Что такое abs — принцип работы

Конструкция и назначение составляющих частей

Устройство антиблокировочной системы состоит из трех основных составных элементов:

1. Колесные датчики скорости
2. Блок (модуль) управления
3. Исполнительное устройство

Элементы ABS автомобиля

Как отмечено, эта система нередко задействуется в качестве базы для других. При этом составные части ряда иных систем являются лишь дополнением к АБС.

Датчики

Датчики скорости – очень важные составляющие, поскольку на их показаниях основывается работа системы ABS. По импульсам, которые они подают, модуль управления высчитывает скорость вращения каждого из колес, и на основе расчетов производится управление исполнительным механизмом.

Расположение датчика скорости на ступице колеса

В конструкции АБС используется два типа датчиков. Первые получили название пассивных датчиков. Эти элементы – индуктивного типа.

Конструкция их включает сам датчик, состоящий из обмотки, сердечника и магнита, а также зубчатого венца, используемого в качестве задающего элемента. Зубчатый венец устанавливается на ступицу, поэтому он вращается вместе с колесом.

Датчик индуктивного типа

Суть функционирования пассивного элемента очень проста – обмотка генерирует магнитное поле, через которое проходит зубчатый венец. Имеющиеся зубья при проходе через поле оказывают на него влияние, что обеспечивает возбуждение напряжения в датчике. Чередование зубьев с впадинами обеспечивает создание импульсов напряжения, которые и позволяют высчитать скорость вращения колеса.

Негативным качеством пассивных датчиков является недостаточная точность измерения при движении на незначительных скоростях, что может стать причиной некорректной работы системы ABS.

Сейчас, из-за имеющегося недостатка, пассивные датчики в антиблокировочной системе не используются и их заменили так называемыми активными элементами.

Как и в первом варианте, активные датчики состоят из двух основных составляющих – самого датчика и задающего элемента. Но в активных элементах датчики построены либо на магниторезистивном эффекте, либо на эффекте Холла. Оба варианта для работы требуют подачи питания (пассивные элементы сами вырабатывали его).

Что касается задающего элемента, то здесь в конструкции используется кольцо с намагниченными секторами (мультиполюсное).

Устройство и принцип работы активного датчика скорости

Суть работы активных элементов различная. В магниторезистивном варианте постоянно меняющееся поле (от задающего кольца) приводит к изменениям показаний сопротивления в датчике. В элементе Холла это поле меняет само напряжение. В обоих случаях создается импульс, по которому можно рассчитать скорость вращения.

Элементы активного типа получили широкое распространение благодаря высокой точности замеров на любых скоростях.

Блок управления

Модуль управления системы ABS, как и иные ЭБУ, задействованный в системах авто, нужен для получения и обработки импульсов, передающихся от колесных датчиков. В него занесены табличные данные, на основе которых он управляет исполнительным механизмом. То есть, после поступления сигнала с каждого датчика, он сравнивает его с информацией, занесенной в таблице, и по полученным результатам определят, что должен сделать.

Блок АБС

В авто с рядом систем, построенных на основе АБС, блок управления имеет дополнительные модули, отвечающие за работу своих систем.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм (его еще называют гидроблоком или модулем ABS) – самый сложный по конструкции и состоит из ряда элементов:

• электромагнитные клапаны (впускной, выпускной);
• аккумуляторы давления;
• помпа обратной подачи;
• амортизационная камера.

Устройство блока АБС

В классической схеме к рабочему механизму тормозов идет только одна магистраль, по которой подается жидкость от главного цилиндра. В АБС же в нее врезана магистраль обратной подачи, но она проходит только внутри модуля.

Впускной клапан – единственный элемент, установленный на магистрали основной подачи. В его задачу входит перекрытие подачи жидкости при определенных условиях, по умолчанию он открыт.

Врезка магистрали обратной подачи осуществляется за впускным клапаном. На входе в нее установлен выпускной клапан, который в обычном положении закрыт.

Далее за клапаном в обратной магистрали располагается аккумулятор давления, в задачу которого входит сбор жидкости при сбрасывании давления в системе.

Если объема аккумулятора не хватает, чтобы принять всю жидкость, в работу включается насос, который перекачивает излишки в основную магистраль.

Но процесс перекачки сопровождается пульсацией, и чтобы погасить колебания жидкости, она сначала попадает в амортизационные камеры и только после этого – в магистраль.

Автомобиль с ABS на практике всё сложнее

Стоит лишь утопить педаль тормоза сильнее необходимого (а так нередко случается в сложной ситуации), и колёса автомобиля блокируются. Срабатывает ABS. А дальше – как бы усердно Вы ни манипулировали рулём, свернуть не удастся: заблокированные колёса лишают машину возможности маневра. Лишь очень опытный водитель сможет отпустить на мгновение педаль тормоза, вернув себе контроль над колёсами.

Опасность внезапной блокировки колёс не только в потере автомобилем маневренности – это ещё и самая частая причина заноса авто. Случается занос тогда, когда, например, в ходе предыдущего маневра значительно изменилась нагрузка по осям машины.

Или если на колёсах автомобиля установлены разные шины, что для современной России, как бы дико это не звучало, не редкость. Да и банальное столкновение или уклон дорожного полотна тоже легко меняют траекторию авто, и скорректировать её практически невозможно. Кроме того, блокировка колёс значительно растягивает тормозной путь авто.

К счастью, с оснащением автомобилей системой антиблокировки тормозов или по простому ABS, эти ситуации ушли в прошлое. Водитель авто, оснащенного антиблокировочной системой (АБС), может быть спокоен: если он затормозит, вращая при этом рулевое колесо – блокировки колёс автомобиля не произойдёт.

Проверка системы АБС

При неисправности сенсорного датчика он перестаёт отсылать команды системе, и АБС не выполняет свою задачу, то есть колёса при торможении блокируются. При наличии подобной проблемы нужно незамедлительно обратиться в автосервис.

Датчики самого простого оборудования представляют собой обыкновенную индукционную катушку, взаимодействующую с зубчатым диском из металла. Чаще всего причиной поломки АБС является разрыв кабеля. Именно такая неисправность диагностируется с применением тестера, ремонтных пинов и паяльника. Пины подключаются в разъёмы, а с помощью тестера осуществляется измерение сопротивления датчика ABC.

Этот показатель не должен превышать значений, которые указаны в инструкции по эксплуатации. В случае, если сопротивление устремлено к бесконечности, это означает, что в электроцепи произошел обрыв. Если же оно устремлено к нулю, то речь идёт о коротком замыкании.

В случае, если при визуальном изучении были выявлены обрывы, их нужно срочно отремонтировать. Для их соединения нужно воспользоваться пайкой, так как обычная скрутка может привести к усугублению поломки.

Простейший способ торможения автомобиля

Многие водители считают, что чтобы быстро остановить автомобиль, необходимо нажать и удерживать педаль тормоза (тормоз в пол). Безусловно, такой способ заставит автомобиль остановиться, но такое торможение не будет эффективным.

При торможении в пол происходит блокировка колес, т.е. колеса автомобиля перестают вращаться. На первый взгляд кажется, что с заблокированными колесами автомобиль остановится быстрее. Но это только на первый взгляд. Вспомним небольшой элемент школьного курса физики: «Сила трения покоя всегда больше, чем сила трения скольжения». Т.е. если колеса автомобиля катятся (незаблокированы), то автомобиль затормозит быстрее, чем в случае с заблокированными колесами. Это обусловлено тем, что в первом случае пятно контакта колес автомобиля находится в неподвижном состоянии относительно дорожного полотна, т.е. действует сила трения покоя. Во втором же случае, когда колеса автомобиля заблокированы, на него действует сила терния скольжения.

Существует также второй недостаток простейшего способа торможения — автомобиль с заблокированными колесами полностью теряет управляемость. Т.е. если в повороте заблокировать колеса, то автомобиль продолжит свое движение по инерции прямо, а не в сторону повернутых колес.

Очевидно, что простейший способ торможения несовершенен, а иногда и опасен. Поэтому для помощи водителю при торможении были разработаны специальные антиблокировочные системы тормозов (АБС).

Принципиальная схема АБС в автомобиле

Давление от главного тормозного цилиндра, создаваемое ножной педалью с дополнительным усилителем, передаётся к исполнительному механизму, в роли которого выступает рабочий тормозной цилиндр, через ещё один клапан, называемый впускным. Он нормально открытый, то есть закрывается только при подаче на него напряжения.

Впускной и выпускной клапаны работают под управлением программы, причём возможен момент, когда они оба закрыты. Это переходный этап, когда колесо только начинает проскальзывать, давление в его цилиндре ещё не уменьшается, но уже и не увеличивается. Система оценивает результат и принимает решение, добавлять давление или уменьшать.

Для сглаживания пульсаций давления в системе и быстрого перемещения объёмов жидкости в гидромеханическом блоке используются электрогидравлический насос и гидроаккумулятор давления. Аккумулятор способен поддерживать давление постоянным, принимая или сбрасывая избытки жидкости, а насос значительно ускоряет быстродействие системы. Существовали и предельно упрощенные АБС, где эти узлы отсутствовали.

На каждом колесе (не считая ранних и упрощённых версий) установлены датчики вращения. Обычно это простейший, но очень надёжный прибор, работающий с использованием электромагнитной индукции. Постоянный магнит с намотанной на него катушкой одним из своих полюсов расположен вблизи зубчатого венца, вращающегося вместе с колесом автомобиля. На прохождение мимо него каждого зубца датчик реагирует электрическим импульсом. Частота сигнала пропорциональна скорости вращения, а значит и скорости автомобиля в отсутствие пробуксовок, с известным коэффициентом. Сигнал по экранированной проводке поступает далее на оцифровку.

Управляет системой электронный блок. Это микрокомпьютер, который собирает информацию от датчиков вращения колёс, датчика скорости автомобиля и бортовой шины данных автомобиля. Чаще всего используются два микропроцессора, работающие по общей шине. Блок имеет обычную для компьютеров конфигурацию с оперативной и постоянной памятью, периферийными устройствами и силовыми ключами.

Требования по надёжности, предъявляемые к тормозам, заставляют применять дублирование основных узлов и механизмов. Чаще всего применяются два независимых контура, различаются лишь схемы их подключения к колёсам. Поэтому в реальных конструкциях число деталей может быть разным.

В настоящее время наиболее типовой стала четырёхканальная система с разделением дублирующих контуров по диагонали. То есть на каждое колесо имеется свой датчик вращения и пара клапанов, а в общий гидроблок интегрированы по два разделённых по контурам насоса и гидроаккумулятора. Один контур обслуживает правое переднее и левое заднее колёса, второй соответственно левое переднее и правое заднее.

При отказе любого из контуров всегда при торможении будет задействовано одно переднее и одно заднее колёса, а стабильность торможения обеспечивается как работой АБС, так и конструкцией передней подвески с отрицательным плечом обката.

Плюсы и Минусы АБС

Несмотря на то, что сейчас эту систему применяют в автомобилях всех классов, она имеет свои преимущества и недостатки. Выделяют такие плюсы АБС:

• Повышение безопасности водителя и его пассажиров;
• Влияет на срок эксплуатации покрышек, увеличивая его благодаря тому, что при таком торможении колеса проворачиваются, уменьшая давление на шины;
• уменьшение тормозного пути на ровной поверхности;
• дает возможность водителю осуществлять маневры при торможении.

Как любая другая система, АБС имеет свои недостатки:

• Трескающийся звук, который слышен при срабатывании системы;
• Неэффективность срабатывания системы на неровных поверхностях
• Отсутствие возможности затормозить на обледеневшей дороге.

В случае необходимости торможения на льду, когда система не срабатывает, необходимо воспользоваться ручным тормозом. Таким образом, заблокируются задние колеса и система самостоятельно отключиться на время.

Не смотря на наличие недостатков, данная система уже давно применяется для серийных автомобилей. Она обеспечивает безопасность, которая очень важная в нынешнее время, ведь сейчас водители не являются такими опытными, как раньше. Вложение автомобиля стало привычным делом для каждого, при этом мало кто знает, как поступать в экстренных ситуациях, а благодаря АБС таких ситуации стало намного меньше.

Особенности конструкции ABS

Устройство состоит из ключевых частей:

1. скоростных датчиков;
2. блока управления;
3. гидравлического узла.

В основе функционирования датчиков находится принцип магнитной индукции. Внутри катушки находится магнитный сердечник, а сам датчик крепится к ступице над зубчатым венцом. При движении авто зубцы венца проходят в непосредственной близости от датчика, и магнитный поток меняется, вследствие чего возникает ток. Затем сигнал передаётся в блок управления.

Электронный узел начинает обрабатывать поступившие данные, сравнивая показания датчиков и текущую скорость движения. В память устройства заложены электронных таблицы, ориентируясь на сведения из которых блок просчитывает наиболее эффективную стратегию замедления скорости, координируя вращение каждого колеса. Ещё одна функция блока – следить за исправностью датчиков и уведомлять водителя о поломке (когда работа системы АБС не соответствует норме, на панели загорается соответствующий значок).

Выполнение указаний электронного блока возложено на модуляторы, включающие клапаны на каждом колесе, первый из которых отвечает за беспрепятственный доступ тормозной жидкости к вращающемуся колесу и прекращение её поступления, второй выполняет функцию резервуара для сбора излишков.

Если возникает блокировка какого-либо колеса, подача тормозной жидкости останавливается. Если ситуация не меняется, в дело вступает второй клапан, уменьшающий уже имеющееся количество «тормозухи».

Понять, что антиблокировочная система вступила в работу, возможно по слабым, но ощутимым толчкам, отдающимся в педаль тормоза, не прекращающиеся до выправления положения системой. Активация ABS происходит при движении на скорости не менее 15 км/ч.

Как проверить Датчик АБС?

В строении АБС присутствуют датчики скорости, они работают исходя из принципа электромагнитной индукции. Катушка со специальным магнитным сердечником фиксируется в редукторе, что находится в ведущем мосте. Зубчатый венец, закрепленный на ступице, имеет свойство вращаться параллельно с колесом. Данное вращение приводит к изменению параметров магнитного поля, ответной реакцией которого становится появление тока. Сила этого тока возрастает в соотношении со скоростью вращения колес. Таким образом, создается сигнал, который передается в систему управления. Одной из причин не исправности может стать обрыв провода. Это можно проверить с помощью специального тестера, пинов и паяльника:

• Пины, что используют для ремонта, необходимо присоединить на разъемы;
• Затем с помощью тестера измерить сопротивления датчика скорости. Предел нормы значения указаны в руководстве, их стремление сопротивление к нулю или бесконечности говорит о наличие замыкания или обрыва цепи;
• После это следует проверить колесо и сопротивление, в исправном датчике эти показатели меняются.

При поломке датчика, следует выяснить, как его снять, а потом отвести специалисту на диагностику, после чего будет понятно можно ли его починить или требуется приобрести новый.

Без системы АБС сегодня не обходится ни одно современное транспортное средство. Особенностью этого устройства является простой принцип его работы и эффективность. Благодаря этому множество водителей могут контролировать торможение автомобиля при возникновении экстренных ситуаций

Поэтому так важно следить за состоянием системы и периодически проверять ее у специалистов

Что такое ABS. Устройство и принцип работы системы

Система АБС включает следующие элементы:

• Датчик абс (по-другому его ещё называют датчик скорости, вращения или ускорения);
• Электронный блок управления АБС (ЭБУ);
• Гидравлический блок и клапаны АБС;
• Тормозные механизмы системы АБС.

Как работает система АБС

1. Антиблокировочная система тормозов работает довольно интересно. Надавив на педаль тормоза, образуется определённое давление в гидротормозной системе. Это позволяет прижимать колодки к тормозным дискам посредством суппортов, и за счёт этого останавливать автомобиль.
2. Датчик абс, чаще всего установленный на каждом переднем колесе и на заднем мосту (трёхканальный тип), играет роль «глаз и ушей» всей антиблокировочной системы, в случае блокировки сигнализируя ЭБУ о необходимости снизить давление тормозной жидкости. Как только датчик скорости понимает, что колесо снова вращается, то отправляет информацию АБС о восстановлении прежнего давления в тормозной магистрали.
3. Гидроблок АБС в большинстве автомобилей расположен поблизости от ЭБУ или совмещено и представляет собой несколько клапанов, которые контролируют давление тормозной жидкости. Все эти клапаны размещены близко друг к другу и закрыты твёрдым корпусом.

Если в процессе торможения колесо пытается проскальзывать, то ЭБУ с помощью клапанов гидроблока АБС уменьшает или вовсе ограничивает поступление жидкости к тормозному цилиндру. Если этого будет недостаточно, то электромагнитный клапан отправит тормозную жидкость в отводную часть, понизив давление. Как только колесо снова приобретает скорость вращения остальных, то ЭБУ АБС посылает информацию о необходимости открыть клапаны, а тормозной механизм АБС опять ощущает на себе прежнее давление.

И так колёса продолжают то блокироваться, то разблокироваться, создавая эффект импульсного торможения, позволяя сократить тормозной путь и сохранить устойчивость автомобиля на дороге. В чём ещё преимущество современной системы АБС, так это возможность датчиков вращения реагировать даже на малейшее изменение скорости конкретно каждого колеса. Блок управления АБС работает быстро и мгновенно понимает, что пришла пора уменьшить тормозное воздействие, так как за секунду он способен принимать от 6 до 20 сигналов от датчиков скорости. В результате колесо даже не успевает заблокироваться, а его количество оборотов корректируется АБС «на ходу».

Распространённые поломки

Несущественный треск при надавливании на тормозную педаль — вполне нормальное явление. Подобный звук возникает из-за функционирования модуляторов. Если АБС неисправна, то её индикатор загорается и не потухает даже при запущенном моторе.

1. Деактивация по результатам самодиагностики. Это может быть вызвано сбоями в работе управляющего блока или повреждением проводки сенсорного датчика ABS.
2. АБС после активации самодиагностируется, но затем выключается. Такую проблему может вызвать разрыв проводов, нарушение контактов или их окисление, где нарушена подача питания и сигналов.
3. Появляется ошибка, но датчик АВС работает. Это является следствием обрыва в сенсорном датчике. Также её может вызвать разница давления в колёсах или даже разный узор протекторов.
4. Полная потеря работоспособности системы. Тут может быть масса причин, начиная от поломок датчика и заканчивая износом подшипников ступиц.

Чтобы выявить неисправность, нужно проверить давление и люфт в автоколёсах, работоспособность гребёнки и ротора. Если на элементах есть сколы, то их лучше полностью поменять. Если проблема осталась нерешённой, то причина, скорее всего, кроется в электронной составляющей. В таком случае требуется получить код для диагностики.

В качестве заключения

Что такое ABS в современном автомобиле? Это надёжная и функциональная опция, способствующая безопасности водителя и его пассажиров.  Система ABS входит в начальную комплектацию многих даже бюджетных машин. Сегодня антиблокировочная система тормозов является такой же неотъемлемой и незаменимой составляющей как традиционные элементы автомобиля – двигатель, руль, шины, коробка передач и мн. др. Несмотря на всю полезность системы АБС, не следует полностью полагаться на электронику. Старайтесь не допускать случаев резкого торможения, при которых включается антиблокировочная система. Помните, что соблюдение дистанции в несколько раз снижает шансы попасть в ДТП. Безопасных Вам дорог!

Проголосуйте, понравилась ли вам статья?

Определение

Способность замедлять движение или полностью прекращать его является неотъемлемой у любого транспортного средства

Крайне важно, чтобы процесс торможения был как можно более предсказуемым, и авто после нажатия водителем на педаль тормоза не начинало хаотично носить по дороге (кстати, именно поэтому чересчур эффективные тормоза – это не всегда хорошо: резкое блокирование колёс и потеря сцепления с дорожным покрытием, приводит к тому, что машина становится практически полностью неуправляемой)

Система АБС была придумана для улучшения сцепления с дорогой и недопущения полного прекращения вращения колёс. Благодаря ей, безопасность движения обеспечивается всегда, и тип покрытия на это никак не влияет.

Электронный контроль устойчивости (ESC/ESP)

Электронный контроль устойчивости или динамическая система стабилизации автомобиля, это компьютерная система управления, которая управляет не только каждым в отдельности тормозом колеса, но и способна одновременно с торможением уменьшать мощность двигателя, что обеспечивает контроль над управлением автомобилем.

Впервые система контроля устойчивости автомобиля была применена компанией Мерседес в середине 90-х годов. В 2012 году США обязала всех автопроизводителей продающие автомашины в Америке оснащать динамической системой стабилизации все транспортные средства, поступающие на рынок США. Это позволило существенно снизить аварийность на дорогах Соединенных штатов. По данным IIHS (Институт страховой безопасности дорожного движения США) после введения применения в новых автомобилях электронной системы стабилизации автомобиля, возможно, удалось предотвратить 30 процентов аварий на дорогах во всем мире.

Технология ESC/ESP состоит из шести важных компонентов: датчиков скорости вращения колес, управляющего модуля, датчика определяющий угол движения автомобиля на дороге, датчика темпа отклонения от курса движения, акселерометра и гидравлического модулятора.  

Обратите внимание, что гидравлический модулятор, который применяется в системе ESC, применяется точно такой же, как в системе ABS. Так что как видите, система ESC это усовершенствованная система ABS, в которую добавили датчик, следящий за отклонением курса движения машины, акселерометр и добавлен датчик контролирующий угол движения транспортного средства по дороге. . Чтобы понять, как работает система ESC/ESP, представим, что вы двигаетесь по шоссе на скорости 95 километров в час

Неожиданно на дорогу выбегает собака или любое другое животное. Вы, пытаясь уйти от удара, отклоняете руль в сторону. Что же происходит в этот момент в автомобиле, оборудованном системой курсовой устойчивости? Датчик темпа отклонения от курса движения определяет, по какой траектории двигается автомобиль

Чтобы понять, как работает система ESC/ESP, представим, что вы двигаетесь по шоссе на скорости 95 километров в час. Неожиданно на дорогу выбегает собака или любое другое животное. Вы, пытаясь уйти от удара, отклоняете руль в сторону. Что же происходит в этот момент в автомобиле, оборудованном системой курсовой устойчивости? Датчик темпа отклонения от курса движения определяет, по какой траектории двигается автомобиль.

Датчик, определяющий угол движения автомобиля передает системе данные о том, в каком положении находятся передние колеса. Акселерометр определяет, скользит ли Ваше транспортное средство, а датчики скорости точно также как в системе ABS определяют, и контролирую скорость вращения каждого колеса. 

Если вы, чтобы уйти от удара, выкрутите рулевое колесо очень резко, то ваша машина не сразу начнет смещаться в сторону поворота руля, а короткое время будет по-прежнему двигаться прямо. Этот эффект происходит из-за первого закона Ньютона. Дело в том, что у передних колес, после того как вы слишком резко повернете руль, не будет хватать достаточно тяги, чтобы сохранить сцепление с дорогой, что в итоге приведет к скольжению передних колес и машина будет продолжать двигаться прямо.

В этом случае система курсовой устойчивости (ESC) придет на помощь. Управляющий электронный блок при такой ситуации получит несоответствие данных, получаемых с датчика замера угла движения автомобиля и фактическим движением машины (которое передается датчиком темпа отклонения от курса движения).

В результате такого несоответствия система посылает гидравлической системе команду увеличить силу торможения для заднего левого колеса или правого колеса (в зависимости от того, в какую сторону вы повернули рулевое колесо). Это позволяет избежать заноса из-за скольжения передних колес и выровнять машину. При необходимости система также может снизить мощность двигателя (снизить обороты) посылая сигнал на дроссель.

Если бы машина не оснащена системой динамической стабилизации, то тогда выкрутив резко руль в сторону, передние колеса начали бы скользить, а заднюю часть машины начало бы заносить в сторону. Так что система ESC/ESP контролирует устойчивость машины на дороге. Для того чтобы лучше понять, как работает динамическая система стабилизации автомобиля, посмотрите видео ниже:

Включите русские субтитры

Вот видео с передовом:

Еще один ролик, которые объясняет принцип работы системы ESP:

Выводы

Исходя из сказанного выше, можно сделать такие выводы. Система ABS является незаменимым элементом безопасности любого транспортного средства. Она способствует более эффективной остановке, а также предотвращает срыв транспортного средства в занос. Принцип работы заключается в том, что при остановке колеса не блокируются, а продолжают прокручиваться на грани момента срыва. Система может управлять четырьмя колесами сразу, двумя или каждым по отдельности. Для зимней эксплуатации предусмотрен выбор в пользу полного отключения работы ABS, либо использования нескольких режимов покрытия. Последние машина может переключать самостоятельно, либо доверить выбор водителю.