Все про abs: принцип работы, из чего состоит, диагностика неисправностей

Антипробуксовочная система

Антипробуксовочная система (другое наименование – противобуксовочная система) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колёс.

В зависимости от производителя антипробуксовочная система имеет следующие торговые названия:

ASR (Automatic Slip Regulation, Acceleration Slip Regulation) на автомобилях Mercedes, Volkswagen, Audi и др.;
ASC (Anti-Slip Control) на автомобилях BMW;
A-TRAC (Active Traction Control) на автомобилях Toyota;
DSA (Dynamic Safety) на автомобилях Opel;
DTC (Dynamic Traction Control) на автомобилях BMW;
ETC (Electronic Traction Control) на автомобилях Range Rover;
ETS ( Electronic Traction System) на автомобилях Mercedes;
STC (System Traction Control) на автомобилях Volvo;
TCS (Traction Control System) на автомобилях Honda;
TRC (Traking Control) на автомобилях Toyota.

Несмотря на многообразие названий, конструкция и принцип работы данных противобуксовочных систем во многом похожи, поэтому рассмотрены на примере одной из самых распространенных систем — системы ASR.

Антипробуксовочная система построена на конструктивной основе антиблокировочной системы тормозов. В системе ASR реализованы две функции: электронная блокировка дифференциала и управление крутящим моментом двигателя.

Для реализации противобуксовочных функций в системе используется насос обратной подачи и дополнительные электромагнитные клапаны (переключающий и клапан высокого давления) на каждое из ведущих колес в гидравлическом блоке ABS.

Управление системой ASR осуществляется за счет соответствующего программного обеспечения, включенного в блок управления ABS. В своей работе блок управления ABS/ASR взаимодействует с блоком управления системы управления двигателем.

Принцип работы антипробуксовочной системы

Система ASR предупреждает пробуксовку колес во всём диапазоне скоростей автомобиля:

при низких скоростях движения (от 0 до 80 км/ч) система обеспечивает передачу крутящего момента за счёт подтормаживания ведущих колёс;
при скорости выше 80 км/ч усилия регулируются за счёт уменьшения передаваемого от двигателя крутящего момента.

На основании сигналов датчиков частоты вращения колес блок управления ABS/ASR определяет следующие характеристики:

угловое ускорение ведущих колёс;
скорость движения автомобиля (на основании угловой скорости неведущих колёс);
характер движения автомобиля — прямолинейное или криволинейное (на основании сравнения угловых скоростей неведущих колёс);
величину проскальзывания ведущих колёс (на основании разницы угловых скоростей ведущих и неведущих колёс).

В зависимости от текущего значения эксплуатационных характеристик производится управление тормозным давлением или управление крутящим моментом двигателя.

Управление тормозным давлением осуществляется циклически. Рабочий цикл имеет три фазы — увеличение давления, удержание давления и сброс давления. Увеличение давления тормозной жидкости в контуре обеспечивает торможение ведущего колеса. Оно производится за счет включения насоса обратной подачи, закрытия переключающего клапана и открытия клапана высокого давления. Удержание давления достигается за счет отключения насоса обратной подачи. Сброс давления производится по окончании пробуксовки при открытых впускном и переключающем клапанах. При необходимости цикл работы повторяется.

Управление крутящим моментом двигателя осуществляется во взаимодействии с системой управления двигателем. На основании информации о проскальзовании ведущих колес, получаемой от датчиков угловой скорости колес, и фактической величине крутящего момента, получаемой от блока управления двигателем, блок управления противобуксовочной системы вычисляет величину необходимого крутящего момента. Данная информация передается в блок управления системы управления двигателем и реализуется с помощью различных действий:

изменения положения дроссельной заслонки;
пропуска впрыскиваний топлива в системе впрыска;
пропуска импульсов зажигания или изменения угла опережения зажигания в системе зажигания;
отмены переключения передачи в автомобилях с автоматической коробкой передач.

При срабатывании противобуксовочной системы загорается контрольная лампа на панели приборов. Система имеет возможность отключения.

В чем опасность такой ситуации

Безопасность перемещения автомобиля заключается в полном над ним контроле, при любых условиях. Пока колеса вращаются на протяжении тормозного пути, водитель своими руками направляет автомобиль в нужном направлении. Если машина не успевает остановиться до препятствия, его можно объехать. Но современные тормоза настолько мощные, что колеса блокируются при мало-мальски скользком покрытии, а порой и на сухом асфальте. В Москве разрешенная скорость на МКАД до 110 км/ч. При таких условиях даже самая продвинутая покрышка заскользит при торможении.

Что делать автопроизводителям? Снижать тормозное усилие? Это недопустимо.

В 70-е годы прошлого века было найдено решение: антиблокировочная система (АБС).

Технология позволяет сохранить управляемость автомобиля в процессе торможения. Колеса не блокируются, следовательно, машина послушно следует за рулевым управлением.

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.

Применение

Использование системы bas, конечно, хорошо, но если покрытие будет скользким, то резкая блокировка всех колес приведет к неуправляемому движению автомобиля на юз. Это может привести к непредсказуемым последствиям, поэтому разработчики используют ее совместно с abs. Это антиблокировочная система, которая обеспечивает неполную блокировку колес, что сохраняет автомобиль быть управляемым. Она включается на скользких покрытиях и активизируется совместно с нажатием педали тормоза. Этот процесс немного сложнее, чем при одной системе bas. При резком надавливании на педаль тормоза активизируется сначала система abs, она не полностью блокирует колеса, а только снижает их скорость вращения. Это начало торможения. Далее, компьютер сравнивает частоту вращения пройденного пути с момента нажатия на педаль и пройденного времени со скоростью самого автомобиля. Если линейная скорость вращения колес меньше чем автомобиля, то это говорит о скользком покрытии. Если же обе скорости равны, то срабатывает bas, вспомогательная система торможения, и блокирует полностью вращение колес. Но конечно же, это не говорит о том, что автомобиль сам определит опасность на пути и затормозит вовремя. Поэтому бдительность водителя превыше всего.

ABS BAS в автомобиле

Следует отметить, что использование только лишь одной abs также не будет хорошей идеей. Это связано с тем, что колеса при ее срабатывании полностью не остановятся, и приведет в итоге к лобовому столкновению. Чтобы избежать подобных ситуаций даже на новом автомобиле следует все системы безопасности регулярно проверять и диагностировать. Можно проверку осуществлять двумя способами, измерять свой тормозной путь на разных покрытиях или проверить автомобиль на диагностическом стенде с компьютерной диагностикой. Подобные установки произведут измерения усилия сопротивления валиков и степень выталкивания автомобиля из зоны измерения.

Ведь при движении по дороге на ней не всегда одинаковые условия, под каким-то колесом будет хорошая и чистая поверхность, а под другим песок или лужа, а то лучше еще разлитое масло. То, разумеется, при блокировке на скользком месте колесо будет скользить, а на сухой поверхности будет затормаживаться. Чтобы этого не происходило, система циклически опрашивает датчики скорости, находящиеся в колесах, и датчик педали тормоза. И прерывисто снижает давление, что выражается характерными стуками в саму педаль и толчками автомобиля. Такие манипуляции позволяют усреднить значение сцепления с поверхностью, что снижает риск разворачивания машины или движения на юз.

Применение систем abs и bas значительно сокращает тормозной путь автомобиля на ровных и твердых покрытиях по сравнению с машинами без подобных устройств. Поэтому они стали обязательными, как и сама отдельно abs.

Подробнее о принципе работы

Мнения автомобилистов расходятся. Одни считают что ABS призван сократить тормозной путь, другие считают, что это не все ее функции. Давайте разберемся. При торможении автомобиля с полностью заблокированными колесами транспорт, в силу высокой массы и набранной скорости, продолжает двигаться по инерции. К примеру, водителю нужно затормозить и сделать резкий маневр в сторону от препятствия на дороге. Задач у него две: не потерять «контроль» над своим транспортом и снизить скорость. Без системы ABS скорость вращения колеса снизится до нуля, а значит, управление сведется на нет – транспорт по инерции будет скользить вперед. А вот если таковая система есть, вращение колес уже будет прерывистым, но управляемость сохранится. Конечно, со стороны это будет похоже на какое-то хаотичное движение, ведь с антиблокировкой колеса будут то фиксироваться, то проворачивать. Однако важен результат: автомобиль продолжает слушаться руля даже в экстремальной ситуации.

Сегодня практически все городские авто оснащены антиблокировочной системой. Это является одним из требований к безопасности. К тому же она хорошо дополняет и без того сложную, но крайней эффективную электронную «начинку» транспортного средства.

Как понять работает ли система ABS и что делать в случае её включения?

Узнать о срабатывании системы ABS можно по загорающемуся индикатору на приборной панели. Как правило, он красного или жёлтого цвета и состоит из соответствующей надписи. Кроме того, через педаль тормоза будут ощущаться толчки или вибрация совместно со звуковым эффектом . Причина этого процесс постоянного открытия/закрытия клапанов, регулирующих давление на тормозные механизмы.

Если вы почувствовали вибрацию в педали, то не убирайте ногу и продолжайте прикладывать большое усилие. На автомобилях с ABS при резком торможении лучше всего немедленно выдавить до упора педали тормоза и сцепления. Благодаря этому вы полностью перестанете тормозить двигателем, улучшив эффективность АБС. Не стремитесь понять тормозные пульсации, устранить или реагировать на них. Задача водителя быстро и с приличной силой вдавить в пол педаль тормоза и не убирать с неё ногу до полной остановки транспортного средства.

Кстати, если при включении зажигания индикатор АБС не загорается вместе с контрольными приборами, то это может говорить о неполадках в этой системе. Довольно часто проблема заключается в том, что после замены стоек или прочего серьёзного ремонта ходовой части выходит из строя датчик абс или его просто забывают подключить невнимательные специалисты сервиса. Нередко датчик АБС просто сильно загрязняется из-за своего расположения вблизи вращающихся деталей и колёс, поэтому элементарная чистка контактов «возвращает его к жизни».

В чём преимущества антиблокировочной системы тормозов?

Перечислим лишь несколько основных положительных сторон в работе системы ABS:

Обеспечивает безопасность водителя и его пассажиров;
Сокращает тормозной путь на различном дорожном полотне;
Не допускает блокировку ведущих колёс, а, значит, даёт возможность водителю маневрировать, например, объехать препятствие или сохранить управление на резком повороте;
Снижает шанс попасть в неконтролируемый занос;
Способствует равномерному износу протектора покрышек.

Система ABS состоит из:

гидравлического блока;
блока управления;
колесные тормозные механизмы;
сенсорные датчики числа оборотов.

Мозгом системы АБС
как вы понимаете является блок управления, он принимает сигналы, которые поступают с сенсорных датчиков в виде количества оборотов колес. После этого полученные данные обрабатываются и на их основании блок делает вывод о том, скользит колесо или нет, замедляется или ускоряется. Принятие решения происходит молниеносно, после чего поступает сигнал в виде команды на магнитные клапаны гидравлического блока, которые собственно и выполняют эти команды.

Видео о безопасном торможении

Наконец, второй режим — это баланс между предыдущим, идеальным для классического движения по дороге. Полная панель приборов. Он включает в себя спидометр, спидометр, одометр, два счетчика хода, скорость передачи, температуру охлаждающей жидкости, температуру окружающей среды, автономность, средний расход, мгновенное потребление, контроль тяги и часы.

Он разработан, чтобы помочь водителю сохранить некоторую управляемость и предотвратить проскальзывание при торможении. Это способствует устойчивости направления и позволяет рулевому управлению, максимизируя торможение. Пока что это все еще предмет, который будет стоить вам немного больше, когда дело доходит до покупки вашего автомобиля.

Гидравлический блок расположен между тормозными цилиндрами суппортов и главным тормозным цилиндром (ГТЦ). Давление, которое поступает от ГТЦ, в тормозных цилиндрах суппортов преобразуется в нажимное усилие, за счет чего происходит прижатие тормозных колодок к тормозным дискам. В независимости от того с каким усилием водитель будет давить на педаль тормоза и в какой ситуации, давление в тормозной системе будет всегда оптимальным.

Это создает меньше времени для торможения автомобиля и не позволяет вам потерять контроль над автомобилем, особенно когда дело доходит до экстренного торможения. Если колесо начинает блокироваться, серия гидравлических клапанов ограничивает или уменьшает торможение колес. Это предотвращает проскальзывание и позволяет контролировать рулевое управление.

Зачем мне это нужно или нужно?

Торможение и управляемость автомобиля ограничены. Если вы ищете направление во время торможения, 100% тяги, которую может генерировать шина, будет разделено между двумя задачами. Например, если вам требуется 50% для рулевого управления, то для торможения остается 50% тяги. Если вам нужно 10% для рулевого управления, у вас есть до 90% для торможения. Имейте в виду, что 100% сцепление на сухой дороге намного больше тяги, чем сцепление на льду на 100%! Поэтому транспортное средство может быть не в состоянии ориентироваться и останавливаться на скользкой поверхности, как это может быть на сухой дороге.

Вся прелесть системы ABS состоит в том, что она способна анализировать состояние каждого колеса и индивидуально подбирать оптимальное давление для недопущения блокировки колеса. Торможение до полной остановки, ABS регулирует при помощи давления в системе тормозного привода, так оно направлено непосредственно для осуществления торможения.