Принцип роботи АБС. Антиблокувальна система ABS. Що таке ABS в автомобілі?

Що таке АБС (антиблокувальна система), вірніше, як правильно розшифровується ця абревіатура, зараз знають багато водіїв, а от що саме вона блокує, і для чого це робиться, знають лише дуже цікаві. І це при тому, що зараз така система встановлюється на більшість автотранспорту як імпортного, так і вітчизняного виробництва. АБС безпосередньо пов'язана з гальмівною системою автомобіля, отже, і з безпекою водія, пасажирів, і всіх оточуючих учасників дорожнього руху. Тому знати, як вона функціонує, буде корисно кожному водієві. Але попередньо, щоб зрозуміти принцип роботи АБС, потрібно розібратися, що означає «правильне гальмування».

Принцип «правильного гальмування»

Щоб зупинити автомобіль, недостатньо тільки вчасно натиснути на педаль гальма. Адже якщо під час швидкої їзди різко загальмувати, то колеса машини заблокуються, і вже не будуть котитися, а ковзати по дорозі. Може статися так, що під усіма шинами поверхня не буде однаково однорідною, тому швидкість їх ковзання буде різною, а це вже небезпечно. Машина перестане бути керованою і піде в занос, який, при відсутність навичок у водія, буде складно контролювати. А некерований автомобіль – це потенційне джерело небезпеки. Тому головне в гальмуванні – це не дати жорстко заблокуватися колесам і перейти до некерованої ковзанню. Для цього існує простий прийом – переривчасте гальмування. Щоб його виконати, не треба тримати педаль гальма постійно в натиснутому положенні, а періодично відпускати і знову натискати її (як би, хитаючи). Таке начебто просте дія не дасть втратити водієві контроль над машиною, так як не дозволить протектору шин втратити зчеплення з грунтом.


Але існує ще і горезвісний людський фактор – водій в екстремальній ситуації може просто розгубитися і забути про всіх правилах. Ось для таких випадків і була придумана АБС, або по-іншому – антиблокувальна система гальмування.

Що таке ABS (АБС)

У простому поясненні, система ABS являє собою електромеханічний блок, який керує процесом гальмування автомобіля в складних дорожніх умов (ожеледиця, мокра дорога тощо). АБС – це хороший помічник для водія, особливо початківця, але потрібно розуміти, що вона тільки допомагає в керуванні машиною, а не управляє нею, тому повністю покладатися на «антиблок» не потрібно. Водієві необхідно вивчити свій автомобіль, його поведінка на дорозі, в яких випадках і як гальмо спрацьовує АБС, яка довжина гальмівного шляху на різних покриттях. В ідеалі це слід перевірити на спеціалізованому автодромі, щоб уникнути в подальшому неприємностей на цій дорозі.

Щось схоже, але ще не АБС

Перші механізми, дія яких нагадувало принцип роботи АБС, з'явилися ще на початку минулого століття, тільки призначалася вони для літакових шасі. Аналогічна, але вже автомобільна система, що була розроблена компанією «Бош», патент на винахід якій вони отримали в 1936 році. Однак дійсно працюючий пристрій дану технологію вдалося впровадити тільки до 60-м років, коли з'явилися перші напівпровідники і комп'ютери. Причому самостійно створити прототип АБС, крім «Бош», прагнули ще і «Дженерал Моторс», «Дженерал Електрик», «Лінкольн», «Крайслер» і ін

Перші автомобільні АБС

В США, що таке АБС, вірніше, її близький аналог, дізналися в 1970 році власники автомобілів «Лінкольн». На авто була встановлена система, яку інженери компанії «Форд» почали розробляти ще в 1954 році, а змогли довести до ладу лише до 70-го.

Схожий на АБС механізм в Британії розробила General Electric спільно з Dunlop. Випробували її на спортивному авто Jenssen FF, сталося це в 1966 році.

У Європі, про поняття «антиблокувальна система автомобіля», дізналися завдяки Хайнцу Либеру, який зайнявся її розробкою в 1964 році, працюючи інженером в Teldix GmbH, та закінчив в 1970-му, вже працюючи на Diamler-Benz. Створена ним ABS-1 випробовувалася в тісній співпраці з Bosch. Bosch, у свою чергу, вже побудувала свою повноцінну ABS-2 яку в 1978 році вперше встановили на "Мерседес" W116 а через кілька років і на БМВ-7. Правда, через високу вартість нової системи гальмування, вона використовувалася тільки в якості опції.

Повноцінний серійний випуск машин з «антіблоком» розпочався з 1992 року. Його стали встановлювати на свою продукцію деякі великі автовиробники. А вже з 2004 року такою системою стали обладнати всі автомобілі, що сходять з конвеєрів європейських заводів.

Елементи антиблокувальної системи

Теоретично конструкція АБС виглядає просто і включає в себе наступні елементи:

Блок електронного управління.

Датчики контролю швидкості.

Гідроблок.

Блок управління (БУ), по суті, являє собою «мозок» системи (комп'ютер), і які він виконує функції, приблизно зрозуміло, а от про датчику швидкості і гідроблоки потрібно поговорити детальніше.

Принцип роботи датчика швидкості

В основі роботи датчиків контролю швидкості лежить ефект електромагнітної індукції. Котушка з магнітним осердям нерухомо вмонтована в маточину колеса (на деяких моделях - в редуктор ведучого моста). У маточині встановлений зубчастий вінець, що обертається разом з колесом. Обертання вінця змінює параметри магнітного поля, що призводить до виникнення електроструму. Величина струму, відповідно, залежить від швидкості обертання колеса. І вже в залежності від його величини, формується сигнал, який передається в блок управління.

Гідроблок

Гідроблок включає в себе:

Електромагнітні клапани, діляться на впускні і випускні, призначені для регулювання тиску, створюваного в гальмівних циліндрах автомобіля. Кількість пар клапанів залежить від типу АБС.

Насос (з можливістю зворотної подачі) – нагнітає потрібну величину тиску в системі, подаючи гальмівну рідина з гідроакумулятора, і при необхідності відбираючи її назад.

Гідроакумулятор – сховище для гальмівної рідини.

Система АБС, принцип роботи

Можна виділити три основних фази роботи АБС:

Скидання тиску в гальмовому циліндрі.

Підтримання постійного тиску в циліндрі.

Підвищення тиску в гальмівному циліндрі до необхідного рівня.

Перш за все, потрібно відзначити, що гідроблок в автомобілі вбудовується в гальмівну систему послідовно, відразу за головним гальмівним циліндром. А електромагнітні клапани є своєрідним краном, відкриває і закриває доступ рідини до гальмівних циліндрів коліс. Робота і контроль гальмівної системи автомобіля проводиться відповідно з даними, отриманими блоком управління АБС з швидкісних датчиків. Після початку гальмування АБС зчитує показання з датчиків коліс, і плавно знижує швидкість автомобіля. Якщо будь-яке з коліс зупинилося (початок ковзати), датчик швидкості миттєво посилає сигнал на БУ. Отримавши його, блок управління вмикає випускний клапан, який перекриває доступ рідини в колісний гальмовий циліндр, а насос тут же починає її відбір, повертаючи в гідроакумулятор, тим самим, знімаючи блокування. Після того, як обертання колеса перевищить заданий швидкісний межа, «антиблок», прикриваючи випускний і відкриваючи впускний клапан, активує насос, який починає працювати у зворотний бік, нагнітаючи тиск в гальмівний циліндр, тим самим гальмуючи колесо. Всі процеси відбуваються миттєво (4-10 повторів/сек.), і тривають до повної зупинки машини. Розглянутий вище принцип роботи АБС, відноситься до самої досконалої – 4-х канальної системи, здійснює окремий контроль кожного колеса автомобіля, але є і інші типи «антиблоков».

Інші типи ABS

Трьохканальна АБС – цей тип системи містить три датчика швидкості: два встановлені на передніх колесах, третій - на задньому мосту. Відповідно, і гідроблок містить три пари клапанів. Принцип роботи АБС такого типу полягає в окремому контролі кожного з передніх коліс, і в парі задніх. Двоканальна АБС – в такій системі відбувається попарний контроль коліс, розташованих по одному борту. Одноканальна АБС – датчик встановлюється на задньому мосту, і розподіляє гальмівні зусилля на всі 4 колеса одночасно. Така система містить одну пару клапанів (впускний і випускний). Величина тиску однаково змінюється по всьому контуру. Порівнявши типи «антиблоков», можна зробити висновок, що різниця між ними полягає в кількості датчиків контролю швидкості і, відповідно, клапанів, але, в цілому, принцип роботи АБС на автомобілі, порядок відбуваються в ньому процесів, аналогічний для всіх типів систем.

Як працює АБС або ідеальне гальмування

Вирішивши зупинити свій автомобіль, обладнаний системою АБС, водій, натискаючи педаль гальма, відчуває, що вона починає злегка вібрувати (вібрація може супроводжуватися характерним звуком нагадує звучання «трещітки»). Це своєрідний звіт системи про те, що вона заробила. Датчики зчитують швидкісні показники. Блок керування контролює тиск у гальмівних циліндрах, не даючи колесам жорстко заблокуватися, при цьому швидкими «ривками» пригальмовуючи їх. В результаті машина поступово уповільнює хід і не йде юзом, а значить, залишається керованою. Навіть якщо дорога слизька, водієві при такому гальмуванні залишається тільки контролювати напрямок руху машини до повної зупинки. Таким чином, завдяки АБС, виходить ідеальне, а головне – кероване гальмування. Безумовно, система антиблокування значно полегшує життя водієві, спрощуючи і підвищуючи ефективність процесу гальмування. Однак у неї є ряд недоліків, які необхідно знати і враховувати на практиці.

Недоліки АБС

Головним недоліком АБС є те, що її ефективність безпосередньо залежить від стану дороги. Якщо дорожнє полотно представляє собою нерівну, горбисту поверхню, то у машини гальмівний шлях буде довше звичайного. Причина цього полягає в тому, що під час гальмування колесо періодично втрачає зчеплення з дорогою (ет) і перестає крутитися. Таку зупинку колеса АБС розцінює як блокування, і припиняє гальмування. Але при відновленні контакту з дорогою задана програма гальмування вже не відповідає оптимальної, системі доводиться знову перебудовуватися, а на це витрачається час, із-за чого збільшується гальмівний шлях. Зменшити такий ефект можна, знизивши швидкість руху машини. Якщо покриття дороги не однорідне, з ділянками, наприклад: сніг змінюється льодом, лід – асфальтом, потім знову лід і т. д. В такій обстановці, потрапляючи на слизьку ділянку, АБС, оцінивши покриття, підлаштовує під нього процес гальмування, при переході на асфальт «антиблоку» знову доводиться перебудовуватися, так як вибране зусилля гальмування для слизькій поверхні на асфальті стає не ефективним, це призводить до збільшення довжини гальмівного шляху. З рихлим грунтом АБС теж не «дружить», в цьому випадку звичайна гальмівна система працює набагато краще, так як заблоковане колесо при гальмуванні заривається в грунт, утворюючи на своєму шляху гірку, що перешкоджає подальшому ходу, і прискорює зупинку автомобіля. На низькій швидкості «антиблок» взагалі відключається. Тому при русі на слизькій дорозі, що йде під ухил, потрібно бути готовим до такого неприємного моменту, і тримати в справному стані «ручне гальмо», яким можна скористатися в разі потреби. На закінчення хочеться відзначити, що АБС, безумовно, хороше доповнення до гальмівній системі, що дозволяє не втратити контроль над автомобілем при гальмуванні. Однак завжди потрібно пам'ятати, що ця система не всесильна, і в деяких ситуаціях може зробити ведмежу послугу.