Что такое абс в машине?

История внедрения системы

Инженеры ведущих автомобильных компаний усердно занимались разработкой ABS в первой половине 70-х годов. Даже самые первые системы были довольно успешны, и уже в том десятилетии подобные системы начали устанавливать в автомобили серийного производства.

Изначально на автомашины монтировались механические датчики только на одной оси, которые отправляли данные в модуль управления об изменении давления в тормозных контурах. Разработчики с Германии сделали в этой области еще один шаг вперед и начали использовать датчики без контактов, и это, в свою очередь, катализировало передачу информации в логический блок. Кроме того, число ложных срабатываний сократилось, и за счет того, что устранились трущиеся поверхности, пропал износ. По тому же принципу, который использовался в первых антиблокировочных системах, работает и современная система.

Составные антиблокировочной системы

Гипотетически строение АБС абсолютно несложно, и состоит из следующих устройств:

• гидроблок
• датчики скорости
• блок электронного управления

Последнее играет роль «интеллекта» системы (компьютер), поэтому не трудно представить какую он отыгрывает роль. Что касается датчиков контроля скорости и гидроблока, необходим более глубокий анализ.

Как работает датчик скорости

Датчики, которые контролируют скорость работают по принципу электромагнитной индукции. В редуктор ведущего моста жестко зафиксирована катушка с магнитным сердечником. Также в ступице закреплен зубчатый венец, который вращается параллельно с колесом. Затем такое вращение меняет параметры магнитного поля, что в ответ обуславливает появление тока. Сила электротока будет прямо пропорционально расти по отношению к скорости вращения колес. Отталкиваясь от этой силы, в свою очередь, создается сигнал, и передается в блок электронного управления. Импульсы передаются от четырех датчиков скорости, которые бывают двух типов: активными и пассивными, а также отличатся по конструкции.

Активный тип датчика функционирует с магнитной втулкой. Передача бинарного сигнала осуществляется посредством считывания его метки. Благодаря скорости вращения, отсутствуют погрешности, и как результат – точные импульсные данные.

В пассивном типе применяется определенная гребенка в блоке ступицы. Благодаря подобным сигналам, датчик способен определить скорость вращения

Важно учитывать один недостаток этой конструкции – при небольшой скорости может получится неточность

Гидроблок

В состав гидроблока входит:

• резервуар для хранения тормозной жидкости – гидроаккумулятор;
• впускные и выпускные электромагнитные клапаны, благодаря которым регулируется давление, нагнетаемое в тормозных цилиндрах транспортного средства. Каждый вид ABS отличается числом пар клапанов;
• благодаря универсальному насосу осуществляется нагнетание необходимого давления в системе, в результате чего подается тормозная жидкость из гидроаккумулятора, а когда необходимо, отбирает ее назад.

Диагностика неисправности своими силами

Если при зажигании контрольной лампы «ABS» вы едете в сервисный центр, информация данной главы вам не нужна. Специалисты подключат к автомобилю фирменный диагностический сканер, и при необходимости выполнят ремонт за ваши деньги.

А как проверить датчик АБС самостоятельно?

Если у вас есть самая простая читалка ошибок типа ELM-327, можно выполнить диагностику с помощью специальной программы. Такой софт есть и для Windows, и для платформ мобильных устройств. Тест с высокой долей вероятности покажет, на каком колесе проблема с датчиком, и возможно определит характер неисправности.

А если такого тестера нет? Воспользуемся мультиметром и визуальными средствами: лупа, фонарик.

• Визуальный осмотр. Проверяем по всей длине соединительный кабель. Если есть тестер — можно прозвонить провода от разъема датчика до разъема контроллера АБС. Разумеется, для этого нужна электрическая схема вашего автомобиля. Проверяем состояние контактов разъема: из-за постоянного нахождения в агрессивной среде, они могут окислиться.

  Проверяем состояние самого датчика: корпус должен быть целым, из-под точки крепления не вытекает жидкость (масло, вода), нет следов оплавления и подгорания пластика.

• Диагностируем состояние ступичного подшипника: для этого необходимо вывесить колесо на домкрате, и покачать его в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Если проблемы не обнаружены — проверяем датчик с помощью мультиметра или более сложного прибора: осциллографа.

Снять импульсы с датчика можно только осциллографом, при вращении колеса вручную. На мультиметре можно зарегистрировать наличие (отсутствие) напряжения в принципе. Порядок измерения 1–2 вольта.

На некоторых датчиках можно измерить сопротивление. Оно должно быть в пределах 0.8–1.3 кОм. Но этот параметр скорее позволяет проверить наличие обрыва во внутренней цепи, нежели исправность сенсора.

Некоторые недостатки АБС

Один из самых больших недостатков антиблокировочной системы торможения это то, что ее эффективность зависит от качества и состояния поверхности дороги. При недостаточно хорошей поверхности дороги, путь торможения значительно длиннее. Это благодаря тому, что время от времени колесо теряет контакт или сцепление с асфальтом и прекращает вращение. ABS определяет подобного рода остановку колеса, как блокировку, и тем самым перестает тормозить. В момент сцепки колес с асфальтом, запрограммированная команда не согласуется с необходимой в данном случае, и самой системе необходимо опять перестраиваться, что требует времени и увеличивается тормозной путь. Свести к минимуму такой эффект можно только уменьшив скорость движения транспортного средства.

В случае неоднородного покрытия дороги, например, снег – асфальт или лед – асфальт, попадая на мокрый или скользящий участок дороги, ABS оценивает покрытие и настраивает под данную дорогу процесс торможения. Вместе с тем при попадании колес на асфальт, АБС опять перестраивается, из-за чего снова-таки увеличивается длина тупи торможения.

На грунтовых дорогах обычная система торможения работает намного лучше и надежнее, чем антиблокировочная система торможения. Ведь при обычном торможении, заблокированное колесо толкает грунт, создавая небольшую горку, которая не дает возможности дальше двигаться транспортному средству. Благодаря этому автомобиль останавливается очень быстро.

Еще один изъян антиблокировочной системы торможения состоит в том, что при небольшой скорости, система совсем отключается. В случае, когда дорога под уклоном и в то же время скользкая, нужно помнить о том, что может потребоваться для торможения надежный ручной тормоз. Поэтому его нужно иметь всегда в рабочем состоянии.

Штатного отключения антиблокировочной системы торможения в автомобилях не предусматривается. Иногда водители хотят отключить эту систему. Для этого необходимо вытянуть из блока штекер. Необходимо также учесть, что в новых автомобилях от ABS зависит и перераспределение межосевых тормозных сил. Поэтому, посредством торможения, полностью блокируются задние колеса.

Важно отметить, что система АБС – отличное дополнение к тормозной системе автомобиля, благодаря которому можно контролировать автомобиль в самых сложных и необычных ситуациях. Несмотря на это не следует забывать, что невозможно полностью полагаться на автомат

Со стороны водителя тоже нужно прикладывать большие усилия, чтобы держать ситуацию под контролем.

Закрытая система с 3/3-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.

История

Впервые данная разработка была представлена общественности в 1950-х гг. Однако ее нельзя было назвать концепцией, потому что данную идею разрабатывали еще в начале ХХ века. Так, инженер Дж.Френсис в 1908-м году продемонстрировал работу своего «Регулятора», который предотвращал проскальзывание колес в рельсовом транспорте.

Подобную систему разрабатывал и механик и инженер Г. Вуазен. Он пытался создать систему тормозов для самолетов, которая самостоятельно регулировала гидравлическое воздействие на тормозные элементы так, чтобы колеса летательного аппарата не скользили по взлетно-посадочной полосе в результате торможения. Эксперименты с модификациями таких устройств он выполнял в 20-х годах ХХ века.

Ранние системы

Конечно, как и в случае всех первых разработок любых изобретений, изначально система, предотвращающая блокировку, имела сложное и примитивное строение. Так, вышеупомянутый Габриэль Вуазен в своих разработках использовал маховик и гидроклапан, подсоединенный к магистрали тормозов.

Работала система по такому принципу. Маховик крепился к барабану на колесе и вращался вместе с ним. Когда нет заноса, барабан и маховик вращаются с одинаковой скоростью. Как только колесо останавливается, барабан замедляется вместе с ним. Из-за того, что маховик продолжает вращаться, приоткрывался клапан гидравлической магистрали, снижая усилие на тормозной барабан.

Такая система зарекомендовала себя большей стабильностью транспортного средства, так как в случае заноса водитель инстинктивно еще сильнее нажимает на тормоза, вместо того, чтобы выполнять эту процедуру плавно. Данная разработка повысила эффективность торможения на 30 процентов. Еще один положительный результат – меньше лопнувших и стертых шин.

Однако должное признание система получила благодаря усилиям немецкого инженера Карла Весселя. Его разработку запантентовали в 1928-м. Несмотря на это установка не применялась на транспорте по причине значительных недоработок в ее устройстве.

Действительно рабочая антискользящая система тормозов использовалась в авиации в начале 50-х годов. А в 1958-м комплект Maxaret впервые был установлен на мотоцикл. Модель Royal Enfield Super Meteor был оснащен рабочей антиблокировочной системой. За работой системы следила Дорожная лаборатория. Исследования показали, что данный элемент тормозной системы значительно снизит аварии на мотоциклах, большая часть которых происходят именно из-за заноса при блокировке колеса во время торможения. Несмотря на такие показатели, главный директор технического отдела мотокомпании не одобрил массовое производство АБС.

В автомобилях механическая система, предотвращающая скольжение колес, применялась лишь в некоторых моделях. Одной из них является Ford Zodiac. Причиной такой ситуации являлась низкая надежность устройства. Лишь, начиная с 60-х гг. электронная антиблокировочная система нашла свое применение в известных самолетах Concorde.

Современные системы

Принцип электронной модификации перенял инженер исследовательского центра Fiat и назвал изобретение Antiskid. Разработка была продана компании Бош, после чего и получила название ABS.

В 1971-м году автомобильный производитель Chrysler представил полноценную и эффективную систему, которая управлялась компьютером. Похожую разработку годом раньше применил американский Ford в своем культовом Lincoln Continental. Постепенно эстафету приняли и другие ведущие автопроизводители. К середине 70-х годов большинство автомобилей с задним приводом имели электронную антиблокировочную систему на ведущих колесах, а некоторые авто оснащались модификацией, работающей на всех четырех колесах.

С 1976 года подобная разработка начала применяться на грузовом транспорте. В 1986-м система получила название EBS, так как работала полностью на электронике.

Краткая история антиблокировочной системы

Первые АБС появились в начале ХХ века на железной дороге. Ранее поезда останавливали с помощью полной блокировки колес, которая производилась посредством специальных стальных деталей. Однако такой способ торможения имел один существенный недостаток. При полной остановке колес они создавали сильное трение. В результате изнашивались обода, оси и рельсы. Тогда в 1910 – 1920 годах на осях колес начали устанавливать электромагнит, который не полностью их останавливал, а постепенно замедлял их вращение. В середине 1920-х годов такую конструкцию также стали монтировать на осях самолетных шасси.

Первые попытки применения АБС на автомобилях предприняла известная немецкая корпорация Bosch в 1930-х годах. Правда, успехом они не увенчались – для эффективной работы системой должна была управлять электроника, но тогда не было соответствующих технологий.

Нормально функционирующие ABS появились в 1970-х годах после того, как произошел рывок в развитии полупроводников. Первую подобную систему продемонстрировала общественности немецкая автомобильная компания Daimler-Benz AG. «Подтянулся» и Bosch – он тоже наладил выпуск АБС.

После создания рабочего варианта АБС его устанавливали на автомобили опционально, за дополнительную плату. В обязательном порядке ее монтировали только на дорогие модели Mercedes Benz.

Однако ситуация изменилась в 2004 году. В соответствии с принятым тогда общеевропейским законом все авто, которые продавались на территории ЕС, должны были быть оснащены АБС. Чтобы остаться на рынке Старого Света, почти все производители стали оснащать свою продукцию системой. В результате по состоянию на 2020 год ее имеют около 85% автомобилей в мире.

Эффективность АБС

Уже известно, что тормозной путь, машины с АБС короче, таковой без системы. Если учесть еще и возможность резкого маневрирования во время торможения, эффективность системы не вызывает никаких возражений. С одноканальной системой АБС на автомобиле, может потягаться, разве что, профессиональный гонщик. Но в условиях скользкой дороги или сложной ситуации, с многоканальной АБС не сравнится никто. А для начинающих водителей, АБС – незаменимый помощник в любых дорожных ситуациях.

Но есть ситуации, при которых ABS не эффективна, а использование некоторых приемов исключается. Это:

1. Езда по глубокому снегу, гравию;
2. Неравномерное покрытие дороги;
3. Езда на колесах с разной глубиной протектора;
4. Колеса с различным рисунком протектора;
5. Езда на летних колесах зимой и т.д.;
6. На переднеприводных машинах исключается возможность приема «газ-тормоз», для управляемого заноса;
7. При езде по неровностям в фазе отрывания от земли АБС отключается;
8. ·Для опытных водителей, неожиданность поведения автомобиля во время манёвра при работе АБС.

Как видим много факторов, негативно влияющих на работу АБС, зависят от самих водителей.
Но, многие факты и цифры, говорят в пользу антиблокировочной системы. Так, тормозной путь на сухой дороге сокращается до 20%, а на мокрой и скользкой куда больше. На многих автомобилях она идет в заводской комплектации, а если нет, тогда цена ее установки не велика.

Колесная резина, на машинах с установленной противоблокоровочной системмой изнашивается меньше, чем на иных. Для использования системы, не надо уметь никаких дополнительных навыков, а цена обслуживания автомобиля остается прежней. Системы АБС долговечны и надежны, а все поломки в большинстве случаев, связаны с неправильностью эксплуатации.

Эффективность и статистика ABS

АБС может работать в пару с другими ассистирующими программами: антипробуксовочноя системой, системами стабилизации контроля, курсовой устойчивости и многими другими.

Главный залог эффективности АБС – правильное использование. В США в 1986-95 гг. было проведено исследование, которое привело статистов в ступор. Гибель пассажиров, столкнувшихся автомобилей оборудованных АБС, доходила до 40%. В ходе исследования выявилось, что водители, вместо полного выжимания педали тормоза, делали прерывистые нажатия, из-за чего система была дезинформирована и попросту не срабатывала. Для того чтоб АБС сработала педаль должна быть выжата «до отказа» и после активорования система будет выполнять свою функцию до тех пор пока машина не замедлится до скорости 5 км/ч, а дальше колеса заблокируются.

Но все же, если на вашем автомобиле стоит АБС не надо радовать себя иллюзиями о полной безопасности. Все в руках водителя. Прижмитесь поплотнее к спинке сидения чтоб лучше чувствовать поведение автомобиля. Держитесь за руль обеими руками, «на 10 часов и 2 часа». По возможности, набирайтесь навыков экстремального вождения.

ABS изначально основывалась на сохранении управления. Вопреки мнению многих автолюбителей, данная система не может противостоять законам физики и сцепить колеса с дорогой, она просто увеличивает эффективность торможения, тем самим дает возможность маневрирования. Если водитель на скорости 150 км/ч влетает в бетонную стену и за 50 метров надумает тормозить, никакая система, кроме ремня и подушек безопасности его не спасет.

Поколения антиблокировочной системы

Контрольная лампа неисправности АБС

Чтобы создать систему ABS, потребовалось 14 лет усилий огромного числа инженеров. ABS выпускается с 1978 года, ее создатель – фирма Bosch.

Первое поколение системы (1970 год) получило название ABS-1. Данное электромеханическое изделие не отличалось надежностью и долговечностью из-за тысячи аналоговых компонентов, которые использовались в ЭБУ. Хотя главная функция ABS и выполнялась, но изделие для массового производства не подходило.

Второе поколение (1978 год). ABS-2 фирмы Bosch впервые начала устанавливаться как опция в автомобилях Mercedes-Benz S-класса, а спустя некоторое время и в лимузинах BMW 7-й серии. Количество компонентов уменьшилось до 140, а масса гидравлического блока составила 6,3 кг.

В последующих поколениях ABS инженеры Bosch сделали ставку на усовершенствование системы и уменьшение ее габаритов. Так, в 1980 году вышла ABS-2E, в которой масса гидравлического блока составила уже 4,9 кг, а количество компонентов уменьшилось до 40. В 1995 году появилась ABS 5.3 с массой гидравлического блока 2,6 кг и 25 компонентами. В 2003 году выходит ABS 8, в которой 16 компонентов, а масса гидравлического блока снизилась до 1,6 кг. С 2010 года Bosch выпускает 9 поколение системы ABS, которую отличают компактные габариты и гидравлический блок массой всего 1,1 кг.

Сохранение курсовой устойчивости при торможении

Еще одна «фишка» АБС в том, что она не позволяет автомобилю уйти в занос во время торможения. Представьте себе такую ситуацию: машина без АБС движется с большой скоростью левыми колесами по асфальтированной дороге, а правыми – по обочине с мокрой травой. Мокрая трава – очень скользкая по сравнению с асфальтом, и шины за нее «цепляются» куда слабее. Поэтому если водитель нажмет тормоз в пол, то колеса на асфальте (левые) станут быстро замедляться, а на траве (правые) – заблокируются. Что в один миг приведет к заносу и вращению автомобиля, кстати, в направлении встречной полосы.

Если, конечно, водитель не ас и не успеет за половину этого мига отпустить педаль тормоза и скорректировать траекторию движения рулем. Разумеется, АБС не допустила бы блокировки правых колес и последующего за этим заноса автомобиля.

Что такое ABS на автомобиле

Это система, препятствующая блокированию колес во время экстренного торможения или на скользкой поверхности. Опасность блокировки колес состоит в том, что в случае резкого нажатия на тормоз, водитель может потерять управление автомобилем. Известно, что при заблокированных колесах управлять машиной проблематично, она не слушается руля, а двигается по своей траектории за счет инерции и скольжения блокированных колес. В лучшем случае увеличится тормозной путь, в худшем – сорвется в неконтролируемый занос. Если они будут хоть немного вращаться, то можно свернуть в сторону, изменить направление движения и избежать столкновения.

Именно для предотвращения таких опасных ситуаций была создана антиблокировочная система (АБС). Она понимает, что если колесо резко прекратило вращение, а автомобиль сохраняет при этом скорость, то произошло экстренное торможение и нужно водителю помочь не потерять контроль над авто. Она ослабляет давление на тормозные механизмы этого колеса, разрешая ему вращаться, а не скользить по поверхности. Вы подумаете, что при этом увеличивается тормозной путь и столкновения не избежать, ведь колодки отошли от диска. Это не так, за считанные доли секунды она вновь сомкнет колодки, и механизм заблокируется. Если скорость транспортного средства остается выше определенного уровня, она вновь вступит в работу и «отпустит» тормоза, освободив колесо. Это процесс будет происходить до тех пор, пока авто не остановится или водитель не ослабит педаль тормоза.

По поводу тормозного пути на дорогах с разным покрытием, стоит поговорить отдельно. Да, она уменьшает его на асфальтированных дорогах, колеса не скользят, а планомерно замедляются. На грунтовых дорогах или покрытых рыхлым снегом, длина торможения будет выше, чем у автомобиля без «помощника». Это обусловлено тем, что при резком нажатии на тормоз, у авто, не оборудованном АБС, колеса блокируются, и перед ними образуется препятствие в виде снега или песка (щебня, грунта и т.д.). Эта своеобразная стена под покрышкой быстрее останавливает машину. Антиблокировочная система не дает колесам блокироваться, они не «собирают» перед собой насыпь из дорожного покрытия, которое помогало бы остановиться, они продолжают свободно вращаться. В этом случае тормозной путь увеличивается. Это наглядно продемонстрировано на видео ниже.

Преимущества АБС. Итоги

В итоге мы имеем следующие преимущества от наличия АБС во время экстренного торможения и ее удивительной способности мешать тормозам заблокировать колеса:

• вам не нужно думать, как тормозить, и дозировать усилие на педали тормоза;
• вы можете изменять траекторию движения автомобиля во время экстренного торможения;
• в большинстве случаев вы останавливаете машину на минимально возможном участке дороги;
• короткий тормозной путь обеспечивает не АБС как таковая, а качественные шины и хорошее дорожное покрытие. АБС не дает удлиниться тормозному пути, но сократить и сделать его короче, чем на машине без АБС, она не может;
• вы сохраняете устойчивость и управляемость автомобиля, особенно когда под колесами справа и слева – участки дороги разной «скользкости».

В следующей статье я подробно напишу об экстренном торможении с АБС, а также без АБС, на машинах с механической и автоматической коробками передач.