Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS)
Первым серийным автомобилем, оснащённым ABS, стал Mercedes модельного года. Система долгое время предлагалась в качестве опции и только в 1992 году вошла в список стандартного оборудования. В начале АБС как опцию можно было установить на BMW 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?
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.
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 -процентном проскальзывании — то есть в том случае, когда скорость вращения заторможенного колеса на % 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.
Прогрессивное человечество окончательно осознало вред заблокированных колёс лишь в прошлого века. Пионером в данной области стал Mercedes-Benz, совместно с компанией Bosch разработавший систему, которая в 1979 году стала устанавливаться на Мерседесы . Основной принцип работы АБС был сформирован именно тогда, и потом только совершенствовался.
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.
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 антиблокировочные системы следят за скоростью вращения и регулируют тормозное усилие для каждого колеса отдельно.
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.
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.
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 — 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.
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.
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?
Источник статьи: http://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e38cb.html
Ваш автомобиль с ABS? Вы должны знать его главный минус.
Технология ABS ( Anti-lock Braking system ) — одно из тех практичных изобретений, которое автоматизирует процесс торможения импульсным методом, используемый в автоспорте или опытными водителями и делает его доступным для всех.
Сама система пришла в автомобильный транспорт из далеких 1920-х годов, когда ее впервые стали применять на железных дорогах. Резкое торможение, с блокировкой приводило к выработке на колесах у локомотивов и вагонов, они просто стачивались об рельсы, и становились уже не идеально круглыми. В это же время появились первые АБС для установки на шасси самолётов, что бы смягчать посадку. До серийных автомобилей технология прерывистого торможения дошла спустя пятьдесят лет в 1978 году на Mercedes Benz W116, причём стоимость системы в то время составляла примерно 10 % от стоимости всего автомобиля.
Торможение — это всегда вынужденная мера, призванная быстро снизить скорость для остановки транспортного средства. При резком торможении необходимо создание максимально возможной силы торможения, доступной для существующего пятна контакта в течение заданного времени и расстояния.
При недостаточном трении, что бывает зимой или на мокрой дороге может возникнуть неконтролируемое скольжение из-за частичной или полной блокировки колес. Управлять таким автомобиль становится практически невозможно. Не менее важно не только резко снизить скорость, но еще удерживать рулевое управление и контролировать автомобиль. Когда колесо заблокировано на мокрой дороге, пятно контакта создает меньшее сцепление с дорогой, чем за мгновение до его блокировки. На ровной площадке автомобиль с заблокированными всеми четырьмя колесами будет двигаться по одной и той же траектории, даже если водитель будет вращать руль в крайние положения.
А если покрытие неоднородное, то автомобиль начинает сносить в неожиданном направлении, он уже не слушается руля и педалей, а водителя охватывает паника.
Выручить может только огромный опыт, спортивные навыки вождения или ABS. Профессиональный водитель даже без помощи техники может контролировать блокировку колес. Резко нажимая тормоза, он отпускает их каждый раз, чтобы убедиться, что колеса вращаются в течение доли секунды, а затем снова блокирует.
Это необходимо для двух вещей. Он как можно чаще доводит пятна контакта до точки максимального сцепления (непосредственно перед тем, как колесо зафиксируется). Эффект заключается в том, чтобы обеспечить максимальное количество тормозных усилий на пройденном расстоянии. Во-вторых, каждый раз, когда колеса вновь вращаются, шина катится в направлении, заданном рулевым управлением.
ABS делает то же самое, только лучше. Новейшие системы девятого поколения, блокируют и разблокируют колеса 40 раз в секунду. Система ABS состоит из блока, содержащего гидравлические плунжерные клапаны с электроприводом, резервуар для хранения гидравлической жидкости под давлением и насос. Когда зажигание включено, насос создает давление в резервуаре, и в тот момент, когда колесо блокируется, клапан, управляющий этим тормозом, будет частично открываться, чтобы блокировать дальнейшее давление на этот тормоз, независимо от того, насколько сильно водитель нажимает на педаль. Если колесо продолжает блокироваться, плунжер клапана движется дальше, выпуская жидкость. Как только блокировка была предотвращена, накопленное давление используется для восстановления давления в тормозном суппорте, и процесс начинается снова и так часто, как это необходимо.
Что ощущает и слышит водитель, так это высокоскоростная дрожащая вибрация от педали тормоза и шум щелчков, который кажется странным.
Случается так, что даже автомобиль с работающей АБС не способен эффективно замедляться, хотя водитель сильно жмет на педаль, и система дает знать о своей деятельности характерным пощелкиванием. Дело может быть в том, что покрытие слишком скользкое, а масса автомобиля слишком большая, чтобы быстро погасить высокую скорость. Если автомобиль на механике, то нельзя тормозить на снегу или льду с выключенным сцеплением. Такими действиями вы лишаете колеса силовой связи с двигателем, а себя — возможности влиять на замедление и ускорение.
Любая, даже самая совершенная система имеет свои недочеты. Из минусов АБС, это возможное увеличение тормозного пути. Да, это парадоксально, с одной стороны система помогает тормозить, но в то же время и мешает. Например, при использовании изношенных автомобильных шин с недостаточным сцеплением с дорогой, или на рыхлых поверхностях, таких, как глубокий снег или песок и гравий. На подобных покрытиях при обычном торможении юзом перед колесом нагребается утрамбованный «валик», например, из того же снега, который остановит колесо быстрее, чем с АБС, возникает так называемый эффект плуга.
Неровная поверхность, выбоины, трещины, брусчатка, так же могут спровоцировать включение АБС, даже при небольших скоростях и усилиях торможения. Связано это с тем, что на неровных участках «подпрыгнувшее» колесо блокируется намного раньше, чем при торможении на ровной дороге. Именно в этот момент, когда колесо на подлете и имеет минимальное сцепление с дорогой, ABS подает команду на приотпускание тормозных колодок. Сколько возникает мелких аварий в городе на маленьких скоростях при движении в потоке, когда при небольшой дистанции при обычном торможении можно было бы легко остановиться, но ямка подвесила колесо и срабатывает АБС, водители просто не успевают среагировать на увеличение тормозного пути.
И еще один минус, пожалуй, самый важный, это неумение полноценно пользоваться системой ABS самими водителями. Исследования показали, что заметная часть водителей в экстренной ситуации либо не нажимает на педаль тормоза полностью, либо в какой-то момент отпускает её. Особенно это показательно для водителей с небольшим стажем, или тех, кто ни разу до этого не сталкивался с экстренными ситуациями. Сопротивление педали они воспринимают как неисправность и просто не прикладывают нужное усилие или вовсе отпускают. Здесь одно правило, нужно экстренно остановиться на автомобиле с АБС — жми всей своей массой до полной остановки.
Но для этого необходима тренировка! Автомобиль вам поможет, но вы должны знать и понимать его. Найдите время и возможно, разгонитесь на безопасном участке дороге или полигоне, потренируйте себя в связке с автомобилем. Посмотрите, какой усилие нужно прикладывать для полной остановки, как будет вести себя авто при управлении рулем. Сможете ли вы объехать воображаемое препятствие? Особенно важно проверить работу системы при изменении дорожных условий, ледок, первый снег. ABS — это удивительная технология не только потому, что она сложная, но и потому, что она достаточно надежна. Научитесь ей пользоваться и доверяйте в критических ситуациях, и конечно безопасная дистанция — само собой разумеющееся условие.
В продолжении этой статьи рассмотрим принцип работы и недостатки ESP, ссылка здесь.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/avtomarketing/vash-avtomobil-s-abs-vy-doljny-znat-ego-glavnyi-minus-5da42a0dc7e50c00af78ea55