Антиблокировочные системы

Необходимо регулярно очищать шины и колеса от снега и льда, налипшего при движении по заснеженной дороге. В процессе очистки внимательно следить за тем, чтобы случайно не повредить датчики частоты вращения колес и проводку антиблокировочной системы.
6. Антиблокировочные системы грузовых автомобилей
Двухосные системы AВS, главным образом, предназначены для оборудования двухосных автобусов, грузовых автомобилей и прицепов. Трехосные транспортные средства также могут оснащаться двухосными AВS, если две оси находятся в непосредственной близости и могуг управляться фактически одним и тем же давлением, как это делается в одноосных AВS (рис.13) [1].
Трехосные системы в основном предназначены для установки на длиннобазные транспортные средства (например, на шарнирно сочлененные автобусы).

1 - электронный блок управления; 2 - модулятор; 3 - датчик угловой скорости;
Рисунок 13 – Структура антиблокировочной системы грузового автомобиля

Все системы AВS могут оснащаться одноканальными модуляторами давления. AВS прицепов могуг оборудоваться модуляторами давления релейного типа. Для грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности с пневмогидравлическим приводом тормозов AВS подключается в пневматическую магистраль посредством одноканальных модуляторов давления и определяет давление в гидравлической магистрали. В других вариантах модулятор давления с соленоидными клапанами подсоединяется параллельно. Модуляторы давления управляются тем же самым блоком управления, что и одноканальные клапаны модуляции давления.
Когда автомобиль эксплуатируется на дорогах с низким коэффициентом сцепления, то работа вспомогательной замедляющей системы во время торможения может привести к чрезмерному проскальзыванию ведущих колес. Это может ухудшить курсовую устойчивость автомобиля. Следовательно, AВS управляет проскальзыванием и регулирует его до определенного допустимого уровня при включении и выключении дополнительных средств замедления.
Входные каскады блока управления AВS преобразуют сигналы от датчиков скорости вращения колес в сигналы в форме меандра. Частота вращения колес вычисляется микропроцессором на основе часстоты сигналов. При известной скорости движения и отдельных частот вращения колес может быть подсчитано скольжение каждого колеса. Если колесо имеет тенденцию к блокировке, то такое значение вычисляется на основе показателей «ускорение колеса» и «скольжение колеса». Микропроцессор подпитывает посредством выходных каскадов блока управления соленоиды клапанов модуляции давления, которые управляют давлением в отдельных тормозных цилиндрах колес.
Когда осуществляется обычное торможение (без вмешательства AВS, т.е. при отсутствии тенденции блокировки колеса), воздух течет через модуляторы давления свободно в обоих направлениях.
При обнаружении отказа с помощью блока управления отключается неисправная часть системы и вырабатывается код, связанный с подробной регистрацией неисправности. Этот код может быть затем считан специальным или мультисистемным сканером.

7. Эволюция и перспективы развития АБС
Идея создать систему, предотвращающую блокировку колес, родилась еще до Второй мировой войны. Применять ABS изначально планировали в авиации. Но используемые в то время технологии и материалы не позволяли реализовать ее в массовом производстве, а уж тем более на серийном автомобиле. В 1964 году инженеры Mercedes совместно со специалистами компаний Teldix и Robert Bosch взялись за дело. Для начала собрали все патенты и отчёты за последние пару десятков лет, в которых упоминалось о распределении тормозных усилий между колёсами.
Исследования принесли результаты, например, помогли определиться с функциональной схемой ABS. Датчики (тогда лишь на передней оси) измеряли скорости вращения каждого колеса. Эти измерения регистрировал и сравнивал блок управления и при необходимости давал поправки исполнительному устройству скорректировать давление в каком-либо контуре тормозной системы. На бумаге все выходило довольно гладко. Но в реальных ситуациях ABS работала нечетко, на изменение сцепления колес с дорогой реагировала с запаздываниями, да и надежностью не славилась.
Одним из первых значимых шагов на пути к серийному производству стала замена в 1967 году механических датчиков на колесах бесконтактными, использующими принцип электромагнитной индукции. Преимущества очевидны: они не изнашиваются, устойчивы к механическим воздействиям, нет ложных срабатываний. Именно с такими сенсорами в 1970 году Mercedes представил общественности первую ABS c электронным управлением. Датчики передавали сигналы блоку, а тот управлял гидравлическим модулем, установленным между главным тормозным цилиндром и суппортами.
Первые системы базировались на аналоговой технике, которая часто выдавала ошибки, сами монтажные схемы были сложными и громоздкими. А уровень развития «цифры» был тогда несравнимо низок — первые микропроцессоры, появившиеся в начале 1970-х, для управления антиблокировочной системой не подходили. Лишь через 5 лет Bosch сделала полностью цифровой блок управления. Электронная начинка стала почти на порядок компактнее — блок ABS 1 состоял примерно из 1000 компонентов, и всего 140 было в «мозгах» системы второго поколения. Кроме этого, работать ABS стала почти безотказно и в разы быстрее — электроника за миллисекунды обрабатывала данные с колесных датчиков и посылала командные импульсы гидромодулю (рис.14).
Дальнейшая эволюция антиблокировочных систем шла в двух направлениях — совершенствование гидравлики и электроники. Для примера рассмотрим развитие ABS от Bosch, который не только является родоначальником антиблокировочной системы, но и основным поставщиком для большинства автопроизводителей, в том числе и российских.
Следующее поколение ABS 5, которое стало не только легче и быстрее, получило более совершенную механику, в том числе и блок новых по конструкции электромагнитных клапанов. Теперь антиблокировочная система позволила реализовать дополнительные функции, в частности, программу EBD (Electronic Brake Distribution), дозирующую силу торможения для каждого колеса по отдельности, программу TSC (Traction control system), которая борется с пробуксовками, и программу, контролирующую поперечную динамику, — ESP (Electronic Stability Program).

Рисунок 14 – Эволюция систем ABS, выпущенных фирмой Bosch

Реализация этих функции потребовала управления двигателем — так, например, когда электроника фиксирует пробуксовку или поперечные скольжения, она автоматически уменьшает подачу топлива.
Современные системы построены по модульному принципу. Например, девятое поколение поддерживает множество функций, повышающих комфорт и безопасность — электроника способна предотвращать откат автомобиля при старте в гору, регулировать скорость спуска с горы (реализуется на кроссоверах и внедорожниках) и даже автоматически экстренно останавливать автомобиль
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 том числе легковые автомобили, оборудуются АБС по желанию покупателя или по инициативе фирм-изготовителей автомобилей. Для большинства современных легковых автомобилей АБС уже стала штатным оборудованием.
Дальнейшее развитие ABS привело к появлению на современных автомобилях системы электронного распределения тормозных усилий. Эти системы всегда работают в паре, поэтому чаще всего в каталогах можно увидеть аббревиатуру ABS+EBD.
Система распределения тормозных усилий представляет собой программное расширение ABS, как бы продолжение развития технологии антиблокировочной системы торможения – фиксированным элементом программы. Однако, из соображений безопасности, антиблокировочная система тормозов и электронная система распределения тормозных сил выполнены раздельно. Если отказывает в работе ABS, то управление EBD, например, остается в рабочем состоянии и наоборот. Отказ в управлении EBD сигнализируется водителю, как правило, лампой аварийной сигнализации уровня тормозной жидкости совместно с лампой аварийной сигнализации ABS.

Заключение
Прогресс рождает на свет всё более продвинутые системы. Оперирующие большим количеством показаний, они способны адаптироваться под тип дорожного покрытия и тормозить по одному из заранее заложенных эффективных алгоритмов.
В данной работе рассмотрены ряд вопросов, удовлетворяющих заданную тематику, а именно антиблокировочные системы автомобилей. Для этого рассмотрены принципы построения антиблокировочной системы порядок ее работы и варианты применения.
Опираясь на изученный материал можно сделать выводы, что электронику, конечно же, нельзя воспринимать как панацею от всех бед. Но статистика вещь упрямая: грамотно настроенная ABS при всех исправных системах автомобиля на сухом и мокром покрытии в среднем помогает экономить до 20% тормозного пути и оставляет водителю шанс маневрировать, тем самым улучшая систему активной безопасности автомобиля.
Сегодня АБС используют везде, где есть колесный транспорт. Разве что на складские погрузчики пока не решились поставить. Кроме автомобилей ABS также устанавливают на мотоциклы, квадроциклы и даже прицепы. Грузовые автомобили не смогли бы провозить трейлеры с грузом по сложным зимним дорогам, если бы не помощь антиблокировочной системы.
Вокруг использования АБС сегодня ходит много споров и дискуссий. Опытные водители иногда утверждают, что это бесполезная техническая новинка, которая перегружает тормозную систему. Но сотни тысяч водителей, которым удалось избежать нежелательных последствий в сложных дорожных ситуациях, благодаря ABS, скажут вам обратное.

Список литературы
Борщенко Я.А., Васильев в.и. Электронные и микропроцессорные системы автомобилей: Учебное пособие. - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2007.- 207 с.
Демьянюк В.А. Регулирование тормозных сил автомобилей / Демьянюк В.А. – Львов: Высшая школа, 1978. – 79 с.
Дыгало В.Г. Технологии испытания систем активной безопасности автотранспортных средств : монография / Дыгало В.Г., Ревин А.А.. - М. : Машиностроение, 2012. - 387 с.
Литвиненко В.В, Автомобильные датчики, реле и переключатели: Краткий справочник / В.В. Литвиненко, А.П. МаЙструк. - М.: ЗАU «КЖИ «За рулем», 2004. - 176 с. ил.: табл.
Малафеев С.И., Малафеева А.А. Основы автоматики и системы автоматического управления. Учебник. М., Академия, 2010. - 384 с.
Предписание для механических транспортных средств // Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения: Правила ЕЭК ООН №13 / Международ. комисс. при ООН: пер. с англ. – Изд-во ООН, 1973. – С.59-61.
Ревин А.А. Влияние рабочего процесса АБС на долговечность элементов шасси автомобиля: монография / Ревин А.А., Полуэктов М.В., Радченко М.Г., Заболотный Р.В.; под ред. А.А. Ревина. - М.: Машиностроение, 2013. - 222 с.
Ютт В.Е., Резник А.М., Морозов В.В., Попов А.И. Эксплуатация антиблокировочных систем легковых автомобилей. учеб. пособие // МАДИ (ГТУ). — М., 2003. – 225 с.
Материалы сайта "Системы современного автомобиля". Режим доступа http://systemsauto.ru
Материалы сайта "Устройство автомобиля для начинающих". Режим доступа http://ustroistvo-avtomobilya.ru/











2