Что такое АБС (Антиблокировочная Система Тормозов)?

Введение

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?

Экскурс в историю

На серийном автомобиле АБС появилась в 1978 году - покупатели Mercedes S-Class могли заказать эту систему в качестве опционального оборудования. Чуть позже аналогичная система появилась и у конкурента S-Class — BMW 7-Series.

Напомним также, что патент на «механизм превентивного блокирования колес моторизированных транспортных средств» был получен компанией Bosch еще в 1936 году. Однако долгое время испытания систем подобного оканчивались неудачей — устройство оказывалось слишком сложным и работало слишком медленно. И только в 70-ых годах прошлого века, благодаря бурному развитию технологий, компании Bosch удалось построить работающую версию АБС. Кстати, сейчас системы подобного рода используются не только на автомобилях, но и на железнодорожном транспорте и даже на самолетах.

Как АБС работает?

Когда автомобиль катится по дороге и водитель применяет тормоза, энергия перемещающегося автомобиля преобразуется в тепло при трении тормозных колодок о диск или барабан, и автомобиль замедляется. Если коэффициент трения между дорогой и шинами превышает максимально возможный, шина начинает скользить по поверхности дороги. Это — пример пробуксовки колес. Пробуксовку колес можно определить как разность между скоростью автомобиля и скоростью колеса относительно поверхности дороги. Когда колесо блокируется и скользит, наблюдается 100-процентная пробуксовка. Нулевая пробуксовка имеет место в случае, когда колеса катятся без применения тормозов.

Нормальное торможение будет происходить между этими граничными состояниями. К сожалению, не все случаи замедления автомобиля — подпадают под «нормальную» категорию. При аварийном или резком торможении на скользкой дороге колеса могут легко заблокироваться. При заблокированных колесах автомобилем управлять невозможно — чтобы сохранить управляемость, колеса должны катиться. Помимо этого было обнаружено, что при торможении катящегося колеса с коэффициентом скольжения 8 — 35% коэффициент трения между шиной и дорогой намного больше, чем при скольжении. Когда колеса прекращают катиться, а автомобиль продолжает двигаться, он будет следовать по пути наименьшего сопротивления.

Антблокировочные тормозные системы применяются для исключения таких ситуаций, контролируя скорость вращения колес. Когда система определяет, что одно колесо вращается слишком медленно по сравнению с другими, гидравлическое давление на тормозной механизм этого колеса уменьшается, предотвращая его блокировку. Все антиблокировочные тормозные системы отказоустойчивы. В случае сбоя электронного устройства управления (ЕСU), тормоза будут функционировать так же, как в стандартной системе (без АБС).

Принцип работы
1. Гидравлический модулятор
2. Датчик скорости вращения колеса и сигнальный ротор
3. Главное реле
4. Блок управления АБС

Когда водитель резко давит на тормозную педаль, система должна среагировать следующим образом:
1. Поддерживать то давление, которое создает водитель
2. Уменьшить давление в одном или нескольких тормозных механизмах
3. Увеличить давление и поддерживать его на максимально допустимом уровне, не допуская при этом блокировки колес. Электронное устройство управления постоянно контролирует сигналы от датчиков скорости вращения колес.

Если один датчик (или несколько) показывает более высокую степень замедления колеса по сравнению с другими датчиками, блок управления знает, что может произойти полная блокировка колеса. Первоначально ничто не происходит — давление в тормозном механизме поддерживается на определенном уровне. Этот момент называется фазой удержания давления. Гидравлический модулятор начинает частично закрывать клапан, предотвращая увеличение давления в контуре тормозного механизма. Этот же клапан не пускает жидкость назад, удерживая давление на постоянном уровне. Начинает работать насос, но его выходной клапан остается закрытым, если создаваемое насосом давление не превышает давления, создаваемого главным цилиндром. Если колесо продолжает замедляться быстрее других, блок управления дает команду гидравлическому модулятору уменьшить давление в контуре тормозного механизма этого колеса. Модулятор закрывает клапан, и давление перестает расти несмотря на дальнейшее нажатие на педаль. Кроме того, клапан устанавливается в такое положение, что открывается возвратный канал к питательному бачку. Давления в контуре падает и колесо начинает вращаться.

Для каждого переднего колеса имеется собственный электромагнитный клапан. Для задних колес используется один клапан, который управляется ЕСU на основании сигнала от датчиков скорости вращения колес, выбирая наименьшее значение.

С этого момента колесо снова ускоряется. Блок управления допускает только некоторое приращение скорости. Как только будет определено, что колесо больше не на грани блокировки, клапан прерывает цикл, восстанавливая нормальное торможение. Модулятор позволяет давлению расти до значения, какое было до момента уменьшения давления. Эта последовательность процессов происходит меньше чем за одну секунду. Фактически, она может происходить от четырех до десяти раз в секунду, в зависимости от того, насколько скользкое дорожное покрытие.

Читать ещё про АБС

Что даёт АБС?

1. АБС в любых условиях торможения обеспечивает автомобилю сохранение курсовой устойчивости. Это позволяет не только легко удерживать автомобиль на прямой, но и спокойно объехать препятствие, а при торможении на повороте избежать заноса.

2. Наиболее совершенные и дорогие АБС улучшают эффективность торможения автомобиля.

3. В случае отказа АБС водитель информируется световым индикатором на приборном щитке. АБС не препятствует работе обычной тормозной системы.

4. Работа АБС не ухудшает комфортабельность автомобиля. Изменение тормозных сил на колесах не приводит к неприятным для пассажиров толчкам.

5. АБС не усложняет техническое обслуживание автомобиля, не требует от водителя особых навыков управления, при этом стоимость автомобиля существенно не повышается.

6. АБС способствует увеличению срока службы шин.

Ограничения

Хотя у автомобиля, оборудованного АБС, минимально возможный тормозной путь, который определяется конструкцией системы (насколько система позволяет колесам пробуксовывать), нет никакой гарантии от несчастных случаев.

Если торможение происходит при движении на повороте, шины могут терять сцепление с дорожным покрытием. Помните, система контролирует скорость вращения колес, а не боковое движение поперек дороги (хотя некоторые системы содержат датчик бокового ускорения, при срабатывании которого блок управления уменьшает тормозное давление).

Если водитель начинает торможение слишком поздно, система АБС будет выполнять свою работу, но автомобилю может не хватить тормозного пути до полной остановки прежде, чем он столкнется с препятствием.

При торможении на покрытой снегом или льдом дороге, или на грязи или гравии, антиблокировочная тормозная система не сможет остановить автомобиль с самым коротким тормозным путем. При этих условиях лучше заблокировать или почти заблокировать колеса, в результате чего под передней частью шин будет расти ком снега или грязи, помогая останавливать автомобиль. Этого не может произойти с АБС, поэтому на большинстве оборудованных АБС автомобилей имеется выключатель на приборной панели, с помощью которого систему АБС можно отключить при движении на заснеженных или не мощеных дорогах.

Подведём итоги

Прогресс рождает на свет всё более продвинутые системы. Оперирующие большим количеством показаний, они способны адаптироваться под тип дорожного покрытия и тормозить по одному из заранее заложенных эффективных алгоритмов. Конечно же, электронику нельзя воспринимать как панацею от всех бед, но статистика вещь упрямая: грамотно настроенная ABS при всех исправных системах автомобиля на сухом и мокром покрытии в среднем помогает экономить до 20% тормозного пути и оставляет водителю шанс маневрировать.

Стоит ли говорить, что от этих драгоценных метров могут зависеть жизнь и здоровье?

Форумы

Видео

ЖЖ

Копия поста с сайта LiveJournal

Пользователь primus_sa 21 2008 в 09:07:00 писал:

Вчера тормоза с антиблокировочной системой впервые реально спасли мою машину от превращения в груду железа.
Еду спокойно себе, никого не обижаю, даже скорость не превышаю. Подъезжаю к перекрестку во втором ряду. А в третьем стоит вереница автомобилей, ждет зеленую стрелку на поворот. И вдруг без предупреждения какой-то перец на драном форде резко начинает вываливаться из стоящего ряда в мой.

Я естественно жму педаль тормоза до пола и одновременно давлю на сигнал. Козел остановился, выехав в мой ряд только на половину, но мне расстояния, чтобы остановиться, не хватало. Хорошо, что он не выехал дальше. Оставшейся свободной дороги хватило ровно настолько чтобы объехать его и не въехать в бок машине в параллельном ряду. Остановился я уже на треть корпуса впереди него.

На обычных тормозах я бы летел юэом и продрал бы себе весь бок. Все произошло настолько мгновенно, что я ничего не успел сообразить и действал на приобретенных инстинктах. Только уже остановившись я понял, что в режиме экстренного торможения смог объехать препятствие, как это неоднократно показывали в рекламе антиблокировочных тормозов.