Антиблокировочная тормозная система abs. Как работает АБС (антиблокировочная система abs). Что входит в конструкцию

Известно: если при экстренном торможении “в пол” передние колеса блокируются, то автомобиль становится неуправляемым. Крутить руль в этом случае совершенно бесполезно. Опытный водитель тормозит прерывисто, давая колесам провернуться, что позволяет вырулить в нужную сторону и, может быть, объехать неожиданно возникшее препятствие. Но у многих ли из нас хватит самообладания хоть на миг ослабить нажим на педаль тормоза, когда машина с визгом летит, быть может, в свой последний путь?

То, что сложно для человека, под силу бесстрастной электронике. И вот уже на блокирование колес педаль отзывается частыми резкими толчками, что свидетельствует: АБС работает, и теперь у вас есть возможность отвернуть в сторону от опасности!

АБС: КАК ОНА УСТРОЕНА

На рис. 1 приведена функциональная схема типичной АБС. Сразу обратим внимание на электронасос 1 и аккумулятор давления 2: эти узлы необходимы, чтобы умная электроника смогла управлять тормозным усилием независимо от реакции водителя (напомним – в аварийной ситуации он, как правило, просто давит на педаль “до упора”). Кроме того, электронному блоку управления 3 (ЭБУ) надо ”знать”, вращаются ли в данный момент колеса и с какой скоростью. Эту информацию выдают датчики 4, контролирующие каждое колесо. Ведь может возникнуть ситуация, когда скользкое дорожное покрытие под одним из колес провоцирует его раннее блокирование. Тогда ЭБУ по сигналу от этого колеса выдает команду ослабить тормозное усилие, предотвращая занос и разворот автомобиля. Правда, при этом тормозной путь будет таким, как если бы все колеса оказались на скользкой дороге. Но разработчики считают, что важнее в любом случае сохранить управляемость и возможность маневрирования.

Последний из узлов АБС – блок электромагнитных клапанов 5, которые, собственно, и управляют давлением жидкости. В каждом из контуров тормозной системы предусмотрено два клапана – впускной, который открывает путь жидкости из аккумулятора давления к рабочему цилиндру, когда надо увеличить тормозное усилие, и выпускной, позволяющий жидкости уйти обратно в бачок, когда давление надо ослабить. Эти клапаны при исправной АБС либо открываются поочередно, либо закрыты, если давление в контуре должно сохраняться неизменным. Наконец, важно знать, что в обесточенном состоянии впускные клапаны открыты, а выпускные – закрыты. Это позволяет при отказе АБС просто отключить ее (например, вынув предохранитель F54 (рис. 2) или сняв разъем с ЭБУ) и тормозить, как на обычном автомобиле.

АБС: В здравии и в болезни

Принципиальная схема соединений АБС фирмы Teves, установленной, в частности, на автомобилях “Фольксваген-Пассат” 1990 года выпуска в качестве дополнительного оборудования, приведена на рис. 2. Как видите, она не слишком сложна. И тем не менее стоит сделать несколько важных замечаний для тех, кто отважится на самостоятельный ремонт АБС.

1. Прежде чем снять аккумуляторную батарею и проводить сварочные работы на автомобиле, обязательно отсоедините штепсельный разъем от ЭБУ АБС при выключенном зажигании. Этот блок в “Пассате” расположен под подушкой заднего сиденья.

2. При проведении окрасочных работ ЭБУ не должен подвергаться воздействию температуры 85°С более двух часов.

3. Перед любыми работами с тормозной системой разрядите аккумулятор давления, нажав не менее 20 раз на педаль тормоза при выключенном зажигании, иначе в системе сохранится давление около 180 атм.

4. Будьте осторожны, включая зажигание при разгерметизированной гидросистеме, так как в этом случае заработает насос тормозной жидкости.

Теперь приступим к проверке узлов АБС. Для работников сервисных центров выпускают считывающие устройства, позволяющие снять информацию с системы самодиагностики. Вещь дорогая и практически недоступная автолюбителю. Мы же обойдемся обычным радиолюбительским тестером, которым измеряют напряжение и сопротивление в электрических цепях. Подсоединять выводы прибора придется к контактам разъема ЭБУ, что требует аккуратности и сноровки. Поэтому большую часть проверок будем производить при выключенном зажигании и снятом разъеме ЭБУ, тогда тестер можно легко подключить к контактам колодки на жгуте проводов. Итак, изучаем таблицу проверки АБС.

Поясним правила пользования таблицей. Измерять напряжения или сопротивления нужно между указанными во второй графе выводами разъема ЭБУ АБС – в колодке, расположенной на жгуте проводов. При этом только пп. 35–40 проверяем с подключенным ЭБУ, в остальных случаях разъем снят. Последняя графа указывает возможную причину неисправности, если результаты измерений не соответствуют указанным в пятой графе. При этом мы рассматриваем лишь случаи дефектов в узлах системы, считая, что электронный блок исправен. Это тем более оправданно, что ремонт ЭБУ в домашних условиях невозможен, а заменить какой-либо узел целиком вполне по силам рукастому и смекалистому автолюбителю. Если вы все сделаете правильно, то об этом вас известит погасшая через некоторое время после включения зажигания контрольная лампа АБС на щитке приборов – как и положено при исправной системе.

И в заключение – несколько рекомендаций по замене узлов. Еще раз повторим, что перед разъединением гидросистемы необходимо сбросить давление в ее аккумуляторе 20-кратным нажатием на педаль тормоза при выключенном зажигании. Прокачка контуров, соединенных с насосом, имеет свои особенности. Итак, вы надели на штуцер прозрачную трубочку и опустили ее конец в баночку с тормозной жидкостью. Теперь нажмите на педаль тормоза, отверните штуцер для прокачки и включите зажигание. При этом включится насос АБС, который выгонит воздух из системы. Как только перестанут выходить пузырьки, отпустите педаль, заверните штуцер и выключите зажигание.

Перед монтажом нового датчика вращения колес нанесите слой смазки на поверхность посадочного гнезда и установите новое уплотнительное кольцо.

Конечно, АБС других моделей отличаются от описанной выше и таблица неисправностей к ним может не подойти. Но общие принципы построения систем те же, и если вам удастся найти схему АБС для вашей машины, то, сравнив ее с рис. 2, несложно скорректировать и таблицу диагностики. Поэтому наши рекомендации, надеемся, будут небесполезны в любом случае.

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.

Антиблокировочная система ABS (АБС) – это система, которая не позволяет колесам полностью блокироваться при экстренном торможении. Данное решение является одной из первых электронных систем активной безопасности, которые стали повсеместно устанавливать на автомобили.

Сегодня такая система является неотъемлемой частью практически любого современного авто, причем даже в бюджетном сегменте. Также в развитых странах обязательное наличие АБС в автомобиле закреплено на законодательном уровне.

При этом многие водители знают, что машина имеет данную систему, однако не до конца понимают, что такое ABS и как работает данное решение. В этой статье мы рассмотрим, как устроена ABS, что это такое, а также какие функции выполняет такая система и почему важно следить за исправностью АБС в автомобиле.

Читайте в этой статье

Система АБС: назначение и особенности

Перед тем, как рассматривать ABS, что это такое и как устроена система, необходимо разобраться с основным назначением и функциями. Начнем с того, что . Также при резком нажатии на педаль тормоза удается ощутить характерную вибрацию педали. Все это указывает на наличие и работоспособность указанной системы на машине.

Так вот, ABS или антиблокировочная система не позволяет колесам блокироваться при активном торможении. Такая система позволяет избежать полной потери управляемости в случае блокировки управляемых колес. Если точнее, АБС – это система, позволяющая управлять давлением в тормозных магистралях.

Начнем с того, что автомобиль без АБС с нажатой педалью тормоза и на полностью заблокированных колесах просто скользит, не реагируя на руль. Чтобы получить возможность управлять машиной, следует отпустить педаль тормоза и частично разблокировать колеса, позволив им вращаться.

Автогонщики и водители-профессионалы хорошо знают эту особенность, практикуя на автомобиле без АБС так называемый прием импульсного (ступенчатого) торможения. Весь прием сводится к тому, что водитель быстро нажимает и затем слегка приотпускает педаль тормоза, тем самым блокируя колеса для торможения, однако, не допуская полной блокировки, чтобы не произошло потери управляемости.

Само собой, обычный водитель, а не опытный профессионал при экстренном торможении испытывает моментальный испуг и сильно нажимает на тормоз. При этом машина без АБС становится попросту неуправляемой, вращение рулем во время торможения не позволяет изменить траекторию движения транспортного средства.

В такой ситуации теряется контроль над авто, не получается объехать препятствие, каким либо образом изменить траекторию движения авто при торможении и т.д. Естественно, все эти факторы долгое время оставались причиной многочисленных ДТП с серьезными последствиями.

• Решить проблему была призвана система АБС. В двух словах, когда водитель сильно жмет на тормоз, система фактически имитирует работу гонщика-профессионала, который очень быстро нажимает и приотпускает тормоза. При этом электроника справляется с задачей намного быстрее и эффективнее по сравнению с человеком.

Вибрации, которые ощущаются при работе АБС на педали тормоза в виде «трещетки» и есть те самые импульсы-нажатия. Если точнее, как только система определяет, что колесо блокируется, она снижает давление в тормозной магистрали на данном колесе, чтобы позволить ему вращаться.

Пока водитель не отпустит педаль тормоза процесс блокировки и разблокировки колеса происходит непрерывно по несколько раз в секунду до момента, пока водитель не перестанет сильно жать на педаль. Система ABC настроена так, что антиблокировка ABS срабатывает только при активном торможении, то есть при легком подтормаживании ее работа зачастую не ощущается.

Еще следует добавить, что на авто с АБС машина при экстренном торможении имеет увеличенный тормозной путь по сравнению с моделями без такой системы в точно таких же условиях. Другими словами, ошибочно думать, что антиблокировочная система необходима для уменьшения тормозного пути. Главная ее задача — сохранить управляемость во время торможения, а также обеспечить равномерное и по возможности прямолинейное торможение.

Если же говорить о тормозном пути, все будет зависеть от покрытия. Например, если резко тормозить на сухом асфальте, АБС уменьшает тормозной путь, не позволяя колесам скользить. Если же тормозить на рыхлых поверхностях, на снегу или на льду, заблокированные без ABS колеса зарываются и тормозной путь меньше.

Однако, даже с учетом увеличения тормозного пути, именно АБС сохраняет возможность маневрирования и управления автомобилем, что зачастую намного важнее.

Устройство и схема АБС

Итак, разобравшись с назначением, можно перейти к тому, как устроена система ABS, что это такое в конструктивном плане. Так вот, система ABC (как иногда ошибочно прописывают аббревиатуру на форумах неопытные автолюбители), включает в себя следующие основные элементы:

• блок ABS;
• набор датчиков АБС;
• клапаны для сброса давления;
• проводка;
• насос;

Чтобы понять, как работает ABC и что это такое, достаточно представить всю систему в качестве инструмента, который управляет давлением тормозной жидкости на каждом колесе. Если иначе, система ABS фиксирует, какое колесо блокируется, затем открывается клапан и давление тормозной жидкости падает.

После клапан закрывается и давление растет. Если в систему АБС интегрирован насос, это решение позволяет быстрее создать нужное давление. В результате связка блок АБС + датчики на колесах эффективно справляются с поставленной задачей.

Еще отметим, что системы АБС отличаются по количеству датчиков и клапанов в гидравлических магистралях. Сегодня можно выделить четырехканальные, а также трехканальные, двухканальные и даже одноканальные системы. В зависимости от количества каналов, удается более или менее гибко управлять давлением в тормозной системе.

Например, если каналов три, тогда АБС работает с двумя передними колесами по отдельности, в то же время только один канал идет на заднюю ось. Два канала предполагают работу с передней и задней осью. Само собой, современные системы четырехканальные, то есть на каждое колесо по отдельности. Другие решения не используются, так как сильно устарели.

Кстати, еще добавим, что датчики ABS также используются в некоторых системах контроля . Получается, система АБС не только эволюционировала, но и отдельные возможности ее составных компонентов были расширены.

Если в развитых странах автомобили без ABS практически не встречаются, то на территории СНГ по дорогам колесит немало таких авто (отечественный автопром, старые иномарки, некоторые новые сверхбюджетные модели и т.д.). Также на многих автомобилях данная система попросту не работает, а владельцы не спешат устранить неисправность.

В любом случае, понимание того, для чего нужна АБС, что это такое и как работает, позволяет дать несколько рекомендаций водителям, у которых такой системы нет. Само собой, если ABS – это гарантия того, что колеса не заблокируются, то отсутствие такой системы означает необходимость получения водителем определенных навыков экстренного торможения.

Другими словами, работу АБС можно заменить прерывистым торможением, нажимая на педаль частыми качками-толчками. Конечно, в экстренной ситуации применить такой прием сложно, так как водитель инстинктивно жмет на тормоз со всей силы, не убирая ногу.

Если же ситуация прогнозируемая, тогда данный прием похож на работу одноканальной АБС. Прерывистое торможение позволит с достаточной эффективностью затормозить и при этом сохранить управляемость во время торможения.

Подведем итоги

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что для повышения комфорта и безопасности оснащение автомобиля системой антиблокировки является обязательным. Рассмотрев ABS, что это такое и как работает, можно также утверждать, что это простое и одновременно важное, а также весьма полезное решение.

Даже не смотря на заявления скептиков о том, что АБС увеличивает тормозной путь, такой помощник при экстремальном торможении попросту незаменим, особенно если речь идет о рядовых водителях.

В качестве итога отметим, что понимание принципов работы АБС, что это, а также какого именно торможения следует ожидать на автомобиле с такой системой, позволяет заранее принимать во внимание немного увеличенный тормозной путь на тех или иных поверхностях.

В свою очередь, это дополнительно стимулирует водителей держать дистанцию, а также избегать других сложных ситуаций, которые могут возникнуть, если отдельно не учитывать некоторые особенности работы антиблокировочной системы тормозов.

Читайте также

Появилась ошибка двигателя, загорелся чек: как стереть ошибку из памяти ЭБУ. Доступные способы сброса ошибки, считывание и расшифровка ошибок двигателя.

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.

Плавно нажимая на педаль тормоза, мы замедляем движение автомобиля до полной его остановки. Однако, бывает, что нужно остановиться мгновенно, мы резко жмем на педаль, вот тогда и возникает опасность “юза”, т.е. скольжения заблокированных колес по скользкой дороге, при котором автомобиль не слушается поворота руля. В автошколах инструктор по вождению учит: на мокром асфальте эффективней гасить скорость “толчками”, быстро нажимая и отпуская педаль тормоза, ощущая при этом границу скольжения и стараясь не перейти ее. Скажите, кто в минуту опасности вспомнит подобные наставления? Статистика неумолима – 10% аварий происходит из-за того, что заблокированные передние колеса на льду, снегу и мокром асфальте не могут изменить направления движения автомобиля. Что делать? Люди придумали антиблокировочную систему (ABS), т.е. ряд устройств, которые при торможении автомобиля, вне зависимости от действий водителя, предотвращают блокировку колес. Таким образом, автомобиль с ABS на скользкой поверхности дороги при необходимости в экстренной остановке не только не “проскочит” с невращающимися колесами вперед, не только не потеряет управление (иногда от этого зависит жизнь пешеходов), но и, возможно, не вылетит с проезжей части со всеми вытекающими из этого последствиями.

Как работает ABS?

Замечено, что максимальное сцепление колеса с поверхностью дороги (будь это сухой или мокрый асфальт, мокрая брусчатка или укатанный снег) достигается при некотором, а точнее 15-30 процентном относительном его проскальзывании. Именно это проскальзывание и является тем единственно допустимым и желательным, которое обеспечивается настройкой элементов системы. Что же это за элементы? Во-первых, заметим, что ABS работает, создавая импульсы давления тормозной жидкости, которые передаются колесам. Т.е. наставления инструктора выполняет за человека электроника и исполнительные механизмы, делая это самым оптимальным образом. Все существующие на автомобилях ABS включают в себя три главных составляющих: датчики, установленные на колесах и регистрирующие скорость их вращения, электронный блок обработки данных и модулятор или даже блок модуляторов, который и меняет циклически давление в тормозной магистрали.

Датчики. Представьте себе, что на ступице колеса закреплен зубчатый венец. Датчик неподвижно крепится над торцом венца. Он состоит из магнитного сердечника, расположенного внутри катушки. При вращении зубчатого венца в катушке индуцируется электрический ток, частота которого прямо пропорциональна угловой скорости вращения колеса. Полученная таким образом от датчика информация передается по проводу электронному блоку управления.

Электронный блок управления. Получая информацию, что называется “с колес”, блок управления отслеживает моменты их блокировки. А так как блокировка происходит от переизбытка давления тормозной жидкости в магистрали, подводящей ее к колесу, “мозг” вырабатывает команду: “снизить давление!”

Модуляторы. Выполняют эту команду модуляторы, содержащие, как правило, два электромагнитных клапана. Первый перекрывает доступ жидкости в магистраль, идущую от главного цилиндра к колесу, второй – при избыточном давлении открывает путь тормозной жидкости в резервуар гидроаккумулятора низкого давления (демпфер).

ABS бывают разные

В самых дорогих, а значит, и самых эффективных четырехканальных системах каждое колесо имеет индивидуальное регулирование давления тормозной жидкости. Естественно, что количество датчиков угловой скорости, модуляторов давления и каналов управления в этом случае равно числу колес. Все четырёхканальные системы выполняют функцию EBD (регулировку тормозных усилий по осям). Дешевые обходятся одним общим модулятором и одним каналом управления. В таких ABS растормаживание всех колёс происходит при блокировке хотя бы одного. Наибольшее применение получила система с четырьмя датчиками, но с двумя модуляторами (по одному на ось) и двумя каналами управления. В них регулировка давления на оси происходит по сигналу датчика или худшего колеса, или лучшего. Наконец, выпускают трехканальную систему. Три модулятора этой системы обслуживают три канала, производя индивидуальное регулирование давления тормозной жидкости в магистралях передних колес по отдельности и обеих задних колес.

Вы думаете, что давление тормозной жидкости в тормозной магистрали создается только главным тормозным цилиндром? Отнюдь нет. Часто ему помогает специальный, встроенный в систему гидронасос. В новейших ABS с помощью компьютера оценивается динамика движения автомобиля, угол наклона дорожного полотна, сцепление с поверхностью дороги, влияние включенного круиз-контроля при замедлении автомобиля и другие факторы и, на основании этой информации определяет какое нужно давление в тормозной магистрали. Определив необходимую величину давления, ее обеспечивают подачей или стравливанием тормозной жидкости в гидроаккумулятор.

На большинстве автомобилей с антиблокировочными системами торможение на рыхлом снегу и на гравии будет намного больше, чем на остальных автомобилях (из-за эффекта сбора валика грунта или снега перед заблокированным колесом). На последних ABS блоки распознают тип опорной поверхности по относительному скольжению и допускают возможность блокировки колёс. Такие системы не зажгут лампочку неисправности при прокрутке колёс на подъёмнике (например при диагностике ступичных подшипников), хотя в памяти это обязательно отметят.

ABS – друг водителя

Перейдем теперь от теории к практике. Почему все-таки нужно стремиться приобрести автомобиль с ABS? В экстренной ситуации, когда инстинктивно вы с силой жмете на педаль тормоза, при любых, даже самых неблагоприятных дорожных условиях, автомобиль не развернет, не уведет с заданного курса. Напротив, управляемость машины сохранится, это значит, что вы сможете объехать препятствие, а при торможении на скользком повороте избежать заноса. Работа ABS сопровождается импульсными толчками на педали тормоза (их сила зависит от конкретной марки автомобиля) и звуком “трещетки”, который исходит из блока модуляторов. Об исправности системы сигнализирует световой индикатор (с надписью “ABS”) на приборном щитке. Индикатор загорается при включенном зажигании и гаснет через 2-3 секунды после пуска двигателя. Если сигнал подается при работающем двигателе – есть повод для беспокойства, нужно ехать на СТО диагностировать и, возможно, ремонтировать систему.

Следует помнить о том, что торможение автомобиля с ABS не должно быть многократным и прерывистым. Тормозную педаль необходимо удерживать нажатой со значительным усилием во время процесса торможения – система сама обеспечит наименьший тормозной путь. Чтобы сделать такой простой вывод в США, например, потребовалось провести изучение причин достаточно большого количества автомобильных аварий в 1986-95 годах, в период массового внедрения ABS на американских автомобилях. Специалисты Страхового Института Безопасности Движения на Автострадах (Insurance Institute for Highway Safety) сначала не верили полученной статистике: вероятность гибели пассажиров при столкновении двух автомобилей, двигавшихся по сухому асфальту, оснащенных ABS была на 42% выше, чем при авариях машин без ABS. Оказалось, что во всех случаях водители, пересевшие с автомобилей, оснащенных обычными тормозными системами на модели с ABS допускали ошибку: они по привычке импульсивно нажимали на педаль при торможении и этим дезинформировали электронный блок управления, что и приводило к снижению эффективности торможения в ряде случаев до опасной черты.

На сухой дороге ABS может уменьшить тормозной путь автомобиля примерно на 20% по сравнению с тормозным путем машин с заблокированными колесами. На снегу, льду, мокром асфальте разница, естественно, будет намного больше. Замечено: применение ABS способствует увеличению срока службы шин. Установка ABS ненамного повышает стоимость автомобиля, не усложняет его техническое обслуживание и не требует от водителя каких-то особых навыков управления. Постоянное совершенствование конструкции систем вместе со снижением их стоимости вскоре приведет к тому, что они станут неотъемлемой, стандартной частью легковых автомобилей всех классов.

И всё же ABS не панацея

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

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, нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе. Если приходится заводить двигатель методом “прикуривания” от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве “донора” собственный автомобиль, соблюдайте следующие правила. При подсоединении проводов от внешнего аккумулятора необходимо, чтобы зажигание на вашем автомобиле было выключено (ключ из замка вынут). Пусть подзарядится ваш АКБ 5-10 минут. Перед запуском вашего автомобиля «донор» нужно заглушить и выключить зажигание, только потом включать зажигание и заводить свой. Это сохранит генератор на «доноре», а многие электронные блоки на вашем автомомбиле.

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.