других систем). К примеру, блок управления ABS задействуется в противобуксовочной системе и распределения тормозных усилий.

Принцип работы датчика скорости

В основе работы датчиков контроля скорости лежит эффект электромагнитной индукции. Катушка с магнитным сердечником неподвижно вмонтирована в ступицу колеса (на некоторых моделях — в редуктор ведущего моста).

В ступице установлен зубчатый венец, вращающийся вместе с колесом. Вращение венца изменяет параметры магнитного поля, что приводит к возникновению электротока. Величина тока, соответственно, зависит от скорости вращения колеса. И уже в зависимости от его величины, формируется сигнал, который передается в блок управления.

Конструкция и назначение составляющих частей

Устройство антиблокировочной системы состоит из трех основных составных элементов:

  1. Колесные датчики скорости
  2. Блок (модуль) управления
  3. Исполнительное устройство

Элементы ABS автомобиля

Как отмечено, эта система нередко задействуется в качестве базы для других. При этом составные части ряда иных систем являются лишь дополнением к АБС.

Датчики

Датчики скорости – очень важные составляющие, поскольку на их показаниях основывается работа системы ABS. По импульсам, которые они подают, модуль управления высчитывает скорость вращения каждого из колес, и на основе расчетов производится управление исполнительным механизмом.

Расположение датчика скорости на ступице колеса

В конструкции АБС используется два типа датчиков. Первые получили название пассивных датчиков. Эти элементы – индуктивного типа.

Конструкция их включает сам датчик, состоящий из обмотки, сердечника и магнита, а также зубчатого венца, используемого в качестве задающего элемента. Зубчатый венец устанавливается на ступицу, поэтому он вращается вместе с колесом.

Датчик индуктивного типа

Суть функционирования пассивного элемента очень проста – обмотка генерирует магнитное поле, через которое проходит зубчатый венец. Имеющиеся зубья при проходе через поле оказывают на него влияние, что обеспечивает возбуждение напряжения в датчике. Чередование зубьев с впадинами обеспечивает создание импульсов напряжения, которые и позволяют высчитать скорость вращения колеса.

Негативным качеством пассивных датчиков является недостаточная точность измерения при движении на незначительных скоростях, что может стать причиной некорректной работы системы ABS.

Сейчас, из-за имеющегося недостатка, пассивные датчики в антиблокировочной системе не используются и их заменили так называемыми активными элементами.

Как и в первом варианте, активные датчики состоят из двух основных составляющих – самого датчика и задающего элемента. Но в активных элементах датчики построены либо на магниторезистивном эффекте, либо на эффекте Холла. Оба варианта для работы требуют подачи питания (пассивные элементы сами вырабатывали его).

Антиблокировочная система тормозов – АБС

Что касается задающего элемента, то здесь в конструкции используется кольцо с намагниченными секторами (мультиполюсное).

Устройство и принцип работы активного датчика скорости

Суть работы активных элементов различная. В магниторезистивном варианте постоянно меняющееся поле (от задающего кольца) приводит к изменениям показаний сопротивления в датчике. В элементе Холла это поле меняет само напряжение. В обоих случаях создается импульс, по которому можно рассчитать скорость вращения.

Элементы активного типа получили широкое распространение благодаря высокой точности замеров на любых скоростях.

Читать далее:  Инструкция как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе

Блок управления

Модуль управления системы ABS, как и иные ЭБУ, задействованный в системах авто, нужен для получения и обработки импульсов, передающихся от колесных датчиков. В него занесены табличные данные, на основе которых он управляет исполнительным механизмом. То есть, после поступления сигнала с каждого датчика, он сравнивает его с информацией, занесенной в таблице, и по полученным результатам определят, что должен сделать.

Антиблокировочная система тормозов – АБС

Блок АБС

В авто с рядом систем, построенных на основе АБС, блок управления имеет дополнительные модули, отвечающие за работу своих систем.

Исполнительный механизм (его еще называют гидроблоком или модулем ABS) – самый сложный по конструкции и состоит из ряда элементов:

  • электромагнитные клапаны (впускной, выпускной);
  • аккумуляторы давления;
  • помпа обратной подачи;
  • амортизационная камера.

Устройство блока АБС

В классической схеме к рабочему механизму тормозов идет только одна магистраль, по которой подается жидкость от главного цилиндра. В АБС же в нее врезана магистраль обратной подачи, но она проходит только внутри модуля.

Впускной клапан – единственный элемент, установленный на магистрали основной подачи. В его задачу входит перекрытие подачи жидкости при определенных условиях, по умолчанию он открыт.

Врезка магистрали обратной подачи осуществляется за впускным клапаном. На входе в нее установлен выпускной клапан, который в обычном положении закрыт.

Далее за клапаном в обратной магистрали располагается аккумулятор давления, в задачу которого входит сбор жидкости при сбрасывании давления в системе.

Если объема аккумулятора не хватает, чтобы принять всю жидкость, в работу включается насос, который перекачивает излишки в основную магистраль.

Но процесс перекачки сопровождается пульсацией, и чтобы погасить колебания жидкости, она сначала попадает в амортизационные камеры и только после этого – в магистраль.

Гидроблок

Гидроблок включает в себя:

  • Электромагнитные клапаны, делящиеся на впускные и выпускные, предназначенные для регулировки давления, создаваемого в тормозных цилиндрах автомобиля. Количество пар клапанов зависит от типа АБС.
  • Насос (с возможностью обратной подачи) – нагнетает нужную величину давления в системе, подавая тормозную жидкость из гидроаккумулятора, и при необходимости отбирая ее обратно.
  • Гидроаккумулятор – хранилище для тормозной жидкости.

Режимы работы

Антиблокировочная система тормозов может работать в трех режимах:

  • Нагнетание. В этом режиме тормоза работают по обычной схеме. После нажатия на педаль жидкость идет на механизмы, колесо замедляет вращение. При этом режиме впускной клапан открыт, а выпускной – перекрыт, то есть жидкость движется только по подающей магистрали;
  • Удержание. Если блок по сигналам вычислит, что одно из колес снижает вращение быстрее других, то он перекроет впускной клапан. В итоге усилие механизма перестанет нарастать, поэтому замедление колеса останавливается на определенном уровне. На других же механизмах усилие будет продолжать нарастать;
  • Сброс давления. Если даже после перехода в режим удержания колесо все равно продолжает замедляться, блок управления задействует выпускной клапан (впускной перекрывает) и часть жидкости уходит в аккумулятор давления, тем самым обеспечивает снижение давления в механизме (колесо отпускается и начинает наращивать скорость). Как указано выше, один аккумулятор предназначен для двух тормозных механизмов (входящих в контур). Бывают ситуации, когда давление сбрасывается сразу с двух этих механизмов, поэтому объема аккумулятора может попросту не хватить. И тогда в работу включается насос, перекачивая избыток в основную магистраль.

Схема системы АБС

Во время торможения система меняет режим работы многократно, что и обеспечивает эффективное торможение. При этом водителю не нужно самому «играться» педалью, чтобы исключить блокировку колес, система все делает сама.

Разновидности систем

Данный процесс происходит незаметно, как уже говорилось, и может повторяться десятки раз за одну-единственную секунду. Водитель, если его автомобиль оборудован описываемой здесь конструкцией, может понять это по незначительной пульсации самой педали тормоза. АБС может быть нескольких разновидностей с точки зрения конструкции:

  • одноканальная, воздействующая на всю систему одновременно;
  • двухканальная, которая рассчитана на борт;
  • многоканальная — в этом случае тормозное усилие рассчитывается отдельно для каждого из колес, как на большинстве современных автомобилей, например Ford Focus 2.

Последний вариант наиболее сложный, а потому и дорогостоящий, однако и эффективность в этом случае выше. Особенно это становится заметным при торможении на сильно обледеневшей дороге, после дождя, при съезде автомобиля на обочину. Благодаря системе диагностики, которая является часть современной АБС, становится возможным контролировать возникающие неисправности.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector