Система блокировки колес. АБС - Антиблокировочная система тормозов. Все про ABS: принцип работы, из чего состоит, диагностика неисправностей

Как тяжело даются новичку первые поездки за рулем автомобиля! Так и кажется, что все только и мечтают о том, чтобы зацепить твою машину, да и сам боишься задеть кого-то другого.

Сам весь мокрый, пот заливает глаза, ноги дрожат, а правая нога готова вдавить до упора педаль тормоза даже при намеке на любую опасность. А вот это и неправильно. Не говоря про все остальное, тормозить надо не до упора, а с умом. В этом поможет, если конечно получится, антиблокировочная система.

Что такое торможение, и как надо тормозить

Только на первый взгляд кажется, что самое главное – не опоздать нажать на тормоз, тогда автомобиль остановится. На самом деле все гораздо сложнее.

При торможении на машину действуют несколько сил, так что порой даже опытному водителю трудно справиться с этим процессом, особенно на скользкой или мокрой дороге.

Вот самый простой пример – автомобиль движется на скорости, водитель заметил опасность, резко нажал на тормоз, а машина выскочила на встречную полосу. А если повезет, то на обочину или на столб.

В чем причина такого поведения машины? В неправильном торможении. Как оно происходит на автомобиле? Когда нажата педаль тормоза, начинают замедляться и задние, и передние колеса.

Если при этом хотя бы одно колесо блокируется (перестает крутиться и замедляться, а начинает просто скользить по дорожному покрытию), тогда тормозной путь увеличивается, а также значительно возрастает возможность заноса автомобиля в сторону заблокированного колеса.

Чтобы избежать такой ситуации, повысить эффективность торможения, особенно в критической ситуации и на скользкой дороге, необходимо тормозить прерывисто. Нажать на педаль, и когда колеса на машине почти заблокированы, отпустить педаль тормоза, а потом повторить все еще несколько раз, пока не остановится автомобиль.

Фактически, вместо того, чтобы нажать и держать педаль в этом положении, на нее надо нажимать многократно, нажал-отпустил, нажал-отпустил. Подобным образом удается удерживать автомобиль на грани блокировки колес.

Такая система торможения позволяет гораздо эффективней останавливать машину, особенно на скользкой и обледенелой дороге.

Конечно, это очень страшно, когда к тебе начинает приближаться, например, задний борт грузовика, а ты должен отпустить педаль тормоза. Если не можешь с этим справиться – не садись за руль или покупай автомобиль с ABS.

Что такое ABS

Эта аббревиатура у всех на слуху, сокращенное обозначение, переводимое с английского языка как антиблокировочная система.

Фактически, в простейшем варианте – электромеханическая система, копирующая действия опытного водителя и обеспечивающая эффективное торможение на скользкой дороге.

Если она установлена на автомобиле, то позволяет значительно облегчить жизнь начинающим водителям. Хотя не стоит возлагать на нее слишком большие надежды – ABS только помогает водителю в управлении автомобилем, а не сама им управляет.


Так что, водитель должен знать свою машину, ее поведение в различных ситуациях и на разном дорожном покрытии, в том числе и поведение с учетом работы дополнительных систем.

Небольшая историческая справка

Выше уже была рассмотрена возможная ситуация, когда водитель не может справиться с автомобилем по чисто психологическим причинам. Для исключения подобного сценария при управлении машиной и была разработана антиблокировочная система.

Ее первые образцы появились еще в прошлом столетии, в семидесятых годах, однако из-за отсутствия подходящей и надежной элементной базы не получили широкого развития.

Когда появились цифровые микросхемы и доступные микропроцессоры и микроконтроллеры, ситуация изменилась коренным образом. Благодаря этим элементам система ABS появилась на автомобиле.

Произошло в 1978 году, а первой автомашиной с такой системой стал один из Мерседесов.

Об устройстве и работе ABS

Что собой представляет ABS, можно понять из приведенного рисунка. Вся система состоит из нескольких самостоятельных узлов:

1. блока управления (Control Module);
2. датчиков скорости колес (Wheel Sensors);
3. гидравлического блока (Modulator Unit).

Если назначение блока управления, а также датчиков скорости интуитивно понятно, то функции и состав гидравлического блока нуждаются в пояснении.

Его элементами являются:

• выпускные и впускные электромагнитные клапаны;
• насос с электродвигателем обратной подачи тормозной жидкости;
• аккумуляторы давления;
• демпфирующие камеры.

Каждому колесу соответствует свой выпускной и впускной клапаны.


Встроенные датчики скорости отслеживают частоту вращения колеса. Контроль осуществляется с использованием эффекта электромагнитной индукции.

Происходит это следующим образом – при вращении колеса около датчика проходят зубцы, расположенные на специальном роторе, вращающемся с той же частотой. Проходя мимо датчика скорости, зубцы вызывают там появление эдс, пропорциональной частоте вращения колеса, благодаря чему можно оценить его текущее состояние.

Принцип работы ABS

Чтобы понять, как работает антиблокировочная система тормозов, необходимо рассмотреть возможные варианты ее срабатывания.

В принципе, существуют три фазы работы ABS:

• сброс давления в рабочем цилиндре;
• удержание давления в рабочем цилиндре;
• увеличение давления.

Для начала надо отметить, что гидравлический блок на автомобиле устанавливается на магистрали за главным тормозным цилиндром, а электромагнитные клапаны управляют поступлением в тормозной цилиндр тормозной жидкости.

Работа и контроль осуществляются по определению частоты вращения колеса. После начала торможения (нажатия на педаль тормоза), антиблокировочная система определяет частоту его вращения. Если колесо прекратило вращаться и начало скользить, об этом сигнализирует датчик скорости.

Тогда блок управления открывает выпускной клапан и прекращает подачу в тормозной цилиндр тормозной жидкости. Когда колесо начнет вращаться и его скорость вращения превысит установленный предел, антиблокировочная система закрывает выпускной и открывает впускной клапан.

При продолжении торможения все этапы повторяются, пока не остановится машина.

Виды ABS

Все вышеописанное касается варианта, если на автомобиле применена антиблокировочная система тормозов последнего поколения, или так называемая четырехканальная ABS.

В этом случае контролируется блокировка каждого колеса, и по каждому из них электроника принимает корректирующие действия. Такая система наиболее дорогостоящая и сложная.

Однако существуют и другие типы.

Так, одноканальная антиблокировочная система контролирует тормозное усилие одновременно для всего автомобиля. Такой вариант ABS гораздо проще и дешевле, но он хорошо работает в случае, когда сцепление всех колес одинаково.

Двухканальная антиблокировочная система контролирует тормозное усилие вдоль одного борта.

ABS не всесильна

Наличие и работа системы ABS на автомобиле значительно упрощает процесс торможения и делает его более эффективным, особенно для начинающих водителей. Но в то же время ей присущи определенные недостатки, и при управлении машиной их надо учитывать.

Здесь, кстати, надо отметить, что когда работает антиблокировочная система, то ее срабатывание ощущается как вибрация на педали тормоза.

Из тех случаев, когда явными становятся недостатки в работе системы, можно отметить такие.

1. Эффективность работы ABS зависит от качества дорожного покрытия. На неровной дороге, кочках, брусчатке у автомобиля тормозной путь с такой системой несколько увеличивается. Дело в том, что когда колесо подпрыгивает на неровностях и находится в полете, т.е сцепления с дорогой нет, ABS дает команду на снятие торможения. Но в тот момент, когда колесо опять начинает контактировать с покрытием, установленная сила торможения оказывается неоптимальной и тормозной путь увеличивается. Парировать этот эффект можно снижением скорости движения и увеличением дистанции.
2. Увеличение тормозного пути на смешанном покрытии – в тех случаях, когда чередуются участки, например, асфальт – вода – асфальт – снег — лед. В этом случае происходит следующее – система отпускает тормоза на скользком участке, при попадании колеса на нормальное покрытие установившегося тормозного усилия оказывается недостаточно, вследствие чего тормозной путь увеличивается.
3. Торможение на рыхлом, сыпучем покрытии (песок, рыхлый снег). В этом случае тормозной путь с ABS увеличивается. Дело в том, что если на песке автомобиль пойдет юзом, то перед колесом появляется валик из песка (эффект плуга), а он значительно эффективнее будет останавливать машину. В такой ситуации торможение юзом будет лучше.
4. Система перестает работать при остановке. При низкой скорости движения система ABS отключается и не работает. Это может оказаться очень неприятным моментом при движении на скользком уклоне. Об этом надо помнить и быть готовым к своевременным действиям, например, – воспользоваться ручным тормозом для остановки.

Антиблокировочная тормозная система позволяет тормозить при сложных дорожных ситуациях более эффективно, избегая юза и сохраняя при этом управляемость автомобилем. Следствием этого будет значительно более короткий путь при торможении и существенно повышенная безопасность.

Однако такая система торможения имеет некоторые особенности, и необходимо быть готовым к их проявлению при движении.

Антиблокировочная тормозная система используется для обеспечения равномерного торможения транспортного средства на скользком и неравномерном дорожном покрытии. Система ABS значительно уменьшает вероятность совершения дорожно-транспортных происшествий. Своевременное обслуживание и ремонт данной системы является непременным условием правильной эксплуатации автомобиля. Что такое ABS, каковы его принципы работы, устройство, основные нормы обслуживания — рассмотрим в статье.

Антиблокировочная система тормозов на автомобиле установлена на все легковые авто за исключением транспортных средств специального назначения. В основе работы лежит принцип предотвращения блокирования колес при выполнении маневра торможения. Если при замедлении скорости автомобиля колесо блокируется, оно теряет управляемость. Автомобиль входит в неуправляемый занос, его траекторию движения скорректировать вращением рулевого колеса проблематично.

Опытные водители знают, что двигаясь по скользкому дорожному покрытию на автомобиле, не оснащенном системой ABS, резкое торможение недопустимо. Нажатие тормозной педали производится импульсно: педаль выжимается кратковременно с периодом приблизительно 1 секунда. Колесо в случае блокировки тут же разблокируется, обеспечивая управляемость.

ABS обеспечивает безопасность автомобиля

Принцип работы ABS основан на электронном слежении за моментом блокирования колес. Датчики, установленные на каждом колесе (в первых версиях АБС обслуживала только передние колеса), фиксируют момент отсутствия вращения колеса или блокировки. Сигналы управления перекрываются клапанами передачи тормозного усилия на конкретное колесо, оно на время разблокируется. Как только оно начинает вращаться, датчик передает импульсы на электронную схему управления, колесо подтормаживается вновь. Так происходит до окончания торможения.

Для чего нужен АБС:

• сокращается тормозной путь;
• предотвращается занос автомобиля;
• водитель не теряет контроль над управлением транспортным средством.

Устройство системы

Устройство системы антиблокировочной приблизительно одинаково во всех автомобилях. АБС включает следующие узлы и блоки:

1. Центральный блок АБС. Функционально он разделяется на три основных узла: электронный блок обработки сигналов датчиков и управления электроклапанами, насос тормозной системы и клапанная система. Как работает в машине центральный блок АБС. В режиме реального времени электронный блок следит за частотой вращения колес, информация о которой поступает с датчиков. При совершении торможения (сигнал об этом поступает с концевого переключателя на педали) электроника отслеживает, чтобы один из датчиков не показал блокировки. Если такое произойдет, блок управления мгновенно перекрывает соответствующую тормозную магистраль до момента разблокирования колеса. Обработка сигналов по всем колесам ведется независимо.
2. Датчики частоты вращения колеса. Они установлены в районе ступиц. Датчики используются электромагнитного типа. При вращении колес они реагируют на выступы специальной шестерни либо на магнитные зоны специального индикаторного манжета. При остановке колеса датчики импульсный сигнал не формируют, что является основанием для разблокировки диска.

Разновидности

В чистом виде система АБС на автомобили, произведенные в 21 веке, не используется. Совместно с ней работают следующие системы:

• курсовой устойчивости (в автомобилях различных марок ESP, ESC, VSC);
• противобуксовочная (TCS, ASR, TRC);
• система помощи при подъеме (HILL STERT ASSIST, HAC, HAS);
• система помощи при спуске (DAC, DBC).

Алгоритм работы этих устройств иной, чем АБС, однако, блоки управления технически объединены в единый программно-электронный модуль АБС. Что такое антиблокировочная тормозная система с дополнительными устройствами помощи водителю? Это единый блок на базе модуля АБС.

Принцип работы АБС

Как правильно пользоваться

Своевременное регламентное обслуживание и ремонт системы торможения – гарантия безопасной эксплуатации транспортного средства. Для контроля исправности антиблокировочной системы на приборной панели имеется специальная индикаторная лампа. Ее свечение свидетельствует, что система неисправна. Отказ одного из датчиков или каналов приводит к непременной неисправности работы всего блока. Действительно, если какое-либо колесо ведет себя неадекватно при торможении, это приводит к изменению траектории движения транспортного средства.

Самый надежный способ обнаружить отказавший узел АБС – проведение компьютерной диагностики.

Наиболее типичные неисправности:

1. Отказ работоспособности одного из датчиков вращения. Не обязательно данный датчик вышел из строя. Возможно, нарушена зона контроля вращения диска. Туда может попасть грязь, пыль, мелкий камушек. В первую очередь следует почистить зону слежения в районе датчика. После этого проверяют целостность электропроводки к сенсору. Прозвонку (измерение сопротивления) датчика можно выполнить с помощью мультиметра в положении «диод» в два направления. В случае, если датчик не прозванивается ни в одном из направлений, его меняют.
2. Отказ насоса. Часто перегорает предохранитель по его цепи. Неисправный насос подлежит замене на новый. Некоторые блоки управления изготавливаются в неразборном варианте. В этом случае необходимо производить агрегатную замену (целиком). Стоимость такого ремонта ненамного выше, чем блочная замена насоса.
3. Неисправность клапанов и электронной схемы. Блок электроники и клапанной системы не подлежит разбору, его необходимо менять.

Многие водители, приобретая машину, получают в ней набор опций, о которых ничего не знают, да ещё и зашифрованных различными аббревиатурами. И самая распространённая из них ABS. АБС в машине – что это и как ей пользоваться поможет разобраться наша статья.
Для начала расшифруем и выясним, для чего нужна АБС.
ABS (Antilock Brake System) – антиблокировочная система тормозов. То есть система, которая не позволяет заблокировать колесо при резком торможении, оставляя автомобиль в управляемом состоянии. С 2004 г. данная система устанавливается на все европейские автомобили, начиная с комплектации Norma.
Ответим на некоторые вопросы, с которыми сталкиваются счастливые обладатели этой опции на своих авто.

ABS это антиблокировочная система тормозов, которая не позволяет заблокировать колесо при резком торможении, оставляя автомобиль в управляемом состоянии.

Разработка этой системы началась ещё в конце 30-x годов, и только в 1978 году автолюбители получили возможность установки АБС на машины премиум-класса в качестве дополнительной опции.
Устройство блока АБС представляет собой систему датчиков, учитывающих скорость вращения колес, датчика давления тормозной жидкости, самого модуля управления и гидравлический блок в качестве конечного исполнителя.

Как устроен датчик АБС?

Первоначально на автомобили устанавливались пассивные датчики, которые не могли уловить скорость вращения колёса менее 5-7 км/ч.
С девяностых годов прошлого столетия в АБС стали устанавливать активные датчики. Основное отличие от пассивных: активные датчики работают от источника питания.

Датчик ABS на переднем колесе

Сначала датчики системы ABS были магниторезистивные, затем стали ставить в системы антиблокировки тормозов более точные датчики, использующие эффект Холла.

Сначала это были магниторезистивные датчики. Они представляли собой индукционное кольцо, находящееся под напряжением, которое устанавливалось на ступице колеса. При вращении создавалось магнитное поле, которое заставляло электроны постоянного тока менять траекторию, тем самым увеличивая сопротивление. Именно информацию об изменении сопротивления и передавал датчик АБС блоку управления. Скорость вращения они могли улавливать с того момента, как автомобиль тронулся.
Устройство современных датчиков АБС в автомобилях изменилось еще в прошлом веке. И связано это с применением в них эффекта Холла. Теперь его работа заключается в том, что в сам датчик устанавливается полупроводниковая пластина, кольцо постоянного магнита устанавливается на ступице, рядом с и при вращении колеса создаётся магнитное поле, которое заставляет перемещаться электроны на один из краев пластины, микросхемы преобразуют сигнал и передают в блок управления АБС. Этот датчик более точный, так как не имеет импульсного характера, но микросхемы подняли стоимость системы, кроме того микросхема от неровностей дороги может выйти из строя.

Где же находится датчик скорости вращения колеса АБС?

Датчики скорости устанавливаются на каждое колесо в ступице. Его принцип работы заключается в том, чтобы зафиксировать изменение частоты вращения колеса, передать электронный сигнал в блок управления, где программа сама сформирует дальнейшие действия гидравлической системы тормозов.

Как же работает датчик АБС простыми словами?

Движение автомобиля с системой ABS и без антиблокировки колес

При блокировке колеса с датчика поступает сигнал в блок управления ABS, который в свою очередь подает команду снизить тормозное усилие на колесо.

Принцип работы датчика АБС заключается в следующем. При резком торможении система собирает информацию о том, что колесо не вращается, при этом машина все ещё движется. Дальше с датчика ABS передаётся информацию в основную систему тормозов, о том, что необходимо уменьшить тормозное усилие на данное колесо, благодаря чему блокировка колеса снимается и автомобиль выходит из заноса.

Как работает блок управления АБС

При движении блок управления ABS беспрерывно получает информацию и контролирует работу всей системы в целом и при малейшем сбое включает антиблокировочную систему.

Есть ли ABS на вашем авто?

Если вы купили поддержанный автомобиль и задались вопросом, как узнать, есть ли антиблокировочная система у вашего “железного коня”, то ответ на него найти очень просто. Надо набрать скорость и нажать . В результате, если АБС установлено и датчики не отключены, то можно почувствовать отдачу тормозного усилия в ногу в виде кратковременных толчков.

Как правильно тормозить на машине с АБС?

Блок управления системой ABS на автомобиле

Для улучшения работы системы ABS необходимо запомнить и выполнять несколько простых правил.

По теории все просто в случае экстренного торможения – педаль в пол, и блок АБС все остальное сделает сам. Но на практике так не всегда бывает.
Для того чтобы получить максимум от антиблокировочной системы тормозов, значительно повысить эффективность торможения, уменьшить вероятность блокировки колёс и заноса вашего автомобиля, улучшить маневренность на мокром асфальте, уменьшить износ резины, необходимо выполнять простые правила:

1. Педаль тормоза нужно нажимать плавно, с нарастающим усилием.
2. Не отпускать педаль, при обратной отдаче.
3. Использовать покрышки по сезону.
4. Полностью не полагаться на систему, так как работает блок АБС не всегда корректно.

Но, как и всё, система имеет свои недостатки. На дороге с рыхлым покрытием, будь то снег или песок, ABS вам не поможет, а даже, наоборот, удлинит тормозной путь.

Надеемся, что наша статья помогла Вам найти ответы на то, как, когда и почему срабатывает АБС. Но, все же, пользуясь ей, будьте аккуратнее, держите под контролем свои действия и действия машины.

При прямолинейном движении во время торможения автомобиля на его действуют разные силы: вес автомобиля, тормозная сила и боковая сила. Величина сил зависит от множества факторов, таких как скорость движения автомобиля, размеры колес, состояние и конструкция шин и дорожного полотна, конструкции тормозной системы и ее технического состояния.

Рис. Силы, действующие на колесо при торможении:
G – вес автомобиля; FB – тормозная сила; FS – боковая сила; νF – скорость автомобиля; α – угол увода; ω – угловая скорость

Во время прямолинейного движения автомобиля с постоянной скоростью разницы в скоростях вращения колес не возникает При этом не возникает также разницы между приведенной скоростью движения автомобиля νF и согласованной с ней усредненной скоростью νR вращения колес, т.е. νF = νR. Под усредненной скоростью вращения колес понимается величина

νR = (νR1+ νR2 + νR3 + νR4)/4 ,
где νR1…νR4 - скорости вращения каждого колеса в отдельности.

Но как только начинается процесс интенсивного торможения, приведенная скорость автомобиля νF, начинает превышать усредненную скорость νR вращения колес, так как кузов «обгоняет» колеса под действием силы инерции массы автомобиля, т.е. νF >νR.

В такой ситуации между колесами и дорогой возникает явление равномерного умеренного скольжения Это скольжение является рабочим параметром тормозной системы и определяется как:

λ = (νF — νR)/ νF 100%

Физически рабочее скольжение в отличие от аварийного юза реализуется за счет прогибания протектора колесных шин, сдвига мелких фракций на поверхности дороги, и за счет амортизации автомобильной подвески. Эти факторы удерживают автомобиль от юза и отображают полезную суть рабочего скольжения колеса при его торможении. Ясно, что при этом замедление вращения колеса происходит постепенно и управляемо, а не мгновенно, как при блокировке.

Величина λ названа коэффициентом скольжения и измеряется в процентах. Если λ = 0%, то колеса вращаются свободно, без воздействия на них дорожного сопротивления трению. Коэффициент скольжения λ = 100% соответствует юзу колеса, когда оно переходит в заблокированное состояние. При этом значительно снижаются тормозная эффективность, устойчивость и управляемость автомобиля при торможении.

При появлении эффекта рабочего скольжения, при котором все еще имеет место нормальное качение колес между ними и дорогой возникает равномерно возрастающее сопротивление трению выражаемое коэффициентом сцепления в направлении движения μHF, которое является функцией от рабочего скольжения γ и создает силу торможения автомобиля FB = K μHFG. К – конст­руктивный коэффициент пропорциональности, зависящий от состояния протектора шин, тормозных колодок тормозных дисков и тормозных суппортов.

На рисунке представлена зависимость величины относительного скольжения колеса от коэффициента сцепления в направлении движения μHF и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS при торможении на сухом бетонном покрытии.

Рис. Зависимость коэффициента сцепления от скольжения колес.

Как видно из рисунке величина относительного скольжения колеса λ достигает своего максимального значения при определенных значениях коэффициента сцепления в направлении движения μHF, при уменьшении коэффициента сцепления в поперечном направлении μS. Для большинства дорожных покрытий при значениях γ, а значит и тормозная сила, в интервале от 10% до 30% μHF достигает максимальной величины и это значение называют критическим (λ)кp. В этих пределах и коэффициент сцепления в поперечном направлении μS имеет достаточно высокое значение, что обеспечивает устойчивое движение автомобиля при торможении, если на автомобиль действует боковая сила.

Вид кривых коэффициента сцепления в направлении движения μHF, и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS зависит в значительной степени от типа и состояния дорожного покрытия и шин.

Важно заметить, что при малых γ (от 0% до 7%) сила торможения линейно зависит от скольжения.

При экстренном торможении значительное усилие на педаль тормоза может вызвать блокировку колес. Сила сцепления шин с дорожным покрытием при этом резко ослабевает, и водитель теряет управление автомобилем.

Назначение и устройство АБС

Антиблокировочные системы (АБС) тормозов призваны обеспечить постоянный контроль за силой сцепления колес с дорогой и соответственно регулировать в каждый данный момент тормозное усилие, прилагаемое к каждому колесу. АБС производит перераспределение давления в ветвях гидропривода колесных тормозов так, чтобы не допустить блокирования колес и вместе с тем достичь максимальной силы торможения без потери управляемости автомобиля.

Основной задачей АБС является поддерживание в процессе торможения относительного скольжения колес в узких пределах вблизи λкp. В этом случае обеспечиваются оптимальные характеристики торможения. Для этой цели необходимо автоматически регулировать в процессе торможения подводимый к колесам тормозной момент.

Появилось много разнообразных конструкций АБС, которые решают задачу автоматического регулирования тормозного момента. Независимо от конструкции, любая АБС должна включать следующие элементы:

• датчики, функцией которых является выдача информации, в зависимости от принятой системы регулирования, об угловой скорости колеса, давлении рабочего тела в тормозном приводе, замедлении автомобиля и др.
• блок управления, обычно электрон­ный, куда поступает информация от датчиков, который после логической обработки поступившей информации дает команду исполнительным механизмам
• исполнительные механизмы (моду­ляторы давления), которые в зависи­мости от поступившей из блока управ­ления команды снижают, повышают или удерживают на постоянном уровне давление в тормозном приводе колес

Рис. Схема управления АБС:
1 – исполнительный механизм; 2 – главный тормозной цилиндр; 3 – колесный тормозной цилиндр; 4 – блок управления; 5 – датчик вращения скорости колеса

Процесс регулирования с помощью АБС торможения колеса – цикличес­кий. Связано это с инерционностью самого колеса, привода, а также элементов АБС. Качество регулирования оценивается по тому, насколько АБС обеспечивает скольжение тормозящего колеса в заданных пределах. При большом размахе циклических колеба­ний давления нарушается комфортабельность при торможении «дерга­ние», а элементы автомобиля испытывают дополнительные нагрузки. Качество работы АБС зависит от принятого принципа регулирования, а также от быстродействия системы в целом. Быстродействие определяет циклическую частоту изменения тормозного момента. Важным свойством АБС должна быть способность приспосабливаться к изменению условий торможения (адаптивность) и, в первую очередь, к изменению коэффициента сцепления в процессе торможения.

Разработано большое число принципов (алгоритмов функционирова­ния), по которым работают АБС. Они различаются по сложности, стоимости реализации и по степени удовлетворе­ния поставленным требованиям. Сре­ди них наиболее широкое применение получил алгоритм функционирования по замедлению тормозящего колеса.

Тормозная динамика автомобиля с АБС зависит от принятой схемы установки элементов этой системы. С точ­ки зрения тормозной эффективности, наилучшей является схема с автономным регулированием каждого колеса. Для этого необходимо установить на каждое колесо датчик, а в тормозном приводе – модулятор давления и блок управления. Эта схема наиболее сложная и дорогостоящая.

Существуют более простые схемы АБС. На рисунке б показана схема АБС с регулируемым торможением двух задних колес. Для этого используются два колесных датчика угловых скоростей и один блок управления. В такой схеме применяют так называе­мое низко- или высокопороговое регулирование Низкопороговое регулиро­вание предусматривает управление тормозящим колесом, находящимся в худших по сцеплению условиях («слабым» колесом). В этом случае тормозные возможности «сильного» колеса недоиспользуются, но создается равенство тормозных сил, что способствует сохранению курсовой устойчивости при торможении при некотором снижении тормозной эффективности. Вы­сокопороговое регулирование, т. е. управление колесом, находящимся в лучших по сцеплению условиях, дает более высокую тормозную эффектив­ность, хотя устойчивость при этом несколько снижается. «Слабое» колесо при этом способе регулирования циклически блокируется.

Рис. Схемы установки АБС на автомобиле

Еще более простая схема приведе­на на рисунке в. Здесь используются один датчик угловой скорости, размещенный на карданном валу, один модулятор давления и один блок управления. По сравнению с предыдущей эта схема имеет меньшую чувствительность.

На рисунке г приведена схема, в которой применены датчики угловых скоростей на каждом колесе, два моду­лятора, два блока управления. В такой схеме может применяться как низко-, так и высокопороговое регулирование. Часто в таких схемах используют смешанное регулирование (например, низ­копороговое для колес передней оси и высокопороговое для колес задней оси). По сложности и стоимости эта схема занимает промежуточное положение между рассмотренными.

Процесс работы АБС может прохо­дить по двух- или трехфазовому циклу.

При двухфазовом цикле:

• вторая фаза – сброс давления

При трехфазо­вом цикле:

• первая фаза – нарастание давления
• вторая фаза – сброс давления
• третья фаза – поддержание давления на постоянном уровне

При установке на легковом автомобиле АБС возможны замкнутый и ра­зомкнутый тормозные гидроприводы.

Рис. Схема модулятора давления гидростатического тормозного привода

Замкнутый или закрытый (гидро­статический) привод работает по прин­ципу изменения объема тормозной сис­темы в процессе торможения. Такой привод отличается от обычного уста­новкой модулятора давления с дополнительной камерой. Модулятор работает по двухфазовому циклу:

• Первая фаза – нарастание давления обмотка электромагнита 1 отключена от источника тока. Якорь 3 с плунжером 4 находится под действием пружины 2 в крайнем правом положе­нии. Клапан 6 пружиной 5 отжат от своего гнезда. При нажатии на тор­мозную педаль давление жидкости, создаваемое в главном цилиндре (вывод II), передается через вывод I к рабочим тормозным цилиндрам. Тормозной момент растет.
• Вторая фаза – сброс давления: блок управления подключает обмотку электромагнита 1 к источнику питания Якорь 3 с плунжером 4 переме­щается влево, увеличивая при этом объем камеры 7. Одновременно кла­пан 6 также перемещается влево, перекрывая вывод I к рабочим тор­мозным цилиндрам колес. Из-за увеличения объема камеры 7 давление в рабочих цилиндрах падает, а тормозной момент снижается. Далее блок управления дает команду на нараста­ние давления, и цикл повторяется.

Разомкнутый или открытый тормозной гидропривод (привод высокого давления) имеет внешний источник энергии в виде гидронасоса высокого давления, обычно в сочетании с гидроаккумулятором.

В настоящее время отдается предпоч­тение гидроприводу высокого давления, более сложному по сравнению с гидростатическим, но обладающим необходимым быстродействием.

Рис. Двухконтурный тормозной привод с АБС:
1 – колесный датчик угловой скорости; 2 – модуля­торы; 3 – блоки управления; 4 – гидроаккумулято­ры; 5 – обратные клапаны; 6 – клапан управления; 7 – гидронасос высокого давления; 8 – сливной ба­чок

Тормозной привод имеет два контура, поэтому необходима установка двух авто­номных гидроаккумуляторов. Давление в гидроаккумуляторах поддерживается на уровне 14…15 МПа. Здесь применен двух­секционный клапан управления, обеспечи­вающий следящее действие, т. е. пропор­циональность между усилием на тормозной педали и давлением в тормозной системе. При нажатии на тормозную педаль дав­ление от гидроаккумуляторов передается к модуляторам 2, которые автомати­чески управляются электронными блоками 3, получающими информацию от колесных датчиков 1. На рисунке приведена схема двухфазового золотникового модулятора давления для тормозного гидропривода высокого давления. Рассмотрим фазы ра­боты этого модулятора:

• Фаза 1 нарастания давления: блок управления АБС отклю­чает катушку соленоида от источника тока. Золотник и якорь соленоида уси­лием пружины перемещены в верхнее по­ложение. При нажатии на тормозную педаль клапан управления сообщает гид­роаккумулятор (вывод I) с нагнетатель­ным каналом модулятора давления. Тор­мозная жидкость под давлением поступает через вывод II к рабочим цилиндрам тормозных механизмов. Тормозной момент растет.
• Фаза 2 сброса давления: блок управления сообщает катушку соле­ноида с источником питания. Якорь соле­ноида перемещает золотник в нижнее поло­жение. Подача тормозной жидкости в ра­бочие цилиндры прерывается: вывод II рабочих тормозных цилиндров сообщается с каналом слива III. Тормозной момент снижается. Блок управления дает команду на нарастание давления, отключая катуш­ку соленоида от источника питания, и цикл повторяется.

Рис. Схема работы двухфазного модулятора высокого давления:
а – фаза 1; б – фаза 2

В настоящее время более распространены АБС, работающие по трехфазовому цик­лу. Примером такой системы является довольно распространенная система АБС 2S фирмы Бош.

Эта система встраивается в качестве дополнительной в обычную тормозную систему. Между главным тормозным цилиндром и колесными цилиндрами устанавливается нагнетательные (Н) и разгрузочные (Р) электро­магнитные клапаны, которые либо поддерживает на постоянном уровне, либо снижают давление в приводах колес или в контурах. Электромагнитные клапаны приводятся в действие блоком управления, обрабатывающим информацию, поступающую от четырех колесных датчиков.

Блок управления, куда непрерывно поступают данные о скорости вращения каждого колеса и ее изменениях, определяет момент возникно­вения блокировки, затем, при необходимости, производит сброс давления, включает гидронасос, который возвращает часть тормозной жидкости обратно в питательный бачок главного цилиндра.

Рис. Функциональная схема АБС Bosch 2S:
1 – блок управления; 2 – модулятор; 3 – главный тормозной цилиндр; 4 – бачок; 5 – электрогидронасос; 6 - колесный цилиндр; 7 – ротор колесного датчика; 8 – колесный индуктивный датчик; 9 – сигнальная лампа; 10 – регулятор тормозных сил; Н/Р – нагнетательный и разгрузочный электромагнитные клапаны; — .-. входные сигналы БУ; — ­–­ — – выходные сигналы БУ; –––– тормозной трубопровод

В модуляторе АБС скомпонованы электро­магнитные клапаны, гидронасос с аккумуляторами давления жидкости, реле электромагнитных клапанов и реле гидронасоса.

Рис. Электрогидравлический модулятор:
1 – электромагнитные клапаны; 2 – реле гидронасоса; 3 – реле электромагнитных клапанов; 4 – электрический разъем; 5 – электродвигатель гидронасоса; 6 – радиаль­ный поршневой элемент насоса; 7 – аккумулятор давления; 8 – глушитель

Работа системы происходит по программе, подразделяющейся на три фазы: 1 – нормальное или обычное торможение; 2 – удержание давления на постоянном уровне; 3 – сброс давления.

Фаза нормального торможения

При обычном тормо­жении напряжение на электромагнитных клапанах отсутствует, из главного цилиндра тормозная жидкость под давлением свободно проходит через открытые электромагнитные клапаны и приводит в действие тормозные механизмы колес. Гидронасос не работает.

Рис. Фазы торможения:
а) фаза нормального торможения; б) фаза удержания давления на постоянном уровне; в) фаза сброса давления; 1 – ротор колесного датчика; 2 – колесный датчик; 3 – колесный (рабочий) цилиндр; 4 – электрогидравлический модулятор; 5 – электро­магнитный клапан; 6 – аккумулятор давления; 7 – нагне­тательный насос; 8 – главный тормозной цилиндр; 9 – блок управления

Фаза удержания давления на постоянном уровне

При появлении признаков блокировки одного из колес БУ, получив соответствующий сигнал от колесного датчика, переходит к выполнению программы цикла удержания давления на постоян­ном уровне путем разъединения главного и соответствующего колесного цилиндра. На обмотку электромагнитного клапана подается ток силой 2 А. Поршень клапана перемещается и перекрывает поступление тормозной жидкости из главного цилиндра. Давление в рабочем цилиндре колеса остается неизменным, даже если водитель продолжает нажимать на педаль тормоза.

Фаза сброса давления

Если опасность блокировки колеса сохраняется, БУ подает на обмотку электромагнитного клапана ток большей сипы: 5 А. В результате дополнительного перемещения поршня клапана открывается канал, через который тормозная жидкость сбрасывается в аккумулятор давления жидкости. Давление в колесном цилиндре падает. БУ выдает команду на включение гидронасоса, который отводит часть жидкости из аккумулятора давления. Педаль тормоза приподни­мается, что ощущается по биению тормозной педали.

Индуктивный колесный датчик состоит из обмотки 5 и сердечника 4. Зубчатое колесо 6 имеет частоту вращения, равную частоте вращения колеса. При вращении колеса 6, выполненного из ферромагнитного железа, изменяется магнитный поток в зависимости от прохождения зубьев ротора, что приводит к изменению переменного напряжения в катушке. Частота изменения напряжения зависит от частоты вращения зубчатого колеса, т. е. частоты вращения колеса автомобиля. Воздушный зазор и размеры зубца оказывают большое влияние на амплитуду сигнала. Это позволяет определить положение колеса по интервалам между зубцами в пределах половины или трети. Сигнал от индуктивного датчика передается в электронный блок управления.

Рис. Индуктивный датчик:
1 – постоянный магнит; 2 – корпус; 3 – крепление датчика; 4 – сердечник; 5 – обмотка; 6 – зубчатое колесо

Индуктивные датчики могут крепиться на валу привода колеса, на валу привода конических шестерен для заднеприводных моделей автомобиля, на поворотных цапфах и внутри ступицы колеса.

Рис. Крепление индуктивного датчика на поворотной цапфе:
1 – тормозной диск; 2 – передняя ступица; 3 – защитный кожух; 4 – винт с внутренним шестигранным зацеплением; 5 – датчик; 6 – поворотная цапфа

Рис. Крепление индуктивного датчика внутри ступицы колеса:
1 – фланец крепления колеса; 2 – шарики; 3 – кольцо датчика ABS; 4 – датчик; 5 – фланец крепления к подвеске.

Более совершенны активные датчики, применяемые для измерения частоты вращения колеса. Чувствительный элемент электронной ячейки 2 такого датчика изготовлен из материала, электропроводность которого зависит от напряженности магнитного поля. При вращении задающего диска 3 происходят изменения магнитного поля. Вызываемые изменяющимся магнитным полем колебания проходящего через чувствительный элемент тока преобразуются в электронной схеме в колебания напряжения, выводимого на внешние контакты датчика. При вращении задающего диска установленный около него датчик вырабатывает прямоугольные импульсы, частота которых соответствует частоте вращения диска. Преимуществом данного датчика по сравнению с ранее применяемыми системами является точная регистрация частоты вращения при ее снижении вплоть до остановки колеса.

Рис. Активный датчик:
1 – корпус датчика; 2 – электронная ячейка датчика; 3 – задающий диск

Как правило, на щитке приборов должна находиться контрольная лампочка, которая должна гаснуть при работающем двигателе или если скорость автомобиля превышает 5 км/час. Она также загорается, если одно из колес пробуксовывает более 20 секунд или если электроснабжение выдает напряжение менее 10 вольт. Контрольная лампочка системы преду­преждает водителя о том, что из-за неисправ­ности системы произошло ее автоматическое отключение, при этом однако тормозная система про­должает функционировать как обычная тормозная система без АБС.

Аналогичный принцип работы применяется и для АБС 2Е фирмы Бош, однако в этой системе применяется уравнивающий цилиндр для уравнивания давления в тормозном приводе задних колес, который позволяет вместо четырех электромагнитных клапанов применять три клапана. В состав модулятора входят таким образом не четыре, а три электромагнитных клапана, уравнивающий цилиндр, двухпоршневой нагнетательный гидронасос, два аккумулятора давления, реле насоса и реле электромагнитных клапанов.

Система работает следующим образом. При обычном торможении тормозная жидкость под давлением из главного цилиндра поступает в рабочие цилиндры обоих передних колес и правого заднего колеса через три электромагнитных клапана, которые в исходном положении закрыты. В рабочий цилиндр левого заднего колеса тормозная жидкость подается через открытый перепускной клапан уравнивающего цилиндра. Когда возникает опасность блокировки одного из передних колес, БУ выдает команду на закрытие соответствующего электромагнитного клапана, предотвращая повышение давления в колесном цилиндре. Если опасность блокировки колеса не устранена, к электромагнитному клапану подводится ток, обеспечивающий открытие участка магистрали между рабочим цилиндром колеса и акку­мулятором давления. Давление в приводе тормоза падает, после чего БУ выдает команду на включение гидронасоса, который перегоняет жидкость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр.

Рис. АБС 2Е фирмы Бош в фазе обычного торможения:
1 – главный тормозной цилиндр; 2 – электромагнитный клапан; 3 – аккумулятор давления; 4 – электромагнитный клапан заднего моста; 5 – нагнетательный насос; 6 – перепускной клапан; 7 – поршень уравнительного цилиндра; Ппр – переднее правое колесо; Пл – переднее левое колесо; Зпр – заднее правое колесо; Зл – заднее левое колесо

Когда возникает опасность блокировки одного из задних колес, давление будет регулироваться в обоих задних тормозах одновременно, с тем чтобы не допустить движения задних колес юзом.

Электромагнитный клапан привода правого заднего тормоза устанавливается в положение удержания постоянного давления и перекрывает участок магистрали между главным цилиндром и колесным цилиндром. На противоположные торцевые поверх­ности поршня 7 уравнивающего цилиндра начинает действовать давление различной величины, вследствие чего поршень со штоком переместится в сторону наименьшего давления (на рисунке – вверх) и закроет клапан 6, разъединив главный цилиндр и колесный цилиндр левого заднего тормоза. Поршень уравнивающего цилиндра из-за образующейся разницы давления в рабочих полостях над ним и под ним всякий раз устанавли­вается в такое положение, при котором давление в приводах обоих задних тормозов одинаково.

Если сохраняется опасность блокировки задних колес, БУ запитывает электромагнитный клапан в контуре задних колес током в 5 А. Золотник электромагнитного клапана перемещается и открывает участок контура между рабочим цилиндром правого заднего тормоза и аккумулятором давления жидкости. Давление в контуре уменьшается. Гидронасос нагнетает тормозную жид­кость в главный цилиндр через уравнивающий цилиндр. В результате снижения давления в пространстве над поршнем 7 происходит очередное его перемещение, сжимается пружина центрального клапана, увеличивается объем пространства под верхним поршнем. Давление в левом колесном тормозном цилиндре снижается. Поршень уравнивающего цилиндра вновь устанавливается в положение, соответствующее равенству дав­лений в приводах обоих задних тормозов. После устранения угрозы блокировки колес электромагнитный клапан возвращается в исходное положение. Поршень уравни­вающего цилиндра под действием пружины также занимает исходное нижнее положение.

Более совершенной является АБС 5-й серии фирмы Бош с блоком 10, которая относится к новому поколению систем АБС, представляя собой замкнутую гидравлическую систему, не имеющую канала для возврата тормозной жидкости в бачок, питающий главный тор­мозной цилиндр. Схема этой системы показана на примере автомобиля Вольво S40.

Рис. Схема АБС 5-й серии фирмы Бош:
1 – обратные клапаны; 2 – клапан плунжерного насоса; 3 – гидроаккумулятор; 4 – камера подавления пульсации в системе; 5 – электро­двигатель с эксцентриковым плунжерным насосом; 6 – бачок для тормозной жидкости; 7– педаль ра­бочего тормоза; 8 – усилитель; 9 – главный тормозной цилиндр; 10 – блок АБС; 11 – выпускные управ­ляемые клапаны; 12 – впускные управляемые клапаны; 13 – дросселирующий клапан; 14-17 – тормозные механизмы

Электронные и гидравлические компонен­ты смонтированы как единый узел. В их чис­ло входят, кроме указанных в схеме: реле для включения электродвигателя плунжер­ного насоса 5 и реле включения впускных 12 и выпускных 11 клапанов. Внешними ком­понентами являются: сигнальная лампа работы АБС в приборной панели, которая загорается в случае возникновения неисправ­ности в системе, а также при включении за­жигания в течение четырех секунд; выключа­тель стоп-сигнала и датчики скорости враще­ния колес. Блок имеет вывод на диагностиче­ский разъем.

Дросселирующий клапан 13 устанавливается для снижения тормозного усилия на задних колесах с целью избежания их блокировки. В связи с тем, что тормозная сис­тема имеет настройку по более «слабому» заднему колесу (это означает, что давление тормозов задних колес одинаковое, а его ве­личина устанавливается по наиболее близко­му к блокированию колесу), дросселирую­щий клапан устанавливается один на контур.

Тормозные механизмы 14-17 включают тормозные диски и однопоршневые суппорты с плавающей скобой и тормозными колодка­ми, оборудованными скобами контроля из­носа фрикционных накладок. Тормозные ме­ханизмы задних колес аналогичны передним, но имеют сплошные тормозные диски (на передних — вентилируемые) и исполнительный механизм стояночного тормоза, вмонтированный в суппорт.

При нажатии педали 7 тормоза ее рычаг ос­вобождает кнопку выключателя стоп-сигнала, который, срабатывая, включает лампочки стоп-сигналов и приводит АБС в дежурное со­стояние. Движение педали через шток и вакуумный усилитель 8 передается на поршни главного цилиндра 9. Центральный клапан во вторичном поршне и манжета первичного поршня перекрывают сообщение контуров с бачком 6 для тормозной жидкости. Это приводит к росту давления в тормозных контурах. Оно действует на поршни тормозных цилиндров в тормозных суппортах. В результате этого тормозные колодки прижимаются к дискам. При отпускании педали все детали возвращаются в исходное положение.

Если при торможении одно из колес близ­ко к блокировке (о чем сообщает датчик ча­стоты вращения), блок управления перекры­вает впускной клапан 12 соответствующего контура, что препятствует дальнейшему рос­ту давления в контуре независимо от роста давления в главном цилиндре. В то же время начинает работать гидравлический плун­жерный насос 5. Если вращение колеса про­должает замедляться, блок управления от­крывает выпускной клапан 11, позволяя тор­мозной жидкости возвратиться в гидроакку­муляторы 3. Это приводит к уменьшению давления в контуре и позволяет колесу вра­щаться быстрее. Если вращение колеса чрез­мерно ускоряется (по сравнению с другими колесами) для повышения давления в кон­туре блок управления перекрывает выпуск­ной клапан 11 и открывает впускной 12. Тор­мозная жидкость подается из главного тор­мозного цилиндра и с помощью плунжерно­го насоса 5 из гидроаккумуляторов 3. Демпферные камеры 4 сглаживают (подав­ляют) пульсации, возникающие в системе при работе плунжерного насоса.

Выключатель стоп-сигнала информирует модуль управления о торможении. Это поз­воляет модулю управления более точно кон­тролировать параметры вращения колес.

Диагностический разъем служит для под­соединения Volvo System Tester при выполне­нии диагностики.

Если автомобиль оборудован системой DSA (система динамической стабилизации), то модуль управления системой DSA получа­ет данные о частоте вращения колес, которые необходимы для измерения пробуксовывания. Эту информацию модуль управления систе­мой DSA получает с модуля управления сис­темой АБС. Для этой цели служат три комму­никационные линии. Система DSA не исполь­зует тормоза для контроля пробуксовывания.

Внутренние реле (для насоса и клапанов) имеют отдельные соединения, защищенные плавкими предохранителями.

При включении зажигания система прове­ряет электрическое сопротивление всех ком­понентов. Во время этой проверки горит сиг­нальная лампа. После завершения проверки (4 с) лампа должна погаснуть.

При движении автомобиля выполняется проверка элек­тродвигателя насоса, его реле, впускных и выпускных клапанов на скорости 6 км/ч. На скорости 40 км/ч осуществляется провер­ка работы колесных датчиков. Во время рабо­ты системы насос функционирует в не­прерывном режиме.

Во время движения в дождь или снегопад при скорости движения более 70 км/час и включенном стеклоочистителе лобового стекла тормозные накладки передних тормозов периодически (каждые 185 секунд) кратковременно (на 2,5 секунды) прижимаются к тормозным дискам с минимальным давлением (0,5…1,5 кгс/см2). В результате этого накладки и диски очищаются, и улучшается эффективность торможения.

В современных автомобилях широко используются не только пассивные, но и активные системы безопасности, которые помогают водителю выйти из критической ситуации, не допустив аварии. Одна из наиболее распространенных и эффективных систем — антиблокировочная (АБС), препятствующая блокировке и скольжению колес при торможении. Об этой системе, ее устройстве, работе и особенностях читайте в данной статье.

Назначение антиблокировочной системы

Казалось бы, что может быть проще торможения автомобиля — достаточно остановить вращение колес, и машина остановится. Однако здесь все не так однозначно и просто, как кажется, и иногда простое торможение может привести к совершенно неожиданным результатам. Наверняка, каждый водитель попадал в ситуацию, когда при резком нажатии на тормоз автомобиль не спешил остановиться, напротив — заблокированные колеса просто скользили по дороге, увеличивая тормозной путь, машина шла юзом, и сильно возрастала вероятность аварии. В чем причина?

А причина проста и кроется в блокировке колес при сильном нажатии педали тормоза. Вращающееся колесо имеет постоянное по площади пятно контакта с дорожным покрытием, и, несмотря на вращение колеса, в каждый момент времени в этом пятне контакта наблюдается сила трения покоя — она-то и обеспечивает хорошее сцепление колеса с дорогой и управляемость автомобиля.

Но при сильном нажатии на педаль тормозные колодки полностью блокируют колеса, и они идут юзом, то есть — просто скользят по дороге. В этом случае тоже сила трения покоя в пятне контакта сменяется силой трения скольжения, и это коренным образом меняет дело. Действующая сила трения скольжения меньше силы трения покоя, а значит, колесо теряет контакт с дорогой, автомобиль скользит и становится практически неуправляемым. Любая боковая сила (а это может быть неровность дороги, неравномерность во вращении ведущих колес и т.д.), возникшая при скольжении, заставляет автомобиль отклониться от прямолинейной траектории — так возникают заносы, боковое скольжение и, как следствие, аварийные ситуации.

Предотвратить неконтролируемое скольжение можно правильным торможением, при котором не возникает блокировки колес. Опытные водители для этого используют специальную методику торможения — они резко и быстро нажимают и отпускают педаль тормоза, на короткое время блокируя колеса и тут же их отпуская. При таком торможении колеса не блокируются полностью, не идут юзом, и автомобиль не срывается в занос.

В современных автомобилях проблему блокировки колес при торможении решает специальная активная система безопасности — антиблокировочная система (АБС). Эта система в автоматическом режиме препятствует блокировке колес, обеспечивая наиболее эффективное торможение, сохраняя управляемость автомобиля, и препятствуя возникновению аварийной ситуации. Также АБС обеспечивает возможность маневрирования автомобиля при экстренном торможении, что вносит большой вклад в повышение безопасности автомобиля.

Интересно, что первые попытки создать подобную систему были предприняты всем известной компанией Bosch (которая вообще преуспела в деле создания автомобильных систем безопасности) в 1930-х годах, однако технологии того времени не позволяли создать нормально работающую систему. В 1960-е годы на эту тему вновь обратили внимание, что было связано с развитием электроники, однако первые успехи были достигнуты десятилетием позже — уже в 1970-х годах АБС стала в качестве опции предлагаться в представительских автомобилях, а с 1978 года система стала штатной для некоторых моделей BMW и Mercedes-Benz. И относительно недавно — в 2004 году — было принято законодательное решение об обязательной установке антиблокировочной системы на всех новых автомобилях, продаваемых на территории Евросоюза.

В заключении нужно заметить, что аббревиатура ABS имеет немецкое происхождение, она означает Antiblockiersystem. Однако она с одинаковым успехом подходит как под английское название системы (Antilock Brake System), так и под русское (АБС — антиблокировочная система).

1. гидронасос
2. аккумулятор давления
3. колесные датчики
4. блок электромагнитных гидроклапанов

Устройство АБС

Имеет довольно простое устройство, она включает в себя несколько основных элементов:

Датчики частоты вращения колес;
- Электронный блок управления;
- Исполнительные устройства — гидромодуляторы АБС.

Датчики вращения колес. Эти датчики измеряют угловую скорость вращения колес, и на основе получаемой информации электронный блок управления принимает решение о включении АБС. Сегодня наиболее часто используются датчики, основанные на эффекте Холла, распространение получили и простые индукционные датчики.

Электронный блок управления. Это компьютер, "мозг" всей системы, он обрабатывает информацию с датчиков, и при возникновении критической ситуации включает в работу исполнительные устройства. Сегодня очень часто используется единый электронный блок для управления АБС, антипробуксовочной ситсемы, системы курсовой устойчивости и других активных систем безопасности.

Исполнительные устройства. Обычно в АБС входит гидравлический блок, в котором объединены различные компоненты — клапаны, насос, аккумуляторы давления и т.д. Часто этот блок называют гидромодулятором, так как он создает переменное давление в системе с частотой 15-20 раз в секунду.

Интересно отметить, что АБС может быть легко интегрирована даже не в самый новый автомобиль — современные антиблокировочные системы представляют собой компактный и легкий набор компонентов, который несложно подключить к штатной тормозной системе. Наиболее совершенные образцы АБС от компании Bosch весят не более килограмма и могут устанавливаться практически на любые автомобили, в том числе и грузовые.

Принцип работы АБС

Работу антиблокировочной системы можно разделить на три этапа:

Возникновение критической ситуации (риск блокировки колес) — электронный блок принимает решение о включении гидравлического блока;
- Работа гидравлического блока — периодическое повышение и понижение давления в тормозной системе;
- Выключение системы при разблокировке колеса.

Здесь нужно отметить, что современные АБС работают на основе алгоритмов, заложенных в электронном блоке управления, и срабатывание системы происходит не в момент блокировки колес, а заблаговременно. Конечно, наиболее просто было бы сделать систему, в которой датчики отслеживали бы скорость колес, и при остановке колеса запускали бы механизм его разблокировки. Однако на деле такая система неэффективна, так как она включается тогда, когда колесо уже заблокировано, а значит, она не решает проблему.

Алгоритмы работы АБС составляются на основе измерения скорости и углового ускорения колес, и действуют "на опережение" — водитель резко нажал на газ, а систему уже «знает», что при текущей скорости это с большой вероятностью приведет к блокировке колес, и начинает действовать. Собственно, развитие современных антиблокировочных систем и направлено на повышение эффективности ее работы на всех режимах и скоростях.

Работа АБС выглядит следующим образом. При возникновении критической ситуации (угловая скорость колеса резко снижается) электронный блок включает гидромодулятор, который сначала стабилизирует давление в тормозном цилиндре колеса (закрывает впускной и выпускной клапаны), а затем обеспечивает пульсацию давления тормозной жидкости. При падении давления (открывается выпускной клапан, и тормозная жидкость подается в аккумулятор давления) колесо перестает блокироваться и проворачивается на некоторый угол, при повышении давления (тормозная жидкость нагнетается в цилиндр через впускной клапан) колесо подтормаживается. В итоге колесо не тормозится полностью, а медленно проворачивается, находясь на грани блокировки.

Пульсация давления тормозной жидкости происходит с частотой 15-20 раз в секунду, и это отчетливо чувствуется ногой — педаль тормоза при включении АБС также начинает пульсировать. При достаточном снижении скорости и устранения риска блокировки система отключается. Работа системы обычно отображается соответствующим индикатором на приборной панели автомобиля.

Выше мы сказали, что колеса при срабатывании АБС находятся на грани блокировки, а где лежит эта грань? Для определения часто используется такое понятие, как степень заторможенности колеса, которая изменяется от 0% (колесо полностью расторможено) до 100% (колесо заблокировано). Наиболее эффективное торможение производится при степени заторможенности колеса на уровне 15-20% — именно до такой степени затормаживает колеса антиблокировочная система.

В целом, работа АБС имитирует тот стиль торможения, который издавна используется опытными водителями для предотвращения юза — резкие и частые нажатия и отпускания педали тормоза. Только электронная система работает надежнее, качественнее и эффективнее, чем самый опытный шофер.

Типы антиблокировочных систем

На сегодняшний день существует четыре основных типа АБС , которые отличаются количеством управляющих каналов. Каналов может быть от одного до четырех, и каждый тип системы имеет соответствующее название.

Одноканальная АБС. Система управляет сразу всеми колесами одновременно, в такой системе предусмотрено по одному впускному и выпускному клапану, и давление жидкости изменяется сразу во всей тормозной системе. Обычно одноканальная АБС управляет только колесами ведущей оси, при этом используется один датчик. Такая система не отличается эффективностью, и часто может давать сбой.

Двухканальная АБС. В такой системе отдельно управляются колеса каждого борта. АБС этого типа неплохо работает, так как очень часто автомобиль в экстренных ситуациях съезжает на обочину, и в момент включения АБС колеса правого и левого бортов находятся на поверхностях с различными характеристиками, поэтому для их эффективного торможения необходимо использовать разные алгоритмы АБС.

Трехканальная АБС. В данной системе колеса задней оси управляются одним каналом (как в одноканальной системе), а передние колеса имеют индивидуальное управление.

Четырехканальная АБС. Это наиболее совершенная АБС, в ней на каждом колесе имеется датчик и клапаны, чем достигается максимальный контроль и возможность управления каждым колесом независимо от других.

Разные типы АБС неодинаково работают на различных типах транспортных средств, поэтому все они сегодня получили то или иное распространение. Важную роль играет и цена систем — четырехканальная стоит дороже других, поэтому устанавливается на дорогих автомобилях, трехканальные системы широко применяются на легковых машинах, двухканальные — на небольших грузовиках, и т.д.