Навіщо гальмам потрібна антиблокувальна система?

Чи доводилося вам коли-небудь об’їжджати раптову перешкоду й водночас гальмувати? Мабуть, так. Здавалося б, це нескладно – гальмуй, повертай кермо і виправляй траєкторію. Однак до певного моменту все відносно просто. Якщо під час екстреного гальмування натиснути на педаль гальма сильніше, ніж потрібно, колеса можуть заблокуватися і…

Тоді можливі два сценарії. Обидва зумовлені наявністю або відсутністю антиблокувальної системи гальм (ABS). Якщо автомобіль архаїчний і веде свій родовід із середини 70-х, то як не крути кермо, траєкторію траєкторії транспорт не змінить. Справа в тому, що заблоковані колеса, пробуксовуючи, позбавляють водія можливості маневрувати – коли автомобіль їде риб’ячим хвостом, він просто буде їхати по прямій, ніби кермо зрізане. Тільки досвідчений водій зможе класно розблокувати колеса, відпустивши на мить педаль гальма. А потім, використовуючи імпульсне гальмування, повернути контроль і знизити швидкість. Другий варіант для автомобіля, оснащеного ABS. Від водія потрібно лише сильніше натиснути на педаль гальма і спокійно працювати кермом. Ви відчуваєте різницю?

Блокування також небезпечно, тому що це може призвести до заносу або з’їзду автомобіля. Це може статися, коли під колесами різне покриття, сильно змінено навантаження на осі під час попереднього маневру або різні шини. Крім того, при заблокованих колесах автомобіль може змінювати траєкторію під дією будь-якої бічної сили (ухил дороги або зіткнення). Виправити траєкторію в цьому випадку практично неможливо.

Збільшення гальмівного шляху – ще один негативний ефект блокування. Тут вся справа в тому, що сила статичного тертя зазвичай більше сили тертя ковзання. Тому, щоб якнайшвидше зупинити автомобіль, необхідно створити таке значення тиску в гальмівних магістралях, щоб при гальмуванні колеса оберталися на межі блокування. Є такий важливий показник, як відносне ковзання. Залежно від ступеня гальмування колеса воно може змінюватися від нуля (колесо котиться без пробуксовки) до 100% (колесо повністю заблоковане). Експериментально встановлено, що максимальна ефективність гальмування досягається при буксуванні 15-20%, тобто в тому випадку, коли швидкість обертання загальмованого колеса на 15-20% нижче швидкості колеса, що вільно обертається, при постійна швидкість автомобіля. Забігаючи наперед, можна сказати, що електроніка підтримує це значення при гальмуванні, періодично блокуючи і розблоковуючи колеса.

Прогресивне людство остаточно усвідомило шкоду заблокованих коліс лише в 70-х роках минулого століття. Піонером у цій галузі став Mercedes-Benz, який разом з Bosch розробив систему, яку в 1979 році почали встановлювати на Mercedes S-Class. Основний принцип роботи АБС був сформований саме тоді, а потім тільки вдосконалювався.

Завдання ABS – регулювати швидкість обертання коліс шляхом зміни тиску в магістралях гальмівної системи. Щоб контролювати швидкість обертання, потрібно знати її значення та те, як вона змінюється з часом. Кожне колесо оснащене датчиком, який випромінює електричні імпульси з частотою, пропорційною швидкості обертання колеса. Ця інформація надходить до блоку керування ABS.

Якщо під час гальмування швидкість обертання колеса наблизилася до нуля, електронний мозок негайно вирішить відпустити гальма. Гідравлічний модулятор скине тиск з магістралі за допомогою електроклапана і перенаправить «зайву» порцію гальмівної рідини в гідроакумулятор. Тиск буде знижуватися до тих пір, поки колесо, знову «схопивши» покриття, не розкрутиться до певної швидкості. Далі ABS знову різко збільшить тиск в магістралі і пригальмує колесо. Цикл триватиме, доки автомобіль не зупиниться або водій не відпустить натиск на педаль до положення, коли ABS не потрібна.

Багато хто скаже: «мудрості не треба!» Ви самі можете періодично гальмувати. І це правда: у багатьох випадках такий спосіб гальмування на автомобілях, не обладнаних ABS, дозволяє уникнути раптової перешкоди під час екстреного гальмування. Коли колеса заблоковані – ви гальмуєте, як тільки вони відпущені – ви отримуєте можливість виправити напрямок. Природно, при цьому сценарії гальмівний шлях значно збільшиться, але водій зможе об’їхати перешкоду і погасити занос превентивним спрацьовуванням керма.

Але, на жаль, жоден титулований гонщик не здатний забезпечити «порційне» гальмування з такою частотою, з якою це робить ABS. Система (залежно від версії) встигає заблокувати та розблокувати колеса приблизно 15 разів за секунду. Крім того, водій одночасно застосовує всі гальмівні механізми (так працювали перші системи ABS), а сучасні 4-канальні антиблокувальні системи контролюють швидкість обертання і регулюють гальмівне зусилля для кожного колеса окремо.

У більшості сучасних автомобілів ABS працює разом з EBD (Electronic Brake Distribution) – системою розподілу гальмівних зусиль, яка вимірює інтенсивність гальмування для кожного колеса. З EBD ви можете безпечно гальмувати в повороті та на «змішаній трасі». Електроніка за різницею в швидкостях обертання зрозуміє, що колеса заїхали на ділянки з різноманітним покриттям, і зменшить гальмівні сили на колесах, які мають кращий зчеп. До речі, інтенсивність гальмування буде зменшуватися і визначатиметься силою тертя колеса (коліс), яке має найгірше зчеплення з дорогою.

Варто відзначити, що для максимальної ефективності гальмування педаль гальма на автомобілях з АБС необхідно втиснути в підлогу з усієї сили. Втім, останнє не потрібно тим водіям, чиї машини оснащені системою Brake Assist, яка сама створює надмірний тиск в гальмівній магістралі, «гальмуючи» замість слабкого або нерішучого людини. Це не заважає регулярним уповільненням. Але Brake Assist сприймає різке натискання (хлопання) на педаль як сигнал екстреного гальмування і починає діяти.

Але не все так гладко. АБС, як і будь-яка інша система, має недоліки. Наприклад, проста ABS може програвати звичайним гальмам на снігу, льоду і піску, зводячи нанівець переваги шипованих шин. Адже на льоду шипи дають найбільше гальмування лише при максимальному відносному пробуксовці, коли вони, як кігті, впиваються в лід і борознять його. Фішка в тому, що ABS, намагаючись зламати колеса, не дає спрацювати шпилькам і тим самим збільшує гальмівний шлях. Те ж саме відбувається на ґрунтових дорогах (пісок, гравій, глина) і покритих снігом поверхнях.

Автомобілі з ABS в цьому випадку мають довший гальмівний шлях, оскільки постійно розблоковані колеса не створюють «ефекту плуга». Але саме на таких поверхнях заблоковані колеса мають максимальну ефективність гальмування – за рахунок того, що вигрібають «катки» з землі або снігу перед собою. Тому потрібно пам’ятати: гальмівний шлях автомобіля без ABS може бути коротшим на крижаній, засніженій або ґрунтовій поверхні.

ABS також може забруднювати нерівну дорогу. Якщо під час гальмування одне колесо на мить зависне в повітрі і заблокується, обдурена електроніка почне рятувати вас від заносу і відразу знизить тиск в інших магістралях. У повороті автомобіль буде неприємно виляти «хвостом», а гальмівний шлях збільшиться. В принципі, від такого випадкового обриву не застрахований ніхто, але потрібно пам’ятати, що запорукою нормальної роботи АБС є справна підвіска.

Прогрес народжує все більш досконалі системи. Працюючи з великою кількістю індикацій, вони здатні адаптуватися до типу дорожнього покриття та гальмувати за одним із запрограмованих алгоритмів. Звісно, електроніку не можна сприймати як панацею, але статистика — штука вперта: правильно налаштована АБС з усіма справними системами автомобіля на сухому та мокрому покритті в середньому допомагає економити до 20% гальмівного шляху та залишає бездоріжжя. можливість водія маневрувати. Зайве говорити, що від цих дорогоцінних лічильників може залежати життя і здоров’я.