Антиблокировочная система ABS (АБС) – это система, которая не позволяет колесам полностью блокироваться при экстренном торможении. Данное решение является одной из первых электронных систем активной безопасности, которые стали повсеместно устанавливать на автомобили.
Сегодня такая система является неотъемлемой частью практически любого современного авто, причем даже в бюджетном сегменте. Также в развитых странах обязательное наличие АБС в автомобиле закреплено на законодательном уровне.
При этом многие водители знают, что машина имеет данную систему, однако не до конца понимают, что такое ABS и как работает данное решение. В этой статье мы рассмотрим, как устроена ABS, что это такое, а также какие функции выполняет такая система и почему важно следить за исправностью АБС в автомобиле.
Что такое АБС в автомобиле простыми словами
ABS на английском языке означает Anti-Lock Breaking System. Это система безопасности, предназначенная для выполнения 3 основных задач:
- предотвращает блокировку колес при торможении;
- обеспечивает тягу на поворотах при нажатии на педаль тормоза;
- уменьшает тормозной путь.
ABS наиболее эффективна при прохождении поворотов в сложных дорожных условиях (например, при сильном дожде или снегопаде). Система разработана таким образом, чтобы исключить необходимость так называемого импульсного торможения и распределить тормозное усилие в тормозной системе так, чтобы ни одно колесо не блокировалось.
Поэтому она способна поддерживать степень проскальзывания каждого колеса в пределах от 10 до 40% (полная блокировка происходит при 100%-ной степени проскальзывания): только в этом случае водитель может скорректировать траекторию, если ему придется нажать на педаль тормоза в повороте. Постоянный контроль сцепления с дорогой также полезен при торможении на прямой дороге. Блокировка колес на сухом асфальте приведет к повреждению шины, а на мокром – к увеличению тормозного пути почти в два раза.
Автомобиль с заблокированными колесами на повороте скользит прямо. ABS предназначена для предотвращения этого и поддержания оптимального уровня проскальзывания каждого колеса (10-40%), давая водителю возможность скорректировать траекторию движения.
ABS – это настолько популярная техническая новинка, что о ней слышал практически каждый водитель. Неудивительно: она начала внедряться еще до Второй мировой войны, а в самолетах ее стали использовать в 1950-х годах. В качестве стандартного оборудования в легковом автомобиле она впервые появилась в 1978 году на борту Mercedes W116, а 3 года спустя – в грузовиках немецкой марки. Затем она стала использоваться на мотоциклах и автобусах, а позднее АБС стали оснащать и остальные автомобили.
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.
Для чего нужна АБС и его схема
Многие автовладельцы, хоть и слышали об этой системе, не представляют, как работает АБС на автомобиле. На каждом колесе расположен датчик, который передает контроллеру информацию о текущей скорости вращения колеса. Современная система ABS состоит из следующих компонентов:
- модулятор давления с электронным контроллером и регулирующими давление клапанами (ранее модуляторы и контроллеры были отдельными компонентами);
- датчики скорости вращения колес (по одному на каждое колесо).
Датчики, установленные на ступицах колес, постоянно контролируют проскальзывание каждого колеса и немедленно информируют блок управления ABS, если есть тенденция к блокировке. С помощью модулятора он распределяет давление от главного цилиндра таким образом, чтобы поддерживать движение колеса. Этот элемент уменьшает давление при увеличении проскальзывания колеса и снова увеличивает его при восстановлении сцепления. Водитель воспринимает работу ABS по характерной вибрации педали тормоза. Ни в коем случае не ослабляйте давление в этот момент, наоборот, его следует увеличить, чтобы использовать потенциал ABS.
Насколько эффективны антиблокировочные тормоза?
Не нужно быть гением, чтобы прийти к выводу, что если авиационная промышленность и производители автомобилей приняли на вооружение АБС, это, вероятно, хорошо. Тот факт, что это обязательная функция на всех продаваемых новых автомобилях, указывает на то, что правительство и другие регулирующие органы доверяют системе.
Вот четыре преимущества ABS:
- Автомобили, оснащенные АБС, с меньшей вероятностью попадут в аварию со смертельным исходом.
- ABS снижает вероятность лобового столкновения на мокрой и сухой дороге
- Автомобили с АБС редко сходят с дороги.
- В аварийной ситуации автомобиль с АБС имеет тенденцию обеспечивать сохранение рулевого управления, чем автомобиль без АБС.
Почему горит АБС
Можно выделить несколько причин, по которым загорелась лампочка ABS:
- повреждение проводов;
- попадание грязи в датчики ABS, их отключение или поломка;
- дефект зубчатого венца, расположенного на колесной ступице.
Иногда причина кроется в том, что в автомобиле не функционирует должным образом электроблок, предназначенный для удобного контроля над системой.
Результативность торможения
Система АБС не только сокращает тормозной путь, но и обеспечивает максимальный контроль над транспортным средством. По сравнению с автомобилем, не оснащенным данной системой, транспорт с ABS однозначно будет более эффективно тормозить. Это доказывать не нужно. Помимо меньшего тормозного пути в такой машине более равномерно будут изнашиваться покрышки, так как тормозные усилия распределяются равномерно на все колеса.
Особенно по достоинству оценят данную систему водители, которые часто ездят по дорогам с нестабильным покрытием, например, когда асфальт мокрый или скользкий. Хотя ни одна система не способна полностью устранить все ошибки водители защитить от экстренной ситуации (внимательность и предусмотрительность водителя никто не отменял), тормоза с АБС делают транспортное средство более предсказуемым и управляемым.
Учитывая высокую результативность торможения, многие специалисты рекомендуют новичкам привыкать к езде на транспорте с системой ABS, что повысит безопасность на дороге. Конечно, если водитель будет нарушать правила обгона и скоростные режимы, система АБС не сможет предотвратить последствия таких нарушений. Например, какой бы эффективной ни была система, она бесполезна, если водитель не переобул машину на зиму, и продолжает ездить на летних шинах.
Принцип работы АБС на автомобиле
Разобраться в принципе работы АБС на автомобиле несложно. Важную роль в тормозной системе играет жидкость. Именно с ее помощью усилие передается на тормозные колодки. Чем сильнее вы нажимаете на педаль тормоза, тем большее давление оказывает жидкость на колодки, увеличивая тормозное усилие. Для предотвращения блокировки колес ABS регулирует давление тормозной жидкости. Если во время торможения на контроллер поступает сигнал от хотя бы одного из колес о том, что его скорость уменьшилась, то ABS снижает давление в тормозной системе для этого колеса. Когда колеса начинают вращаться с соответствующей скоростью, ABS увеличивает тормозное усилие, позволяя сохранить 10-30-процентное скольжение.
Основная функция ABS заключается в поддержании адекватной степени импульсного торможения, когда одно колесо теряет сцепление с дорогой. Это позволяет автомобилю поддерживать достаточный уровень управляемости. Во время торможения ABS контролирует вращение колес. Если тормоз нажат достаточно сильно, чтобы одно колесо вращалось медленнее других, давление в системе этого колеса уменьшается до тех пор, пока оно снова не начнет вращаться.
Скорость вращения всех колес измеряется системой ABS, которая не вмешивается в работу тормозной системы до тех пор, пока не получит сигнал о том, что водитель нажал на тормоз. При нажатии на тормоз система ABS обнаруживает пробуксовку и с помощью электромагнитных клапанов модулирует давление в контуре конкретного колеса или колес.
ABS довольно сильно влияет на остановочный путь, хотя и не всегда. Тесты показывают, что автомобили с ABS могут остановиться на несколько десятков метров быстрее, чем автомобили без нее. Этого результата можно достичь, следуя определенным принципам работы.
Во-первых, при торможении в сложных условиях приложите как можно больше усилий к педали тормоза и удерживайте ее до остановки автомобиля. Импульсное торможение не рекомендуется – оно нарушает плавность работы всей системы и увеличивает тормозной путь. Во-вторых, если вы приближаетесь к препятствию при торможении, проезжайте его с включенным тормозом. Это повышает контроль над автомобилем и предотвращает блокировку колес.
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.
Как проверить АБС на автомобиле
Существуют различные инструкции по проверке датчика АБС. Первым признаком того, что с вашим автомобилем что-то не так, является мигание контрольной лампы ABS. В зависимости от модели автомобиля индикатор может быть оранжевым или красным. Если мы заводим автомобиль, он должен загореться на мгновение, а после запуска двигателя погаснуть. Это означает, что все в порядке. Хуже, когда лампочка перестает гореть или не гаснет. Отсутствие светового сигнала может иметь банальную причину, которая заключается в перегоревшей лампочке.
Но мы никогда не знаем, может быть, проблема сложнее, произошел отказ тормозной системы. Система управления автомобиля может быть повреждена. Одним из признаков наличия проблемы будет включение и выключение индикаторной лампочки. Обычно поломка тормозной системы не означает, что автомобиль вообще не будет тормозить. Это говорит лишь о том, что при резком торможении система не будет помогать водителю.
Мы можем почувствовать это при резком торможении на скользкой поверхности, важно не паниковать в этот момент. Это кажется опасной ситуацией, потому что мы привыкли, что наш интеллектуальный автомобиль сам себе помогает и не блокирует колесо. Большинство отказов и неисправностей связаны с одним из датчиков. Ремонт АБС автомобиля и замена этой системы не вызывают сложностей и не занимают много времени, да и стоят недорого. На некоторых (старых) моделях мы можем сами проверить работу тормозной системы.
Под консолью есть ящик, в котором находится система. Из коробки выходят четыре кабеля, два из которых идут от передних колес и два — от задних. На проводах при работающем двигателе нужно проверить сопротивление с помощью омметра. В правильно функционирующем кабеле оно должно составлять 1000 Ом. Если показатель отличается, лучше записаться на сервис. Метод работает практически для всех моделей, а если у вас нет соответствующего оборудования, стоит сразу поехать на станцию техобслуживания.
Подключение к компьютеру занимает некоторое время, но благодаря этому мы выясним, неисправен ли датчик или один из кабелей. Об этом стоит позаботиться, особенно зимой, когда хорошо функционирующая система усилителя тормозов имеет особенно важное значение. Отсутствие помощи при движении также ускоряет износ зимних шин.
Какие бывают неисправности
Что касается надежности антиблокировочной системы, то это одна из самых надежных систем автомобиля. Ее элементы редко когда выходят из строя, а связано чаще всего это с нарушением правил эксплуатации и обслуживания. Все электронные части надежно защищены от перегрузок предохранителями и реле, поэтому блок управления не даст сбоя.
Самые распространенные неисправности системы – выход из строя датчиков колес, так как они расположены в таких местах, в которых крайне сложно исключить попадание на них воды, пыли или грязи. Если подшипник ступицы сильно люфтит, то датчики будут работать со сбоями.
Другие неполадки уже связаны больше с сопутствующими системами автомобиля. Примером тому является снижение напряжения в электрической сети машины. В этом случае ABS отключится из-за сработавшего реле. Та же проблема может наблюдаться при скачках напряжения в сети.
Если антиблокировчная система самостоятельно отключилась, не стоит паниковать – машина просто будет себя вести, как если бы в ней не было АБС.
Ремонт и обслуживание тормозной системы авто с ABS имеет свои особенности. Например, прежде чем менять тормозную жидкость, необходимо при выключенном зажигании несколько раз нажать на тормоз и отпустить (около 20 раз). Это сбросит давление в аккумуляторе гидроблока. О том, как правильно заменить тормозную жидкость и затем прокачать систему, читайте в отдельной статье.
О неисправности АБС водитель сразу узнает по соответствующему сигналу на приборной панели. Если сигнальная лампочка то загорится, то погаснет – следует обратить внимание на контакт датчиков колес. Скорее всего, из-за потери контакта блок управления не получает сигнал от этих элементов, и сигнализирует о неисправности.
Как часто проводить диагностику АБС автомобиля
Как вы понимаете, очень важно, чтобы каждый датчик работал правильно и передавал данные в главный блок системы ABS. Чтобы система работала правильно, необходимо постоянно проводить диагностику ABS, при которой первым делом проверяются датчики.
Проблемы с датчиком очень разные, самые распространенные: неправильно переданный импульс или прерывание сигнала от датчика к прибору. После этого система перестает выполнять заданные функции, поэтому при нажатии на педаль тормоза колеса блокируются. Если индикатор на панели загорается, немедленно обратитесь в сервисный центр.
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.
Можно ли отключить АБС на автомобиле
Стоит знать, что месторасположение блока предохранителей может быть различным. Иногда их можно обнаружить под капотом, в других случаях они оказываются в салоне. Иногда разные предохранители присутствуют в одном и том же автомобиле в разных местах. В этом случае стоит осуществлять отключение через тот компонент, который расположен в салоне.
Кроме того, учтите, что отключение АБС может негативно повлиять на отдельные узлы машины. В любом случае отключение этой системы должно рассматриваться как временная мера. Самый доступный способ отключения АБС – выдернуть соответствующий предохранитель из блока.
Преимущества и недостатки системы
Много о преимуществах антиблокировочной системы не придется говорить, так как основное ее достоинство – в стабилизации автомобиля в случае проскальзывания колес во время торможения. Вот какие преимущества есть у автомобиля с такой системой:
- Во время дождя или на гололеде (скользкий асфальт) машина показывает большую стабильность и управляемость;
- При выполнении маневра можно активно пользоваться тормозами для лучшего отклика рулевого управления;
- На гладкой поверхности длина тормозного пути меньше, чем у машины без АБС.
Один из недостатков системы – она плохо справляется с мягким дорожным покрытием. В этом случае тормозной путь будет меньшим, если колеса заблокируются. Хотя последние модификации ABS уже учитывают особенности грунта (на селекторе трансмиссии выбирается соответствующий режим), и подстраиваются под данную дорожную ситуацию.
Дополнительно о принципе работы АБС и ее преимуществах рассказывается в следующем видео:
Приницип работы ABS
Полезна ли ABS?
Прежде всего, ABS работает молниеносно. Благодаря бдительным датчикам она постоянно контролирует скорость вращения всех колес и немедленно реагирует на увеличение заноса. Это позволяет безопасно проходить сложные повороты, а на прямой дороге (также сухой, с разной степенью сцепления) значительно уменьшает тормозной путь. Некоторые эксперты подсчитали, что автомобиль без ABS будет тормозить на мокром асфальте на 45 м дальше, чем автомобиль с ABS! При отсутствии осадков различия находятся в пределах нескольких метров.
В некоторых ситуациях ABS увеличивает тормозной путь, например, при наличии рыхлого слоя (снег, песок, листья) на поверхности с хорошим сцеплением. На автомобиле без АБС заблокированные колеса прорываются через рыхлый слой и происходит увеличение тормозного усилия, если система работает, автомобиль находится на слое с меньшим сцеплением дольше.
Уменьшит ли АБС тормозной путь при аварийной остановке?
Распространенное заблуждение, что ABS помогает сократить тормозной путь. Он не для этого предназначен. Вместо этого он снижает вероятность заноса даже при выполнении чрезмерных маневров уклонения.
«АБС должна обеспечивать сохранение рулевого управления, но не следует предполагать, что автомобиль с АБС остановится на более коротком расстоянии».
Во всяком случае, прерывистое нажатие и ослабление тормозов могло действительно увеличить тормозной путь. Поэтому очень важно соблюдать дистанцию до идущих впереди автомобилей и соблюдать ограничения скорости.
