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.

Антиблокировочная система

[править]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

ABS на мотоцикле BMW

Антиблокировочная система (АБС , ABS ),нем. antiblockiersystem англ. Anti - lock Brake System или Anti - skid system — система, предотвращающая блокировку колёстранспортного средства при торможении. Основное предназначение системы состоит в том, чтобы предотвратить потерюуправляемости транспортного средства в процессе резкого торможения и исключить вероятность его неконтролируемого скольжения.

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

АБС устанавливается на легковых и грузовыхавтомобилях, мотоциклах, прицепах, а также на колёсном шасси самолётов.

[править]Принцип действия АБС

При движении транспортного средства пятно контакта его колёс находится в неподвижности относительнодорожного полотна, то есть на колесо действует сила трения покоя. Так как эта сила больше, чем сила трения скольжения, 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.

[править]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 какое-то колесо начинает вращаться существенно медленнее остальных (что означает, что колесо близко к блокировке), клапан в тормозной магистрали ограничивает тормозное усилие на этом колесе. Как только колесо выходит из блокировки, тормозное усилие восстанавливается.^{[источник не указан 105 дней ]}

Этот процесс повторяется несколько раз (или несколько десятков раз) в секунду, и как правило приводит к заметной пульсации тормозной педали. Обычно именно по этому признаку водитель может определить момент срабатывания АБС.^{[источник не указан 105 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 105 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 105 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 105 дней ]}

[править]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 резкихманёвров непосредственно в процессе торможения. Сочетание двух этих факторов делает АБС очень существенным плюсом в обеспечении активной безопасности транспортных средств.^{[источник не указан 105 дней ]}

Опытный водитель может эффективно тормозить и без использования АБС, контролируя момент срыва колёс самостоятельно (наиболее часто такой приём торможения используется мотоциклистами^[1] ) и ослабляя усилие торможения на грани блокировки^[2] . 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.^{[источник не указан 105 дней ]}

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.^{[источник не указан 105 дней ]}

В некоторых условиях работа АБС может привести к увеличению тормозного пути. На 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 часто делают отключаемой. Кроме того, некоторые типы АБС имеют специальный алгоритмторможения 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.^{[источник не указан 105 дней ]}

[править]Система экстренного торможения Brake Assist

Эта технология впервые вышла на потребительский рынок в 1996 году на Mercedes-Benz SL-Class и S-Class. 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, Rolls Royce, Land Rover и Volvo c собственными разработками Brake Assist.

Brake Assist - это адаптивная система(driver-adaptive system), помогающая водителю при торможении. Электроника, контролирующая работу Brake Assist, связанна с тормозной системой и различает экстренное торможение от, например, остановки на светофоре. Допустим, на дорогу неожиданно выбежал ребенок. Ваша нога инстинктивно жмет на педаль тормоза, датчик моментально вычисляет реакцию и силу нажатия на педаль и определяет степень опасности ситуации. Затем сенсор за доли секунды передает сигнал тормозам, а они далее - тормозным суппортам, активизируется АБС, автомобиль замедляет ход.

Brake Assist сокращает тормозной путь на 45 процентов, хотя даже опытные водители могут сократить тормозной путь только на 10 процентов, а тормозной путь - это залог сохранности здоровья и жизни как пешехода, так и водителя.

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.^[3]

Антиблокировочная система (АБС, ABS)

Автор: Админ | 02.12.2007 | 4:16 | В рубриках: аварии, системы

Антиблокировочная система(АБС, ABS) – автоматизированная система предотвращающая блокировку колёс автомобиля в случае торможения. Главной задачей системы является обеспечение управляемости транспортного средства при резком торможении. Так же действие abs направлено на то, чтобы исключить вероятность неконтролируемого скольжения автомобиля.
Сейчас антиблокировочная система(abs, абс) является одной из подсистем, основной системы обеспечивающий безопасность торможения. Наряду с абс в неё входят антипробуксовочная система, система экстренного торможения, система электронной стабилизации.
Антиблокировочную систему(ABS, АБС) устанавливают на большинство современных транспортных средств: грузовые и легковые автомобили, прицепы, мотоциклы, а так же на некоторые самолёты.

Принцип действия АБС(ABS)

Опишем основной принцип работы ABS:
При движении автомобиля площадь соприкосновения его колес неизменна относительно проезжей части. На колесо действует сила трения покоя. Сила трения скольжения значительно меньше силы трения покоя. Замедление при вращении колес со скоростью, равной скорости движения автомобиля, будет эффективнее замедления при скользящих колесах. Так же стоит отметить, что транспортное средство, колеса которого находятся в скольжении, теряет управляемость, в момент торможения.
Суть работы антиблокировочной системы(АБС,ABS) состоит в том, чтобы ограничивать тормозное усилие на колёсах. Ограничение производится до величины, не превышающей силу трения покоя между колесом и проезжей частью. Это ограничение предотвращает срыв колеса в скольжение. При этом антиблокировочная системастремится, чтобы тормозное усилие было максимальным, для обеспечения эффективного замедления.
Принцип действия антиблокировочной системы(abs, абс) следующий: при начале торможения, когда задействована тормозная система, датчики установленные на колёсах автомобиля определяют начало момента резкой остановки (блокировки) колёс и посредствам обратной связи происходит ослабление тормозного усилия, что позволяет колесу провернуться и войти в зацепление с проезжей частью. При этом применяются превентивные меры определения момента проскальзывания, чтобы не допустить даже кратковременного проскальзывания.

Устройство системы

Следующие компоненты являются неотъемлемой частью антиблокировочной системы:

· Датчики скорости, установленные на колесах автомобиля, определяющие скорость;

· Управляющие клапаны, в главной магистрали тормозной системы автомобиля;

· Блок обратной связи, получающий сигналы от датчиков на колёсах, и регулирующий работу клапанов.

В момент начала торможения антиблокировочная система начинает точное отслеживание скорости вращения каждого из колёс. Как только обнаруживается что скорость вращения одного из колёс значительно ниже скорости вращения других (что говорит о возможной блокировке), тормозное усилие ограничивается, посредствам клапана, расположенного в тормозной магистрали заблокированного колеса. Как только скорость вращения колеса нормализуется, антиблокировочная система восстанавливает тормозное усилие. Описанный процесс происходит несколько раз, при этом сопровождается пульсацией педали тормоза. Именно это информирует водителя о работе АБС.
Антиблокировочная система делится на 3 типа:
• Одноканальная АБС – тормозные усилия ограничиваются по всей тормозной системе одновременно;
• Двухканальная АБС – ограничиваются тормозные усилия на каждой из сторон автомобиля;
• Многоканальная АБС – тормозные усилия ограничиваются на каждом отдельно взятом колесе.
Одноканальные антиблокировочные системы обеспечивают наилучшее торможение только в том случае, когда все колёса находятся на cхожем покрытии. Многоканальные системы обеспечивают наилучшее торможение на неоднородных участках дороги среди всех перечисленных систем, однако они значительно сложнее и дороже.
В настоящий момент на автомобили устанавливаются электрические антиблокировочные системы(АБС, ABS), которые независимо отслеживают вращение каждого колеса. При этом не существует обратной связи с педалью.

Эффективность работы антиблокировочной системы

Наличие ABS в тормозной системе позволяет значительно сократить тормозной путь. Так же АБС позволяет водителю сохранить управляемость автомобиля при экстренном торможении, что даёт возможность маневрировать, в процессе торможения. Перечисленные достоинства делают АБС необходимым атрибутом в тормозной системе современного автомобиля.
Для неопытного водителя наличие АБС лучше, в любом случае, поскольку позволяет экстренно тормозить интуитивно понятным способом, просто прикладывая максимальное усилие к тормозной педали, и сохраняя при этом возможность маневра.
Единственным недостатком современной ABS является торможение на рыхлых участках дороги (высокий снег, гравий, песок). Тормозной путь становится длиннее, нежели при полной блокировке колёс, так как машина не «закапывается» в покрытие, а продолжает движение. Однако современные ABS имеют алгоритмы, которые применяются при торможении на рыхлом покрытии.