на что воздействует антиблокировочная система

Что такое ABS, и почему она стала обязательной для современного автомобиля

Аббревиатура ABS, или АБС в русском варианте, стала абсолютно привычной для уха каждого автомобилиста. Некоторые начинающие водители знают, что их автомобиль оснащен АБС, но порой не догадываются о том, что это и как работает, пока однажды педаль тормоза при нажатии не начнет «хрустеть», вибрировать и «отстреливать» в ногу. Что же такое ABS, и почему она стала негласным, а во многих странах и законодательно установленным стандартным элементом оснащения для современного автомобиля?

ABS, или АБС — это антиблокировочная система, предотвращающая блокировку колес при торможении. Если во время торможения одно или несколько колес автомобиля заблокируются и начнут скользить по поверхности, АБС ослабит давление в соответствующей тормозной магистрали, и колесо вновь начнет вращаться. Если педаль тормоза будет постоянно и сильно нажата, этот процесс блокировки-разблокировки колеса будет продолжаться непрерывно до конца торможения и может осуществляться несколько раз в секунду.

Даже многие из тех, кто знает, что такое ABS, порой ошибочно или не до конца верно представляют себе основное предназначение этой системы. Главной ошибкой в представлении функционала АБС является уверенность в том, что антиблокировочная система нужна для уменьшения тормозного пути автомобиля. Однако на самом же деле ее главное предназначение — сохранить возможность управлять транспортным средством во время торможения, даже экстренного.

На автомобиле без АБС при экстренном торможении у неопытного водителя управляющие колеса будут заблокированы — а это значит, что поворот руля в любую сторону не будет оказывать никакого влияния на траекторию движения автомобиля: он будет продолжать двигаться прямо до тех пор, пока не будет восстановлено сцепление передних управляющих колес с поверхностью. ABS же решает эту проблему: непрерывно контролируя вращение колес и разблокируя их при необходимости, она обеспечивает их вращение и таким образом сохраняет необходимое сцепление с дорожным покрытием, позволяя одновременно тормозить и выполнять маневр.

Еще одна фундаментально важная функция АБС, прямо проистекающая из вышеописанного — обеспечение безопасного, равномерного и прямолинейного торможения на поверхностях с неоднородным сцеплением. Например, если одна сторона автомобиля попала на мокрую поверхность, скользкую линию разметки или наледь, а другая движется по относительно чистому асфальту, экстренное торможение без АБС приведет к тому, что одна сторона будет тормозить эффективнее чем другая — и автомобиль немедленно развернет и закрутит в неуправляемом заносе. Особенно это опасно при движении в повороте, когда на автомобиль уже действует боковое усилие: перепад эффективности торможения колес в этом случае легко нарушает баланс.

Впрочем, утверждение о полезности ABS для уменьшения тормозного пути автомобиля тоже верно, но лишь отчасти. На поверхностях с равномерным и достаточным сцеплением колес с покрытием торможение «юзом» с заблокированными колесами будет менее эффективным, чем торможение без блокировки колес, и тормозной путь в первом случае, как правило, будет, больше. В этом случае использование АБС действительно уменьшает тормозной путь, не давая колесам скользить по поверхности. Однако на рыхлых поверхностях, таких как гравий, снег или песок, при торможении без ABS заблокировавшиеся колеса зарываются вглубь, создавая перед собой дополнительный барьер, сокращающий тормозной путь. Работа АБС в этом случае заставляет колеса вращаться, не позволяя им зарываться и удлиняя тем самым тормозной путь автомобиля.

«Ухудшает» антиблокировочная система и торможение на чистом льду на шипованных шинах: заблокированное шипованное колесо «вгрызается» в лед, оставляя за собой борозды, и работает на пределе своих возможностей — а если в дело вступает ABS, колесо вращается с короткими проскальзываниями, и эффективность такого торможения будет ниже. Именно этим фактом оперируют многие «опытные» и «знающие» водители, считающие ABS технологическим излишком, мешающим им «контролировать» автомобиль. Однако несмотря на увеличение тормозного пути, АБС и на льду сохраняет свое основное преимущество: дает возможность маневрировать и управлять автомобилем, а не просто ждать исхода, зажав педаль тормоза.

За годы своего существования ABS претерпела заметную эволюцию, однако основной принцип и функциональные элементы выработались уже давно. Типичная АБС включает в себя датчики скорости вращения колес, управляющие клапаны в гидравлической тормозной магистрали и электронный блок, который получает информацию от датчиков и управляет работой клапанов.

Если датчик, установленный на ступице колеса, сигнализирует о его резком замедлении или полной остановке, блок управления дает команду на кратковременное открытие клапана, чтобы уменьшить давление в тормозной магистрали и заставить колесо вращаться. Процесс опроса блоком управления датчиков на колесах и разблокировки колес может осуществляться несколько раз в секунду — именно поэтому при срабатывании АБС педаль «вибрирует». Кроме трех вышеперечисленных компонентов в состав АБС может входить насос, который призван быстро восстановить давление в тормозной магистрали после его снижения из-за открытия клапана.

АБС может иметь разное число датчиков и управляющих клапанов: в зависимости от их числа выделяют так называемые «четырехканальные», «трехканальные», «двухканальные» и «одноканальные» АБС. Число «каналов» определяется как раз числом управляющих клапанов, которые могут управлять давлением в тормозной магистрали: если их четыре, по одному индивидуальному для каждого из колес, то система четырехканальная, если три — по одному на каждое из передних колес и один общий на заднюю ось — то трехканальная, если клапанов два, по одному на ось — двухканальная, а если клапан один — то одноканальная. Современные АБС, разумеется, четырехканальные — остальные схемы встречаются на старых автомобилях.

Стоит отметить, что датчики вращения колес реагируют именно на резкое снижение скорости этого вращения, а также могут передавать блоку управления информацию о большой дифференциальной разнице между скоростями вращения колес на разных осях или сторонах автомобиля. Однако в работе АБС учитывается тот факт, что скорости вращения колес на одной оси могут быть неравномерными и в штатных условиях: к примеру, в повороте колеса на внешней стороне поворота будут вращаться быстрее, чем на внутренней.

С учетом рассказанного выше ответ на этот вопрос теперь очевиден: АБС значительно улучшает активную безопасность автомобиля. Современный водитель гораздо менее специфичен и профессионален, чем полвека назад: если когда-то давно к водителю предъявляли высокие требования, заставляя его уметь многое, то теперь автомобиль стал предметом быта, и управление им делают максимально доступным для каждого. Соответственно, современный автомобиль должен быть максимально удобен и безопасен в управлении даже для начинающего водителя с минимальной квалификацией.

Ну а АБС в частности решает проблему потери управления при экстренном торможении. Резкое появление препятствия на дороге заставляет человека инстинктивно ударить по тормозам. В случае, если он вошел в поворот на слишком высокой скорости, решение будет тем же. Зацепил обочину — тоже торможение… В общем, естественная реакция человека на возникновение опасной или просто нештатной ситуации — это резкое нажатие на педаль тормоза, и уже потом — возможно, попытка исправить эту ситуацию рулем. АБС в этом случае заметно снижает цену этой ошибки. Поэтому неудивительно, что, к примеру, в Евросоюзе оснащение автомобиля АБС стало обязательным по закону еще в 2004 году.

В случае, если ваш автомобиль не оснащен АБС, ее работу можно имитировать нехитрым приемом, который называется довольно очевидно — «прерывистое торможение». Собственно, именно владение им и характеризует водителей с некоторым опытом: такой водитель, почувствовав блокировку колес, перебарывает естественное инстинктивное желание продолжать давить на педаль сильнее, а снижает усилие на ней и начинает тормозить прерывисто, давя на педаль толчками. Такое торможение можно сравнить с работой примитивной одноканальной АБС — только даже опытный водитель не способен обеспечить такую частоту «толчков», как у электроники. Тем не менее, прерывистое торможение все равно обеспечивает необходимый эффект, обеспечивая вращение колес при замедлении.

Источник

Система ABS в машине: как она работает и как помогает при экстренном торможении

В современном автомобиле есть много систем, которые делают его более безопасным и помогают водителю им управлять.

Инженеры постоянно улучшают их и придумывают новые, уже есть машины с полноценным автопилотом. Но одной из первых систем безопасности была антиблокировочная система тормозов — ABS. Эта статья расскажет, какую проблему решает ABS, как она работает и почему может испугать.

Как работают тормоза современного автомобиля

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, давление жидкости в тормозной системе повышается. Через металлические трубки и шланги жидкость подходит к тормозным механизмам в колесах и вынуждает колодки прижиматься к тормозному диску или барабану.

Между педалью и колодкой в системе есть много устройств: главный тормозной цилиндр, распределяющий усилия между всеми колесами автомобиля, и вакуумный усилитель, который позволяет водителю давить на педаль с меньшим усилием.

Чем страшна блокировка колес при торможении

Если водитель нажимает на педаль достаточно сильно, то тормозного усилия хватит для полной блокировки колес: машина «пойдет юзом» — колеса остановятся, а автомобиль продолжит движение по инерции. На асфальте останутся яркие черные следы, на покрышках появится локальный износ: они могут сильно пострадать и даже прийти в негодность. Представьте себе, как изнашивается стирательная резинка — с шиной произойдет почти то же самое.

Если водитель продолжит давить на тормоз, то рано или поздно полностью потеряет контроль над автомобилем. С заблокированными передними колесами не получится изменить траекторию движения, даже если повернуть руль до упора. Такая ситуация опасна и для водителя, и для других участников движения. Система ABS борется именно с этим явлением: она предотвращает блокировку колес при торможении и позволяет сохранить контроль над автомобилем в момент экстренного торможения.

Курс о больших делах

Как устроена ABS

С 2004 года систему в обязательном порядке ставят на все новые автомобили, которые продают на территории Евросоюза, а с 2012 года такое правило заработало и в США.

Система состоит из нескольких элементов.

Датчики скорости вращения колес. Чтобы бороться с блокировкой колеса эффективно, система должна отслеживать эту скорость и срабатывать в нужный момент. За это отвечают специальные датчики, установленные на каждом колесе, а точнее — на ступице. Они отслеживают вращение по специальному магнитному кольцу.

На более старых машинах датчики могут быть импульсными и считывать скорость по специальным зубчатым кольцам, такой вариант менее точный. Полученную информацию датчики передают в блок управления ABS.

Блок управления — микросхема в специальном корпусе. На основе информации с датчиков блок управления ABS определяет, какое колесо близко к блокировке и где нужно уменьшить давление в тормозной системе.

Насос и клапаны — органы управления системы. При срабатывании системы участие водителя уже не требуется: с помощью открытия и закрытия клапанов, объединенных в одном корпусе, ABS уменьшает и увеличивает давление в тормозной системе до 20 раз в секунду. А значит, меняется тормозное усилие на колесах и они не блокируются. Насос ABS работает только в момент активации системы и позволяет быстро восстановить давление в системе.

Главная задача ABS

Благодаря этой системе колеса автомобиля не блокируются и водитель сможет им управлять, даже выжав педаль тормоза «в пол». Автомобиль с работающей ABS реагирует на поворот руля, пусть и с некоторой задержкой. Так можно избежать ДТП или минимизировать его последствия, а заодно снизить скорость и увернуться от препятствия.

Представим, перед водителем кто-то резко оттормаживается. Автомобиль без ABS пойдет по инерции строго прямо, как бы водитель не крутил руль. Автомобилем с ABS можно как-то управлять, и самое главное — тормозной путь будет сильно короче, а значит будет больше шансов не догнать чужую машину. Даже если это случится, повреждения будут менее критичными и за ремонт удастся заплатить гораздо меньше.

Но в некоторых случаях тормозной путь машины с ABS может быть длиннее. Например, если машина на летней резине зимой, если под колёсами песок, земля или неприкатанный снег.

Разные виды антиблокировочных систем, их развитие

Первые антиблокировочные системы были одноканальными и работали только на одной оси автомобиля: работали одновременно и одинаково влияли на оба колеса оси. Актуальные системы поддерживают четыре канала, по одному на каждое колесо, каждый может работать независимо.

Дальнейшее развитие — дополнение, система распределения тормозных усилий (EBD). Она работает не только при экстренном торможении и контролирует распределение тормозных усилий задолго до блокировки колес. C EBD автомобиль стабилен при торможении, это особенно заметно, если под колесами разное покрытие. Например, если левые колеса на асфальте, а правые на льду, система поможет избежать заноса или сноса.

Если добавить в ABS и EBD датчики положения рулевого колеса, дроссельной заслонки и поперечного ускорения, у машины появится система стабилизации. В зависимости от производителя автомобиля и возможностей ее называют ASR, ESP, DSC, VDC или как-то еще.

В основе лежит тот же принцип — система анализирует разницу в скоростях вращения колес, но не только. Блок управления системой также анализирует угол поворота руля, положение педалей газа и тормоза, поперечное ускорение и другие параметры. На основе этих данных одно или несколько колес могут притормозить благодаря клапанам в блоке ABS. Это поможет стабилизировать автомобиль и выйти из заноса.

Как пользоваться ABS и быть готовым к тому, что она сработает

Система не требует от водителя каких-то особых навыков. Он просто оценивает дорожную ситуацию и нажимает на педаль. Тем не менее ABS может испугать неопытного водителя: когда система работает на педали тормоза, будет сильная вибрация. Это работают насос и клапаны, которые регулируют давление в разных частях тормозной системы.

Автомобилем, у которого сработала ABS, управлять сложнее. Реакции на поворот руля очень замедленны и менее точны. Водителю нужно понимать, что при торможении с ABS рулить нужно с опережением. Если рядом нет других автомобилей или препятствий — поверните руль сильнее, чем при обычной езде.

Если ваш опыт вождения скромный, то лучше познакомиться с ABS заранее. Для этого подойдет пустая парковка или площадка с асфальтовым покрытием — эксперименты с ABS на неровных грунтовых дорогах и площадках не дадут нужного опыта. Выполните несколько экстренных торможений — резко нажимайте педаль тормоза до упора. Начните с торможения с 30 км/ч, потом увеличьте скорость. Помните о безопасности и ПДД.

Когда экстренное торможение по прямой будет уже понятным, попробуйте тормозить с ABS и маневрировать. Желательно повторить эти упражнения в разных погодных условиях: на сухом асфальте, на мокром и зимой, на снежном и ледяном покрытиях. Это не сделает вас профессиональным водителем, но даст понимание, как ведет себя автомобиль при резком торможении и чего ждать от системы ABS. Однажды эти знания могут спасти как минимум бампер.

Источник

АБС и «контроль тяги» на зимней дороге: друзья или не совсем

Теоретически, все «электронные помощники» созданы исключительно ради нашей безопасности в автомобиле, да и на практике от них больше пользы, чем вреда. Правда, при зимнем вождении случается обратное, когда действия систем идут в разрез с попытками водителя выправить ситуацию.

Дисклеймер:

Эта статья – ни в коем случае не критика электронных систем безопасности. Речь пойдет скорее об особенностях управления машинами с АБС, системами контроля тяги, контроля устойчивости и подключаемого полного привода.

Когда антиблокировка бесполезна

А БС сейчас есть практически на любой машине. Она очень выручает в большинстве ситуаций, не допуская потери устойчивости при торможении и позволяя сохранять управляемость. С ней можно не бояться тормозить в поворотах и на миксте, можно не пытаться дозировать тормозное усилие. Надо замедлиться? Просто жмите изо всех сил, и машина остановится, а иногда достаточно панического удара по педали – и машина затормозит сама.

Почти всегда АБС «умнее» водителя, ведь она умеет управлять тормозным усилием на каждом колесе отдельно и точно знает скорость вращения и степень скольжения покрышки. Человек на такое не способен в принципе.

Вместе с тем, многие считают, что АБС «перебдевает», и без нее тормозной путь мог бы быть заметно меньше. В большинстве случаев противники АБС категорически не правы – это просто попытка оправдаться за собственное невнимание к дороге и машине. Но иногда АБС и правда подводит.

Блоки АБС бывают очень разные, разные у них и алгоритмы. По сути, сама идея антиблокировочной системы изъяна в себе не содержит, а вот программное обеспечение несет в себе предпочтения разработчиков и их ошибки. Все описанные нюансы встречаются далеко не на каждом блоке АБС, и даже на одинаковых машинах поведение может различаться – в зависимости от прошивок, размерности и типа резины, загрузки машины и состояния подвески.

Тормозим в повороте

Большая часть водителей в повороте тормозить боится, но антиблокировочная система делает это возможным. В длинной пологой дуге проблем вообще никаких, но чем круче поворот, тем больше проявляет себя реальная физика движения.

Алгоритмы работы начинают выбирать между эффективностью торможения и поддержанием траектории машины. Обычно выбор делается в пользу траектории, и эффективность торможения сильно снижается. А в ряде случаев из-за ошибок в программном обеспечении эффект растормаживания не пропорционален углу поворота, и даже при небольшом отклонении от прямой машина теряет больше четверти эффективности тормозной системы.

Бывает и так, что АБС, наоборот, перетормаживает, и машина «плужит» наружу поворота передком. Этот эффект привычен водителям, которые раньше ездили на переднеприводных машинах вообще без антиблокировочной системы, и они даже не считают это за проблему.

По-хорошему, вам стоит в безопасных условиях попробовать затормозить в поворотах разной крутизны, чтобы понять, как ведет себя АБС именно на вашей машине. А если вы поняли, что ведет она себя неадекватно, и при торможении вы теряете контроль над машиной, поищите, нет ли более свежих прошивок блока АБС для вашей модели.

Микст, «шашечки» и «стиральная доска»

Поведение машины на миксте (когда покрытие имеет сильно разный коэффициент сцепления под правыми и левыми колесами) – скользкая тема во всех смыслах. Водители-скептики уверены, что без АБС в этих условиях они сумели бы затормозить лучше. На самом деле, в большинстве случаев система и тут тормозит максимально эффективно, с учетом сохранения прямолинейности движения. То есть, если бы не антиблокировка, то машину при резком торможении на миксте просто разворачивает поперек дороги, если одновременно не работать рулем.

Все становится еще хуже, если покрытие не просто скользкое, а неоднородное (бугры льда на асфальте, например). И еще труднее АБС справляться со своими задачами, когда подвеска изношена, а колеса стоят слишком большие, нештатного диаметра.

Антиблокировочная система пытается сохранить прямолинейность при любом изменении коэффициента сцепления колес, и частенько из-за этого проигрывает простым тормозам без электроники.

Самые современные системы АБС успевают подстроиться под условия и сохраняют высокую эффективность, но от систем разработки 90-х годов или начала 00-х подобной чуткости можно не ожидать. В зависимости от условий, тормозной путь может оказаться как минимальным, так и большим в разы, особенно если ошибки работы антиблокировочной системы наложатся на ошибки водителя. Зато АБС позволяет избежать тяжелых последствий от потери устойчивости и вылета на встречную полосу или за пределы дороги. Так что для среднего водителя даже «неудачный» алгоритм лучше, чем отсутствие системы.

Раскачка

АБС может многое. В частности, именно через нее сейчас частенько реализуют противооткатную функцию – на внедорожниках она обязана работать в нескольких режимах трансмиссии. Она же отвечает за плавную остановку и плавный старт на машинах с АКПП. В зимний период возможны небольшие сюрпризы, связанные с этими конструктивными особенностями.

Так, на машинах с противооткатной системой водители жалуются на сложности выбирания «в раскачку». Тормоза попросту не дают двигаться при достижении определенной частоты движений вперед-назад, и тут действительно стоит признать это несовершенство.

И все же

В любом случае, с АБС лучше, чем без нее. Ни в коем случае не вытаскивайте предохранитель системы в расчете на более эффективную работу тормозов зимой. Ведь вместе с АБС отключается и распределение тормозных усилий между передней и задней осью, и машина становится откровенно опасной даже в руках профессионала.

Про проверку уже сказано выше, но стоит повториться. Обязательно съездите на своем автомобиле куда-нибудь на пустую парковку гипермаркета, чтобы почувствовать, как работают ваши тормоза на скользком покрытии.

Системы контроля тяги

Класс систем, следящих за пробуксовкой ведущих колес под тягой, возник достаточно давно. В первую очередь ими обзавелись заднеприводные машины, для которых это было вопросом безопасности. При активной пробуксовке машина приобретала избыточную поворачиваемость, а склонность к заносу всегда считалась крайне опасной большинством водителей.

Вскоре необходимость в подобных системах появилась и на переднеприводных машинах, но тут задача была чуть другая. Нужно было уменьшить рывки на рулевом управлении при разгоне и рысканье по траектории из-за неравномерности тяги слева и справа. А заодно сохранить коробку передач и дифференциал в целости и сохранности.

Сравнительно небольшая стоимость подобных систем привела к тому, что почти все машины с мощностью свыше 120-150 л.с. уже к концу 90-х годов были оснащены чем-то похожим. Подобная система значительно снижает риски неаккуратного обращения с тягой, особенно на машинах с АКПП и турбомоторами, повышает ресурс трансмиссии, а заодно немного повышает проходимость в ряде ситуаций.

На заднеприводных машинах подобная система даже при минимальном «интеллекте» блока управления в большинстве случаев действовала корректно. Недостаток тяги мешал разве что пройти поворот в контролируемом заносе, что для абсолютного большинства водителей, мягко говоря, не требуется.

А вот на переднем приводе оказалось, что подобные системы могут влиять на безопасность движения. Занос не является для переднеприводных машин чем-то необычным: неаккуратные действия рулем, тягой, колейность на дороге – и вот уже задняя ось обгоняет переднюю. Разумеется, нужно «отработать» рулем, но проблема в том, что типичный водитель даже если крутит руль в нужном направлении, то скорее всего сильно отстает по времени коррекции и лишь раскачивает машину, переводя занос в циклический, с увеличением амплитуды.

Тут могла бы помочь тяга, благо у переднеприводной машины есть в запасе и такой козырь. Но при наличии противобуксовочной системы она может банально тягу «зарезать» – система будет гасить пробуксовку ведущих колес, не понимая, что тяга и пробуксовка в данном случае очень нужны, ибо машина при нажатии на газ «тянет» передок и заодно повышает скольжение передней оси, что помогает перевести опасный занос в скольжение всех четырех колес и начать снижение скорости. Как правило, легкое добавление тяги негативного эффекта не вызывает, а вот «газ в пол», что характерно для критичной ситуации, да еще и с АКПП, почти наверняка вызовет срабатывание «ограничителя».

правильно выбирайте скорость для поворота, особенно если вы раньше ездили на простой машине без «помощников» и привыкли «вытаскивать» автомобиль тягой. Разученный приемчик может не сработать.

Что в итоге?

Современные электронные системы научились распознавать ситуации, в которых они не обеспечивают повышения безопасности и не нужны. Но к сожалению, настройкой таких систем занимаются люди, которые делают ошибки, да и последние поколения «помощников» стоят дорого, и частенько машины обходятся системами из прошлого века. В итоге шансы столкнуться с неправильным поведением электроники все еще достаточно велики.

Источник