Для чего тормозам антиблокировочная система (ABS)

Доводилось ли вам объезжать внезапное препятствие, давя при этом на педаль тормоза? Думаем, да. Казалось бы, что может быть проще — жми на тормоз, поворачивай руль и регулируй траекторию. Однако все просто только до определенного момента. Если во время экстренного торможения нажать на педаль тормоза чуть активнее, чем необходимо, колеса могут заблокироваться и…

Тогда события могут развиваться по двум сценариям. И тот, и другой связан с наличием или отсутствием антиблокировочной тормозной системы (ABS). Если автомобилю полсотни лет, или же это представитель отечественного автопрома, как ни крути руль, это не изменит траектории движения. Заблокированные колеса, буксуя, не дают водителю возможности маневрировать — машина просто едет по прямой, как если бы у нее и вовсе не было руля. Только опытный водитель сможет спокойно разблокировать колеса, отпустив на мгновение педаль тормоза. А затем с помощью импульсного торможения, вернуть управление и убавить скорость. Второй вариант предназначен для автомобиля, оснащенного ABS. От водителя требуется только сильнее нажимать на педаль тормоза и спокойно рулить. Видите? Небо и земля.

Блокировка опасна и потому, что может привести к заносу автомобиля или съезду в сторону. Это имеет место когда под колесами находится разносортное покрытие, нагрузка на оси сильно изменилась во время предыдущего маневра или установлены разные шины. А еще когда колеса заблокированы, автомобиль может изменить свою траекторию под действием любой боковой силы (уклон дороги или столкновение). Отрегулировать траекторию в такой ситуации практически невозможно.

Увеличение тормозного пути — еще один побочный эффект блокировки. Проблема здесь в том, что статическая сила трения обычно больше силы трения скольжения. Поэтому, чтобы как можно быстрее остановить автомобиль, необходимо создать такое значение давления в тормозных магистралях, чтобы колеса вращались на грани блокировки при торможении. Есть такой важный показатель, как относительное проскальзывание. В зависимости от степени торможения колеса он может варьироваться от нуля (колесо катится без скольжения) до 100% (колесо полностью заблокировано). В ходе экспериментов было доказано, что максимальная эффективность торможения достигается при проскальзывании 15-20% — то есть в случае, когда скорость вращения заторможенного колеса на 15-20% ниже скорости свободно вращающегося колеса при постоянной скорости автомобиля. Электроника поддерживает это значение во время торможения, периодически блокируя и разблокируя колеса.

Человек окончательно осознал вред заблокированных колес только в 70-х годах XX века. Новатором в этой области стал концерн Mercedes-Benz, который совместно с Bosch разработал систему, которую в 1979 году начали устанавливать на автомобили Mercedes S-класса. Основы ABS были заложены именно в то время, а позднее их просто модернизировали.

Задача ABS — регулировать скорость вращения колес путем изменения давления в магистралях тормозной системы. Чтобы контролировать скорость вращения, вам нужно знать ее значение и то, как она меняется с течением времени. Каждое колесо оснащено датчиком, который посылает электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колеса. Эта информация передается в блок управления ABS.

Если во время торможения скорость вращения колеса приблизится к нулю, компьютер немедленно примет решение отпустить тормоза. Гидравлический модулятор будет сбрасывать давление из магистрали с помощью электрического клапана и перенаправлять “лишнюю” порцию тормозной жидкости в гидроаккумулятор. Давление будет уменьшаться до тех пор, пока колесо, снова “ухватившись” за покрытие, не раскрутится до определенной скорости. Далее ABS снова резко увеличит давление в магистрали и замедлит колесо. Цикл будет продолжаться до тех пор, пока автомобиль не остановится или водитель не отпустит педаль до положения, когда ABS не понадобится.

Многие скажут: “Ничего сложного!” Тормозить можно и без ABS. И это правда: во многих случаях такой способ замедления на автомобилях, не оснащенных ABS, помогает объехать внезапное препятствие на дороге в случае экстренного торможения. Когда колеса заблокированы, вы тормозите, а как только они отпускаются вы получаете возможность скорректировать направление. В этом случае тормозной путь значительно увеличится, но водитель сможет объехать препятствие и погасить занос с помощью превентивной работы руля.

Но, к сожалению, ни один именитый гонщик не способен обеспечить “порционное” торможение с той частотой, с которой это делает интеллектуальная система ABS. Она (в зависимости от версии) умудряется блокировать и разблокировать колеса примерно 15 раз в секунду. Кроме того, водитель одновременно применяет все тормозные механизмы (именно так работали первые системы ABS), в то время как современные 4-канальные антиблокировочные тормозные системы контролируют скорость вращения и регулируют тормозное усилие для каждого колеса отдельно.

В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD (Electronic Brake Distrubution) — системой распределения тормозного усилия, которая измеряет интенсивность торможения для каждого колеса. С EBD вы можете не бояться тормозить в повороте и на “смешанной трассе”. Электроника по разнице в скорости вращения определяет, что колеса вошли в участки со смешанным покрытием, и самостоятельно уменьшает тормозные усилия на колесах, которые имеют лучшее сцепление. Кстати, интенсивность торможения уменьшится и будет определяться силой трения колеса (или колес), имеющего худшее сцепление с дорогой.

Стоит отметить, что для максимальной эффективности торможения педаль тормоза на автомобилях с ABS должна быть максимально вдавлена в пол. Однако последнее не обязательно для тех водителей, чьи автомобили оснащены системой помощи при торможении, которая сама создает избыточное давление в тормозной магистрали, “замедляя” вместо слабого или нерешительного человека. Однако система помощи при торможении рассматривает резкое нажатие (удар) на педаль как сигнал к экстренному торможению и вступает в силу.

Но не все так просто. ABS, как и любая другая система, не лишена недостатков. Например, она может уступать обычным тормозам на снегу, льду и песке, свести к нулю преимущества шипованных шин. Ведь на льду они обеспечивают наибольшее замедление только при максимальном относительном проскальзывании, когда они впиваются в лед и бороздят его. Хитрость в том, что ABS, пытаясь расшевелить колеса, не позволяет шипам работать и увеличивает тормозной путь. Аналогичная ситуация наблюдается на грунтовых дорогах (песок, гравий, глина) и покрытых снегом поверхностях.

Автомобили с ABS в этом случае имеют больший тормозной путь, потому что постоянная разблокировка колес не создает “эффекта плуга”. Но именно на таких поверхностях заблокированные колеса демонстрируют наилучшую эффективностью торможения благодаря тому, что выгребают “валики” из земли или снега перед собой. Поэтому важно не забывать, что тормозной путь автомобиля, не оснащенного ABS, может быть короче на обледенелой, заснеженной или грунтовой поверхности.

ABS также может подвести на неровной дороге. Если во время торможения одно колесо на мгновение зависнет в воздухе и заблокируется, обманутая электроника начнет спасать вас от заноса и немедленно снизит давление в других магистралях. В повороте автомобиль будет неприятно вилять “хвостом”, и тормозной путь увеличится. Такое имеет место быть. При этом важно помнить, что ключ к правильной работе ABS — это исправная подвеска.

Благодаря прогрессу появляются все более совершенные системы. Работая с большим количеством данных, они способны подстраиваться под тип дорожного покрытия и тормозить в соответствии с одним из заранее запрограммированных алгоритмов. Конечно, электронику не стоит воспринимать как спасительную пилюлю, но статистика неумолима: правильно настроенная система ABS со всеми исправными системами автомобиля на сухих и влажных поверхностях в среднем помогает сэкономить до 20% тормозного пути и дают водителю возможность маневрировать. Излишне говорить, что жизнь и здоровье могут зависеть от этих драгоценных метров.