Система ABS
Актуальное

Из физики известно, что сила трения покоя, точнее максимально достижимая её величина, определяемая коэффициентом трения, выше, чем сила трения скольжения в тех же условиях, того же предмета и по той же поверхности. Участок шины автомобиля, имеющий контакт с дорогой, обычно находится в покое относительно зоны своего контакта, соответственно при торможении с сохранением относительного покоя сила будет наибольшей, как и замедление автомобиля.

Но как только сила инерции останавливаемого тормозами автомобиля превысит максимально возможную силу трения в пятне контакта, произойдёт срыв колеса, одного или нескольких, в скольжение. При этом сила трения скачкообразно упадёт, а замедление автомобиля станет куда менее эффективным.

Опытный водитель знает, как избегать подобной ситуации при экстренном торможении, когда важен каждый метр тормозного пути. Точно дозируя усилие на тормозной педали, он удерживает колёса на грани срыва, то есть в точке максимального замедления. На это способны немногие. Даже в телевизионных трансляциях гонок Формулы 1, где ездят лучшие гонщики планеты, часто можно увидеть характерный белый дым на торможении – это признак блокировки колеса. Как правило, в таких случаях пилоту уже не удаётся снизить скорость так, как было запланировано, и он уходит с оптимальной траектории. А то и просто вылетает с трассы.

Есть способ проще, чем выверенное усилие на педали. Педаль нажимается до упора, с возникновением кратковременной блокировки колёс, но тут же отпускается и процесс повторяется с максимально доступной частотой. В итоге колёса успевают восстановить сцепление с поверхностью и тормозной путь становится хоть и больше идеального, но всё же меньше, чем при полной блокировке.

Конечно же возникает вопрос об автоматическом отслеживании пиковой эффективности при торможении. Использовались различные способы, но сейчас он везде примерно одинаков, и подобные устройства стали называться антиблокировочной системой тормозов, или русскоязычный вариант аббревиатуры — АБС.

 

Устройство и принцип действия.

Основа безопасности в организации структуры АБС закладывается тем принципом, что в случае отказа её управляющих и исполнительных механизмов, например, при пропадании питающего напряжения, эффективность тормозной системы не должна измениться в худшую сторону по сравнению с исходной, до вмешательства дополнительных механизмов. Отсюда и весь конструктив.

Суть вмешательства АБС в работу гидравлического привода тормозов состоит в уже описанном выше способе кратковременного снятия тормозного усилия со срывающегося в юз колеса, с последующим его восстановлением. Процесс повторяется с гораздо более высокой частотой, чем та, на которую способен самый умелый водитель. В результате получается эффект достаточно точного отслеживания работы тормозов на самой грани зацепа, то есть в наиболее эффективной точке.

Для реализации принципа работы система должна иметь датчики, контролирующие скорость вращения каждого из колёс, систему клапанов, снимающих и восстанавливающих давление в тормозных цилиндрах отдельных колёс, гидронасос, ускоряющий перемещение жидкости по магистралям, а в системах с дополнительными функциями – ещё и увеличивающий давление там, где это необходимо, и гидроаккумулятор, сглаживающий резкие колебания давления в системе при работе клапанов.

Управляет всеми механизмами АБС электронный блок, представляющий собой микрокомпьютер, выполняющий классические задачи – сбор и обработку информации от датчиков, выдачу команд на исполнительные механизмы и отработку функций самоконтроля и отказоустойчивости.

За каждое колесо отвечает своя пара клапанов, впускной и выпускной. В исходном состоянии, как и при аварийном отключении АБС, впускной открыт, а выпускной закрыт. Это их нормальное состояние без подачи на них питающего напряжения. Давление рабочей жидкости, создаваемое ногой водителя, беспрепятственно поступает к тормозным цилиндрам колеса.

Как только скорость вращения колеса начнёт резко отличаться от скорости автомобиля в целом, управляющее устройство начнёт процесс активации выпускного клапана с деактивацией впускного, что отпустит тормоза и позволит колесу набрать скорость. За этим процессом продолжает следить электронный мозг через датчик вращения колеса. Так образуется замкнутый контур автоматического регулирования.

 

Интеграция системы в общую схему управления автомобилем.

Датчики и механизмы АБС, позволяя контролировать динамические и силовые параметры вращения колёс, могут участвовать в работе других систем современного автомобиля. Начиная от электронного спидометра и заканчивая комплексной системой стабилизации автомобиля, включающей в себя контроль за боковыми скольжениями и вращениями, контроль тяги, имитация работы дифференциалов и многое другое. Да и сама система в новых поколениях автомобилей обросла более сложными функциями для учёта сильно изменяющихся дорожных условий.