Что такое ABS в автомобиле, принцип работы и возможные неисправности

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня рассмотрим очередную ступень развития классической тормозной системытормоза с антиблокировочной системой. Именно так расшифровывается аббревиатура ABS. Познакомимся, как она работает, основные ее неисправности.

Устройство, назначение и принцип работы ABS в автомобиле

Что это такое

Это система, препятствующет блокированию колес во время экстренного торможения или на скользкой поверхности. Опасность блокировки колес состоит в том, что в случае резкого нажатия на тормоз, водитель может потерять управление автомобилем. Известно, что при заблокированных колесах управлять машиной проблематично, она не слушается руля, а двигается по своей траектории за счет инерции и скольжения блокированных колес. В лучшем случае увеличится тормозной путь, в худшем – сорвется в неконтролируемый занос. Если они будут хоть немного вращаться, то можно свернуть в сторону, изменить направление движения и избежать столкновения.


Поведение автомобиля при экстренном торможении без АБС

Именно для предотвращения таких опасных ситуаций была создана антиблокировочная система (АБС). Она понимает, что если колесо резко прекратило вращение, а автомобиль сохраняет при этом скорость, то произошло экстренное торможение и нужно водителю помочь не потерять контроль над авто. Она ослабляет давление на тормозные механизмы этого колеса, разрешая ему вращаться, а не скользить по поверхности. Вы подумаете, что при этом увеличивается тормозной путь и столкновения не избежать, ведь колодки отошли от диска. Это не так, за считанные доли секунды она вновь сомкнет колодки, и механизм заблокируется. Если скорость транспортного средства остается выше определенного уровня, она вновь вступит в работу и «отпустит» тормоза, освободив колесо. Это процесс будет происходить до тех пор, пока авто не остановится или водитель не ослабит педаль тормоза.

Назначение АБС в автомобиле

В случае необходимости АБС «сковывает» и отпускает колеса, на этом основан принцип ее работы.

По поводу тормозного пути на дорогах с разным покрытием, стоит поговорить отдельно. Да, она уменьшает его на асфальтированных дорогах, колеса не скользят, а планомерно замедляются. На грунтовых дорогах или покрытых рыхлым снегом, длина торможения будет выше, чем у автомобиля без «помощника». Это обусловлено тем, что при резком нажатии на тормоз, у авто, не оборудованном АБС, колеса блокируются, и перед ними образуется препятствие в виде снега или песка (щебня, грунта и т.д.). Эта своеобразная стена под покрышкой быстрее останавливает машину. Антиблокировочная система не дает колесам блокироваться, они не «собирают» перед собой насыпь из дорожного покрытия, которое помогало бы остановиться, они продолжают свободно вращаться. В этом случае тормозной путь увеличивается. Это наглядно продемонстрировано на видео ниже.

Как работает ABS на автомобиле

Прежде чем разобрать, как она функционирует, предлагаю познакомиться с ее устройством и назначением компонентов.

Устройство антиблокировочной системы

  1. Датчики ускорения, установленные на ступицах колес

  2. Управляющие клапаны, встроенные в тормозную магистраль. Они находятся в гидроблоке. Есть впускные, которые контролируют подачу тормозной жидкости к механизму тормоза определенного колеса и выпускные – травят давление обратно в систему

  3. Электронный блок управления (ЭБУ), который получает сигналы от датчиков и управляет клапанами. Он принимает решение, разблокировать колесо или нет. Он диагностирует всю систему и сигнализирует о поломках, сообщая коды неисправности ABS.

  4. Электронасос. Перекачивает тормозную жидкость обратно в главный тормозной цилиндр. Поэтому водитель чувствует небольшие удары в педаль при работе системы.

Устройство антиблокировочной системы автомобиля

Рассмотрим основные компоненты подробно.

Как работает датчик антиблокировочной системы

Как говорилось выше, системы, для своей корректной работы, должна знать частоту вращения каждого колеса. Для ее контроля используют датчики, закрепленные на ступицах. Но одного его не достаточно. Там же закреплено импульсное кольцо, вращающееся вместе с колесом. Оно выглядит как шестеренка.

как работает пассивный датчик ABS

Датчик состоит из постоянного магнита и катушки в его корпусе – пассивный. Он закреплен и не подвержен вращению колеса. Его конец направлен в сторону зубьев кольца и при вращении его меняется магнитное поле постоянного магнита. Это изменение создает ток на катушке, который передается в блок управления. Недостатком такой конструкции является то, что фиксировать изменение частоты вращения начинает только при скорости выше 5-7 км/ч.

Преимуществом такого вида является высокая износостойкость, прочность. На работоспособность не влияет грязь, которая может облепить его. Неисправность может проявиться только в физической поломке. Были редкие случаи, что обламывалось кольцо, оно свободно вращалось на оси ступицы в независимости от колеса. Физическое повреждение сенсора, но это в исключительных случаях. О поломках АБС подробнее поговорим ниже.

Для контроля всего диапазона скоростей были изобретены активные датчики ABS. Они разделяются на два вида по принципу работы:

  1. Основанные на эффекте Холла

  2. Магниторезистивные – реагирующие на изменение магнитного сопротивления, направления магнитного поля относительно постоянных магнитов

Датчики Холла

Принцип работы основан на возникновении разности потенциала на поперечных краях электропроводной пластины, при помещении ее в магнитное поле. При этом на пластину в продольном направлении нужно подать постоянный ток. Все это помещается в корпус с электронной схемой, которая создает цифровой сигнал, передающий на блок управления. Кроме этого, в конструкцию включено, как и в случаях пассивных датчиков, импульсное кольцо. Оно может иметь форму шестерни или кольца с намагниченными участками.

На токопроводящую пластину датчика подается постоянное напряжение, схема преобразует полученное напряжение при нахождении ее в магнитном поле. Если колесо не вращается, то этого сигнала не будет вообще, или его амплитуда меняться не будет. ЭБУ понимает, что колесо не крутится, а так как скорость авто равна нулю, то ничего делать с тормозами не будет. Импульсное кольцо вместе с колесом начинает вращаться, амплитуда сигнала увеличивается, чем выше частота вращения, тем больше она будет. Блок управления видит, что машина ускоряется и пропорционально ускорению увеличивается скорость вращения колес.

Датчик Холла в ABS

При резком нажатии на тормоз, импульсное кольцо остановится, амплитуда сигнала, формирующего датчиком, упадет, а скорость авто высокая, значит, предпринята попытка экстренного. В этом случае электронный блок начнет работу по разблокированию остановленного колеса.

Недостатки – подача постоянного напряжения на сенсор, вероятность выхода из строя микросхемы, влияние электромагнитных помех.
Плюсы – замеряют частоту вращения диска при скорости авто от 0 км/ч

Магниторезистивные датчики

Их принцип работы схож на предыдущие. Только в этом случае, микросхема снимает с пластины не напряжение, возникающее в результате поперечного возникновения разности потенциалов токопроводящего элемента, проходящего через постоянное магнитное поле, а изменение сопротивления на проводнике. Формируется сигнал, передающийся на блок управления.

Магниторезистивный датчик АБС

В этой конструкции также есть импульсное кольцо, закрепленное на ступице. Оно имеет намагниченные участки. За счет прохождения их через датчик и происходит изменение сопротивления. Преимущества и недостатки подобных систем такие же, как и у ранее рассмотренных.

Гидравлический блок АБС

Его задача – перекрывать давление на тормозные механизмы от главного цилиндра и перекачивать жидкость обратно в ГТЦ. За это отвечают впускные и выпускные клапаны. Они расположены в корпусе гидропривода. Управляются соленоидами. Есть напряжение на нем – он открылся, нет – закрылся.

Он состоит из трех частей, собранный в одном корпусе:

  1. Система управления клапанами
  2. Клапанный блок
  3. Электронасос

Устройство гидроблока АБС

Как он работает

При получении команды от блока управления, что колесо заблокировано, закрывается впускной клапан. Он перекрывает подачу жидкости на рабочий цилиндр того колеса. Даже, если продолжаете жать на педаль тормоза, давление в этом контуре расти уже не будет. Чтобы снизить его и «отпустить» колодки включается электродвигатель, открывается выпускной клапан и жидкость перекачивается в главный цилиндр. Если и дальше давите на тормоз, то в этот момент на педали почувствуете легкие удары – это насос пытается вернуть тормозную жидкость в главный тормозной цилиндр.

Разблокировав колесо, закрывается выпускной клапан и останавливается насос. Открывается впускной и давление тормозной жидкости вновь начинает сжимать колодки до полной блокировки колеса. Если держите педаль тормоза нажатой, то система вновь вступает в работу, освобождая диск от колодок. Цикл работы ABS происходить до 10 раз в секунду, пока не отпустите тормоза или машина не остановится.

Как работает система в целом

Теперь соберем полученные знания в кучу и рассмотрим, как работает АБС на автомобиле. Во время движения автомобиля датчики считывают частоту вращения колес. При экстренном торможении или замедлении на скользкой поверхности, колесо может заблокироваться. В это момент, сенсор сигнализирует электронному блоку, что скорость вращения равна нулю.

ЭБУ принимает сигнал, смотрит на общую скорость автомобиля и если она выше определенного уровня, обычно это 7 км/ч, дает сигнал на гидроблок. Включается соленоид клапана, перекрывая подачу жидкости в тот контур, колесо которого заблокировано. Открывается выпускной клапан и включается электромотор. Перекачивается тормозуха обратно в главный тормозной цилиндр, снижается давление в этом контуре и разблокируется тормозной механизм.

Частота вращения колеса возрастает. Блок это видит и отключает мотор гидравлического блока, закрывает выпускной клапан и открывает впускной. Давление в контуре возрастает, колодки опять смыкают диск, колесо вновь блокируется. «Мозги» системы видят, что скорость авто высокая, вы давите на педаль, и повторяет цикл с электродвигателем и клапанами заново.

Таких повторений может быть много. До полной остановки машины или пока человек не уменьшит степень нажатия на педаль тормоза.

Но, вследствие того, что система снабжена электрическими датчиками и микросхемами контроля, она может выйти из строя, вся или отдельные компоненты. Сейчас поговорим о неполадках.

Неисправности ABS

Вы уже знаете, что в системе есть сенсоры слежения, чем они технологичнее, тем чаше они могут ломаться. Но это одна из возможных причин отказа антиблокировочной системы. Чтобы прийти к выводу, что АБС «накрылась» медным тазом, нужно обратить внимание на индикатор на панели приборов. Если он более 10 секунд или моргает во время торможения, тогда стоит напрячься – где-то пошел сбой. Бывает такое, что некоторые автолюбители, пренебрегая правила безопасности, устанавливают на разные оси зимнюю резину с шипами и без. В этом случае, система видит разную частоту вращения колес передней и задней осей и начинает «ругаться». Если вы не такие и лампочка аварии ABS горит постоянно, то разберем основные причины поломки системы.

неисправности системы АБС

  1. Обрывы проводов от датчиков к электронному блоку или его неисправность. Диагностируется визуальным осмотром линий и тестирование спецоборудование ЭБУ.

  2. Окисление контактов, выход из строя сенсоров движения, о которых говорилось выше. Возможно «пробит» провод или сам датчик на «массу». В этом случае будет гореть ошибка, но АБС работать будет. Проверяем все разъемы, а их достаточно, чистим от окислов и грязи. Визуально проверяем провода и корпуса считывающих элементов, может они перетерлись.

  3. Ошибка может выскочить из-за разного давления в шинах или рисунке протектора покрышки. Из-за этого, одно из колес притормаживает, человеческий глаз этого не видит, а система – да. Неравномерный износ шин также является причиной «ругательства» ABS.

  4. Поломки в гидроблоке или электронасосе. Разрушение импульсного диска, появление люфтов в ступичных подшипниках или повреждение сепараторов. Механическое повреждение любого элемента.

  5. Перегорел предохранитель.

Важно! При выходе из строя антиблокировочной системы тормоза автомобиля остаются в работе

Как бы не была сложна АБС, большинство неисправностей можно самостоятельно диагностировать и решить в гаражных условиях. Зачастую выходят из строя датчика. Виной этому их расположение. Если визуальный осмотр не принес результатов, и проблемы остались, то придется обратиться к специалистам, которые смогут провести диагностику и по ошибкам в электронном блоке управления определиться с поломками.

Заключение

Хочется отметить, что это электронный помощник, предназначенный для удержания управления автомобилем в экстренном торможении, но не стоит слепо доверять ему. На дорогах с разным покрытием он может увеличить тормозной путь, поэтому главным все равно остается водитель.

На основе ABS были созданы другие электронные системы: стабилизации, антипробуксовочная система и т.д. Она заложила основу для создания целого комплекса активной безопасности, о компонентах которого поговорим в других статьях. Подписывайтесь, чтобы не пропустить их. Всем удачи на дорогах!!!

Видео по теме: