АБС

Сегодня АБС, в основном — это более сложная электронная система торможения, нередко включающая в себя противобуксовочную систему, систему помощи при экстренном торможении, а также систему электронного контроля устойчивости.

АБС устанавливают на грузовые и легковые автомобили, мотоциклы, прицепы, а также на колёсные шасси самолётов. По информации авторитетных изданий на 2008 год АБС ставится на 75% выпускаемых машин.

Первые разработки в сфере тормозных систем начались еще в 20-е годы прошлого века, а первые АБС были предназначены для установки на шасси самолётов. Первым создателем продукта стала французская компания Avions Voisin, специализирующаяся на производстве авиатехники и автомобилей.

Почти 100 лет назад большинство автомобилей имели механические тормоза с тросовым приводом, требовавшие от водителя не маленькой физической силы, т.е. приходилось сильно надавливать на педаль тормоза, тем самым вызывая блокировку колёс, что, конечно же, негативно сказывалось на управляемости машины. Спустя некоторое время изобрели гидравлические тормоза c вакуумным усилителем, однако и это устройство не решало проблемы блокировки колёс.

В 1936 г. компания Bosch запатентовала идею предотвращения блокировки колёс при резком торможении. Хотя реализовать этот замысел на практике не удалось, поскольку в те годы еще не было цифровой электроники, позволяющей за доли секунды реагировать на резкую блокировку колёс. Но ситуация изменилась уже в 60-е годы, когда появились полупроводниковые технологий, постепенно дошедшие и до автопромышленности. А вот первые образцы АБС, устанавливаемые в 1971 году на одной из моделей компании General Motors, были даже опасными, потому как не решали проблемы заклинивания ведущих колёс.

Первая, по-настоящему работоспособная ABS появилась у немцев. Кроме Bosch, с 1964 г. созданием АБС начала заниматься фирма Teldix GmbH, а её инженер по имени Гейнц Либер разработал основополагающую базу будущей АБС. Затем он стал руководителем отдела электрики и электроники компании Daimler-Benz и в 1970 г. концерн официально объявил о создании первых работоспособных антиблокировочных систем. Под названием «ABS 2» система состояла из датчиков скорости, которые устанавливались на каждом колесе, электронного контроллера и 2-х или более гидравлических клапанов в тормозном контуре. Комплекс функционировал от информации о разности скоростей вращения колёс, т.е. если разные колеса вращались с разной скоростью, то контроллер, контролируя тормозное усилие, оптимизировал скорость вращения. И после этого система давала возможность повысить тормозное усилие.

С учетом удачных идей Либера и большого опыта инженеров Bosch в сфере разработки и изготовления цифровых электронных компонентов началась работа по созданию серийной АБС. В середине 70-х АБС устанавливаются опционально (т.е. по желанию покупателя и за доплату) на представительские машины, а с 1978 года уже штатно на 2-х моделях — BMW 7-й серии и Mercedes Benz W116 (S-класс), причём цена системы в то время составляла около 10% от общей стоимости машины. 

А с июля 2004 г. все новые автомобили, продаваемые в странах ЕС, оборудовались АБС в стандартной комплектации.

Коэффициент трения скольжения существенно меньше коэффициента трения покоя. Ввиду этого длина тормозного пути с заблокированными колесами (колёса скользят по поверхности) будет больше, нежели длина тормозного пути с ещё вращающимися колесами (шина в точке контакта с дорожным полотном находится в покое относительно неё). Причем тормоза обеспечивают усилие немного меньше того, что необходимо для полной блокировки колеса. Если имеется достаточный опыт, то водитель может чувствовать это усилие, и при блокировке колес он немного отпускает нажатие педали тормоза, но при этом он не может снизить давление тормозное усилие на одном заблокированном колесе. 

АБС мониторит вращение колес и при их блокировке немного снижает давление в тормозной системе для возможности проворачивания колеса, после чего снова повышает силу сжатия. Так обеспечивается прерывистое торможение, почти идеальное в плане интенсивности, а также дающее возможность регулировки курса автомобиля при экстремальном торможении.

• датчики скорости или замедления (ускорения), установленные на ступицах колёс машины;
• управляющие клапаны, являющиеся компонентами модулятора давления, которые установлены в магистрали главной тормозной системы;
• блок управления (БУ), который получает сигналы от датчиков и управляет работой клапанов.

После непосредственного начала торможения АБС начинает непрекращающееся и довольно точное определение скорости вращения всех колес. И если одно или несколько колёс начнут уменьшать скорость своего вращения быстрее расчётной максимальной скорости замедления машины (определяется конкретно для каждой модели на этапе разработки и настраивается при тестировании на покрытии с максимальным коэффициентом трения) и учитывая показания акселерометров, то система отдаёт команду модулятору давления в тормозной магистрали, который ограничивает тормозное усилие на этих колесах. После этого, как только вращение колеса будет совпадать с текущей скоростью движения (восстановится сила трения покоя), тормозное усилие восстанавливается.

Данный процесс повторяется неоднократно (может и несколько десятков раз) в секунду. Обычно, работа АБС приводит к ощутимой пульсации педали тормоза и, как правило, именно по этому признаку водитель определяет момент срабатывания системы.

Тормозное усилие может иметь ограничение одновременно как во всей тормозной системе (одноканальная ABS), так и в тормозной системе борта (двухканальная ABS), а иногда и отдельного колеса (многоканальная ABS). Одноканальные АБС обеспечивают весьма эффективное замедление, однако лишь тогда, когда условия сцепления всех колёс примерно одинаковы. Многоканальные АБС сложнее одноканальных и выше по стоимости, но имеют большую эффективность торможения на неоднородных покрытиях, если, допустим, при торможении одно либо несколько колёс попали на мокрый участок дороги, лёд или обочину. 

Современные ABS имеют систему самодиагностики, которая контролирует работу всех элементов системы по их физическим параметрам. С ее помощью загорается лампочка неисправности АБС, находящаяся на панели приборов, и записывает тот или иной код неисправности в память БУ. Затем этот неисправный элемент исключается из работы системы, либо же вся система перестаёт работать, а тормозная система работать продолжает.

На сухой, ровной и не обледеневшей поверхности дороги тормозной путь машины с антиблокировочной системой будет короче, чем без неё. Основной целью АБС является обеспечение водителем сохранения контроля над автомобилем во время экстренного торможения, иными словами, сохраняется возможность совершения довольно резких манёвров непосредственно при торможения. Комплекс этих двух факторов делает систему ABS достаточно значительным плюсом в обеспечении активной безопасности машин.

Водитель с хорошим опытом может эффективно тормозить и при отсутствии АБС, самостоятельно контролируя момент срыва колёс (зачастую такой способ торможения используют мотоциклисты) и ослабляя усилие торможения перед самой блокировкой (торможение в этом случае получается прерывистым). Эффективность такого торможения сопоставима с торможением при использовании одноканальной ABS. 

Для автомобилиста-новичка наличие антиблокировочной системы в любом случае лучше, так как позволяет выполнять экстренное торможение интуитивно понятным способом, т.е. прикладывая максимальное усилие к рукоятке или педали тормоза, при этом сохраняя возможность манёвра.

Но бывает так, что работа АБС может быть причиной увеличения тормозного пути. Скажем, при использовании автомобильной резины с недостаточным свойством сцепления (к примеру, при зимней езде на летних шинах). Также на рыхлой дороге, где преимущественно гравий или песок, глубокий снег, заблокированные колёса при торможении начинают зарываться в поверхность, создавая дополнительное замедление. В этих условиях незаблокированные колёса тормозят значительно медленнее. Для того чтобы процесс торможения в таких условиях был максимально эффективен, АБС на некоторых моделях автомобилей можно отключить. Помимо этого, некоторые типы систем имеют определенный алгоритм торможения на рыхлой поверхности, который создает многочисленные кратковременные блокировки колёс. С помощью подобной техники торможения можно достичь оптимального замедления, не теряя управляемости, как при полной блокировке. Вид дороги может установить водитель вручную или может определяться АБС автоматически благодаря анализу поведения машины либо с помощью специальных датчиков определения дорожного покрытия.