Антиблокировочная система (ABS) – электроника на страже безопасности

Принцип работы

Работа исполнительного модуля – циклическая и включает в себя три фазы:

1. Нарастание давления. При торможении тормозной цилиндр создает давление жидкости, и она по магистрали беспрепятственно движется к механизмам. Прямое движение жидкости даёт открытый впускной клапан, выпускной же является закрытым. В результате давление на механизмах нарастает и колесо интенсивно замедляется.
2. Удержание. Если блок управления по показаниям датчика выявил более быстрое замедление одного из колес, то он отдает сигнал на закрытие впускного клапана этого колеса (выпускной тоже закрыт). В итоге на механизме нарастание давления прекращается, колесо прекращает замедляться, поскольку сила трения на механизме останавливается на одном уровне.
3. Сброс. В случае, когда блок «заметил», что колесо, на котором применилась фаза удержания, все равно замедляется быстрее остальных, он подает сигнал на открытие выпускного клапана (впускной остается закрытым) и давление в магистрали сбрасывается из-за перетекания части жидкости в созданное модулем кольцо – происходит растормаживание тормозного механизма.

Жидкость при открытии выпускного клапана поступает сначала в гидроаккумулятор (выступает в роли емкости для сбора излишков). Если жидкости сбрасывается много и объема аккумулятора недостаточно, в работу включается помпа, которая перекачивает лишнее в магистраль на входе модуля.

Поскольку при работе помпы создается пульсация жидкости, для устранения этого негативного эффекта она после насоса сначала подается в демпферную камеру, где пульсация сглаживается и только потом – в магистраль.

Скорость функционирования ABS – очень высокая. Когда машина тормозит,  система срабатывает до нескольких сотен раз, меняя фазы, чтобы добиться  замедления авто. АБС работает на авто постоянно и  отключить ее нельзя.

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.

Проблемы эксплуатации ABS

Заметим, что 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, о которых упомянем чуть ниже. 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, нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе. Если приходится заводить двигатель методом “прикуривания” от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве “донора” собственный автомобиль, соблюдайте следующие правила. При подсоединении проводов от внешнего аккумулятора необходимо, чтобы зажигание на вашем автомобиле было выключено (ключ из замка вынут). Пусть подзарядится ваш АКБ 5-10 минут. Перед запуском вашего автомобиля «донор» нужно заглушить и выключить зажигание, только потом включать зажигание и заводить свой. Это сохранит генератор на «доноре», а многие электронные блоки на вашем автомомбиле.

Что еще? Если автомобилю потребовался ремонт с применением сварки, то перед началом работ следует отсоединить проводку от электронного блока управления ABS. Кроме того, этот блок не рекомендуется подвергать нагреву свыше 85 градусов по Цельсию более двух часов. Это к тому, если автомобиль предполагается красить, а затем сушить горячим методом в специальной камере.

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 контрольная лампочка ABS загорелась во время движения, необходимо остановить автомобиль, заглушить двигатель и проверить напряжение между клеммами аккумулятора. Если оно окажется ниже 10,5 В, то можно продолжать движение, а при первой возможности зарядить аккумулятор. 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 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.

Реклама:

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

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.

Система АБС: назначение и особенности

Перед тем, как рассматривать ABS, что это такое и как устроена система, необходимо разобраться с основным назначением и функциями. Начнем с того, что на панели приборов большинства авто при включении зажигания кратковременно загорается индикатор «ABS». Также при резком нажатии на педаль тормоза удается ощутить характерную вибрацию педали. Все это указывает на наличие и работоспособность указанной системы на машине.

Так вот, ABS или антиблокировочная система не позволяет колесам блокироваться при активном торможении. Такая система позволяет избежать полной потери управляемости в случае блокировки управляемых колес. Если точнее, АБС – это система, позволяющая управлять давлением в тормозных магистралях.

Начнем с того, что автомобиль без АБС с нажатой педалью тормоза и на полностью заблокированных колесах просто скользит, не реагируя на руль. Чтобы получить возможность управлять машиной, следует отпустить педаль тормоза и частично разблокировать колеса, позволив им вращаться.

Автогонщики и водители-профессионалы хорошо знают эту особенность, практикуя на автомобиле без АБС так называемый прием импульсного (ступенчатого) торможения. Весь прием сводится к тому, что водитель быстро нажимает и затем слегка приотпускает педаль тормоза, тем самым блокируя колеса для торможения, однако, не допуская полной блокировки, чтобы не произошло потери управляемости.

Само собой, обычный водитель, а не опытный профессионал при экстренном торможении испытывает моментальный испуг и сильно нажимает на тормоз. При этом машина без АБС становится попросту неуправляемой, вращение рулем во время торможения не позволяет изменить траекторию движения транспортного средства.

В такой ситуации теряется контроль над авто, не получается объехать препятствие, каким либо образом изменить траекторию движения авто при торможении и т.д. Естественно, все эти факторы долгое время оставались причиной многочисленных ДТП с серьезными последствиями.

Решить проблему была призвана система АБС. В двух словах, когда водитель сильно жмет на тормоз, система фактически имитирует работу гонщика-профессионала, который очень быстро нажимает и приотпускает тормоза. При этом электроника справляется с задачей намного быстрее и эффективнее по сравнению с человеком.

Вибрации, которые ощущаются при работе АБС на педали тормоза в виде «трещетки» и есть те самые импульсы-нажатия. Если точнее, как только система определяет, что колесо блокируется, она снижает давление в тормозной магистрали на данном колесе, чтобы позволить ему вращаться.

Пока водитель не отпустит педаль тормоза процесс блокировки и разблокировки колеса происходит непрерывно по несколько раз в секунду до момента, пока водитель не перестанет сильно жать на педаль. Система ABC настроена так, что антиблокировка ABS срабатывает только при активном торможении, то есть при легком подтормаживании ее работа зачастую не ощущается.

Еще следует добавить, что на авто с АБС машина при экстренном торможении имеет увеличенный тормозной путь по сравнению с моделями без такой системы в точно таких же условиях. Другими словами, ошибочно думать, что антиблокировочная система необходима для уменьшения тормозного пути. Главная ее задача — сохранить управляемость во время торможения, а также обеспечить равномерное и по возможности прямолинейное торможение.

Если же говорить о тормозном пути, все будет зависеть от покрытия. Например, если резко тормозить на сухом асфальте, АБС уменьшает тормозной путь, не позволяя колесам скользить. Если же тормозить на рыхлых поверхностях, на снегу или на льду, заблокированные без ABS колеса зарываются и тормозной путь меньше.

Однако, даже с учетом увеличения тормозного пути, именно АБС сохраняет возможность маневрирования и управления автомобилем, что зачастую намного важнее.

Немного о силах трения

Речь пойдёт о разнице между силами трения скольжения и покоя.

Допустим, автомобиль движется по дороге с ускорением любой величины и знака, а торможение есть не что иное, как отрицательное ускорение. Если шины не проскальзывают, то участок протектора в зоне контакта колеса с поверхностью всегда находится в покое относительно всей прочей планеты, частью которой и является дорожное покрытие. Силой, придающей машине ускорение, будет вызвана именно трением покоя.

Максимум её величины равен произведению сцепного веса, приходящегося на колесо на коэффициент трения. Водитель, продолжая увеличивать давление на педаль, может достичь такой интенсивности замедления, что силы трения о дорогу окажется недостаточно для дальнейшего роста темпа снижения скорости. Шина, на которой это произойдёт, сорвётся в скольжение.

Силы трения скольжения работают уже по другим законам, не углубляясь в природу которых, можно сказать, что в подавляющем большинстве случаев они меньше, чем в состоянии покоя. Каждый может в этом убедиться, попробовав сдвинуть твёрдый предмет, лежащий на ровной поверхности. Вначале он заметит рост необходимого для этого усилия руки, а с началом движения сила заметно ослабнет. То же происходит и с автомобильным колесом.

Дополнительным недостатком торможения на заблокированных колёсах можно считать катастрофический износ резины. В пятне контакта выделяется столько тепла, что протектор не выдерживает и начинает плавиться и гореть. Все видели эти характерные клубы белого дыма при ошибках автогонщиков с выбором скорости перед поворотом. После этого на шине образуется проплешина, и дорогостоящая покрышка идёт в утиль. Дальнейшая езда на ней чревата вибрациями и даже разрывами корда. А во время торможения расплавленная протекторная смесь становится прекрасной смазкой, которая практически обнуляет коэффициент трения скольжения.

Преимущества и недостатки системы

Система АБС на мягком грунте

Рассмотрим основные плюсы системы АБС:

• сохраняет управляемость и устойчивость автомобиля при экстренном торможении, плохой погоде и т.д.;
• в большинстве случаев уменьшает длину тормозного пути;
• повышает эффективность процесса торможения;
• обеспечивает лучшую маневренность автомобиля на скользком дорожном покрытии.

Антиблокировочная система имеет и недостатки: ее использование увеличивает тормозной путь на мягких грунтах (песок).  На таких покрытиях колеса наоборот необходимо блокировать. В последних поколениях ABS данный недочет практически устранен: система «научилась» определять тип поверхности, а после реализовывать отдельный алгоритм под определенное покрытие.

Как правильно и быстро прокачать тормоза с АБС своими руками

На порядок прокачки тормозов влияет конструкция системы,особенности расположения компонентов и наличие дополнительных электронных модулей. Важна правильная последовательность. Начинать надо со сброса давления в гидроаккумуляторе. Для этого необходимо выключить зажигание (двигатель заводить не обязательно) и покачать педалью.

Простой секрет быстрой прокачки тормозов. Видео:

Прочитайте как прокачать тормоза с АБС и запаситесь следующими материалами, деталями, приспособлениями и инструментами:

• накидной ключ;
• резиновый (можно пластиковый) шланг с диаметром, соответствующим толщине наконечника штуцера;
• жидкость тормозная;
• емкость (обязательно прозрачная). Туда будете сливать старую тормозную жидкость.

Прокачка тормозов с АБС, где компоненты расположены в одном блоке, мало отличается от стандартной процедуры. Единственное что надо сделать — отключить систему, вытащив предохранитель. Такой способ работает на отечественных «Ладах».

Можно воспользоваться возможностями встроенного насоса. Тогда прокачивать придется с включенным зажиганием или даже при запущенном двигателе. Очередность и порядок прокачки тормозов начинается с правого переднего цилиндра и выглядит так:

• отсоединить клемму датчика контроля уровня, зафиксированного на крышке расширительного бачка;
• снять крышку;
• открыть тормозной бачок;
• до краев заполнить бачок тормозной жидкостью;
• надеть шланг на наконечник штуцера;
• опустить конец шланга в посуду для сбора жидкости;
• открыть штуцер, провернув на четверть или половину оборота;
• чтобы активировать электронные системы, включить зажигание;
• выжать тормоз;
• дождаться, пока насос выгонит завоздушенную смесь;
• отпустить тормозную педаль;
• ключом закрутить штуцер.

Схема прокачки тормозов не отличается на любых автомобилях, будь то Патриот, Лачетти, Форд, Пассат, Газель. Сначала удаляется воздух из «дальнего» контура (у «леворульных» автомобилей оно находится справа), затем из «ближнего».

Чтобы прокачать систему с компонентами, расположенными в разных местах, необходим диагностический тестер. Он подключается к автомобилю и позволяет при помощи смартфона или компьютера управлять электронными компонентами. При этом тоже придется откручивать штуцеры и сливать завоздушенную жидкость. Однако манипуляций с педалью не потребуется. Вместо этого нужно задействовать клапана и электронасос с помощью соответствующих пунктов меню. Таким образом можно прокачать системы на VW Passat B6 и других современных авто.

Прокачка тормозов на примере «Приоры»

Перед тем как прокачать тормоза с АБС, придется загнать машину на яму. Это поможет получить удобный доступ к штуцерам на задних цилиндрах и позволит обойтись без снятия дисков во время работы. На «Приоре» порядок прокачки тормозов с ABS не отличается от принятого на более простых моделях. Единственное отличие — работу нужно выполнять, предварительно включив зажигание. В этом случае электромагнитные клапаны будут в открытом положении.

Как правильно прокачать тормоза на Приоре с абс своими руками, видео:

Работа начинается с правого заднего выполняется так:

• отключить провода от крышки бачка;
• открутить крышку;
• до краев налить в бачок тормозную жидкость;
• снять защитный колпачок ;
• ослабить затяжку штуцера с помощью накидного ключа;
• подсоединить к наконечнику штуцера трубку;
• опустить трубку в емкость;
• покачать педаль тормоза;
• нажать и удерживать ее в таком состоянии (для этого нужен помощник);
• открыть штуцер, провернув ключом;
• подождать пока жидкость вытечет (педаль тормоза опустится);
• завернуть штуцер;
• накачивать педалью и спускать «тормозуху» , пока из трубки не пойдет жидкость, не содержащая пузырьков воздуха;
• сильно затянуть сливной штуцер;
• снять трубочку с накидным ключом;
• надеть колпачок.

После этого необходимо повторить работу на оставшихся трех цилиндрах. Для доступа к штуцерам на передних цилиндрах придется поддомкратить машину и снять колесный диск.

Прокачка тормозов на примере «Гранты» и «Калина»

Технология прокачки тормозов с ABS на моделях “Калина” и “Гранта” ни чем не отличается от описанной в разделе для «Приоры». Поэтому смело можете пользоваться ей1, она подходит для всего модельного ряда марки ВАЗ.

Индуктивные (пассивные) датчики АБС

Данные датчики являются пассивными, так как в процессе работы не нуждаются в подаче питания. Функционирование прибора основано на эффекте электромагнитной индукции — возникновении тока в проводнике, помещенном в переменное магнитное поле. Сам датчик устроен несложно: его основу составляет индуктивная катушка, помещенная на металлический сердечник, для усиления эффекта внутрь катушки может помещаться компактный постоянный магнит. Датчик располагается в непосредственной близости с установленным на ступице колеса задающим диском — зубчатого диском из ферромагнитного сплава, по окружного которого выполнены зубцы прямоугольного профиля.

Работает датчик просто. Когда автомобиль покоится, катушка окружена только постоянным магнитным током, поэтому в ней (а также и на выходе датчика) ток отсутствует. При вращении колеса мимо чувствительного элемента проходят зубцы задающего диска, и при каждом приближении зубца к сердечнику катушки окружающее ее магнитное поле несколько возрастает, а затем плавно убывает — это приводит к формированию переменного магнитного поля. И, вследствие эффекта электромагнитной индукции, в катушке формируется переменный ток — он и используется для измерения скорости вращения колеса.

Пассивные датчики крайне просты конструктивно, однако они имеют низкую точность и, что самое главное, начинают выдавать объективные результаты измерений только при достижении автомобилем некоторой минимальной скорости. Поэтому датчики данного типа постепенно теряют свою популярность и заменяются на более совершенные устройства.