Антиблокировочная система тормозов: как работает, схема

Система ABS в автомобиле – быть или не быть?

Разберем, как действует система ABS а автомобиле в момент нажатия педали тормоза, сравним ее с обычной системой. Когда мы видим перед собой препятствие, вернее, когда оно возникает неожиданно, и мы вынуждены резко пытаться остановиться, тут и поджидает нас основное отличие антиблокировочной системы и обычной. Ведь при обычной плавной остановке разницы мы не почувствуем, весь эффект раскроется в экстренной ситуации. Итак, мы нервно зажимаем тормозной акселератор с максимальной силой, и что же происходит в этот момент?

В обычном случае (без ABS) авто начинает останавливаться за счет того, что колеса намертво зажимаются соответствующими механизмами и перестают крутиться, но и ось, на которой они расположены, также становится не мобильна, а стопорится. Если вам в этот момент надо еще уйти в сторону хотя бы немного, чтобы избежать столкновения или перевести его по касательной траектории, то ничего не выйдет. Вы будете двигаться по той траектории, которая обусловлена положением колес.

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 на панели приборов большинства авто при включении зажигания кратковременно загорается индикатор «ABS». 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.

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.

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.

Закрытая система с 33-ходовыми электромагнитными клапанами

Разработанная первоначально компанией Bosch система регулирует тормозное усилие (модуляцию тормозного усилия 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами.

На рисунке а, б и в представлен процесс регулирования для каждого колеса.

В состоянии покоя (обесточенном состоянии) электромагнитный клапан позволяет усилию, создаваемому водителем на главном тормозном цилиндре при нажатии на педаль тормоза беспрепятственно воздействовать на колесный тормозной цилиндр. Этот процесс соответствует обычной работе тормозной системы. Тормозное усилие повышается и замедляет колесо. Если блок управления на основании сигнала датчика угловой скорости вращения колеса определяет слишком быстрое замедление колеса по сравнению с контрольной скоростью, то электромагнитный клапан сначала нагружается половиной максимального тока, в результате чего доступ к главному тормозному цилиндру перекрывается, что препятствует дальнейшему повышению давления в колесном тормозном цилиндре.

Если после этой стадии «удержания тормозного усилия» скорость вращения колеса не увеличится, а будет снижаться дальше, то электромагнитный клапан подается максимальный ток, вследствие чего открывается обратная магистраль, а тормозное усилие в колесном тормозном цилиндре уменьшается. В результате силы трения покоя дорожного полотна колесо снова ускоряется. Как только скорость примерно достигнет контрольного значения, блок управления обесточивает электромагнитный клапан, который снова возвращается в исходное положение (т.е. обратная магистраль перекрывается, тормозное усилие может уменишаться беспрепятственно). Цикл может быть начат сначала.

Чтобы поддержать тормозное усилие в главном тормозном цилиндре и обеспечить снижение усилия через накопитель, насос обратной подачи подает тормозную жидкость от накопителя во впускную магистраль главного тормозного цилиндра. Этот процесс заметен по пульсации педали тормоза. Обычно именно по этому признаку водитель определяет момент срабатывания системы ABS.

Регулирование тормозного усилия блоком управления электромагнитными клапанами происходит практически до полной остановки автомобиля либо до отпускания водителем педали тормоза и уменьшении тормозного усилия, свидетельствующего об отсутствии опасности блокировки колеса.

При выходе из строя системы ABS электромагнитные клапаны находятся в обесточенном состоянии, в результате чего тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.

Если вдруг, что маловероятно, система ABS во время процесса регулирования в результате самодиагностики обнаружит неисправность, то, насколько это будет возможным, система продолжит регулирование торможения до конца.

На рисунке при помощи принципиальной электрической схемы представлены входы и выходы блока управления, а также взаимосвязь компонентов системы.

При включении зажигания (клемма 15) электронное реле защиты (КЗ) замыкается и соединяет клемму 30 с клелммой 31, в результате чего на блок управления (контакт 1) и на цепь управления (86) клапанного реле (К1) и реле двигателя (К2) подается «плюс» аккумуляторной батареи. Через контакты 10, 20 и 34 блок управления постоянно соединен с массой.

Через клемму 15 также подается питание на сигнальную лампу системы ABS (Н1). Она горит до тех пор, пока не будет соединена с массой через кабель 1 при помощи клапанного реле через клемму 87а или через контакт 29 блока управления.

Если блок управления через контакт 27 подает массу на разъем 87 клапанного реле, то последнее срабатывает и черезразъем 87 соединяет электромагнитные клапаны с клеммой 30. Работа клапанного реле контролируется блоком управления через контакт 32.

Функция сигнальной лампы проверяется блоком управления через контакт 29.

Через контакт 14 блока управления контролируется реле двигаеля, после того как оно будет включено контактом 28 на основании сигнала массы.

Это происходит, когда во время ABS-регулирования на насос обратной подачи подается питание от «плюса» аккумуляторной батареи. В этом случае блоком управления на основании сигнала массы управляются также электромагнитные клапаны.

Вce это зависит от частоты переменного напряжения датчиков угловой скорости вращения (В1).

Вход выключателя стоп-сигналов служит дополнительной защитой так же, как и сигнал работы двигателя через клемму 61 генератора. Сигнальная лампочка гаснет только при работающем двигателе с исправным генератором, поскольку при ABS-регулировании необходим запас энергии.

EBD (Electronic Brake Force Distribution) — система распределения тормозных усилий.

В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD (Electronic Brake Force Distribution) — системой распределения тормозных усилий. Система распределения тормозных усилий представляет собой программное расширение антиблокировочной системы тормозов. Другими словами, система использует конструктивные элементы системы ABS в новом качестве.
Система EBD позволяет эффективно тормозить в разных дорожных условиях, учитывая участки дороги с разнородным покрытием, загруженность автомобиля и техническое состояние покрышек. EBD распределяет тормозные усилия на каждое колесо в отдельности, чтобы обеспечить оптимальное сцепление с дорогой.
Принципиально отличие EBD и других систем от базовой ABS, в том что они помогают водителю управлять автомобилем постоянно, а не только при экстренном торможении.
Принцип работы системы распределения тормозных усилий
Работа системы EBD, также как и система ABS, носит цикличный характер. Цикл работы включает три фазы:

удержание давления;
сброс давления;
увеличение давления.

По данным датчиков угловой скорости колес блок управления ABS сравнивает тормозные усилия передних и задних колёс. Когда разница между ними превышает заданную величину, включается алгоритм системы распределения тормозных усилий.
На основании разности сигналов датчиков блок управления определяет начало блокирования задних колес. Он закрывает впускные клапаны в контурах тормозных цилиндров задних колес. Давление в контуре задних колес удерживается на текущем уровне. Впускные клапаны передних колёс остаются открытыми. Давление в контурах тормозных цилиндров передних колес продолжает увеличиваться до начала блокирования передних колес.
Если колеса задней оси продолжают блокироваться, открываются соответствующие выпускные клапаны и давление в контурах тормозных цилиндров задних колес уменьшается.
При превышении угловой скорости задних колес заданного значения, давление в контурах увеличивается. Происходит торможение задних колес.
Работа системы распределения тормозных усилий заканчивается с началом блокирования передних (ведущих) колес. При этом в работу включается система ABS.

Еще работа EBD поможет распределить тормозную силу в случае резкого торможения в повороте противостояв заносу и сносу автомобиля, потери траектории пути. При поворотах сильнее нагружаются внешние колеса относительно поворота, а нагрузка на внутренние колеса уменьшена, тем самым автомобиль подвержен риску заноса или потери траектории и вылета с поворота. В этом случае EBD уменьшит тормозное усилие на внешние колеса тем самым не дав им заблокироваться. Автомобиль становится управляемым, значительно повышается уровень безопасности движения.
С системой EBD можно смело тормозить в повороте и на смешанном покрытии. Электроника по разности частот вращения «поймет», что колеса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшит тормозные силы на колесах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится и будет определяться силой трения колеса (колес), имеющего наихудшее сцепление с дорогой.
Также система EBD при торможении учитывает загрузку автомобиля.

Тормозное усилие между передними и задними колесами оптимизируются, при этом обеспечивается максимально быстрое торможение.
Например, при торможении автомобиля с более чем одним человеком внутри, система EBD увеличивает тормозное усилие на задние колеса по сравнению с тем случаем, когда внутри находится только водитель, повышая при этом эффективность торможения по сравнению с автомобилем без системы EBD.

Таким образом, работа EBD способствует уменьшению тормозного пути и возможностью управлять автомобилем в аварийных ситуациях.

Как правильно тормозить на машине с АБС?

Блок управления системой ABS на автомобиле

По теории все просто в случае экстренного торможения – педаль в пол, и блок АБС все остальное сделает сам. Но на практике так не всегда бывает. Для того чтобы получить максимум от антиблокировочной системы тормозов, значительно повысить эффективность торможения, уменьшить вероятность блокировки колёс и заноса вашего автомобиля, улучшить маневренность на мокром асфальте, уменьшить износ резины, необходимо выполнять простые правила:

Педаль тормоза нужно нажимать плавно, с нарастающим усилием.
Не отпускать педаль, при обратной отдаче.
Использовать покрышки по сезону.
Полностью не полагаться на систему, так как работает блок АБС не всегда корректно.

Но, как и всё, система имеет свои недостатки. На дороге с рыхлым покрытием, будь то снег или песок, ABS вам не поможет, а даже, наоборот, удлинит тормозной путь.

Надеемся, что наша статья помогла Вам найти ответы на то, как, когда и почему срабатывает АБС. Но, все же, пользуясь ей, будьте аккуратнее, держите под контролем свои действия и действия машины.

Современные автомобили оборудуются значительным количеством систем активной безопасности, в задачу которых входит предотвращение потери контроля водителем над машиной при разных дорожных ситуациях. К ним относится и антиблокировочная система тормозов (ABS).

Отметим, что АБС – первая среди систем, относящихся к активной безопасности, которая массово стала использоваться на автомобилях. При этом она еще выступает и базой для иных систем.

Первые рабочие образцы на автомобилях стали использоваться более 40 лет назад. По мере развития технологий она улучшалась и дорабатывалась. К примеру, первые системы включали в себя больше сотни составных компонентов, а последние версии системы ABS состоят всего из 18 элементов.

Плюсы и минусы системы ABS

Внедренная в тормозную систему АБС дает автомобилю несомненные преимущества:

в большинстве случаев уменьшается тормозной путь;
сохраняется управление даже при экстренном торможении, благодаря чему можно избежать ДТП;
сохраняется курсовая устойчивость при торможении в поворотах;
требуется меньше навыков вождения от водителя.

Недостатки антиблокировочной системы могут проявляться при торможении на дорожном покрытии с недостаточным сцеплением.

При торможении на скользком, рыхлом или сыпучем покрытии, например, снегу, песку или льду, увеличивается тормозной путь. При торможении на снегу или льду АБС снижает эффективность шипованной резины, также система не дает создавать «эффект плуга», позволяющий затормозить при движении по песчаному покрытию.
Также отмечаются проблемы при торможении на полотне с разнородным покрытием, например, асфальте с отдельными участками, покрытыми снегом или льдом. ABS не в состоянии подобрать наиболее эффективное тормозное усилие, поэтому может увеличиваться тормозной путь автомобиля.
Минусы проявляются при движении на неровном асфальте, покрытом щелями, кочками и выбоинами. АБС пытается разблокировать подпрыгнувшее на неровностях покрытия и зависшее в воздухе колесо, что приводит к общему снижению эффективности торможения. В итоге тормозной путь автомобиля увеличивается.
ABS полностью отключается при низкой скорости движения автомобиля (менее 5 км/ч). Поэтому при торможении «в пол» на такой скорости может приводить к нештатным ситуациям, например, на крутом спуске.

Плюсы и Минусы АБС

Несмотря на то, что сейчас эту систему применяют в автомобилях всех классов, она имеет свои преимущества и недостатки. Выделяют такие плюсы АБС:

Повышение безопасности водителя и его пассажиров;
Влияет на срок эксплуатации покрышек, увеличивая его благодаря тому, что при таком торможении колеса проворачиваются, уменьшая давление на шины;
уменьшение тормозного пути на ровной поверхности;
дает возможность водителю осуществлять маневры при торможении.

Как любая другая система, АБС имеет свои недостатки:

Трескающийся звук, который слышен при срабатывании системы;
Неэффективность срабатывания системы на неровных поверхностях
Отсутствие возможности затормозить на обледеневшей дороге.

В случае необходимости торможения на льду, когда система не срабатывает, необходимо воспользоваться ручным тормозом. Таким образом, заблокируются задние колеса и система самостоятельно отключиться на время.

Не смотря на наличие недостатков, данная система уже давно применяется для серийных автомобилей. Она обеспечивает безопасность, которая очень важная в нынешнее время, ведь сейчас водители не являются такими опытными, как раньше. Вложение автомобиля стало привычным делом для каждого, при этом мало кто знает, как поступать в экстренных ситуациях, а благодаря АБС таких ситуации стало намного меньше.

Что такое ABS. Устройство и принцип работы системы

Система АБС включает следующие элементы:

Датчик абс (по-другому его ещё называют датчик скорости, вращения или ускорения);
Электронный блок управления АБС (ЭБУ);
Гидравлический блок и клапаны АБС;
Тормозные механизмы системы АБС.

Как работает система АБС

Антиблокировочная система тормозов работает довольно интересно. Надавив на педаль тормоза, образуется определённое давление в гидротормозной системе. Это позволяет прижимать колодки к тормозным дискам посредством суппортов, и за счёт этого останавливать автомобиль.
Датчик абс, чаще всего установленный на каждом переднем колесе и на заднем мосту (трёхканальный тип), играет роль «глаз и ушей» всей антиблокировочной системы, в случае блокировки сигнализируя ЭБУ о необходимости снизить давление тормозной жидкости. Как только датчик скорости понимает, что колесо снова вращается, то отправляет информацию АБС о восстановлении прежнего давления в тормозной магистрали.
Гидроблок АБС в большинстве автомобилей расположен поблизости от ЭБУ или совмещено и представляет собой несколько клапанов, которые контролируют давление тормозной жидкости. Все эти клапаны размещены близко друг к другу и закрыты твёрдым корпусом.

Если в процессе торможения колесо пытается проскальзывать, то ЭБУ с помощью клапанов гидроблока АБС уменьшает или вовсе ограничивает поступление жидкости к тормозному цилиндру. Если этого будет недостаточно, то электромагнитный клапан отправит тормозную жидкость в отводную часть, понизив давление. Как только колесо снова приобретает скорость вращения остальных, то ЭБУ АБС посылает информацию о необходимости открыть клапаны, а тормозной механизм АБС опять ощущает на себе прежнее давление.

И так колёса продолжают то блокироваться, то разблокироваться, создавая эффект импульсного торможения, позволяя сократить тормозной путь и сохранить устойчивость автомобиля на дороге. В чём ещё преимущество современной системы АБС, так это возможность датчиков вращения реагировать даже на малейшее изменение скорости конкретно каждого колеса. Блок управления АБС работает быстро и мгновенно понимает, что пришла пора уменьшить тормозное воздействие, так как за секунду он способен принимать от 6 до 20 сигналов от датчиков скорости. В результате колесо даже не успевает заблокироваться, а его количество оборотов корректируется АБС «на ходу».