Для чего нужен АБС в автомобиле и принцип его работы

Антиблокировочная система ABS (АБС) – это система, которая не позволяет колесам полностью блокироваться при экстренном торможении. Данное решение является одной из первых электронных систем активной безопасности, которые стали повсеместно устанавливать на автомобили.

Сегодня такая система является неотъемлемой частью практически любого современного авто, причем даже в бюджетном сегменте. Также в развитых странах обязательное наличие АБС в автомобиле закреплено на законодательном уровне.

При этом многие водители знают, что машина имеет данную систему, однако не до конца понимают, что такое ABS и как работает данное решение. В этой статье мы рассмотрим, как устроена ABS, что это такое, а также какие функции выполняет такая система и почему важно следить за исправностью АБС в автомобиле.

Что такое АБС в автомобиле простыми словами

ABS на английском языке означает Anti-Lock Breaking System. Это система безопасности, предназначенная для выполнения 3 основных задач:

• предотвращает блокировку колес при торможении;
• обеспечивает тягу на поворотах при нажатии на педаль тормоза;
• уменьшает тормозной путь.

ABS наиболее эффективна при прохождении поворотов в сложных дорожных условиях (например, при сильном дожде или снегопаде). Система разработана таким образом, чтобы исключить необходимость так называемого импульсного торможения и распределить тормозное усилие в тормозной системе так, чтобы ни одно колесо не блокировалось.

Поэтому она способна поддерживать степень проскальзывания каждого колеса в пределах от 10 до 40% (полная блокировка происходит при 100%-ной степени проскальзывания): только в этом случае водитель может скорректировать траекторию, если ему придется нажать на педаль тормоза в повороте. Постоянный контроль сцепления с дорогой также полезен при торможении на прямой дороге. Блокировка колес на сухом асфальте приведет к повреждению шины, а на мокром – к увеличению тормозного пути почти в два раза.

Автомобиль с заблокированными колесами на повороте скользит прямо. ABS предназначена для предотвращения этого и поддержания оптимального уровня проскальзывания каждого колеса (10-40%), давая водителю возможность скорректировать траекторию движения.

ABS – это настолько популярная техническая новинка, что о ней слышал практически каждый водитель. Неудивительно: она начала внедряться еще до Второй мировой войны, а в самолетах ее стали использовать в 1950-х годах. В качестве стандартного оборудования в легковом автомобиле она впервые появилась в 1978 году на борту Mercedes W116, а 3 года спустя – в грузовиках немецкой марки. Затем она стала использоваться на мотоциклах и автобусах, а позднее АБС стали оснащать и остальные автомобили.

История

Впервые данная разработка была представлена общественности в 1950-х гг. Однако ее нельзя было назвать концепцией, потому что данную идею разрабатывали еще в начале ХХ века. Так, инженер Дж.Френсис в 1908-м году продемонстрировал работу своего «Регулятора», который предотвращал проскальзывание колес в рельсовом транспорте.

Подобную систему разрабатывал и механик и инженер Г. Вуазен. Он пытался создать систему тормозов для самолетов, которая самостоятельно регулировала гидравлическое воздействие на тормозные элементы так, чтобы колеса летательного аппарата не скользили по взлетно-посадочной полосе в результате торможения. Эксперименты с модификациями таких устройств он выполнял в 20-х годах ХХ века.

Ранние системы

Конечно, как и в случае всех первых разработок любых изобретений, изначально система, предотвращающая блокировку, имела сложное и примитивное строение. Так, вышеупомянутый Габриэль Вуазен в своих разработках использовал маховик и гидроклапан, подсоединенный к магистрали тормозов.

Работала система по такому принципу. Маховик крепился к барабану на колесе и вращался вместе с ним. Когда нет заноса, барабан и маховик вращаются с одинаковой скоростью. Как только колесо останавливается, барабан замедляется вместе с ним. Из-за того, что маховик продолжает вращаться, приоткрывался клапан гидравлической магистрали, снижая усилие на тормозной барабан.

Такая система зарекомендовала себя большей стабильностью транспортного средства, так как в случае заноса водитель инстинктивно еще сильнее нажимает на тормоза, вместо того, чтобы выполнять эту процедуру плавно. Данная разработка повысила эффективность торможения на 30 процентов. Еще один положительный результат – меньше лопнувших и стертых шин.

Однако должное признание система получила благодаря усилиям немецкого инженера Карла Весселя. Его разработку запантентовали в 1928-м. Несмотря на это установка не применялась на транспорте по причине значительных недоработок в ее устройстве.

Действительно рабочая антискользящая система тормозов использовалась в авиации в начале 50-х годов. А в 1958-м комплект Maxaret впервые был установлен на мотоцикл. Модель Royal Enfield Super Meteor был оснащен рабочей антиблокировочной системой. За работой системы следила Дорожная лаборатория. Исследования показали, что данный элемент тормозной системы значительно снизит аварии на мотоциклах, большая часть которых происходят именно из-за заноса при блокировке колеса во время торможения. Несмотря на такие показатели, главный директор технического отдела мотокомпании не одобрил массовое производство АБС.

В автомобилях механическая система, предотвращающая скольжение колес, применялась лишь в некоторых моделях. Одной из них является Ford Zodiac. Причиной такой ситуации являлась низкая надежность устройства. Лишь, начиная с 60-х гг. электронная антиблокировочная система нашла свое применение в известных самолетах Concorde.

Современные системы

Принцип электронной модификации перенял инженер исследовательского центра Fiat и назвал изобретение Antiskid. Разработка была продана компании Бош, после чего и получила название ABS.

В 1971-м году автомобильный производитель Chrysler представил полноценную и эффективную систему, которая управлялась компьютером. Похожую разработку годом раньше применил американский Ford в своем культовом Lincoln Continental. Постепенно эстафету приняли и другие ведущие автопроизводители. К середине 70-х годов большинство автомобилей с задним приводом имели электронную антиблокировочную систему на ведущих колесах, а некоторые авто оснащались модификацией, работающей на всех четырех колесах.

С 1976 года подобная разработка начала применяться на грузовом транспорте. В 1986-м система получила название EBS, так как работала полностью на электронике.

Для чего нужна АБС и его схема

Многие автовладельцы, хоть и слышали об этой системе, не представляют, как работает АБС на автомобиле. На каждом колесе расположен датчик, который передает контроллеру информацию о текущей скорости вращения колеса. Современная система ABS состоит из следующих компонентов:

• модулятор давления с электронным контроллером и регулирующими давление клапанами (ранее модуляторы и контроллеры были отдельными компонентами);
• датчики скорости вращения колес (по одному на каждое колесо).

Датчики, установленные на ступицах колес, постоянно контролируют проскальзывание каждого колеса и немедленно информируют блок управления ABS, если есть тенденция к блокировке. С помощью модулятора он распределяет давление от главного цилиндра таким образом, чтобы поддерживать движение колеса. Этот элемент уменьшает давление при увеличении проскальзывания колеса и снова увеличивает его при восстановлении сцепления. Водитель воспринимает работу ABS по характерной вибрации педали тормоза. Ни в коем случае не ослабляйте давление в этот момент, наоборот, его следует увеличить, чтобы использовать потенциал ABS.

Насколько эффективны антиблокировочные тормоза?

Не нужно быть гением, чтобы прийти к выводу, что если авиационная промышленность и производители автомобилей приняли на вооружение АБС, это, вероятно, хорошо. Тот факт, что это обязательная функция на всех продаваемых новых автомобилях, указывает на то, что правительство и другие регулирующие органы доверяют системе.

Вот четыре преимущества ABS:

• Автомобили, оснащенные АБС, с меньшей вероятностью попадут в аварию со смертельным исходом.
• ABS снижает вероятность лобового столкновения на мокрой и сухой дороге
• Автомобили с АБС редко сходят с дороги.
• В аварийной ситуации автомобиль с АБС имеет тенденцию обеспечивать сохранение рулевого управления, чем автомобиль без АБС.

Почему горит АБС

Можно выделить несколько причин, по которым загорелась лампочка ABS:

• повреждение проводов;
• попадание грязи в датчики ABS, их отключение или поломка;
• дефект зубчатого венца, расположенного на колесной ступице.

Иногда причина кроется в том, что в автомобиле не функционирует должным образом электроблок, предназначенный для удобного контроля над системой.

Фаза нормального торможения

При обычном тормо­жении напряжение на электромагнитных клапанах отсутствует, из главного цилиндра тормозная жидкость под давлением свободно проходит через открытые электромагнитные клапаны и приводит в действие тормозные механизмы колес. Гидронасос не работает.

Рис. Фазы торможения: а) фаза нормального торможения; б) фаза удержания давления на постоянном уровне; в) фаза сброса давления; 1 – ротор колесного датчика; 2 – колесный датчик; 3 – колесный (рабочий) цилиндр; 4 – электрогидравлический модулятор; 5 – электро­магнитный клапан; 6 – аккумулятор давления; 7 – нагне­тательный насос; 8 – главный тормозной цилиндр; 9 – блок управления

Задача каждого водителя — избежать ДТП, и антиблокировочная система оказывает в этом неоценимую помощь.

Принцип работы АБС на автомобиле

Разобраться в принципе работы АБС на автомобиле несложно. Важную роль в тормозной системе играет жидкость. Именно с ее помощью усилие передается на тормозные колодки. Чем сильнее вы нажимаете на педаль тормоза, тем большее давление оказывает жидкость на колодки, увеличивая тормозное усилие. Для предотвращения блокировки колес ABS регулирует давление тормозной жидкости. Если во время торможения на контроллер поступает сигнал от хотя бы одного из колес о том, что его скорость уменьшилась, то ABS снижает давление в тормозной системе для этого колеса. Когда колеса начинают вращаться с соответствующей скоростью, ABS увеличивает тормозное усилие, позволяя сохранить 10-30-процентное скольжение.

Основная функция ABS заключается в поддержании адекватной степени импульсного торможения, когда одно колесо теряет сцепление с дорогой. Это позволяет автомобилю поддерживать достаточный уровень управляемости. Во время торможения ABS контролирует вращение колес. Если тормоз нажат достаточно сильно, чтобы одно колесо вращалось медленнее других, давление в системе этого колеса уменьшается до тех пор, пока оно снова не начнет вращаться.

Скорость вращения всех колес измеряется системой ABS, которая не вмешивается в работу тормозной системы до тех пор, пока не получит сигнал о том, что водитель нажал на тормоз. При нажатии на тормоз система ABS обнаруживает пробуксовку и с помощью электромагнитных клапанов модулирует давление в контуре конкретного колеса или колес.

ABS довольно сильно влияет на остановочный путь, хотя и не всегда. Тесты показывают, что автомобили с ABS могут остановиться на несколько десятков метров быстрее, чем автомобили без нее. Этого результата можно достичь, следуя определенным принципам работы.

Во-первых, при торможении в сложных условиях приложите как можно больше усилий к педали тормоза и удерживайте ее до остановки автомобиля. Импульсное торможение не рекомендуется – оно нарушает плавность работы всей системы и увеличивает тормозной путь. Во-вторых, если вы приближаетесь к препятствию при торможении, проезжайте его с включенным тормозом. Это повышает контроль над автомобилем и предотвращает блокировку колес.

Поколения антиблокировочной системы

Контрольная лампа неисправности АБС
Чтобы создать систему ABS, потребовалось 14 лет усилий огромного числа инженеров. ABS выпускается с 1978 года, ее создатель – фирма Bosch.

Первое поколение системы (1970 год) получило название ABS-1. Данное электромеханическое изделие не отличалось надежностью и долговечностью из-за тысячи аналоговых компонентов, которые использовались в ЭБУ. Хотя главная функция ABS и выполнялась, но изделие для массового производства не подходило.

Второе поколение (1978 год). ABS-2 фирмы Bosch впервые начала устанавливаться как опция в автомобилях Mercedes-Benz S-класса, а спустя некоторое время и в лимузинах BMW 7-й серии. Количество компонентов уменьшилось до 140, а масса гидравлического блока составила 6,3 кг.

В последующих поколениях ABS инженеры Bosch сделали ставку на усовершенствование системы и уменьшение ее габаритов. Так, в 1980 году вышла ABS-2E, в которой масса гидравлического блока составила уже 4,9 кг, а количество компонентов уменьшилось до 40. В 1995 году появилась ABS 5.3 с массой гидравлического блока 2,6 кг и 25 компонентами. В 2003 году выходит ABS 8, в которой 16 компонентов, а масса гидравлического блока снизилась до 1,6 кг. С 2010 года Bosch выпускает 9 поколение системы ABS, которую отличают компактные габариты и гидравлический блок массой всего 1,1 кг.

Как проверить АБС на автомобиле

Существуют различные инструкции по проверке датчика АБС. Первым признаком того, что с вашим автомобилем что-то не так, является мигание контрольной лампы ABS. В зависимости от модели автомобиля индикатор может быть оранжевым или красным. Если мы заводим автомобиль, он должен загореться на мгновение, а после запуска двигателя погаснуть. Это означает, что все в порядке. Хуже, когда лампочка перестает гореть или не гаснет. Отсутствие светового сигнала может иметь банальную причину, которая заключается в перегоревшей лампочке.

Но мы никогда не знаем, может быть, проблема сложнее, произошел отказ тормозной системы. Система управления автомобиля может быть повреждена. Одним из признаков наличия проблемы будет включение и выключение индикаторной лампочки. Обычно поломка тормозной системы не означает, что автомобиль вообще не будет тормозить. Это говорит лишь о том, что при резком торможении система не будет помогать водителю.

Мы можем почувствовать это при резком торможении на скользкой поверхности, важно не паниковать в этот момент. Это кажется опасной ситуацией, потому что мы привыкли, что наш интеллектуальный автомобиль сам себе помогает и не блокирует колесо. Большинство отказов и неисправностей связаны с одним из датчиков. Ремонт АБС автомобиля и замена этой системы не вызывают сложностей и не занимают много времени, да и стоят недорого. На некоторых (старых) моделях мы можем сами проверить работу тормозной системы.

Под консолью есть ящик, в котором находится система. Из коробки выходят четыре кабеля, два из которых идут от передних колес и два — от задних. На проводах при работающем двигателе нужно проверить сопротивление с помощью омметра. В правильно функционирующем кабеле оно должно составлять 1000 Ом. Если показатель отличается, лучше записаться на сервис. Метод работает практически для всех моделей, а если у вас нет соответствующего оборудования, стоит сразу поехать на станцию техобслуживания.

Подключение к компьютеру занимает некоторое время, но благодаря этому мы выясним, неисправен ли датчик или один из кабелей. Об этом стоит позаботиться, особенно зимой, когда хорошо функционирующая система усилителя тормозов имеет особенно важное значение. Отсутствие помощи при движении также ускоряет износ зимних шин.

Преимущества и недостатки ABS

Сейчас системой оснащаются практически все автомобили, что закрепляется на законодательном уровне. Это означает, что её достоинства многократно перевешивают недостатки, с которыми идёт непрерывная работа.

Плюсы:

• ABS намного сокращает тормозной путь, поскольку на сложных покрытиях работает намного быстрее и точнее любого водителя;
• сохраняется возможность управлять автомобилем при полностью нажатой тормозной педали, каждое колесо обладает курсовой устойчивостью;
• появилась возможность выдачи рекомендаций неопытным водителям тормозить в поворотах и при потере устойчивости автомобилем, раньше так поступать категорически запрещалось;
• узлы и модули АБС стали базой для внедрения многочисленных электронных помощников водителя, повышающих управляемость, проходимость и спасающих в трудных ситуациях.

Минусы:

• система плохо работает на небольших и высоких скоростях, алгоритмы продолжают требовать усовершенствования;
• очень трудно приспособить АБС к работе на сыпучих грунтах, в грязи и по снегу;
• сложные алгоритмы при работе подвесок на максимальные ходы отбоя, связанные с зависанием колёс в воздухе и последующим полным растормаживанием.

Доработки АБС идут непрерывно, многие недостатки уже устранены, но не на всех автомобилях. Пока ограничиваются тем, что система автоматически отключается при возникновении критических ситуаций. Дополнительные сложности связаны с полноприводными автомобилями, но с этим бороться уже научились.

Как часто проводить диагностику АБС автомобиля

Как вы понимаете, очень важно, чтобы каждый датчик работал правильно и передавал данные в главный блок системы ABS. Чтобы система работала правильно, необходимо постоянно проводить диагностику ABS, при которой первым делом проверяются датчики.

Проблемы с датчиком очень разные, самые распространенные: неправильно переданный импульс или прерывание сигнала от датчика к прибору. После этого система перестает выполнять заданные функции, поэтому при нажатии на педаль тормоза колеса блокируются. Если индикатор на панели загорается, немедленно обратитесь в сервисный центр.

Когда ABS не включается

Бывают ситуации, когда антиблокировка колёс просто не включается. Такое происходит на малых скоростях, до 7-ми км/ч. Компьютер уверен, что при таких скоростях машина и сама очень быстро остановится.

Условия при которых ABS не включается

Однако, представьте себе обледеневший съезд на подземную стоянку. Тут вам и малая скорость и неуправляемое скольжение и выключенная антиблокировочная система. Ситуация не из приятных.

Можно ли отключить АБС на автомобиле

Стоит знать, что месторасположение блока предохранителей может быть различным. Иногда их можно обнаружить под капотом, в других случаях они оказываются в салоне. Иногда разные предохранители присутствуют в одном и том же автомобиле в разных местах. В этом случае стоит осуществлять отключение через тот компонент, который расположен в салоне.

Кроме того, учтите, что отключение АБС может негативно повлиять на отдельные узлы машины. В любом случае отключение этой системы должно рассматриваться как временная мера. Самый доступный способ отключения АБС – выдернуть соответствующий предохранитель из блока.

Какие бывают неисправности

Что касается надежности антиблокировочной системы, то это одна из самых надежных систем автомобиля. Ее элементы редко когда выходят из строя, а связано чаще всего это с нарушением правил эксплуатации и обслуживания. Все электронные части надежно защищены от перегрузок предохранителями и реле, поэтому блок управления не даст сбоя.

Самые распространенные неисправности системы – выход из строя датчиков колес, так как они расположены в таких местах, в которых крайне сложно исключить попадание на них воды, пыли или грязи. Если подшипник ступицы сильно люфтит, то датчики будут работать со сбоями.

Другие неполадки уже связаны больше с сопутствующими системами автомобиля. Примером тому является снижение напряжения в электрической сети машины. В этом случае ABS отключится из-за сработавшего реле. Та же проблема может наблюдаться при скачках напряжения в сети.

Если антиблокировчная система самостоятельно отключилась, не стоит паниковать – машина просто будет себя вести, как если бы в ней не было АБС.

Ремонт и обслуживание тормозной системы авто с ABS имеет свои особенности. Например, прежде чем менять тормозную жидкость, необходимо при выключенном зажигании несколько раз нажать на тормоз и отпустить (около 20 раз). Это сбросит давление в аккумуляторе гидроблока. О том, как правильно заменить тормозную жидкость и затем прокачать систему, читайте в отдельной статье.

О неисправности АБС водитель сразу узнает по соответствующему сигналу на приборной панели. Если сигнальная лампочка то загорится, то погаснет – следует обратить внимание на контакт датчиков колес. Скорее всего, из-за потери контакта блок управления не получает сигнал от этих элементов, и сигнализирует о неисправности.

Полезна ли ABS?

Прежде всего, ABS работает молниеносно. Благодаря бдительным датчикам она постоянно контролирует скорость вращения всех колес и немедленно реагирует на увеличение заноса. Это позволяет безопасно проходить сложные повороты, а на прямой дороге (также сухой, с разной степенью сцепления) значительно уменьшает тормозной путь. Некоторые эксперты подсчитали, что автомобиль без ABS будет тормозить на мокром асфальте на 45 м дальше, чем автомобиль с ABS! При отсутствии осадков различия находятся в пределах нескольких метров.

В некоторых ситуациях ABS увеличивает тормозной путь, например, при наличии рыхлого слоя (снег, песок, листья) на поверхности с хорошим сцеплением. На автомобиле без АБС заблокированные колеса прорываются через рыхлый слой и происходит увеличение тормозного усилия, если система работает, автомобиль находится на слое с меньшим сцеплением дольше.

Уменьшит ли АБС тормозной путь при аварийной остановке?

Распространенное заблуждение, что ABS помогает сократить тормозной путь. Он не для этого предназначен. Вместо этого он снижает вероятность заноса даже при выполнении чрезмерных маневров уклонения.

«АБС должна обеспечивать сохранение рулевого управления, но не следует предполагать, что автомобиль с АБС остановится на более коротком расстоянии».

Во всяком случае, прерывистое нажатие и ослабление тормозов могло действительно увеличить тормозной путь. Поэтому очень важно соблюдать дистанцию ​​до идущих впереди автомобилей и соблюдать ограничения скорости.

Проверка датчика

Важно не только понимать, что это за система такая ABS, но и относиться к ней с должным почтением. Для этого вовремя реагировать на тревожные «сигналы», а не игнорировать их. Неисправный сенсор не способен передать сигнал системе и автоблокировочный комплекс перестает работать. В результате в ходе торможения колеса блокируются. При этом на приборной панели может загореться соответствующий индикатор, указывающий на проблемы в отношении ABS. И если значок горит и не гаснет, это серьезный повод обратиться в автосервис, причем как можно раньше.

Зачастую самая распространенная неисправность — это обрыв провода. Ее легче выявить с использованием тестера. Для начала нужно соединить пины с разъемами, после чего прибором замерить сопротивление. Если оно находится в допустимых пределах, которые указаны в руководстве по эксплуатации автомобиля, то все работает.

Существенно расхождение значений указывает на очевидную проблему, которая может иметь разный характер. В частности речь идет о стремлении сопротивления в ту или иную сторону:

1. К нулю — указывает на короткое замыкание.
2. К бесконечности — наличие обрыва в электрической цепи.

Также нужно замерить сопротивление при вращении колеса — оно должно меняться, что покажет исправность датчика. Обнаруженные обрывы следует устранять, причем места разрыва следует восстанавливать только пайкой — привычная скрутка здесь неуместна и не даст желаемого результата. Также следует не перепутать полярность при соединении проводов.

Если сенсор сломан, нужно выяснить, как снять задние или передние датчики. И здесь лучше обратиться в автосервис, где все сделают на должном уровне, поскольку могут возникнуть разного рода сложности и нюансы.

Предварительные замечания.

Езда на автомобиле по мокрому или по обледенелому асфальту часто приводит к авариям. Причина тому — потеря управляемости автомобилем из-за юза и заноса при торможении или пробуксовки ведущих колес при резком газе.

Справиться с автомобилем, потерявшим управление, умеет не каждый водитель. Неприятная ситуация возникает и в тех случаях, когда автомобиль попадает в глубокий снег, в пески или в непролазную грязь на дороге, — одно ведущее колесо проворачивается и все глубже зарывается, а другое — неподвижно. Стронуть автомобиль с места без посторонней помощи очень сложно.

С целью предотвращения подобных случаев на современных легковых автомобилях устанавливаются системы управления тормозами, которые в нештатных ситуациях адаптируются под условия движения и отрабатывают свои функции автоматически. Таких систем четыре: система антиблокировки тормозов (ABS), система блокировки дифференциала ведущего моста (EDS), система перераспределения тормозных усилий между передним и задним мостами автомобиля (EBV) и система антипробуксовки ведущих колес (ASR или DSA).

Проблемы с АБС

В отсутствии механического воздействия обычно с этой тормозной системой не возникает никаких проблем. Весь комплекс ABS устроен довольно просто и отличается надежность в работе. Но даже, несмотря на защитные меры в виде предохранителя, иногда не избежать поломок. Причинами этому могут стать разные обстоятельства:

1. Воздействие окружающей среды на постоянной основе и порой они довольно агрессивные.
2. Степень заряда АКБ.
3. Неудовлетворительное состояние проводки бортовой сети.

В случае понижения напряжения ниже 10,5 Вольт устройство самопроизвольно отключается. Чтобы этого не произошло, следует придерживаться простых рекомендаций:

1. Во-первых, избегать прикуривания аккумулятора от другой машины. Использовать собственную батарею в подобных целях тоже не нужно.
2. Во-вторых, при включенном зажигании запрещается разъединять какие-либо разъемы.

Иными словами, для того чтобы сохранить работоспособность системы ABS и продлить ее ресурс (насколько это возможно) следует следить за техническим состоянием собственной машины. Если возникли проблемы с АБС, нужно обращаться в ближайший автосервис, где неисправность будет обнаружена и устранена на профессиональном уровне.