Антиблокировочная система ABS (Anti-lock braking system)

СистемаABS

Антиблокировочная система (АБС, ABS; нем.Antiblockiersystem, англ. Anti-lock braking system) — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы состоит в том, чтобы предотвратить потерю управляемости транспортного средства в процессе резкого торможения и исключить вероятность его неконтролируемого скольжения.

В настоящее время АБС, как правило, является болеесложной электронной системой торможения, которая может включать в себяантипробуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости, а такжесистему помощи при экстренном торможении (Brake Assist).

История

Впервые разработки в области тормозных систем начались в 1920-е годы . В тевремена на большинстве автомобилей были механические тормоза с тросовымприводом и требовали от водителя значительной физической силы, иными словамиприходилось сильно давить на педаль тормоза, вызывая тем самым блокировкуколёс, что в свою очередь негативно сказывалось на управляемости автомобиля.Позже появились гидравлические тормоза c вакуумным усилителем, но и эта системане решала проблемы блокировки колёс.

В 1936 году Bosch запатентовала технологиюпредотвращения блокировки колёс при резком торможении. Но на практикереализовать эту идею не удалось из-за отсутствия в те годы цифровойэлектроники, которая позволила бы за доли секунды реагировать на блокировкуколёс. Ситуация изменилась в 1960-е годы с появлением полупроводниковыхтехнологий, которые постепенно дошли и до автомобильной промышленности. Нопервые образцы ABS, появившееся в 1971 году на одной из моделей концернаGeneral Motors оказались даже опасными, поскольку не решали проблемызаклинивания передних ведущих колёс.

Первую по-настоящему работоспособную ABS изобреливсё-таки немцы. Кроме Bosch, с 1964 года работу над созданием ABS началакомпания Teldix GmbH. Её инженер Гейнц Либер разработал фундаментальные основыбудущей ABS. Позже он возглавил отдел электрики и электроники концернаDaimler-Benz и в 1970 году Daimler-Benz торжественно объявил о создании первыхработоспособных ABS. Но комплексные испытания этой системы выявили одинсущественный недостаток — ненадёжность электронных компонентов. По предложениюDaimler-Benz к проекту были привлечены инженеры Bosch, которые работалинезависимо от Либера и приобрели огромный опыт в области автомобильнойэлектроники.

Таким образом для работы по созданию серийнойантиблокировочной системы объединились удачные идеи Либера и огромный опытинженеров Bosch в сфере разработки и производства цифровых электронныхкомпонентов. В середине 1970-х годов ABS начали устанавливать опционально (пожеланию клиента) на автомобили представительского класса, а с 1978 года штатнона двух немецких автомобилях — Mercedes Benz W116 (S-класс) и BMW 7-й серии. Сиюля 2004 года каждый новый автомобиль, продаваемый в странах Евросоюза,оборудован ABS в стандартной комплектации.

Принцип действия АБС

При движении транспортного средства пятно контакта его колёс находится внеподвижности относительно дорожного полотна, то есть на колесо действует силатрения покоя. Так как эта сила больше, чем сила трения скольжения[1],замедление при вращении колёс со скоростью, соответствующей скорости движениятранспортного средства, будет эффективнее, чем замедление при проскальзыванииколёс относительно дорожного полотна. Кроме того, транспортное средство, одноили несколько колёс которого находятся в скольжении, теряет управление.

Устройствосистемы

АБС состоит из следующих основных компонентов: датчикискорости либо ускорения (замедления), установленные на ступицах колёстранспортного средства; управляющие клапаны, которые являются элементамимодулятора давления, установленные в магистрали основной тормозной системы;блок управления, получающий сигналы от датчиков и управляющий работой клапанов.

После начала торможения АБС начинает постоянное и достаточноточное определение скорости вращения каждого колеса. В случае, если одно илинесколько или даже все колёса начнут замедлять скорость своего вращения быстреерасчётной максимальной скорости замедления автомобиля (расчитывается конкретнодля каждой модели на стадии разработки и корректируется при испытании напокрытии с максимальным коэффициентом трения) и учитывая показанияакселерометров, то система отдаёт команду модулятору давления в тормозноймагистрали, который ограничивает тормозное усилие на этих колесах. Затем, кактолько вращение колеса совпадёт с реальной скоростью движения (восстановитсясила трения покоя), тормозное усилие восстанавливается.

Этот процесс повторяется несколько раз (или несколькодесятков раз) в секунду, и как правило приводит к заметной пульсации тормознойпедали. Обычно именно по этому признаку водитель может определить моментсрабатывания АБС.

Тормозное усилие может ограничиваться как во всейтормозной системе одновременно (одноканальная АБС), так и в тормозной системеборта (двухканальная АБС) или даже отдельного колеса (многоканальная АБС).Одноканальные системы обеспечивают довольно эффективное замедление, но только втом случае, если условия сцепления всех колёс более или менее одинаковы.Многоканальные системы дороже и сложнее одноканальных, но имеют большуюэффективность при торможении на неоднородных покрытиях, если, например, приторможении одно или несколько колёс попали на лёд, мокрый участок дороги илиобочину.

В современные АБС входит система самодиагностики, котораяконтролирует работу всех компонентов системы по их физическим параметрам.Система самодиагностики зажигает лампу неисправности АБС на приборной панели изаписывает соответствующий код неисправности в память блока управления. Послеопределения неисправности данный компонент исключается из работы системы, илився система перестаёт работать, а тормозная система продолжает работать.

В современных автомобилях постепенно получаютраспространение электрические тормозные механизмы, действующие независимо накаждом колесе. В этом случае АБС существует, в основном, как один из алгоритмовуправляющего блока такой тормозной системы и не оказывает никакого влияния напедаль или рукоятку тормоза.