Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS)

Первым серийным автомобилем, оснащённым ABS, стал Mercedes модельного года. Система долгое время предлагалась в качестве опции и только в 1992 году вошла в список стандартного оборудования. В начале АБС как опцию можно было установить на BMW серии.

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?

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

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

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

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

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

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

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

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

Нелишне заметить, что для максимальной эффективности замедления педаль тормоза на автомобилях с ABS надо вдавливать в пол что есть силы. Впрочем, последнее делать не обязательно тем водителям, чьи машины оснащены системой Brake Assist, которая сама создаёт избыточное давление в тормозной магистрали, «дотормаживая» за слабого или нерешительного человека. При штатных замедлениях она не вмешивается. Однако резкое нажатие (удар) на педаль Brake Assist расценивает как сигнал к экстренному торможению и вступает в действие.

Но не всё так гладко. ABS, как и любая другая система, обладает недостатками. Например, простой «антиблок» может проиграть обычным тормозам на снегу, льду или песке, свести на нет преимущества шипованной резины. Ведь на льду шипы обеспечивают наибольшее замедление только при максимальном относительном проскальзывании, когда они словно когти впиваются в лёд и бороздят его. Каверза в том, что ABS, стремясь растормозить колёса, не даёт шипам работать и тем самым увеличивает тормозной путь. То же происходит на грунтовых дорогах (песок, щебень, глина) и покрытиях, занесённых снегом.

Автомобили с ABS в этом случае имеют более длинный тормозной путь, потому что постоянно разблокирующиеся колёса не создают «эффекта плуга». А ведь именно на таких покрытиях заблокированные колёса имеют максимальную эффективность торможения — того что нагребают перед собой «валики» из грунта или снега. Вот почему нужно помнить: на обледеневшей, заснеженной или грунтовой поверхности тормозной путь автомобиля, не оснащённого АБС, может быть короче.

Подложить небольшую свинью АБС может и на неровной дороге. Если при торможении одно колесо на мгновение зависнет в воздухе и заблокируется, обманутая электроника начнёт спасать вас от заноса и тут же снизит давление в остальных магистралях. В повороте автомобиль неприятно вильнёт «хвостом», а тормозной путь увеличится. От таких случайных отрывов, в принципе, не застрахован никто, но нужно помнить, что залогом адекватной работы АБС является исправная подвеска.

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?

Система предотвращения блокировки колес (ABS): устройство системы, ее основные элементы и принцип работы

Антиблокировочная система — это полезная опция, которой оборудованы практически все современные ТС. Данная функция автомобиля направлена на обеспечение безопасности при торможении, особенно в тот момент, когда замедление осуществляется на скользком дорожном покрытии. Разумеется, далеко не все автомобилисты имеют представление о принципе работы этой электрогидравлической системы, а также о присутствующих компонентах, из-за чего, здесь предстоит наглядно разобрать некоторые нюансы, чтобы впоследствии автолюбители не испытывали трудностей в процессе замедления своего авто, оборудованного ABS.

Основные элементы системы, а также ее устройство

Перед тем, как углубиться в подробности и начинать детально рассматривать принцип работы данной опции в современном автомобиле, необходимо вспомнить основные компоненты данного электрогидравлического помощника. В частности, в состав этого элемента в авто входит следующее:

• датчики, считывающие скорость, а также частоту вращения колес;
• электронный блок управления системой;
• гидравлический блок ABS.

Разумеется, также не стоит забывать о том, что среди компонентов этой системы присутствуют и другие менее важные элементы, включая жгуты проводки, которые объединяют ABS в цельную схему, а кроме того, подводят к компонентам цепи необходимое электрическое питание.

Серийную версию нового кроссовера Skoda Kushaq за миллион рублей показали со всех сторон

Нашатырный спирт, как эффективное средство борьбы с ржавчиной на кузове и грязью в салоне: что думают эксперты?

Эксперты выделили преимущества нового Chevrolet Trailblazer над Renault Kaptur: «американец» лучше во всем

Датчики вращения колес

В данном случае речь идет про небольшие компоненты, которые работают по принципу эффекта Холла. Сами по себе данные элементы располагаются на каждой ступице в автомобиле, что позволяет в полной мере отследить частоту вращения колес без погрешностей в измерениях. Также эти датчики отправляют необходимые сигналы в электронный блок управления, где данные обрабатываются в режиме реального времени.

Этот компонент системы отвечает за то, чтобы тормозная система автомобиля работала в наиболее эффективном диапазоне, в зависимости от скорости движения, а также состояния дорожного покрытия. На основании полученных данных по скорости и частоте вращения колес, блок управления подбирает оптимальный вариант замедления, после чего передает необходимые импульсы на гидравлический блок, приводящий в работу электромагнитные клапаны и насос.

Гидравлический блок

В данном случае речь идет про исполнительное устройство, которое включает в себя впускные и выпускные электромагнитные клапаны, кулачковый насос с электромотором, демпфирующие камеры, а также гидроаккумуляторы. Благодаря таким компонентам, гидравлический блок может равномерно распределять нагрузку между отдельными колесами в процессе торможения автомобиля, чтобы это действие было безопасным, а сами колеса при этом не блокировались.

Если говорить про отдельные элементы гидроблока, то, к примеру, электромагнитные клапаны напрямую управляют процессом торможения на каждом отдельном контуре. Это же можно сказать и про тормозные цилиндры, которые взаимодействуют с клапанами (одним на впуск, и одним на выпуск). Таким образом, цилиндр наполняется или, наоборот, при необходимости освобождается от тормозной жидкости. Примечательно, что именно из-за этого водители автомобилей, оборудованных системой ABS, отмечают некоторые толчки при сильном воздействии на педаль тормоза. Примечательно, что для правильного функционирования с двухконтурной тормозной системой в гидравлические блоки устанавливают сразу два аккумулятора давления, а кроме того, две демпфирующие камеры.

Принцип работы системы ABS

В данном случае необходимо принимать во внимание тот факт, что далеко не все автомобилисты знают, как именно работает система ABS в автомобиле. Именно поэтому процесс следует разобрать простым языком с деталями, а именно:

• автолюбитель воздействует на педаль тормоза;
• в этот момент увеличивается рабочее давление в системе;
• открываются впускные клапаны, выпускные элементы закрыты;
• если колеса интенсивно замедляются, система закрывает впускные клапаны;
• удерживается давление и автомобиль тормозит в оптимальном диапазоне;
• если максимальной силы недостаточно, то вновь открываются впускные клапаны;
• в момент удержания давления давить на педаль тормоза сильнее бесполезно;
• в этот момент блок управления контролирует частоту вращения колес;
• если колеса замедляются чрезмерно быстро и может возникнуть блокировка, часть жидкости сбрасывается через выпускные клапаны.

Примечательно, что сброс давления происходит в процессе торможения только в случае возможного возникновения блокировки колес. Как только водитель отпускает педаль тормоза, происходит полный сброс давления.

В тот момент, когда автомобилист отпускает педаль тормоза, держание жидкости в цилиндре прекращается, и она через выпускные клапаны попадает в гидроаккумулятор, откуда с помощью соответствующего гидравлического насоса постепенно перекачивается в бачок тормозной жидкости для последующего применения. Стоит отметить, что в момент этой процедуры впускной клапан все еще остается закрытым до тех пор, пока автомобилист не повторит воздействие на педаль тормоза, чтобы замедлить собственное транспортное средство. Стоит отметить, что этот последовательный цикл может повторяться на протяжении нескольких раз, вплоть до того момента, пока транспортное средство не будет остановлено полностью.

Также стоит отметить, что сама по себе система ABS включается в работу только в том случае, когда выполняется экстренное торможение и существенно возрастает риск блокировки колес. При этом, самостоятельно автомобилист не может отключить данную функцию, по той простой причине, что для этого потребуется вмешиваться непосредственно в конструкцию автомобиля, что без должных знаний, навыков и опыта чревато самыми негативными последствиями. Примечательно, что система ABS в полной мере интегрирована в штатную тормозную систему, но при этом, никак не меняет работу последней. Чтобы понять, что опция неисправна, достаточно лишь взглянуть на приборную панель автомобиля, где загорится соответствующая лампа, указывающая на поломку.

Основные преимущества системы ABS

Говоря о системе предотвращения блокировки колес или об ABS в современном автомобиле, непременно стоит выделить ключевые достоинства этой опции. В частности, можно упомянуть следующие моменты:

• при экстренном торможении автомобиль сохраняет управляемость;
• транспортное средство сохраняет устойчивость и не уходит в занос;
• снижается длина тормозного пути автомобиля;
• существенно возрастает эффективность от торможения;
• автомобиль становится более маневренным на скользком дорожном покрытии.

На первый взгляд может показаться, что у этой системы есть только преимущества, однако, если углубиться в детали, то становится очевидно, что данная функция далека от совершенства и имеет массу минусов.

Ключевые недостатки ABS

Как уже было сказано ранее, система предотвращения блокировки колес имеет целый ряд недостатков, к числу которых можно отнести следующие достаточно важные моменты:

• тормозной путь возрастает при движении по мягкому грунту;
• система ABS не позволяет блокировать колеса в тот момент, когда это действительно необходимо, к примеру, при экстренном торможении на песке;
• данная функция в автомобиле также нуждается в периодическом обслуживании;
• наличие системы ABS увеличивает материальные вложения на содержание авто.

В целом, же, если закрыть глаза на упомянутые серьезные недостатки, и использовать авто с функцией, предотвращающей блокировку колес, только на жесткой поверхности, то каких-либо существенных проблем испытать не придется.

Некоторые особенности системы ABS

Если автомобиль оборудован антиблокировочной системой, не стоит возлагать на нее большие надежды, по той простой причине, что безопасность движения по дорогам общественного пользования напрямую зависит от автомобилиста, сидящего за рулем. Если водитель не привык держать дистанцию, то ему не поможет даже опция ABS последнего поколения, способная возлагать на себя практически все нюансы, связанные с безопасным замедлением авто. Кроме того, с течением времени датчики, фиксирующие частоту вращения колес, выходят из строя и их необходимо менять, как в принципе, и проводить обслуживание всей тормозной системы, по той простой причине, что от этого напрямую зависит безопасность автомобилиста и других участников дорожного потока.

Вывод

На сегодняшний день практически все автомобили, которые встречаются на дорогах общественного пользования, оборудованы такой функцией, как ABS. В данном случае речь идет про антиблокировочную систему, которая не позволяет колесам блокироваться в момент экстренного торможения. При наличии такой опции транспортное средство становится более безопасным, а кроме того, прощает автомобилисту некоторые ошибки, что наиболее актуально для начинающих водителей. Разумеется, в полной мере надеяться на данный конструктивный элемент не следует, однако, при некоторых обстоятельствах этот сервис в действительности может выручить автолюбителя. Автор: Олег Мокров