Что такое ABS в автомобиле: назначение, принцип работы и история антиблокировочной тормозной системы
Узнайте, что такое ABS в автомобиле, когда срабатывает антиблокировочная тормозная система и зачем включается в экстренных ситуациях. Простыми словами расскажем, в чём её назначение, как она работает, нужна ли ABS каждому водителю и какие преимущества она даёт при вождении. Также разберём устройство ABS и ключевые этапы развития этой технологии — от первых экспериментов до обязательного оснащения современных машин.
Что значит ABS
АБС, в изначальном английском варианте — ABS, расшифровывается как anti-lock braking system. Дословный перевод этой фразы: «система, предотвращающая блокирование тормозов».
Что такое ABS в автомобиле
Её основное предназначение — сохранить возможность управления автомобилем во время торможения. Причём при любом возможном коэффициенте трения между покрышками и дорогой. Ведь не только дорога бывает скользкой. Не редки ситуации, когда шины теряют способность к эффективному сцеплению даже с сухим асфальтом: например, из-за критического износа или перегрева резины.
Вторая главная задача АБС заключается в сокращении тормозного пути. Двигающаяся юзом на заблокированных колёсах машина порой проходит до полной остановки намного большую дистанцию, чем при работающей АБС. Что делает ABS незаменимым атрибутом безопасного вождения.
Как работает ABS
Она действует следующим образом. При торможении автомобиля, в особенности на скользком покрытии, тормозные механизмы (колодки и суппорты) могут полностью остановить вращение колеса (или сразу нескольких колёс). В этом случае машина перестаёт слушаться руля и начинает неуправляемо скользить на заблокировавшихся колёсах. Это опасно и может привести к аварии. По этой причине опытные водители на старых машинах, не оснащённых АБС, тормозили на скользкой дороге не путём непрерывного нажатия на педаль тормоза, а резко и как можно чаще ударяя по ней ногой. Это позволяло замедлять машину, не теряя контроля над ней — таким образом предотвращалась блокировка колёс в процессе торможения.
Замена жидкости ГУР в автомобиле своими руками
Примерно по такому же принципу работает и АБС. Как только колесо блокируется тормозными колодками, антиблокировочная система быстро сбрасывает давление тормозной жидкости в шланге, идущем к остановившему своё вращение колесу. Благодаря этому последнее освобождается и вновь начинает вращаться. В случае, когда водитель продолжает давить на педаль тормоза, давление в тормозном шланге вновь поднимается, тормозные механизмы вновь срабатывают и колесо снова блокируется. И слова АБС, обнаружив это, сбрасывает давление тормозной жидкости для освобождения колеса. Такие циклы повторяются вплоть до окончания торможения. Частота срабатывания системы АБС исчисляется десятками циклов в секунду. И чем она выше, тем безопаснее происходит процесс остановки на скользком покрытии.
Теоретически, в идеальных условиях, коэффициент трения катящегося колеса стремится к нулю, оно не проскальзывает относительно дорожного полотна и, соответственно, не тормозит движение автомобиля. Другая крайность — полностью заблокированное колесо. В таком случае говорят, что степень проскальзывания колеса по дороге равна 100%. При этом, опять же, в теории, достигается максимальное значение коэффициента трения между колесом и дорогой и, соответственно, наиболее эффективное замедление. Но идеальных условий в реальной жизни не существует. Вмешиваются такие факторы как свойства резины покрышки, строение её протектора, состояние дорожного покрытия и ряд прочих. В итоге опытным путем установлено, что максимальный коэффициент трения шины по дорожному полотну в реальных условиях достигается, когда степень её проскальзывания составляет 10-20%. Именно такие условия создает система АБС, сокращая тормозной путь и одновременно сохраняя управляемость машины.
Её работу водитель может ощутить по характерному скрежету со стороны колёс и высокочастотному биению педали тормоза под его ногой. Впрочем, последнее невозможно, когда автомобиль оснащён «электронной» педалью тормоза. Она не имеет непосредственной гидромеханической связи с тормозной системой машины, фактически представляя собой своего рода «джойстик» для управления тормозами.
Как полностью слить и заменить антифриз в системе охлаждения
Какие разновидности АБС существуют
Принципиально АБС различаются по числу и расположению датчиков скорости. И, соответственно, количеству каналов, по которым в блок управления системой поступает информация.
Четырёхканальные ABS
Самая современная АБС — четырёхканальная. Как видно из названия, она располагает четырьмя датчиками скорости — по одному на каждое из четырёх колёс автомобиля.
Трёхканальные антиблокировочные системы
Трёхканальная АБС подразумевает по одному датчику скорости на каждом из передних колёс и один датчик на задней оси, как правило, на редукторе заднего моста.
Двухканальные АБС
Двухканальная АБС располагает одним датчиком на передней оси машины и одним — на задней.
Одноканальные ABS
Первые системы такого рода, построенные в привычной нам сейчас архитектуре. У них был один единственный датчик, установленный на заднем мосту.
Из каких частей состоит АБС
АБС является неотъемлемой частью тормозной системы автомобиля. Она состоит из нескольких основных узлов. Первая их группа — датчики скорости. Они отслеживают частоту вращения колёс. В некоторых случаях датчик скорости мониторит частоту вращения шестерни в редукторе задней оси машины.
Датчики скорости бывают трех типов
Первый тип — пассивный датчик. Основа его конструкции — неподвижная электромагнитная катушка с железным сердечником. Мимо неё двигаются зубцы ротора, жёстко сопряжённого с колесом. В момент прохождения зубца через магнитное поле сердечника в обмотке катушки возникает электрический ток. По частоте этого тока можно судить о частоте вращения колеса и, соответственно, о скорости его вращения. Это, пожалуй, самый распространённый тип датчиков АБС.
Встречаются датчики и иных типов. Например, так называемые магниторезонансные. Такой девайс состоит из пластикового кольца с магнитными участками, закрепленного на ступице колеса. При вращении последнего меняется их электрическое сопротивление, которое, в свою очередь, влияет на величину проходящего через них тока. Частота таких изменений соответствует частоте вращения колеса.
Почему отечественные автомобили не имеют турбомотора
Порой автопроизводитель применяет датчики скорости, использующие так называемый эффект Холла. Последний сводится к появлению разницы электрических потенциалов (и напряжения) между концами проводника, помещённого в магнитное поле. Установив магнит на колесе, можно следить за частотой его вращения по пульсации напряжения в неподвижном проводнике, размещённом в непосредственной близи от колеса.
Электронный блок управления ABS
Следующий узел АБС — электронный блок управления (ЭБУ). Именно в него поступают сигналы от датчиков скорости вращения колёс. Блок анализирует поступающие данные, определяет момент блокировки и даёт команду устройству под названием модулятор на перекрытие магистрали с тормозной жидкостью, идущей к остановившемуся колесу.
Кроме того, процессор ЭБУ по определённому алгоритму вычисляет оптимальную для текущих условий скорость замедления вращения каждого колеса и передаёт команды модулятору на открытие¬–закрытие той или иной тормозной магистрали.
Далее следует рассказать об упомянутой выше части АБС — модуляторе. Через этот узел проходят все тормозные магистрали. С помощью электромагнитных клапанов модулятор может закрывать и открывать их, изменяя давление тормозной жидкости в исполнительных механизмах — тормозных суппортах. Управляющие команды на клапаны поступают от ЭБУ.
Гидроаккумулятор АБС
Гидроаккумулятор — ещё один блок системы АБС. Он отвечает за стабильность давления тормозной жидкости в системе. При повышении давления избыток тормозной жидкости отправляется в гидроаккумулятор. Когда давление падает — последний подпитывает систему.
Насос тормозной жидкости на антиблокировочной системе
В некоторых типах АБС используется дополнительный насос для тормозной жидкости. Он трудится только в моменты срабатывания АБС — чтобы ускорить восстановление рабочего давления в тормозных магистралях.