Система авс – Что такое абс в автомобиле: как работает система abs

ABS (Антиблокировочная система тормозов) — что это и для чего нужно?

Антиблокировочная система (ABS) давно перестала быть необычной опцией для автомобилей. В некоторых странах закон не разрешает продавать новые автомобили без этого элемента активной безопасности. Она используется на мотоциклах, легковушках, грузовиках и даже устанавливается в тормозные системы шасси тяжелых самолетов. Давайте разберемся, как работает АБС и в каких ситуациях ее отключение может помочь или навредить.

Краткое содержание статьи:

  • Что такое антиблокировочная система?
  • Как работает ABS?
  • Зачем нужна ABS?
  • Когда антиблокировочная система не нужна?

Что такое ABS (антиблокировочная система)?

Что такое ABS (антиблокировочная система)
Аббревиатура ABS произошла от английского термина Anti-lock Brake System или немецкого Antiblockiersystem, что переводится как «антиблокировочная система». Соответственно, в русскоязычных текстах чаще используется термин обозначение АБС.

Узел представляет себе совокупность датчиков и электромагнитных клапанов, которые регулируют давление тормозной жидкости в магистралях при нажатой педали тормоза. Она препятствует полной блокировке колеса, увеличивает эффективность торможения и препятствует заносу.

Важно: основное назначение АБС не сокращение тормозного пути, а сохранение управляемости при резком торможении. Однако антиблокировочная система, как правило, значительно сокращает тормозной путь.

В продвинутых моделях авто АБС — это основа других, более сложных систем:

  • антипробуксовочной;
  • контроля курсовой устойчивости;
  • помощи при резком торможении (Brake assist system).

Все они используют датчики и перепускные клапаны антиблокировочной системы.

Как работает ABS?

Во время движения колесного транспорта пятно контакта покрышки всегда неподвижно относительно дороги. Соответственно, на нее действует сила трения покоя. Она сохраняется и при торможении… Ровно до момента блокировки колес. Далее автомобиль продолжает движение юзом и на шины действует сила трения скольжения, которая значительно меньше. В итоге замедление при заблокированных колесах меньше, а тормозной путь длине. Но главная проблема — это занос. На скользящих по дорожному покрытию колесах машина абсолютно не слушается руля. Эффект усугубляется, если участки под шинами имеют разный коэффициент трения. Такое часто случается при частичном выезде на обочину или попадании одной из сторон машины на снег или лед.

Опытные водители знают, что сохранить контроль над автомобилем можно при помощи прерывистого торможения. По этому принципу работает и ABS.

В состав антиблокировочной системы входят:

  • Датчики, фиксирующие скорость вращения колес.
  • Управляющие электромагнитные клапаны для регулировки давления тормозной жидкости в контуре.
  • Блок управления, который открывает и закрывает перепускные клапана.

Датчики передают в управляющий блок сведения о частоте вращения каждого из колес. Когда скорость вращения одного из колес заметно снижается (это происходит, когда оно близко к блокировке), открывается клапан и нажатие тормозных колодок слабеет. Когда скорость вращения восстанавливается, блок управления дает команду и колодки снова прижимаются с полной силой. Этот процесс, повторяющийся десятки раз в секунду, водитель ощущает как пульсацию тормозной педали.

Что такое иммобилайзер в автомобиле? Как отключить своими руками?

Антиблокировочная система срабатывает лишь при резком замедлении одного из колес. При небольшой разнице угловой скорости, возникающей во время поворота, блок управления не меняет давление в тормозной магистрали.

Различают три вида АБС:

  1. Одноканальная, способная регулировать давление во всей системе одновременно. Устаревшая система, которая немного удлиняет тормозной путь, сохраняя управляемость авто.
  2. Двухканальная, регулирующая давление отдельно в переднем и заднем контуре. Такой подход сокращает тормозной путь в сравнении с одноканальной.
  3. Многоканальная, способная контролировать нажатие колодок на каждом из колес. Самая эффективная система, обеспечивающая минимальный тормозной путь и управляемость даже на неоднородных покрытиях.

Именно многоканальная ABS лежит в основе двух других систем: антипробуксовочной и стабилизации курсовой устойчивости.

Зачем нужна ABS?

Что такое ABS (антиблокировочная система)
Прерывистое торможение, при котором водитель ненадолго ослабляет нажатие на тормоза, требует высокого уровня водительского мастерства. Это дает эффект, схожий с работой одноканальной ABS. Использование антиблокировочной системы доступно даже новичку. При этом его эффективность все равно ниже, чем у многоканальной АБС, которая управляет каждым из колес отдельно. Это сокращает тормозной путь на асфальте, особенно на обледенелых или мокрых дорогах. Благодаря антиблокировочной системе, водитель может сконцентрироваться на корректировке курса, предоставив управление тормозами автоматике.

Важно, что машина слушается руля даже если одна из сторон находится на грунтовой обочине, льду или начала аквапланирование.

Когда антиблокировочная система мешает?

Во всех автомобилях, оснащенных АБС, вы найдете кнопку для ее отключения. Она пригодится вам лишь в двух случаях:

  1. Движение по снежному накату или льду на шипованной резине. Эффект от шипов ощущается лишь после того, как они начинают «зарываться» в дорогу. Антиблокировочная система препятствует этому процессу и заметно увеличивает тормозной путь.
  2. Движение на нешипованной и шипованной резине по рыхлому снегу, песку или гравию. При блокировке колес перед ними образуется бортик, увеличивающий замедление. В этом случае использование АБС лишь вредит.

Однако даже в этих двух случаях только антиблокировочная система способна гарантированно предотвратить занос.

Использование АБС значительно повышает безопасность вождения. Поэтому отключать ее на дорогах общего пользования имеет смысл лишь при езде на шипах или во время сильных снегопадов, когда приходится двигаться по рыхлому снегу. Это не касается продвинутых систем, которые используют особый алгоритм для торможения на рыхлой поверхности. На песке, гравии и снегу такая АБС обеспечивает кратковременную блокировку колеса, помогая ему зарыться в поверхность. Поэтому отключать ее вовсе не рекомендуется.

Похожее

10carbest.ru

Антиблокировочная система (ABS) — 29 Ноября 2014 — АвтоБлог

 

Основой активной безопасности любого современного автомобиля, является антиблокировочная система

Рис. 1. Схема базовой ABS

 

ABS — антиблокировочная система. Основная задача антиблокировочной системы — не допускать блокировки ни одного из четырех колес.

Даже в идеальных условиях, на сухой ровной дороге, нужно потратить не менее пяти секунд, чтобы остановить автомобиль, если он движется со скоростью 60 км/ч. Тормозные механизмы при резком нажатии на педаль блокируют колесо меньше, чем за секунду. Если хотя бы одно колесо заблокировано, возникает занос, если же заблокированы все, автомобиль становится неуправляемым. Самое оптимальное торможение происходит, если все колеса продолжают вращаться, постепенно замедляя ход, на грани блокировки. ABS при торможении удерживает все четыре колеса в этом режиме.

 

Рассмотрим работу ABS более подробно.

Антиблокировочная система обеспечивает безопасность движения и быструю остановку автомобиля. Изменяя давление тормозной жидкости, чтобы не происходило блокирование колес, система поддерживает оптимальное значение коэффициента сцепления шин с дорожным покрытием. Такие системы бывают двух типов: обеспечивающие управление всеми четырьмя колесами или только задними колесами. Управление задними колесами предотвращает их блокировку и сокращает тормозной путь.

Дополнительное управление передними колесами гарантирует соответствие траектории поворота положению рулевого колеса, что позволяет при резком торможении избежать столкновений с препятствием. Автомобильное колесо в процессе торможения замедляет свое вращение в широком диапазоне скоростей от свободного качения до полного блокирования, т.е. движется относительно дорожного полотна с проскальзыванием. Степень проскальзывания определяется отношением разности скорости автомобиля и окружной скорости вращения колеса к скорости автомобиля. От величины проскальзывания зависит коэффициент сцепления колеса с дорогой, а следовательно, и тормозная сила на колесе автомобиля.

Типовая зависимость коэффициента сцепления колеса с дорогой от проскальзывания S (Рис.1, где 1 и 2 — коэффициенты S на сухом и обледенелом бетоне соответственно) имеет максимальное значение коэффициента сцепления в продольном направлении. Для получения максимального замедления автомобиля и, следовательно, наименьшего тормозного пути (близкого к оптимальному торможения) необходимо, чтобы колеса при торможении имели проскальзывание, соответствующее максимальному значению коэффициента сцепления колеса с дорогой в продольном направлении.

Для решения такой задачи и используется антиблокировочная система.

Рис. 2. Типовая зависимость коэффициента сцепления колеса с дорогой от проскальзывания (где 1 и 2 — коэффициенты S на сухом и обледенелом бетоне соответственно)

 

Принцип действия базовой ABS таков:

Электронный блок управления постоянно следит за показаниями датчиков скорости. Если три колеса при торможении продолжают вращаться с одной и той же скоростью, а четвертое замедляется, блок управления сигнализирует отступление от нормы.

Контроллер запрограммирован на недопустимость блокировки колеса. Он подает сигнал о снижении давления в тормозном контуре, ведущем к нему. Тормозные колодки разводятся, затем сводятся снова, и так до пятнадцати раз в секунду. Если угроза блокировки миновала, продолжается торможение в штатном режиме. До полной остановки автомобиля ABS следит за тем, чтобы вращение всех колес замедлялось равномерно, не переходя грань, за которой возможна блокировка.

Рис. 3. Элементы ABS

 

Наиболее эффективной является антиблокировочная система тормозов с индивидуальным регулированием скольжения колеса, т.н. четырехканальная система. Индивидуальное регулирование позволяет получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии с дорожными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь.

Конструкция антиблокировочной системы включает датчики частоты вращения колес, датчик давления в тормозной системе, блок управления и гидравлический блок в качестве исполнительного устройства.

Рис. 4. Схема антиблокировочной системы тормозов ABS: 1-компенсационный бачок, 2-вакуумный усилитель тормозов, 3-датчик положения педали тормоза, 4-датчик давления в тормозной системе,5-блок управления,6-насос обратной подачи, 7-аккумулятор давления, 8-демпфирующая камера, 9-впускной клапан переднего левого тормозного механизма, 10-выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма, 11-впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 12-выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 13-впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 14-выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 15-впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 16-выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 17-передний левый тормозной цилиндр, 18-датчик частоты вращения переднего левого колеса, 19-передний правый тормозной цилиндр, 20-датчик частоты вращения переднего правого колеса, 21-задний левый тормозной цилиндр, 22-датчик частоты вращения заднего левого колеса, 23-задний правый тормозной цилиндр, 24-датчик частоты вращения заднего правого колеса

 

Датчик скорости устанавливается на каждое колесо. Он фиксирует текущее значение частоты вращения колеса и преобразует его в электрический сигнал.

На основании сигналов датчиков блок управления выявляет ситуацию блокирования колеса. В соответствии с установленным программным обеспечением блок формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства — электромагнитные клапаны и электродвигатель насоса обратной подачи гидравлического блока системы.

Гидравлический блок объединяет впускные и выпускные электромагнитные клапаны, аккумуляторы давления, насос обратной подачи с электродвигателем, демпфирующие камеры.

В гидравлическом блоке каждому тормозному цилиндру колеса соответствует один впускной и один выпускной клапаны, которые управляют торможением в пределах своего контура.

Аккумулятор давления предназначен для приема тормозной жидкости при сбросе давления в тормозном контуре. Насос обратной подачи подключается, когда емкости аккумуляторов давления недостаточно. Он увеличивает скорость сброса давления. Демпфирующие камеры принимают тормозную жидкость от насоса обратной подачи и гасят ее колебания.

В гидравлическом блоке устанавливается два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры по числу контуров гидропривода тормозов.

Контрольная лампа на панели приборов сигнализирует о неисправности системы.

 

Принцип работы антиблокировочной системы тормозов

Работа антиблокировочной системы тормозов носит цикличный характер. Цикл работы системы включает три фазы:

На основании электрических сигналов, поступающих от датчиков угловой скорости, блок управления ABS сравнивает угловые скорости колёс. При возникновении опасности блокирования одного из колёс, блок управления закрывает соответствующий впускной клапан. Выпускной клапан при этом также закрыт. Происходит удержание давления в контуре тормозного цилиндра колеса. При дальнейшем нажатии на педаль тормоза давление в тормозном цилиндре колеса не увеличивается.

При продолжающейся блокировке колеса, блок управления открывает соответствующий выпускной клапан. Впускной клапан при этом остается закрытым. Тормозная жидкость перенаправляется в аккумулятор давления. Происходит сброс давления в контуре, при этом скорость вращения колеса увеличивается. При недостаточной емкости аккумулятора давления, блок управления ABS подключает к работе насос обратной подачи. Насос обратной подачи перекачивает тормозную жидкость в демпфирующую камеру, уменьшая давление в контуре. Водитель при этом ощущает пульсацию педали тормоза.

Как только угловая скорость колеса превысит определённое значение, блок управления закрывает выпускной клапан и открывает впускной. Происходит увеличение давления в контуре тормозного цилиндра колеса.

Цикл работы антиблокировочной системы тормозов повторяется до завершения торможения или прекращения блокирования. Система ABS не отключается.

В современных автомобилях ABS все чаще становится узлом более сложной системы электронного контроля устойчивости (ESC) или системы распределения тормозных усилий (EBD).

 

Система электронного контроля устойчивости (ESC)

Электронный контроль устойчивости или курсовая устойчивость (Electronic Stability Control, ESC)

ЭКУ активная система безопасности автомобиля, позволяющая предотвратить занос посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких). Является вспомогательной системой автомобиля.

Система позволяет удерживать автомобиль в пределах заданной водителем траектории при различных режимах движения (разгоне, торможении, движении по прямой, в поворотах и при свободном качении).

 

Устройство системы курсовой устойчивости

Система курсовой устойчивости является системой активной безопасности более высокого уровня и включает: антиблокировочную систему тормозов (ABS), систему распределения тормозных усилий (EBD), электронную блокировку дифференциала (EDS), антипробуксовочную систему (ASR).

Система курсовой устойчивости объединяет входные датчики, блок управления и гидравлический блок в качестве исполнительного устройства.

Рис. 5. Схема системы курсовой устойчивости ESP: 1-компенсационный бачок, 2-вакуумный усилитель тормозов, 3-датчик положения педали тормоза, 4-датчик давления в тормозной системе, 5-блок управления, 6-насос обратной подачи, 7-аккумулятор давления, 8-демпфирующая камера, 9-впускной клапан переднего левого тормозного механизма, 10-выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма, 11-впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 12-выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма, 13-впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 14-выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма, 15-впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 16-выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма, 17-передний левый тормозной цилиндр, 18-датчик частоты вращения переднего левого колеса, 19-передний правый тормозной цилиндр, 20-датчик частоты вращения переднего правого колеса, 21-задний левый тормозной цилиндр, 22-датчик частоты вращения заднего левого колеса, 23-задний правый тормозной цилиндр, 24-датчик частоты вращения заднего правого колеса, 25-переключающий клапан, 26-клапан высокого давления, 27-шина обмена данными

 

Входные датчики фиксируют конкретные параметры автомобиля и преобразуют их в электрические сигналы. С помощью датчиков система динамической стабилизации оценивает действия водителя и параметры движения автомобиля. Используются в оценке действий водителя датчики угла поворота рулевого колеса, давления в тормозной системе, выключатель стоп-сигнала. Оценивают фактические параметры движения датчики частоты вращения колес, продольного ускорения, поперечного ускорения, скорости поворота автомобиля, давления в тормозной системе.

Блок управления системы ESP принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства подконтрольных систем активной безопасности:

  • впускные и выпускные клапаны системы ABS;
  • переключающие и клапаны высокого давления системы ASR;
  • контрольные лампы системы ESP, системы ABS, тормозной системы.

В своей работе блок управления ESP взаимодействует с системой управления двигателем и автоматической коробки передач (через соответствующие блоки). Помимо приема сигналов от этих систем блок управления формирует управляющие воздействия на элементы системы управления двигателем и АКПП.

Для работы системы динамической стабилизации используется гидравлический блок системы ABS/ASR со всеми компонентами.

 

Дополнительные функции системы курсовой устойчивости

В конструкции системы курсовой устойчивости могут быть реализованы следующие дополнительные функции (подсистемы):гидравлический усилитель тормозов, предотвращения опрокидывания, предотвращения столкновения, стабилизации автопоезда, повышения эффективности тормозов при нагреве, удаления влаги с тормозных дисков и и др.

Все перечисленные системы, в основном, не имеют своих конструктивных элементов, а являются программным расширением системы ESP.

Система предотвращения опрокидывания ROP (Roll Over Prevention) стабилизирует движение автомобиля при угрозе опрокидывания. Предотвращение опрокидывания достигается за счет уменьшения поперечного ускорения путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя. Дополнительное давление в тормозной системе создается с помощью активного усилителя тормозов. ( На автомобилях VOLVO, FORD обозначается как RSC, у CHEVROLET ARP)

Система предотвращения столкновения (Braking Guard) может быть реализована в автомобиле, оснащенном адаптивным круиз-контролем. Система предотвращает опасность столкновения с помощью визуальных и звуковых сигналов, а в критической ситуации — путем нагнетания давления в тормозной системе (автоматического включения насоса обратной подачи).

Система стабилизации автопоезда может быть реализована в автомобиле, оборудованным тягово-сцепным устройством. Система предотвращает рыскание прицепа при движении автомобиля, которое достигается за счет торможения колес или снижения крутящего момента.

Fading Brake Support (другое наименование — Over Boost) предотвращает недостаточное сцепление тормозных колодок с тормозными дисками, возникающее при нагреве, путем дополнительного увеличения давления в тормозном приводе.

Система удаления влаги с тормозных дисков активируется на скорости свыше 50км/ч и включенных стеклоочистителях. Принцип работы системы заключается в кратковременном повышении давления в контуре передних колес, за счет чего тормозные колодки прижимаются к дискам и происходит испарение влаги.

 

Система распределения тормозных усилий

Система распределения тормозных усилий предназначена для предотвращения блокировки задних колес за счет управления тормозным усилием задней оси.

Рис. 6. Эффективность работы EBD

 

Во время интенсивного торможения на скользкой дороге антиблокировочная система (ABS) предотвращает блокировку колес и позволяет сохранить управляемость. Вне зависимости от количества пассажиров и багажа, а также дорожных условий электронная система распределения тормозных усилий (EBD) делит тормозные усилия между передними и задними колесами для максимально стабильного и эффективного замедления.

Система распределения тормозных усилий представляет собой программное расширение антиблокировочной системы тормозов. Другими словами, система использует конструктивные элементы системы ABS в новом качестве.

 

Принцип работы системы распределения тормозных усилий

Работа системы EBD, также как и система ABS, носит цикличный характер. Цикл работы включает три фазы:

  • удержание давления;
  • сброс давления;
  • увеличение давления.

На основании разности сигналов датчиков блок управления определяет начало блокирования задних колес. Он закрывает впускные клапаны в контурах тормозных цилиндров задних колес. Давление в контуре задних колес удерживается на текущем уровне. Впускные клапаны передних колёс остаются открытыми. Давление в контурах тормозных цилиндров передних колес продолжает увеличиваться до начала блокирования передних колес.

Если колеса задней оси продолжают блокироваться, открываются соответствующие выпускные клапаны и давление в контурах тормозных цилиндров задних колес уменьшается.

При превышении угловой скорости задних колес заданного значения, давление в контурах увеличивается. Происходит торможение задних колес.

Работа системы распределения тормозных усилий заканчивается с началом блокирования передних (ведущих) колес. При этом в работу включается система ABS.

 

Достоинства и недостатки ABS

На покрытиях, обеспечивающих хорошее сцепление колеса с дорогой, к примеру, на сухом асфальте, автомобиль с ABS останавливается быстрее, чем автомобиль без ABS. Получается, что наличие ABS снижает риск столкновения с идущей впереди машиной.

На покрытиях с плохим сцеплением — к примеру, на рыхлом снегу или гравии — основное достоинство АБС в том, что возможность разблокировки одного или нескольких колес существенно снижает вероятность заноса. 

На покрытиях с плохим сцеплением тормозной путь автомобиля с АБС оказывается длиннее. В таких местах интенсивность торможения зависит, скорее, от состояния и качества шин. Заблокированные колеса автомобиля без АБС зарываются в рыхлый снег или гравий и останавливают машину быстрее, чем колеса, которые система постоянно старается разблокировать. Поэтому в некоторых автомобилях установлена система, различающая тип покрытия и меняющая режим работы ABS. Кроме того, некоторые производители автомобилей предоставляют водителю возможность выключить систему.

На ровных скользких дорогах (к примеру, во время гололеда), при блокировании всех колес сразу АБС может быть бессильна. Поскольку система опирается на сравнение скорости хода всех колес, одновременная их остановка не может быть воспринята блоком управления как нештатная ситуация.

 

История создания ABS

Первая механическая АБС была разработана авиатором Габриэлем Вуазеном в 1929 году для использования в аэропланах.

В 1936 году компания Bosch запатентовала принцип работы тормозной системы с устройством, предотвращающим блокировку колес. Однако создать на основе существующих в те годы электронных компонентов работоспособную ABS было невозможно.

Позже гидравлические ABS начали устанавливать на гоночные автомобили, мотоциклы и автомобили представительского класса. К примеру, в 1970 году система ABS Sure track ставилась на заднюю ось Lincoln Continental, а в следующем году компания Nissan начала предлагать АБС в качестве опции для модели President. Позже, в 1978 году, на двух немецких представительских автомобилях — Mercedes Benz W116 (S-класс) и BMW 7-й серии — ABS разработки Robert Bosch GmbH стала штатным узлом.

 

Интересные факты об ABS

При езде на мотоцикле блокировка колёс при торможении происходит намного чаще, чем при езде на автомобиле. Для мотоциклиста блокировка означает практически неизбежное падение, поэтому большинство современных мотоциклов оснащены ABS. Более того, в законодательные органы ряда стран постоянно поступают проекты законов, запрещающих ввоз и использование мотоциклов без ABS.

Обладая автомобилем с ABS в Израиле, можно получить скидку на обязательное страхование автогражданской ответственности.

В 1993 году регламент гонок Формула-1 пополнился запретом на ABS, попавшую под определение электронной помощи пилотам. Объясняется это тем, что для гонщика важно показать свое искусство управления болидом в разных ситуациях, в том числе, и при прохождении поворотов, а ABS страхует его при торможении и берет тем самым часть работы на себя.

 

 

Источники:

http://systemsauto.ru/active/abs.html

http://systemsauto.ru/active/esp.html

https://blamper.ru/auto/wiki/tormoznaya-sistema/antiblokirovochnaya-sistema-abs-3202

http://quto.ru/Mitsubishi/OutlanderXL/If/suv5d/features/2680/

www.autoscience.ru

Антиблокировочная система — это… Что такое Антиблокировочная система?

ABS на мотоцикле BMW

Антиблокировочная система (АБС, ABS; нем. Antiblockiersystem, англ. Anti-lock braking system) — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы — предотвращение блокировки тормозов и сохранение контроля над курсовой устойчивостью и поворачиваемостью. Тем не менее, АБС не гарантирует уменьшения тормозного пути.

В настоящее время АБС, как правило, является более сложной электронной системой торможения, которая может включать в себя противобуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости, а также систему помощи при экстренном торможении.

АБС устанавливается на легковых и грузовых автомобилях, мотоциклах, прицепах, а также на колёсном шасси самолётов. Эксперты считают, что по состоянию на 2008 год антиблокировочная система ставится на 75 % выпускаемых автомобилей[1].

История

Впервые разработки в области тормозных систем начались в 1920-е годы, первые АБС предназначались для установки на шасси самолётов. Первые продукты были созданы французской компанией Avions Voisin— производителем автомобилей и авиатехники[1].

В те времена на большинстве автомобилей были механические тормоза с тросовым приводом и требовали от водителя значительной физической силы, иными словами приходилось сильно давить на педаль тормоза, вызывая тем самым блокировку колёс, что в свою очередь негативно сказывалось на управляемости автомобиля. Позже появились гидравлические тормоза c вакуумным усилителем, но и эта система не решала проблемы блокировки колёс.

В 1936 году Bosch запатентовала технологию предотвращения блокировки колёс при резком торможении. Но на практике реализовать эту идею не удалось из-за отсутствия в те годы цифровой электроники, которая позволила бы за доли секунды реагировать на блокировку колёс. Ситуация изменилась в 1960-е годы с появлением полупроводниковых технологий, которые постепенно дошли и до автомобильной промышленности. Но первые образцы АБС, появившееся в 1971 году на одной из моделей концерна General Motors оказались даже опасными, поскольку не решали проблемы заклинивания передних ведущих колёс.

Первую по-настоящему работоспособную АБС изобрели всё-таки немцы. Кроме Bosch, с 1964 года работу над созданием АБС начала компания Teldix GmbH. Её инженер Гейнц Либер разработал фундаментальные основы будущей АБС. Позже он возглавил отдел электрики и электроники концерна Daimler-Benz и в 1970 году Daimler-Benz торжественно объявил о создании первых работоспособных АБС. Система под названием «ABS 2» состояла из электронного контроллера, датчиков скорости, установленных на каждом колесе и двух или более гидравлических клапанов в тормозном контуре. Система работала от данных о разности скоростей вращения разных колёс: если они вращались с разной скоростью, то контроллер, дозируя тормозное усилие, выравнивал скорость вращения. После этого система давала увеличить тормозное усилие[1].

Комплексные испытания этой системы выявили один существенный недостаток — ненадёжность электронных компонентов. По предложению Daimler-Benz к проекту были привлечены инженеры Bosch, которые работали независимо от Либера и приобрели огромный опыт в области автомобильной электроники.

Таким образом для работы по созданию серийной антиблокировочной системы объединились удачные идеи Либера и огромный опыт инженеров Bosch в сфере разработки и производства цифровых электронных компонентов. В середине 1970-х годов АБС начали устанавливать опционально (по желанию клиента и за дополнительную плату) на автомобили представительского класса, а с 1978 года штатно на двух немецких автомобилях — Mercedes Benz W116 (S-класс)[1] и BMW 7-й серии. С июля 2004 года каждый новый автомобиль, продаваемый в странах Евросоюза, оборудован АБС в стандартной комплектации.

Принцип действия АБС

При движении транспортного средства пятно контакта его колёс находится в неподвижности относительно дорожного полотна, то есть на колесо действует сила трения покоя. Так как эта сила больше, чем сила трения скольжения[2], замедление при вращении колёс со скоростью, соответствующей скорости движения транспортного средства, будет эффективнее, чем замедление при проскальзывании колёс относительно дорожного полотна. Кроме того, транспортное средство, одно или несколько колёс которого находятся в скольжении, теряет управление. Грубо говоря, система предотвращает стопорение колёс и предотвращает юз при торможении, что положительно сказывается на устойчивости и управляемости транспортного средства в режиме торможения.

Устройство системы

АБС состоит из следующих основных компонентов:

  • датчики скорости либо ускорения (замедления), установленные на ступицах колёс транспортного средства;
  • управляющие клапаны, которые являются элементами модулятора давления, установленные в магистрали основной тормозной системы;
  • блок управления, получающий сигналы от датчиков и управляющий работой клапанов.

После начала торможения АБС начинает постоянное и достаточно точное определение скорости вращения каждого колеса. В случае, если одно или несколько или даже все колёса начнут замедлять скорость своего вращения быстрее расчётной максимальной скорости замедления автомобиля (расчитывается конкретно для каждой модели на стадии разработки и корректируется при испытании на покрытии с максимальным коэффициентом трения) и учитывая показания акселерометров, то система отдаёт команду модулятору давления в тормозной магистрали, который ограничивает тормозное усилие на этих колесах. Затем, как только вращение колеса совпадёт с реальной скоростью движения (восстановится сила трения покоя), тормозное усилие восстанавливается.[источник не указан 920 дней]

Этот процесс повторяется несколько раз (или несколько десятков раз) в секунду, в 2008 году, по мнению экспертов «За рулём» средняя АБС срабатывала 20 раз в секунду[1]. Как правило работа системы приводит к заметной пульсации тормозной педали и обычно именно по этому признаку водитель может определить момент срабатывания АБС.[источник не указан 920 дней]

Тормозное усилие может ограничиваться как во всей тормозной системе одновременно (одноканальная АБС), так и в тормозной системе борта (двухканальная АБС) или даже отдельного колеса (многоканальная АБС). Одноканальные системы обеспечивают довольно эффективное замедление, но только в том случае, если условия сцепления всех колёс более или менее одинаковы. Многоканальные системы дороже и сложнее одноканальных, но имеют большую эффективность при торможении на неоднородных покрытиях, если, например, при торможении одно или несколько колёс попали на лёд, мокрый участок дороги или обочину.[источник не указан 920 дней]

В современные АБС входит система самодиагностики, которая контролирует работу всех компонентов системы по их физическим параметрам. Система самодиагностики зажигает лампу неисправности АБС на приборной панели и записывает соответствующий код неисправности в память блока управления. После определения неисправности данный компонент исключается из работы системы, или вся система перестаёт работать, а тормозная система продолжает работать.[источник не указан 920 дней]

В современных автомобилях постепенно получают распространение электрические тормозные механизмы, действующие независимо на каждом колесе. В этом случае АБС существует, в основном, как один из алгоритмов управляющего блока такой тормозной системы и не оказывает никакого влияния на педаль или рукоятку тормоза.[источник не указан 920 дней]

Эффективность работы АБС

В ряде случаев наличие АБС позволяет достичь существенно более короткого тормозного пути, чем при её отсутствии. Кроме того, АБС позволяет водителю сохранять контроль над транспортным средством во время экстренного торможения, то есть сохраняется возможность совершения достаточно резких манёвров непосредственно в процессе торможения. Сочетание двух этих факторов делает АБС очень существенным плюсом в обеспечении активной безопасности транспортных средств.

Опытный водитель может эффективно тормозить и без использования АБС, контролируя момент срыва колёс самостоятельно (наиболее часто такой приём торможения используется мотоциклистами[3]) и ослабляя усилие торможения на грани блокировки (торможение при этом получается прерывистым). Эффективность такого торможения может быть сравнима с торможением при использовании одноканальной АБС. Многоканальные системы в любом случае имеют преимущество в том, что они могут контролировать тормозное усилие на каждом отдельном колесе, что даёт не только эффективное замедление, но и стабильность поведения транспортного средства в сложных условиях неравномерного сцепления колёс с поверхностью дороги.

Для неопытного водителя наличие АБС лучше в любом случае, поскольку позволяет экстренно тормозить интуитивно понятным способом, просто прикладывая максимальное усилие к тормозной педали или рукоятке и сохраняя при этом возможность манёвра.

В некоторых условиях работа АБС может привести к увеличению тормозного пути. Например, при использование автомобильных шин с недостаточным сцеплением с дорогой (например, при езде зимой на летних шинах). Также рыхлых поверхностях, таких как глубокий снег, песок или гравий, заблокированные при торможении колёса начинают зарываться в поверхность, что даёт дополнительное замедление. Незаблокированные колёса тормозят в этих условиях медленнее. Для того чтобы можно было эффективно тормозить в таких условиях, АБС на некоторых моделях автомобилей делают отключаемой. Кроме того, некоторые типы АБС имеют специальный алгоритм торможения для рыхлой поверхности, который приводит к многочисленным кратковременным блокировкам колёс. Такая техника торможения позволяет достичь эффективного замедления без потери управляемости, как при полной блокировке. Тип поверхности может быть установлен водителем вручную или может определяться системой автоматически, путём анализа поведения автомобиля или при помощи специальных датчиков определения дорожного покрытия.

Система помощи при экстренном торможении

Технология «Brake Assist» впервые появилась на потребительском рынке в 1996 году на Mercedes-Benz SL-класса и S-класса. Начиная с 1998 года, компания начала внедрять эту систему во все свои модели стандартной комплектации. Вслед за Mercedes-Benz вскоре последовали такие компании, как Audi, Acura, Infiniti, BMW, Citroen, Rolls-Royce, Volkswagen, Land Rover и Volvo с собственными разработками Brake Assist.

Brake Assist — это система, помогающая водителю при торможении. Как показали исследования, заметная часть водителей в экстренной ситуации либо не нажимают на педаль тормоза полностью, либо в какой-то момент отпускают её. Из-за этого тормозной путь автомобиль получается больше, чем мог быть при полностью нажатой педали. Brake Assist выявляет экстренное торможение, доводит давление в тормозной системе до максимума и удерживает его таким до полной остановки автомобиля. Электроника, контролирующая работу Brake Assist, связана с тормозной системой и различает экстренное торможение от, например, остановки на светофоре. Допустим, на дорогу неожиданно выбежал ребенок. Вы инстинктивно жмёте на педаль тормоза, контроллер системы моментально вычисляет скорость и силу нажатия на педаль и определяет степень опасности ситуации. То есть система учитывает по сути три основных параметра: (а)Текущую скорость автомобиля;(б)Скорость нажатия педали;(в)Силу (глубину) выжима педали тормоза. Существуют и чисто гидравлические системы помощи при экстренном торможении, которые повышают давление в приводе тормозов до максимального, если скорость нажатии на педаль тормоза превышает пороговое значение. Появление Brake Assist стало возможным только после появления АБС. Поскольку система экстренного торможения всегда увеличивает тормозную силу до максимальной, в условиях недостаточного сцепления с дорогой возможна блокировка колес и скольжение автомобиля, АБС предотвращает это.

Кроме собственных разработок Mercedes-Benz, таких как регулятор расстояния Distronic Plus, контролирующий необходимую дистанцию до впереди идущего автомобиля, существуют и другие виды Brake Assist. Компания Volvo придумала «систему безопасности в городе» (City Safety system), которая работает при скорости автомобиля до 30 км/ч. «Симбиоз» навигатора и Brake Assist предлагает Toyota, при котором система активируется в случае экстренного торможения на светофоре.[4]

Примечания

См. также

Ссылки

biograf.academic.ru

Что такое ABS в автомобиле

Техническое оснащение современных автомобилей настолько разнообразно, что не перестает радовать разнообразием полезных и удобных опций, и многих автомобилистов уже не удивишь наличием таких изысков, о которых раньше приходилось только мечтать.

Одной из систем, которыми комплектуются машины, оборудованные по последнему слову техники, является антиблокировочная система abs. Она достаточно давно появилась на автомобильном рынке, но все же для многих российских автолюбителей ABS по-прежнему осталась новинкой.

Принцип работы ABS

Принцип работы

Антиблокировочная система установлена на автомобиль в качестве дополнительного оборудования, задача которого заключается в том, чтобы препятствовать блокировке колес при сильном торможении. Благодаря ABS при сильном нажатии на педаль тормоза автомобиль и на сухом асфальте, и на мокрой дороге не пойдет юзом.

И все же, что такое abs в автомобиле? Данная система представляет собой непростое электронное устройство, включающее центральный блок и датчики скорости, установленные на каждом колесе. В момент нажатия на тормоз они определяют скорость, с которой вращается каждое колесо. Затем хитрая электроника устраняет из тормозной магистрали излишки давления в специальный гидроаккумулятор.

При этом вращение колеса начинает восстанавливаться, так как разжимаются тормозные колодки. В случае если давление по-прежнему осталось достаточно большим, описанный выше процесс повторяется снова до тех пор, пока оно не придет в норму.

Схема устройства ABS

Назначение ABS

Антиблокировочная система по принципу своей работы имитирует действия опытного автомобилиста, который пользуется прерывистым торможением на скользкой дороге, чтобы машину не занесло. И тут возникает вопрос: зачем нужна электронная система, когда выполнять эти действия может сам водитель? Автомобилями, в которых не установлена ABS, управлять при резком торможении достаточно трудно, и во многих ситуация без нее просто невозможно обойтись.

Антиблокировочная тормозная система автоматически приводится в действие 15-20 раз в секунду, благодаря чему тормозной путь в случае экстренного торможения будет минимальным. Работать с такой скоростью человек физически не способен.

Пожалуй, главное достоинство ABS заключается в том, что водитель даже при сильном торможении может заставить автомобиль слушаться поворотов руля. Когда данное устройство отсутствует, в процессе торможения машина неуправляемо будет скользить по прямой траектории, несмотря на все старания водителя выровнять движение личного транспорта с помощью поворотов руля.

Маневренность

При включении ABS в салоне можно услышать негромкий треск, свидетельствующий о функционировании исполнительного блока, и ощутить несильные и частые толчки в педаль тормоза. Тем автомобилистам, которые раньше не имели дела с такой системой, понадобится некоторое время, чтобы привыкнуть к этому новшеству.

Антиблокировочная система автомобиля прекрасно себя зарекомендовала, но, тем не менее, не обошлось без некоторого количества недовольных автомобилистов, утверждающих, что никакая электроника не заменит опытного водителя, потому что он гораздо лучше сориентируется в сложной ситуации на дороге и предпримет правильные действия.

ABS в процесс торможения вовсе не вмешивается, а служит незаменимым помощником в предотвращении непоправимой дорожной ситуации. Благодаря антиблокировочной тормозной системе неуправляемая гора железа, в которую превращается машина при сильном торможении, начинает слушаться руля и способна совершать хоть какие-то маневры.

Задачи, выполняемые ABS

Тормозной путь

Таким образом, антиблокировочная система выполняет ряд очень важных задач:

  • обеспечивает безопасность при торможении, как для самого водителя, так и для его пассажиров;
  • сокращает тормозной путь на скользком или мокром дорожном покрытии;
  • не позволяет ведущим колесам заблокироваться при резком торможении, благодаря чему остается возможность маневрирования и объезда возникшего препятствия.

В некоторых случаях применение ABS не оправдано. Так, съезжая с крутого спуска в условиях сильной заснеженности или грязевой топи, включение антиблокировочной системы может привести к печальным последствиям. Из-за земного притяжения автомобиль катится вниз, в то время как ABS не позволяет колесам заблокироваться, в связи с этим машина хоть и медленно, но все же продолжает движение вперед даже при полностью выжатой педали тормоза.

Индикатор

Несмотря на то, что подобные ситуации встречаются крайне редко, все современные внедорожники оснащаются дополнительными сенсорами, которые определяют степень уклона дорожной колеи. Если спуск является слишком крутым, система антиблокировки становится неактивной.

Видео

Принцип работы системы ABS наглядно показан в этом видеоматериале:

auto-wiki.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *