Антиблокировочная система | это… Что такое Антиблокировочная система?
ABS на мотоцикле BMW
Антиблокировочная система (АБС, ABS; нем. Antiblockiersystem, англ. Anti-lock braking system) — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы — предотвращение блокировки тормозов и сохранение контроля над курсовой устойчивостью и поворачиваемостью. Тем не менее, АБС не гарантирует уменьшения тормозного пути.
В настоящее время АБС, как правило, является более сложной электронной системой торможения, которая может включать в себя противобуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости, а также систему помощи при экстренном торможении.
АБС устанавливается на легковых и грузовых автомобилях, мотоциклах, прицепах, а также на колёсном шасси самолётов. Эксперты считают, что по состоянию на 2008 год антиблокировочная система ставится на 75 % выпускаемых автомобилей[1].
Содержание
|
История
Впервые разработки в области тормозных систем начались в 1920-е годы, первые АБС предназначались для установки на шасси самолётов. Первые продукты были созданы французской компанией Avions Voisin— производителем автомобилей и авиатехники[1].
В те времена на большинстве автомобилей были механические тормоза с тросовым приводом и требовали от водителя значительной физической силы, иными словами приходилось сильно давить на педаль тормоза, вызывая тем самым блокировку колёс, что в свою очередь негативно сказывалось на управляемости автомобиля. Позже появились гидравлические тормоза c вакуумным усилителем, но и эта система не решала проблемы блокировки колёс.
В 1936 году Bosch запатентовала технологию предотвращения блокировки колёс при резком торможении. Но на практике реализовать эту идею не удалось из-за отсутствия в те годы цифровой электроники, которая позволила бы за доли секунды реагировать на блокировку колёс. Ситуация изменилась в 1960-е годы с появлением полупроводниковых технологий, которые постепенно дошли и до автомобильной промышленности. Но первые образцы АБС, появившееся в 1971 году на одной из моделей концерна General Motors оказались даже опасными, поскольку не решали проблемы заклинивания передних ведущих колёс.
Первую по-настоящему работоспособную АБС изобрели всё-таки немцы. Кроме Bosch, с 1964 года работу над созданием АБС начала компания Teldix GmbH. Её инженер Гейнц Либер разработал фундаментальные основы будущей АБС. Позже он возглавил отдел электрики и электроники концерна Daimler-Benz и в 1970 году Daimler-Benz торжественно объявил о создании первых работоспособных АБС. Система под названием «ABS 2» состояла из электронного контроллера, датчиков скорости, установленных на каждом колесе и двух или более гидравлических клапанов в тормозном контуре.
Система работала от данных о разности скоростей вращения разных колёс: если они вращались с разной скоростью, то контроллер, дозируя тормозное усилие, выравнивал скорость вращения. После этого система давала увеличить тормозное усилие[1].
Комплексные испытания этой системы выявили один существенный недостаток — ненадёжность электронных компонентов. По предложению Daimler-Benz к проекту были привлечены инженеры Bosch, которые работали независимо от Либера и приобрели огромный опыт в области автомобильной электроники.
Таким образом для работы по созданию серийной антиблокировочной системы объединились удачные идеи Либера и огромный опыт инженеров Bosch в сфере разработки и производства цифровых электронных компонентов. В середине 1970-х годов АБС начали устанавливать опционально (по желанию клиента и за дополнительную плату) на автомобили представительского класса, а с 1978 года штатно на двух немецких автомобилях — Mercedes Benz W116 (S-класс)[1] и BMW 7-й серии.
С июля 2004 года каждый новый автомобиль, продаваемый в странах Евросоюза, оборудован АБС в стандартной комплектации.
Принцип действия АБС
При движении транспортного средства пятно контакта его колёс находится в неподвижности относительно дорожного полотна, то есть на колесо действует сила трения покоя. Так как эта сила больше, чем сила трения скольжения[2], замедление при вращении колёс со скоростью, соответствующей скорости движения транспортного средства, будет эффективнее, чем замедление при проскальзывании колёс относительно дорожного полотна. Кроме того, транспортное средство, одно или несколько колёс которого находятся в скольжении, теряет управление. Грубо говоря, система предотвращает стопорение колёс и предотвращает юз при торможении, что положительно сказывается на устойчивости и управляемости транспортного средства в режиме торможения.
Устройство системы
АБС состоит из следующих основных компонентов:
- датчики скорости либо ускорения (замедления), установленные на ступицах колёс транспортного средства;
- управляющие клапаны, которые являются элементами модулятора давления, установленные в магистрали основной тормозной системы;
- блок управления, получающий сигналы от датчиков и управляющий работой клапанов.
После начала торможения АБС начинает постоянное и достаточно точное определение скорости вращения каждого колеса. В случае, если одно или несколько или даже все колёса начнут замедлять скорость своего вращения быстрее расчётной максимальной скорости замедления автомобиля (расчитывается конкретно для каждой модели на стадии разработки и корректируется при испытании на покрытии с максимальным коэффициентом трения) и учитывая показания акселерометров, то система отдаёт команду модулятору давления в тормозной магистрали, который ограничивает тормозное усилие на этих колесах. Затем, как только вращение колеса совпадёт с реальной скоростью движения (восстановится сила трения покоя), тормозное усилие восстанавливается. [источник не указан 920 дней]
Этот процесс повторяется несколько раз (или несколько десятков раз) в секунду, в 2008 году, по мнению экспертов «За рулём» средняя АБС срабатывала 20 раз в секунду[1]. Как правило работа системы приводит к заметной пульсации тормозной педали и обычно именно по этому признаку водитель может определить момент срабатывания АБС.
Тормозное усилие может ограничиваться как во всей тормозной системе одновременно (одноканальная АБС), так и в тормозной системе борта (двухканальная АБС) или даже отдельного колеса (многоканальная АБС). Одноканальные системы обеспечивают довольно эффективное замедление, но только в том случае, если условия сцепления всех колёс более или менее одинаковы. Многоканальные системы дороже и сложнее одноканальных, но имеют большую эффективность при торможении на неоднородных покрытиях, если, например, при торможении одно или несколько колёс попали на лёд, мокрый участок дороги или обочину.[источник не указан 920 дней]
В современные АБС входит система самодиагностики, которая контролирует работу всех компонентов системы по их физическим параметрам. Система самодиагностики зажигает лампу неисправности АБС на приборной панели и записывает соответствующий код неисправности в память блока управления. После определения неисправности данный компонент исключается из работы системы, или вся система перестаёт работать, а тормозная система продолжает работать.
В современных автомобилях постепенно получают распространение электрические тормозные механизмы, действующие независимо на каждом колесе. В этом случае АБС существует, в основном, как один из алгоритмов управляющего блока такой тормозной системы и не оказывает никакого влияния на педаль или рукоятку тормоза.[источник не указан 920 дней]
Эффективность работы АБС
В ряде случаев наличие АБС позволяет достичь существенно более короткого тормозного пути, чем при её отсутствии. Кроме того, АБС позволяет водителю сохранять контроль над транспортным средством во время экстренного торможения, то есть сохраняется возможность совершения достаточно резких манёвров непосредственно в процессе торможения. Сочетание двух этих факторов делает АБС очень существенным плюсом в обеспечении активной безопасности транспортных средств.
Опытный водитель может эффективно тормозить и без использования АБС, контролируя момент срыва колёс самостоятельно (наиболее часто такой приём торможения используется мотоциклистами[3]) и ослабляя усилие торможения на грани блокировки (торможение при этом получается прерывистым).
Эффективность такого торможения может быть сравнима с торможением при использовании одноканальной АБС. Многоканальные системы в любом случае имеют преимущество в том, что они могут контролировать тормозное усилие на каждом отдельном колесе, что даёт не только эффективное замедление, но и стабильность поведения транспортного средства в сложных условиях неравномерного сцепления колёс с поверхностью дороги.
Для неопытного водителя наличие АБС лучше в любом случае, поскольку позволяет экстренно тормозить интуитивно понятным способом, просто прикладывая максимальное усилие к тормозной педали или рукоятке и сохраняя при этом возможность манёвра.
В некоторых условиях работа АБС может привести к увеличению тормозного пути. Например, при использование автомобильных шин с недостаточным сцеплением с дорогой (например, при езде зимой на летних шинах). Также рыхлых поверхностях, таких как глубокий снег, песок или гравий, заблокированные при торможении колёса начинают зарываться в поверхность, что даёт дополнительное замедление.
Незаблокированные колёса тормозят в этих условиях медленнее. Для того чтобы можно было эффективно тормозить в таких условиях, АБС на некоторых моделях автомобилей делают отключаемой. Кроме того, некоторые типы АБС имеют специальный алгоритм торможения для рыхлой поверхности, который приводит к многочисленным кратковременным блокировкам колёс. Такая техника торможения позволяет достичь эффективного замедления без потери управляемости, как при полной блокировке. Тип поверхности может быть установлен водителем вручную или может определяться системой автоматически, путём анализа поведения автомобиля или при помощи специальных датчиков определения дорожного покрытия.
Система помощи при экстренном торможении
Технология «Brake Assist» впервые появилась на потребительском рынке в 1996 году на Mercedes-Benz SL-класса и S-класса. Начиная с 1998 года, компания начала внедрять эту систему во все свои модели стандартной комплектации. Вслед за Mercedes-Benz вскоре последовали такие компании, как Audi, Acura, Infiniti, BMW, Citroen, Rolls-Royce, Volkswagen, Land Rover и Volvo с собственными разработками Brake Assist.
Brake Assist — это система, помогающая водителю при торможении. Как показали исследования, заметная часть водителей в экстренной ситуации либо не нажимают на педаль тормоза полностью, либо в какой-то момент отпускают её. Из-за этого тормозной путь автомобиль получается больше, чем мог быть при полностью нажатой педали. Brake Assist выявляет экстренное торможение, доводит давление в тормозной системе до максимума и удерживает его таким до полной остановки автомобиля. Электроника, контролирующая работу Brake Assist, связана с тормозной системой и различает экстренное торможение от, например, остановки на светофоре. Допустим, на дорогу неожиданно выбежал ребенок. Вы инстинктивно жмёте на педаль тормоза, контроллер системы моментально вычисляет скорость и силу нажатия на педаль и определяет степень опасности ситуации. То есть система учитывает по сути три основных параметра: (а)Текущую скорость автомобиля;(б)Скорость нажатия педали;(в)Силу (глубину) выжима педали тормоза. Существуют и чисто гидравлические системы помощи при экстренном торможении, которые повышают давление в приводе тормозов до максимального, если скорость нажатии на педаль тормоза превышает пороговое значение.
Появление Brake Assist стало возможным только после появления АБС. Поскольку система экстренного торможения всегда увеличивает тормозную силу до максимальной, в условиях недостаточного сцепления с дорогой возможна блокировка колес и скольжение автомобиля, АБС предотвращает это.
Кроме собственных разработок Mercedes-Benz, таких как регулятор расстояния Distronic Plus, контролирующий необходимую дистанцию до впереди идущего автомобиля, существуют и другие виды Brake Assist. Компания Volvo придумала «систему безопасности в городе» (City Safety system), которая работает при скорости автомобиля до 30 км/ч. «Симбиоз» навигатора и Brake Assist предлагает Toyota, при котором система активируется в случае экстренного торможения на светофоре.[4]
Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 ABS — 30 лет на страже жизни // За рулём : журнал. — М., 2008.
- ↑ § 64. Силы трения.. Архивировано из первоисточника 27 июня 2012.
- ↑ Мотоциклы намного более подвержены блокировке колёс при торможении, кроме того, для мотоцикла блокировка колёс означает почти неизбежное падение.
- ↑ Система экстренного торможения Brake Assist. AutoRelease.ru. Архивировано из первоисточника 26 июня 2012.
См. также
- EBD
Ссылки
- Для чего нужна антиблокировочная система
- Подробное описание АБС
Антиблокировочная тормозная система — ABS
Нажимая на педаль тормоза, мы замедляем движение автомобиля. Однако, бывает нужно остановиться мгновенно, мы резко жмем на педаль, вот тогда и возникает опасность ‘юза’, т.е. скольжения заблокированных колес, при котором авто не слушается руля. В этой ситуации на помощь водителю придет система ABS.
Поговорим про устройство и как работает ABS.
Что такое АБС (Анти Блокировочная Система)?
Это ряд устройств, которые при торможении автомобиля, вне зависимости от действий водителя, предотвращают блокировку колес. Таким образом, автомобиль с ABS в экстренной остановке не только не ‘проскочит’ с невращающимися колесами вперед, не только не потеряет управление, но и не вылетит с проезжей части.
Как работает система ABS?
Почему все-таки нужно стремиться приобрести автомобиль с ABS? В экстренной ситуации, когда инстинктивно вы с силой жмете на педаль тормоза, при любых, даже самых неблагоприятных дорожных условиях, автомобиль не развернет, не уведет с заданного курса. Напротив, управляемость машины сохранится, это значит, что вы сможете объехать препятствие, а при торможении на скользком повороте избежать заноса.
Работа ABS сопровождается импульсными толчками на педали тормоза и звуком ‘трещётки’.
Об исправности системы сигнализирует световой индикатор (с надписью ‘ABS’) на приборном щитке. Индикатор загорается при включенном зажигании и гаснет через 2-3 секунды после пуска двигателя.
Следует помнить о том, что торможение автомобиля с ABS не должно быть многократным и прерывистым. Тормозную педаль необходимо удерживать нажатой со значительным усилием во время процесса торможения — система сама обеспечит наименьший тормозной путь.
На сухой дороге ABS может уменьшить тормозной путь автомобиля примерно на 20% по сравнению с тормозным путем машин с заблокированными колесами. На снегу, льду, мокром асфальте разница будет намного больше. Замечено: применение ABS способствует увеличению срока службы шин.
Специалисты считают, что наличие в автомобиле ABS создает у водителя иллюзию безопасности. АБС предотвратит блокировку тормозов и позволит сохранить контроль над курсовой устойчивостью и поворачиваемостью, но она не гарантирует уменьшения тормозного пути.
Словом, как бы ни была хороша ABS в плане улучшения активной безопасности автомобиля, главным по-прежнему остается водитель.
Проблемы эксплуатации и неисправности ABS
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.
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, вот рекомендации: нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, не желательно заводить двигатель методом ‘прикуривания’ от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве ‘донора’ собственный автомобиль и, кроме того, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе.
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 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.
Что такое антиблокировочная тормозная система (ABS)?
Что такое АБС?
ABS означает антиблокировочную тормозную систему. Это функция безопасности, которая предотвращает блокировку колес при торможении, чтобы избежать заноса.
ABS состоит из компьютерных датчиков и электромагнитных клапанов, которые контролируют скорость вращения колес. ABS определяет, когда колеса вот-вот заблокируются во время экстренного торможения, и отпускает тормозное усилие, достаточное для поддержания сцепления с дорожным покрытием.
ABS позволяет водителям сохранять больший контроль над автомобилем, изменяя тормозное давление.
Без АБС водители могут потерять управление своим транспортным средством во время заноса и потенциально перевернуться. ABS особенно важна для контроля скорости вращения колес на рыхлом гравии или скользких поверхностях. Однако ABS не обязательно сокращает тормозной путь автомобиля. На большинстве поверхностей автомобиль, оборудованный ABS, скорее всего, остановится быстрее, чем автомобиль без нее. Но на скользких поверхностях ABS, активируемая при резком торможении, может увеличить тормозной путь, позволяя водителям сохранить контроль над автомобилем.
Обзор работы ABS
До появления антиблокировочной системы водителей учили «прокачивать тормоза», когда они начинают заносить на скользкой дороге. Сегодня ABS делает это за водителей, только быстрее и точнее.
АБС состоит из датчиков скорости вращения колес, электронного блока управления (ЭБУ) , клапанов и насоса.
Система основана на датчиках, которые постоянно контролируют скорость вращения колес автомобиля.
Датчики отправляют данные в ЭБУ. Контроллер ABS всегда следит за быстрым торможением, ранним сигналом блокировки колес.
Когда контроллер ABS обнаруживает резкое замедление или аварийную остановку, он использует клапан в тормозной магистрали для снижения давления на колесо. Это вызывает ускорение.
Затем контроллер будет использовать насос для повторного увеличения давления до тех пор, пока колесо снова не замедлится. Однако из-за ABS шина замедляется с той же скоростью, что и автомобиль.
Когда антиблокировочная система тормозов работает, водители чувствуют пульсацию педали тормоза. Это быстрое открытие и закрытие клапанов — или «прокачка» тормозов.
Типы ABS
Существует три основных типа антиблокировочных тормозных систем.
Четыре канала, четыре датчика ABS . Эта система имеет отдельный датчик скорости и клапан на всех четырех колесах. Она считается лучшей системой, поскольку контролирует отдельные колеса, обеспечивая максимальное тормозное усилие. ABS будет пульсировать только на том единственном колесе, которое вот-вот заблокируется, давая водителям лучший контроль тяги.
Три канала, три датчика ABS . Эта установка встречается на пикапах с четырехколесной АБС. В этой системе оба передних колеса имеют индивидуальные клапаны и датчики скорости. Задние колеса имеют общий клапан и один датчик скорости на задней оси. Поскольку задние колеса контролируются вместе, оба колеса должны заблокироваться, чтобы сработала система ABS.
Один канал, один датчик ABS . Эта система имеет один клапан и один датчик скорости для контроля всех четырех колес и расположена на задней оси. Обычно он встречается на пикапах с ABS на задних колесах.
Федеральный мандат США требует, чтобы все новые автомобили и минивэны, выпущенные в 2012 году или позже, были оснащены ABS на четырех колесах. Чтобы определить, есть ли в вашем автомобиле АБС, обратитесь к руководству по эксплуатации или найдите индикатор АБС на приборной панели.
Лаборатория автомобильной электроники Clemson: Антиблокировочные тормозные системы
Антиблокировочная система тормозов
|
Тогда впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми, чтобы удерживать это давление и обеспечивать достаточный тормозной момент для колесных тормозных цилиндров. Как только блок управления обнаруживает чрезмерную пробуксовку колеса, открывается соответствующий выпускной клапан, чтобы сбросить давление в аккумуляторе (D) и предотвратить возможную блокировку колеса. Избыток тормозной жидкости возвращается в главный цилиндр через возвратный насос (Е). После того, как проскальзывание колеса приходит в норму, соленоиды клапанов обесточиваются и гидромодулятор возобновляет штатный процесс торможения.
Таким образом, автомобиль поддерживает максимальное замедление без полной потери управляемости.