Техника › Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS). Тормоза абс


Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS) — ДРАЙВ

Виталий Кабышев, 29 января 2008. Фото фирм-производителей

Первым серийным автомобилем, оснащённым ABS, стал Mercedes S-Class1979-го модельного года. Система долгое время предлагалась в качестве опции и только в 1992 году вошла в список стандартного оборудования. В начале 1980-х АБС как опцию можно было установить на BMW 7-й серии.

Приходилось ли вам объезжать внезапно возникшее препятствие и одновременно тормозить? Наверняка да. Казалось бы, что в этом сложного — нажал на тормоз, повернул руль и скорректировал траекторию. Однако всё относительно просто до определённого момента. Если при экстренном торможении нажать на педаль тормоза сильнее, чем необходимо, колёса могут заблокироваться и…

Дальше возможны два варианта развития событий. Оба обусловлены наличием или отсутствием антиблокировочной системы тормозов АБС (ABS — Anti-lock Brake System). Если машина архаичная, ведёт свою родословную из середины семидесятых прошлого столетия или сошла с конвейера одного из отечественных автозаводов, то, как бы усердно вы ни крутили «баранку», транспортное средство траектории не изменит. Дело в том, что заблокированные колёса, скользя, лишают водителя возможности маневрировать — сорвавшись на юз, автомобиль будет тупо ехать по прямой, будто у него отрубили руль. Лишь опытный пилот сумеет хладнокровно разблокировать колёса, на мгновение отпустив педаль тормоза. А затем, используя импульсное торможение, вернуть контроль и погасить скорость. Второй вариант — для машины, оснащённой АБС. От водителя требуется лишь посильнее нажать на педаль тормоза и спокойно работать рулём. Чувствуете разницу?

За 30 лет система претерпела сильные изменения. В десятки раз увеличились быстродействие и количество циклов срабатывания за единицу времени. Так, например, первые блоки управления для легковых автомобилей весили более 7 кг. Современные же гораздо компактнее и тянут килограмма на полтора.

Блокировка опасна ещё и тем, что способна стать причиной заноса или увода автомобиля в сторону. Произойти это может, когда под колёсами разнородное покрытие, сильно изменена загрузка по осям в ходе предыдущего манёвра или стоят разные шины (последнее звучит дико, но в России, увы, не редкость). Кроме того, при заблокированных колёсах машина может изменить траекторию под действием любой боковой силы (уклон дороги или столкновение). Скорректировать траекторию в этом случае практически невозможно.

В АБС для определения скорости вращения используются индукционные датчики частоты и датчики, работающие на эффекте Холла. Каждое новое поколение колёсных датчиков частоты вращения становится меньше, точнее и надёжнее. Сначала устанавливался только один сенсор, который монтировался на редукторе заднего моста или КПП. Позже к нему добавились ещё два — на передних колёсах. И лишь в последних версиях АБС предусматривается установка датчиков на каждое колесо, соответственно, с индивидуальными модуляторами. Кстати, самые древние и примитивные одноканальные ABS воздействовали сразу на все тормозные механизмы.

Ещё один негативный эффект блокировки — увеличение тормозного пути. Здесь всё дело в том, что сила трения покоя обычно больше силы трения скольжения. Следовательно, для максимально быстрой остановки автомобиля нужно генерировать такую величину давления в тормозных магистралях, чтобы колёса при торможении вращались на грани блокировки. Есть такой немаловажный показатель, как относительное проскальзывание. Он в зависимости от степени заторможенности колеса может меняться от нуля (колесо катится без проскальзываний) до 100% (колесо полностью заблокировано). Экспериментально установлено, что максимальная эффективность торможения достигается при 15–20-процентном проскальзывании — то есть в том случае, когда скорость вращения заторможенного колеса на 15–20% ниже скорости свободновращающегося колеса при постоянной скорости движения машины. Забегая вперёд, скажем, что электроника при торможении поддерживает именно эту величину, периодически блокируя и разблокируя колёса.

В состав практически любой современной системы АБС входят: электронный блок управления (1), модулятор (2), изменяющий давление в гидравлических магистралях, датчики угловых скоростей вращения колёс (3), установленные на внутренней части ступицы колеса.

Прогрессивное человечество окончательно осознало вред заблокированных колёс лишь в 70-х прошлого века. Пионером в данной области стал Mercedes-Benz, совместно с компанией Bosch разработавший систему, которая в 1979 году стала устанавливаться на Мерседесы S-класса. Основной принцип работы АБС был сформирован именно тогда, и потом только совершенствовался.

Современная электроника (ABS, противобуксовочная система, ESP), чтобы держать под контролем поперечную и продольную динамику автомобиля, учитывает не только частоту вращения колёс. Подконтрольными являются угол поворота руля, степень крена кузова, ускорение… Давление в тормозных контурах генерируется по совокупности полученных данных, плюс в некоторых случаях принудительно изменяется тяга двигателя.

Задача ABS — регулировать скорость вращения колёс путём изменения давления в магистралях тормозной системы. Чтобы контролировать угловую скорость, надо знать её величину и то, как она меняется со временем. Каждое колёсо снабжено датчиком, который выдаёт электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колеса. Эта информация поступает в блок управления АБС.

Если во время торможения угловая скорость колеса приблизилась к нулю, электронный мозг тут же примет решение его «растормозить». Гидравлический модулятор при помощи электроклапана стравит давление из магистрали и перенаправит «лишнюю» порцию тормозной жидкости в гидроаккумулятор. Давление будет снижаться до тех пор, пока колесо, снова «ухватившись» за покрытие, не раскрутится до определённой скорости. Далее ABS опять резко увеличит давление в магистрали и притормозит колесо. Цикл продолжится до тех пор, пока машина не остановится или водитель не ослабит давление на педаль до положения, когда ABS не нужна.

Существующие на рынке системы отличаются весьма точной настройкой и обеспечивают максимальную эффективность торможения.

Многие скажут: «Невелика премудрость!» Прерывисто тормозить можно и самому. И правда: во многих случаях такой способ замедления на автомобилях, не оборудованных АБС, позволяет во время экстренного торможения объехать внезапно возникшее препятствие. Когда колёса блокируются — вы тормозите, как только «отпускаются» — получаете возможность корректировать направление движения. Естественно, при таком раскладе тормозной путь значительно увеличится, зато водитель получит возможность объехать препятствие и упреждающим действием руля погасить занос.

Но, к сожалению, ни один титулованный гонщик не способен обеспечить «порционное» торможение с частотой, с которой это делает ABS. Система (в зависимости от варианта исполнения) за секунду успевает заблокировать-разблокировать колёса около 15 раз. К тому же водитель одновременно воздействует на все тормозные механизмы (так работали первые системы ABS), в то время как современные 4-канальные антиблокировочные системы следят за скоростью вращения и регулируют тормозное усилие для каждого колеса отдельно.

Гидравлический модулятор, совмещённый с блоком управления (чёрный).

В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD (Electronic Brake Distribution) — системой распределения тормозных усилий, которая дозирует интенсивность торможения для каждого колеса. C EBD можно смело тормозить в повороте и на «миксте». Электроника по разности частот вращения поймёт, что колёса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшит тормозные силы на колёсах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится и будет определяться силой трения колеса (колёс), имеющего наихудшее сцепление с дорогой.

Нелишне заметить, что для максимальной эффективности замедления педаль тормоза на автомобилях с ABS надо вдавливать в пол что есть силы. Впрочем, последнее делать не обязательно тем водителям, чьи машины оснащены системой Brake Assist, которая сама создаёт избыточное давление в тормозной магистрали, «дотормаживая» за слабого или нерешительного человека. При штатных замедлениях она не вмешивается. Однако резкое нажатие (удар) на педаль Brake Assist расценивает как сигнал к экстренному торможению и вступает в действие.

При торможении на разнородных покрытиях электроника сделает всё, чтобы противостоять заносу. Но иногда автомобиль, оснащённый ABS и EBD, может довольно сильно развернуть. Здесь всё зависит от того, как настроена система.

Но не всё так гладко. ABS, как и любая другая система, обладает недостатками. Например, простой «антиблок» может проиграть обычным тормозам на снегу, льду или песке, свести на нет преимущества шипованной резины. Ведь на льду шипы обеспечивают наибольшее замедление только при максимальном относительном проскальзывании, когда они словно когти впиваются в лёд и бороздят его. Каверза в том, что ABS, стремясь растормозить колёса, не даёт шипам работать и тем самым увеличивает тормозной путь. То же происходит на грунтовых дорогах (песок, щебень, глина) и покрытиях, занесённых снегом.

Наличие ABS не повод отказа от шипованной резины. Во время блокировки шипы всё равно будут цепляться за лёд и обеспечивать более надёжное замедление, нежели нешипованные покрышки.

Автомобили с ABS в этом случае имеют более длинный тормозной путь, потому что постоянно разблокирующиеся колёса не создают «эффекта плуга». А ведь именно на таких покрытиях заблокированные колёса имеют максимальную эффективность торможения — из-за того что нагребают перед собой «валики» из грунта или снега. Вот почему нужно помнить: на обледеневшей, заснеженной или грунтовой поверхности тормозной путь автомобиля, не оснащённого АБС, может быть короче.

Автомобили с ABS при экстренном торможении остаются управляемыми.

Подложить небольшую свинью АБС может и на неровной дороге. Если при торможении одно колесо на мгновение зависнет в воздухе и заблокируется, обманутая электроника начнёт спасать вас от заноса и тут же снизит давление в остальных магистралях. В повороте автомобиль неприятно вильнёт «хвостом», а тормозной путь увеличится. От таких случайных отрывов, в принципе, не застрахован никто, но нужно помнить, что залогом адекватной работы АБС является исправная подвеска.

При любой неисправности в системе на приборной панели загорается контрольная лампа. В этом случае совет один — бегом в сервис.

Прогресс рождает на свет всё более продвинутые системы. Оперирующие большим количеством показаний, они способны адаптироваться под тип дорожного покрытия и тормозить по одному из заранее заложенных эффективных алгоритмов. Конечно же, электронику нельзя воспринимать как панацею от всех бед, но статистика вещь упрямая: грамотно настроенная ABS при всех исправных системах автомобиля на сухом и мокром покрытии в среднем помогает экономить до 20% тормозного пути и оставляет водителю шанс маневрировать. Стоит ли говорить, что от этих драгоценных метров могут зависеть жизнь и здоровье?

www.drive.ru

назначение, устройство, принцип действия. Прокачка тормозов с АБС

Тормозные системы автомобилей, отличающиеся высокой эффективностью, в некоторых случаях способны привести к возникновению ДТП. Это вызвано тем, что при резком торможении колеса полностью блокируются, и исчезает сцепление с дорожным полотном. И не всегда неопытному водителю удается справиться с автомобилем и быстро снизить скорость. Предотвратить срыв в занос и блокировку колес можно путем прерывистого нажатия на тормоз. Также существует система АБС, которая предназначена для предотвращения опасных ситуаций во время езды. Она улучшает качество сцепления с дорожным полотном и сохраняет управляемость авто, независимо от типа покрытия.

Принцип работы

Механизм системы можно сравнить с действиями опытного водителя. Это особенно заметно при гололеде, когда колеса находятся на грани блокирования. Помимо этого, стоит отметить автоматизированное распределение тормозных усилий и сохранение устойчивости транспорта.

Работа устройства основывается на влиянии тормозной жидкости на механизм колес. Это способствует появлению тормозного усилия в месте соприкосновения дороги и колес. Возрастание этого эффекта происходит лишь до установленного момента, в ином случае усиливается скольжение из-за остановки вращения.

Именно это и становится частой причиной потери управления автовладельцем. На блок управления устройства поступают сигналы от соответствующих датчиков, после чего происходит уменьшение давления в тормозной системе, при этом степень нажатия на педаль не имеет значения.

Что нужно знать

Система АБС автомобиля имеет одну отличительную особенность, которая заключается в определении торможения каждого колеса по отдельности. Нормализация давления жидкости происходит сразу после того, как движение становится более стабильным. Стоит отметить, что вождение авто без АБС и оснащенного данной системой имеет некоторые отличия. В последнем случае можно спокойно нажимать на тормоз, не переживая о вероятности возникновения блокировки. Это особенно важно для водителей, которые имеют небольшой стаж и впервые сталкиваются с подобным дополнением.

Перед тем как приступать к работе, стоит обратить внимание на резьбу штуцера. Если на ней присутствуют следы ржавчины, необходимо обработать поверхность специальным составом, это позволит предотвратить повреждение резьбы.

На штуцер цилиндра надевается прозрачный шланг, второй конец которого опущен в емкость. Рычаг коробки передач должен находиться в нейтральном положении. Давление на педаль тормоза производится до начала сопротивления. В процессе удерживания педали откручивается штуцер, после она должна соприкоснуться с полом. Отпускать ее можно лишь после закручивания штуцера. В процессе работ имеет особое значение регулярное добавление тормозной жидкости, это позволит предотвратить проникновение воздуха в контур.

Проверка качества работы

Прокачка тормозов с АБС производится на каждом колесе. При этом в тормозной жидкости не должно быть малейших пузырьков. Последним этапом является проверка свободного хода педали и добавление жидкости до достижения необходимого уровня. Также стоит удостовериться в герметичности и плотности крепления каждой из деталей.

Эффективность работы можно проверить нажатием педали тормоза в течение 15 секунд при заведенном двигателе. В это время на несколько секунд должен включиться индикатор, сообщающий о проведении самодиагностики. Если ничего не произошло, это говорит о том, что присутствует неисправность системы АБС. Заезд с систематическим торможением позволит дополнительно оценить качество работы.

Конструкция

Система состоит из нескольких основных элементов:

  • гидравлический блок;
  • блок электронного управления;
  • индикаторы скорости вращения колес.

Как правило, датчики работают на электромагнитном принципе. Они состоят из катушки со специальным сердечником. Магнитный ток внутри датчика меняется за счет движения желобов и зубцов венца в процессе вращения колеса. Электронный блок управления принимает поступающие сигналы и определяет скорость вращения. При помощи специальных таблиц ЭБУ вычисляет оптимальный алгоритм торможения, максимальную степень тормозного давления и качество покрытия дороги. В управлении блока находятся модуляторы, которые определяют подходящий уровень давления для колес. При возникновении неполадок в работе загорается индикатор неисправности, который сообщает водителю, что требуется диагностика АБС.

Достоинства

Свое распространение система АБС приобрела благодаря наличию множества достоинств, к числу которых относятся следующие:

  • нет необходимости в изучении различных способов торможения;
  • педаль газа не требует интенсивного контроля, что особенно актуально для начинающих водителей;
  • осуществление маневров с одновременным торможением;
  • возможность торможения на любой части поворота.

Недостатки

Несмотря на удобство использования, антиблокировочная тормозная система автомобиля не способна стать панацеей от всех неприятностей на дороге, связанных с торможением. Она не лишена отрицательных сторон, к числу которых относится отсутствие возможности использования при маневрах в экстремальных условиях. Также стоит отметить следующее:

  • есть вероятность задержки включения системы, так как ее полноценная работа возможна лишь после определения коэффициента сцепления колес и дорожного покрытия и тестирования качества полотна;
  • водитель не контролирует процесс торможения, из-за чего антиблокировочная система АБС становится непредсказуемой;
  • коэффициент сцепления может быть рассчитан неверно при частой смене неровного покрытия дороги, из-за чего снижается эффективность;
  • система АБС не работает на скорости менее 10 км/ч, это особенно актуально для тяжеловесных или бронированных автомобилей, так как в этом случае существенно увеличивается тормозной путь и возникает вероятность ДТП;
  • сложность эксплуатации на сыпучем и рыхлом грунте из-за устранения малейшего блокирования колес.

При использовании необходимо учитывать все особенности и отрицательные стороны. Система АБС предназначена для обеспечения возможности полного контроля автомобиля во время резкого торможения. Таким образом водитель может уверенно управлять транспортным средством и иметь возможность маневрирования во время торможения. Сочетание этих факторов превращает систему в эффективного помощника на дороге и увеличивает безопасность водителя и пассажиров. Автовладельцу, имеющему достаточный стаж, под силу справиться со сложными ситуациями и без помощи системы, но она незаменима для неопытных водителей.

Диагностика

При возникновении неисправности система АБС автомобиля мгновенно прекращает работу, из-за чего исчезают ограничения в тормозной системе авто. Водитель может узнать о возникновении неполадки по сигналу аварийной лампы, установленной на передней панели. Диагностика может производиться несколькими способами, в зависимости от разновидности устройства и года выпуска. Наиболее распространенной причиной является неисправность предохранителей.

Для начала нужно осмотреть колодку и удостовериться в отсутствии повреждений. Также стоит обратить внимание на состояние проводников и разъемов. Они должны иметь плотное крепление и ровную поверхность, без потертостей и царапин, способных вызвать короткое замыкание.

Подвеска моста (опора и дополнительные сочленения) и подшипники нужно проверить на присутствие люфта и качество исполнения. Особое внимание уделяется насосу высокого давления. Необходимо отсоединить разъем и приложить к насосу напряжение, исходящее от аккумулятора на короткий срок. Для этого можно воспользоваться двумя проводниками любого типа. Если он начнет работать, можно приступать к дальнейшему осмотру.

Датчики

На сенсорных датчиках оборотов и их элементах должны отсутствовать следы повреждения и пятна. Стоит отметить увеличивающуюся популярность сенсорных активных датчиков. Это вызвано наличием множества достоинств, которыми не могут похвастаться пассивные аналоги. Они отличаются большей точностью сигнала и возможностью определения скорости в два направления с максимальной точностью. Устройства с аналогичной точностью измерения применяются в различных системах, включая противоугонные устройства и спутниковую навигацию. Их неоспоримым преимуществом является компактность исполнения.

fb.ru

Антиблокировочная система тормозов (ABS). Системы безопасности автомобиля.

Добрый день, уважаемый читатель.

В четвертой статье серии "Системы безопасности автомобиля" рассмотрим очередной механизм обеспечения безопасности - антиблокировочную систему тормозов.

В отличие от рассмотренных ранее систем пассивной безопасности (ремни безопасности и подушки безопасности), которые помогают в случае ДТП, антиблокировочная система относится к системам активной безопасности, т.е. главным образом она помогает предотвратить столкновение автомобилей.

Простейший способ торможения автомобиля

Многие водители считают, что чтобы быстро остановить автомобиль, необходимо нажать и удерживать педаль тормоза (тормоз в пол). Безусловно, такой способ заставит автомобиль остановиться, но такое торможение не будет эффективным.

При торможении в пол происходит блокировка колес, т.е. колеса автомобиля перестают вращаться. На первый взгляд кажется, что с заблокированными колесами автомобиль остановится быстрее. Но это только на первый взгляд. Вспомним небольшой элемент школьного курса физики: "Сила трения покоя всегда больше, чем сила трения скольжения". Т.е. если колеса автомобиля катятся (незаблокированы), то автомобиль затормозит быстрее, чем в случае с заблокированными колесами. Это обусловлено тем, что в первом случае пятно контакта колес автомобиля находится в неподвижном состоянии относительно дорожного полотна, т.е. действует сила трения покоя. Во втором же случае, когда колеса автомобиля заблокированы, на него действует сила терния скольжения.

Существует также второй недостаток простейшего способа торможения - автомобиль с заблокированными колесами полностью теряет управляемость. Т.е. если в повороте заблокировать колеса, то автомобиль продолжит свое движение по инерции прямо, а не в сторону повернутых колес.

Очевидно, что простейший способ торможения несовершенен, а иногда и опасен. Поэтому для помощи водителю при торможении были разработаны специальные антиблокировочные системы тормозов (АБС).

Антиблокировочная система тормозов

Как можно догадаться из названия, антиблокировочная система не позволяет блокироваться колесам автомобиля при торможении.

В простейшем случае система состоит из датчиков, снимающих скорость вращения каждого из колес и блока управления. При этом скорости вращения колес сравниваются, и если одно из колес вращается медленнее других (признак блокировки), то тормозное усилие на это колесо уменьшается. Колесо не блокируется. Система АБС проверяет колеса по несколько десятков раз в секунду, что позволяет сохранять для всех колес одинаковую скорость вращения.

Очевидно, что при использовании АБС в случае торможения в пол тормозной путь автомобиля уменьшается, и, что не менее важно, автомобиль сохраняет управляемость.

Торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза

Существует еще один способ торможения, который может применяться как с АБС, так и без нее - торможение прерывистыми нажатиями на педаль тормоза. Заключается он в том, что водитель давит на педаль тормоза резко, сильно, но в течение коротких промежутков времени. Т.е. он то нажимает педаль, то отпускает ее.

При таком торможении колеса автомобиля блокируются-разблокируются. Такой способ позволяет уменьшить тормозной путь автомобиля. Это происходит за счет того, что при кратковременных нажатиях на педаль тормоза вес автомобиля переносится на его переднюю ось. Также в моменты отпускания педали тормоза автомобиль сохраняет управляемость.

Существует спорное мнение, что если человек умеет тормозить прерывисто, то ему не нужна система АБС. Хотя прерывистое торможение и позволяет снизить тормозной путь, у него есть недостаток. Для того, чтобы в критической ситуации затормозить таким способом, необходимо прерывисто тормозить постоянно. Это позволит выработать соответствующий навык. Но при прерывистом торможении автомобиль сильно раскачивается и, поэтому, постоянно тормозить таким способом некомфортно для водителя. И уж тем более постоянная раскачка не понравится Вашим пассажирам!

Ну а поскольку система АБС сама срабатывает в момент резкого торможения, она является незаменимым помощником в любом автомобиле.

Автомобили с АБС

Начиная с 2016 года все выпускаемые в обращение автомобили, включая отечественные, в обязательном порядке оборудуются антиблокировочной системой тормозов.

До 2016 года на многих недорогих моделях автомобилей АБС поставлялась в качестве дополнительной опции, поэтому при покупке подержанного автомобиля, выпущенного до 2016 года, обращайте внимание на наличие данной системы.

Торможение с АБС на видео

Напоследок привожу ролик, в котором тормозят автомобили с АБС и без нее, используя прерывистое и простое торможение:

Кстати отмечу, что в ролике прерывистое торможение выполняет опытный инструктор, который заранее знает, что ему придется тормозить. Уверен, в критической ситуации и он не сразу начнет тормозить прерывисто. И уж тем более в критической ситуации растеряется простой водитель, а выручить его сможет только АБС.

Задача каждого водителя - избежать ДТП, и антиблокировочная система оказывает в этом неоценимую помощь.

Удачи на дорогах!

pddmaster.ru

Антиблокировочная система тормозов

Содержание

1. Введение……………………………………………………….……3

2. История развития………………………………….…………....…..4

3. Принцип действия и устройство…………………………………..5

4. Преимущества АБС по сравнению с тормозными системами без АБС…………………………………………………………………..9

5. Типы систем………………………………………………………..10

6. Работа АБС на практике……………………………………...…...11

7. ESP…………………………………………………...……………..13

8. Заключение……………………………………...…………………14

9. Использованныеисточники………………………………………15

1. Введение

Антиблокировочные системы получили широкое распространение в течение последних двадцати лет. Сначала на дорогих и спортивных машинах, затем на более дешевых, они стали частью тормозной системы. Их невысокая стоимость существенно перекрывается преимуществами, которые получает водитель.

Антиблокировочная система (АБС, ABS), нем. antiblockiersystem англ. Anti-lock Brake System или Anti-skid system — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы состоит в том, чтобы предотвратить потерю управляемости транспортного средства в процессе резкого торможения и исключить вероятность его неконтролируемого скольжения.

2. История развития

Прогресс за полвека заметный: если раньше для остановки со 100 км/ч требовалось метров 60, то сегодня не редкость 40 м, а иным образцам автомобилей достаточно и меньше!

«Устройство для предотвращения жесткого торможения колес» немецкая фирма Bosch запатентовала в 1936 году. А начало современной истории АБС было положено в 1964 году, когда инженер Гейнц Либер разработал фундаментальные основы таких систем. В 1970 году профессор Ханс Шеренберг объявил о создании первых работоспособных образцов антиблокировочной системы. Конечно, ни о какой сложной электронике в начале 70-х прошлого века не могло идти и речи, АБС с электронным управлением появились несколько позже, и первую такую систему разработала в 1978 году фирма Bosch. Первым серийным автомобилем, оснащаемым по желанию покупателя подобного рода системой, стал "Mersedes Benz S-класса" серии W 116. Произошло это в 1979 году. С тех пор установкой АБС на свои автомобили занимаются все ведущие мировые автопроизводители. Более того, эта система все чаще применяется в качестве стандартного оборудования, а некоторые из функций выполняемые ею активно используются для обеспечения работы других систем комплекса активной безопасности автомобиля, таких как ASR, ESP и т. д. (им нужны те же самые датчики, да и управление тормозами для них также необходимо).

3. Принцип действия и устройство

Рассмотрим, что происходит с транспортным средством при необходимости его экстренной остановки. При нажатии на педаль тормоза автомобиль, обычно -, начинает замедляться, т. к. на колесо передается тормозной момент МТР , реализуемый путем прижатия тормозных колодок к диску или барабану. Величина этого момента главным образом определяется приложенным к педали усилием. В общем случае, здесь мы могли бы создать достаточно большой тормозной момент способный, казалось бы, остановить автомобиль весьма быстро. Но это не так. По мере возрастания МТР автомобиль замедляется все быстрее. Однако существует определенное значение тормозного момента, при котором все Ваши действия как водителя, направленные на увеличение эффективности замедления автомобиля, путем вдавливания в пол этой самой педали, успехом не увенчаются. Автомобиль в этом случае уже не будет катиться по поверхности дороги, он будет скользить по ней. При этом машина становится совершенно неуправляемой, т. е. если перед Вами внезапно возникло препятствие, любые манипуляции рулем, направленные на то, чтобы хоть как-нибудь изменить траекторию движения транспортного средства, уже не помогут. Вы становитесь заложником заблокированных колес. Однако ситуацию еще можно исправить, надо только отпустить педаль тормоза и, сманеврировав, уйти от столкновения.

Объяснение этому явлению довольно простое. Дело все в том, что максимальный тормозной момент, реализуемый колесом (Мтрmax ), зависит от коэффициента сцепления колеса с дорогой, который может быть реализован им в данных дорожных условиях, и определяется из соотношения:

Мтр max =f*Rz*r, где:

f - коэффициент сцепления колеса с дорогой;

Rz - нормальная составляющая реакции дороги;

r - радиус качения колеса.

Если величина Мтр , передаваемого на колесо, достигнет значения величины, стоящей в правой части уравнения, то колесо мгновенно заблокируется. В результате: в лучшем случае, после ряда таких замедлений, Вы отправитесь в магазин за новой обувью для своей машины, а в худшем - потеря управления может привести к заносу и возникновению ДТП. Причем бывают случаи, когда блокировка наступает даже при легком нажатии на педаль тормоза. Так происходит, например, на обледеневшей дороге. В этом случае коэффициент сцепления весьма невелик.

Таким образом, дабы избежать этой пренеприятнейшей ситуации необходимо, чтобы постоянно, в процессе торможения автомобиля,

соблюдалось неравенство: Мтр max < f*Rz*r. А вот этого достичь очень сложно, особенно если необходима экстренная его остановка. Помочь в этой ситуации водителю в силах только АБС. Антиблокировочная система дает возможность водителю не задумываться о том, с какой силой давить на педаль тормоза. При любом усилии она не позволяет колесам автомобиля начать скольжение, балансируя величиной тормозного момента на грани блокировки, и никогда не переходя за эту грань. Таким образом, водитель удерживает педаль тормоза нажатой, а система, то притормаживает колеса, то снова дает им раскрутиться, тем самым, обеспечивая прерывистое торможение, при котором автомобиль сохраняет свою устойчивость и управляемость.

АБС состоит из электронного блока управления, гидравлического исполнительного устройства (модулятора), датчиков скорости вращения колес. Датчик состоит из катушки индуктивности и зубчатого ротора, прикрепляемого к вращающимся деталям. Система работает при условии поступления сигналов от всех колес, благодаря которым блок управления постоянно следит за скоростью вращения каждого из них. Свои функции современные АБС системы выполняют по следующему алгоритму: электромагнитные

датчики непрерывно передают в электронный блок управления информацию о скорости вращения колес автомобиля, тот обрабатывает ее и посылает соответствующие указания на исполнительное устройство, которое непосредственно регулирует давление в тормозной системе. Как только угловая скорость колеса автомобиля уменьшается настолько, что возникает угроза блокировки последнего, АБС моментально дает о себе знать - блок управления подает команду на открытие электромагнитного клапана гидроагрегата, что приводит к уменьшению давления тормозной жидкости в соответствующем рабочем контуре и уменьшению тормозного момента на данном колесе. Как только

датчик оповестит блок управления о том, что колесо опять набрало определенную скорость, клапан перекроется, и давление в причем

тормозном контуре опять повысится. Далее цикл повторится, количество циклов в секунду для современных АБС колеблется в пределах от 10 до 15.

Ощутить работу АБС можно по пульсации, передающейся на ногу водителя при нажатии на педаль тормоза. На сегодняшний день существует множество разработок антиблокировочных систем, но все они подразделяются на: двухканальные, трехканальные и четырехканальные. Двухканальные АБС имеют три датчика, устанавливаемые на передних колесах и на ведущем колесе главной передачи, но они способны регулировать тормозное усилие только попарно, на каждой оси. В отличие от двухканальных, трехканальные "умудряются" регулировать давление в тормозных механизмах передних колес по отдельности. Наиболее эффективно же свою работу выполняют более дорогие четырехканальные АБС. Они имеют четыре датчика, по одному для каждого колеса, и давление, в каждом из четырех тормозных механизмов, устанавливают индивидуально.

4. Преимущества АБС по сравнению с тормозными системами без АБС

· Так как в тормозных системах с антиблокировочной системой колеса не блокируются, износ шин происходит медленнее.

· Водитель автомобиля, оборудованного АБС, лучше контролирует машину. Даже при резком торможении автомобиль с АБС не теряет управдения.

· Автомобиль с АБС имеет уменьшенную тенденцию к аквапланированию (скольжению на водном слое при движении по мокрой дороге).

5. Типы систем

Имеются два основных типа систем АБС: с двумя и четырьмя контролируемыми колесами. Каждая группа имеет две подгруппы – компонентные и вмонтированные системы.

· Антиблокировочные тормозные системы с двумя контролируемыми колесами

Эти системы предназначены для улучшения устойчивости автомобиля и предотвращения его заноса при резком торможении. Система контролирует только задние колеса и применяется в основном на легких грузовиках и фургонах, потому что у них задняя часть без груза очень легкая, из-за чего увеличивается вероятность блокировки задних колес. Антиблокировочная тормозная система с двумя контролируемыми колесами не оказывает никакого эффекта на передние колеса, и не может предотвратить потерю управления из-за блокировки передних колес. Клапан регулировки давления в тормозной системе с такой системой АБС не нужен (хотя на некоторых автомобилях этот клапан может быть установлен). Оба задних колеса управляются от одного тормозного контура. На системах АБС с двумя контролируемыми колесами с отдельными датчиками скорости вращения, гидравлическое давление управляется на основании данных, приходящих от колеса с наименьшей тягой.

mirznanii.com

ABS (Антиблокировочная система тормозов)

ABS (Anti-lock Brake System) – это система, созданная для предотвращения блокировки колес автомобиля во время экстренного торможения, при котором не только теряется контроль над автомобилем и увеличивается тормозной путь, но и возникает высокая вероятность "вылета" за пределы дороги. На русском языке она так и называется – антиблокировочная система тормозов, или АБС.

В 1978 году компания «Daimler-Benz» в сотрудничестве с фирмой «Teledix» первой разработала антиблокировочную систему тормозов (ABS) и начала устанавливать ее на модели «Mercedes-Benz 450 SEL». Новая система ABS не допускала блокирования колес во время торможения на скользкой или рыхлой дороге. Ведь отсутствие сцепления с дорожным покрытием делает автомобиль практически неуправляемым.

Датчики ABS располагаются непосредственно у колес. Каждый из них измеряет скорость вращения “своего” колеса и направляет эту информацию в электронный блок управления (ЭБУ) системой ABS. Находящийся там микропроцессор сопоставляет скорости вращения всех колес, обрабатывает данные и направляет сигнал в исполнительное устройство, которое подает командные импульсы электроклапанам тормозной магистрали. Клапаны регулируют давление тормозной жидкости в рабочем цилиндре каждого колеса так, чтобы не допустить его блокирования.

В человеческом организме координацией движения “ведает” один из отделов головного мозга – мозжечок. Такую же роль в системе ABS автомобиля играет ЭБУ. Со временем ему доверили не только надзор за процессом торможения, но и за пробуксовкой ведущих колес, за распределением тормозных усилий, за курсовой устойчивостью машины и др.

О приведении в действие системы ABS сигнализирует соответствующая надпись на приборной панели автомобиля, а водитель в это время ощущает толчки и вибрацию в педали тормоза. Если сигнальная надпись ABS горит постоянно – это свидетельствует о том, что антиблокировочная система работает с ошибками, либо неисправна. В таком случает, тормозная система автомобиля будет работать как обычная, не оснащенная ABS.

unit-car.com

Антиблокировочная система тормозов abs

Антиблокировочная система тормозов abs

Антиблокировочная система (ABS)

Антиблокировочная система (АБС) — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы состоит в том, чтобы уменьшить тормозной путь и обеспечить хорошую управляемость автомобиля в процессе резкого торможения, и исключить вероятность его неконтролируемого скольжения.

Антиблокировочная система тормозов abs

В настоящее время АБС как правило является частью более сложной электронной системы торможения, которая может включать в себя антипробуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости, а также систему помощи при экстренном торможении.

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, замедление при колёсах, вращающихся со скоростью, соответствующей скорости движения транспортного средства, будет эффективнее, чем замедление при проскальзывающих колёсах. Кроме того, транспортное средство, одно или несколько колёс которого находятся в скольжении, теряет управление.

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 том случае, если какое-то колесо начинает вращаться существенно медленнее остальных (что означает, что колесо близко к блокировке), клапан в тормозной магистрали ограничивает тормозное усилие на этом колесе. Как только колесо начинает вращаться быстрее остальных, тормозное усилие восстанавливается.

Этот процесс повторяется несколько раз (или несколько десятков раз) в секунду, и как правило приводит к заметной пульсации тормозной педали. 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.

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.

Эффективность работы АБС

В большинстве 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), и ослабляя усилие торможения на грани блокировки.

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. На 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 часто 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, не теряя при этом 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.

Ремонт блока АБС OPEL Vectra B

По материалам: avto-opel.com

 Загрузка ...

Поделиться "Антиблокировочная система тормозов abs"

Антиблокировочная система тормозов abs

5 (100%) проголосовало 2

avto-opel.com

Антиблокировочная система (ABS) | ABS

При экстренном торможении с обычной тормозной системой существует опасность блокировки колес и заноса автомобиля. Система ABS решает эту проблему, регулируя давление в системе тормозного привода таким образом, что блокировка колес предотвращается на любом дорожном покрытии, а автомобиль остается управляемым. Устойчивость автомобиля при движении должна сохраняться как на сухом асфальтовом покрытии, так и на скользкой дороге и при любом качестве дорожного полотна, а автомобиль должен оставаться легко управляемым для «обычного» водителя.

Основные функции системы ABS и ее устройство

На рисунке представлен автомобиль с системой ABS. Для регулирования процессом торможения блок управления получает входную информацию от датчиков вращения колес, которые сообщают блоку управления угловую скорость вращения колес. В результате обработки этой информации в блоке управления определяется контрольная скорость автомобиля, которая учитывается при процессах регулирования.

Рисунок. Легковой автомобиль с системой ABS

  1. Датчик угловой скорости вращения
  2. Колесный тормозной цилиндр
  3. Гидроагрегат с главным тормозным цилиндром
  4. Блок управления
  5. Сигнальная лампа

Любое изменение угловой скорости вращения одного или нескольких колес фиксируется и при сильном снижении скорости вращения в пределах одного промежутка времени или относительно контрольной скорости воспринимается как опасность блокировки.

Для предотвращения блокировки тормозное усилие сначало поддерживается на уровне достигнутого значения и не понижается (удержание тормозного усилия).

Если вращение колеса продолжает замедляться, то тормозное усилие снижается, в результате чего колесо притормаживается меньше. При этом обеспечивается возможность возобновления ускорения колеса, вследствие чего автомобиль остается управляемым.

При достижении некоторого предельного значения блок управления определяет необходимость повышения тормозного усилия для предотвращения прокручивания колес (повышение тормозного усилия).

После этого процесс регулирования начинается заново. В зависимости от качества дорожного полотна могут выполняться от 4 до 10 циклов регулирования в секунду до нижнего порога регулирования, составляющего прибл. 4 км/ч.

При выполнении всех процессов — удержание, снижение, повышение тормозного усилия — блок управления управление одним или несколькими электромагнитными клапанами, которые в гидроагрегате объединены в один узел. В зависимости отпроизводителя существуют три варианта регулирования:

  • а) одновременное регулирование одного из передних колес и одного заднего колеса по диагонали.
  • б) передние колеса регулируются по отдельности, а задние колеса регулируются вместе. В данном случае говорят о регулировании по колесу с большей склонностью к блокировке, то есть регулировка выполняется всегда по тому колесу, которое ближе всего к границе блокировки. Эта система использьзуется чаще всего.
  • в) регулирование тормозного усилия для каждого отдельного колеса является оптимальным, но и самым дорогим решением.

Все современные системы ABS имеют функцию самодиагностики и энергонезависимую память ошибок. Блок управления постоянно выполняет самодиагностику и диагностику подключенных компонентов, начиная с зажигания. При обнаружении неисправности в системе ABS, блок управления отключается, на панели приборов загорается сигнальная лампочка, оповещающая водителя о том, что тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.

Датчик угловой скорости вращения колес

Во всех системах ABS принцип действия датчика одинаковый. Существуют, однако, разные виды датчиков угловой скорости вращения. Но все они в результате вращения ипульсного колеса, соединенного со ступицей колеса (иногда с дифференциалом), создают синусоидальное переменное напряпряжение. Частота переменного напряжения прямопропорциональна угловой скорости вращения колеса. Работа и сигналы датчика скорости вращения постоянно контролируются и анализируются блоком управления, начиная со скорости движения 4-6 км/ч.

Рисунок. Датчик угловой скорости вращения (в разрезе)

  • а) Датчик угловой скорости вращения DF2 с плоским полюсным контактным штифтом
  • б) Датчик угловой скорости вращения DF3 с круглым полюсным контактным штифтом
  1. Электрический кабель
  2. Постоянный магнит
  3. Корпус
  4. Обмотка
  5. Полюсный контактный штифт
  6. Импульсное колесо

Зубья импульсного колеса в результате вращательного движения изменяют магнитное поле, генерируя переменное напряжение, которое может быть проверено осциллографом. Измерение частоты импульсов достаточно точное. На предмет обрыва кабеля датчик может быть статически проверен измерением сопротивления.

В сфере мотоциклов датчики скорости вращения из-за открытого, незащищенного положения используются без постоянного магнита. Ток на них подается только при готовности системы к работе, в результате чего создается магнитное поле, которое вследствие вращательного движения импульсного колеса создает синусоидальное переменное напряжение. В данном случае при поиске неисправностей блоком управления должно дополнительно контролироваться питание датчиков скорости вращения.

Для всех систем и видов систем ABS, а также датчиков угловой скорости вращения важно точное соблюдение расстояния (зазора) между импульсным колесом и датчиком, указанного производителем. Как правило, зазор должен составлять прибл. 1 мм. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы импульсное колесо и датчики были правильно закреплены и не создавали паразитных колебаний.

На работоспособности могут отрицательно сказаться также сильные загрязнения, ржавчина и влага. Это касается всех датчиков, независимо от вариантов их возможного монтажа.

Рисунок. Варианты монтажа и формы полюсных контактных штифтов датчиков угловой скорости вращения

  • а) радиальный монтаж, радиальный отвод с плоским контактным штифтом
  • б) осевой монтаж, радиальный отвод с ромбовидным контактным штифтом
  • в) радиальный монтаж, осевой отвод с круглым контактным штифтом

Закрытая система с 3/3-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.

Рисунок. Модуляция тормозного усилия

  • а) создание тормозного усилия
  • б) удержание тормозного усилия
  • в) снижение тормозного усилия

1 — Датчик угловой скорости вращения2 — Колесный тормозной цилиндр3 — ГидроагрегатЗа — Электромагнитный клапанЗb — НакопительЗс— Насос обратной подачи4 — Главный тормозной цилиндр5 — Блок управления

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.

Рисунок. Принципиальная электрическая схема 4-канальной системы ABS 2

  • В1 — Датчик угловой скорости вращения
  • G1 — Генератор
  • HI — Сигнальная лампочка
  • К1 — Клапанное реле
  • К2— Реле двигателя
  • КЗ — Электронное реле защиты
  • М1 — Насос обратной подачи
  • S1— Выключатель стоп-сигнала
  • Y1 — Гидроагрегат
  • Y2 — Электромагнитные клапаны
  • X1 — Штекерный разъем для блока управления
  • Х2-Х5 — Штекерные разъемы для датчиков

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.

Открытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами

Существенное отличие антиблокировочной системы, разработанной впервые компанией Teves, заключается в том, что она является так называемой открытой системой и для модуляции тормозного усилия используются два 2/2-ходовых электромагнитных клапана: впускной клапан и выпускной клапан.

Рисунок. Тормозная система, в состоянии покоя

  1. Вакуумный усилитель тормозного привода с главным тормозным цилиндром тандемного типа
  2. Насосная установка системы ABS
  3. Датчик двигателя насоса
  4. Датчик-переключатель положения педали тормоза
  5. Гидроблок Mark IV
  6. Впускной клапан
  7. Выпускной клапан
  8. Передние тормоза слева
  9. Передние тормоза справа
  10. Задние тормоза слева/справа

Впускные клапаны в обесточенном состоянии открыты обеспечивают обычную работу тормозной системы. Выпускные клапаны в обесточенном состоянии закрыты и перекрывают таким образом, обратную магистраль.

При необходимости вмешательства системы ABS в результате сильного замедления вращения колеса при торможении в соответствующий впускной клапан сначала подается ток, впоследствие чего клапан закрывается. Это препятствует дальнейшему повышению тормозного усилия в колесном тормозном цилиндре.

Если поддерживаемое таким образом давление слишком высокое (скорость вращения колес не повышается), то активизируется и открывается выпускной клапан. Тормозное усилие сбрасывается через обратную магистраль к компенсационному бачку главного тормозного цилиндра.

Если скорость вращения колес снова повышается, то оба клапана обесточиваются (впуск открыт, выпуск закрыт) и тормозное усилие снова может повышаться. Благодаря точной синхронной нагрузке клапанов током достигается практически плавная модуляция тормозного усилия.

Поскольку при снижении тормозного усилия тормозная жидкость уходит в компенсационный бачок, говорят об открытой системе.

Для предотвращения сильного «западания» педали тормоза при продолжительном торможении с ABS-регулировании и многократном снижении тормозного усилия блок управления активизирует гидравлический насос, который отводит назад тормозную жидкость из компенсационного бачка в главны тормозной цилиндр. Сигнал для управления насососом и блок управления передает датчик-переключатель положения педали тормоза.

Рисунок. Многоступенчатый датчик — переключатель положения педали

В зависимости от положения педали датчик-переключатель положения педали ступенчато изменяет сопротивление. По соответствующему падению напряжения блок управления определяет положение и степень опускания педали тормоза.

Гидравлический насос работает теперь до тех пор, пока не будет жостигнуто первоначальное значение.

Работоспособность насоса в этой системе очень важна, поэтому контролируется датчиком скорости вращения. Кроме того, насос кратковременно включается при выполнении самодиагностики системы ABS после включения зажигания при пуске двигателя.

Закрытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами

После выхода разных законодательных положений по защите патентных прав многие производители все чаще стали использовать антиблокировочную закрытую систему с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами, которая сочетает преимущества обеих описанных выше систем: быстрая точная модуляция тормозного усилия 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами, отвечающими за впуск и выпуск на каждом колесном тормозном цилиндре, и отсутствие потери тормозной жидкости из участка гидравлического контура, нагруженного тормозным усилием, в результате ABS-регулирования.

На рисунке представлен гидравлический контур закрытой 4-канальной антиблокировочной системы с разделением контуров тормозного привода по диагонали при помощи 2/2-ходовых электромагнитных клапанов.

Рисунок. Гидравлический контур

Принцип включения электромагнитных клапанов для увеличения, удержания и уменьшения тормозного усилия при ABS-регулировании такой же, как и в описанной выше системе.

Стандартное положение или повышение тормозного усилия: в обесточенном состоянии все впускные клапаны открыты, все выпускные клапаны закрыты. Тормозное усилие главного тормозного цилиндра при нажатии на педаль тормоза может беспрепятственно воздействовать на колесный и тормозной цилиндр.

Удержание тормозного усилия: впускной клапан закрывается (подается питание), выпускной клапан в обесточенном положении остается закрытым. Давление тормозной жидкости в соответствующем цилиндре остается постоянным.

Уменьшение тормозного усилия: впускной клапан остается закрытым (подается питание), выпускной клапан открывается (подается питание). Тормозное усилие может быть уменьшено путем сброса давления через выпускной клапан в компенсационный бачок.

Насос обратной подачи включается, когда на одном из колесных тормозных цилиндрах должно быть уменьшено тормозное усилие. В результате тормозная жидкость из компенсационного бачка через компенсационную камеру возвращается в главный тормозной цилиндр. Насос отключается только в том случае, когда регулирования больше не требуется.

При ABS-регулировании выполняется точная модуляция тормозного усилия путем кратковременного включения и отключения электромагнитных клапанов, вследствие чего тормозное усилие увеличивается или уменьшается постепенно. Процесс регулирования колесного тормозного цилиндра так как он происходит в действительности, представлен на рисунке.

Рисунок. Скорость вращения колеса и управление модулятором

Впускной клапан закрывается (подача питания) для удержания тормозного усилия и предотвращения его дальнейшего увеличения, поскольку скорость вращения колеса становится гораздо меньше скорости движения. Поскольку скорость вращения колеса продолжает падать, кратковременно открывается выпускной клапан (подача питания) для незначительного снижения тормозного усилия. Включается двигатель насоса. В результате незначительного тормозного усилия и снижения тормозного действия скорость вращения колеса снова приближается к скорости движения автомобиля. Тормозное усилие снова может быть увеличено. Для этого впускной клапан кратковременно открывается (обесточенное состояние). На представленном примере сразу же после этого впускной клапан еще раз кратковременно открывается, так как тормозное усилие может увеличиваться дальше. Затем снова кратковременно открывается выпускной клапан и т.д.

Возможность точной модуляции тормозного усилия часто используется и для работы электронного распределителя тормозных сил (EBV). Он включается перед системой ABS, когда при легком торможении появляется слишком сильное замедление задних колес. На рисунке представлен рабочий диапазон электронного распределителя тормозных сил.

Рисунок. Рабочий диапазон EBV-регулирования

При помощи электроники системы ABS распределение тормозных сил может точно подстраиваться под разную нагрузку автомобиля для обеспечения максимальной степени его устойчивости в любых условиях. Механический распределитель тормозных сил и редукционный клапан для задних тормозов в данном случае излишни и могут не устанавливаться.

Система ABS в мотоцикле

Антиблокировочная система была впервые использована в мотоцикле в конце 80-х г.г. прошлого столетия. При этом были учтены некоторые особенности, характерные для двухколесного транспортного средства. С точки зрения конструкции место для установки дополнительных компонентов очень ограничено. Особое внимание должно быть уделено общему весу и распределению центра тяжести. Кроме того, ручной тормоз для передних колес и ножной тормоз для задних колес работают автономно. Блокировка одного колеса двухколесного транспортного средства для водителя-непрофессионала быстро закончится падением. Поэтому к регулированию и надежности предъявляются максимальные требования. В целом регулирование выполняется до нижней контрольной скорости мотоцикла 2,5 км/ч.

На рисунке представлена схема работы такой системы.

Рисунок. Схема работы системы ABS

При ABS-регулировании на обмотку электромагнита в модуляторе тормозного усилия подается ток (до 25 А), магнитное поле оттягивает регулирующий поршня преодолевая усилия возвратной пружины. Связанный с направляющим роликом распределительный поршень опускается. Металлический шарик перекрывает подающую магистраль главного тормозного цилиндра. При повышении скорости вращения обмотка обесточивается, регулирующий поршень выталкивается пружиной вперед, тормозное усилие колесного тормозного цилиндра снова увеличивается.

На тормозных рычагах пульсации не ощущается, поскольку металлический шарик во время регулирования перекрывает подающую магистраль главного тормозного цилиндра. Работа модулятора тормозного усилия контролируется пьезокерамикой. Регулирующий поршень усилием внутренней пружины при присутствии тока на обмотке оказывает давление на пьезокерамику, которая передает сигнал напряжения на блок управления. Таким образом работоспособность контролируется и при проведении самодиагностики системы. Выход из строя системы индицируется миганием двух контрольных ламп. Система имеет функцию самодиагностики, а сохраненные неисправности могут быть считаны тестером.

Рисунок. Модулятор тормозного усилия

  1. от главного тормозного цилиндра
  2. к колесному тормозному цилиндру
  3. Распределительный поршень
  4. Направляющий ролик
  5. Регулирующий поршень
  6. Обмотки электромагнитов
  7. Разъем для кабеля
  8. Пьезокерамика

В отношении модуляции тормозного усилия 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами и гидравлическим блоком современные системы похожи на системы, устанавливаемые в автомобилях. На рисунке представлен гидравлический контур с впускным и выпускным клапанами для каждого контура торможения.

Рисунок. Гидравлический контур

Регулирование осуществляется путем открывания и закрывания клапанов, как и в системах легковых автомобилей.

Одинаковым является также определение и обработка скорости вращения колес и других входов. Характерными только для мотоциклов являются отдельные контуры торможения переднего и заднего колес, а также выключатель ABS для активного отключения системы.

ustroistvo-avtomobilya.ru