что такое абс на автомобиле и для чего оно служит
Система ABS: что это такое и как работает
Современные автомобили комплектуются активными системами безопасности, помогающими избежать потерю управления авто при различных дорожных ситуациях. На некоторых моделях используется более десяти таких систем. Первой же была антиблокировочная (ABS, АБС), которая и сейчас распространена, и используется она даже на бюджетных версиях. АБС еще и основа для ряда других систем.
Для чего нужна ABS автомобиле
ABS нужна для предотвращения полной блокировки колес при торможении, что исключает вероятность ухода в занос и снижает длину тормозного пути. Теория работы антиблокировочной системы такова – при торможении между заблокированным колесом и дорожным полотном возникает трение скольжения, сила которого ниже, чем трения качения (когда колесо вращается). К тому же при скольжении поперечные силы преобладают на продольными и колесу легче «уйти» в сторону, чем сохранять заданную траекторию – возникает трудноконтролируемый занос. Но если колесо при торможении проворачивается, то в занос авто не сорвется и сохранит траекторию движения, а тормозная система сработает с максимальной эффективностью.
Из чего состоит антиблокировочная система тормозов
АБС включает в себя две составляющие – электронную и исполнительный модуль. Первая контролирует скорость вращения колес на машине и на основе этого подает сигналы на модуль, а тот предотвращает полную блокировку колес.
Электронная составляющая
В состав электронной составляющей входит блок управления и следящие устройства, установленные на ступицах колес датчик abs.
Датчики – основной элемент всей системы, поскольку от их показаний зависит работа АБС. Ранее на авто применялись пассивные датчики. В современных же моделях применяются активные датчики. Оба варианта состоят из двух элементов – следящего устройства, установлено на неподвижной части, и задающего – располагающего на вращающейся части ступицы.
Принцип работы датчиков ABS
В пассивных датчиках следящая составляющая создает магнитное поле. Задающий элемент, проходя через это поле, приводит к его изменениям. В результате, в следящем компоненте индуцируется импульсное напряжение, которое и выступает сигналом для электронного блока.
В активных же датчиках принцип функционирования иной. В них меняющееся магнитное поле создают задающие компоненты (мультиполюсные кольца). На следящие же элементы подается напряжение от стороннего источника. Воздействующее поле приводит к изменениям параметров напряжение (в магниторезистивных датчиках меняется сопротивление, в элементах Холла изменяется само напряжение). Эти изменения поступают на блок, который по ним высчитывает скорость вращения колес.
Видео: АБС — плюсы и минусы антиблокировочной системы
Электронный блок — управляющий элемент. Он по поступающим от датчиков сигналам определяет скорость вращения каждого колеса на основе полученной информации подает сигналы на исполнительный модуль для внесения коррективов в работу тормозной системы.
Исполнительный модуль
Воздействовать на тормозные механизмы, посредством которых замедляются колеса можно путем изменения давления в приводе тормозной системы. Поэтому исполнительный модуль врезан в привод тормозов и к нему подходят магистрали, идущие от главного тормозного цилиндра, и выходят из него трубопроводы, протянутые к тормозным механизмам.
Исполнительный модуль включает в себя:
На каждый тормозной механизм приходится по одному комплекту клапанов (впускной и выпускной). По одной демпферной камере и гидроаккумулятору используется на контур. Что касается помпы, то она – одна на исполнительный модуль. Элементы соединены между собой трубопроводами.
Модуль делает кольцевание магистрали привода, что позволяет при надобности часть рабочей жидкости по сформированному кольцу перекачать из выхода модуля на вход.
Принцип работы
Работа исполнительного модуля – циклическая и включает в себя три фазы:
Жидкость при открытии выпускного клапана поступает сначала в гидроаккумулятор (выступает в роли емкости для сбора излишков). Если жидкости сбрасывается много и объема аккумулятора недостаточно, в работу включается помпа, которая перекачивает лишнее в магистраль на входе модуля.
Поскольку при работе помпы создается пульсация жидкости, для устранения этого негативного эффекта она после насоса сначала подается в демпферную камеру, где пульсация сглаживается и только потом – в магистраль.
Скорость функционирования ABS – очень высокая. Когда машина тормозит, система срабатывает до нескольких сотен раз, меняя фазы, чтобы добиться замедления авто. АБС работает на авто постоянно и отключить ее нельзя.
Условия, при которых ABS неэффективна
АБС предотвращает уход в занос и сохраняет управляемость авто. Но при определенных условиях эффективность работы ее сильно падает или же она и вовсе оказывает негативное влияние.
ABS не обеспечивает эффективное торможение, если авто движется по дороге с плохим покрытием. Дело в том, что при движении колеса по ямам и ухабам колесо отрывается от поверхности. Из-за того, что нет сопротивления, даже несильное воздействие колодок на диск или барабан приведет к блокированию колеса. И это «замечает» система и растормаживает колесо, хотя нужно прижатие колодок только наращивать, чтобы авто остановилось.
Негативное же влияние ABS оказывает при движении по рыхлой поверхности (снег, песок) В таких условиях заблокированное колесо перед собой «нагребает» валун, который выступает в роли клина, дополнительно замедляющего авто. Из-за работы системы колесо при торможении проворачивается, из-за чего клин не появляется и тормозной путь удлиняется.
Видео: ABS: За и Против
АБС не допускает полной блокировки колес при торможении. Это позволяет автомобилю сохранять устойчивость при движении, а на покрытиях с низким коэффициентом сцепления (гравий, мокрый асфальт, снег, лед) снижает тормозной путь. Кроме того, автомобиль, оснащенный АБС, даже при полностью выжатой педали тормоза остается управляемым.
АБС – это система датчиков, контролирующих скорости вращения колес и скорость автомобиля. Как только датчики распознают, что колеса (или одно из колес) стоит, а автомобиль движется – это означает блокировку колес (т.е. машина идет юзом). В этот момент в тормозную систему поступает сигнал на уменьшение тормозного усилия и колеса разблокируются. Вся работа АБС сводится к циклу торможение-анализ-растормаживание. Чем чаще этот цикл повторяется, тем эффективнее торможение.
В определенных ситуациях, например на сухом асфальте, сработавшая АБС может увеличивать тормозной путь автомобиля. Главным образом это зависит от настройки и чувствительности АБС и особенно проявляется при торможении с высоких скоростей (например, на трассе).
Еще важный нюанс – это вибрация на педали, которая свойственна практически всем автомобилям, при срабатывании АБС. У некоторых водителей (например, у моей жены) это вызывает некоторую растерянность, вследствие которой он машинально ослабляет усилие на педали тормоза или отпускает её вовсе! Разумеется, этого делать не следует! Поэтому если вы впервые садитесь за руль автомобиля оснащенного АБС, потренируйтесь где-нибудь на закрытых площадках.
Сформулировать назначение АБС просто — она препятствует блокировке колес при торможении. Слишком сильно нажата педаль тормоза? Не беда — электроника, сравнивая сигналы датчиков скорости вращения на каждом из колес, определяет момент внезапной остановки колеса и, открывая электромагнитный клапан, сбрасывает излишки давления из тормозной магистрали в специальный гидроаккумулятор. Тормозные колодки разжимаются, вращение колеса восстанавливается, клапан вновь подключает магистраль к давлению, которое с помощью вакуумного усилителя тормозов создает правая нога водителя. И если это давление все еще слишком велико, то цикл повторяется вновь и вновь. В салоне включение АБС проявляется треском при работе исполнительного блока и толчками на педали тормоза, более или менее заметными в зависимости от конструкции системы.
Фактически, АБС имитирует действия опытного водителя, который на скользкой дороге избегает блокировки колес, пользуясь прерывистым торможением. Но АБС делает это с недоступной человеку частотой и аккуратностью — до 15 раз в секунду. В результате АБС должна не только обеспечить автомобилю минимальный тормозной путь, но и заставить его слушаться руля — ведь колеса катятся и воспринимают боковую силу, насколько позволяет сцепление шин с покрытием. И это — основное преимущество АБС. Ведь в случае блокировки колес машина неуправляемо скользит прямо, даже когда баранка вывернута до упора.
Казалось бы, все уже ясно. Антиблокировочные системы признаны всем цивилизованным автомиром и уже стали стандартным оборудованием на автомобилях, начиная со среднего класса. Но часто раздаются и голоса недовольных.
«Никакая электроника не сравнится с опытным водителем, — говорят одни. — Дайте мне такую же машину без АБС, и я остановлюсь раньше!»
Другим не нравится то, что АБС, вмешиваясь в процесс торможения, начисто исключает участие человека. Как ни дави на педаль, она с малоприятной вибрацией будет выталкиваться обратно. Машина тормозит сама, повлиять на ход замедления нельзя никак, к тому же с АБС очень сложно рассчитать тормозной путь и спрогнозировать, где же остановится автомобиль. Остается только ждать… Нестерпимо для водителя, привыкшего владеть ситуацией!
А третьи кивают на раллистов. Мол, недаром те боятся АБС, как чумы! А им-то, спортсменам, виднее…
Для того, чтобы расставить все по местам, мы пошли на технологическое преступление. Нашли под капотом штекер, который подходит к исполнительному блоку АБС, и вытащили его из гнезда, заставив загореться желтую контрольку АБС и тревожно замигать красную лампочку тормозов в комбинации приборов. Так мы дезактивировали неотключаемую антиблокировочную систему.
Испытания проходили по такой схеме. Мы выбрали четыре основных упражнения: торможение на прямой — на однородном и смешанном покрытии (миксте), в повороте и во время объезда препятствия (то есть при выполнении маневра переставка). Passat оснастили регистрирующей аппаратурой, точно измеряющей скорость и тормозной путь. А за рулем находились наши эксперты-испытатели. Впрочем, некоторые из упражнений было предложено совершить и обычным водителям самой разной квалификации — от начинающего автолюбителя до опытного профессионала. Все могли потренироваться перед контрольными заездами, привыкнуть к автомобилю и «пристреляться» к очередному маневру.
Каждое упражнение выполняли в две серии. Сначала делали более десяти заездов с работающей АБС, потом отключали систему, и автомобиль вновь спешил к размеченной яркими вешками трассе очередного маневра.
Датчик скорости вращения колеса располагается в ступице
С антиблокировочной системой все просто: хочешь получить максимально возможное замедление — топи, недолго думая, педаль в пол. А как тормозить без АБС?
Сначала мы попробовали все делать «по теории» — тормозить на грани блокировки колес. Не выходит! Слишком чуткая фольксвагеновская педаль не позволяет точно дозировать тормозную силу — и мы ошибаемся, причем как в ту, так и в другую сторону. И это в спокойной обстановке. А попробуйте-ка это сделать в экстремальной ситуации, когда грозит авария!
Тогда мы применили испытанный способ — прерывистое торможение.
А для сравнения пробовали, не мудрствуя лукаво, тормозить «в пол», с блокировкой колес. В чем разница? На прямой главное отличие — в курсовой устойчивости. Особенно ярко это проявилось при торможении на миксте. Под левыми колесами был мокрый асфальт, а под правыми — заснеженная обочина.
С включенной АБС машину сперва начинает уводить в сторону покрытия с лучшим сцеплением, но электроника работает исправно: Passat мгновенно выравнивается и дальше тормозит по прямой, практически не требуя подруливаний. Во время прерывистого торможения без АБС водителю приходилось немного подруливать, да и тормозной путь оказался больше.
Зато с полной блокировкой колес автомобиль тормозил почти так же эффективно, как с АБС. Но при этом его резко разворачивало влево на опасный угол — до 40о!
Выигрыш АБС здесь очевиден.
Лед бывает гладким, как зеркало, и шершавым, как поверхность наждака. Снег бывает плотным, раскатанным, рыхлым, слипшимся, смерзшимся…
К чему это мы? А к тому, что каждое покрытие имеет свою специфику, и после наших испытаний дать однозначный ответ на интересующий всех вопрос — в каких условиях тормозной путь с АБС будет меньше, чем без нее — мы не можем!
Вариантов масса. К примеру, когда при неоднократных остановках на одной и той же прямой колеса нашего автомобиля накатали колею раскрошенного шипами шершавого льда, то тормозной путь с АБС и без нее с заблокированными колесами оказался почти одинаковым. Недаром наши спортсмены говорят, что самое «цепкое» покрытие — не асфальт, а исполосованный «гвоздями» ледяной трек.
А на снегу — вот так сюрприз! — машина с АБС останавливалась немного позже. Все дело в том, что на снежном покрытии коэффициент сцепления оказался ниже, чем на шероховатом льду — шипы здесь работают не столь эффективно. Для АБС, видимо, это оказалось невыгодным. Зато при «обычном» прерывистом торможении (нажал—отпустил—нажал) за период блокировки колес перед ними образуется снежный валик, который и помогает машине замедляться более интенсивно. Работа же АБС препятствует блокировке колеса — и валика не получается.
НЕ БОЙТЕСЬ КРУТИТЬ РУЛЬ!
Торможение в повороте (лед)
Представьте себе вполне реальную ситуацию: перед вами в скользком повороте внезапно заносит грузовик, и его разворачивает поперек дороги. Или другую: из бокового проезда на неширокую улицу прямо перед носом выскакивает машина и перегораживает вашу полосу, оставляя свободной лишь встречную.
На волне хлынувшего в кровь адреналина водитель панически, рефлекторно, что есть мочи нажмет на тормоз. Колеса заблокируются. А с заблокированными колесами машина в первой ситуации вылетит наружу поворота, а во второй — врежется в препятствие. Ибо без АБС избежать аварии поможет только прерывистое торможение, а тут от водителя требуется не только выдающееся хладнокровие и выдержка, но и незаурядное мастерство.
И вот наш пример. Опытнейшему эксперту понадобилось призвать на помощь все свое умение, чтобы, чередуя строго дозированные толчки по педали тормоза и точную работу рулем, повторить и даже чуть превзойти результаты тех же маневров с АБС.
Но что с того? Ведь даже испытателю понадобилось для этого сделать больше десяти пристрелочных заездов, а в реальной ситуации шанс будет только один! И электроника здесь сработает надежно и во благо.
При торможении в повороте задача водителя вообще была простейшей: нажал на тормоз, повернул руль — и автомобиль, четко отслеживая заданную траекторию, интенсивно замедляется. Это доступно любому. Важно только помнить, что во время торможения с АБС машиной можно и нужно управлять. Не оцепенело сжимать руль, а смело им действовать!
что такое абс
ABS (Antilock Brake System) – Антиблокировочная Система Тормозов, принцип работы довольно прост, ABS не допускает полной блокировки колес при торможении. То есть простыми словами у машины при экстренном торможении колеса не блокируются и не идут в занос, это позволяет оставлять машину управляемой даже на дорогах с низким коэффициентом сцепления, таких как снег, дождь, грязь. Даже если вы на полную выжали педаль тормоза авто не идет в занос.
Принцип работы ABS (Антиблокировочной Системы Тормозов).
В автомобиль с ABS, включена система датчиков, одни контролируют скорость вращения колеса, другие контролируют скорость самого автомобиля. При экстренном торможении, например на скользкой поверхности, в автомобиле без ABS, колеса блокируются и автомобиль идет в занос, на авто с ABS датчик колеса видит что, колесо остановилось, а автомобиль продолжает двигаться, в этот момент от датчика колеса идет сигнал в тормозную систему об уменьшении тормозного усилия на это колесо, благодаря этому колесо разблокируется и автомобиль избегает заноса. Работа системы ABS нужна только при торможении.
Еще несколько советов про ABS
Многие водители, так называемой старой закалки, пересев в машину с ABS, со своих старых авто (в которых такой системы и не слышали), часто попадают в аварии, все это из за сложившегося стереотипа торможение в “занос”. Особенно зимой, многие профессиональные водители, особенно при поворотах, пускали авто в небольшой занос, а потом выравнивали его при помощи водительского мастерства, также сокращали тормозной путь торможением “скоростью”, на ABS, такие финты не пройдут, поэтому мой вам совет привыкните тормозить с ABS, тормозная система очень сильно отличается.
Второй мой совет, про сухой асфальт. Запомните, что на сухом асфальте авто c ABS, при экстренном торможении, может увеличить тормозной путь, чем без. Все зависит от настройки вашей системы. Еще раз вам повторяю, привыкните к вашим тормозам, ибо они сохраняют вам жизнь.
И напоследок, вам повторю, как бы вы не тормозили, с какой бы силой вы не давили на тормоз, автомобиль с ABS, все сделает так как запрограммировано, то есть по максимуму остановит ваш автомобиль правильно!
Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS)
Первым серийным автомобилем, оснащённым ABS, стал Mercedes модельного года. Система долгое время предлагалась в качестве опции и только в 1992 году вошла в список стандартного оборудования. В начале АБС как опцию можно было установить на BMW серии.
Приходилось ли вам объезжать внезапно возникшее препятствие и одновременно тормозить? Наверняка да. Казалось бы, что в этом сложного — нажал на тормоз, повернул руль и скорректировал траекторию. Однако всё относительно просто до определённого момента. Если при экстренном торможении нажать на педаль тормоза сильнее, чем необходимо, колёса могут заблокироваться и…
Дальше возможны два варианта развития событий. Оба обусловлены наличием или отсутствием антиблокировочной системы тормозов АБС (ABS — Anti-lock Brake System). Если машина архаичная, ведёт свою родословную из середины семидесятых прошлого столетия или сошла с конвейера одного из отечественных автозаводов, то, как бы усердно вы ни крутили «баранку», транспортное средство траектории не изменит. Дело в том, что заблокированные колёса, скользя, лишают водителя возможности маневрировать — сорвавшись на юз, автомобиль будет тупо ехать по прямой, будто у него отрубили руль. Лишь опытный пилот сумеет хладнокровно разблокировать колёса, на мгновение отпустив педаль тормоза. А затем, используя импульсное торможение, вернуть контроль и погасить скорость. Второй вариант — для машины, оснащённой АБС. От водителя требуется лишь посильнее нажать на педаль тормоза и спокойно работать рулём. Чувствуете разницу?
Блокировка опасна ещё и тем, что способна стать причиной заноса или увода автомобиля в сторону. Произойти это может, когда под колёсами разнородное покрытие, сильно изменена загрузка по осям в ходе предыдущего манёвра или стоят разные шины (последнее звучит дико, но в России, увы, не редкость). Кроме того, при заблокированных колёсах машина может изменить траекторию под действием любой боковой силы (уклон дороги или столкновение). Скорректировать траекторию в этом случае практически невозможно.
Задача ABS — регулировать скорость вращения колёс путём изменения давления в магистралях тормозной системы. Чтобы контролировать угловую скорость, надо знать её величину и то, как она меняется со временем. Каждое колёсо снабжено датчиком, который выдаёт электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колеса. Эта информация поступает в блок управления АБС.
Если во время торможения угловая скорость колеса приблизилась к нулю, электронный мозг тут же примет решение его «растормозить». Гидравлический модулятор при помощи электроклапана стравит давление из магистрали и перенаправит «лишнюю» порцию тормозной жидкости в гидроаккумулятор. Давление будет снижаться до тех пор, пока колесо, снова «ухватившись» за покрытие, не раскрутится до определённой скорости. Далее ABS опять резко увеличит давление в магистрали и притормозит колесо. Цикл продолжится до тех пор, пока машина не остановится или водитель не ослабит давление на педаль до положения, когда ABS не нужна.
Многие скажут: «Невелика премудрость!» Прерывисто тормозить можно и самому. И правда: во многих случаях такой способ замедления на автомобилях, не оборудованных АБС, позволяет во время экстренного торможения объехать внезапно возникшее препятствие. Когда колёса блокируются — вы тормозите, как только «отпускаются» — получаете возможность корректировать направление движения. Естественно, при таком раскладе тормозной путь значительно увеличится, зато водитель получит возможность объехать препятствие и упреждающим действием руля погасить занос.
Но, к сожалению, ни один титулованный гонщик не способен обеспечить «порционное» торможение с частотой, с которой это делает ABS. Система (в зависимости от варианта исполнения) за секунду успевает заблокировать-разблокировать колёса около 15 раз. К тому же водитель одновременно воздействует на все тормозные механизмы (так работали первые системы ABS), в то время как современные антиблокировочные системы следят за скоростью вращения и регулируют тормозное усилие для каждого колеса отдельно.
В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD (Electronic Brake Distribution) — системой распределения тормозных усилий, которая дозирует интенсивность торможения для каждого колеса. C EBD можно смело тормозить в повороте и на «миксте». Электроника по разности частот вращения поймёт, что колёса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшит тормозные силы на колёсах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится и будет определяться силой трения колеса (колёс), имеющего наихудшее сцепление с дорогой.
Нелишне заметить, что для максимальной эффективности замедления педаль тормоза на автомобилях с ABS надо вдавливать в пол что есть силы. Впрочем, последнее делать не обязательно тем водителям, чьи машины оснащены системой Brake Assist, которая сама создаёт избыточное давление в тормозной магистрали, «дотормаживая» за слабого или нерешительного человека. При штатных замедлениях она не вмешивается. Однако резкое нажатие (удар) на педаль Brake Assist расценивает как сигнал к экстренному торможению и вступает в действие.
Но не всё так гладко. ABS, как и любая другая система, обладает недостатками. Например, простой «антиблок» может проиграть обычным тормозам на снегу, льду или песке, свести на нет преимущества шипованной резины. Ведь на льду шипы обеспечивают наибольшее замедление только при максимальном относительном проскальзывании, когда они словно когти впиваются в лёд и бороздят его. Каверза в том, что ABS, стремясь растормозить колёса, не даёт шипам работать и тем самым увеличивает тормозной путь. То же происходит на грунтовых дорогах (песок, щебень, глина) и покрытиях, занесённых снегом.
Автомобили с ABS в этом случае имеют более длинный тормозной путь, потому что постоянно разблокирующиеся колёса не создают «эффекта плуга». А ведь именно на таких покрытиях заблокированные колёса имеют максимальную эффективность торможения — того что нагребают перед собой «валики» из грунта или снега. Вот почему нужно помнить: на обледеневшей, заснеженной или грунтовой поверхности тормозной путь автомобиля, не оснащённого АБС, может быть короче.
Подложить небольшую свинью АБС может и на неровной дороге. Если при торможении одно колесо на мгновение зависнет в воздухе и заблокируется, обманутая электроника начнёт спасать вас от заноса и тут же снизит давление в остальных магистралях. В повороте автомобиль неприятно вильнёт «хвостом», а тормозной путь увеличится. От таких случайных отрывов, в принципе, не застрахован никто, но нужно помнить, что залогом адекватной работы АБС является исправная подвеска.
Прогресс рождает на свет всё более продвинутые системы. Оперирующие большим количеством показаний, они способны адаптироваться под тип дорожного покрытия и тормозить по одному из заранее заложенных эффективных алгоритмов. Конечно же, электронику нельзя воспринимать как панацею от всех бед, но статистика вещь упрямая: грамотно настроенная ABS при всех исправных системах автомобиля на сухом и мокром покрытии в среднем помогает экономить до 20% тормозного пути и оставляет водителю шанс маневрировать. Стоит ли говорить, что от этих драгоценных метров могут зависеть жизнь и здоровье?