Спирачна система абс. Как работи антиблокиращата спирачна система

При спиране. Основната цел на системата е да поддържа стабилността и управляемостта на автомобила (спирачният път в някои случаи може да бъде по-дълъг, отколкото без ABS система)

История

За първи път проблемът с блокиране на колелата по време на спиране беше разкрит на железопътен вагон, тъй като блокираните колела имат значително по-слаб спирачен ефект и се появява износване на джантата на колелото, което намалява характеристиките на движение на вагона или локомотива . В допълнение, при блокирани колооси, вероятността от дерайлиране се увеличава значително. Проблемът беше решен чрез използването на автоматични регулатори на спирачното усилие, известни днес като товарен автоматичен режим. При електрически влакове и трамваи, където работната спирачка е електрическа, блокирането на колелата се предотвратява от електрически и електронни системи, които автоматично регулират тока на възбуждане на тяговите двигатели, работещи по време на спиране в генераторен режим. Такива системи са известни от 20-те години на миналия век. Също през 20-те години на миналия век се появява първата ABS за монтиране на шасито на самолет. Тук беше необходимо да се реши проблемът с управляемостта на самолета по време на движение по пистата. Първите продукти са създадени от френската компания Avions Voisin, производител на автомобили и самолети.

В онези дни повечето коли имаха механични спирачкис кабелно задвижване и изискваше от шофьора значителна физическа сила, с други думи, беше необходимо да се натисне силно педала на спирачката, което доведе до блокиране на колелата, което от своя страна имаше отрицателен ефект върху управлението на автомобила. По-късно се появиха хидравлични спирачки с вакуумен усилвател, но тази система не реши проблема с блокирането на колелата.

През 1936 г. Бош патентова технология за предотвратяване на блокиране на колела, когато рязко спиране. Но на практика тази идея не можеше да бъде реализирана поради липсата на цифрова електроника през онези години, която да позволява реакция на блокиране на колелата за част от секундата. Ситуацията се променя през 60-те години на миналия век с навлизането на полупроводниковата технология, която постепенно достига до автомобилната индустрия. Но първите образци на ABS, които се появиха през 1971 г. на един от моделите на концерна General Motors, се оказаха дори опасни, тъй като не решиха проблема със задръстването на предните задвижващи колела.

Първият наистина работещ ABS е изобретен от германците. В допълнение към Bosch, от 1964 г. Teldix GmbH започва работа по създаването на ABS. Нейният инженер Хайнц Либер разработи основибъдещ ABS. По-късно той става ръководител на отдела за електричество и електроника на концерна Daimler-Benz и през 1970 г. Daimler-Benz тържествено обявява създаването на първия работещ ABS. Системата, наречена "ABS 2", се състои от електронен контролер, сензори за скорост, монтирани на всяко колело, и два или повече хидравлични клапана в спирачната верига. Системата работи от данни за разликата в скоростите на въртене на различните колела: ако те се въртят с различни скорости, тогава контролерът, дозиращ спирачната сила, изравнява скоростта на въртене. След това системата направи възможно увеличаването на спирачната сила.

Цялостните тестове на тази система разкриха един съществен недостатък - ненадеждността на електронните компоненти. По предложение на Daimler-Benz в проекта са включени инженери на Bosch, които работят независимо от Lieber и натрупват богат опит в областта на автомобилната електроника.

Така успешните идеи на Lieber и богатият опит на инженерите на Bosch в разработването и производството на цифрови електронни компоненти бяха комбинирани, за да работят по създаването на серийна антиблокираща спирачна система. В средата на 70-те години ABS започва да се монтира опционално (по желание на клиента и срещу допълнително заплащане) на автомобили от изпълнителния клас, а от 1978 г. е стандарт на два немски автомобила - Mercedes Benz W116 (S-класа) и BMW 7-series, освен това цената на системата по това време беше приблизително 10% от цената на цялата кола. От юли 2004 г. всяка нова кола, продавана в Европейския съюз, е стандартно оборудвана с ABS.

Принципът на работа на ABS

Коефициентът на триене при плъзгане е много по-нисък от коефициента на статично триене. Следователно спирачният път при блокирани колела (триене при плъзгане: колелата се плъзгат по повърхността) ще бъде по-голям от спирачния път при все още въртящи се колела (статично триене: гумата в точката на контакт с пътя е в относителен покой към него). В същото време спирачките осигуряват малко по-малко усилие, отколкото е необходимо за пълно блокиране на колелото. При достатъчно опит водачът е в състояние сам да усети това усилие и ако колелата са блокирани, той леко отслабва натиска върху педала на спирачката, но в същото време не може да намали натиска и спирачната сила върху едно, блокирало колело. ABS системата следи въртенето на колелата и в случай на блокиране леко намалява налягането в спирачната система, за да може колелото да се завърти, след което отново увеличава силата на компресия. По този начин се постига прекъсващо спиране, което прави възможно коригирането на курса на автомобила при екстремни условия на спиране.

Системно устройство

ABS се състои от следните основни компоненти:

• сензори за скорост или ускорение (забавяне), монтирани на главините на колелата превозно средство;
• управляващи клапани, които са елементи на модулатора на налягането, монтирани в линията на главната спирачна система;
• управляващ блок, който получава сигнали от сензори и управлява работата на клапаните.

Този процес се повтаря няколко пъти (или няколко десетки пъти) в секунда, през 2008 г., според експертите "Зад волана", средният ABS е работил 20 пъти в секунда.

Изпълнение на ABS

Основната задача на ABS е да позволи на водача да поддържа контрол над автомобила по време на аварийно спиране, т.е. остава възможно да се извършват доста резки маневри директно в процеса на спиране. Комбинацията от тези два фактора прави ABS много съществен плюс в осигуряването на активната безопасност на превозните средства.

Опитен водач може ефективно да спира, без да използва ABS, контролирайки самостоятелно момента на спиране на колелото (най-често тази спирачна техника се използва от мотоциклетисти) и отслабва спирачната сила на ръба на блокиране (в този случай спирането е периодично). Ефективността на такова спиране може да бъде сравнима със спирането при използване на едноканален ABS. Многоканалните системи във всеки случай имат предимството, че могат да контролират спирачната сила на всяко отделно колело, което осигурява не само ефективно забавяне, но и стабилно поведение на автомобила в трудни условиянеравномерно сцепление на колелата с пътната настилка.

За неопитен водач наличието на ABS е по-добре във всеки случай, тъй като позволява аварийно спиране по интуитивен начин, просто чрез прилагане на максимална сила върху спирачния педал или ръкохватката, като същевременно запазва маневреността.

При определени условия работата на ABS може да увеличи спирачния път. Например при използване на автомобилни гуми с недостатъчно сцепление с пътя (например при шофиране през зимата с летни гуми). Също така, на рохкави повърхности като дълбок сняг, пясък или чакъл, колелата, които са блокирани при спиране, започват да се вкопават в повърхността, което води до допълнително забавяне. Отключените колела спират много по-бавно при тези условия. За да може ефективно да спира при такива условия, ABS-ът на някои модели автомобили е изключен. Освен това някои видове ABS имат специален спирачен алгоритъм за разхлабени повърхности, което води до множество краткотрайни блокировки на колелата. Тази спирачна техника ви позволява да постигнете ефективно забавяне без загуба на контрол, както при пълно блокиране. Видът на повърхността може да бъде зададен ръчно от водача или може да бъде определен автоматично от системата, като се анализира поведението на автомобила или се използват специални сензори за определяне на пътната настилка.

Асистент за аварийно спиране

Помощна система за аварийно спиране(SPET) разпознава аварийно спиране, повишава налягането в спирачната система до максимум и го задържа докато автомобилът спре напълно. SPET може да се реализира с помощта на електронни компоненти или хидравлика. При откриване на аварийно спиране се вземат предвид следното:

• текуща скорост на превозното средство;
• скоростта, с която се натиска спирачният педал;
• сила (дълбочина) на натискане на педала на спирачката;
• разстояние до превозното средство отпред;
• и други параметри (например близостта на светофара).

Проучванията показват, че значителна част от шофьорите при спешни случаи или не натискат докрай педала на спирачката, или го пускат в даден момент. Поради това спирачният път е по-дълъг, отколкото би могъл да бъде с напълно натиснат педал. SPET е разработен за решаване на този проблем.

Аварийното спиране е вид спиране, който все по-често се използва от водачите на превозни средства, тъй като е продиктуван от постоянното усложняване на съвременните пътни условия. Въпреки това, ефективността на такова спиране може да бъде намалена почти до нула в случай на блокиране на колелото(ата) на превозното средство. Той спира възприемането на страничните сили, чието въздействие е предназначено да задържи автомобила по определена траектория, зададена от водача. Превозното средство не само губи управляемост, но и стабилност, което в 90% от случаите води до разпадането му в неконтролирано "занасяне".

ABS спирачките, кръстени на първите букви на технологията Antilock Brake System, са функционално проектирани да поддържат контрол над автомобила по време на спиране, като предотвратяват блокирането на колелата. Резултатът от използването на тази система е повишаване на спирачната ефективност, намаляване на спирачния път на автомобила, както на сухи, така и на мокри пътни настилки, подобряване на маневреността и др. Безспорното предимство на системата "ABS" може да се счита за намаляване на износването на гумата, както и за осигуряване на нейната (износване) равномерност.

Основните недостатъци на антиблокиращата система включват увеличаване на спирачния път на автомобила върху повърхности с рохкава структура: чакъл, пясък, сняг и др.
И така, нека обобщим казаното. Функционалността на системата, която предотвратява блокирането на колелото (колелата) по време на аварийно спиране, осигурява:

Ефективно спиране на автомобила върху хлъзгави (мокри) пътни настилки.

Предотвратяване на появата на "неконтролиран" дрифт.

Достатъчен контрол на водача върху автомобила.

Дизайнът на спирачната система ABS

Съвременната система за предотвратяване на блокиране на колелата се състои от три основни групи елементи:

Сензори (превключвател на скоростта на колелото и спирачната светлина).

Изпълнителни механизми (изпускателна помпа, хидравличен разпределител или модулатор, оборудван с електромагнитни клапани, сигнални лампи).

Блокът за управление (ECU), който получава информация от сензори и предава команди към изпълнителните механизми.

Както е лесно да се разбере, задвижващите механизми или модулаторите се управляват чрез регулиране на налягането в спирачните вериги на колелата. В същото време се обръща голямо внимание на скоростта на предаване на информация от сензори, разположени, като правило, на оста на колелото, към контролния блок.
Хидравличният разпределител е серия от електромагнитни клапани, които контролират количеството на налягането в системата и са затворени в здрав корпус.

централен блок електронно управление, или "ECU", - два микроконтролера, взаимодействащи един с друг, които контролират работата на другия. Работна програмаблокът за управление включва няколко алгоритъма на работа, основният от които е състоянието на спирачната система, в зависимост от информацията за параметрите на въртене на колелото

Принципът на действие на антиблокиращата спирачна система

Антиблокиращата спирачна система на автомобила функционира по следния начин. В момента на спиране спирачната течност постъпва във входните канали на хидравличния разпределител. Електромагнитните клапани са отворени и работната течност се подава свободно към колелата на автомобила. Когато се получи информация от сензора за критична промяна в скоростта и позицията на колелото, управляващият блок затваря електромагнитните клапани, спирайки или ограничавайки потока на спирачната течност към спирачния механизъм на колелото. След освобождаване на блокировката на колелата (въз основа на информация от сензорите на колелата), ECU връща електромагнитните клапани в първоначалното им положение, като по този начин възобновява подаването на спирачна течност към спирачките на колелата.

Водачът на автомобила, освен банера на контролния панел, сигнализиращ за включването на системата ABS, усеща ударите на спирачния педал, причинени от бързото отваряне и затваряне на соленоидните клапани на модулатора.

Характеристики на експлоатация на автомобил, оборудван със система за предотвратяване на блокиране на колелата

Работата на автомобил с ABS система има определени характеристики и изисквания, чието спазване ще осигури продължителността и стабилността на нейното (системата) функциониране:

Избягвайте да свързвате акумулатора на автомобила си с акумулатора на друг автомобил (така нареченото „осветление“).

Когато извършвате заваръчни работи по тялото на автомобила, изключете контактите, водещи към елементите на системата ABS.

Периодично проверявайте техническото състояние на контактите на генератора.

Елиминирайте изключването на електрическите конектори, когато електроцентралата работи или запалването е включено.

Електронният блок за управление "ECU" не трябва да се излага на продължително излагане (не повече от 2 часа) на високи температури (не по-високи от 850C).

Начинаещите шофьори често изпадат в паника, когато светне банер, който сигнализира за повреда на антиблокиращата спирачна система на автомобила. В този случай запомнете следното:

a) Работата на спирачната система на превозното средство не зависи от работата на ABS.
b) Мигащ банер - симптом, който показва неизправност в ABS системата, причинена от повреда в окабеляването.
в) Включването на банера може да е причинено от ниско напрежение (по-малко от 10,5 V) в мрежата на автомобила.
г) извън строя ABS системаспирачките се сменят в сервиз, чиито служители имат съответната квалификация, оборудване и умения.

Местоположение на компонентите на антиблокиращата спирачна система.

Рязкото спиране на хлъзгави пътища може да причини проблеми. Антиблокиращата спирачна система (ABS) поема това действие и ви спестява нервите. Всъщност на хлъзгави пътища дори професионален шофьор не може да спира толкова бързо без ABS, колкото обикновеният водач с него.

В тази статия ще разгледаме антиблокиращите спирачни системи - защо се нуждаем от тях, как са подредени, как работят, какво представляват и какви проблеми могат да възникнат при използването им?

ABS система

На теория, антиблокираща системанастроен съвсем просто. Ако се пързаляте по лед, ще видите как колелата се въртят, но няма сцепление. Това се дължи на приплъзване на лагерната зона на колелото върху леда. Антиблокиращата спирачна система предотвратява блокиране и завъртане на колелата, което ви дава две предимства: Спирането е по-бързо и вие запазвате контрола над автомобила по време на спиране.

ABS включва следните компоненти:

• Сензори за скорост
• помпа
• клапани
• Контролен блок

Сензори за скорост

Антиблокиращата спирачна система трябва да проследи момента, който е на границата с блокирането на колелата. Сензорите за скорост, монтирани на всяко колело или в някои случаи на диференциала, четат тази информация.

клапани

Спирачната система има клапани за всяка спирачка, управлявана от ABS. В някои системи вентилът има 3 позиции:

• В позиция 1 вентилът е отворен; налягането от главния цилиндър се прехвърля към спирачката.
• В позиция 2 клапанът блокира линията, изолирайки спирачката от главния цилиндър. Това предотвратява натрупването на налягане при по-силно натискане на педала на спирачката.
• В позиция 3 вентилът леко намалява налягането в спирачката.

помпа

защото клапанът може да отслаби натиска на спирачките, е необходимо по някакъв начин да го принудите да върне първоначалното си положение. За това се използва помпа; когато клапанът намали налягането в линията, помпата го херметизира до необходимото ниво.

Контролен блок

Блокът за управление е компютър. Той следи сензорите за скорост и управлява клапаните.

ABS помпа и клапани

Работа на ABS

Съществуват различни опцииалгоритми и техните комбинации за управление на ABS. Ще разгледаме принципа на работа на най-простата система.

Блокът за управление непрекъснато чете показанията на сензорите за скорост. Той следи за всякакви забавяния, които не са нормални. Например, преди едно колело да блокира, скоростта му пада рязко. Ако това се пренебрегне, колелото спира много по-бързо от колата. AT идеални условияза да спре при скорост от 100 км/ч, колата отнема около 5 секунди, но колелото се блокира за по-малко от 1 секунда.

Блокът за управление на ABS знае, че такова внезапно прекъсване на движението не е възможно, така че намалява натиска върху спирачките, докато започне ускорението, след което отново увеличава натиска до повторно спиране. Това се случва толкова бързо, че колелото няма време да промени рязко скоростта. В резултат на това колелата се спират със същата скорост като автомобила, докато колелата се спират в положение, граничещо с блокиране. В този случай системата постига максимална спирачна сила.

Когато ABS е активиран, ще усетите пулсирането на педала на спирачката; това се дължи на бързото отваряне и затваряне на клапите. Някои ABS имат до 15 цикъла отваряне/затваряне на клапана в секунда.

Видове антиблокиращи системи

Използва се в автомобили различни видовеантиблокиращи спирачни системи, в зависимост от вида на монтираните спирачки. Ще разгледаме ABS по броя на каналите - т.е. броя на клапаните, които се управляват индивидуално - и броя на сензорите за скорост.

Четириканален ABS с четири сензора
Този тип е най-добрият. На всяко колело са монтирани сензори за скорост и за всяко колело е монтиран отделен клапан. При този тип ABS контролният блок управлява всяко колело поотделно, за да осигури най-висока спирачна сила.

Триканален ABS с три сензора
Обикновено този тип се използва при малки камиони (пикапи) с ABS, действащ на четирите колела. Предните колела имат два сензора и клапани, по един за всяко колело и един сензор и клапан за задните колела. Сензорът за скорост на задните колела се намира на задната ос.

Тази система осигурява индивидуален контрол за всяко предно колело, осигурявайки максимална спирачна сила. Задните колела се проследяват по двойки, т.е. и двете задни колела трябва да са блокирани, за да работи ABS. Този тип ABS позволява едно задно колело да блокира при спиране, което намалява неговата ефективност.

Едноканален ABS с един датчик
Този тип обикновено се монтира на малки камиони (пикапи) с ABS, действащ само на задните колела. Такъв ABS има само един клапан за управление на двете задни колела и един сензор, разположен на задната ос.

Този тип функционира по същия начин като задната част на триканален ABS. Задните колела се проследяват като чифт, т.е. и двете задни колела трябва да са блокирани, за да работи ABS. Този тип ABS позволява едно задно колело да блокира при спиране, което намалява неговата ефективност.

Този ABS е лесен за разпознаване. Обикновено има една спирачна линия, която преминава към двете задни колела през тройник. Можете също да намерите сензора за скорост на електрическата връзка до диференциала на задния мост.

Често задавани въпроси относно ABS

Трябва ли периодично да спирам на хлъзгав път?
Когато шофирате кола, оборудвана с ABS, не е необходимо да спирате чрез периодично натискане на педала. Прекъснатото задействане на спирачката се използва при спиране на превозно средство без ABS, за да се предотврати блокиране на колелата и да се поддържа контрол върху превозното средство. При автомобили с ABS колелата никога не блокират, така че периодичното въртене на педалите само ще удължи времето за спиране.

При аварийно спиране на превозно средство с ABS, натиснете здраво педала на спирачката и го задръжте натиснат, докато ABS спира. Може да усетите силно пулсиране на педала, но така трябва да бъде, не пускайте педала.

Антиблокиращата спирачна система наистина ли работи?
ABS прави спирането по-ефективно. Предотвратява блокиране на колелата и осигурява най-късия спирачен път на хлъзгави пътища. Но помага ли ABS за предотвратяване на инциденти?

Американски институт безопасност на пътяпроведе серия от проучвания, за да определи колко често превозните средства с ABS участват в инциденти с фатален. Резултатите от проучване от 1996 г. показват, че ABS не предотвратява фатални катастрофи. Също така е отбелязано, че превозните средства с ABS са по-малко вероятно да участват във фатални катастрофи за водача и пътниците на превозното средство, с което е настъпил сблъсъкът, но по-фатални за водача и пътниците на превозното средство с ABS, особено при единични катастрофи на превозни средства.

Поради тази причина все още има дебат относно ефективността на ABS. Някои хора смятат, че водачите на автомобили с ABS спират неправилно и отпускат педала, когато усетят, че пулсира. Някои смятат, че ако ABS ви позволява да управлявате кола по време на аварийно спиране, тогава мнозина в пристъп на паника излязат от пътя и катастрофират.

Последните проучвания показват, че превозните средства, оборудвани с ABS, са по-малко склонни да участват в инциденти, но това все още не е причина да се смята, че ABS подобрява безопасността при шофиране.

Разположение на ABS компоненти

Нека сглобим всички части на ABS и да видим как работи. Фигурата показва както пример, така и близък план на разположението на ABS компонентите в автомобила.