На що впливає абс. Антиблокувальні гальмівні системи (АБС). Що являє собою антиблокувальна система ABS

Розглянемо склад та функціонування основних блоків ABS, що реалізують алгоритм керування.

ABS є адаптивною системою, яка завдяки зворотнього зв'язкувимірює параметри об'єкта управління – колеса (рис. 1).

Мал. 1.

ABS включає три основні функціональні елементи: датчик частоти обертання колеса (Д), електронно-розв'язуючий блок (ЕРБ) або блок управління (процесор) та модулятор тиску (М). Елементи ABS включаються до контуру штатного гальмівного приводу ТС, що має блок живлення (БП) (компресор або гідронасос), гальмівний кран (ТК) або головний гальмовий циліндрдля гальмівних систем з гідравлічним приводом, гальмівний механізм та об'єкт управління - колесо.

Датчик частоти обертання колеса ТС призначений для вимірювання швидкості колеса, що загальмовується. Електронно-вирішальний блок (ЕРБ) обробляє інформацію, що надходить від датчиків коліс ТС, і відповідно до алгоритму управління ABS формує та подає електричний сигналкерування на модулятор.

Модулятор відповідно до сигналу управління здійснює зміну тиску в колісному циліндрі, забезпечуючи фазу розгальмовування колеса або його гальмування.

Модулятор являє собою швидкодіючий електропневматичний або гідравлічний клапан гальмівному приводізагальмовуваного колеса, що забезпечує зниження або збільшення тиску відповідно до сигналу керування. Функціонально модулятор повинен мати високу швидкодію в режимі циклічного гальмування відповідно до сигналів управління, що надходять від ЕРБ. Конструктивно модулятори виконані як логічні елементи двопозиційного типу (див. мал. 7).

Модулятори, залежно від схеми ABS, встановлюються в контурі гальмівного приводу колеса або осі двох коліс. Він включається до гальмівного приводу послідовно і не повинен перешкоджати проходженню робочої рідини або повітря від гальмівного крана при гальмуванні водієм. Зазвичай модулятор має один вхід і два виходи (до гальмівного циліндра колеса і канал скидання повітря або зливу рідини).

В даний час поширені ABS, що працюють за трифазовим циклом. Вони, крім фази "гальмування - розгальмовування", мають фази витримки тиску в колісному циліндрі.

Розглянемо з прикладу фірми Bosch конструктивні особливості ABS (рис. 3), яка вбудовується як додаткова в штатну гальмівну систему і застосовується на багатьох марках ТС. Зауважимо також, що інші розробники ABS використовують аналогічні алгоритми, відомі за динамікою управління рухом колеса.

Мал. 3. 1 – колісний індуктивний датчик; 2 – ротор колісного датчика; 3 - колісний циліндр; 4 – регулятор гальмівних сил; 5 - головний гальмівний циліндр; 6 - електрогідронасос; 7 – модулятор; 8 – бачок; 9 – блок управління; 10 – сигнальна лампа; Н/Р - нагнітальний та розвантажувальний електромагнітні клапани; - Вхідні сигнали БО; - Вихідні сигнали БУ; - гальмівний трубопровід

Між головним гальмівним циліндром та колісними циліндрами встановлюються нагнітальні (Н) та розвантажувальні (Р) електромагнітні клапани, які або підтримують на постійному рівні, або знижують тиск у приводах коліс або в контурах.

Електромагнітні клапани приводяться в дію блоком управління, який обробляє інформацію, що надходить від чотирьох колісних датчиків, та формує відповідно до алгоритму роботи ABSсигнали керування модулятором тиску. На основі даних, що безперервно надходять, про швидкість обертання кожного колеса та її зміни БО визначає момент можливого переходу колеса до блокування. Завдання ABS полягає в недопущенні блокування та юза колеса, щоб унеможливити втрату стійкості та зберегти керованість ТС при гальмуванні. Тому БУ передчасно дає сигнал керування на скидання тиску та включає гідронасос, який повертає частину гальмівної рідининазад у поживний бачок головного циліндра.

В електрогідравлічному модуляторі ABS (рис. 4) скомпоновано електромагнітні клапани, гідронасос з акумуляторами тиску рідини, реле електромагнітних клапанів та реле гідронасоса.

Мал. 4. 1 – електромагнітні клапани; 2 – реле гідронасосу; 3 – реле електромагнітних клапанів; 4 – електричний роз'єм; 5 – електродвигун гідронасоса; 6 – радіальний поршневий елемент насоса зворотної подачі; 7 – акумулятори тиску; 8 - глушники

У гідравлічному блоці (модуляторі) кожному гальмівному циліндру колеса відповідають один впускний та один випускний клапани, які керують гальмуванням у межах свого контуру.

Акумулятор тиску призначений для прийому гальмівної рідини під час скидання тиску в гальмівному контурі. Насос зворотної подачі підключається, коли ємності акумуляторів тиску недостатньо, і збільшує швидкість скидання тиску. Демпфують камери приймають гальмівну рідину від насоса зворотної подачі і гасять її коливання.

У гідравлічному блоці встановлюється два акумулятори тиску і дві камери, що демпфують, за кількістю контурів гідроприводу гальм.

Гідронасоси зворотної подачі електрогідравлічного модулятора можуть бути одноступеневими, так і двоступінчастими (рис. 5).

В одноступінчастому насосі зворотної подачі ABS (рис. 5, а, б) весь цикловий обсяг гальмівної рідини засмоктується і, відповідно, протікає через трубопроводи за один хід поршня. Необхідне для цього розрідження всмоктування досить високо і збільшується із зростанням в'язкості гальмівної рідини за низьких температур. Внаслідок цього виникає кавітація та пов'язані з нею втрати у продуктивності насоса.

У двоступінчастому насосі зворотної подачі ABS (рис. 5, г) простір за поршнем утворює другу робочу камеру. Засмоктування гальмівної рідини здійснюється в два прийоми і відбувається під час як прямого, так і зворотного ходу поршня, що збільшує вдвічі об'єм рідини, що засмоктується. Таким чином, весь цикловий обсяг рідини, що засмоктується, протікає через трубопровід безперервно і необхідне для забезпечення цього розрідження засмоктування виявляється нижче, що запобігає появі кавітації.

Мал. 5. Гідронасос зворотної подачі та схема його роботи: а - всмоктування робочої рідини одноступеневим гідронасосом; б - нагнітання робочої рідини одноступеневим гідронасосом; в - всмоктування робочої рідини двоступеневим гідронасосом; г - нагнітання робочої рідини одноступеневим гідронасосом; 1 – лінія нагнітання; 2 – поршень; 3 – циліндр; 4 – лінія всмоктування; 5 – перша робоча камера; 6 - друга робоча камера

Робота системи ABS Bosch 2S відбувається за програмою, що поділяється на три фази: 1) нормальне або звичайне гальмування; 2) утримання тиску постійному рівні; 3) скидання тиску.

Фаза нормального гальмування(Рис. 6, а). При звичайному гальмуванні напруга на електромагнітних клапанах відсутня, головного циліндра гальмівна рідина під тиском вільно проходить через відкриті електромагнітні клапани і приводить в дію гальмівні механізми коліс. Гідронасос не працює.

Мал. 6. а – фаза нормального гальмування; б - фаза утримання тиску постійному рівні; в - фаза скидання тиску; 1 - колісний датчик; 2 - колісний (робочий) циліндр; 3 – нагнітальний насос; 4 - головний гальмівний циліндр; 5 – блок управління; 6 – акумулятор тиску; 7 – електромагнітний клапан; 8 – електрогідравлічний модулятор; 9 - ротор колісногодатчика;

Фаза утримання тиску на постійному рівні(Рис. 6, б). При появі ознак блокування одного з коліс БО, отримавши відповідний сигнал від колісного датчика, переходить до виконання програми циклу утримання тиску на постійному рівні шляхом роз'єднання циліндрів - головного та відповідного колісного. На обмотку електромагнітного клапана подається струм силою 2 А. Поршень клапана переміщається та перекриває надходження гальмівної рідини з головного циліндра. Тиск у робочому циліндрі колеса залишається незмінним, навіть якщо водій продовжує натискати на педаль гальма.

Фаза скидання тиску(Рис. 6, в). Якщо небезпека блокування колеса зберігається, БО подає на обмотку електромагнітного клапана струм більшої сипи: 5 А. Внаслідок додаткового переміщення поршня клапана відкривається канал, через який гальмівна рідина скидається в акумулятор тиску рідини. Тиск у колісному циліндрі падає. БО видає команду на включення гідронасосу, який відводить частину рідини з тиску акумулятора. Педаль гальма піднімається, що відчувається биття гальмівної педалі.

Для контролю тиску та частоти обертання колеса автомобіля в гальмівній системі ABS застосовуються датчики частоти обертання колеса (швидкості) та датчики тиску, описані вище.

Принцип роботи, аналогічний ABS 2S, застосовується і для ABS 2Е фірми Bosch (мал. 7), однак у цій системі застосовується спіральний циліндр для вирівнювання тиску в гальмівному приводі задніх колісавтомобіля, який дозволяє замість чотирьох електромагнітних клапанів застосовувати три. До складу модулятора, таким чином, входить три електромагнітні клапани, що зрівнює циліндр, двопоршневий нагнітальний гідронасос, два акумулятори тиску, реле насоса та реле електромагнітних клапанів.

Мал. 7. 1 – електромагнітний клапан; 2 – акумулятор тиску; 3 - головний гальмівний циліндр; 4 – нагнітальний насос; 5 – перепускний клапан; 6 - поршень зрівняльного циліндра; 7 – електромагнітний клапан заднього мосту; П п - переднє праве колесо; П л – переднє ліве колесо; З п - заднє праве колесо; З л - заднє ліве колесо

Система працює в такий спосіб. При звичайному гальмуванні гальмівна рідина під тиском з головного циліндра надходить у робочі циліндри обох передніх коліс та правого заднього колеса через три електромагнітні клапани, які у вихідному положенні закриті. У робочий циліндр лівого заднього колеса гальмівна рідина подається через відкритий перепускний клапан циліндра, що зрівнює. Коли виникає небезпека блокування одного з передніх коліс, СУ видає команду на закриття відповідного електромагнітного клапана, запобігаючи підвищенню тиску колісного циліндра. Якщо небезпека блокування колеса не усунена, до електромагнітного клапана підводиться струм, що забезпечує відкриття ділянки магістралі між робочим циліндром колеса та акумулятором тиску. Тиск у приводі гальма падає, після чого БУ видає команду на включення гідронасосу, який переганяє рідину головний циліндрчерез циліндр, що зрівнює.

Коли виникає небезпека блокування одного із задніх коліс, тиск гальмівної рідини буде регулюватися в обох задніх гальмах одночасно, щоб не допустити руху задніх коліс юзом.

Електромагнітний клапан приводу правого заднього гальма встановлюється в положення утримання постійного тиску та перекриває ділянку магістралі між головним та колісним циліндрами. На протилежні торцеві поверхні поршня 6 циліндра, що зрівнює, починає діяти тиск різної величини, внаслідок чого поршень зі штоком переміститься в бік найменшого тиску (на малюнку - вгору) і закриє клапан 5, роз'єднавши головний і колісний циліндри лівого заднього гальма. Поршень зрівнюючого циліндра через утворюється різниці тиску в робочих порожнинах над ним і під ним щоразу встановлюється в таке положення, при якому тиск у приводах обох задніх гальм однаково.

Якщо зберігається небезпека блокування задніх коліс, БО запитує електромагнітний клапан у контурі задніх коліс струмом 5 А. Золотник електромагнітного клапана переміщається та відкриває ділянку контуру між робочим циліндром правого заднього гальма та акумулятором тиску рідини. Тиск у контурі зменшується. Гідронасос нагнітає гальмівну рідину в головний циліндр через циліндр, що зрівнює. В результаті зниження тиску в просторі над поршнем 6 відбувається його чергове переміщення, стискається пружина центрального клапана, збільшується обсяг простору під верхнім поршнем. Тиск у лівому колісному гальмівному циліндрі знижується. Поршень циліндра, що зрівнює, знову встановлюється в положення, що відповідає рівності тисків у приводах обох задніх гальм. Після усунення загрози блокування коліс електромагнітний клапан повертається у вихідне положення. Поршень циліндра, що зрівнює, під дією пружини також займає вихідне нижнє положення.

Більш досконалою є ABS 5-ї серії фірми Bosch з блоком 10. Вона відноситься до нового покоління систем ABS, являючи собою замкнуту гідравлічну систему, яка не має каналу для повернення гальмівної рідини в бачок, який живить головний гальмівний циліндр. Схема цієї системи показана з прикладу автомобіля Volvo S40 (рис. 8).

Мал. 8. 1 – зворотні клапани; 2 – клапан плунжерного насоса; 3 – гідроакумулятори; 4 - камери придушення пульсації у системі; 5 - електродвигун із ексцентриковим плунжерним насосом; 6 – бачок для гальмівної рідини; 7 - педаль робочого гальма; 8 – підсилювач; 9 - головний гальмівний циліндр; 10 - блок ABS; 11 - випускні керовані клапани; 12 - впускні керовані клапани; 13 - дроселюючі клапани; 14-17 - гальмівні механізми

Електронні та гідравлічні компоненти змонтовані як єдиний вузол. До них входить, крім зазначених у схемі: реле для включення електродвигуна плунжерного насоса 5 і реле включення 12 впускних і випускних 11 клапанів. Зовнішніми компонентами є: сигнальна лампа роботи ABS панелі приладів, яка спалахує у разі виникнення несправності в системі, а також при включенні запалення протягом 4 с; вимикач стоп-сигналу та датчики швидкості обертання коліс. Блок має висновок на діагностичний роз'єм.

Дроселюючі клапани 13 встановлюються для зниження гальмівного зусилля на задніх колесах з метою уникнення їх блокування. У зв'язку з тим, що гальмівна система має налаштування по «слабшому» заднього колеса(це означає, що тиск гальм задніх коліс однаковий, а його величина встановлюється за найближчим до блокування колеса), дроселюючий клапан встановлюється один на контур.

Гальмівні механізми 14–17 включають гальмівні диски та однопоршневі супорти з плаваючою скобою та гальмівними колодками, обладнаними скобами контролю зносу фрикційних накладок. Гальмівні механізми задніх коліс аналогічні переднім, але мають суцільні гальмівні диски (на передніх - вентильовані) та виконавчий механізм гальма стоянки, вмонтований у супорт.

При натисканні гальма педалі 7 її важіль звільняє кнопку вимикача стоп-сигналу, який, спрацьовуючи, включає лампочки стоп-сигналів і приводить ABS в черговий стан. Рух педалі через шток і вакуумний підсилювач 8 передається на поршні головного циліндра 9. Центральний клапан у вторинному поршні і первинного манжету поршня перекривають повідомлення контурів з бачком 6 для гальмівної рідини. Це призводить до зростання тиску у гальмівних контурах. Воно діє на поршні гальмівних циліндрів гальмівних супортах. В результаті цього гальмівні колодкипритискаються до дисків. При відпусканні педалі всі деталі повертаються у вихідне положення.

Якщо при гальмуванні одне з коліс близько до блокування (про що повідомляє датчик частоти обертання), БО перекриває клапан впуску 12 відповідного контуру, що перешкоджає подальшому зростанню тиску в контурі незалежно від зростання тиску в головному циліндрі. У той же час починає працювати гідравлічний плунжерний насос 5. Якщо обертання колеса продовжує уповільнюватися, БО відкриває випускний клапан 11, дозволяючи гальмівній рідині повернутися в гідроакумулятори 3. Це призводить до зменшення тиску в контурі і дозволяє колесу обертатися швидше. Якщо обертання колеса надмірно прискорюється (у порівнянні з іншими колесами), для підвищення тиску в контурі БО перекриває випускний клапан 11 і відкриває впускний 12. Гальмівна рідина подається з головного гальмівного циліндра і плунжерного насоса 5 з гідроакумуляторів 3. пульсації, що виникають в системі при роботі плунжерного насоса.

Вимикач стоп-сигналу інформує модуль керування гальмування. Це дозволяє модулю керування більш точно контролювати параметри обертання коліс.

Діагностичний роз'єм служить для підключення Volvo System Tester під час діагностики.

Недоліком системи ABS є те, що на пухкій поверхні (піску, гравії, снігу) застосування антиблокувальної системи збільшує гальмівний шлях. На такому покритті найменший гальмівний шлях забезпечується при заблокованих колесах. При цьому перед кожним колесом формується клин із ґрунту, який і призводить до скорочення гальмівного шляху. У сучасних конструкціях ABS цей недолік усунений - система автоматично визначає характер поверхні і для кожної реалізує свій алгоритм гальмування (розширена антиблокувальна система ABS plus).

Система ABSplus є програмним розширенням у блоці управління ABS/ESP. Система ABSplus дозволяє на дорозі без твердого покриття (наприклад, щебінь чи пісок) досягти скорочення гальмівної колії до 20 %. ABSplus використовує датчики ESP.

На підставі даних датчиків ABSта блоку управління ABS система розпізнає характер дорожнього покриття. Скорочення гальмівного шляху без твердого покриття досягається за рахунок короткочасного контрольованого блокування коліс. При цьому перед заблокованими колесами утворюється буртик з матеріалу дорожнього покриття, який гальмує вплив і тим самим укорочує гальмівний шлях. Через певні проміжки часу колеса періодично деблокуються і починають обертатися, у результаті зберігається керованість автомобіля.

2. Пристрій та робота датчика ABS

У гальмівній системі ABS застосовуються датчики частоти обертання колеса (швидкості) та датчики тиску.

В якості датчиків частоти обертання коліс в системі ABS застосовуються пасивні та активні колісні датчики.

Датчики обох типів дозволяють системі отримувати дані про швидкість руху автомобіля та, що важливіше, про частоту обертання окремих коліс. На підставі різниці швидкості обертання окремих коліс система може, наприклад, встановити, чи не знаходяться різні колеса на дорожньому покритті з різним коефіцієнтом зчеплення, що означало б для автомобіля потенційну небезпеку при гальмуванні потрапити в складну динамічну ситуацію.

Пасивні датчикипрацюють без власного електроживлення, чим і пояснюється їхня назва. Як правило, у таких датчиках використовується чутливий індуктивний елемент.

Для будь-якого вимірювання частоти обертання необхідні два елементи: чутливий і задаючий. Чутливий елемент датчика виконаний у вигляді котушки 3 з залізним сердечником (магнітопроводом) 4 і постійним магнітом 5, що стикається з ним.

Мал. 9. а - загальний вигляд; б – низька частота обертання; в – висока частота обертання; 1 – магнітне поле; 2 - елемент, що задає (металеве кільце з зубами); 3 – котушка; 4 - залізний сердечник (магнітопровід); 5 - постійний магніт; 6 – чутливий елемент; 7 - осцилограма при низькій частоті обертання; 8 - осцилограма при високій частоті обертання

Будь-який залізний об'єкт, проходячи через магнітне поле датчика, змінює форму та напруженість цього поля. В результаті зміни магнітного поля в котушці датчика відповідно до закону електромагнітної індукції виникає ЕРС, вимірювання якої дозволяє зафіксувати факт зміни магнітного поля. Від принципу роботи походить і назва датчиків такого типу – індуктивні.

Інтенсивність магнітного потоку, що проходить через обмотку, залежить від того, знаходиться датчик навпроти зуба на диску або навпроти проміжку (пропуску зубів). Оскільки магнітний потік концентрується зубами диска, через що збільшується магнітний потік через обмотку, то при підході до пропуску зубів він слабшає. Отже, при обертанні зубчастого диска виникають коливання магнітного потоку, які, своєю чергою, генерують синусоїдальні коливання напруги в електромагнітній обмотці, пропорційні швидкості зміни магнітного потоку. Амплітуда коливань змінної напруги збільшується строго пропорційно до збільшення швидкості обертання зубчастого диска.

Проходження через магнітне поле датчика кожного із зубів ротора, що задає, індукує, таким чином, напруга в ланцюгу котушки датчика. Підрахунок числа імпульсів напруги за певний інтервал часу (частота) дозволяє системі розрахувати частоту обертання чи швидкість колеса.

Перевагою індуктивних пасивних датчиків частоти обертання є простота їх конструкції. Недолік же полягає в тому, що для їх роботи необхідно з високою точністю забезпечити певний зазор між ротором, що задає, і датчиком. Крім того, пасивні індуктивні датчики частоти обертання мають велику масу та розміри, відповідно вимагають багато місця для встановлення.

Від частоти обертання ротора залежить не тільки частота імпульсів, але і їх величина (напруга), тому при невеликих частотах обертання пасивний датчикдає сигнал меншої величини, ніж активний.

Активні датчики частоти обертання, На відміну від пасивних, використовують для роботи зовнішню напругу живлення, яка становить приблизно 12 В. Робота чутливих елементів активних датчиків частоти обертання заснована на принципі ефекту Холла або на принципі магніторезистивного ефекту.

Активні датчики також складаються з двох компонентів: чутливого та задає (рис. 10). Чутливий компонент включає датчик магнітного поля та електронну схему. Задає елемент є пластмасове кільце, ділянки поверхні якого намагнічені в протилежних напрямках (магнітне кільце). Північний і південний полюси магнітів виконують функції зубців і западин колеса.

Мал. 10. а - загальний вигляд; б – низька частота обертання; в – висока частота обертання; 1 - елемент, що задає; 2 - електронна схемадатчика; 3 – корпус датчика; 4 - осцилограма; 5 - датчик магнітного поля

Принцип дії заснований на квантовомеханічному ефекті, створюваному шарами феромагнітного та неферомагнітного матеріалу (опір сильно збільшується або слабшає).

При проходженні датчика магнітного поля через магнітне поле, що змінюється, змінюється і виникає в ньому ЕРС Холла, а для магніторезистивних датчиків змінюється його опір. Чим швидше намагнічені ділянки магнітного кільця проходять повз датчик магнітного поля, тим швидше змінюється і ЕРС (напруга) Холла. Частота обертання колеса з датчиками цього типу, як і з пасивними, визначається з частоти зміни напруги.

Активні датчики дають однаково точні результати у всьому діапазоні частот, оскільки сила їхнього сигналу залежить від вимірюваної частоти, а визначається власним струмом датчика. Крім того, активний датчик має компактну конструкцію, що дозволяє встановлювати його безпосередньо в ступичному підшипнику. Цифрова обробка вихідного сигналу дає додаткові перевагинаприклад, дозволяє використовувати датчик для визначення напрямку обертання колеса та його зупинки. Важливою перевагою є також висока точність визначення низьких швидкостей обертання.

Недоліком таких датчиків є труднощі перевірки їхньої справності за допомогою омметра.

Датчики частоти обертання колеса можуть кріпитися на валу приводу колеса, на валу приводу конічних шестерень для задньопривідних моделей автомобіля, на поворотних цапфах (рис. 11 а) і всередині маточини колеса (рис. 11 б).

В якості датчиків тиску в системі ABS застосовуються п'єзоелектричні та ємнісні датчики.

Мал. 11. а – кріплення індуктивного датчика на поворотній цапфі; б - кріплення індуктивного датчика всередині маточини колеса; 1 – гальмівний диск; 2 - передня маточина; 3 – захисний кожух; 4 - гвинт із внутрішнім шестигранним зачепленням; 5 – датчик; 6 – поворотна цапфа; 7 - фланець кріплення колеса; 8 – кульки; 9 - кільце датчика; 10 - фланець кріплення до підвіски

кріпиться до гідравлічного блоку та служить для визначення та передачі в ЕБУ значення тиску в гальмівній системі при гальмуванні. За отриманим значенням БО розраховує гальмівні зусилля на колесах та поздовжню силу, що діє на ТЗ. При необхідності виконання керуючого циклу отримане значення використовується блоком керування для розрахунку сил, що діють на ТС у повороті.

Основними компонентами датчика є п'єзоелектричний елемент 2, що знаходиться під тиском гальмівної рідини, та електронна частина 1 (рис. 12).

Мал. 12.

Під дією тиску гальмівної рідини розподіл заряду в п'єзоелектричному елементі змінюється, і величина напруги залежить від тиску в гальмівній системі.

Як датчик тиску рідини в гальмівній системі може використовуватися також ємнісний датчик(Рис. 13).

Мал. 13. а - загальна схемадатчика; б – збільшення тиску рідини; в – зниження тиску рідини; 1 – датчик; s 1 s 2 - відстань між пластинами; C 1 , C 2 - ємність конденсатора

Конденсатор має здатність накопичувати та утримувати певний електричний заряд. Відстань між двома пластинами забезпечує деяку ємність конденсатора C.

Одна із пластин є нерухомою. Друга пластина може переміщатися під впливом тиску, що виробляється гальмівною рідиною.

При вплив тиску на рухому пластину відстань між двома пластинами зменшується і стає рівним s 1 , а ємність конденсатора при цьому збільшується і стає рівною C 1 .

У разі зниження тиску пластина відходить назад під дією пружини, ємність конденсатора знову зменшується. Отже, зміна ємності безпосередньо з зміною тиску.

Система ABS, яка встановлюється практично на всі сучасні автомобілі, як і інші складні деталі та компоненти, схильна до різних несправностей. Штатна АБС працює постійно, активуючись у момент повороту ключа запалювання, а інформація, яку збирає антиблокувальна система, використовується іншими системами, наприклад, ESP. Відразу після запуску двигуна на панелі приладів запалюється індикатор АБС- це свідчить початок самотестування. Якщо не виявлено проблем, індикатор гасне.

Незважаючи на те, що самодіагностика ABS виконується регулярно, виправляти будь-які проблеми доводиться самостійно, оскільки несправності в системі відзначаються не так і рідко. Якщо індикатор АБС постійно горить або періодично спалахує під час руху - це є приводом перевірити працездатність системи, що можна зробити або самостійно, або звернувшись в сервіс. Звичайно, ігнорування проблеми не призведе до того, що автомобіль залишиться без гальм, але ефективність екстреного гальмування буде суттєво знижена.

Основні елементи АБС

Починаючи діагностику АБС своїми руками, необхідно розуміти, з яких елементів складається вся система. До її основних елементів належить:

• блок керування;
• гідравлічний блок;
• механізми гальмування коліс;
• датчики, що вимірюють швидкість обертання коліс.

Крім цього, є і велика кількістьсполучних проводів, які також потребують періодичної перевіркиособливо якщо часто запалюється лампа АБС на панелі.

Блок керування

Основна частина системи, яка приймає сигнали з усіх датчиків, аналізує їх і віддає команди управління блоку гідравліки. Цей блок використовують інші системи допомоги водієві, наприклад, система курсової стійкості. Проблеми з центральним блоком виникають досить рідко, оскільки він непогано захищений від негативного впливу довкілля. Але варто відзначити, що блок дуже чутливий до перепадів напруги, а при зарядженому акумуляторі може відключитися зовсім.

Гідравлічний блок

Включає головний гальмівний циліндр, магнітні клапани і гідроакумулятор. За сигналом центрального блоку, що розпізнав блокування коліс, відкривається магнітний клапан, і надлишок гальмівної рідини негайно переходить у спеціальний резервуар - гідроакумулятор, призводить до падіння тиску в системі, і не дозволяє колесам заблокуватися повністю, навіть якщо педаль гальма вичавлена ​​до упору.

Індукційні датчики

Саме вони виконують найбруднішу, але відповідальну роботу, дозволяючи постійно здійснювати моніторинг швидкості обертання всіх коліс. Такі датчики встановлюються на кожній маточині. По суті вони є звичайними індукційними котушками, що працюють у парі із зубчастим колесом. Сигнали з датчиків надходять до центрального блоку, де аналізуються. Датчикам доводиться працювати в найбільш важких умовахтому у разі виникнення неполадок у роботі АБС, перевірку доцільно розпочинати саме з них.

З чого починається самостійна діагностика

Перш ніж починати серйозну перевірку АБС самотужки, тим більше якщо досвіду в цій справі явно недостатньо, слід звернути увагу на блок запобіжників. Якщо вони візуально гаразд, можна додатково перевірити їх тестером, після чого не поспішаючи і дуже уважно оглянути всі доступні роз'єми і з'єднання проводів. Дуже часто навіть невеликі недолікиу вигляді порушеної ізоляції, контактів, що бовтаються, або їх сильного забруднення призводять до того, що електричний ланцюгперіодично розмикається, і АБС вимикається.

Перевірка опору датчика

Для цього знадобиться тестер/мультиметр:

Перевірка напруги

Для перевірки тестер перемикається в режим вольтметра. Алгоритм перевірки аналогічний вищеописаному: на вивішеному колесі, яке необхідно вручну обертати зі швидкістю приблизно один оберт за секунду, знімаються показання приладу. Його показання в нормі становитимуть 0,25-1,2 В, а збільшення швидкості обертання колеса автоматично підвищує показання тестера. Як перевірити найуразливіший елемент АБС - датчик самостійно, можна подивитися на відео:

Інші способи тестування антиблокувальної системи

Якщо перевірка колісних датчиків тестером не виявила їх несправностей, але у автовласника залишаються сумніви в адекватності роботи АБС, або в процесі експлуатації авто періодично загоряється контрольна лампа, можна перевірити АБС по-іншому. Наприклад, з допомогою осцилографа. Він дозволяє точно виміряти рівень опору, а також амплітуду, миттєво та точно виявивши можливі несправностідатчика. На жаль, це вкрай складне та дороге обладнання, тому використовується воно у спеціалізованих сервісних центрах.

Допомогти у визначенні проблеми, якщо вони є, може і бортова система самодіагностики, що активується щоразу в момент запуску двигуна. У разі виявлення помилок система виводить на монітор бортового комп'ютеранабір літер і цифр, розшифровку яких можна знайти або в інструкції до автомобіля або в інтернеті. Якщо найпростіші заходи щодо діагностики АБС не призвели до бажаного результату, і проблему не вдається вирішити самостійно, краще не ризикувати і звернутися до фахівців.

Увага! Самостійна перевірка АБС буде результативною, тільки якщо акумуляторна батареяповністю заряджена, інакше результати тестування можуть виявитися некоректними.

Найпоширеніші несправності АБС

Проблем з антиблокувальною системою може бути досить багато, але серед часто зустрічаються можна виділити чотири.

Якщо виявлено несправність

Якщо проведена самодіагностика АБС точно визначила несправну частину системи, з боку водія потрібно буде прийняти рішення - змінювати пошкоджений елемент на новий або відремонтувати старий. Варто одразу зазначити, що навіть проведена перевірка ABS, якщо вона виконувалася людиною вперше без належного досвіду та відповідного обладнання, зовсім не означає, що вердикт «несправність» є остаточним.

Так, якщо система говорить про те, що несправний один із датчиків на колесі, не слід поспішати його змінювати, попередньо слід перевірити всі контакти та провідні до нього дроти- Проблема часто полягає в цих елементах. Якщо ж діагностика антиблокувальної системи говорить про те, що несправний її центральний блок, він підлягає ремонту або фахівцями, або заміні, якщо відновлення неможливо. Якщо ж програма діагностики ABS вказує на датчики, а всі контакти в порядку, несправний пристрій можна замінити на новий самостійно.

Автомобілі, що відрізняються високою ефективністю, в деяких випадках здатні призвести до виникнення ДТП. Це викликано тим, що при різкому гальмуванні колеса повністю блокуються і зникає зчеплення з дорожнім полотном. І не завжди недосвідченому водієві вдається впоратися з автомобілем та швидко знизити швидкість. Запобігти зриву в занос і блокування коліс можна шляхом переривчастого натискання на гальмо. Також існує система АБС, яка призначена для запобігання небезпечним ситуаціям під час їзди. Вона покращує якість зчеплення з дорожнім полотном та зберігає керованість авто, незалежно від типу покриття.

Принцип роботи

Механізм системи можна порівняти з діями досвідченого водія. Це особливо помітно при ожеледиці, коли колеса знаходяться на межі блокування. Крім цього, варто відзначити автоматизований розподіл гальмівних зусиль та збереження стійкості транспорту.

Робота пристрою ґрунтується на впливі на механізм коліс. Це сприяє появі гальмівного зусилля у місці зіткнення дороги та коліс. Зростання цього ефекту відбувається лише до встановленого моменту, інакше посилюється ковзання через зупинку обертання.

Саме це і стає частою причиною втрати керування автовласником. На пристрої надходять сигнали від відповідних датчиків, після чого відбувається зменшення тиску в гальмівній системі, при цьому рівень натискання на педаль не має значення.

Що потрібно знати

Система АБС автомобілямає одну відмінну особливість, Що полягає у визначенні гальмування кожного колеса окремо. Нормалізація тиску рідини відбувається відразу після того, як рух стає стабільнішим. Варто відзначити, що керування авто без АБС і оснащеного даною системою має деякі відмінності. В останньому випадку можна спокійно натискати на гальмо, не переймаючись ймовірністю виникнення блокування. Це особливо важливо для водіїв, які мають невеликий стаж та вперше стикаються з подібним доповненням.

з АБС

Перед тим як розпочинати роботу, варто звернути увагу на різьблення штуцера. Якщо на ній присутні сліди іржі, необхідно обробити поверхню спеціальним складом, це дозволить запобігти пошкодженню різьблення.

На штуцер циліндра надягає прозорий шланг, другий кінець якого опущений у ємність. Важіль коробки повинен знаходитися в нейтральному положенні. Тиск на педаль гальма виробляється на початок опору. У процесі утримування педалі відкручується штуцер, після чого вона має зіткнутися з підлогою. Відпускати її можна лише після закручування штуцера. У процесі робіт має особливе значення регулярне додавання гальмівної рідини, це дозволить запобігти проникненню повітря в контур.

Перевірка якості роботи

Прокачування гальм з АБС проводиться на кожному колесі. При цьому в гальмівній рідині не повинно бути найменших пухирців. Останнім етапом є перевірка вільного ходу педалі та додавання рідини до досягнення необхідного рівня. Також варто переконатися в герметичності та щільності кріплення кожної з деталей.

Ефективність роботи можна перевірити натисканням гальма педалі протягом 15 секунд при заведеному двигуні. У цей час на кілька секунд повинен увімкнутися індикатор, який повідомляє про проведення самодіагностики. Якщо нічого не сталося, це говорить про те, що є несправність системи АБС. Заїзд із систематичним гальмуванням дозволить додатково оцінити якість роботи.

Конструкція

Система складається з кількох основних елементів:

• гідравлічний блок;
• блок електронного керування;
• індикатори швидкості обертання коліс.

Як правило, датчики працюють на електромагнітний принцип. Вони складаються з котушки зі спеціальним осердям. Магнітний струм усередині датчика змінюється за рахунок руху ринв та зубців вінця в процесі обертання колеса. Електронний блок управління приймає сигнали і визначає швидкість обертання. За допомогою спеціальних таблиць ЕБУ обчислює оптимальний алгоритм гальмування, максимальний ступінь гальмівного тиску та якість покриття дороги. В управлінні блоку знаходяться модулятори, які визначають відповідний рівень тиску коліс. У разі виникнення неполадок у роботі загоряється індикатор несправності, який повідомляє водію, що потрібна діагностика АБС.

Переваги

Своє поширення система АБС набула завдяки наявності безлічі переваг, до яких належать такі:

• немає необхідності у вивченні різних способівгальмування;
• педаль газу не вимагає інтенсивного контролю, що особливо актуально для водіїв-початківців;
• здійснення маневрів з одночасним гальмуванням;
• можливість гальмування будь-якої частини повороту.

Недоліки

Незважаючи на зручність використання, антиблокувальна гальмівна система автомобіля не здатна стати панацеєю від усіх неприємностей на дорозі, пов'язаних із гальмуванням.

Вона не позбавлена ​​негативних сторін, до яких належить відсутність можливості використання при маневрах в екстремальних умовах. Також варто зазначити таке:

• є ймовірність затримки включення системи, оскільки її повноцінна робота можлива лише після визначення коефіцієнта зчеплення коліс та дорожнього покриття та тестування якості полотна;
• водій не контролює процес гальмування, через що антиблокувальна система АБС стає непередбачуваною;
• коефіцієнт зчеплення може бути розрахований неправильно при частій зміні нерівного покриття дороги, через що знижується ефективність;
• система АБС не працює на швидкості менше 10 км/год, це особливо актуально для великовагових або броньованих автомобілів, тому що в цьому випадку суттєво збільшується та виникає ймовірність ДТП;
• складність експлуатації на сипучому та пухкому грунті через усунення найменшого блокування коліс.

При використанні необхідно враховувати всі особливості та негативні сторони. Система АБС призначена для забезпечення повного контролю автомобіля під час різкого гальмування. Таким чином, водій може впевнено керувати транспортним засобом і мати можливість маневрування під час гальмування. Поєднання цих факторів перетворює систему на ефективного помічника на дорозі та збільшує безпеку водія та пасажирів. Автовласнику, який має достатній стаж, під силу впоратися зі складними ситуаціями і без допомоги системи, але незамінна для недосвідчених водіїв.

Діагностика

У разі несправності система АБС автомобіля миттєво припиняє роботу, через що зникають обмеження в авто. Водій може дізнатися про несправність сигналу аварійної лампи, встановленої на передній панелі. Діагностика може здійснюватися кількома способами, залежно від різновиду пристрою та року випуску. Найбільш поширеною причиною є несправність запобіжників.

Для початку потрібно оглянути колодку та переконатися у відсутності пошкоджень. Також варто звернути увагу на стан провідників та роз'ємів. Вони повинні мати щільне кріплення та рівну поверхню, без потертостей та подряпин, здатних викликати коротке замикання.

Підвіска моста (опора та додаткові зчленування) та підшипники потрібно перевірити на присутність люфту та якість виконання. Особливу увагуприділяється насосу високого тиску. Необхідно від'єднати роз'єм і прикласти до насоса напругу від акумулятора на короткий термін. Для цього можна скористатися двома провідниками будь-якого типу. Якщо він почне працювати, можна розпочати подальший огляд.

Датчики

На сенсорних датчиках оборотів та їх елементах повинні бути відсутні сліди пошкодження та плями. Варто відзначити популярність сенсорних активних датчиків, що збільшується. Це викликано наявністю безлічі переваг, якими що неспроможні похвалитися пасивні аналоги. Вони відрізняються більшою точністю сигналу та можливістю визначення швидкості у два напрямки з максимальною точністю. Пристрої з аналогічною точністю вимірювання застосовуються у різних системах, включаючи протиугінні пристрої та супутникову навігацію. Їх незаперечною перевагою є компактність виконання.

Досить довгий час активної безпекиавтомобіля приділялося не так багато уваги, як слід: людський геній був в основному спрямований на те, щоб зробити машину більш швидкою і, одночасно, комфортною для водія і пасажирів. Якщо якісь розробки в напрямку покращення безпеки авто і велися, то деякі із запропонованих інженерами та конструкторами новацій застосовувалися на серійних автомобілів. Головний недолік систем активної безпеки полягав у їхній недосконалості. Коли ж людство набуло віку електроніки, багато із запропонованих раніше коштів було доопрацьовано і нарешті встановлено на автомобілі. Однією з таких систем стала антиблокувальна система гальмування – ABS, якою сьогодні оснащується кожен автомобіль, що випускається для країн Євросоюзу. Про цю систему і йтиметься у сьогоднішньому матеріалі.

Півстоліття на визнання

Перші прототипи механізмів, які допомагали уникнути блокування коліс під час гальмування, з'явилися у 1920-х роках. І встановлювалися ці системи на шасі літаків. На автомобілі такі системи теж намагалися ставити, але вони були вкрай неефективні через громіздкий пристрій самих гальмівних механізмів. Навіть після того, як звичайні тросові гальма почали витісняти досконаліші гідравлічні, з вакуумним підсилювачем(це сталося в середині ХХ століття), проблема все одно не була вирішена. Справа в тому, що на обробку інформації про гальмування були потрібні частки секунд, а необхідних пристроївдля обробки цієї інформації на той момент ще не існувало у природі. Ситуація змінилася, коли у промисловості, зокрема й автомобільній, почалося масове використання електроніки. Саме застосування електронних датчиків, за допомогою яких зчитувалась інформація про гальмування, та блоків управління, в яких йшла обробка отриманих від датчиків відомостей, дозволило автовиробникам удосконалити антиблокувальні системи гальмування та встановлювати їх на машини серійно.

Вперше це сталося у 1978 році, а піонером стала німецька компанія Mercedes-Benz, яка однією з перших у світі застосовувала різноманітні інноваційні системи у виробництві серійних автомобілів.

Mercedes-Benz S-Class 1978 року. Саме на ці автомобілі вперше почали встановлювати ABS.

Спочатку антиблокувальні системи встановлювалися тільки як опція на модель S-Class. Але після того, як в ефективності ABS переконалися інші виробники, ця система стала з'являтися і на автомобілях інших брендів.

Принцип дії ABS

Призначення антиблокувальної системи гальмування полягає в розблокуванні коліс при екстреному гальмуванні. В автомобілі без ABS при гальмуванні колеса блокуються, що може призвести до занесення, водій фактично втрачає контроль над керованістю машиною.

Авто з ABS у тій же ситуації веде себе по-іншому: система розблокує гальма, дозволяючи колесам обертатися, а водієві не втрачати контроль над керуванням машиною. Наприклад, при гальмуванні на обмерзлій ділянці дороги автомобіль не піде в юз, і водій зможе відвести його в бік від перешкоди, уникнувши таким чином зіткнення.

З чого складається антиблокувальна система гальмування

ABS є своєрідним комплексом, що складається з трьох компонентів. Перший – датчики швидкості. Вони встановлюються на маточях коліс і постійно аналізують, з якою швидкістю обертається кожне колесо. Другий – керуючі клапани. Ці клапани монтуються у магістралях гальмівної системи, їхня функція – регулювати тиск при спрацьовуванні системи ABS. Третій – електронний блокуправління, куди, власне, і надходить інформація із датчиків швидкості. Тут ця інформація аналізується, обробляється, і в разі потреби, ЕБУ відправляє сигнал у гальмівну магістраль на керуючі клапани. Ці клапани, відкриваючись і закриваючись, регулюють тиск у гальмівній системі, і не дають гальмам заблокувати колеса доти, доки максимальна розрахункова швидкість гальмування (для кожної моделі вона унікальна і розраховується ще на конвеєрі) не збігатиметься за параметрами із заданою швидкістю гальмування. Тоді ABS перестає функціонувати та відбувається гальмування.

Сьогодні ABS розрізняють за кількістю каналів: одноканальні (коли гальмівне зусилля обмежується у всій гальмівній системі), двоканальна (коли гальмівне зусилля обмежується тільки правими або лівими колесами) і багатоканальна (коли гальмівне зусилля обмежується на кожному окремому колесі).

Переваги та недоліки ABS

Антиблокувальна система гальмування стала ефективним засобомактивної безпеки, яка допомогла зберегти не одне людське життя. У цьому її головна перевага. До плюсів можна віднести можливість одночасного гальмування та маневрування, ефективного та безпечного гальмування при вході в поворот та виході з нього. Мінуси у цієї системи також є. Наприклад, при спрацьовуванні ABS відбувається незначне збільшення гальмівного шляху, а також система не функціонує на швидкості до 10 км/год.

Вже сьогодні антиблокувальна система гальмування еволюціонує, перетворюючись на складний комплекс систем активної безпеки, що включає, окрім ABS, такі системи як система розподілу гальмівних зусиль, система допомоги при екстреному гальмуванні, система протипробуксування.

В екстремальній ситуації, коли ми всіма силами тиснемо на педаль гальма, може з'явитися блокування одного або відразу кількох коліс, що призводить до суттєвого погіршення керованості та збільшення гальмівного шляху. Для попередження такого блокування автомобілі оснащуються системою ABS, про яку ми поговоримо в цій статті.

Вперше такі антиблокувальні системи стали використовуватись на автомобілях ще у сімдесятих роках минулого століття. Багато автовиробників і надалі власники автомобілів змогли оцінити ефективність активної системибезпеки, які дозволяли зменшити гальмівний шлях, підвищуючи безпеку експлуатації автомобіля у будь-яку пору року.

Якщо говорити про переваги використання таких антиблокувальних систем, то насамперед відзначимо покращення безпеки використання автомобіля. Завдяки цій системі не тільки вдається зменшити гальмівний шлях, але й попереджається занесення автомобіля, яке викликане блокуванням коліс.

Особливо подібна система буде корисна при експлуатації автомобіля в зимовий часроку, коли на слизькій дорозіпри будь-якому неакуратному гальмуванні колеса можуть блокуватися, а автомобіль починає ковзати вперед. При цьому така система ABS , визначивши блокування, зменшить інтенсивність гальмування, що дозволить відновити контроль над автомобілем.

Зазначимо і рівномірне зношування коліс, що в свою чергу скорочує витрати автовласнику на придбання нових покришок. Під час блокування коліс при гальмуванні може швидко стиратися проектор, і буквально 3-5 таких екстремальних гальмування буде достатньо для повного приходу в непридатність покришок.

Якщо ж говорити про недоліки подібних систем, то необхідно в першу чергу відзначити часті виходи з ладу датчиків ABS, що змушує автовласника змінювати запчастини, що зламалися, що здатне призвести до деякого збільшення витрат на експлуатацію автомобілів.

Антиблокувальні системи стали сьогодні основним елементом активної безпеки кожного сучасного автомобіля. З використанням даних із датчиків ABS працюють системи стабілізації курсу, а також ряд інших активних та пасивних систембезпеки, без яких експлуатація автомобіля була б неможливою. Автовиробники сьогодні постійно вдосконалюють свої системи ABS, які стають все надійнішими, розумнішими та функціональнішими.

Антиблокувальна система включає численні датчики, гідророзподільники з електроклапанами, насос, що відкачує, і блок управління, який управляє роботою гальмівної системи, попереджаючи блокування всієї осі або окремих коліс.

У Останніми рокаминезважаючи на деяке спрощення таких антиблокувальних систем, їх ефективність збільшилася, що пояснюється вдосконаленням автоматики. Якщо у минулому більшу частину роботи виконували гідросистеми, то сьогодні блоки та виконавчі пристрої повністю контролюються автоматикою, що підвищує якість роботи такої антиблокувальної системи.

Блок управління постійно посилає сигнали датчикам, отримуючи необхідну інформацію та приймає потрібне рішення щодо зменшення тиску в гальмівній системі. Зв'язок між датчиками та блоками керування здійснюється за спеціальною високошвидкісною шиною, при цьому кожне колесо може мати декілька індивідуальних датчиків, які надають центральному комп'ютеру всі необхідні дані для коригування різних систем автомобіля.

Принцип дії такої антиблокувальної гальмівної системи за останні десятки років фактично не змінився. При гальмуванні від блоку управління надходить сигнал до циліндрів гальм, після чого робоча рідинапроходить впускними каналами. Такий тиск гальмівної рідини передається через електромагнітні клапани до кожного колеса, що дозволяє ефективно сповільнювати. транспортний засіб. У тому випадку, якщо блок управління визначає небезпеку блокування колеса, то електромагнітного датчика надходить відповідний сигнал, він закривається, що у свою чергу попереджає гальмування та блокування коліс автомобіля.

Будь-яке навіть найлегше та просте гальмування в автомобілі, оснащеному системою ABS, проходить під контролем автоматики. Залежно від того, з якою інтенсивністю ви натискаєте на педаль гальма і положення коліс, система приймає рішення на відкриття або закриття електромагнітних клапанів. Подібні системи з використанням датчиків ABS та електромагнітних клапанів відрізняються простотою конструкції, тому вони надійні та довговічні. Проблеми лише можуть доставляти датчики, які часто ушкоджуються протиожеледними реагентами, та потребують відповідної заміни.

У той момент, коли система ABS спрацьовує та розпускає колеса, автовласник відчуває у цей момент пульсацію педалі гальма. Така пульсація відбувається при швидкому відкритті та закритті електромагнітних клапанів, що необхідно для відповідного уповільнення та попередження блокування коліс.

Поради щодо експлуатації антиблокувальної системи

Сучасні антиблокувальні системи – це довговічні та надійні вузли, які не вимагають будь-якого спеціального обслуговування. Необхідно лише іноді перевіряти працездатність датчиків у колесах і за необхідності проводити їх заміну.

Не слід перегрівати блоки керування або заливати їх водою.

Якщо потрібно варити метал в автомобілі або вам потрібно підключитися в бортовій системі електросистеми автомобіля, проводка ABS повинна бути відключена.

Слідкуйте за станом контактів на генераторі, що попередить короткі замикання та вихід із ладу датчиків.

Уникайте підключення акумулятора автомобіля до іншого транспортного засобу.

Не слід розділяти електричні роз'єми датчиків при включеному запалюванні та працюючому двигуні.

У випадку, якщо несправності системи ABS відзначаються, то на приладовій панелі загориться відповідна контрольна лампа. Автомобіль в даному випадку буде ефективно гальмувати, але при надмірному зусиллі на педалі гальма колеса блокуватимуться, що може призвести до занесення. Тому якщо відзначаються будь-які несправності ABS, необхідно враховувати це і гальмувати плавно та акуратно, а при можливості слід якнайшвидше звернутися до відповідних СТО за виконанням ремонтних робіт.