Антиблокировочная тормозная система ABS

Антиблокировочная тормозная система ABS является частью системы безопасности. Антиблокировочная тормозная система ABS используется на самолетах и всех видах наземного транспорта приводимых в движение двигателем.

Назначение антиблокировочной тормозной системы ABS

Антиблокировочная тормозная система ABS предназначена для предотвращения блокировки колес во время торможения и обеспечивая тяговый контакт с поверхностью дорожного покрытия и тем самым повышая безопасность и управляемость автомобиля. Система ABS обычно управляется контроллером антиблокировочной системы (CAB).

Сама система имеет как минимум электронный блок управления(ЭБУ), четыре датчика вращения колес и два гидравлических клапана. ЭБУ постоянно контролирует частоту вращения колес. Если блок управления выявляет, что колесо вращается медленнее чем сам автомобиль, то есть состояние указывающее на приближающуюся блокировку колес, он приводит в действие клапаны для уменьшения гидравлического давления на тормоз на затронутом колесе и тем самым уменьшает тормозное усилие. В этом случае колесо начинает проворачиваться быстрее.

В противоположном случае наоборот, если ЭБУ обнаруживает, что колесо вращается значительно быстрее движения автомобиля, гидравлическое тормозное давление на колесо увеличивается, поэтому тормозное усилие прикладывается повторно, замедляя колесо. Этот процесс повторяется непрерывно и может быть обнаружен водителем по пульсации педали тормоза. Некоторые антиблокировочные системы могут подавать или сбрасывать тормозное давление 15 раз в секунду.  Из-за этого колеса автомобилей, оснащенных АБС, практически невозможно заблокировать даже при паническом торможении в экстремальных условиях.

Блок управления двигателем запрограммирован так, чтобы игнорировать разницу в скорости вращения колес ниже критического порога, потому что, когда автомобиль поворачивает, два колеса по направлению к центру кривой поворачиваются медленнее, чем два внешних. По этой же причине дифференциал используется практически во всех дорожных транспортных средствах.

Если неисправность возникает в какой-либо части АБС, на приборной панели автомобиля обычно загорается сигнальная лампа, и АБС отключается до устранения неисправности.

Современная АБС применяет индивидуальное тормозное давление ко всем четырем колесам с помощью системы управления, состоящей из датчиков, установленных на ступице, и специального микроконтроллера. ABS предлагается или входит в стандартную комплектацию большинства производимых сегодня дорожных транспортных средств и является основой для электронных систем контроля устойчивости, популярность которых быстро растет из-за значительного снижения цен на автомобильную электронику с годами.

Устройство антиблокировочной тормозной системы ABS

Устройство антиблокировочной тормозной системы ABS  может быть самым разным в зависимости от конструкторской задумки. В общем случае она состоит:

1. Датчиков частоты вращения колес;
2. Гидравлических клапанов;
3. Гидравлического насоса;
4. Контроллера.

Датчики частоты вращения колес (энкодеры) используются для определения ускорения (замедления) колеса. Как правило энкодеры представляют собой магнит и датчик на эффекте Холла, либо зубчатое колесо и электромагнитную катушку. Вращение колеса или дифференциала создает магнитное поле вокруг датчика. Колебания этого магнитного поля создают напряжение в датчике. Поскольку наведенное в датчике напряжение является результатом вращения колеса, этот датчик с очень большой вероятностью может давать неточные показания на малых скоростях. Более медленное вращение колеса может вызвать неточные колебания магнитного поля и, таким образом, привести к неточным показаниям контроллера.

Гидравлические клапаны располагаются в тормозной магистрали каждого колеса. Они управляются электронным блоком управления антиблокировочной системы. В некоторых системах клапаны имеют три положения:

1. Клапан открыт и давление главного тормозного цилиндра передается прямо к суппорту.
2. Клапан блокирует магистраль и тем самым прекращает доступ главного тормозного цилиндра к суппорту.
3. Клапан открыт в промежуточном состоянии, при котором снимается часть давления с тормоза;

Большая часть проблем с антиблокировочной системой возникает в результате засорения гидравлических клапанов.

Гидравлический насос в антиблокировочной тормозной системе используется для восстановления давления в гидравлических тормозах после того как клапаны стравили его. Сигнал от контроллера освобождает клапан при обнаружении пробуксовки колеса. После того, как клапан сбрасывает давление, подаваемое пользователем, насос используется для восстановления желаемого давления в тормозной системе.

Контроллер представляет собой блок подобный электронному блоку управления. Он получает информацию от каждого отдельного датчика скорости колеса. Если колесо теряет сцепление с дорогой, сигнал отправляется на контроллер. Затем контроллер ограничит тормозное усилие (EBD) и активирует модулятор ABS, который включает и выключает тормозные клапаны.

Принцип работы антиблокировочной тормозной системы ABS

Принцип работы антиблокировочной тормозной системы ABS имеет множество различных вариантов и алгоритмов управления. Одна из наиболее простых систем работает следующим образом.

Контроллер постоянно контролирует датчики скорости. Он ищет необычные замедления в колесе. Непосредственно перед тем, как колесо заблокируется, оно резко тормозится. Если это не предотвратить, колесо остановится намного быстрее, чем любой автомобиль. В идеальных условиях автомобилю может потребоваться от двух до четырех секунд, чтобы остановиться на скорости 96,6 км / ч, но заблокированное колесо может перестать вращаться менее чем за секунду.

Контроллер ABS знает, что такое быстрое замедление автомобиля невозможно (и на самом деле быстрое замедление означает, что колесо вот-вот встрянет), поэтому он снижает давление на этот тормоз, пока не почуствует ускорение, а затем увеличивает давление до тех пор, пока оно снова не начнет замедляться. Он может произвести это очень быстро, прежде чем колесо действительно сможет значительно изменить скорость. В результате колесо замедляется с той же скоростью, что и автомобиль, при этом тормоза удерживают колеса очень близко к точке, при которой они начнут блокироваться. Это дает системе максимальную тормозную мощность.

Это устраняет необходимость вручную накачивать тормоза при движении по скользкой поверхности или поверхности с низким сцеплением, позволяя управлять автомобилем даже в большинстве случаев экстренного торможения.

Когда работает АБС, водитель почувствует пульсацию педали тормоза. Это происходит из-за быстрого открытия и закрытия клапанов. Эта пульсация также сообщает водителю о срабатывании ABS.