Устройство современной ABS.

История создания АБС

По удачному совпадению русское звучание аббревиатуры совпало с иностранным: Anti - анти, Blockier - блокировочная, Systems - система. Если автомобиль въезжал на скользкую дорогу или на участок смешанного покрытия, где одни колеса оставались на асфальте, а другие попадали на песок или гравий, опытные водители тормозили прерывисто, не допуская срыва в занос. Новичкам оставалось уповать на чудо, не так-то просто уловить начало блокировки колес. Причем бывают случаи, когда блокировка наступает даже при легком нажатии на педаль тормоза. Так происходит, например, на скользкой трассе. Коэффициент сцепления шин с обледеневшей дорогой невелик - и пожалуйста - потеря управления, занос, ДТП. Первая АБС появилась в 1978 году. Конструктивно АБС представляет собой совокупность датчиков, модуляторов и блока управления.

Система АБС предотвращает блокировку колес при торможении. В результате даже при экстренном торможении сохраняется устойчивость автомобиля. Кроме того, во время торможения автомобиль сохраняет управляемость.

Датчики на всех четырех колесах постоянно измеряют угловую скорость вращения колес.

Если частота вращения отдельного колеса падает, то управляющая электроника снижает давление в контуре и затем снова повышает, немного не доходя до границы, за которой начинается блокировка колеса. Процесс может повторяться несколько раз в секунду, пульсация педали тормоза свидетельствует о работе системы АБС.

Принцип действия

Главная задача АБС - не допустить заноса автомобиля в результате блокирования колес. Практически все системы работают примерно по одному и тому же принципу: электромагнитные датчики посылают сигналы о скорости вращения колес, микропроцессорный электронный блок обрабатывает сигналы и выдает команды, исполнительный механизм - гидравлический модулятор изменяет давление в тормозном контуре. Однако, чтобы механизм надежно работал, потребовалась прецизионная точность изготовления всех его составляющих. В результате первые АБС стоили дорого. Никто не осмелился установить такое дорогое устройство в автомобиль, не спросив разрешения у его будущего владельца. Поэтому первые АБС можно было получить только по заказу.

При отсутствии АБС опытный водитель до блокировки колес ситуацию не доводит, а применяет так называемое прерывистое торможение. Почувствовав, что вращение колес прекратилось, водитель отпускает педаль тормоза: колеса начинают вращаться, их сцепление с дорогой возрастает, и машина снова управляема - теперь можно повторить торможение. Эта методика довольно действенна, но требует от водителя определенных навыков и дополнительных усилий. АБС делает то же самое, что и опытный водитель, только быстрее и точнее. За секунду АБС проводит 10…12 циклов торможения, что абсолютно недостижимо даже для тренированных автогонщиков.

АБС работает следующим образом. При торможении датчик отслеживает скорость вращения колеса по зубчикам диска и в момент, когда колеса блокируются, подает сигнал на блок управления, который в свою очередь дает команду модулятору снизить давление в тормозном контуре. По мере снижения давления тормозные колодки отпускают колеса, те начинают вращаться - сцепление колес с дорогой и управляемость при торможении не ухудшаются. Можно продолжить торможение, повторяя цикл многократно в течение всего времени, пока водитель жмет на педаль тормоза. Тормозной путь автомобиля с АБС на скользкой дороге уменьшается примерно на 10…15%, а это как раз те самые метры, которых не хватает, чтобы избежать столкновения. Мировая статистика показывает, что после внедрения на автотранспорте АБС число жертв при ДТП снизилось на четверть.

Подробное описание работы АБС.

Рисунок 1 - Функциональная схема АБС.

1- гидронасос; 2- аккумулятор давления; 3- ЭБУ; 4- колесные датчики; 5- блок электромагнитных гидроклапанов.

На рисунке 1 приведена типичная схема АБС. Электронасос 1 и аккумулятор давления 2 необходимы, чтобы электроника смогла управлять тормозным усилием независимо от силы нажатия на педаль водителем (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. При снижении оборотов одного из колес ЭБУ по сигналу от этого колеса выдает команду ослабить тормозное усилие к нему, предотвращая занос и разворот автомобиля. Блок электромагнитных клапанов 5, управляет 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 и тормозить, как на обычном автомобиле.

АБС значительно усложнила тормозную систему: появились датчики на колесах и главной передаче, гидравлический модулятор в тормозной магистрали и блок управления.

Первых владельцев машин с АБС пугала необычная реакция на нажатие педали тормоза - частое биение. Но это естественное следствие срабатывания модулятора.

В некоторых системах АБС импульсы подаются около 4 раз в секунду. В системе АБС BMW импульсы идут 12 - 15 раз в секунду. Чем быстрее пульсация, тем более эффективно оказывается торможение.

Современные системы АБС совмещены с другими системами безопасности, обеспечивающими управляемость и контроль стабильности + сцепления с дорогой, которые дают возможность оптимального контакта с дорожным покрытием. На самом деле те же самые датчики скорости вращения колес используются в системе и контроля стабильности + сцепления с дорогой.

АБС ВАЗ 2110.

ВАЗ начал самостоятельные разработки по АБС в 1975 году. Но ряд объективных причин (отсутствие испытательного полигона, оборудования…) выявили нецелесообразность производства АБС на ВАЗ. В итоге всех наработок было принято решение о закупке лицензии на конструкцию и технологию АБС у одной из иностранных фирм.

В 1996 году процесс адаптации успешно завершили, подготовили конструкторскую документацию и даже вскоре адаптировали компактную и современную систему Bosch 5.3.

Разработано множество разных систем АБС. Самые простые и недорогие - двухканальные, имеющие два или три датчика, но способные регулировать тормозное усилие только попарно, на каждой оси. Точнее работают четырехканальные системы, которые для каждого колеса давление в тормозной системе устанавливают индивидуально, согласно показаниям датчика на нем. Современные АБС нередко входят в состав других систем, им нужны те же самые датчики, да и управление тормозами для них тоже необходимо. Многие фирмы ставят теперь АБС на все свои модели в стандартной спецификации. На внедорожниках иногда ставят АБС отключаемаую на песке, грязи или в снегу, так как заблокированные колеса в этих условиях повышают эффективность торможения, а потеря управляемости ничем не грозит.

Устройство современной ABS.

Большое количество используемых систем торможения и стабилизации затрудняет их наглядную классификацию. Некоторые системы связаны друг с другом, другие представляют собой скорее различные этапы развития одной системы или же, дополняющие существующие функции.

Рисунок 2

2.1 Классификация электронных систем активной безопасности

Рисунок 3 – Иерархия электронных систем активной безопасности

2.2 Расшифровка названий систем представленных на рисунке 3:

Применение систем в зависимости от режима движения

Одной из возможностей классификации является привязка вспомогательных систем к режимам «трогание с места», «движение» и «торможение».

На следующих рисунках показано, какие системы, в каких режимах движения могут быть задействованы.

Таблица 1 – Распределение систем по назначению