Система ABS автомобиля

Принцип работы АБС

Условно работа антиблокировочной системы делится на 3 этапа:

1. Блокировка колес – эбу посылает сигнал для активации системы;
2. Срабатывание исполнительного устройства – гидравлический блок меняет давление в системе, что приводит к разблокировке колес;
3. Деактивация системы при восстановлении вращения колес.

Стоит учесть, что весь процесс контролируется алгоритмами, заложенными в программное обеспечение блока управления. Надежность системы заключается в том, что ее срабатывание происходит еще перед тем, как колеса потеряют сцепление с дорогой. Аналог, который работает только на основе данных о вращении колес, имел бы более простое устройство и принцип действия. Однако такая система работала бы ничем не лучше первых разработок Габриеля Вуазена.

По этой причине АБС реагирует не на изменение скорости вращения колес, а на силу нажатия педали тормоза. Другими словами, система срабатывает заранее, как бы предупреждая возможный занос, определяя как скорость вращения колес, так и силу нажатия на педаль. Блок управления рассчитывает возможное скольжение, и активирует исполнительное устройство.

Срабатывает система по следующему принципу. Как только возникает экстренная ситуация (водитель резко нажал на педаль тормоза, но колеса еще не заблокировались), гидромодулятор получает от блока управления сигнал и перекрывает два клапана (на впуске и на выпуске). Благодаря этому давление в магистрали стабилизируется.

Затем исполнительное устройство выполняет пульсацию тормозной жидкости. В этом режиме гидромодулятор может либо обеспечить медленное проворачивание колеса, либо самостоятельно повышать/понижать давление тормозной жидкости. Эти процессы зависят от модификации системы.

Когда срабатывает АБС, водитель сразу это почувствует по частой пульсации, которая передается также и на педаль. О том, активна ли система или нет, можно узнать по ласпочке на кнопке активации. Сам принцип работы системы повторяет навык опытных автомобилистов, только делает это намного быстрее – около 20 раз за секунду.

В чем секрет работы ABS

Важно знать по какому принципу работает АБС, ведь она имеет тесную связь с системой управления, а это значит, что соответственно и с уровнем безопасности автоводителя и пассажира. Итак, основная идея работы системы состоит в том, что когда водитель жмет педаль тормоза, происходит мгновенный контроль, а также на колеса перераспределяется тормозное усилие

Посредством этого, автомашина управляема в любых условиях, и достигается эффект снижения скорости. Однако нельзя полагаться только на различные дополнительные системы потому, что водителю следует освоить собственный автомобиль – длину тормозного пути и поведение в экстренных ситуациях. Рекомендуется протестировать способности автомобиля на специализированных автодромах, для того, чтобы в будущем предотвратить щекотливые ситуации на дороге.

Еще существуют некоторые особенности работы АБС. Например, когда шофер решил прекратить движение автомашины, оснащенной системой ABS, то при нажатии педали тормоза ощущается легкая вибрация на педали, и может слышатся сопровождающий звук похожий на «трещотку». Вибрация и звук – это признак того, что система заработала. Тем временем датчики выполняют считывание показателей скорости, а блок управления обеспечивает контроль давления внутри тормозных цилиндров. Таким образом, не позволяет блокировку колес, а притормаживает быстрыми рывками. Благодаря этому, обороты автомобиля падают, и при этом не идет в занос, что позволяет управлять транспортным средством до самой остановки. Даже при скользкой дороге, с системой ABS, водителю необходимо только держать под контролем направление автомобиля. Такое идеальное и управляемое торможение возможно только благодаря системе АБС.

Следует подчеркнуть следующие этапы действия:

1. Сбрасывание давления в тормозном цилиндре.
2. Поддержка беспрерывного давления в цилиндре.
3. Увеличение давления до соответствующего уровня в самом тормозном цилиндре.

Контролирование, а также рабочие процессы системы торможения автомашины выполняются в согласии с информацией, которая поступила на блок управления АБС от скоростных датчиков.

При процессе торможения, ABS расшифровывает информацию с датчиков частоты вращения колес, благодаря которой равномерно падает скорость транспортного средства. В случае остановки любого колеса, сигнал моментально отправляется с датчиков скорости к блоку управления. Приняв такой сигнал, модуль управления снимает блокировку благодаря активации выпускного клапана, который блокирует вход жидкого вещества в колесный тормозной цилиндр. В этот момент насос возвращает жидкость в гидроаккумулятор. Когда обороты колеса увеличатся до допустимой скорости, то блок управления даст команду прикрыть выпускной и открыть впускной клапан. После этого запускается насос, который будет нагнетать давление в тормозной цилиндр, в результате чего колесо будет дальше притормаживать. Эти процессы осуществляются мгновенно, и длятся до окончательной остановки транспортного средства.

Обсуждаемая суть работы АБС, представляет самую новую четырехканальную систему, в которой происходит контроль всех колес транспортного средства.

Типы антиблокировочных систем

Благодаря усовершенствованию систем активной безопасности на рынке автозапчастей можно найти четыре варианта ABS:

• Одноканальный. Сигнал к блоку управления и обратно одновременно подается по единой проводной магистрали. Чаще всего ею оснащаются переднеприводные машины, и то только на ведущие колеса. Такая система срабатывает независимо от того, какое колесо заблокировалось. Данная модификация имеет один клапан на входе гидромодулятора и один на выходе. Также в ней используется один датчик. Эта модификация самая неэффективная;
• Двухканальный. В таких модификациях используется так называемая бортовая система. В ней управление правой стороной производится отдельно от левой. Данная модификация зарекомендовала себя неплохой надежностью, так как при возникновении экстренной ситуации машину сносит на обочину. В этом случае колеса правого и левого борта оказываются на разной поверхности, поэтому и АБС должна подавать разные сигналы на исполнительные устройства;
• Трехканальный. Эту модификацию можно смело назвать гибридом первой и второй. В таких АБС задние тормозные колодки управляются по одному каналу, как в первом случае, а передние колеса работают по принципу бортовой АБС;
• Четырехканальный. На сегодняшний день это самая эффективная модификация. В ней для каждого колеса предусмотрен индивидуальный датчик и гидромодулятор. ЭБУ контролирует вращение каждого колеса, благодаря чему обеспечивается максимальное сцепление с дорогой.

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.

Особенности управления автомобилем с АБС

Какой бы надежной ни была тормозная система в автомобиле, она не исключает необходимость во внимательности водителя. Антиблокировочная система имеет свои особенности. Если их не учитывать, то авто может потерять стабильность. Вот основные правила в экстренных ситуациях:

1. Если автомобиль оснащен простой АБС, то чтобы она активировалась, нужно резко нажать педаль тормоза. Некоторые современные модели оснащаются ассистентом торможения. В этом случае блок управления определяет возможность потери сцепления с дорогой и включает этого помощника. Даже при несильном нажатии на педаль система активируется и самостоятельно повысит давление в магистрали до нужного параметра;
2. Как уже было сказано, при активации системы, педаль тормоза пульсирует. Неопытный водитель сразу думает, что с автомобилем что-то случилось и решает отпустить тормоз;
3. При движении на шипованной резине АБС лучше отключить, так как шипы в покрышках имеют свою эффективность как раз тогда, когда колесо блокируется;
4. Во время передвижения по рыхлому снегу, песку, гравию и т.п. АБС также скорее бесполезна, чем помогает. Дело в том, что заблокированное колесо перед собой собирает небольшой бугор из материала, из которого состоит дорога. Тем самым создается дополнительное сопротивление скольжению. Если колесо будет проворачиваться, такого эффекта не будет;
5. Также система АБС может неадекватно срабатывать при быстрой езде по неровной поверхности. Даже при незначительном торможении колесо, оказавшееся в воздухе, быстро остановится, что будет провоцировать блок управления активировать устройство, когда этого не требуется;
6. Если АБС включена, то при выполнении маневра следует использовать и тормоза. В обычном автомобиле это лишь спровоцирует занос или недостаточную поворачиваемость. Однако машина с АБС более охотно слушается руля при активной системе антиблокировки.

Как правильно управлять машиной с АБС?

По анализу собранной выше информации, можно сделать вывод: «на АБС надейся, но и сам не плошай», поэтому давайте приведем несколько полезных рекомендаций по эксплуатации машины с подобной системой:

В машинах с АБС, в нештатных ситуациях, где требуется экстренное снижение скорости или остановка, тормозить нужно резким, уверенным движением, утапливая педаль «в пол». АБС моментально отреагирует, и вы удержите управление автомобилем в своих руках. Но! При подъеме в горку тормозить резко нельзя – нажимайте на тормоз плавно и спокойно, без рывков, не допуская срабатывания АБС. Иначе вы рискуете скатиться вниз, и вызвать при этом аварию. Если скатывание началось, то используйте ручной тормоз. Перед тем как затормозить на механике не забывайте выжимать педаль сцепления одновременно с тормозом. Зафиксировать их следует в таком положении до момента полной остановки автомобиля

Соблюдайте осторожность на скользких спусках, плохой дороге, учитывая недостатки данной системы. Во избежание потери устойчивости автомобиля во время движения старайтесь придерживаться средних оборотов двигателя

Не превышайте их, особенно, при движении по пересеченной местности или в плохих дорожных условиях. Для начинающего водителя проще всего ориентироваться именно по тахометру. При этом газ добавляйте плавно, понемногу. Соблюдайте скоростной режим, и не забывайте – в любой машине все в итоге зависит от водителя. Начинающим и неопытным автомобилистам стоит начать с регулярных тренировок и изучения особенностей своей тормозной системы и своего автомобиля в целом.

Особенности работы системы

АБС устанавливается на тормозную систему и вносит свои коррективы в ее работу. По самому названию можно понять, что в ее задачу входит предотвращение блокировки колес во время торможения.

Особенность колес авто заключается в том, что сила трения качения у них выше, чем трения скольжения. То есть, колесо, которое катится, лучше сцепляется с поверхностью дороги, чем скользящее по полотну, что происходит в случае его полной блокировки. В ее результате тормозной путь машины увеличивается.

Также скольжение колеса далеко не всегда происходит в прямолинейном направлении, поскольку боковые силы могут преобладать над продольными, из-за чего траектория перемещения такого колеса меняется. Итогом этого является непредсказуемое и неконтролируемое движение машины.

Но если создать на тормозном механизме усилие, которое максимально будет замедлять скорость вращения, но не блокируя его (удерживает на грани), то тормозной путь сократиться и авто не потеряет управляемость.

В машинах без этой системы опытные водители для получения максимального эффекта при торможении пользуются методом многократного нажима на педаль (прерывистого торможения). Чтобы колеса не получились заблокированными, водитель при торможении нажимает на педаль, затем отпускает и так повторяет многократно.

Суть этого метода очень проста – поймать момент на тормозных механизмах, когда они максимально замедляют колеса без срыва их в блокировку, но это не всегда возможно, особенно на если колеса движутся по разной поверхности.

Прерывистое торможение (нажал-отпустил) не дает полностью заблокировать колеса, поскольку водитель просто периодически послабляет усилие на механизме тормозов. Этот же принцип использует и АБС.

КАБИНЕТ ТЕРАПЕВТА

У ABS есть лампа-индикатор отказа. Предусмотрено и считывание кодов неисправностей. Можно также отслеживать параметры элементов и управлять некоторыми из них — например, клапанами и насосом модуля ABS. Лучше всего использовать дилерское диагностическое оборудование. Система достаточно надежна и включает в себя не слишком много элементов. Большая часть неисправностей ABS связана с внешними воздействиями.

Ошибки модуля управления.

Чаще всего это внутренние электронные неисправности модуля. Иногда такие ошибки носят случайный характер, то есть после удаления больше не возникают. Если же ошибки не удаляются или возникают повторно, модуль управления подлежит замене: ремонт не предусмотрен.

Ошибки датчиков скорости колес.

Другие типы ошибок.

Модуль ABS связан по CAN-шине с другими модулями управления. Часть ошибок может иметь отношение к самой цепи связи. К ABS относится и датчик педали тормоза. Иногда лампу ошибки зажигают другие модули. Либо она реагирует на неисправности, даже не связанные напрямую с ABS.

ABS – это антиблокировочная система тормозов. Из названия сразу становится понятным ее предназначение. Но как же она работает?

Для чего нужна ABS

Каждый водитель знает, что во время торможения рано или поздно может наступить момент, когда колеса перестают вращаться и автомобиль начинает идти юзом. Такая ситуация опасна тем, что машина становится неуправляемой. Колеса, которые не вращаются, даже если их повернуть рулем, не смогут изменить траекторию движения автомобиля.

Блокировка колеса возникает тогда, когда сила торможения превышает коэффициент сцепления шины с дорогой. Этот момент возникает каждый раз в разное время и на льду наступит гораздо раньше, чем на сухом асфальте. Поэтому торможение во время гололеда (да еще экстренное!) превращается в весьма сложное задание.

Чтобы облегчить вождение автомобиля в сложных погодных условиях, была разработана антиблокировочная система тормозов.

Как работает ABS

Принцип работы антиблокировочной системы весьма прост – она способна обнаруживать блокировку одного или нескольких колес и, когда это происходит, «отключает» тормоза. Это равносильно тому, как если бы Вы отпустили педаль тормоза. Когда колесо снова начинает вращаться, ABS регистрирует начало вращения и вновь «включает» торможение…

Главная «фишка» всех этих действий в том, что ABS отключает и включает тормоза до 30 раз в секунду! Во время работы системы педаль тормоза дрожит под ногой, а на некоторых автомобилях слышно стрекотание работающих клапанов. При этом колеса продолжают вращаться, автомобиль не теряет управление, а торможение происходит с максимальной эффективностью.

Устройство ABS

Антиблокировочная система тормозов имеет в своем составе весьма скромное количество крупных модулей. В их число входят датчики вращения колес, блок клапанов и управляющий блок. Все.

Датчики вращения служат для определения вращения колеса. Если вращения нет, но автомобиль движется, значит, колесо заблокировано. Сигнал с датчика приходит в управляющий блок, а он включает соответствующий клапан. Клапан перекрывает соответствующую тормозную магистраль, отключая тем самым тормоза. Соответственно, когда колесо начинает вращаться, сигнал идет по той же цепочке, но команда от управляющего блока отключает клапан. Подача тормозной жидкости возобновляется и торможение продолжается.

Антиблокировочные системы делятся на три вида:

1) Одноканальные. Простейшие ABS, способные управлять блокировкой и торможением только на всех колесах сразу. Малоэффективны в случаях, когда колеса разных бортов едут по разным покрытиям (классическая ситуация: под левыми колесами асфальт, а под правыми – лед).

2) Двухканальные. Работают с двумя тормозными контурами по отдельности. Если контуры распределены по бортам, то вращение колес будет регулироваться более эффективно, чем при одноканальной ABS

3) Многоканальные. Воздействуют на каждое колесо индивидуально. Такие ABS наиболее эффективны, поскольку способны управлять любым колесом именно так, как нужно в данный момент времени. Торможение будет отличным, даже если под всеми колесами будут совершенно разные покрытия.

Управляющий блок ABS имеет встроенную систему самодиагностики. Опрос датчиков и определение работоспособности системы обязательно происходит после включения зажигания. В это время на панели приборов обязан светиться специальный указатель. После нескольких секунд он так же обязан погаснуть. Если указатель продолжает светиться, значит, в ABS присутствует неисправность. Эксплуатировать автомобиль с неработающей антиблокировочной системой крайне нежелательно – нужно провести диагностику и ремонт.

Поколения и виды

Современная система, устанавливаемая на авто, — четырехканальная. Она включает в себя по два клапана на каждое колесо, а также по одному аккумулятору давления и амортизационной камере на контур (а их – два).

В целом, эта система уже насчитывает 5 поколений. Первая из них появилась в 1978 году, вторая пришла ей на смену в 1980 году и устанавливалась она вплоть до 1995 года, после чего 2-е поколение вытеснило 3-е. Современное 4-е поколение системы появилось в 2003 году, а сейчас применяется 5-е поколение, которое продолжает использоваться до сих пор.

Что касается конструктивных особенностей, то четырехканальная система — самая последняя и технологически совершенная. Но ей предшествовали:

• одноканальная система (в ней использовалось всего два клапана, которыми регулировалось давление во всех магистралях одновременно. Примечательно, что в одноканальном типе система обычно вносила коррективы только в механизмах ведущей оси, то есть, АБС работала только с двумя колесами);
• двухканальная (в этом типе АБС тормозные механизмы разделили по бортам, для каждого из которых предусмотрены свой комплект клапанов. То есть, один канал объединял в себе механизмы переднего и заднего колес одной стороны);
• Трехканальная (в ней для колес задней оси предусматривался один комплект клапанов, а передние оснащались каждый своим каналом).

Сейчас эти три типа системы ABS встречаются только разве что на старых авто.

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

Достоинства и недостатки

К другим достоинствам этой системы также относятся:

• сохранение траектории движения во время торможения при входе в поворот;
• при торможении допускается маневрирование;
• удобство для начинающих водителей.

Но АБС не идеальна. При определенных условиях эта система может некорректно функционировать и допускать ошибки. А это сказывается на эффективности торможения и может несколько дезориентировать водителя.

Такими условиями являются:

• дорога с проблемным покрытием;
• песок;
• лед;
• покрытие с ухабами, «гребенка».

В общем, АБС отлично работает только на ровной дороге с хорошим сцеплением колес с полотном. В иных случаях система ABS может допустить ошибки.

К примеру, на проблемной трассе с часто чередующимся покрытием (асфальт меняется со щебенкой или иным насыпным материалом) система не сможет подобрать оптимальное усилие на механизмах, из-за чего тормозной путь увеличивается.

При слете с дороги АБС также не «помощник». Здесь блокировка – лучшее средство для максимально быстрой остановки авто.

К особенностям антиблокировочной системы можно отнести также некоторое опоздание включения в работу при движении на высоких скоростях (свыше 130 км/ч). Просто блоку управления при таких условиях нужно некоторое время, чтобы произвести расчеты и задействовать гидроблок.

На малых же скоростях (10-15 км/ч) система и вовсе отключается. Если это остановка на ровном покрытии, то отключение АБС никак не сказывается, а вот при торможении на спуске деактивация системы может оказать негативное влияние.

Отметим, что отключение АБС – условное понятие, поскольку система работает постоянно и выключить ее невозможно. Здесь деактивацию следует понимать, как переход в «ждущий режим». То есть она снова активизируется и начнет выполнять свою функцию при последующем нажатии на педаль тормоза. Единственное, когда она не включится – это торможение при движении на малых скоростях.