Паническое торможение на льду или мокром асфальте — это кошмарный сценарий. Ваша нога давит на педаль, колеса блокируются, и вы безвольно скользите к любому препятствию на пути. Антиблокировочные тормозные системы (ABS) устраняют большую часть этого ужаса. Данные неопровержимы: даже профессиональные гонщики не могут остановить свои автомобили быстрее, чем средний водитель при включенной ABS. Без нее вы сражаетесь с законами физики голыми руками.
Эта статья завершает шестичастную серию о механике торможения. Мы рассматриваем причины, суть и принцип работы ABS. Мы также рассмотрим различные конфигурации, применяемые в современных автомобилях, и специфические режимы отказов, которые могут оставить вас без помощи или даже хуже.
Анатомия системы ABS
В своей основе ABS направлена на предотвращение блокировки колес. Когда колесо перестает вращаться, пока автомобиль все еще движется, сцепление полностью теряется. Шина скользит. Управление становится невозможным. ABS удерживает колеса на грани блокировки, но позволяет им продолжать вращение. Это поддерживает статическое трение, которое выше, чем кинетическое трение. Вы получаете тормозную силу. Вы сохраняете управление рулем.
Система опирается на три основных компонента, работающих в тандеме:
- Датчики скорости вращения колес: Они отслеживают вращение каждого колеса. Они обнаруживают, если одно колесо замедляется значительно быстрее других.
- Блок управления: Мозг операции. Он обрабатывает данные с датчиков и определяет, вот-вот заблокируется колесо или нет.
- Гидравлический модулятор: Также известный как насос ABS. Он содержит клапаны и насос, которые могут быстро увеличивать, уменьшать или поддерживать тормозное давление для отдельных колес.
Когда датчики обнаруживают скорость замедления, указывающую на неминуемую блокировку, блок управления подает сигнал модулятору. Модулятор отпускает давление на долю секунды. Это позволяет колесу снова раскрутиться. Затем он снова применяет давление. Этот цикл происходит несколько раз в секунду. Вы чувствуете это как пульсирующее ощущение в педали тормоза. Это не неисправность. Это система, работающая именно так, как задумано.
Почему ABS является обязательной
Основная причина наличия ABS — это стабильность. Заблокированные колеса превращают автомобиль в сани. Направленное управление исчезает. ABS удерживает шины в зоне статического трения. Это означает, что вы можете рулить, сильно тормозя. В маневре экстренного уклонения это различие спасает жизни.
Существует распространенное заблуждение, что ABS всегда сокращает тормозной путь. На сухом асфальте это часто верно. На рыхлых поверхностях, таких как гравий или глубокий снег, заблокированные колеса иногда могут врезаться в поверхность и остановить автомобиль быстрее, чем ABS. Однако компромисс все равно того стоит. Вы теряете способность рулить с заблокированными колесами. С ABS вы сохраняете направленное управление. В реальном мире избегание столкновения часто более эффективно, чем сокращение тормозного пути на несколько футов.
Общие типы конфигураций ABS
Не все настройки ABS созданы равными. Конфигурация зависит от размера, веса и предполагаемого использования транспортного средства.
Четырехканальная ABS
Это стандарт для большинства современных легковых автомобилей. У каждого колеса есть свой датчик скорости и свой гидравлический канал в модуляторе. Это позволяет осуществлять независимый контроль каждого колеса. Это обеспечивает самый высокий уровень стабильности и управления рулем.
Трехканальная ABS
Встречается во многих грузовиках и старых внедорожниках. Каждое переднее колесо имеет свой
Принцип работы основан на базовой физике. Блокирующееся колесо создает меньшее сцепление с дорогой, чем вращающееся. Вы знакомы с этим ощущением. Скольжение по льду приводит к потере сцепления шин, поскольку контактное пятно скользит по поверхности, вместо того чтобы «вгрызаться» в нее. Антиблокировочная тормозная система (ABS) предотвращает блокировку этих колес. Это дает вам два явных преимущества. Вы останавливаетесь на более коротком расстоянии. Вы по-прежнему можете управлять автомобилем.
Любая система ABS опирается на четыре основных компонента.
- Датчики скорости
- Насос
- Клапаны
- Контроллер
Датчики скорости
Системе необходимо знать, когда колесо вот-вот перестанет вращаться. Датчики скорости, расположенные на каждом колесе (или иногда в дифференциале), передают эти данные в автомобиль.
Клапаны
Каждая тормозная магистраль, контролируемая ABS, имеет свой клапан. Многие из них имеют три положения.
Положение первое — открыто. Давление тормозной жидкости от главного тормозного цилиндра напрямую поступает на суппорт.
Положение второе блокирует магистраль. Это изолирует тормоз от дальнейшего увеличения давления, если вы резко нажмете на педаль.
Положение третье сбрасывает давление в суппорте.
Насос
Когда клапан сбрасывает давление, эта жидкость должна куда-то деться и вернуться обратно. Насос восстанавливает давление в магистрали.
Контроллер
Это компьютер. Он отслеживает данные с датчиков скорости и управляет клапанами.
ABS в действии
Алгоритмы управления различаются. Мы рассмотрим более простую версию.
Контроллер постоянно отслеживает скорость вращения колес. Он ищет аномальное замедление. Колесо, которое вот-вот заблокируется, резко замедляется. Если его не контролировать, заблокированное колесо перестает вращаться менее чем за секунду. Автомобилю, останавливающемуся со скорости 60 миль в час (96,6 км/ч), может потребоваться пять секунд. Колесо остановится намного быстрее, чем автомобиль.
Контроллер распознает это невозможное замедление. Он снижает давление в тормозе этого колеса. Затем он ждет ускорения. После этого снова увеличивает давление до тех пор, пока замедление не возобновится. Он делает это до того, как скорость шины изменится значительно. Шина замедляется с той же скоростью, что и автомобиль. Тормоза остаются вблизи точки блокировки. Это обеспечивает максимальную тормозную мощность.
Вы почувствуете пульсацию педали при активации ABS. Клапаны быстро открываются и закрываются. Некоторые системы осуществляют до 15 циклов в секунду.
Типы антиблокировочных тормозных систем
Схемы ABS различаются в зависимости от типа тормозов. Их классифицируют по количеству каналов и датчиков.
Четырехканальная, четырехдатчиковая ABS
Это лучшая конфигурация. Каждое колесо имеет свой собственный датчик и клапан. Контроллер отслеживает каждое колесо индивидуально. Каждая шина обеспечивает максимальное тормозное усилие.
Трехканальная, трехдатчиковая ABS
Распространена на пикапах с ABS на всех четырех колесах. Передние колеса имеют индивидуальные датчики и клапаны. Задние колеса используют один общий клапан и один датчик. Датчик задних колес расположен в оси.
Передние колеса получают индивидуальный контроль. Оба могут достигать максимального торможения. Задние колеса контролируются совместно. ABS активируется только тогда, когда оба колеса начинают блокироваться. Одно из задних колес может заблокироваться во время торможения. Это снижает общую эффективность тормозов.
Одноканальная, одноканальная ABS
Встречается на пикапах с ABS только на задних колесах. Один клапан управляет обоими задними колесами. Один датчик расположен в задней оси.
Она работает так же, как задняя часть трехканальной системы. Задние колеса контролируются совместно. ABS срабатывает, когда оба колеса начинают блокироваться. Одно колесо все равно может заблокироваться. Эффективность снижается.
Эту конфигурацию легко распознать. Ищите единую тормозную магистраль с Т-образным фитингом, идущим к обоим задним колесам. Найдите датчик рядом с дифференциалом на корпусе задней оси.
Миф о «накачке» тормозов и правильное использование ABS
Перестаньте «накачивать» тормоза. Если ваш автомобиль оснащен антиблокировочной системой (ABS), ритмичное нажатие на педаль не просто бесполезно — оно опасно. Эта техника была стандартом для автомобилей без ABS, позволяя водителям вручную регулировать давление в тормозной системе, чтобы колеса не блокировались и сохранялось управление. Однако аппаратное обеспечение ABS выполняет эту работу автоматически. Когда вы «накачиваете» педаль в автомобиле с ABS, вы прерываете способность системы регулировать давление, тем самым увеличивая тормозной путь.
Вот как следует действовать при экстренном торможении с ABS. Сильно нажмите на педаль. Удерживайте её в этом положении. Не отпускайте. Не «накачивайте». Не отпускайте.
Вы почувствуете сильную пульсацию или вибрацию через педаль тормоза. Может показаться, что система выходит из строя или что тормоза то захватывают, то отпускают. Это нормально. Это гидравлический модулятор работает на высокой частоте, предотвращая блокировку колес. Если вы ослабите давление из-за испуга, вы потеряете преимущество системы. Вам нужно довериться машине и выполнять свою работу, сохраняя максимальное давление на педаль.
Действительно ли антиблокировочные тормоза предотвращают аварии?
Существует огромный разрыв между техническими характеристиками и реальными показателями безопасности. Антиблокировочные тормоза определенно улучшают контроль над автомобилем. Они удерживают шины на грани сцепления с дорогой, позволяя водителю рулить даже при сильном торможении. Они обеспечивают наименьший тормозной путь на скользких поверхностях, таких как мокрый асфальт или снег.
Но предотвращают ли они аварии? Данные говорят о том, что ответ не однозначен.
Институт страхования безопасности на шоссе (IIHS) провел обширные исследования, чтобы определить, снижает ли ABS количество смертельных ДТП. Их выводы были резкими. Исследование 1996 года показало, что вероятность попадания в смертельные аварии для автомобилей с ABS не была ниже, чем для автомобилей без неё. Более того, данные указывали на тревожную тенденцию: хотя пассажиры других автомобилей в столкновении были в большей безопасности, occupants (пассажиры/водители) автомобилей с ABS чаще погибали в одиночных авариях.
Подумайте об этом. Автомобиль становится безопаснее для пешеходов и водителей других машин, но водитель внутри находится в зоне повышенного риска. Почему?
Мнений было высказано множество. Одна из теорий — ошибка водителя. Люди не умеют пользоваться ABS. Они «накачивают» тормоза вместо того, чтобы резко нажать на педаль. Они ослабляют давление, когда педаль пульсирует, ожидая неисправности. Другая теория — поведенческая адаптация. Поскольку ABS позволяет рулить во время экстренного торможения, водители могут чувствовать себя более уверенно и брать повороты на более высоких скоростях или откладывать торможение до последнего момента, полагаясь на то, что машина их спасет. Результатом часто становится съезд с дороги, столкновение с деревом или опрокидывание.
Более свежие данные намекают на то, что уровень аварийности с участием автомобилей с ABS снижается, вероятно, по мере того как водители привыкают к технологии, а современные системы становятся более совершенными. Однако согласно последним крупным исследованиям, нет убедительных доказательств того, что ABS повышает общую безопасность для водителя. Она улучшает контроль. Но не обязательно спасает жизни.
Схема антиблокировочной тормозной системы
Собирая пазл
Приведенная выше схема не просто показывает, где находятся металлические компоненты в вашем автомобиле. Она связывает воедино детали механики вблизи и реальное размещение оборудования на вашем шасси. Вы видите полную картину того, как интегрирована система.
Часто задаваемые вопросы о системе ABS
Как сбросить индикаторы ABS и тормозной системы?
Существует ручной способ сбросить код ошибки, если вы имеете дело с программным сбоем. Отсоедините положительный кабель аккумуляторной батареи. Продолжайте нажимать на педаль тормоза, пока электрическая система автомобиля не разрядится до остаточного заряда. После того как питание отключится, вы можете заменить датчик ABS. Подсоедините кабель обратно. Индикатор должен погаснуть.
Что означает включение индикатора ABS?
Это не рекомендация. Это предупреждение о том, что антиблокировочная тормозная система выходит из строя. Ваш автомобиль может не остановиться мгновенно при экстренном торможении. Доверяйте индикатору.
Каковы признаки неисправности датчика ABS?
Следите за приборной панелью. Если индикатор непрерывно мигает, система испытывает трудности. Вы также заметите, что автомобиль не останавливается мгновенно при резком нажатии на тормоз. Колеса блокируются. Компьютер не получает правильный сигнал.
Как работает система ABS?
Это эффективная система, которая регулирует поведение вашего автомобиля при интенсивном торможении. Каждое колесо имеет отдельный датчик скорости. Когда колесо вот-вот заблокируется, датчик сообщает об этом компьютеру. Система немедленно начинает импульсное торможение. Она останавливает автомобиль, сохраняя сцепление с дорогой.
Какие компоненты входят в систему ABS?
Для ее функционирования необходимы четыре основных элемента. Датчики скорости отслеживают вращение. Насос создает гидравлическое давление. Контроллер обрабатывает данные. Клапаны направляют это давление к нужным колесам.
Дополнительная информация
Статьи HowStuffWorks по теме
-
Как работают тормоза
-
Как работают барабанные тормоза
-
Как работают дисковые тормоза
-
Как работают усилители тормоза
