Антиблокировочные Системы Автомобиля|АвтоЦентр

menu
person

Антиблокировочные Системы Автомобиля

Что такое АБС (АнтиБлокировочная Система). Рассмотрим назначение, схему установки, узнаем как работает система АБС, также разберем неисправности и узнаем, что делать, если возникла неисправность АБС системы.

  1. АнтиБлокировочная Система
    1. Схемы установки АБС
    2. Как работает АБС (АнтиБлокировочная Система)
    3. Неисправность датчика АБС
    4. Горит неисправность АБС
    5. Загорелась лампочка АБС: Что делать

АнтиБлокировочная Система

Это ряд устройств, которые при торможении автомобиля, вне зависимости от действий водителя, предотвращают блокировку колес. Таким образом, автомобиль с ABS в экстренной остановке не только не «проскочит» с невращающимися колесами вперед, не только не потеряет управление, но и не вылетит с проезжей части.

При экстренном торможении (особенно на мокром дорожном покрытии) значительное усилие на педаль тормоза может привести к блокировке колес. Сцепление шин с дорожным покрытием в этом случае резко ослабевает и управляемость падает с возникновением заноса. Это связано с тем, что при блокировке колеса весь запас по сцеплению колеса с дорогой используется в продольном направлении и оно перестает воспринимать боковые силы, которые удерживают автомобиль на заданной траектории (рис. 6.22).

Торможение колеса без блокировки позволяет реализовывать как продольные силы Fв контакте колеса с дорогой (торможение), так и поперечные Fs (управляемость, устойчивость). Кроме того, как было отмечено выше, катящееся колесо имеет больший запас по сцеплению, чем заблокированное.

Первые патенты на антиблокировочные системы (АБС) появились в конце 20-х гг. Однако лишь в 1969 г. началась серийная установка антиблокировочной системы (АБС) тормозов на легковом автомобиле, а впоследствии и на грузовом.

Применение АБС способствовало:

  • повышению активной безопасности автомобиля, т. е. повышению тормозной эффективности (особенно на скользких поверхностях), улучшению устойчивости и управляемости;

  • увеличению средней скорости движения;

  • продлению срока службы шин.

По существующим международным нормам сегодня в обязательном порядке должны оборудоваться антиблокировочной системой следующие транспортные средства:

  • грузовые автомобили весом более 3,5 т;

  • автобусы весом более 5 т;

  • прицепы и полуприцепы весом более 5 т.

Другие автотранспортные средства, в т. ч. легковые автомобили оборудуются АБС по желанию покупателя или по инициативе фирм-изготовителей автомобилей. Следует отметить, что для большинства современных легковых автомобилей АБС уже стала штатным оборудованием.

Рис. 6.22. Силы, действующие в контакте колеса с дорогой

Рис. 6.23. Схема электронной АБС: 1 — датчик; 2 — замер скорости; 3 — модулятор; 4 — блок управления; 5 — тормозной цилиндр; 6 — замер давления

Существующие конструкции АБС имеют различный уровень технического совершенства, поэтому их разделили на три категории (1, 2, 3) для автомобилей, на две (А, Б) — для прицепов и предъявляют к ним различные требования, допускают к установке на конкретные типы автомобилей. Так, например, междугородные и туристические автобусы могут оснащаться только самыми совершенными АБС категории 1. На других типах ТС могут применяться относительно дешевые и простые АБС, устанавливаемые, например, только на задней оси.

АБС должна обеспечивать:

  • минимальный тормозной путь (не менее 75 % от максимально возможного); 
  • устойчивость при торможении;
  • сохранение управляемости при торможении;
  • приспособляемость к изменяющимся внешним условиям, например сцеплению на сухой, мокрой и скользкой дороге (адаптивность);
  • плавное торможение, без рывков;
  • возможность торможения при выходе из строя АБС;
  • минимальный расход рабочего тела;
  • минимальное потребление электроэнергии;
  • помехоустойчивость по отношению к внешним магнитным полям;
  • сигнализацию при выходе из строя АБС, диагностику неисправности;
  • общие требования (надежность, низкая стоимость и т. п.).

В состав электронной антиблокировочной системы входят (рис. 6.23):

  • датчики (угловой скорости колеса, замедления и т. д.);
  • электронный блок управления, получающий информацию от датчиков, обрабатывающий ее и подающий сигналы на исполнительные механизмы и сигнальную лампу;
  • исполнительные механизмы (модуляторы давления рабочего тела).

Для поддержания требуемого проскальзывания (пробуксовки) колес необходимо знать значения линейной скорости автомобиля в каждый момент времени, угловую скорость тормозящего колеса, рассчитывать скольжение и управлять модуляторами, установленными в тормозном приводе. С помощью модуляторов изменяют тормозное давление, поступающее к тормозным камерам или рабочим цилиндрам и тем самым регулируют тормозные силы на коле сах.

Угловую скорость колеса определяют датчиками, установленными в ступице колеса, или, реже, в главной передаче. Датчик состоит из ротора в виде зубчатого диска (или перфорированного кольца), закрепленного на колесе, и катушки индуктивности, установленной неподвижно с некоторым зазором относительно зубцов диска.

Линейную скорость автомобиля чаще всего определяют косвенным путем — перерасчетом значений, полученных от датчиков угловой скорости колес. Иногда, например, на полнопри-вод ных автомобилях линейную скорость рассчитывают по значению замедления в продольном направлении, определяемому с помощью датчика замедления. При достижении величины заданного относительного скольжения (порогового значения) блок управления подает соответствующую команду исполнительному механизму.

Существуют различные принципы регулирования: по величине замедления тормозящего колеса; по заданной величине угловой скорости тормозящего колеса; по заданной величине относительного скольжения; по давлению рабочего тела и т. д.

В подавляющем большинстве случаев для выполнения всех требований по адаптивности применяется регулирование тормозящего колеса по его замедлению и скольжению.

Исполнительные механизмы (модуляторы) АБС могут иметь различное устройство: клапанное, золотниковое, диафрагменное, смешанное. Модуляторы по командам блока управления изменяют давление рабочего тела в тормозных камерах или цилиндрах.

Различают модуляторы, работающие по двухфазовому (увеличение-сброс давления) и трехфазовому (сброс-выдержка-увеличение давления) рабочим циклам. Современные модуляторы часто имеют усложненный рабочий цикл. Например, фаза увеличения или уменьшения давления состоит из нескольких этапов, отличающихся темпом изменения давления. От частоты, с которой модулятор может осуществлять рабочий цикл, зависит качество работы АБС. Трехфазовый модулятор обеспечивает несколько меньший расход рабочего тела.

Схемы установки АБС

Тормозная динамика автомобиля в большой степени зависит от схемы установки элементов АБС на автомобиле и выбранного принципа регулирования.

Наиболее распространены следующие принципы регулирования скольжения колес:

  • индивидуальное регулирование скольжения каждого колеса в отдельности (Individual Regelung) — IR;
  • «низкопороговое» регулирование, т. е. регулирование, предусматривающее подачу команд на растормаживание и затормаживание обоих колес оси одновременно по сигналу датчика колеса, находящегося в худших по сцеплению условиях, — «слабого» колеса (Select Low) — SL;
  • «высокопороговое» регулирование колес одной оси, когда сигнал подается датчиком «сильного» колеса, т. е. находящегося в лучших по сцеплению условиях (Select High) — SH;
  • модифицированное индивидуальное регулирование — Modifizierte Individual Regelung (MIR) представляет собой компромиссное регулирование между SL и IR.

Смысл MIR заключается в том, что вначале регулирование осуществляется по «низкопороговому», а затем постепенно происходит переход к индивидуальному регулированию. MIR целесообразно использовать при торможении на опорной поверхности с различным сцеплением под левым и правым колесами, а также на повороте и поперечном уклоне. Индивидуальное регулирование является оптимальным с точки зрения обеспечения наилучшей тормозной эффективности (минимального тормозного пути).

Для этой цели на каждом колесе размещается датчик частоты вращения и модулятор давления и их параметры регулируются отдельным каналом управления в электронном блоке. Индивидуальное регулирование дает возможность получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии со сцепными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь. Однако если колеса одной оси будут находиться в неодинаковых сцепных условиях, то тормозные силы на них также будут неодинаковыми.

В этом случае возникает разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости (рис. 6.24). 

Рис. 6.24. Разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости


Рис. 6.25. Схема системы АБС 2-го поколения фирмы Bosch для легкового автомобиля:

1 — датчик; 2 — сигнальная лампа; 3 — блок управления; 4 — модулятор ля при этом сохраняется, т. к. колеса не заблокированы и запас боковой устойчивости остается достаточным.

Схема с индивидуальным регулированием является наиболее сложной и дорогой.

При выборе схемы АБС обычно исходят из технической и экономической целесообразности. Как показали исследования, соответствуют всем требованиям, а следовательно, относятся к категории 1 АБС имеющие схему регулирования (передние колеса/задние колеса) IR/IR и MIR/IR, а также другие схемы (MIR/SL, SL/IR) если принцип SL используется на оси (осях), обеспечивающей не более 50 % суммарной тормозной силы. АБС, использующие принцип SL на обеих осях АТС (SL/SL), относятся к категории 2. В АБС категории 3, как правило, реализуется схема — SL.

На рис. 6.25 показана схема системы АБС 2-го поколения, разработанная фирмой Bosch для легковых автомобилей с гидравлическим тормозным приводом.

Она встраивается в штатную тормозную систему и не требует изменения ее конструкции. Преимущества таких систем заключаются в простоте и удобстве компоновки на автомобиле.

Как работает АБС (АнтиБлокировочная Система)

Гидравлический узел состоит из насоса с электродвигателем, модулятора с тремя электроклапанами, двух аккумуляторов с демпфирующими камерами.

В системе используется трехфазный рабочий цикл. При торможении без блокировки колес электроклапан соединяет колесный цилиндр с соответствующей секцией главного цилиндра и тормозная система работает обычным образом. Если ЭБУ выявляет тенденцию к блокированию колеса, то электроклапан переводится в положение, при котором колесный тормозной цилиндр отсоединяется от главного тормозного цилиндра и, наоборот, соединяется с магистралью слива. Жидкость перетекает в демпфирующую камеру, а затем перекачивается насосом в главный тормозной цилиндр.

Давление в колесном цилиндре уменьшается. В фазе выдержки давления электроклапан переводится в положение, при котором все магистрали разъединены между собой. Следующая фаза нарастания давления осуществляется переводом электроклапана в первоначальное положение. Жидкость из главного тормозного цилиндра вновь поступает в колесный цилиндр.

В случае отказа насоса торможение с антиблокировочной функцией прекращается, но работоспособность тормозного привода сохраняется.

Типичная схема установки пневматической АБС на двухосном грузовом автомобиле с пневмоприводом показана на рис. 6.26. Эта система состоит из блока управления, соединенного с колесными датчиками и модуляторами.

Модулятор АБС имеет, как правило, диафрагменную конструкцию. Такая конструкция обеспечивает более высокое быстродействие по сравнению с поршневой. Модулятор (рис. 6.27) имеет два электроклапана 1 и 2 и два пневмоклапа на. Выходы модулятора подключены к тормозному крану, к тормозной камере и к атмосфере.

При торможении без срабатывания АБС воздух поступает от крана на выход к тормозному крану, отжимает диафрагму верхнего пневмоклапана и проходит на выход к тормозной камере. Одновременно он поступает через большой канал к нижнему пневмоклапану, который дополнительно прижимается к своему седлу, перекрывая атмосферный выход. Верхний пневмоклапан находится в открытом положении, т. к. полость соединена с атмосферой через электроклапан отсечки. При растормаживании тормозным краном воздух проходит через модулятор в обратном направлении, от выхода к тормозной камере к тормозному крану.

Рис. 6.27. Принципиальная схема пневматического модулятора АБС: 

1, 2 — электромагнитные клапаны; 3 — следящий поршень; 4, 6 — пружина; 5 — корпус впускного и атмосферного клапанов; 7 — седло атмосферного клапана; А — полость, соединяющая тормозной кран с модулятором; Б — полость, соединяющая модулятор с атмосферой; В — полость, соединяющая воздушный баллон с модулятором; Г — полость, соединяющая модулятор с рабочей полостью тормозной камеры; Д — полость, соединяющая тормозную камеру через модулятор с атмосферой

При работе АБС модулятор обеспечивает трехфазный рабочий цикл

В фазе сброса давления на оба электроклапана модулятора подается напряжение от электронного блока управления. Электроклапан отсечки закрывает атмосферный выход и одновременно пропускает воздух от выхода к тормозному крану через малый канал в полость. Давление с обеих сторон диафрагмы верхнего пневмоклапана выравнивается, и он усилием пружины закрывается. Одновременно из-за срабатывания электроклапана сброса открывается нижний пневмоклапан. Через него воздух из тормозных камер выходит в атмосферу.

Выдержка тормозного давления (вторая фаза) на постоянном уровне производится при подаче напряжения только на электроклапан отсечки. В этом случае оба пневмоклапана закрыты.

В третьей фазе электроклапаны обесточены и воздух проходит из тормозного крана в тормозную камеру.

Установка трехфазовых модуляторов около каждого колеса автомобиля позволяет реализовать любой принцип регулирования.

Несмотря на установленную на автомобиле АБС рекомендуется сохранять в тормозном приводе регулятор тормозных сил, хотя это и не требуется нормативами. Считается, что регулятор сохраняет комфортабельность движения и расход воздуха и снижает вероятность вступления в работу АБС.

Неисправность АБС не может быть полностью исключена, поэтому необходимо выбирать такое подключение датчиков и модуляторов, которое обеспечит сохранение свойств системы даже при наличии некоторых отказов. Часто выбирается диагональная схема подключения. К каждому процессору подключаются датчик и модулятор двух колес по диагонали: одного переднего и одного заднего. В этом случае при единичной неисправности отключается только одна диагональ. Одно незаблокированное переднее колесо и одно заднее колесо обеспечат остаточную устойчивость и управляемость автомобиля. Лампа, сигнализирующая о неисправности АБС, подключается параллельно к обоим каналам блока управления. Поэтому, даже если она горит, одна из диагоналей еще может находиться в исправном состоянии. Самодиагностика исправности АБС начинается при включении зажигания и производится непрерывно при движении ТС. Концепция двухканальной электроники с диагональным распределением каналов считается важным элементом надежности АБС для грузовых автомобилей и автобусов, т. к. единичный отказ в АБС не может застать врасплох водителя, привыкшего к помощи системы при торможении. К блоку управления АБС может подключаться тормоз-замедлитель. Электроника автоматически отключает замедлитель, когда АБС вступает в работу.

Неисправности датчика АБС

Современные АБС обладают достаточно высокой надежностью и могут длительное время работать не выходя из строя. Электронные блоки отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями. Если неисправность случилась, то причина нередко бывает связана с нарушениями рекомендаций производителя.

Самыми уязвимыми являются колесные датчики, располагаемые вблизи вращающихся деталей ступицы или полуосей. Место расположения этих датчиков благополучным никак не назовешь: различные загрязнения или слишком большой люфт в подшипниках ступицы способны вызывать сбои в их работе, которые становятся чаще всего виновниками неполадок в работе ABS.

  • Деактивация по результатам самодиагностики. Это может быть вызвано сбоями в работе управляющего блока или повреждением проводки сенсорного датчика ABS.
  • АБС после активации самодиагностируется, но затем выключается. Такую проблему может вызвать разрыв проводов, нарушение контактов или их окисление, где нарушена подача питания и сигналов.
  • 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.
  • Полная потеря работоспособности системы. Тут может быть масса причин, начиная от поломок датчика и заканчивая износом подшипников ступиц.

Кроме того, на исправность влияет величина напряжения между клеммами аккумулятора. При уменьшении напряжения до 10,5 В и ниже ABS может самостоятельно выключиться через предохранительный электронный блок. Предохранительное реле может также сработать при недопустимых колебаниях и всплесках напряжения в сети машины.

О том, что антиблокировочная система неисправна, свидетельствует загорание контрольной лампы на панели приборов. Слишком нервно реагировать на это не следует. Без тормозов авто не останется, но при торможении будет вести себя как машина, в которой ABS отсутствует.

Существует ряд особенностей, связанных с обслуживанием тормозной системы с АБС. Например, перед заменой тормозной жидкости следует разрядить аккумулятор давления в гидроблоке. Для этого при выключенном зажигании необходимо раз двадцать нажать на педаль тормоза.

Горит неисправность АБС

Исходя из устройства АБС, можно придти к выводу, что гореть индикатор неисправности системы может по следующим причинам:

  • Проблемы с датчиками, установленными на колесах;
  • Неисправности в блоке управления системой АБС;
  • Неисправны кабели между элементами, передающие информацию об их состоянии;
  • Имеются проблемы с венцом на ступице.

Все описанные неисправности могут проявиться прямо во время движения. К примеру, вибрации на неровной дороге часто приводят к обрыву проводов. Во время движения по бездорожью на датчики может налипнуть грязь или в них забьется песок, что не позволит им передавать верную информацию на блок управления системой, и он отметит неисправность включенной лампочкой АБС на панели приборов.

Загорелась лампочка АБС: Что делать

Самый верный способ в подобной ситуации – это воспользоваться диагностическим оборудованием, которое позволит определить, от какого датчика сигнал не передается на  блок управления и какие ошибки имеются в работе АБС.

Если нет возможности проверить автомобиль на диагностическом стенде, можно предпринять следующие действия:

  • Разогнаться на ровном прямом участке дороги до 40 километров в час, а после резко нажать на педаль тормоза. Если лампочка потухнет, значит, антиблокировочная система вернулась в рабочий режим, устранив временную неисправность;
  • В том случае, когда лампочка АБС загорается в дороге на некоторое время, а потом гаснет, необходимо внимательно проверить все соединения проводов, которые входят в состав передачи данных о функционировании системы. Вероятнее всего имеются проблемы именно с проводами и контактами;
  • Если проблема АБС кроется в неверных показателях с датчиков, установленных на колесах, необходимо их проверить. Часто при проведении ремонтных работ автомеханики забывают подключить датчик АБС. Нередки случаи, когда он просто забит грязью, и его необходимо почистить. Также неправильно выполненная установка колеса может привести к проблемам с показателями, которые идут от датчика на колесе к блоку управления;
  • Наиболее сложной проблемой является неисправность самого блока управления АБС. Если произошел программный сбой, придется обращаться в сервисный центр. Стоит отметить, что некоторые современные модели автомобилей отображают информацию о проблеме с блоком управления АБС на бортовом компьютере.

Система АБС крайне простая в плане принципа работы и самодиагностики. Не так много причин, из-за которых она может выйти из строя, и большинство из них владелец автомобиля способен обнаружить и устранить самостоятельно.

Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Тормозное управление | Добавил: autodromcar (19.11.2019)
Просмотров: 86 | Теги: модулятор, давление, АБС, колесо, тормозной, датчик, схема, Регулирование, система, автомобиль | Рейтинг: 0.0/0

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar