5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как устроена антиблокировочная система ABS

K-075 › Блог › Антиблокировочная система ABS. Принцип работы.

Как ни странно, многие аварии происходят именно из-за высокой эффективности тормозов. На скользких дорогах — мокрых или покрытых ледяной коркой — экстренное задействование тормозов с целью быстро остановить автомобиль либо резко снизить его скорость приводит обычно к прямо противоположному результату. Колеса блокируются и теряют сцепление с дорожным покрытием, а автомобиль нисколько не уменьшает скорость и, более того, вовсе перестает слушаться руля.

Опытный водитель в таких случаях будет тормозить прерывисто, регулируя усилие на педаль тормоза таким образом, чтобы сохранить максимальное сцепление колес с дорогой и не допустить срыва автомобиля в занос. Однако далеко не все водители имеют достаточный опыт, чтобы точно оценить ситуацию, и уж совсем немногие обладают выдержкой и необходимыми навыками, чтобы отреагировать на изменение дорожной обстановки должным образом. Отсюда аварии и законное желание инженеров приставить к тормозам «пастуха», абсолютно беспристрастного, способного исправлять оплошности водителя и сохранять ему контроль над автомобилем в любых условиях движения.

История создания ABS

Итак, своим появлением антиблокировочные системы обязаны работам конструкторов над улучшением активной безопасности автомобиля. Первые варианты ABS были представлены еще в начале 70-х. Они вполне справлялись с возложенными обязанностями, но были построены на аналоговых процессорах, а потому оказались дорогостоящими в производстве и ненадежными в эксплуатации. Далее изготовления опытных образцов дело не продвинулось, хотя, в любом случае, это был, безусловно, шаг вперед.

Лед тронулся, и следующим шагом конструкторов стала замена аналогового процессора более надежными и недорогими цифровыми электронными блоками на интегральных схемах. В 1978 году ABS второго поколения увидела свет, и первым автомобилем, получившим ее (правда, не в базовой комплектации, а под заказ за дополнительную плату), стал Mercedes-Benz 450 SEL. А сегодня уже трудно подсчитать как количество поколений ABS, так и число автомобилей, на которые антиблокировочная система устанавливается серийно.

Общее устройство и принцип работы ABS

Антиблокировочная система состоит (см. схему ABS Mercedes W123) из трех основных элементов: электронного блока управления (4), гидравлического блока (3) и датчиков скорости колес (1, 2). ABS приводится в рабочее состояние после включения зажигания и достижения автомобилем некоторой скорости движения.

В основу работы колесных датчиков положен принцип электромагнитной индукции. При вращении колеса мимо датчика проходят зубцы и впадины специального ротора и наводят в обмотке датчика электрический сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости колеса и количеству зубцов на роторе.

При торможении, как только датчик определяет, что колесо начинает блокироваться, электронный блок, обрабатывающий сигналы от всех датчиков, отдает управляющий импульс электромагнитным клапанам гидравлического блока (см. принципиальную схему работы ABS). Гидравлический блок установлен в тормозной магистрали сразу после главного тормозного цилиндра, а его клапаны управляют давлением жидкости в контурах тормозной системы. Если заторможенное колесо начало скользить, клапаны гидроблока понижают или временно прекращают подачу жидкости к рабочему тормозному цилиндру. Этого может оказаться недостаточно, чтобы колесо разблокировалось, и тогда электромагнитный клапан направит тормозную жидкость в отводную магистраль, снижая тем самым давление в рабочем тормозном цилиндре. Когда колесо вновь начинает вращаться, по достижении им некоторой угловой скорости, электронный блок ABS снимает свою команду, клапаны открываются, и гидравлическое давление опять передается на тормозной механизм. Торможение и растормаживание колеса будут происходить периодически (этот процесс называется модуляцией, и гидроблок иногда называют модулятором тормозного давления), и водитель ощущает работу ABS частыми резкими толчками на педали тормоза, пока не исчезнет угроза блокирования или до полной остановки автомобиля.

При работе ABS эффективность замедления автомобиля, кроме того, что управление не выходит из-под контроля водителя, остается выше, чем при торможении юзом. Испытаниями установлено, что на скользком покрытии тормозной путь автомобиля, оснащенного ABS, может быть на 15% короче, чем у обычной автомашины. Кроме того, ходимость протектора покрышек при использовании ABS увеличивается на 5-7%.

И всё же ABS не панацея

В свое время страховые компании США провели анализ дорожно-транспортных происшествий, и оказалось, что автомобили с ABS чаще становятся участниками аварий, чем автомобили с обычной тормозной системой. Так, на сухом покрытии отмечено увеличение ДТП на 42%, а на влажном — даже на 65%. Согласитесь, в свете сказанного в предыдущей главе эти цифры обескураживают. Специалисты считают, что наличие в автомобиле ABS создает у водителя иллюзию безопасности, в результате чего он не учитывает, что ABS не создает сцепления с дорогой — это прерогатива протектора и размеров пятна контакта покрышек колес. Да, ABS предотвратит блокировку тормозов и позволит сохранить контроль над курсовой устойчивостью и поворачиваемостью, но она не гарантирует уменьшения тормозного пути. Когда речь идет о сухих и нескользких дорогах, бывает как раз наоборот — тормозной путь оказывается больше, чем у обычного автомобиля, но понимание этого приходит, к сожалению, слишком поздно.

Другой вопрос — могут ли ABS всегда достоверно распознавать ситуацию? Помнится, журналисты World Off Road во время испытаний внедорожников моделировали неудачный въезд на холм: потеря сцепления на полпути вверх, сильное нажатие на педаль тормоза, чтобы удержать машину на склоне, включение задней передачи — и мягкий спуск с горы, используя торможение двигателем.

Все шло нормально, пока не пришел черед Ford Explorer, а затем и Mitsubishi Pajero, оснащенных ABS. Джипы упрямо скатывались с холма, несмотря на то, что испытатели выжимали педаль тормоза до упора: система воспринимала небольшое скольжение вниз на сыпучем склоне и резкое нажатие на тормоз в этот момент как команду разблокировать колеса. В результате и Ford, и Mitsubishi не могли удержаться на склоне без применения «ручника». Нетрудно представить, чем чревата подобная ситуация в реальной жизни, если склон достаточно длинный, коллизия приключилась ближе к вершине, водитель растерялся (или не действует стояночный тормоз), а сзади уже пристроилась какая-нибудь машина. Словом, как бы ни была хороша ABS в плане улучшения активной безопасности автомобиля, главным по-прежнему остается водитель, который обязан критически осмысливать дорожную ситуацию и реальные возможности своего «железного друга».

Проблемы эксплуатации ABS

Будем считать предыдущую главу не более чем «лирическим» отступлением и вернемся к рассмотрению сугубо практических вещей, например, неисправностей, с которыми могут столкнуться владельцы автомобилей с ABS.

Заметим, что современные ABS обладают достаточно высокой надежностью и могут длительное время работать не выходя из строя. Электронные блоки ABS отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями, и если такая неисправность все-таки случилась, то ее причина нередко бывает связана с нарушениями правил и рекомендаций, о которых упомянем чуть ниже. Самыми же уязвимыми в схеме ABS являются колесные датчики, располагаемые вблизи вращающихся деталей ступицы или полуосей.

Место расположения этих датчиков благополучным никак не назовешь: различные загрязнения или даже слишком большой люфт в подшипниках ступицы способны вызывать сбои в работе датчиков, которые и становятся чаще всего виновниками неполадок в работе ABS.

Кроме того, на работоспособность ABS влияет величина напряжения между клеммами аккумулятора. При уменьшении напряжения до 10,5 В и ниже ABS вообще может самостоятельно выключиться через предохранительный электронный блок.

Предохранительное реле может также сработать при недопустимых колебаниях и всплесках напряжения в сети автомобиля. Чтобы этого не случилось, вот обещанные рекомендации: нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, не желательно заводить двигатель методом «прикуривания» от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве «донора» собственный автомобиль и, кроме того, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе. Что еще? Если автомобилю потребовался ремонт с применением сварки, то перед началом работ следует отсоединить проводку от электронного блока управления ABS. Кроме того, этот блок не рекомендуется подвергать нагреву свыше 85 градусов по Цельсию более двух часов. Это к тому, если автомобиль предполагается красить, а затем сушить горячим методом в специальной камере.

О том, что ABS неисправна, свидетельствует загорание контрольной лампы на панели приборов. Слишком нервно реагировать на это не следует, без тормозов автомобиль не останется, но при торможении будет вести себя как машина, в которой ABS отсутствует.

Если контрольная лампочка ABS загорелась во время движения, необходимо остановить автомобиль, заглушить двигатель и проверить напряжение между клеммами аккумулятора. Если оно окажется ниже 10,5 В, то можно продолжать движение, а при первой возможности зарядить аккумулятор. Если лампочка ABS периодически загорается и гаснет, то, скорее всего, барахлит какой-нибудь контакт в электрической цепи ABS. Автомобиль следует загнать на смотровую канаву, проверить все провода и зачистить электрические контакты. Если причина мигания лампы ABS не будет обнаружена, то дальнейшие поиски неисправности следует продолжить в специализированном автосервисе.

Существует ряд особенностей, связанных с обслуживанием или ремонтом тормозной системы с ABS. Например, перед заменой тормозной жидкости следует разрядить аккумулятор давления в гидроблоке ABS. Для этого при выключенном зажигании необходимо раз двадцать нажать на педаль тормоза. Следует помнить, что, включая зажигание, вы одновременно подключаете электронасос в гидроблоке ABS. Если система разгерметизирована, то жидкость из нее просто выгонит. Но этот же прием можно использовать при прокачке системы — зажигание включают ровно настолько, сколько из прозрачного шланга, надетого на штуцер для прокачки, будут выходить пузырьки воздуха.

Устройство и принцип работы системы ABS

Антиблокировочная тормозная система (ABS) – это электрогидравлическая система активной безопасности, позволяющая сохранить управляемость и устойчивость автомобиля при торможении за счет предотвращения блокировки колес. АБС особенно эффективна на дорожных покрытиях с невысоким коэффициентом сцепления, а также при плохой погоде (снег, гололед, дождь). Расшифровка аббревиатуры ABS – Antilock Brake System, что дословно переводится как «антиблокировочная система тормозов». Рассмотрим принцип работы системы, ее основные составляющие, поколения, а также плюсы и минусы использования.

  1. Устройство и основные компоненты системы
  2. Принцип работы системы
  3. Поколения антиблокировочной системы
  4. Преимущества и недостатки системы

Устройство и основные компоненты системы

В состав антиблокировочной тормозной системы входят:

  • Датчики частоты вращения колес. Датчики работают на основе эффекта Холла и установлены на ступице каждого колеса. Они определяют скорость вращения колес и передают сигнал в блок управления АБС.
  • Блок управления. Основная функция электронного блока управления (ЭБУ) – обеспечить работу тормозной системы в наиболее эффективном и стабильном диапазоне, при котором тормозная сила будет максимальна, а колеса автомобиля не будут заблокированы. Для этого блок управления проводит непрерывные вычисления изменения скорости вращения колес (замедления). На основании данных показателей формируются управляющие сигналы для исполнительных устройств: насоса и электромагнитных клапанов гидравлического блока.
  • Гидравлический блок. Этот компонент ABS является исполнительным устройством. Гидравлический блок включает в себя электромагнитные клапаны (впускные и выпускные), гидроаккумуляторы, кулачковый насос с электрическим двигателем, демпфирующие камеры.

Электромагнитные клапаны управляют процессом торможения, каждый в своем контуре. Для каждого рабочего тормозного цилиндра предполагается пара клапанов (один впускной и один выпускной). Гидроаккумуляторы предназначены для ускорения сброса давления в тормозном контуре. Они наполняются тормозной жидкостью во время открытия выпускных клапанов. Далее в работу включается кулачковый насос, который откачивает тормозную жидкость обратно в главный тормозной цилиндр. Именно по этой причине при работе системы АБС водителем ощущаются толчки в педаль тормоза. Демпфирующие камеры гасят колебания жидкости при работе системы. Так как в автомобиле два контура гидропривода тормозной системы, в гидравлический блок, как правило, интегрируют два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры.

Принцип работы системы

Антиблокировочная система тормозов выполняет свою работу циклически, при этом каждый цикл состоит из трех фаз:

  1. Увеличение давления (водителем). Торможение происходит в нормальном режиме, давление в системе повышается за счет нажатия водителем на педаль тормоза. Впускные клапана гидроблока открыты, выпускные закрыты. Если скорость вращения колеса слишком интенсивно замедляется и превышает определенное значение, то блок управления ABS переводит впускной клапан в положение «закрыто», выпускной также закрыт. Система переходит в следующую фазу.
  2. Удержание давления. На данном этапе система АБС как бы “отрезает” главный тормозной цилиндр от процесса торможения, и в контуре “гидравлический блок – рабочий тормозной цилиндр колеса” поддерживается постоянное давление. Даже если водитель начнет нажимать на педаль тормоза дальше, давление увеличиваться не будет. В этом режиме торможение происходит при максимальной тормозной силе, то есть наиболее эффективно. Блок управления продолжает контролировать скорость вращения колес, и если она уменьшится ниже допустимого порога, то есть возникнет угроза блокировки колес, поступит команда на открытие выпускного клапана и сброс давления.
  3. Сброс давления. В этой фазе открывается выпускной клапан, и давление резко понижается. Сначала жидкость попадает в гидроаккумулятор, далее откачивается насосом обратно в ГТЦ. Впускной клапан продолжает находиться в закрытом положении. После того, как скорость замедления колес вернется к допустимым значениям, выпускной клапан закрывается. Открывается впускной клапан, и цикл начинается с начала.

Существует довольно распространенное заблуждение, что ABS самостоятельно повышает давление в тормозной системе. На самом деле это не так, если речь идет о системе АБС в ее чистом виде (без ESP). Давление в ней повышается исключительно за счет действий водителя.

Данный цикл работы антиблокировочной тормозной системы автомобиля воспроизводится, пока не завершится торможение, и может повторяться около 6 раз в секунду. Отметим, что срабатывание ABS происходит при экстренном (резком) торможении. Отключить систему АБС нельзя без вмешательств в конструкцию автомобиля, так как приостановка ее работы может привести к трагическим последствиям (потому не предусмотрена автопроизводителями).

Отметим, что ABS интегрируется в штатную тормозную систему автомашины, не изменяя ее конструктивно. Если антиблокировочная тормозная система автомобиля неисправна, на панели приборов загорится соответствующий индикатор (контрольная лампа).

Поколения антиблокировочной системы

Чтобы создать систему ABS, потребовалось 14 лет усилий огромного числа инженеров. ABS выпускается с 1978 года, ее создатель – фирма Bosch.

Первое поколение системы (1970 год) получило название ABS-1. Данное электромеханическое изделие не отличалось надежностью и долговечностью из-за тысячи аналоговых компонентов, которые использовались в ЭБУ. Хотя главная функция ABS и выполнялась, но изделие для массового производства не подходило.

Второе поколение (1978 год). ABS-2 фирмы Bosch впервые начала устанавливаться как опция в автомобилях Mercedes-Benz S-класса, а спустя некоторое время и в лимузинах BMW 7-й серии. Количество компонентов уменьшилось до 140, а масса гидравлического блока составила 6,3 кг.

В последующих поколениях ABS инженеры Bosch сделали ставку на усовершенствование системы и уменьшение ее габаритов. Так, в 1980 году вышла ABS-2E, в которой масса гидравлического блока составила уже 4,9 кг, а количество компонентов уменьшилось до 40. В 1995 году появилась ABS 5.3 с массой гидравлического блока 2,6 кг и 25 компонентами. В 2003 году выходит ABS 8, в которой 16 компонентов, а масса гидравлического блока снизилась до 1,6 кг. С 2010 года Bosch выпускает 9 поколение системы ABS, которую отличают компактные габариты и гидравлический блок массой всего 1,1 кг.

Преимущества и недостатки системы

Рассмотрим основные плюсы системы АБС:

  • сохраняет управляемость и устойчивость автомобиля при экстренном торможении, плохой погоде и т.д.;
  • в большинстве случаев уменьшает длину тормозного пути;
  • повышает эффективность процесса торможения;
  • обеспечивает лучшую маневренность автомобиля на скользком дорожном покрытии.

Антиблокировочная система имеет и недостатки: ее использование увеличивает тормозной путь на мягких грунтах (песок). На таких покрытиях колеса наоборот необходимо блокировать. В последних поколениях ABS данный недочет практически устранен: система «научилась» определять тип поверхности, а после реализовывать отдельный алгоритм под определенное покрытие.

Читать еще:  Система охлаждения двигателя

Азбука АБС

Известно: если при экстренном торможении “в пол” передние колеса блокируются, то автомобиль становится неуправляемым. Крутить руль в этом случае совершенно бесполезно. Опытный водитель тормозит прерывисто, давая колесам провернуться, что позволяет вырулить в нужную сторону и, может быть, объехать неожиданно возникшее препятствие. Но у многих ли из нас хватит самообладания хоть на миг ослабить нажим на педаль тормоза, когда машина с визгом летит, быть может, в свой последний путь?

Рис. 1. Функциональная схема АБС Teves Мk II: 1 – гидронасос; 2 – аккумулятор давления; 3 – ЭБУ; 4 – колесные датчики; 5 – блок электромагнитных гидроклапанов.

То, что сложно для человека, под силу бесстрастной электронике. И вот уже на блокирование колес педаль отзывается частыми резкими толчками, что свидетельствует: АБС работает, и теперь у вас есть возможность отвернуть в сторону от опасности!

АБС: КАК ОНА УСТРОЕНА

На рис. 1 приведена функциональная схема типичной АБС. Сразу обратим внимание на электронасос 1 и аккумулятор давления 2: эти узлы необходимы, чтобы умная электроника смогла управлять тормозным усилием независимо от реакции водителя (напомним – в аварийной ситуации он, как правило, просто давит на педаль “до упора”). Кроме того, электронному блоку управления 3 (ЭБУ) надо ”знать”, вращаются ли в данный момент колеса и с какой скоростью. Эту информацию выдают датчики 4, контролирующие каждое колесо. Ведь может возникнуть ситуация, когда скользкое дорожное покрытие под одним из колес провоцирует его раннее блокирование. Тогда ЭБУ по сигналу от этого колеса выдает команду ослабить тормозное усилие, предотвращая занос и разворот автомобиля. Правда, при этом тормозной путь будет таким, как если бы все колеса оказались на скользкой дороге. Но разработчики считают, что важнее в любом случае сохранить управляемость и возможность маневрирования.

Последний из узлов АБС – блок электромагнитных клапанов 5, которые, собственно, и управляют давлением жидкости. В каждом из контуров тормозной системы предусмотрено два клапана – впускной, который открывает путь жидкости из аккумулятора давления к рабочему цилиндру, когда надо увеличить тормозное усилие, и выпускной, позволяющий жидкости уйти обратно в бачок, когда давление надо ослабить. Эти клапаны при исправной АБС либо открываются поочередно, либо закрыты, если давление в контуре должно сохраняться неизменным. Наконец, важно знать, что в обесточенном состоянии впускные клапаны открыты, а выпускные – закрыты. Это позволяет при отказе АБС просто отключить ее (например, вынув предохранитель F54 (рис. 2) или сняв разъем с ЭБУ) и тормозить, как на обычном автомобиле.

АБС: В здравии и в болезни

Принципиальная схема соединений АБС фирмы Teves, установленной, в частности, на автомобилях “Фольксваген-Пассат” 1990 года выпуска в качестве дополнительного оборудования, приведена на рис. 2. Как видите, она не слишком сложна. И тем не менее стоит сделать несколько важных замечаний для тех, кто отважится на самостоятельный ремонт АБС.

1. Прежде чем снять аккумуляторную батарею и проводить сварочные работы на автомобиле, обязательно отсоедините штепсельный разъем от ЭБУ АБС при выключенном зажигании. Этот блок в “Пассате” расположен под подушкой заднего сиденья.

2. При проведении окрасочных работ ЭБУ не должен подвергаться воздействию температуры 85°С более двух часов.

3. Перед любыми работами с тормозной системой разрядите аккумулятор давления, нажав не менее 20 раз на педаль тормоза при выключенном зажигании, иначе в системе сохранится давление около 180 атм.

4. Будьте осторожны, включая зажигание при разгерметизированной гидросистеме, так как в этом случае заработает насос тормозной жидкости.

Теперь приступим к проверке узлов АБС. Для работников сервисных центров выпускают считывающие устройства, позволяющие снять информацию с системы самодиагностики. Вещь дорогая и практически недоступная автолюбителю. Мы же обойдемся обычным радиолюбительским тестером, которым измеряют напряжение и сопротивление в электрических цепях. Подсоединять выводы прибора придется к контактам разъема ЭБУ, что требует аккуратности и сноровки. Поэтому большую часть проверок будем производить при выключенном зажигании и снятом разъеме ЭБУ, тогда тестер можно легко подключить к контактам колодки на жгуте проводов. Итак, изучаем таблицу проверки АБС.

Поясним правила пользования таблицей. Измерять напряжения или сопротивления нужно между указанными во второй графе выводами разъема ЭБУ АБС – в колодке, расположенной на жгуте проводов. При этом только пп. 35–40 проверяем с подключенным ЭБУ, в остальных случаях разъем снят. Последняя графа указывает возможную причину неисправности, если результаты измерений не соответствуют указанным в пятой графе. При этом мы рассматриваем лишь случаи дефектов в узлах системы, считая, что электронный блок исправен. Это тем более оправданно, что ремонт ЭБУ в домашних условиях невозможен, а заменить какой-либо узел целиком вполне по силам рукастому и смекалистому автолюбителю. Если вы все сделаете правильно, то об этом вас известит погасшая через некоторое время после включения зажигания контрольная лампа АБС на щитке приборов – как и положено при исправной системе.

Рис. 2. Принципиальная электросхема соединений АБС Teves Мк II. Обозначения из латинской буквы и цифры (например, W/2 или U2/10) указывают на разъем в блоке предохранителей и реле (буква) и его контакт (цифра). Цифра около точки соединения с ”массой” показывает расположение этого соединения в автомобиле (22 – на гидроузле, 28 – на перегородке моторного отсека, 39 – под подушкой заднего сиденья слева). Предохранители 53 и 54 устанавливаются непосредственно под соответствующими реле над основной частью блока реле и предохранителей. Нумерация узлов, не относящихся к АБС, соответствует схеме ”Фольксваген-Пассат” в ЗР, 1998, № 10.

И в заключение – несколько рекомендаций по замене узлов. Еще раз повторим, что перед разъединением гидросистемы необходимо сбросить давление в ее аккумуляторе 20-кратным нажатием на педаль тормоза при выключенном зажигании. Прокачка контуров, соединенных с насосом, имеет свои особенности. Итак, вы надели на штуцер прозрачную трубочку и опустили ее конец в баночку с тормозной жидкостью. Теперь нажмите на педаль тормоза, отверните штуцер для прокачки и включите зажигание. При этом включится насос АБС, который выгонит воздух из системы. Как только перестанут выходить пузырьки, отпустите педаль, заверните штуцер и выключите зажигание.

Перед монтажом нового датчика вращения колес нанесите слой смазки на поверхность посадочного гнезда и установите новое уплотнительное кольцо.

Конечно, АБС других моделей отличаются от описанной выше и таблица неисправностей к ним может не подойти. Но общие принципы построения систем те же, и если вам удастся найти схему АБС для вашей машины, то, сравнив ее с рис. 2, несложно скорректировать и таблицу диагностики. Поэтому наши рекомендации, надеемся, будут небесполезны в любом случае.

Если вы не нашли информацию по своему автомобилю — посмотрите ее на автомобили построенные на платформе вашего авто.
С большой долей вероятности информация по ремонту и обслуживанию подойдет и для Вашего авто.

Как устроен датчик АБС? Устройство и принцип работы системы ABS и 4 самые частые её поломки

При запуске электросистемы в автомобиле на его панели загорается надпись — индикатор ABS (антиблокировочной системы), которая означает запуск блока контроля различных устройств. При полной исправности системы это уведомление гаснет после автодиагностики или при старте движения. Датчик АБС — очень важный элемент автомобиля, который отвечает за безопасность его торможения.

Принцип работы

Датчик АБС и разработка модернизированной тормозной системы для автомобильного транспорта позволили повысить безопасность эксплуатации техники. Производители машин начали ставить АБС в свою продукцию примерно с 70-х годов. Устройство датчика АБС состоит из следующих элементов:

  • датчики количества оборотов;
  • механизмы, устанавливаемые на колёсах;
  • гидравлический блок;
  • управляющий блок.

Главная составляющая оборудования — блок правления. Эта деталь отвечает за приём и анализ сигналов, идущих с датчиков. Полученная информация тщательно изучается электроникой, после чего ею делаются выводы об уровне скольжения автомобильных колёс. Управление же осуществляется гидравлическими клапанами.

Давление, подаваемое ГТЦ (главным тормозным центром), создаёт нажим на тормозные суппорты. Это позволяет прижать колодки тормозов к дискам. Вне зависимости от усилия автомобилиста при нажатии на педаль и ситуации, давление внутри тормозной системы все равно будет нормальным. Преимущество АБС состоит в том, что анализу подвергается каждое колесо, препятствуя блокировке.

Именно на этом и основывается принцип функционирования системы ABS. На автомобилях, оснащённых полным или задним приводом, стоит только один автодатчик, расположенный в конструкции задней оси. Сведения о риске блокировки получаются с ближайшего колеса, а специальная команда о давлении отправляется на все колёса независимо от того, как устроен датчик АБС.

Уменьшение или увеличение давления осуществляется по ступенчатой схеме благодаря особым режимам. При наличии каких-либо проблем ABS отключается, и тормоза функционируют самостоятельно. О неисправности оборудования можно узнать по специальному индикатору на приборной панели.

Проверка системы АБС

При неисправности сенсорного датчика он перестаёт отсылать команды системе, и АБС не выполняет свою задачу, то есть колёса при торможении блокируются. При наличии подобной проблемы нужно незамедлительно обратиться в автосервис.

Датчики самого простого оборудования представляют собой обыкновенную индукционную катушку, взаимодействующую с зубчатым диском из металла. Чаще всего причиной поломки АБС является разрыв кабеля. Именно такая неисправность диагностируется с применением тестера, ремонтных пинов и паяльника. Пины подключаются в разъёмы, а с помощью тестера осуществляется измерение сопротивления датчика ABC.

Этот показатель не должен превышать значений, которые указаны в инструкции по эксплуатации. В случае, если сопротивление устремлено к бесконечности, это означает, что в электроцепи произошел обрыв. Если же оно устремлено к нулю, то речь идёт о коротком замыкании.

В случае, если при визуальном изучении были выявлены обрывы, их нужно срочно отремонтировать. Для их соединения нужно воспользоваться пайкой, так как обычная скрутка может привести к усугублению поломки.

Во многих современных машинах установлена специальная система автоматической диагностики. При наличии какой-либо проблемы электроника выдаёт тот или иной код ремонта, который расшифровывается с помощью руководства к транспортному средству.

Распространённые поломки

Несущественный треск при надавливании на тормозную педаль — вполне нормальное явление. Подобный звук возникает из-за функционирования модуляторов. Если АБС неисправна, то её индикатор загорается и не потухает даже при запущенном моторе. Существует несколько самых распространённых неисправностей антиблокировочной системы:

  1. Деактивация по результатам самодиагностики. Это может быть вызвано сбоями в работе управляющего блока или повреждением проводки сенсорного датчика ABS.
  2. АБС после активации самодиагностируется, но затем выключается. Такую проблему может вызвать разрыв проводов, нарушение контактов или их окисление, где нарушена подача питания и сигналов.
  3. Появляется ошибка, но датчик АВС работает. Это является следствием обрыва в сенсорном датчике. Также её может вызвать разница давления в колёсах или даже разный узор протекторов.
  4. Полная потеря работоспособности системы. Тут может быть масса причин, начиная от поломок датчика и заканчивая износом подшипников ступиц.

Чтобы выявить неисправность, нужно проверить давление и люфт в автоколёсах, работоспособность гребёнки и ротора. Если на элементах есть сколы, то их лучше полностью поменять. Если проблема осталась нерешённой, то причина, скорее всего, кроется в электронной составляющей. В таком случае требуется получить код для диагностики.

Антиблокировочная система тормозов АБС (ABS)

Впервые на серийных автомобилях система ABS (Antiblockiersystem) появилась в конце 70-х годов. Тогда она была доступна в качестве дорогой опции для представительских седанов Mercedes-Benz W116. Сегодня антиблокировочная система тормозов входит в базовое оснащение всех современных моделей авто, в том числе и линейки Mercedes-Benz!

Что такое ABS (АБС)?

ABS – электронная система, борющаяся с блокировкой колёс тормозными механизмами. Она работает при интенсивном замедлении или недостаточном сцеплении с дорогой, когда тормозные колодки «закусывают» диск и колёса начинают идти юзом.

На автомобиле без системы АБС резкое нажатие на тормоз блокирует колёса. Возникает скольжение, при котором машина неуправляема. Поворот руля может только усугубить ситуацию, вызвав раскручивание. Главная цель АБС – сохранить возможность контроля автомобилем при экстренном торможении.

Принцип работы ABS

Датчики ABS считывают информацию с каждого колеса. Эти данные поступают на блок управления и обновляются десятки раз в секунду. Когда система определяет, что какое-либо из колёс блокируется, она ослабляет сжатие тормозного механизма на нём, а затем снова усиливает. Этот цикл может многократно повторяться до тех пор, пока автомобиль не остановится, или водитель не отпустит педаль тормоза.

Только профессиональные гонщики имеют достаточный опыт, чтобы чувствовать точку блокировки колёс. Но даже им это не всегда удаётся, потому как распределение массы при движении и поверхность дороги часто меняется. АБС же заставляет тормоза работать на пределе в каждой отдельной ситуации. Кроме этого, автомобиль сохраняет возможность управляться. Водитель может объехать препятствие на дороге, не отпуская педаль тормоза.

Сам принцип работы АБС делает систему уязвимой в сложных условиях. В глубоком снегу, на гравийной дороге или совсем скользком льду временное разблокирование колёс неэффективно, из-за того, что система не может найти правильное тормозное усилие. В таких случаях лучше замедляться юзом, заблокировав колёса и дав им зарыться.

Типы ABS

В зависимости от схемы работы системы АБС их можно разделить на несколько типов.

  • Одноканальные. Единый канал управляет тормозными механизмами на задней оси. Этот вариант встречается в основном на заднеприводных пикапах и фургонах.
  • Двухканальные. Это наиболее популярный тип ABS на автомобилях с 1980 по 2000 год выпуска. Система отдельно регулирует тормозное усилие на передней и задней оси.
  • Трёхканальные. Более совершенный вид двухканальной системы, где передние колёса управляются независимо друг от друга.
  • Четырёхканальные. Лучшая схема. Электронный блок контролирует каждое колесо индивидуально, что позволяет добиться максимальной эффективности замедления.

Ранние версии антиблокировочной системы тормозов ABS не управляли каждым колесом отдельно, что иногда ухудшало производительность тормозов в сравнении с обычными. Но современные системы превосходят «человеческое» торможение почти всегда.

Как устроена автомобильная антиблокировочная система ABS?

В экстремальной ситуации, когда мы всеми силами давим на педаль тормоза, может появиться блокировка одного или сразу нескольких колес, что приводит к существенному ухудшению управляемости и увеличению тормозного пути. Для предупреждения подобной блокировки автомобили оснащаются системой ABS, о которой мы поговорим в этой статье.

Впервые такие антиблокировочные системы стали использоваться на автомобилях ещё в семидесятых годах прошлого века. Многие автопроизводители и в последующем владельцы автомобилей смогли оценить эффективность активной системы безопасности, которые позволяли уменьшить тормозной путь, повышая безопасность эксплуатации автомобиля в любое время года.

Преимущества использования антиблокировочной системы

Если говорить о преимуществах использования таких антиблокировочных систем, то в первую очередь отметим улучшение безопасности использования автомобиля. Благодаря данной системе не только удается уменьшить тормозной путь, но и предупреждается занос автомобиля, который вызван блокировкой колес.

В особенности подобная система будет полезна при эксплуатации автомобиля в зимнее время года, когда на скользкой дороге при любом неаккуратном торможении колеса могут блокироваться, а автомобиль начинает скользить вперёд. При этом такая система ABS , определив возникшую блокировку, уменьшит интенсивность торможения, что позволит восстановить контроль над автомобилем.

Отметим и равномерный износ колес, что в свою очередь сокращает расходы автовладельцу на приобретение новых покрышек. Во время блокировки колес при торможении может быстро стираться проектор, и буквально 3-5 таких экстремальных торможений будет достаточно, для полного прихода в негодность покрышек.

Читать еще:  Что делать при отравлении выхлопными газами автомобиля

Если же говорить о недостатках подобных систем, то необходимо в первую очередь отметить частые выходы из строя датчиков ABS, что вынуждает автовладельца менять поломавшиеся запчасти, что способно привести к некоторому увеличению расходов на эксплуатацию автомобилей.

Антиблокировочные системы стали сегодня основным элементом активной безопасности каждого современного автомобиля. С использованием данных с датчиков ABS работают системы стабилизации курса, а также ряд других активных и пассивных систем безопасности, без которых эксплуатация автомобиля была бы невозможной. Автопроизводители сегодня постоянно совершенствуют свои системы ABS, которые становятся всё надежнее, умнее и функциональнее.

Что включает система ABS в автомобиле?

Антиблокировочная система включает многочисленные датчики, гидрораспределители с электроклапанами, откачивающий насос и блок управления, который управляет работой тормозной системы, предупреждая блокировку всей оси или отдельных колес.

В последние годы несмотря на некоторое упрощение таких антиблокировочных систем их эффективность увеличилась, что объясняется совершенствованием автоматики. Если в прошлом большую часть работы выполняли гидросистемы, то сегодня блоки и исполнительные устройства полностью контролируются автоматикой, что повышает качество работы такой антиблокировочной системы.

Блок управления постоянно посылает сигналы датчикам, получая необходимую информацию и принимает нужное решение по уменьшению давления в тормозной системе. Связь между датчиками и блоками управления осуществляется по специальной высокоскоростной шине, при этом каждое колесо может иметь несколько индивидуальных датчиков, которые предоставляют центральному компьютеру все необходимые данные для корректировки работы различных систем автомобиля.

Принцип действия антиблокировочной системы

Принцип действия такой антиблокировочной тормозной системы за последние несколько десятков лет фактически не изменился. При торможении от блока управления поступает сигнал к цилиндрам тормозов, после чего рабочая жидкость проходит по впускным каналам. Такое давление тормозной жидкости передается через электромагнитные клапаны к каждому колесу что и позволяет эффективно замедлять транспортное средство. В том случае, если блок управления определяет опасность блокировки колеса, то электромагнитному датчику поступает соответствующий сигнал, он закрывается, что в свою очередь предупреждает торможение и блокировку колес автомобиля.

Любое даже самое лёгкое и простое торможение в автомобиле, оснащенным системой ABS, проходит под контролем автоматики. В зависимости от того, с какой интенсивностью вы нажимаете на педаль тормоза и от положения колес, система принимает решение на открытие или закрытие электромагнитных клапанов. Подобные системы с использованием датчиков ABS и электромагнитных клапанов отличаются простотой конструкции, поэтому они надежны и долговечны. Проблемы лишь могут доставлять датчики, которые часто повреждаются противогололедными реагентами, и требуют соответствующей замены.

В тот момент, когда система ABS срабатывает и распускает колеса, автовладелец чувствует в этот момент пульсацию педали тормоза. Такая пульсация происходит при быстром открытии и закрытии электромагнитных клапанов, что необходимо для соответствующего замедления и предупреждения блокировки колес.

Советы по эксплуатации антиблокировочной системы

Современные антиблокировочные системы – это долговечные и надежные узлы, которые не требуют какого-либо специального обслуживания. Необходимо лишь время от времени проверять работоспособность датчиков в колесах и при необходимости производить их замену.

Не следует перегревать блоки управления или заливать их водой.

В том случае, если требуется варить металл в автомобиле или вам нужно подключиться в бортовой системе электросистеме автомобиля, проводка ABS должна быть отключена.

Следите за состоянием контактов на генераторе, что предупредит короткие замыкания и выход из строя датчиков.

Избегайте подсоединения аккумулятора вашего автомобиля к другому транспортному средству.

Не следует разделять электрические разъемы датчиков при включенном зажигании и работающем двигателе.

В том случае, если отмечаются неисправности системы ABS, то на приборной панели загорится соответствующая контрольная лампа. Автомобиль в данном случае будет эффективно тормозить, но при чрезмерном усилии на педали тормоза колёса будут блокироваться, что может привести к заносу. Поэтому если отмечаются какие-либо неисправности ABS, необходимо учитывать это и тормозить плавно и аккуратно, а при возможности следует как можно скорее обратиться в соответствующие СТО за выполнением ремонтных работ.

Как работает АБС на автомобиле

Всем водителям полезно знать, как работает АБС на автомобиле, какую пользу она приносит и чем торможение с антиблокировочной системой отличается от аналогичного процесса без неё. Узнав принцип работы АБС на автомобиле, Вы поймёте, когда её применять, а в каких случаях отключать.

Практически каждый водитель попадал в ситуацию, когда после нажатия на педаль тормоза раздавался визг резины, автомобиль терял способность управляться, а снижение скорости становилось значительно ниже желаемого. Это характерные признаки перехода колёс в скольжение. Иногда даже появляется ощущение, что машина ускоряется, а не тормозит.

Природа такого неожиданного для неопытного человека эффекта состоит в том, что при срыве шин в юз происходит скачкообразное снижение величины замедления. Это воспринимается вестибулярным аппаратом как разгон. Очень неприятное ощущение, ведь тормозят обычно перед быстро надвигающимся препятствием. Физика объясняет это изменением коэффициента трения между шинами и дорогой.

Немного о силах трения

Часто при объяснении такого поведения автомобиля упоминается трение качения. Про это можно сразу забыть, данная сила тут не при чём. Речь пойдёт о разнице между силами трения скольжения и покоя.

Допустим, автомобиль движется по дороге с ускорением любой величины и знака, а торможение есть не что иное, как отрицательное ускорение. Если шины не проскальзывают, то участок протектора в зоне контакта колеса с поверхностью всегда находится в покое относительно всей прочей планеты, частью которой и является дорожное покрытие. Силой, придающей машине ускорение, будет вызвана именно трением покоя.

Максимум её величины равен произведению сцепного веса, приходящегося на колесо на коэффициент трения. Водитель, продолжая увеличивать давление на педаль, может достичь такой интенсивности замедления, что силы трения о дорогу окажется недостаточно для дальнейшего роста темпа снижения скорости. Шина, на которой это произойдёт, сорвётся в скольжение.

Силы трения скольжения работают уже по другим законам, не углубляясь в природу которых, можно сказать, что в подавляющем большинстве случаев они меньше, чем в состоянии покоя. Каждый может в этом убедиться, попробовав сдвинуть твёрдый предмет, лежащий на ровной поверхности. Вначале он заметит рост необходимого для этого усилия руки, а с началом движения сила заметно ослабнет. То же происходит и с автомобильным колесом.

Дополнительным недостатком торможения на заблокированных колёсах можно считать катастрофический износ резины. В пятне контакта выделяется столько тепла, что протектор не выдерживает и начинает плавиться и гореть. Все видели эти характерные клубы белого дыма при ошибках автогонщиков с выбором скорости перед поворотом. После этого на шине образуется проплешина, и дорогостоящая покрышка идёт в утиль. Дальнейшая езда на ней чревата вибрациями и даже разрывами корда. А во время торможения расплавленная протекторная смесь становится прекрасной смазкой, которая практически обнуляет коэффициент трения скольжения.

Приём, использовавшийся до появления АБС

Опытные водители давно научились противостоять срыву колёс на торможении. Им хорошо известно, что эффектное торможение с юзом и дымом из-под колёс на самом деле неэффективно. Тормозной путь заметно удлиняется. В борьбе за метры жизненного пространства перед остановившимся автомобилем существовали два приёма. Собственно, используются они и сейчас, например, в автоспорте, где АБС запрещена во многих дисциплинах.

  • Торможение на грани блокировки шин. Технически очень сложный приём, требует хорошей тренированности вестибулярного аппарата. Надо очень тонко улавливать грань скольжения по изменению замедления в нежелательную сторону, когда усилие на педали совсем немного добавилось, а торможение ухудшилось. Ситуация усложняется неравномерностью коэффициента сцепления по всем четырём колёсам. Любое из них может попасть на участок с грязью, льдом или вообще на обочину дороги.
  • Прерывистое торможение. При обнаружении грани блокирования всё равно педаль надо отпускать, так не лучше ли это сделать заранее, предварительно гарантированно превысив допустимый предел по силе нажатия? И сразу же снова нажать. Подобный приём хорошо известен в радиоэлектронике, где он называется широтно-импульсным модулированием. Причём там он настолько хорошо прижился, что на его основе работают почти все силовые регуляторы. Надо только обеспечить обратную связь.

В описанных способах обратная связь идёт через органы чувств человека, а результат зависит от его способностей и опыта. Естественно, автомобильные инженеры захотели заменить человека автоматикой, которую проще раз и навсегда обучить, а потом лишь тиражировать механизмы и алгоритмы. Тем более что возможности электромеханических устройств по скорости реакции куда лучше, чем у человека. Так и появились первые серийные антиблокировочные системы, известные сейчас под аббревиатурой ABS.

Принципиальная схема АБС в автомобиле

Поскольку тормоза легкового автомобиля приводит в действие гидравлическая система, то для предотвращения блокировок потребуется снижать в ней давление. Для этого используется специальный клапан, который в обычном состоянии закрыт, но способен открываться и пропускать через себя тормозную жидкость, если на него подать электрический сигнал.

Давление от главного тормозного цилиндра, создаваемое ножной педалью с дополнительным усилителем, передаётся к исполнительному механизму, в роли которого выступает рабочий тормозной цилиндр, через ещё один клапан, называемый впускным. Он нормально открытый, то есть закрывается только при подаче на него напряжения.

Впускной и выпускной клапаны работают под управлением программы, причём возможен момент, когда они оба закрыты. Это переходный этап, когда колесо только начинает проскальзывать, давление в его цилиндре ещё не уменьшается, но уже и не увеличивается. Система оценивает результат и принимает решение, добавлять давление или уменьшать.

Для сглаживания пульсаций давления в системе и быстрого перемещения объёмов жидкости в гидромеханическом блоке используются электрогидравлический насос и гидроаккумулятор давления. Аккумулятор способен поддерживать давление постоянным, принимая или сбрасывая избытки жидкости, а насос значительно ускоряет быстродействие системы. Существовали и предельно упрощенные АБС, где эти узлы отсутствовали.

На каждом колесе (не считая ранних и упрощённых версий) установлены датчики вращения. Обычно это простейший, но очень надёжный прибор, работающий с использованием электромагнитной индукции. Постоянный магнит с намотанной на него катушкой одним из своих полюсов расположен вблизи зубчатого венца, вращающегося вместе с колесом автомобиля. На прохождение мимо него каждого зубца датчик реагирует электрическим импульсом. Частота сигнала пропорциональна скорости вращения, а значит и скорости автомобиля в отсутствие пробуксовок, с известным коэффициентом. Сигнал по экранированной проводке поступает далее на оцифровку.

Управляет системой электронный блок. Это микрокомпьютер, который собирает информацию от датчиков вращения колёс, датчика скорости автомобиля и бортовой шины данных автомобиля. Чаще всего используются два микропроцессора, работающие по общей шине. Блок имеет обычную для компьютеров конфигурацию с оперативной и постоянной памятью, периферийными устройствами и силовыми ключами.

Требования по надёжности, предъявляемые к тормозам, заставляют применять дублирование основных узлов и механизмов. Чаще всего применяются два независимых контура, различаются лишь схемы их подключения к колёсам. Поэтому в реальных конструкциях число деталей может быть разным.

В настоящее время наиболее типовой стала четырёхканальная система с разделением дублирующих контуров по диагонали. То есть на каждое колесо имеется свой датчик вращения и пара клапанов, а в общий гидроблок интегрированы по два разделённых по контурам насоса и гидроаккумулятора. Один контур обслуживает правое переднее и левое заднее колёса, второй соответственно левое переднее и правое заднее.

При отказе любого из контуров всегда при торможении будет задействовано одно переднее и одно заднее колёса, а стабильность торможения обеспечивается как работой АБС, так и конструкцией передней подвески с отрицательным плечом обката.

Алгоритмы работы системы

Особенности действия каждой версии АБС могут существенно отличаться, поскольку процесс совершенствования идёт до сих пор. Как ни странно, недостатки продолжают проявляться, видимо инженеры сталкиваются с действительно сложными проблемами. Хотя это стараются и не афишировать. Но от независимых тестов не скрыться, а они иногда выявляют просто неприемлемые недостатки в серийных автомобилях самых солидных фирм. Но общие принципы построения достаточно хорошо известны.

Процессор АБС непрерывно подсчитывает разницу между скоростью автомобиля, то есть перемещением центра колеса относительно дороги за единицу времени, и линейной скоростью поверхности протектора. Задаются определённые диапазоны, в пределах которых торможение будет считаться стабильным или нет. В последнем случае АБС начинает вмешиваться в торможение.

Первым этапом реагирования станет закрытие впускного клапана и переход в режим удержания давления. Если скорость вращения колеса продолжит уменьшаться, то это снижает коэффициент трения и грозит полной блокировкой. Система открывает выпускной клапан, часть жидкости уходит в аккумулятор и давление понижается. По мере увеличения скорости вращения будет возвращён режим удержания давления и так далее.

АБС сейчас почти повсеместно стала дополняться функциями стабилизации автомобиля при вращениях вокруг его вертикальной оси. Анализ данных и принятие решений при этом происходит уже по другим алгоритмам. Строго говоря, к функциям АБС это уже не относится. Основная задача – минимизация тормозного пути и сохранение возможности маневрировать при самом резком, паническом торможении. Ведь заблокированные колёса уже никак не реагируют на вращение руля.

Врождённые недостатки АБС

  • Самое главное — это невозможность в автоматическом режиме принимать решение о разрешении блокировки. Бывают ситуации, когда тормозной путь на заблокированных колёсах оказывается короче, чем в режиме прерывистого торможения. Классический пример — торможение на сыпучем покрытии, снег, грязь или песок. В этом случае полностью заторможенное колесо нагребает перед собой валик из дорожного покрытия, и автомобиль останавливается весьма интенсивно.

АБС в тех же условиях быстро придёт к выводу о чрезвычайно скользкой дороге и практически полностью запретит работу тормозов. Выход из ситуации может быть только одним — отключать систему вручную или автоматически. Применяются разные способы: введение нижнего порога скорости срабатывания, ручное управление путём выставления конкретного типа дорожного покрытия или даже попытки регулировать работу при движении на подъёмах и спусках.

  • Наличие АБС делает практически невозможными правильную замену в автомобиле тормозной жидкости и прокачку системы без наличия дилерского сканера со специальной управляющей программой. Трудно сказать, является ли это недостатком. Всё же тормоза — тема очень серьёзная, и отдаление их от самодеятельного вмешательства повышает безопасность. Заводская программа, имея возможность управлять насосом и клапанами в строго определённой последовательности, способна тщательно удалить все остатки старой загрязнённой и насыщенной водой жидкости из самых труднодоступных мест. Простой прокачкой с помощью педали этого не добиться.

Видео: ABS что это? Антиблокировочная система автомобиля.

Что такое ABS в автомобиле

Практически любой современный автомобиль в достаточно большой степени автоматизирован, а то и компьютеризован. Различные электронные системы, призваны не только повысить комфорт во время езды, но и помочь водителю, устранить те или иные опасности и негативные явления, возникающие в разнообразных дорожных ситуациях. Одним из наиболее распространенных автоматических помощников водителя является система ABS (от английского Antilock Brake System). В этой статье мы постараемся доступно рассказать, что такое ABS в автомобиле, как она работает и чем полезна.

Зачем нужна ABS?

АБС или антиблокировочная система тормозов помогает повысить эффективность торможения машины, за счет устранения проскальзываний колеса, когда оно полностью блокируется тормозными колодками. Другими словами, такая система мешает полной блокировке колеса и тем самым оптимизирует весь процесс торможения.

Кроме сокращения тормозного пути система АБС имеет и другие преимущества. Например, она продлевает срок использования автомобильных шин, которые сильно изнашиваются при блокировке колес. Также АБС позволяет водителю сохранять контроль над автомобилем и совершать маневрирование даже во время экстренного торможения, что безусловно значительно повышает шансы избежать ДТП.

Читать еще:  Новый Nissan Maxima 2016

В общем, можно смело утверждать, что в соревновании по торможению, между профессионалом на автомобиле без ABS и обычным любителем на машине оснащенной такой системой, победит именно любитель.

Ну а для того, чтобы понять, что делает АБС такой настолько эффективной, нужно разобраться с ее устройством и принципом работы.

Как устроена система ABS на автомобиле

Схематичное изображение системы ABS: 1 — управляющий модуль, 2 — датчик скорости вращения колеса, 3 — насос и клапаны.

И так, в состав антиблокировочной системы тормозов входят следующие компоненты:

  • датчики скорости вращения колес;
  • клапаны;
  • насос;
  • модуль электронного управления;

Вот собственно и все компоненты ABS. Датчики регистрируют вращение колес и передают необходимую информацию в модуль электронного управления. При торможении, особенно резком, модуль сличает скорость торможения автомобиля и скорости торможения колес. Если колеса тормозят слишком активно, открываются клапаны АБС и давление в магистралях тормозной системы несколько снижается. Дальше в действие вступает насос, который при необходимости, тут же восстанавливает нужное давление в системе. Таким образом, как бы резко не нажал водитель на педаль тормоза, автомобиль с ABS будет тормозить наиболее оптимальным образом. В некоторых случаях, в секунду происходит до полутора десятка циклов сброса и восстановления давления в тормозной системе. А это значит, что столько же раз меняется блокирующее усилие тормозных колодок. Это может ощущаться человеком, как пульсация педали тормоза, которая является отголоском работы антиблокировочной системы тормозов.

В итоге, машина тормозит более эффективно, быстро, безопасно. Хотя, ничего особенно сложного в самой ABS, как и в принципе ее работы, нет. Конечно же, нужно рассчитать оптимальные алгоритмы для блока управления, создать достаточно точные датчики, но для современной промышленности, выпускающей автомобильную электронику, это задача вполне посильная и даже не особенно сложная. Каждый клапан антиблокировочной системы может иметь два положения – открытое и закрытое, а может иметь еще и промежуточное положение, в котором давление на колодку лишь снижается но не исчезает полностью. Такая модернизация, позволяет системе работать более эффективно, так как повышает ее вариативность.

Читайте также: Что такое ЭБУ в автомобиле.

Видео о работе ABS на автомобиле

Читайте также: Что такое ESP в машине и какие функции оно выполняет.

Виды антиблокировочной системы тормозов

Существует несколько видов ABS. Они различаются по количеству каналов, как контроля колес, так и воздействия на них. Наиболее эффективной и надежной является четырехканальная ABS. Она располагает датчиком на каждом колесе, равно как и клапаном в тормозной магистрали ведущей к каждому колесу. Такая система обеспечивает эффективное торможение всех колес, но это и самый дорогой вид ABS.

Трехканальная система осуществляет контроль и управление обеими передними колесами, а так же задними, но уже в паре. Соответственно и эффективность такой АБС будет несколько меньшей.

Ну и наконец, одноканальная система работает лишь с задними колесами и тоже в паре. Это наиболее дешевый но и самый малоэффективный вариант ABS. Тем не менее, даже в такой конфигурации антиблокировочная система тормозов позволяет осуществлять торможение автомобиля, гораздо более эффективно чем если бы ее не было.

Читайте также: Что такое EBD в автомобиле и зачем оно нужно.

Как тормозить на автомобиле с ABS

Сегодня, антиблокировочной системой тормозов оснащаются практически все автомобили, но многие водители еще хорошо помнят время, когда отсутствие этой системы в штатной комплектации авто, было обычной практикой. Тормозить на таких машинах нужно было при помощи прерывистого нажатия на педаль тормоза. Так можно было избежать блокировки колес.

В то время как на автомобилях оснащенных ABS подобные ухищрения не требуются. Нужно просто уверенно давить на педаль тормоза, а решением проблемы с блокировкой колес займется антиблокировочная система. Более того, прерывистые нажатия на педаль при наличии АБС, напротив снижают эффективность торможения, а потому вредны.

Антиблокировочная система тормозов

Современные автомобили оборудуются значительным количеством систем активной безопасности, в задачу которых входит предотвращение потери контроля водителем над машиной при разных дорожных ситуациях. К ним относится и антиблокировочная система тормозов (ABS).

Отметим, что АБС – первая среди систем, относящихся к активной безопасности, которая массово стала использоваться на автомобилях. При этом она еще выступает и базой для иных систем.

Первые рабочие образцы на автомобилях стали использоваться более 40 лет назад. По мере развития технологий она улучшалась и дорабатывалась. К примеру, первые системы включали в себя больше сотни составных компонентов, а последние версии системы ABS состоят всего из 18 элементов.

Особенности работы системы

АБС устанавливается на тормозную систему и вносит свои коррективы в ее работу. По самому названию можно понять, что в ее задачу входит предотвращение блокировки колес во время торможения.

Особенность колес авто заключается в том, что сила трения качения у них выше, чем трения скольжения. То есть, колесо, которое катится, лучше сцепляется с поверхностью дороги, чем скользящее по полотну, что происходит в случае его полной блокировки. В ее результате тормозной путь машины увеличивается.

Также скольжение колеса далеко не всегда происходит в прямолинейном направлении, поскольку боковые силы могут преобладать над продольными, из-за чего траектория перемещения такого колеса меняется. Итогом этого является непредсказуемое и неконтролируемое движение машины.

Но если создать на тормозном механизме усилие, которое максимально будет замедлять скорость вращения, но не блокируя его (удерживает на грани), то тормозной путь сократиться и авто не потеряет управляемость.

В машинах без этой системы опытные водители для получения максимального эффекта при торможении пользуются методом многократного нажима на педаль (прерывистого торможения). Чтобы колеса не получились заблокированными, водитель при торможении нажимает на педаль, затем отпускает и так повторяет многократно.

Суть этого метода очень проста – поймать момент на тормозных механизмах, когда они максимально замедляют колеса без срыва их в блокировку, но это не всегда возможно, особенно на если колеса движутся по разной поверхности.

Прерывистое торможение (нажал-отпустил) не дает полностью заблокировать колеса, поскольку водитель просто периодически послабляет усилие на механизме тормозов. Этот же принцип использует и АБС.

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).

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.

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.

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

Исполнительный механизм

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.

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.

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.

Достоинства и недостатки

К другим достоинствам этой системы также относятся:

  • сохранение траектории движения во время торможения при входе в поворот;
  • при торможении допускается маневрирование;
  • удобство для начинающих водителей.

Но АБС не идеальна. При определенных условиях эта система может некорректно функционировать и допускать ошибки. А это сказывается на эффективности торможения и может несколько дезориентировать водителя.

Такими условиями являются:

  • дорога с проблемным покрытием;
  • песок;
  • лед;
  • покрытие с ухабами, «гребенка».

В общем, АБС отлично работает только на ровной дороге с хорошим сцеплением колес с полотном. В иных случаях система ABS может допустить ошибки.

К примеру, на проблемной трассе с часто чередующимся покрытием (асфальт меняется со щебенкой или иным насыпным материалом) система не сможет подобрать оптимальное усилие на механизмах, из-за чего тормозной путь увеличивается.

При слете с дороги АБС также не «помощник». Здесь блокировка – лучшее средство для максимально быстрой остановки авто.

К особенностям антиблокировочной системы можно отнести также некоторое опоздание включения в работу при движении на высоких скоростях (свыше 130 км/ч). Просто блоку управления при таких условиях нужно некоторое время, чтобы произвести расчеты и задействовать гидроблок.

На малых же скоростях (10-15 км/ч) система и вовсе отключается. Если это остановка на ровном покрытии, то отключение АБС никак не сказывается, а вот при торможении на спуске деактивация системы может оказать негативное влияние.

Отметим, что отключение АБС – условное понятие, поскольку система работает постоянно и выключить ее невозможно. Здесь деактивацию следует понимать, как переход в «ждущий режим». То есть она снова активизируется и начнет выполнять свою функцию при последующем нажатии на педаль тормоза. Единственное, когда она не включится – это торможение при движении на малых скоростях.

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×