Содержание
Антиблокировочная система тормозов, АБС, ABS – назначение, устройство, принцип действия
При экстренном торможении автомобиля возможна блокировка одного или нескольких колёс. В этом случае весь запас по сцеплению колеса с дорогой используется в продольном направлении. Заблокированное колесо перестает воспринимать боковые силы, удерживающие автомобиль на заданной траектории, и скользит по дорожному покрытию. Автомобиль теряет управляемость, и малейшее боковое усилие приводит его к заносу.
Антиблокировочная система тормозов (АБС, ABS, Antilock Brake System) предназначена предотвратить блокировку колес при торможении и сохранить управляемость автомобиля. Антиблокировочная система повышает эффективность торможения, уменьшает длину тормозного пути на сухом и мокром покрытии, обеспечивает лучшую маневренность на скользкой дороге, управляемость при экстренном торможении. В актив системы можно записать меньший и равномерный износ шин.
Вместе с тем, система АБС не лишена недостатка. На рыхлой поверхности (песок, гравий, снег) применение антиблокировочной системы увеличивает тормозной путь. На таком покрытии наименьший тормозной путь обеспечивается как раз при заблокированных колесах. При этом, перед каждым колесом формируется клин из грунта, который и приводит к сокращению тормозного пути. В современных конструкциях ABS этот недостаток почти устранен — система автоматически определяет характер поверхности и для каждой реализует свой алгоритм торможения.
Антиблокировочная система тормозов выпускается с 1978 года. За прошедший период система претерпела значительные изменения. На основе системы АБС построена система распределения тормозных усилий. С 1985 года система интегрирована с антипробуксовочной системой. С 2004 года все автомобили, выпускающиеся в Европе, оснащаются антиблокировочной системой тормозов.
Ведущим производителем антиблокировочной системы является фирма Bosch. С 2010 года компания производит систему ABS 9 поколения, которую отличает наименьший вес и габаритные размеры. Так, гидравлический блок системы весит всего 1,1 кг. Система АБС устанавливается в штатную тормозную систему автомобиля без изменения ее конструкции.
Наиболее эффективной является антиблокировочная система тормозов с индивидуальным регулированием скольжения колеса, т.н. четырехканальная система. Индивидуальное регулирование позволяет получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии с дорожными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь.
Конструкция антиблокировочной системы включает датчики частоты вращения колес, датчик давления в тормозной системе, блок управления и гидравлический блок в качестве исполнительного устройства.
Датчик скорости устанавливается на каждое колесо. Он фиксирует текущее значение частоты вращения колеса и преобразует его в электрический сигнал.
На основании сигналов датчиков блок управления выявляет ситуацию блокирования колеса. В соответствии с установленным программным обеспечением блок формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства — электромагнитные клапаны и электродвигатель насоса обратной подачи гидравлического блока системы.
Гидравлический блок обединяет впускные и выпускные электромагнитные клапаны, аккумуляторы давления, насос обратной подачи с электродвигателем, демпфирующие камеры.
В гидравлическом блоке каждому тормозному цилиндру колеса соответствует один впускной и один выпускной клапаны, которые управляют торможением в пределах своего контура.
Аккумулятор давления предназначен для приема тормозной жидкости при сбросе давления в тормозном контуре. Насос обратной подачи подключается, когда емкости аккумуляторов давления недостаточно. Он увеличивает скорость сброса давления. Демпфирующие камеры принимают тормозную жидкость от насоса обратной подачи и гасят ее колебания.
В гидравлическом блоке устанавливается два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры по числу контуров гидропривода тормозов.
Контрольная лампа на панели приборов сигнализирует о неисправности системы.
Принцип работы антиблокировочной системы тормозов
Работа антиблокировочной системы тормозов носит цикличный характер. Цикл работы системы включает три фазы:
- удержание давления;
- сброс давления;
- увеличение давления.
На основании электрических сигналов, поступающих от датчиков угловой скорости, блок управления ABS сравнивает угловые скорости колёс. При возникновении опасности блокирования одного из колёс, блок управления закрывает соответствующий впускной клапан. Выпускной клапан при этом также закрыт. Происходит удержание давления в контуре тормозного цилиндра колеса. При дальнейшем нажатии на педаль тормоза давление в тормозном цилиндре колеса не увеличивается.
При продолжающейся блокировке колеса, блок управления открывает соответствующий выпускной клапан. Впускной клапан при этом остается закрытым. Тормозная жидкость перепускается в аккумулятор давления. Происходит сброс давления в контуре, при этом скорость вращения колеса увеличивается. При недостаточной емкости аккумулятора давления, блок управления ABS подключает к работе насос обратной подачи. Насос обратной подачи перекачивает тормозную жидкость в демпфирующую камеру, уменьшая давление в контуре. Водитель при этом ощущает пульсацию педали тормоза.
Как только угловая скорость колеса превысит определённое значение, блок управления закрывает выпускной клапан и открывает впускной. Происходит увеличение давления в контуре тормозного цилиндра колеса.
Цикл работы антиблокировочной системы тормозов повторяется до завершения торможения или прекращения блокирования. Система ABS не отключается.
Для чего в авто ABS, как она работает и как ей пользоваться
Устройство и эксплуатация автомобиля 25 ноября 2017 3332 0
Содержание статьи
- 1 Для чего нужна ABS автомобиле
- 2 Из чего состоит антиблокировочная система тормозов
- 2.1 Электронная составляющая
- 2.1.1 Принцип работы датчиков ABS
- 2.
1.2 Видео: АБС — плюсы и минусы антиблокировочной системы
- 2.2 Исполнительный модуль
- 2.1 Электронная составляющая
- 3 Принцип работы
- 4 Условия, при которых ABS неэффективна
-
- 4.0.1 Видео: ABS: За и Против
-
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:
- впускные и выпускные клапаны;
- гидроаккумулятор;
- помпа обратной подачи с электродвигателем;
- демпферная камера.
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:
- Нарастание давления. При торможении тормозной цилиндр создает давление жидкости, и она по магистрали беспрепятственно движется к механизмам. Прямое движение жидкости даёт открытый впускной клапан, выпускной же является закрытым. В результате давление на механизмах нарастает и колесо интенсивно замедляется.
- Удержание. Если блок управления по показаниям датчика выявил более быстрое замедление одного из колес, то он отдает сигнал на закрытие впускного клапана этого колеса (выпускной тоже закрыт). В итоге на механизме нарастание давления прекращается, колесо прекращает замедляться, поскольку сила трения на механизме останавливается на одном уровне.
- Сброс. В случае, когда блок «заметил», что колесо, на котором применилась фаза удержания, все равно замедляется быстрее остальных, он подает сигнал на открытие выпускного клапана (впускной остается закрытым) и давление в магистрали сбрасывается из-за перетекания части жидкости в созданное модулем кольцо – происходит растормаживание тормозного механизма.
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
Что такое ABS (антиблокировочная тормозная система) и как она работает?
Вы ехали по скоростной автомагистрали, когда что-то встало на вашем пути из ниоткуда, вы мгновенно нажали на тормоз, и через несколько секунд ваш автомобиль остановился.
Несмотря на то, что в этой ситуации ваши рефлексы работали в полную силу, вы должны знать, что без антиблокировочной тормозной системы (ABS) вы бы потеряли контроль над автомобилем.
Итак, что такое ABS и как она позволяет водителям управлять своими автомобилями в экстренных ситуациях? Давайте поговорим об АБС и о том, как она работает.
Что такое АБС и зачем она нужна?
— сокращение от Antilock Braking System. ABS — это технология торможения, которая предотвращает блокировку шин во время экстренного торможения.
Антиблокировочная тормозная система, изобретенная Марио Палаццетти в 1971 году, является старым стандартом безопасности по сравнению с более новыми автоматизированными технологиями безопасности транспортных средств, но, согласно исследованию дорожно-транспортных происшествий, проведенному Министерством транспорта США в период с 1995 по 2007 год, АБС, по оценкам, уменьшила несчастных случаев со смертельным исходом на шесть процентов в автомобилях.
Возникают вопросы: почему происходит блокировка шин при торможении и чем это явление так опасно?
Ну, когда ваш автомобиль движется с высокой скоростью, у него много кинетической энергии, и ее нужно преобразовать в другую форму энергии, чтобы остановить транспортное средство.
Когда вы нажимаете на тормоз своего автомобиля, эта кинетическая энергия преобразуется в тепло, и когда вся кинетическая энергия израсходована, автомобиль останавливается. В нормальных условиях торможения этот процесс происходит в течение длительного периода времени, и колеса не блокируются, поскольку тормоза применяются постепенно.
В случае экстренного торможения к движущимся шинам прикладывается большое давление в течение очень короткого промежутка времени. Из-за этого на шины воздействует высокая тормозная сила, вызывающая их блокировку. Эта блокировка предотвращает потерю энергии через тормоза.
Следовательно, потеряв кинетическую энергию, транспортное средство начинает буксовать. Это явление проскальзывания мешает водителю маневрировать автомобилем, что делает блокировку шин чрезвычайно опасной.
Для решения этой проблемы автомобили оснащаются антиблокировочной системой тормозов. Основная задача этой системы — привести колеса в движение в аварийной ситуации, помогая водителю восстановить контроль над автомобилем.
Понимание движущихся частей антиблокировочной тормозной системы
Теперь, когда мы понимаем, зачем нужна АБС, мы можем рассмотреть различные системы, которые вместе делают торможение автомобиля более безопасным. Хотя ABS не так продвинута, как технология автоматической системы экстренного торможения, она имеет несколько движущихся частей, и краткий обзор о них приведен ниже
.
- Датчики скорости вращения колес: Каждое колесо вашего автомобиля оснащено датчиком скорости вращения колеса. Этот датчик состоит из перфорированного магнитного кольца и датчика Холла. При вращении колеса магнитное поле, создаваемое кольцом, периодически меняется.
Датчик Холла собирает эти данные, позволяя датчику рассчитать скорость вращения колес.
- Блок управления электроникой (ECU): Точно так же, как процессор — это мозг персонального компьютера, ECU — это компьютер, который контролирует критические операции вашего автомобиля. Сюда входят такие задачи, как контроль количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель, но, в отличие от персональных компьютеров, в автомобиле имеется несколько ЭБУ. Это связано с тем, что ECU выполняет набор задач с высокой точностью, а не выполняет несколько задач. Таким образом, в автомобиле различные ЭБУ взаимодействуют друг с другом и обеспечивают оптимальную работу критически важных функций, таких как ABS.
- Гидравлические системы: Когда вы нажимаете на тормоз в вашем автомобиле, активируется гидравлическая система, отвечающая за передачу тормозной жидкости к тормозным колодкам. Эта жидкость оказывает давление на колеса, и то же самое напрямую связано с усилием, которое вы прикладываете к тормозам.
Так что, если сильно нажать на тормоз, гидравлическая система прижимает тормозные колодки к колесам с необходимым давлением.
Датчик скорости колеса вместе с ЭБУ и гидравлической системой предотвращают блокировку шин в аварийных ситуациях.
Как работает ABS?
Теперь, когда мы познакомились с различными движущимися частями антиблокировочной тормозной системы, мы можем посмотреть, как эта система работает.
Все начинается с датчика скорости вращения колеса. Этот датчик постоянно отслеживает скорость вращения шин и отправляет эти данные в ЭБУ.
ЭБУ анализирует эти данные и пытается понять, не заблокировались ли колеса автомобиля. Если шины заблокировались, в дело вступает антиблокировочная тормозная система, которая пытается снова прокрутить колеса. Для этого ЭБУ начинает управлять гидравлической системой и изменяет давление на шины, чтобы предотвратить их блокировку.
Это изменение давления зависит от скорости шин. Таким образом, если шины заблокированы, ЭБУ снижает давление на колеса, а если колеса вращаются с высокой скоростью, ЭБУ увеличивает давление на шины.
Вышеупомянутая процедура изменения давления выполняется несколько раз в секунду, обеспечивая контролируемую остановку автомобиля.
Уменьшает ли ABS тормозной путь?
У большинства людей сложилось впечатление, что ABS заставляет их автомобили останавливаться за более короткий промежуток времени, но это не всегда так. Поскольку система ABS неоднократно применяет торможение, чтобы предотвратить блокировку шин, она может увеличить тормозной путь. Здесь важно понять, что антиблокировочная тормозная система обеспечивает управление водителю, а не останавливает автомобиль быстрее.
Делает ли прокачка тормозов ABS лучше?
Прокачка тормозов, также известная как торможение с частотой педалирования, представляет собой процесс многократного применения тормозов для восстановления контроля над заносящим транспортным средством, не оборудованным ABS.
Если в автомобиле есть АБС, то торможение с частотой педалирования может быть нелогичным, поскольку оно изменяет давление в гидравлической системе, что может привести к неисправности АБС.
Делает ли ABS мир безопаснее?
Антиблокировочная система тормозов
сочетает в себе современные сенсорные технологии с алгоритмами, работающими на электронных блоках управления. Эти технологии помогают водителям восстановить контроль над своими транспортными средствами в тяжелых ситуациях.
Поэтому в следующий раз, когда вы сильно нажмете на тормоза, помните, что мозги автомобиля и ваши рефлексы работали вместе, чтобы спасти вашу жизнь.
Что такое антиблокировочная тормозная система (ABS)?
Большинство, но не все автомобили, выпущенные за последние 20 лет, оснащены довольно сложными функциями безопасности. Производители автомобилей участвовали в гонке за создание самого безопасного автомобиля на рынке, что привело к появлению ошеломляющего количества подушек безопасности, датчиков и систем оповещения. Хотя разные автомобили имеют разные характеристики, большинство современных автомобилей оснащены антиблокировочной тормозной системой (ABS). Главной целью этого является спасение жизней в худшем случае. Человеческая ошибка при вождении неизбежна, но ей можно противодействовать с помощью антиблокировочной тормозной системы.
(Pixabay / KriszM)
В общем, ABS предотвращает блокировку тормозов, когда они находятся под большой нагрузкой. Они также предотвращают серьезные автомобильные аварии. Система особенно полезна, когда водитель больше не имеет полного контроля над автомобилем.
Как это работает?
По сути, ABS — это система, которая регулирует тормозное давление при аварийной остановке, чтобы предотвратить блокировку колес. Это позволяет водителю сохранять контроль над рулевым колесом и максимально быстро останавливать автомобиль. При срабатывании ABS водитель почувствует пульсацию педали тормоза и услышит щелчок.
Работает на высоких скоростях. ABS по-прежнему работает на очень высоких скоростях и обеспечивает максимально эффективное торможение автомобиля. При включении система позволяет управлять автомобилем, даже если он уже тормозит. Это дает вам максимальный контроль, когда вы сталкиваетесь с чрезвычайной ситуацией.
Предотвращает занос. АБС также препятствует дальнейшему заносу автомобиля во время торможения водителем. С ABS вы по-прежнему можете маневрировать рулем и не задеть кого-то или что-то.
Обеспечивает лучший контроль тяги. ABS также служит эффективным регулятором тяги. Часто в экстремальных погодных условиях, таких как снег или проливной ливень, колеса плохо цепляются за дорогу. ABS дает автомобилю и водителю больше тяги для безопасного вождения.
Это может помочь предотвратить столкновения. Некоторые системы оснащены интеллектуальными функциями автоматического самоторможения, управляемыми программным обеспечением и радаром. Эта функция расположена на передней стороне автомобиля, где она может определить, когда автомобиль вот-вот столкнется с другим автомобилем или объектом.