Антиблокировочная тормозная система ABS

Антиблокировочная тормозная система (ABS) — это электрогидравлическая система активной безопасности, которая поддерживает управляемость и устойчивость автомобиля при торможении, предотвращая блокировку колес. ABS особенно эффективна на дорогах с низким коэффициентом сцепления и в плохих погодных условиях (снег, лед, дождь). ABS означает антиблокировочная тормозная система. Давайте посмотрим, как работает эта система, ее основные компоненты, поколения, а также плюсы и минусы ее использования.

Устройство и основные компоненты системы

Компоненты системы ABS

Антиблокировочная тормозная система состоит из:

• Датчики скорости вращения колес. Датчики работают на основе эффекта Холла и установлены на ступице каждого колеса. Они определяют скорость вращения колес и передают сигнал на блок управления ABS.
• Блок управления. Основная задача ЭБУ — обеспечить максимально эффективную и стабильную работу тормозной системы, чтобы тормозное усилие было максимальным, а колеса автомобиля не блокировались. Для этого ЭБУ постоянно рассчитывает изменения скорости вращения колес (замедление). На основе этих значений формируются управляющие сигналы для исполнительных механизмов, насоса и электромагнитных клапанов гидравлического блока.
• Гидравлический блок. Этот компонент АБС является исполнительным механизмом. Гидравлический блок состоит из электромагнитных клапанов (впускного и выпускного), гидроаккумуляторов, кулачкового насоса с электродвигателем, демпфирующих камер.

Электромагнитные клапаны управляют процессом торможения, каждый в своем контуре. Для каждого рабочего тормозного цилиндра предполагается пара клапанов (один впускной и один выпускной). Гидравлические аккумуляторы предназначены для ускоренного сброса давления в тормозном контуре. Они заполняются тормозной жидкостью при открытии выпускных клапанов.

Затем включается кулачковый насос, который закачивает тормозную жидкость обратно в главный тормозной цилиндр. Именно по этой причине водитель ощущает удар по педали тормоза, когда работает система ABS. Демпфирующие камеры гасят вибрацию жидкости при работе системы. Обычно в гидравлический блок интегрированы два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры, поскольку автомобиль имеет два гидравлических контура.

Принцип работы системы

Принципиальная схема системы ABS

Система ABS работает циклично, причем каждый цикл состоит из трех фаз:

1. Повышение давления (со стороны водителя). Торможение происходит нормально, давление в системе создается водителем, нажимающим на педаль тормоза. Впускные клапаны гидробокса открыты, выпускные клапаны закрыты. Если скорость вращения колеса замедляется слишком сильно и превышает определенное значение, блок управления ABS переводит впускной клапан в закрытое положение, выпускной клапан также закрывается. Система переходит к следующей фазе.
2. Удержание давления. В этой фазе система ABS, так сказать, «отключает» главный тормозной цилиндр от процесса торможения, и в контуре главного гидравлического цилиндра от блока к колесу поддерживается постоянное давление. Даже если водитель нажмет на педаль тормоза еще сильнее, давление не увеличится. В этом режиме торможение происходит с максимальным тормозным усилием, т.е. наиболее эффективно. Блок управления продолжает следить за скоростью вращения колес, и если она падает ниже определенного порога, т.е. возникает риск блокировки колес, он открывает выпускной клапан и сбрасывает давление.
3. Сброс давления. Во время этой фазы открывается выпускной клапан, и давление быстро снижается. Жидкость сначала поступает в аккумулятор, а затем закачивается обратно в цилиндр. Впускной клапан остается в закрытом положении. Когда скорость замедления колеса возвращается к приемлемому уровню, стравливающий клапан закрывается. Впускной клапан открывается, и цикл начинается заново.

Существует довольно распространенное заблуждение, что АБС самостоятельно повышает давление в тормозной системе. На самом деле, это не так, если мы говорим об ABS в чистом виде (без ESP). Исключительно водитель инициирует повышение давления.

Этот цикл работы системы ABS автомобиля воспроизводится до завершения торможения и может повторяться около шести раз в секунду. Следует отметить, что срабатывание ABS происходит при экстренном (жестком) торможении. Систему ABS невозможно отключить без вмешательства в конструкцию автомобиля, так как приостановка ее работы может привести к трагическим последствиям (именно поэтому это не предусмотрено производителем автомобиля).

Стоит отметить, что ABS интегрируется в обычную тормозную систему автомобиля без внесения каких-либо структурных изменений. Если антиблокировочная система тормозов автомобиля неисправна, на приборной панели загорится соответствующий индикатор (контрольная лампа).

Поколения антиблокировочной  системы

Предупреждающий индикатор ABS

Огромному количеству инженеров потребовалось 14 лет, чтобы разработать ABS. ABS выпускается компанией Bosch с 1978 года.

Первое поколение (1970 г.) называлось ABS-1. Это электромеханическое изделие не отличалось надежностью и долговечностью из-за тысяч аналоговых компонентов, которые использовались в ЭБУ. Хотя основная функция ABS была выполнена, продукт не подходил для массового производства.

Второе поколение (1978). Bosch ABS-2 сначала предлагалась в качестве опции на Mercedes-Benz S-Class, а затем на лимузинах BMW 7 серии. Количество компонентов было сокращено до 140, а вес гидравлического блока составил 6,3 кг.

В последующих поколениях ABS инженеры Bosch сосредоточились на усовершенствовании системы и уменьшении ее размеров. В 1980 году была представлена модель ABS-2E, масса гидравлического блока которой составляла 4,9 кг, а количество компонентов было уменьшено до 40. В 1995 году была представлена модель ABS 5.3, масса которой составляла 2,6 кг, а количество компонентов — 25. В 2003 году была выпущена ABS 8, которая содержала 16 компонентов, а вес гидравлического блока был снижен до 1,6 кг. С 2010 года Bosch выпускает модель ABS 9, которая стала еще компактнее, а вес гидравлического блока составляет всего 1,1 кг.

Преимущества и недостатки системы

ABS на мягкой поверхности

Давайте рассмотрим основные преимущества ABS

• сохраняет управляемость и устойчивость автомобиля при резком торможении, в плохую погоду и т.д;
• сокращает тормозной путь в большинстве случаев;
• делает процесс торможения более эффективным;
• делает автомобиль более маневренным на скользких поверхностях.

Антиблокировочная тормозная система также имеет недостатки: она увеличивает тормозной путь на мягком грунте (песке).  После этого колеса блокируются. В последних поколениях ABS этот недостаток практически устранен: система «научилась» определять тип поверхности и затем реализовала отдельный алгоритм для этого конкретного покрытия.