Антиблокировочная тормозная система ABS: для чего нужна и как работает АБС

Конструкция и назначение составляющих частей

Устройство антиблокировочной системы состоит из трех основных составных элементов:

1. Колесные датчики скорости
2. Блок (модуль) управления
3. Исполнительное устройство

Элементы ABS автомобиля

Как отмечено, эта система нередко задействуется в качестве базы для других. При этом составные части ряда иных систем являются лишь дополнением к АБС.

Датчики

Датчики скорости – очень важные составляющие, поскольку на их показаниях основывается работа системы ABS. По импульсам, которые они подают, модуль управления высчитывает скорость вращения каждого из колес, и на основе расчетов производится управление исполнительным механизмом.

Расположение датчика скорости на ступице колеса

В конструкции АБС используется два типа датчиков. Первые получили название пассивных датчиков. Эти элементы – индуктивного типа.

Конструкция их включает сам датчик, состоящий из обмотки, сердечника и магнита, а также зубчатого венца, используемого в качестве задающего элемента. Зубчатый венец устанавливается на ступицу, поэтому он вращается вместе с колесом.

Датчик индуктивного типа

Суть функционирования пассивного элемента очень проста – обмотка генерирует магнитное поле, через которое проходит зубчатый венец. Имеющиеся зубья при проходе через поле оказывают на него влияние, что обеспечивает возбуждение напряжения в датчике. Чередование зубьев с впадинами обеспечивает создание импульсов напряжения, которые и позволяют высчитать скорость вращения колеса.

Негативным качеством пассивных датчиков является недостаточная точность измерения при движении на незначительных скоростях, что может стать причиной некорректной работы системы ABS.

Сейчас, из-за имеющегося недостатка, пассивные датчики в антиблокировочной системе не используются и их заменили так называемыми активными элементами.

Как и в первом варианте, активные датчики состоят из двух основных составляющих – самого датчика и задающего элемента. Но в активных элементах датчики построены либо на магниторезистивном эффекте, либо на эффекте Холла. Оба варианта для работы требуют подачи питания (пассивные элементы сами вырабатывали его).

Что касается задающего элемента, то здесь в конструкции используется кольцо с намагниченными секторами (мультиполюсное).

Устройство и принцип работы активного датчика скорости

Суть работы активных элементов различная. В магниторезистивном варианте постоянно меняющееся поле (от задающего кольца) приводит к изменениям показаний сопротивления в датчике. В элементе Холла это поле меняет само напряжение. В обоих случаях создается импульс, по которому можно рассчитать скорость вращения.

Элементы активного типа получили широкое распространение благодаря высокой точности замеров на любых скоростях.

Блок управления

Модуль управления системы ABS, как и иные ЭБУ, задействованный в системах авто, нужен для получения и обработки импульсов, передающихся от колесных датчиков. В него занесены табличные данные, на основе которых он управляет исполнительным механизмом. То есть, после поступления сигнала с каждого датчика, он сравнивает его с информацией, занесенной в таблице, и по полученным результатам определят, что должен сделать.

Блок АБС

В авто с рядом систем, построенных на основе АБС, блок управления имеет дополнительные модули, отвечающие за работу своих систем.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм (его еще называют гидроблоком или модулем ABS) – самый сложный по конструкции и состоит из ряда элементов:

• электромагнитные клапаны (впускной, выпускной);
• аккумуляторы давления;
• помпа обратной подачи;
• амортизационная камера.

Устройство блока АБС

В классической схеме к рабочему механизму тормозов идет только одна магистраль, по которой подается жидкость от главного цилиндра. В АБС же в нее врезана магистраль обратной подачи, но она проходит только внутри модуля.

Впускной клапан – единственный элемент, установленный на магистрали основной подачи. В его задачу входит перекрытие подачи жидкости при определенных условиях, по умолчанию он открыт.

Врезка магистрали обратной подачи осуществляется за впускным клапаном. На входе в нее установлен выпускной клапан, который в обычном положении закрыт.

Далее за клапаном в обратной магистрали располагается аккумулятор давления, в задачу которого входит сбор жидкости при сбрасывании давления в системе.

Если объема аккумулятора не хватает, чтобы принять всю жидкость, в работу включается насос, который перекачивает излишки в основную магистраль.

Но процесс перекачки сопровождается пульсацией, и чтобы погасить колебания жидкости, она сначала попадает в амортизационные камеры и только после этого – в магистраль.

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.

В состоянии покоя (обесточенном состоянии) электромагнитный клапан позволяет усилию, создаваемому водителем на главном тормозном цилиндре при нажатии на педаль тормоза беспрепятственно воздействовать на колесный тормозной цилиндр. Этот процесс соответствует обычной работе тормозной системы. Тормозное усилие повышается и замедляет колесо. Если блок управления на основании сигнала датчика угловой скорости вращения колеса определяет слишком быстрое замедление колеса по сравнению с контрольной скоростью, то электромагнитный клапан сначала нагружается половиной максимального тока, в результате чего доступ к главному тормозному цилиндру перекрывается, что препятствует дальнейшему повышению давления в колесном тормозном цилиндре.

Если после этой стадии «удержания тормозного усилия» скорость вращения колеса не увеличится, а будет снижаться дальше, то электромагнитный клапан подается максимальный ток, вследствие чего открывается обратная магистраль, а тормозное усилие в колесном тормозном цилиндре уменьшается. В результате силы трения покоя дорожного полотна колесо снова ускоряется. Как только скорость примерно достигнет контрольного значения, блок управления обесточивает электромагнитный клапан, который снова возвращается в исходное положение (т.е. обратная магистраль перекрывается, тормозное усилие может уменишаться беспрепятственно). Цикл может быть начат сначала.

Чтобы поддержать тормозное усилие в главном тормозном цилиндре и обеспечить снижение усилия через накопитель, насос обратной подачи подает тормозную жидкость от накопителя во впускную магистраль главного тормозного цилиндра. Этот процесс заметен по пульсации педали тормоза. Обычно именно по этому признаку водитель определяет момент срабатывания системы ABS.

Регулирование тормозного усилия блоком управления электромагнитными клапанами происходит практически до полной остановки автомобиля либо до отпускания водителем педали тормоза и уменьшении тормозного усилия, свидетельствующего об отсутствии опасности блокировки колеса.

При выходе из строя системы ABS электромагнитные клапаны находятся в обесточенном состоянии, в результате чего тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.

Если вдруг, что маловероятно, система ABS во время процесса регулирования в результате самодиагностики обнаружит неисправность, то, насколько это будет возможным, система продолжит регулирование торможения до конца.

На рисунке при помощи принципиальной электрической схемы представлены входы и выходы блока управления, а также взаимосвязь компонентов системы.

При включении зажигания (клемма 15) электронное реле защиты (КЗ) замыкается и соединяет клемму 30 с клелммой 31, в результате чего на блок управления (контакт 1) и на цепь управления (86) клапанного реле (К1) и реле двигателя (К2) подается «плюс» аккумуляторной батареи. Через контакты 10, 20 и 34 блок управления постоянно соединен с массой.

Через клемму 15 также подается питание на сигнальную лампу системы ABS (Н1). Она горит до тех пор, пока не будет соединена с массой через кабель 1 при помощи клапанного реле через клемму 87а или через контакт 29 блока управления.

Если блок управления через контакт 27 подает массу на разъем 87 клапанного реле, то последнее срабатывает и черезразъем 87 соединяет электромагнитные клапаны с клеммой 30. Работа клапанного реле контролируется блоком управления через контакт 32.

Функция сигнальной лампы проверяется блоком управления через контакт 29.

Через контакт 14 блока управления контролируется реле двигаеля, после того как оно будет включено контактом 28 на основании сигнала массы.

Это происходит, когда во время ABS-регулирования на насос обратной подачи подается питание от «плюса» аккумуляторной батареи. В этом случае блоком управления на основании сигнала массы управляются также электромагнитные клапаны.

Вce это зависит от частоты переменного напряжения датчиков угловой скорости вращения (В1).

Вход выключателя стоп-сигналов служит дополнительной защитой так же, как и сигнал работы двигателя через клемму 61 генератора. Сигнальная лампочка гаснет только при работающем двигателе с исправным генератором, поскольку при ABS-регулировании необходим запас энергии.

Неисправности ABS

Вы уже знаете, что в системе есть сенсоры слежения, чем они технологичнее, тем чаше они могут ломаться. Но это одна из возможных причин отказа антиблокировочной системы

Чтобы прийти к выводу, что АБС «накрылась» медным тазом, нужно обратить внимание на индикатор на панели приборов. Если он более 10 секунд или моргает во время торможения, тогда стоит напрячься – где-то пошел сбой

Бывает такое, что некоторые автолюбители, пренебрегая правила безопасности, устанавливают на разные оси зимнюю резину с шипами и без. В этом случае, система видит разную частоту вращения колес передней и задней осей и начинает «ругаться». Если вы не такие и лампочка аварии ABS горит постоянно, то разберем основные причины поломки системы.

1. Обрывы проводов от датчиков к электронному блоку или его неисправность. Диагностируется визуальным осмотром линий и тестирование спецоборудование ЭБУ.
2. Окисление контактов, выход из строя сенсоров движения, о которых говорилось выше. Возможно «пробит» провод или сам датчик на «массу». В этом случае будет гореть ошибка, но АБС работать будет. Проверяем все разъемы, а их достаточно, чистим от окислов и грязи. Визуально проверяем провода и корпуса считывающих элементов, может они перетерлись.
3. Ошибка может выскочить из-за разного давления в шинах или рисунке протектора покрышки. Из-за этого, одно из колес притормаживает, человеческий глаз этого не видит, а система – да. Неравномерный износ шин также является причиной «ругательства» ABS.
4. Поломки в гидроблоке или электронасосе. Разрушение импульсного диска, появление люфтов в ступичных подшипниках или повреждение сепараторов. Механическое повреждение любого элемента.
5. Перегорел предохранитель.

Как бы не была сложна АБС, большинство неисправностей можно самостоятельно диагностировать и решить в гаражных условиях. Зачастую выходят из строя датчика. Виной этому их расположение. Если визуальный осмотр не принес результатов, и проблемы остались, то придется обратиться к специалистам, которые смогут провести диагностику и по ошибкам в электронном блоке управления определиться с поломками.

Плюсы и Минусы АБС

Несмотря на то, что сейчас эту систему применяют в автомобилях всех классов, она имеет свои преимущества и недостатки. Выделяют такие плюсы АБС:

• Повышение безопасности водителя и его пассажиров;
• Влияет на срок эксплуатации покрышек, увеличивая его благодаря тому, что при таком торможении колеса проворачиваются, уменьшая давление на шины;
• уменьшение тормозного пути на ровной поверхности;
• дает возможность водителю осуществлять маневры при торможении.

Как любая другая система, АБС имеет свои недостатки:

• Трескающийся звук, который слышен при срабатывании системы;
• Неэффективность срабатывания системы на неровных поверхностях
• Отсутствие возможности затормозить на обледеневшей дороге.

В случае необходимости торможения на льду, когда система не срабатывает, необходимо воспользоваться ручным тормозом. Таким образом, заблокируются задние колеса и система самостоятельно отключиться на время.

Не смотря на наличие недостатков, данная система уже давно применяется для серийных автомобилей. Она обеспечивает безопасность, которая очень важная в нынешнее время, ведь сейчас водители не являются такими опытными, как раньше. Вложение автомобиля стало привычным делом для каждого, при этом мало кто знает, как поступать в экстренных ситуациях, а благодаря АБС таких ситуации стало намного меньше.

Виды ABS

Самые первые системы экстренного торможения имели по одному каналу. Они выполняли свои функциональные обязанности только на одной из осей транспорта. Из-за своего общего строения, они блокировались и разблокировались одновременно, что снижало эффективность работы. Новейшие модели ABS способны работать по всем каналам колёс. То есть за каждое колесо отвечает свой датчик. Благодаря этому они могут функционировать независимо друг от друга. Технологии не стоят на месте и получают дальнейшее улучшение качества. Система имеет аббревиатуру EBD. Она способна выполнять свои обязанности заблаговременно до блокировки колёс. Ещё одна разновидность — это С  EBD. Транспорт стабильнее держится на любой поверхности.

К примеру можно отнести, если одна сторона колёс попала на лёд, а другая осталась на асфальте, то система позволяет максимально стабилизировать транспорт и не допустить заноса. Иногда производители добавляют в ABS датчики стабильности колёс. Это ещё сильнее усиливают удерживание машины на различной поверхности. Иногда общее название ABS отличается у разных заводов-изготовителей. Тем не менее все функциональные особенности у них одинаковые, отличия могут быть незначительными.

Также существует ещё одна разновидность ABS — это трёхканальная система. Один датчик располагается на задней оси и контролирует её, а два других установлены на передних колёсах

Эффективность работы

Если колеса при торможении блокируются, расстояние до окончательной остановки машины будет максимальным. Объясняется это базовыми законами физики. Коэффициент трения скольжения меньше, чем значение трения покоя. Автомобиль будто скользит по дорожному покрытию. В этот момент поворот руля практически перестает влиять на траекторию движения.

Опытный водитель интуитивно понимает, что нажимать со всей силы на тормоз опасно. Поэтому автомобилисты то усиливают, то ослабляют давление ступни на педаль. Это помогает корректировать курс транспортного средства.

Именно по такому принципу и работает антиблокировочная система. Она отслеживает вращение колес, и при их блокировке начинает то уменьшать, то увеличивать давление. Отличие в том, что электронный блок управления может менять этот параметр многократно и очень быстро (в среднем 20-25 раз за 1 секунду). Водитель получает возможность маневрировать прямо во время торможения. Сохраняется контроль над автомобилем, что значительно повышает безопасность езды.

Источник изображения: hyundai.gd

Существуют одноканальные и многоканальные системы. В первом случае контролируется общее тормозное усилие, во втором – усилие на каждом отдельно взятом колесе. Это еще больше стабилизирует поведение машины в сложных дорожных условиях.

Водителям-новичкам рекомендуется нарабатывать навыки именно на автомобилях с АБС. Система позволяет экстренно тормозить, что может уберечь от многих неприятностей во время обучения. Кроме того, она незаменима в гололед, во время снегопада и дождя. Сцепление колес со скользкой дорогой значительно ухудшается. АБС помогает компенсировать это явление.

Иногда наличие АБС становится причиной увеличения длины тормозного пути. Однако виноват в этом порой бывает сам водитель. Такое наблюдается, например, при езде зимой на летних покрышках. Антиблокировочная система также может стать помехой при остановке на мягком рыхлом грунте. Колеса начинают зарываться в поверхность, что не дает автомобилю прекратить движение. Поэтому на некоторых моделях есть функция отключения АБС.

Достоинства и недостатки

К другим достоинствам этой системы также относятся:

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

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

Такими условиями являются:

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

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

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

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

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

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

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

Автомобиль с ABS на практике всё сложнее

Стоит лишь утопить педаль тормоза сильнее необходимого (а так нередко случается в сложной ситуации), и колёса автомобиля блокируются. Срабатывает ABS. А дальше – как бы усердно Вы ни манипулировали рулём, свернуть не удастся: заблокированные колёса лишают машину возможности маневра. Лишь очень опытный водитель сможет отпустить на мгновение педаль тормоза, вернув себе контроль над колёсами.

Опасность внезапной блокировки колёс не только в потере автомобилем маневренности – это ещё и самая частая причина заноса авто. Случается занос тогда, когда, например, в ходе предыдущего маневра значительно изменилась нагрузка по осям машины.

Или если на колёсах автомобиля установлены разные шины, что для современной России, как бы дико это не звучало, не редкость. Да и банальное столкновение или уклон дорожного полотна тоже легко меняют траекторию авто, и скорректировать её практически невозможно. Кроме того, блокировка колёс значительно растягивает тормозной путь авто.

К счастью, с оснащением автомобилей системой антиблокировки тормозов или по простому ABS, эти ситуации ушли в прошлое. Водитель авто, оснащенного антиблокировочной системой (АБС), может быть спокоен: если он затормозит, вращая при этом рулевое колесо – блокировки колёс автомобиля не произойдёт.

ABS не всесильна

Наличие и работа системы ABS на автомобиле значительно упрощает процесс торможения и делает его более эффективным, особенно для начинающих водителей. Но в то же время ей присущи определенные недостатки, и при управлении машиной их надо учитывать.

Здесь, кстати, надо отметить, что когда работает антиблокировочная система, то ее срабатывание ощущается как вибрация на педали тормоза.

Из тех случаев, когда явными становятся недостатки в работе системы, можно отметить такие. » alt=»»>

1. Эффективность работы ABS зависит от качества дорожного покрытия. На неровной дороге, кочках, брусчатке у автомобиля тормозной путь с такой системой несколько увеличивается. Дело в том, что когда колесо подпрыгивает на неровностях и находится в полете, т.е сцепления с дорогой нет, ABS дает команду на снятие торможения. Но в тот момент, когда колесо опять начинает контактировать с покрытием, установленная сила торможения оказывается неоптимальной и тормозной путь увеличивается. Парировать этот эффект можно снижением скорости движения и увеличением дистанции.
2. Увеличение тормозного пути на смешанном покрытии – в тех случаях, когда чередуются участки, например, асфальт – вода – асфальт – снег — лед. В этом случае происходит следующее – система отпускает тормоза на скользком участке, при попадании колеса на нормальное покрытие установившегося тормозного усилия оказывается недостаточно, вследствие чего тормозной путь увеличивается.
3. Торможение на рыхлом, сыпучем покрытии (песок, рыхлый снег). В этом случае тормозной путь с ABS увеличивается. Дело в том, что если на песке автомобиль пойдет юзом, то перед колесом появляется валик из песка (эффект плуга), а он значительно эффективнее будет останавливать машину. В такой ситуации торможение юзом будет лучше.
4. Система перестает работать при остановке. При низкой скорости движения система ABS отключается и не работает. Это может оказаться очень неприятным моментом при движении на скользком уклоне. Об этом надо помнить и быть готовым к своевременным действиям, например, – воспользоваться ручным тормозом для остановки.

Однако такая система торможения имеет некоторые особенности, и необходимо быть готовым к их проявлению при движении.

АБС или ABS, уже из расшифровки английской аббревиатуры (Anti-lock braking system), становится ясно что, это не отдельная деталь, а система, предотвращающая блокировку колес при торможении. В двух словах, на вопрос: что такое АБС, можно сказать так – это система датчиков, которые контролируют скорость автомобиля и скорость вращения колес. В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD – системой распределения тормозных усилий.

Основными компонентами составляющих систему ABS можно выделить:

• Датчик поворота;
• Датчик сдавливания в тормозах;
• Блок управления АБС;
• Гидравлический блок.

Полная схема расположения компонентов ABS выглядит так:

Компоненты антиблокировочной системы

Главной задачей ABS является регулировка скорости вращения колёс путём изменения давления в магистралях тормозной системы. Данная система предназначена дабы избежать аварийной ситуации при резком торможении, сохраняя управляемость транспортного средства.

Цена на датчик АБС в зависимости от марки автомобиля и производителя колеблется от 5 до 100 usd.

Основная часть системы (гидравлический блок и блок АБС) находятся под капотом автомобиля, они же в свою очередь работают в паре с датчиками расположенными на ступице. Блок управления АБС обрабатывает сигнал с датчика, а гидравлический блок распределяет давление на тормозные колодки.

Современная система АБС достаточно надежная. Электронные датчики и блоки системы имеют многие предохранители и спец. реле. Поломки в основном связаны с неправильной эксплуатацией. Наибольшее влияние имеют колесные датчики, поскольку больше всего подвергаются загрязнению, поэтому, время от времени требуется замена датчика АБС.

Когда анти блокировочная система имеет какую то неисправность, то об этом будет сигнализировать соответствующий значок на приборной панели. Лампочка ABS загорается при запуске автомобиля и горит не дольше 6-ти секунд, но если данная сигнальная лампа загорелась при движении или индикатор не гаснет, то это свидетельствует об отключении системы, при этом не нужно паниковать, поскольку обычное торможение является возможным. Дабы разобраться что именно за поломка в АБС нужна диагностика.

Что такое ABS. Устройство и принцип работы системы

Система АБС включает следующие элементы:

• Датчик абс (по-другому его ещё называют датчик скорости, вращения или ускорения);
• Электронный блок управления АБС (ЭБУ);
• Гидравлический блок и клапаны АБС;
• Тормозные механизмы системы АБС.

Как работает система АБС

1. Антиблокировочная система тормозов работает довольно интересно. Надавив на педаль тормоза, образуется определённое давление в гидротормозной системе. Это позволяет прижимать колодки к тормозным дискам посредством суппортов, и за счёт этого останавливать автомобиль.
2. Датчик абс, чаще всего установленный на каждом переднем колесе и на заднем мосту (трёхканальный тип), играет роль «глаз и ушей» всей антиблокировочной системы, в случае блокировки сигнализируя ЭБУ о необходимости снизить давление тормозной жидкости. Как только датчик скорости понимает, что колесо снова вращается, то отправляет информацию АБС о восстановлении прежнего давления в тормозной магистрали.
3. Гидроблок АБС в большинстве автомобилей расположен поблизости от ЭБУ или совмещено и представляет собой несколько клапанов, которые контролируют давление тормозной жидкости. Все эти клапаны размещены близко друг к другу и закрыты твёрдым корпусом.

Если в процессе торможения колесо пытается проскальзывать, то ЭБУ с помощью клапанов гидроблока АБС уменьшает или вовсе ограничивает поступление жидкости к тормозному цилиндру. Если этого будет недостаточно, то электромагнитный клапан отправит тормозную жидкость в отводную часть, понизив давление. Как только колесо снова приобретает скорость вращения остальных, то ЭБУ АБС посылает информацию о необходимости открыть клапаны, а тормозной механизм АБС опять ощущает на себе прежнее давление.

И так колёса продолжают то блокироваться, то разблокироваться, создавая эффект импульсного торможения, позволяя сократить тормозной путь и сохранить устойчивость автомобиля на дороге. В чём ещё преимущество современной системы АБС, так это возможность датчиков вращения реагировать даже на малейшее изменение скорости конкретно каждого колеса. Блок управления АБС работает быстро и мгновенно понимает, что пришла пора уменьшить тормозное воздействие, так как за секунду он способен принимать от 6 до 20 сигналов от датчиков скорости. В результате колесо даже не успевает заблокироваться, а его количество оборотов корректируется АБС «на ходу».