Тормозим абсолютно уверенно — журнал За рулем

Тормозим абсолютно уверенно

ТОРМОЗИМ АБСОЛЮТНО УВЕРЕННО

ТЕХНИКА

МЕХАНИЗМЫ

ТОРМОЗИМ АБСОЛЮТНО УВЕРЕННО

Все чаще в статьях о новинках мирового автомобилестроения встречается фраза: «АБС в базовой комплектации».

Сергей ИОНЕС, Михаил ГЗОВСКИЙ

В предыдущем, февральском номере ЗР мы рассказали, как ведет себя при торможении автомобиль с антиблокировочной системой и без нее. Сегодня остановимся подробнее на особенностях устройства АБС и последних новинках в этой области.

Антиблокировочные системы (АБС) появились в конце 70-х в качестве дополнительного оборудования дорогих моделей «мерседесов», «ауди», БМВ. Но с годами они получили распространение на более дешевых машинах и все чаще применяются как стандартное оснащение. Поэтому многие владельцы иномарок могут оценить достоинства этого устройства.

ПРИНЦИП

Антиблокировочная система — это автомат, обеспечивающий торможение в прерывистом режиме. Чтобы точнее понять суть дела, представим себе, что мы едем на отечественной легковой машине, на которой никогда не было АБС. Вспомните шоферскую науку: в дождь, в гололед, на укатанном снегу нельзя резко тормозить «в пол». Тормоз не выжимают до упора, а «качают» педаль: надавил — и сразу слегка отпустил, снова надавил — отпустил и так до полной остановки. Часто даже экстренное торможение не спасает от наезда на внезапно возникшее препятствие, но еще можно сманеврировать и уйти от столкновения — надо только отпустить тормоз. Но... водитель инстинктивно давит на педаль и становится заложником заблокированных колес.

Посмотрим, что происходит с автомобилем при резком и прерывистом торможении. Итак, педаль выжата, давление тормозной жидкости в контурах максимальное, колодки прижаты к барабанам и дискам. Но автомобиль все еще движется по инерции! Пока колеса вращаются, сила трения в точке контакта колеса с дорогой значительно выше, чем когда колеса заблокированы. Грубо говоря, пока колесо вертится, оно цепляется, хватается протектором за дорогу, даже скользкую. Но вот сработали тормоза, колеса остановились, потеряли часть своих сцепных свойств, и машина уже не катится, а скользит по дороге. Прерывистое торможение позволяет выгодно чередовать блокировку и качение. Педаль нажата — давление жидкости повысилось, колодки сжали диски или барабаны, колеса теряют скорость, вот-вот остановятся и начнут скользить. Но в этот момент педаль отпущена — давление упало и сцепление колес с дорогой восстановилось. Настало время снова притормозить, не позволить колесам раскрутиться, чтобы вскоре, опять слегка отпустив педаль, не дать заскользить. Конечно, тормозной путь при этом увеличится, зато машина по-прежнему слушается руля. Опытный водитель-профессионал знает, на каком расстоянии надо начинать прерывистое торможение, чувствует, когда надо притормозить, а когда отпустить педаль. И все же дело это тонкое, ошибиться легко. А если за рулем «чайник»?.. Да и опытного шофера не грех избавить от лишнего напряжения, доверив прерывистое торможение не человеку, а электронному устройству.

ТАК ОНА РАБОТАЕТ

Классическая АБС состоит из электронного блока управления, гидроагрегата, зубчатых колец и датчиков скорости вращения колес. Зубчатое кольцо установлено на ступице и вращается вместе с колесом. Датчик же расположен на расстоянии 1–2 мм от кольца, но уже на неподвижной части подвески. По мелькающим мимо зубчикам кольца он определяет скорость вращения колеса и постоянно информирует о ней блок управления. Благодаря одновременной работе всех датчиков блок постоянно следит за скоростью вращения каждого колеса. Когда водитель слишком резко нажимает на тормоз, скорость вращения колес уменьшается настолько, что возникает угроза блокировки и потери сцепления шин с дорожным покрытием. Блок управления отслеживает это и в нужный момент открывает электромагнитные клапаны гидроагрегата, вмонтированного в тормозную магистраль. Клапаны открываются, и сливной насос агрегата начинает откачивать жидкость из контуров. Давление падает, колодки разжимаются, сцепление колес восстанавливается. Как только от датчиков поступят сигналы, что колеса опять набрали определенную скорость, клапаны будут перекрыты, давление жидкости снова возрастет (водитель-то не отпускал педаль!), колодки сожмутся, тормозя колеса. И когда они снова начнут блокироваться, цикл повторится.

Таким образом, водитель держит педаль выжатой, а блок управления и гидроагрегат, регулируя давление тормозной жидкости, то притормаживают колеса, то дают им провернуться и тем самым обеспечивают прерывистое торможение, при котором автомобиль сохраняет управляемость. Причем делается все это с немыслимой даже для тренированного человека быстротой — в секунду система успевает 4–10 раз притормозить колеса. В целом тормозной путь автомобиля с АБС уменьшается примерно на 8–10% на скользкой дороге, а на сухом асфальте, напротив, несколько увеличивается по сравнению с машиной без АБС.

Антиблокировочные системы бывают трех- и четырехканальные. На заднеприводных и полноприводных автомобилях нередко устанавливают только три зубчатых кольца с датчиками. Два находятся на передних колесах (каждый на своем колесе), а скорость задних измеряет один, общий датчик. Зубчатое кольцо при этом не на ступице, а на редукторе заднего моста. Соответственно, в гидроагрегате только три электромагнитных клапана — два обслуживают передние колеса, один общий перекрывает контур, тянущийся к обоим задним колесам. При четырехканальной схеме каждому из четырех колес полагается свое собственное зубчатое кольцо, свой датчик и свой клапан в гидроагрегате. Устройство переднеприводных машин с диагональным разделением тормозных контуров позволяет применять только четырехканальную АБС. К тому же такая схема позволяет более точно следить за скоростью каждого из колес.

«ПЛЮС» СТРАХУЕТ В ПОВОРОТЕ

Техника не стоит на месте — специалисты фирм постоянно совершенствуют антиблокировочные системы. Электроника нового поколения учится точнее отслеживать скорость каждого из колес и приводить ее в соответствие со складывающейся обстановкой; элементы АБС удается сделать компактнее, снизить размеры и массу всего устройства.

Заслуживает особого внимания ряд новинок немецкой компании «Ай-Ти-Ти-Аутомотив», выпускающей антиблокировочные системы (и, между прочим, не только их). Например, устройство «АБС-плюс» имеет блок управления с усовершенствованным программным обеспечением. Такой компьютер не только следит за скоростью каждого колеса индивидуально, с высокой степенью точности обрабатывая информацию о скорости вращения каждого из них, но и учитывает положение автомобиля на дороге (благодаря дополнительным датчикам — угла поворота передних колес, скорости поворота машины вокруг вертикальной оси). Это дает возможность добавить стандартной АБС дополнительную функцию — помочь удержать автомобиль в случае неожиданного маневра. «АБС-плюс» с такой ролью справляется.

При повороте скорости правых и левых колес неодинаковы, одно колесо может попасть на лед и начать скользить или блокироваться, а другое останется на асфальте и будет «цепляться» за него. Разница в скорости колес возникает и при проезде неровностей дороги. «АБС-плюс» распознает такую разницу, и, когда водитель нажимает на тормоз, электроника снижает или увеличивает тормозное усилие на каждом колесе индивидуально, компенсируя отклонение автомобиля от его вертикальной оси и позволяя водителю исправить некоторые ошибки. Допустим, входя в поворот, он повернул руль резко и на слишком большой угол. Заднюю часть машины «бросает» к внешнему краю поворота — она может буквально встать поперек дороги. Если в этот момент скорость задних колес снизится, а скорость передних останется высокой, машина впишется в поворот. Наоборот, если водитель «недовернул» руль, возникает опасность вылететь с дороги. В этом случае надо снизить скорость передних колес, а задние, вращаясь быстрее, «затолкнут» машину в поворот.

Стабилизировать положение в повороте и избежать заноса можно также за счет разницы в скорости левых и правых колес. Когда возникает опасность заноса, «АБС-плюс» уменьшает тормозное усилие колес, находящихся с внутренней стороны поворота, и притормаживает те колеса, которые оказались с внешней стороны. Опыт показывает, что при объезде неожиданно появившегося препятствия водители часто поворачивают руль на слишком большой угол. «АБС-плюс» снизит тормозное усилие на внутреннем к повороту переднем колесе в значительно большей степени, чем обычная АБС. Таким образом, колесо и шина смогут передать большую боковую силу. Одновременно повышается усилие на внешнем к повороту переднем колесе, при этом создается стабилизирующий момент, возрастает устойчивость.

У «АБС-плюс» есть еще одна особенность. Стандартная АБС вступает в работу при очень интенсивном нажатии на педаль. «АБС-плюс» подключается, когда водитель только слегка нажал на тормоз. Но и действует она плавно, начинает антиблокировку в нужный момент и в нужной степени.

«КОМПАКТ» И ДРУГИЕ

«Ай-Ти-Ти-Аутомотив» занимается также уменьшением размеров и снижением стоимости антиблокировочных устройств. Блоку управления и гидроагрегату требуется определенное пространство под капотом. У компактных автомобилей пространство ограничено, каждый сантиметр на счету и проблема уменьшения габаритов деталей АБС становится актуальной.

Два с половиной года назад фирма выпустила систему МК-20, которая считается одной из самых компактных АБС в мире: она весит всего 3 кг, размеры блока 16х10х10 см. Электродвигатель сливного насоса получает питание по внутреннему кабелю, который проходит к блоку управления через гидроагрегат. Такой кабель превосходно защищен от атмосферных условий и повреждений. Конструкцию клапанов МК-20 можно смело отнести к произведениям инженерного искусства, а вся система не только компактна, но и надежна, легко монтируется.

Но у «Ай-Ти-Ти» есть и еще более компактная модель — «АБС-компакт». Ее размеры сопоставимы с размерами обычной тормозной системы, не оснащенной АБС. Блок управления, гидроагрегат и главный тормозной цилиндр объединены в один узел. По размеру вся система чуть больше тормозного бачка, она кажется маленькой коробкой на фоне «тарелки» усилителя тормозов. «АБС-компакт» обходится без сливного насоса и присутствующих в гидроагрегате обычной АБС аккумуляторов низкого давления. Прецизионные клапаны перепускают жидкость из соответствующих контуров в бачок. Таким образом, при срабатывании АБС педаль будет постепенно опускаться. Однако создатели «компакта» предусмотрели и ситуацию, когда педаль начнет приближаться к ограничителю и система дойдет до предела своих возможностей. Такое может произойти, например, при длительном интенсивном торможении с высокой скорости на скользкой дороге. В системе есть датчик хода педали. Если он достигнет критической точки, функция антиблокировки передних колес отключится, однако задние по-прежнему продолжат прерывистое торможение, и машина не сорвется в занос. В такой ситуации можно на миг отпустить педаль — тогда жидкость вновь заполнит главный тормозной цилиндр и функции АБС восстановятся.

Еще одна новинка компании — система автоматической стабилизации управления (ASMS), которая включена в дополнительное оборудование «Фольксвагена-Гольф» нового, четвертого поколения. Помимо основной (антиблокировочной) функции, новинка оснащена системой полного тягового контроля (ASR), которая препятствует пробуксовке колес во время резкого старта машины на дороге с неоднородным покрытием (сочетание асфальта со снегом, льдом, жидкой грязью). Три датчика-сенсора измеряют угол поворота, степень отклонения от заданного направления, поперечное ускорение, а высокоэффективный компьютер и особый тормозной усилитель активно влияют на поведение автомобиля, даже если водитель не нажимает на тормозную педаль. Эта система способна не только управлять тормозами, но и при необходимости может уменьшить подачу топлива.

Другие фирмы («Бош», «Лукас», «Келси-Хейс») тоже работают над модернизацией элементов АБС. К примеру, шведская СКФ встроила датчик угловой скорости и зубчатое колесо прямо в подшипник, из корпуса которого к блоку управления тянется провод.

У нас в стране тоже разрабатываются антиблокировочные системы (см. ЗР, 1990, № 11), в первую очередь для тяжелых машин — некоторых моделей грузовиков и автобусов. Но о серийных АБС на отечественных автомобилях пока приходится только мечтать. Для обеспечения надежности АБС нужна очень высокая культура производства, предъявляются высокие требования не только к электронике, но и к качеству узлов ходовой части. Блок управления должен быть устойчив к помехам от внешних электромагнитных воздействий, выход из строя АБС не должен нарушать работу штатной тормозной системы. Способны ли российские автопром, электронная промышленность и «оборонка» выполнить эти и многие другие требования, создать современное, надежное изделие — тема отдельного разговора. И все-таки мы надеемся, что когда-нибудь на нашем рынке появятся антиблокировочные и противобуксовочные системы для массовых легковых машин.

На скользком покрытии машину с АБС (вверху) гораздо легче удержать на заданной траектории.

АБС модели МК-20.

«АБС-компакт». Справа на главном тормозном цилиндре — электронный блок и блок клапанов.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Читать комментарии

Самые новые