Структурата и принципът на действие на системата ABS

Комплектът за активна безопасност на съвременните автомобили включва различни помощници и системи, които позволяват или да се предотврати извънредна ситуация, или да се сведе до минимум човешките наранявания по време на произшествие.

Сред такива елементи е антиблокиращата спирачна система. Какво е? Как работи съвременният ABS? Как работи ABS и как да карате кола, когато тази система е включена? Отговорите на тези въпроси са в този преглед.

Какво е антиблокираща спирачна система

Антиблокираща спирачна система означава набор от електрохидравлични елементи, които са монтирани в шасито на автомобила и са свързани с неговите спирачки.

Той осигурява по-добро сцепление с пътната настилка, предотвратявайки напълно спиране на колелата по време на спиране по нестабилни пътни настилки. Това често се случва на лед или мокри пътища.

История

Това развитие беше представено за първи път на обществеността през 1950-те години на миналия век. Не би могло обаче да се нарече концепция, защото тази идея е разработена в началото на ХХ век. И така, инженер Дж. Франсис през 1908 г. демонстрира работата на своя „Регулатор“, който предотвратява приплъзване на колелата в железопътния транспорт.

Подобна система е разработена от механика и инженера G. Voisin. Той се опита да създаде спирачна система за самолети, която независимо регулира хидравличния ефект върху спирачните елементи, така че колелата на самолета да не се плъзгат по пистата в резултат на спиране. Той прави експерименти с модификации на такива устройства през 20-те години на миналия век.

Ранни системи

Разбира се, както при всички първи разработки на каквито и да било изобретения, първоначално системата, която предотвратява блокирането, имаше сложна и примитивна структура. И така, гореспоменатият Габриел Воазен използва маховик и хидравличен клапан, свързан към спирачната линия в своите проекти.

Системата работеше по този принцип. Маховикът беше прикрепен към барабан на колело и се въртеше с него. Когато няма плъзгане, барабанът и маховикът се въртят със същата скорост. Веднага след като колелото спре, барабанът се забавя с него. Поради факта, че маховикът продължава да се върти, вентилът на хидравличната линия беше леко отворен, намалявайки силата върху спирачния барабан.

Такава система се доказа като по-стабилна за превозното средство, тъй като в случай на плъзгане водачът инстинктивно задейства спирачките още повече, вместо да изпълнява тази процедура плавно. Това развитие е увеличило ефективността на спиране с 30 процента. Друг положителен резултат - по-малко спукани и износени гуми.

Системата обаче получи подобаващо признание благодарение на усилията на германския инженер Карл Весел. Разработката му е патентована през 1928г. Въпреки това, инсталацията не се използва в транспорта поради значителни недостатъци в нейния дизайн.

Наистина работеща спирачна система против приплъзване се използва в авиацията в началото на 50-те години. И през 1958 г. комплектът Maxaret за първи път е инсталиран на мотоциклет. Royal Enfield Super Meteor беше оборудван с работеща антиблокираща спирачна система. Системата е наблюдавана от Пътната лаборатория. Проучванията показват, че този елемент на спирачната система значително ще намали инцидентите с мотоциклети, повечето от които се случват именно поради плъзгане, когато колелото е заключено по време на спиране. Въпреки такива показатели главният директор на техническия отдел на мотоциклетната компания не одобри масовото производство на ABS.

В автомобилите механична система против приплъзване е била използвана само в някои модели. Един от тях е Ford Zodiac. Причината за тази ситуация е ниската надеждност на устройството. Едва от 60 -те години. електронната антиблокираща спирачна система е попаднала в прочутия самолет Concorde.

Съвременни системи

Принципът на електронна модификация е приет от инженер в изследователския център на Fiat и нарече изобретението Antiskid. Разработката е продадена на Bosch, след което е наречена ABS.

През 1971 г. производителят на автомобили Chrysler въвежда цялостна и ефективна компютърно управлявана система. Подобна разработка беше използвана година по -рано от американския Ford в емблематичния Lincoln Continental. Постепенно щафетата поеха и други водещи производители на автомобили. До средата на 70-те години повечето автомобили със задно задвижване имаха електронни антиблокиращи спирачни системи на задвижващите колела, а някои бяха оборудвани с модификация, която работеше и на четирите колела.

От 1976 г. подобна разработка започва да се използва в товарния транспорт. През 1986 г. системата е наречена EBS, тъй като работи изцяло върху електрониката.

Предназначение на антиблокиращата спирачна система

Често при спиране на нестабилна повърхност (лед, валян сняг, вода върху асфалта) водачът наблюдава съвсем различна реакция, отколкото е очаквал - вместо да забави скоростта, превозното средство става неконтролируемо и изобщо не спира. Освен това по-силно натискане на педала на спирачката не помага.

При рязко задействане на спирачките колелата се блокират и поради лошо сцепление с пистата те просто спират да се въртят. За да не се случи този ефект, трябва плавно да натиснете спирачките, но при спешни случаи водачът неконтролируемо притиска педала към пода. Някои професионалисти натискат и освобождават спирачния педал няколко пъти, за да забавят автомобила на нестабилни повърхности. Благодарение на това колелата не са блокирани и не се плъзгат.

Колкото и тъжно да звучи, не всеки успява да овладее това умение, а някои дори не смятат за необходимо да правят това, а просто купуват скъпи професионални гуми с по-голяма надеждност на сцеплението. За такива случаи производителите оборудват повечето от своите модели със система против блокиране на колелата.

ABS ви позволява да поддържате контрол върху автомобила в аварийна ситуация, предотвратявайки напълно спиране на колелата при натискане на спирачката.

ABS устройство

Устройството на съвременния ABS включва малък брой елементи. Състои се от:

• Сензор за въртене на колелото. Такива устройства са инсталирани на всички колела. Електронният блок за управление анализира параметрите, които идват от всеки от тези сензори. Въз основа на получените данни ECU независимо активира / деактивира системата. Най-често такива устройства за проследяване работят на принципа на сензор на Хол;
• Електронен блок за управление. Без него няма да работи, защото са необходими „мозъци“ за събиране на информация и активиране на системата. В някои автомобили всяка система има свой собствен ECU, но производителите често инсталират един блок, който обработва всички елементи на системата за активна безопасност (стабилност на посоката, ABS, контрол на сцеплението и т.н.);
• Изпълнителни устройства. В класическия дизайн тези елементи са блок с набор от клапани, акумулатори на налягане, помпи и др. Понякога в техническата литература можете да намерите името хидромодулатор, което се прилага към тези елементи.

Характеристика на системата ABS е, че тя може да бъде свързана към спирачната система дори на най-новия автомобил. Най-често те са комплект, който е просто свързан със спирачната линия и електрическата система на машината.

Как работи ABS

Обикновено работата на антиблокиращата спирачна система е разделена на 3 етапа:

1. Заключване на колелото - ECU изпраща сигнал за активиране на системата;
2. Задействане на задвижващия механизъм - хидравличният блок променя налягането в системата, което води до отключване на колелата;
3. Деактивиране на системата при възстановяване на въртенето на колелото.

Струва си да се има предвид, че целият процес се контролира от алгоритми, вградени в софтуера на контролния блок. Надеждността на системата се крие във факта, че тя се задейства дори преди колелата да загубят сцепление. Аналог, който работи само въз основа на данните за въртенето на колелата, ще има по-проста структура и принцип на действие. Такава система обаче би работила не по-добре от първите проекти на Габриел Воазен.

Поради тази причина ABS не реагира на промени в скоростта на колелото, а на силата на натискане на педала на спирачката. С други думи, системата се задейства предварително, сякаш предупреждава за възможно плъзгане, определяйки както скоростта на въртене на колелата, така и силата на натискане на педала. Контролният блок изчислява възможното приплъзване и активира задвижващия механизъм.

Системата работи по следния принцип. Веднага щом възникне аварийна ситуация (водачът е натиснал рязко педала на спирачката, но колелата все още не са заключени), хидромодулаторът получава сигнал от блока за управление и затваря два клапана (вход и изход). Това стабилизира налягането в линията.

След това задвижващият механизъм пулсира спирачната течност. В този режим хидравличният модулатор може или да осигури бавно завъртане на колелото, или независимо да увеличи / намали налягането на спирачната течност. Тези процеси зависят от модификацията на системата.

Когато ABS се задейства, водачът веднага ще го усети от честите пулсации, които също се предават на педала. Дали системата е активна или не, можете да разберете чрез галенето на бутона за активиране. Самият принцип на работа на системата повтаря уменията на опитни автомобилисти, само че го прави много по-бързо - около 20 пъти в секунда.

Видове антиблокиращи спирачни системи

Благодарение на подобрението на системите за активна безопасност, на пазара на авточасти могат да бъдат намерени четири варианта на ABS:

• Едноканален. Сигналът към контролния блок и обратно се подава едновременно през една жична линия. Най-често автомобилите с предно предаване са оборудвани с него и то само на задвижващите колела. Тази система работи независимо от това кое колело е заключено. Тази модификация има един клапан на входа на хидромодулатора и един на изхода. Той също така използва един сензор. Тази модификация е най-неефективна;
• Двуканален. При такива модификации се използва така наречената бордова система. Той контролира дясната страна отделно от лявата. Тази модификация се оказа доста надеждна, тъй като в случай на извънредна ситуация автомобилът се пренася отстрани на пътя. В този случай колелата от дясната и лявата страна са на различна повърхност, следователно ABS също трябва да изпраща различни сигнали към задвижващите механизми;
• Триканален. Тази модификация може спокойно да се нарече хибрид на първата и втората. При такъв ABS задните спирачни накладки се управляват от един канал, както в първия случай, а предните колела работят на принципа на бордовия ABS;
• Четириканален. Това е най-ефективната модификация до момента. Той има индивидуален сензор и хидромодулатор за всяко колело. ECU контролира въртенето на всяко колело за максимално сцепление.

Режими на работа

Работата на модерна ABS система може да се извършва в три режима:

1. Режим на инжектиране. Това е стандартният режим, който се използва във всички класически разновидности на спирачната система. При антиблокираща спирачна система изпускателният клапан е затворен, а всмукателният клапан е отворен. Поради това, когато спирачният педал е натиснат, течността започва да се движи във веригата, като привежда спирачния цилиндър на всяко колело в движение.
2. Режим на задържане. В този режим контролният блок открива, че едно от колелата се забавя много по-бързо от другите. За да предотврати загубата на контакт с пътя, ABS блокира входящия клапан на линията на определено колело. Благодарение на това няма сила върху шублера, но в същото време останалите колела продължават да се забавят.
3. Режим на освобождаване на налягането. Този режим се активира, ако предишният не може да се справи с полученото заключване на колелото. В този случай входният клапан на линията продължава да бъде затворен, а изходният клапан, напротив, се отваря, за да облекчи налягането в тази верига.

Ефективността на спирането при включена ABS системата зависи от това колко ефективно преминава от един режим в друг. За разлика от стандартната спирачна система, с включен ABS, не е необходимо да натискате спирачките многократно, за да предпазите колелата от загуба на сцепление. В този случай водачът трябва да натисне докрай педала на спирачката. Останалата работа ще бъде извършена от самата система.

Характеристики на управлението на автомобил с ABS

Колкото и надеждна да е спирачната система в автомобила, тя не премахва необходимостта от внимание на водача. Антиблокиращата спирачна система има свои собствени характеристики. Ако те не бъдат взети предвид, тогава колата може да загуби стабилност. Ето основните правила за спешни случаи:

1. Ако колата е оборудвана с обикновен ABS, за да може да се активира, трябва рязко да натиснете спирачния педал. Някои модерни модели са оборудвани със спирачен асистент. В този случай блокът за управление открива възможността за загуба на сцепление и активира този асистент. Дори с лек натиск върху педала, системата се активира и независимо ще увеличи налягането в линията до желания параметър;
2. Както вече споменахме, когато системата е активирана, педалът на спирачката пулсира. Неопитен шофьор веднага мисли, че нещо се е случило с колата и решава да освободи спирачката;
3. Когато шофирате с гуми с шипове, по-добре е да изключите ABS, тъй като шиповете в гумите имат своята ефективност точно когато колелото е блокирано;
4. По време на движение по рохкав сняг, пясък, чакъл и др. ABS също е по-безполезен, отколкото полезен. Факт е, че заключено колело пред него събира малка подутина от материала, който съставлява пътя. Това създава допълнителна устойчивост на приплъзване. Ако колелото се завърти, няма да има такъв ефект;
5. Също така, системата ABS може да не функционира адекватно при бързо шофиране по неравни повърхности. Дори и при леко спиране, колело във въздуха бързо ще спре, което ще провокира блока за управление да активира устройството, когато не е необходимо;
6. Ако ABS е включен, спирачките също трябва да се използват по време на маневра. В нормална кола това само ще провокира плъзгане или недозавиване. Автомобил с ABS обаче е по-склонен да слуша волана, когато антиблокиращата система е активна.

Спирачна ефективност

ABS системата не само скъсява спирачния път, но и осигурява максимален контрол над автомобила. В сравнение с автомобил, който не е оборудван с тази система, превозните средства с ABS определено ще спират по-ефективно. Не е нужно да се доказва. В допълнение към по-късия спирачен път в такъв автомобил, гумите ще се износват по-равномерно, тъй като спирачните сили се разпределят равномерно към всички колела.

Тази система ще бъде особено оценена от шофьори, които често шофират по пътища с нестабилни настилки, например, когато асфалтът е мокър или хлъзгав. Въпреки че никоя система не е в състояние напълно да елиминира всички грешки, да предпази водачите от извънредни ситуации (никой не е отменил вниманието и предвидливостта на водача), спирачките с ABS правят автомобила по-предвидим и управляем.

Като се има предвид високата спирачна ефективност, много експерти препоръчват на начинаещите да свикнат да управляват превозни средства с ABS, което ще повиши безопасността на пътя. Разбира се, ако водачът наруши правилата за изпреварване и ограничения на скоростта, системата ABS няма да може да предотврати последствията от такива нарушения. Например, колкото и ефективна да е системата, тя е безполезна, ако шофьорът не е зазименил колата и продължава да кара с летни гуми.

ABS работа

Съвременната ABS система се счита за надеждна и стабилна система. Може да работи правилно дълго време, но все пак се нуждае от правилна експлоатация и навременна поддръжка. Контролният блок рядко се поврежда.

Но ако вземем сензори за въртене на колелата, тогава това е най-уязвимото място в такава система. Причината е, че сензорът определя скоростта на въртене на колелото, което означава, че трябва да се монтира в непосредствена близост до него - на главината на колелото.

Когато автомобилът се движи през кал, локви, пясък или мокър сняг, сензорът се замърсява много и може или да се повреди бързо, или да даде неправилни стойности, което ще доведе до нестабилност на системата. Ако батерията е слаба или напрежението в бордовата система на автомобила е ниско, контролният блок ще изключи системата поради твърде ниско напрежение.

Ако системата се повреди, колата няма да загуби спирачките си. Само в този случай водачът трябва да може да намали скоростта на нестабилен път с помощта на класическа спирачна система.

ABS производителност

Така системата ABS ви позволява да извършвате аварийно спиране по-безопасно, а също така прави възможно извършването на маневри с напълно натиснат спирачен педал. Тези два важни параметъра правят тази система неразделна част от превозно средство, оборудвано с усъвършенствана система за активна безопасност.

Наличието на ABS не е задължително за опитен шофьор. Но начинаещият трябва да научи много различни умения през първите няколко години, така че е за предпочитане колата на такъв шофьор да има няколко системи, които осигуряват предпазна мрежа.

Опитен шофьор може лесно (особено ако кара колата си от много години) да може да контролира момента на приплъзване на колелото, като променя усилието на спирачния педал. Но дори и с дълъг опит в шофирането, многоканална система може да се конкурира с такова умение. Причината е, че водачът не може да контролира силата на отделно колело, но ABS може (едноканална система работи като опитен шофьор, променяйки силата върху цялата спирачна линия).

Но системата ABS не може да се счита за панацея при аварийни ситуации по който и да е път. Например, ако колата се плъзне на пясъка или в насипен сняг, тогава, напротив, това ще доведе до увеличен спирачен път. На такъв път, напротив, блокирането на колелата ще бъде по-полезно - те се забиват в земята, което ускорява спирането. За да бъде автомобилът универсален на всякакъв вид пътна настилка, производителите на съвременни модели автомобили оборудват своите продукти с превключващ се ABS.

Какви са недостатъците

Що се отнася до надеждността на антиблокиращата спирачна система, това е една от най-надеждните системи в автомобила. Елементите му рядко се провалят и най-често това се дължи на нарушаване на правилата за експлоатация и поддръжка. Всички електронни части са надеждно защитени от претоварване чрез предпазители и релета, така че управляващият блок няма да се повреди.

Най-честите неизправности в системата са повреда на сензорите на колелата, тъй като те са разположени на места, където е изключително трудно да се предотврати навлизането на вода, прах или мръсотия в тях. Ако лагерът на главината е твърде разхлабен, сензорите ще се повредят.

Други проблеми вече са свързани повече със съпътстващите системи на автомобила. Пример за това е спадът на напрежението в електрическата мрежа на машината. В този случай ABS ще бъде деактивиран поради активираното реле. Същият проблем може да се наблюдава и при пренапреженията в мрежата.

Ако антиблокиращата спирачна система се изключи сама, не се паникьосвайте - колата просто ще се държи така, сякаш няма ABS.

Ремонтът и поддръжката на спирачната система на автомобил с ABS има свои собствени характеристики. Например, преди да смените спирачната течност, при изключено запалване, натиснете спирачката и я освободете няколко пъти (около 20 пъти). Това ще освободи налягането в акумулатора на корпуса на клапана. За информация как правилно да замените спирачната течност и след това да обезвъздушите системата, прочетете в отделна статия.

Водачът веднага ще научи за неизправността на ABS чрез съответния сигнал на таблото. Ако предупредителната лампа светне, а след това изгасва - трябва да обърнете внимание на контакта на сензорите на колелата. Най-вероятно поради загубата на контакт управляващият блок не получава сигнал от тези елементи и сигнализира за неизправност.

Системни предимства и недостатъци

Не е необходимо да се говори много за предимствата на антиблокиращата спирачна система, тъй като основното й предимство е в стабилизирането на автомобила в случай на приплъзване на колелото по време на спиране. Ето предимствата на автомобил с такава система:

• В дъжда или върху лед (хлъзгав асфалт) автомобилът показва голяма стабилност и управляемост;
• Когато извършвате маневра, можете активно да използвате спирачките за по-добра реакция на кормилното управление;
• На гладки повърхности спирачният път е по-кратък от автомобила без ABS.

Един от недостатъците на системата е, че тя не се справя добре с меките пътни настилки. В този случай спирачният път ще бъде по-кратък, ако колелата са блокирани. Въпреки че последните модификации на ABS вече отчитат характеристиките на почвата (съответният режим е избран на селектора на трансмисията) и се адаптират към дадената пътна ситуация.

Освен това принципът на действие на ABS и неговите предимства са описани в следващото видео:

Принципи на работа на ABS

Видео по темата

В края на ревюто предлагаме кратко видео за това как да спирате на автомобил със и без ABS:

Спиране със или без ABS

Въпроси и отговори:

Какво означава антиблокираща спирачна система? Това е електронна система, която предотвратява блокирането на колелата по време на спиране, като намалява за кратко налягането на спирачната течност.

За какво е антиблокираща спирачна система? Ако спирачките са натиснати рязко, колелата могат да загубят сцепление и автомобилът ще стане нестабилен. ABS осигурява импулсно спиране, което позволява на колелата да запазят сцеплението.

Как работи антиблокиращата спирачна система? Електрониката следи блокирането на колелата и приплъзването на колелата. Благодарение на клапаните на всеки спирачен апарат, налягането на TJ върху определено бутало се регулира.

Как да спираме с антиблокираща спирачна система? При автомобили с ABS трябва да натиснете педала докрай, а самата система ще осигури импулсно спиране. Не е необходимо да натискате/отпускате педала по време на спиране.