Приходилось ли вам когда-нибудь избегать внезапного препятствия и одновременно тормозить? Уверен, что да. Казалось бы, что сложного — нажимаешь на тормоз, поворачиваешь руль и корректируешь траекторию. Но все относительно легко до определенного момента. Если в аварийной ситуации вы нажмете на педаль тормоза сильнее, чем необходимо, колеса могут заблокироваться и…..
Есть еще две возможности. И то, и другое обеспечивается наличием или отсутствием ABS (антиблокировочной тормозной системы). Если автомобиль архаичный, родословная его относится к середине 1970-х годов или он сошел с конвейера одного из автозаводов страны, то, как бы вы ни крутили «руль», он не изменит траекторию движения. Проблема в том, что заблокированные колеса, пробуксовывая, лишают водителя возможности маневрировать — машина будет тупо ехать по прямой, как будто руль отрезали. Только опытному пилоту удается хладнокровно разблокировать колеса, на мгновение отпустив педаль тормоза. Затем, используя импульсное торможение, восстановите контроль и снизьте скорость. Второй вариант — для автомобиля, оснащенного ABS. Все, что требуется от водителя, это сильнее нажать на педаль тормоза и крепко держать руль. Чувствуете ли вы разницу?
За 30 лет система кардинально изменилась. Скорость и количество циклов срабатывания в единицу времени увеличились в десять раз. Первые блоки управления для автомобилей весили более 7 кг. Современные гораздо компактнее и весят около 1,5 кг.
Блокировка также опасна тем, что может стать причиной заноса или поворота автомобиля. Это может произойти, если под колесами разное покрытие, сильно изменена нагрузка на ось во время предыдущего маневра или разные шины (последнее звучит дико, но, к сожалению, не редкость в России). Кроме того, при заблокированных колесах автомобиль может изменить свою траекторию под воздействием любой боковой силы (наклон дороги или столкновение). Корректировка траектории в этом случае практически невозможна.
ABS использует индуктивные частотные датчики и датчики эффекта Холла для определения скорости вращения колес. Каждое новое поколение датчиков скорости вращения колес становится все меньше, точнее и надежнее. Первоначально устанавливался только один датчик, который монтировался на заднем мосту или коробке передач. Позже еще два датчика были установлены на передних колесах. И только последние версии ABS оснащены датчиками, установленными на каждом колесе соответственно, с индивидуальными модуляторами. Кстати, самая ранняя и самая примитивная одноканальная ABS воздействовала на все тормоза одновременно.
Другим негативным эффектом блокировки является увеличение остановочного пути. Это связано с тем, что сила трения покоя обычно больше силы трения скольжения. Поэтому для того, чтобы автомобиль остановился как можно быстрее, давление в тормозных магистралях должно быть таким, чтобы при торможении колеса вращались на пределе блокировки. Существует также важное значение для относительного скольжения. В зависимости от степени блокировки колеса она может варьироваться от нуля (колесо катится без пробуксовки) до 100% (колесо полностью заблокировано). Экспериментально установлено, что максимальная эффективность торможения достигается при проскальзывании от 15% до 20% — то есть, когда скорость заторможенного колеса на 15-20% меньше скорости свободного колеса при постоянной скорости автомобиля. Если мы разгоняемся, то можно сказать, что электроника поддерживает это значение во время торможения, периодически блокируя и разблокируя колеса.
Электронный блок управления (1), модулятор (2), изменяющий давление в гидравлических магистралях, датчики скорости вращения колеса (3), расположенные на внутренней стороне ступицы колеса, являются компонентами практически всех современных систем ABS.
Только в 1970-х годах прогрессивное человечество наконец признало вред, наносимый заблокированными колесами. Пионером в этой области стал Mercedes-Benz, который совместно с Bosch разработал систему, ставшую доступной на Mercedes S-Class в 1979 году. Именно тогда был заложен основной принцип ABS, который с тех пор только совершенствовался.
Современная электроника (ABS, трекшн-контроль, ESP) учитывает не только скорость вращения колес для управления поперечной и продольной динамикой автомобиля. Угол поворота руля, крен кузова, ускорение — все под контролем. Давление в тормозных контурах создается в соответствии со всеми полученными данными, плюс, в некоторых случаях, оно изменяет тягу двигателя по усилию.
Функция ABS заключается в управлении скоростью вращения колес путем изменения давления в тормозных магистралях. Для того чтобы управлять угловой скоростью, необходимо знать ее значение и то, как она изменяется во времени. Каждое колесо оснащено колесным датчиком, который излучает электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колеса. Эта информация передается в блок управления ABS.
Если во время торможения угловая скорость колеса приближается к нулю, компьютер определяет, что колесо должно быть заторможено. Гидравлический модулятор использует электромагнитный клапан для стравливания воздуха из магистрали и направляет излишки тормозной жидкости в аккумулятор. Давление будет уменьшаться до тех пор, пока колесо, снова «схватившись» с дорожным покрытием, не раскачается до определенной скорости. Тогда ABS снова быстро увеличит давление в магистрали и затормозит колесо. Цикл продолжается до тех пор, пока автомобиль не остановится или водитель не снизит давление на педаль до положения, при котором ABS не нужна.
Существующие на рынке системы очень тонко настроены и обеспечивают максимальную эффективность торможения.
Многие скажут: «Это не такой уж и фокус!». Вы можете тормозить прерывисто. И это действительно так: во многих случаях такой способ замедления на автомобилях без ABS позволяет обойти внезапное препятствие при экстренном торможении. Когда колеса заблокированы, вы тормозите; как только они «освобождаются», вы можете скорректировать направление движения. Конечно, такая ситуация значительно увеличит тормозной путь, но у водителя будет возможность объехать препятствие и упредить занос, действуя рулевым колесом.
Но, к сожалению, ни один успешный водитель не может обеспечить «порцию» торможения с такой частотой, как это делает ABS. Система (в зависимости от варианта) справляется с блокировкой и разблокировкой колес около 15 раз в секунду. Кроме того, водитель воздействует на все тормоза одновременно (так работали первые системы ABS), тогда как современные четырехканальные антиблокировочные тормозные системы контролируют скорость и регулируют тормозное усилие для каждого колеса отдельно.
Гидравлический модулятор, соединенный с блоком управления (черный).
На большинстве современных автомобилей ABS работает в сочетании с EBD (Electronic Brake Distribution) — системой, регулирующей тормозное усилие для каждого колеса. Благодаря EBD возможно безопасное торможение в повороте и на «компаунде». Электроника будет информировать водителя о том, что колеса находятся на разных поверхностях, и уменьшит тормозное усилие на колесах с лучшим сцеплением. Кстати, интенсивность торможения в этом случае уменьшится и будет зависеть от силы трения колеса (колес) с наихудшим сцеплением.
Стоит отметить, что для достижения максимальной эффективности торможения педаль тормоза на автомобилях с ABS должна быть максимально выжата до пола. Это не является обязательным для водителей автомобилей, оснащенных системой Brake Assist, которая сама создает избыточное давление в тормозной магистрали, «дополнительное торможение» для слабого или нерешительного человека. Во время обычного замедления он не вмешивается. Однако при резком нажатии на педаль Brake Assist распознает сигнал экстренного торможения и начинает действовать.
При торможении на неровной дороге электроника сделает все возможное, чтобы избежать заноса. Но иногда автомобиль с ABS и EBD может раскачиваться совершенно дико. Здесь все зависит от того, как настроена система.
Но не все так гладко. ABS, как и любая другая система, имеет недостатки. Например, простая «антиблокировка» может проигрывать обычным тормозам на снегу, льду или песке, сводя на нет преимущества шипованной резины. В конце концов, на льду шипы обеспечивают наибольшее замедление только при максимальном относительном скольжении, когда они, как когти, впиваются в лед и задевают его. Проблема заключается в том, что ABS стремится затормозить колеса и не дает шипам сработать, тем самым увеличивая тормозной путь. То же самое происходит на грунтовых дорогах (песок, гравий, глина) и на заснеженных поверхностях.
Наличие ABS не является причиной для отказа от использования шипованных шин. Шипы все равно будут держаться за лед во время блокировки и обеспечивают лучшее торможение, чем шипованные шины.
Автомобили с ABS в этом случае имеют более длинный тормозной путь, поскольку постоянно разблокированные колеса не вызывают «эффекта плуга». Именно на таких поверхностях заблокированные колеса имеют максимальную эффективность торможения — за счет того, что они поднимают перед собой «валики» земли или снега. Поэтому важно помнить, что на обледенелой, заснеженной или грунтовой поверхности тормозной путь автомобилей без ABS может быть короче.
Автомобили, оснащенные АБС, сохраняют управляемость при экстренном торможении.
ABS также может создавать некоторые проблемы на неровных дорогах. Если при торможении одно колесо на мгновение повиснет в воздухе и заблокируется, хитрая электроника начнет спасать вас от заноса и немедленно сбросит давление в остальных магистралях. Автомобиль будет неприятно вилять «хвостом» в повороте, а тормозной путь увеличится. В принципе, никто не застрахован от таких случайных прогибов, но помните, что адекватная работа закладной ABS — это хорошая подвеска.
В случае любой неисправности системы на приборной панели загорится контрольная лампочка. В этом случае совет один — бежать в сервисный центр.
Прогресс рождает все более сложные системы. Они могут адаптироваться к типу дорожного покрытия и тормозить в соответствии с запрограммированным эффективным алгоритмом. Конечно, электронику нельзя рассматривать как окончательное лекарство, но статистика — вещь упрямая: правильно настроенная ABS со всеми безотказными системами автомобиля на сухой и мокрой поверхности помогает сэкономить до 20% тормозного пути и дает водителю шанс на маневр. Стоит ли говорить, что от этих ценных показателей могут зависеть жизнь и здоровье?
Источник: drive.co.uk
