Что такое АБС ABS в автомобиле Что он даёт

Принципы действия ABS

Модуляция давления

2/2-ходовой электромагнитный клапан (впускной клапан) с двумя гидравлическими подключениями и двумя положениями включения устанавливается между главным тормозным цилиндром и тормозным цилиндром колеса традиционной тормозной системы (рис. «Конструкция ABS» ). Когда клапан открыт (нормальная настройка для стандартного торможения), в тормозном цилиндре колеса может создаваться тормозное давление. Выпускной клапан, тоже 2/2-ходовой электромагнитный, в этот момент закрывается.

Если датчик угловой скорости колеса обнаружит резкое замедление колеса (риск его блокировки), то система предотвратит любое дальнейшее увеличение тормозного давления на данном колесе. Впускной и выпускной клапаны закрываются, и тормозное давление остается постоянным.

Если скорость замедления колеса продолжает расти, то должен открыться выпускной клапан. В результате давление в тормозном цилиндре колеса падает и колесо тормозится менее интенсивно. Тормозная жидкость, устремляющаяся в промежуточный резервуар, откачивается обратно в главный тормозной цилиндр возвратным насосом.

Относительное скольжение колеса

Относительное скольжение колеса возникает тогда, когда скорость vR, с которой центр ко­леса автомобиля движется в продольном на­правлении (скорость автомобиля) отличается от линейной скорости вращательного движе­ния колеса в точке контакта с поверхностью дороги vU. Относительное скольжение ко­леса λ вычисляется следующим образом:

λ =(vU-vR)/vR • 100% .

Согласно этой формуле, в случае блокировки ко­леса относительное скольжение составит λ = -1.

При первоначальном торможении давле­ние в приводе возрастает; величина относи­тельного скольжения колеса λ увеличивается и в максимальной точке на кривой сцепле­ния с дорогой/скольжения (рис. «Кривая зависимости сцепления с дорогой от скольжения колес» ) достига­ется граница устойчивого и нестабильного диапазонов качения колес. Начиная с этого момента, любое дальнейшее увеличение давления в приводе или тормозного момента не вызывает какого-либо дальнейшего повы­шения величины тормозной силы FB (рис. «Силы на затормаживаемом колесе» ). В устойчивом диапазоне скольжение колес в значительной степени представляет собой юз, оно имеет возрастающую тенденцию к пробуксовке в нестабильном диапазоне.

Происходит более или менее резкое падение коэффициента трения μHF, в зависимости от формы кривой сцепления в нестабильном диа­пазоне. Без ABS результирующий избыточный момент вызывает очень быстрое блокирование колеса при торможении.

Характеристики

Материал имеет высокую стойкость к ударным воздействиям, износостоек, имеет высокую размерную стабильность, пригоден для нанесения гальванических покрытий и вакуумной металлизации. Изделия имеют ровную блестящую поверхность, существую сорта с пониженным и повышенным блеском. Материал стоек к смазочным материалам, растворам неорганических солей и кислот, щелочи. Разрушается под воздействием ультрафиолетовых лучей, растворяется в ацетона, эфире, бензоле.

Физико-механические характеристики АБС-пластика

Показатели ABS (АБС)
Физические
Плотность (23 оС), г/см3 1.02 — 1.06
Механические
Предел текучести при растяжении (23 оС), МПа 34 — 52
Прочность при растяжении (23 оС), МПа 26 — 47
Модуль упругости при растяжении (23 оС), МПа 1700 — 2930
Относительное удлинение при растяжении (23 оС), % 6 — 100
Разрушающее напряжение при изгибе (23 оС), МПа 52 — 95
Модуль упругости при изгибе (23 оС), МПа 1700 — 3000
Модуль ползучести (23 оС, 1000 ч) 800 — 1900
Ударная вязкость по Шарпи (без надреза, 23 оС), кДж/м2 60 — не разрушается
Ударная вязкость по Шарпи (без надреза, -30 оС), кДж/м2 60 — 170
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом, 23 оС), кДж/м2 5 — 47
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом, -30оС), кДж/м2 3 — 26
Ударная вязкость по Изоду (с надрезом, 23оС), кДж/м2 10 — 40
Твердость при вдавливании шарика (23оС, 358 Н, 30 с), МПа 70 — 125
Твердость по Роквеллу (23оС) R80 — R116
Коэффициент Пуассона(23оС) 0.37 — 0.41
Теплофизические
Температура размягчения по Вика ( 10Н),оС 90 — 119
Температура размягчения по Вика ( 50Н),оС 80 — 108
Температура изгиба под нагрузкой (0.45 МПа),оС 95 — 99
Температура изгиба под нагрузкой (1.8 МПа),оС 74 — 108
Коэфф. линейного термического расширения (23 — 55оС), 1/оС (0.5 — 1.1) х 10-4
Коэффициент теплопроводности (23 оС), Вт/(м.оC 0.2
Электрические
Удельное объемное электрическое сопротивление (23 оС), Ом.см 1013 — 1016
Удельное поверхностное электрическое сопротивление (23 оС), Ом 1013— 1016
Диэлектрическая проницаемость (23оС, 100 Гц) 2.7 — 3.5
Диэлектрическая проницаемость (23оС, 1 МГц) 2.6 — 3.2
Тангенс угла диэлектрических потерь (23оС, 100 Гц) 0.005 — 0.015
Тангенс угла диэлектрических потерь (23оС, 1 МГц) 0.007 — 0.015
Дугостойкость (23оС, 3 мм), с 69 — 102
Контрольный индекс трекингостойкости, В 400 — 600
Другие
Водопоглощение (23 оС, 24 ч, при погружении), % 0.2 — 0.3
Водопоглощение (23оС, равновесное, при погружении), % 0.3 — 1.8
Блеск, для марок с повышенным блеском (23оС, угол 60>о), % 93 — 99
Типичная усадка, % 0.3 — 0.8

Как работает АБС

Замечено, что максимальное сцепление колеса с поверхностью дороги (будь это сухой или мокрый асфальт, мокрая брусчатка или укатанный снег) достигается при некотором, а точнее 15-30 процентном относительном его проскальзывании. Именно это проскальзывание и является тем единственно допустимым и желательным, которое обеспечивается настройкой элементов системы. Что же это за элементы? Во-первых, заметим, что ABS работает, создавая импульсы давления тормозной жидкости, которые передаются колесам. Т.е. наставления инструктора выполняет за человека электроника и
исполнительные механизмы, делая это самым оптимальным образом.

Все существующие на автомобилях ABS включают в себя три главных составляющих: датчики, установленные на колесах и регистрирующие скорость их вращения, электронный блок обработки данных и модулятор или даже блок модуляторов, который и меняет циклически давление в тормозной магистрали.

Датчики. Представьте себе, что на ступице колеса закреплен зубчатый венец. Датчик неподвижно крепится над торцом венца. Он состоит из магнитного сердечника, расположенного внутри катушки. При вращении зубчатого венца в катушке индуцируется электрический ток, частота которого прямо пропорциональна угловой скорости вращения колеса. Полученная таким образом от датчика информация передается по проводу электронному блоку управления.

Электронный блок управления. Получая информацию, что называется «с колес», блок управления отслеживает моменты их блокировки. А так как блокировка происходит от переизбытка давления тормозной жидкости в магистрали, подводящей ее к колесу, «мозг» вырабатывает команду: «снизить давление!»

Модуляторы. Выполняют эту команду модуляторы, содержащие, как правило, два электромагнитных клапана. Первый перекрывает доступ жидкости в магистраль, идущую от главного цилиндра к колесу, второй — при избыточном давлении открывает путь тормозной жидкости в резервуар гидроаккумулятора.

Основные функции системы ABS и ее устройство

На рисунке представлен автомобиль с системой ABS. Для регулирования процессом торможения блок управления получает входную информацию от датчиков вращения колес, которые сообщают блоку управления угловую скорость вращения колес. В результате обработки этой информации в блоке управления определяется контрольная скорость автомобиля, которая учитывается при процессах регулирования.

Любое изменение угловой скорости вращения одного или нескольких колес фиксируется и при сильном снижении скорости вращения в пределах одного промежутка времени или относительно контрольной скорости воспринимается как опасность блокировки.

Для предотвращения блокировки тормозное усилие сначало поддерживается на уровне достигнутого значения и не понижается (удержание тормозного усилия).

Если вращение колеса продолжает замедляться, то тормозное усилие снижается, в результате чего колесо притормаживается меньше. При этом обеспечивается возможность возобновления ускорения колеса, вследствие чего автомобиль остается управляемым.

При достижении некоторого предельного значения блок управления определяет необходимость повышения тормозного усилия для предотвращения прокручивания колес (повышение тормозного усилия).

После этого процесс регулирования начинается заново. В зависимости от качества дорожного полотна могут выполняться от 4 до 10 циклов регулирования в секунду до нижнего порога регулирования, составляющего прибл. 4 км/ч.

При выполнении всех процессов — удержание, снижение, повышение тормозного усилия — блок управления управление одним или несколькими электромагнитными клапанами, которые в гидроагрегате объединены в один узел. В зависимости отпроизводителя существуют три варианта регулирования:

  • а) одновременное регулирование одного из передних колес и одного заднего колеса по диагонали.
  • б) передние колеса регулируются по отдельности, а задние колеса регулируются вместе. В данном случае говорят о регулировании по колесу с большей склонностью к блокировке, то есть регулировка выполняется всегда по тому колесу, которое ближе всего к границе блокировки. Эта система использьзуется чаще всего.
  • в) регулирование тормозного усилия для каждого отдельного колеса является оптимальным, но и самым дорогим решением.

Все современные системы ABS имеют функцию самодиагностики и энергонезависимую память ошибок. Блок управления постоянно выполняет самодиагностику и диагностику подключенных компонентов, начиная с зажигания. При обнаружении неисправности в системе ABS, блок управления отключается, на панели приборов загорается сигнальная лампочка, оповещающая водителя о том, что тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования.

Свойства

ABS уже много лет был и остается одним из основных материалов для 3d-печати, и несмотря на смещение предпочтений производителей в сторону более экологического и качественного PLA пластика, он еще долго будет занимать существенную долю на рынке материалов для быстрого прототипирования.

ABS пластик (акрилонитрилбутадиенстирол) — прочный и стойкий полимер, применяемый во многих отраслях промышленности. Материал нашел свое применение в 3d-печати благодаря своей температуре стеклования.

Это температура при которой полимер переходит из вязкого, текучего состояния в твердое, стелообразное. АБС пластик имеет достаточно высокую температуру стеклования, чтобы сделанные из него объекты сохраняли свою форму, и не деформировались при бытовом использовании, но в тоже время достаточно низкую для безопасной экструзии.

Проблемы эксплуатации ABS

Будем считать предыдущую главу не более чем «лирическим» отступлением и вернемся к рассмотрению сугубо практических вещей, например, неисправностей, с которыми могут столкнуться владельцы автомобилей с ABS.

Заметим, что современные ABS обладают достаточно высокой надежностью и могут длительное время работать не выходя из строя. Электронные блоки ABS отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями, и если такая неисправность все-таки случилась, то ее причина нередко бывает связана с нарушениями правил и рекомендаций, о которых упомянем чуть ниже. Самыми же уязвимыми в схеме ABS являются колесные датчики, располагаемые вблизи вращающихся деталей ступицы или полуосей.

Место расположения этих датчиков благополучным никак не назовешь: различные загрязнения или даже слишком большой люфт в подшипниках ступицы способны вызывать сбои в работе датчиков, которые и становятся чаще всего виновниками неполадок в работе ABS.

Кроме того, на работоспособность ABS влияет величина напряжения между клеммами аккумулятора. При уменьшении напряжения до 10,5 В и ниже ABS вообще может самостоятельно выключиться через предохранительный электронный блок.

Предохранительное реле может также сработать при недопустимых колебаниях и всплесках напряжения в сети автомобиля. Чтобы этого не случилось, вот обещанные рекомендации: нельзя разъединять электрические разъемы при включенном зажигании и работающем двигателе, не желательно заводить двигатель методом «прикуривания» от постороннего аккумулятора либо предоставлять для этой цели в качестве «донора» собственный автомобиль и, кроме того, необходимо строго следить за состоянием контактных соединений на генераторе. Что еще? Если автомобилю потребовался ремонт с применением сварки, то перед началом работ следует отсоединить проводку от электронного блока управления ABS. Кроме того, этот блок не рекомендуется подвергать нагреву свыше 85 градусов по Цельсию более двух часов. Это к тому, если автомобиль предполагается красить, а затем сушить горячим методом в специальной камере.

О том, что ABS неисправна, свидетельствует загорание контрольной лампы на панели приборов. Слишком нервно реагировать на это не следует, без тормозов автомобиль не останется, но при торможении будет вести себя как машина, в которой ABS отсутствует.

Если контрольная лампочка ABS загорелась во время движения, необходимо остановить автомобиль, заглушить двигатель и проверить напряжение между клеммами аккумулятора. Если оно окажется ниже 10,5 В, то можно продолжать движение, а при первой возможности зарядить аккумулятор. Если лампочка ABS периодически загорается и гаснет, то, скорее всего, барахлит какой-нибудь контакт в электрической цепи ABS. Автомобиль следует загнать на смотровую канаву, проверить все провода и зачистить электрические контакты. Если причина мигания лампы ABS не будет обнаружена, то дальнейшие поиски неисправности следует продолжить в специализированном автосервисе.

И всё же ABS не панацея

Другой вопрос — могут ли ABS всегда достоверно распознавать ситуацию? Помнится, журналисты World Off Road во время испытаний внедорожников моделировали неудачный въезд на холм: потеря сцепления на полпути вверх, сильное нажатие на педаль тормоза, чтобы удержать машину на склоне, включение задней передачи — и мягкий спуск с горы, используя торможение двигателем.

Все шло нормально, пока не пришел черед Ford Explorer, а затем и Mitsubishi Pajero, оснащенных ABS. Джипы упрямо скатывались с холма, несмотря на то, что испытатели выжимали педаль тормоза до упора: система воспринимала небольшое скольжение вниз на сыпучем склоне и резкое нажатие на тормоз в этот момент как команду разблокировать колеса. В результате и Ford, и Mitsubishi не могли удержаться на склоне без применения «ручника». Нетрудно представить, чем чревата подобная ситуация в реальной жизни, если склон достаточно длинный, коллизия приключилась ближе к вершине, водитель растерялся (или не действует стояночный тормоз), а сзади уже пристроилась какая-нибудь машина. Словом, как бы ни была хороша ABS в плане улучшения активной безопасности автомобиля, главным по-прежнему остается водитель, который обязан критически осмысливать дорожную ситуацию и реальные возможности своего «железного друга».

Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...
Добавить комментарий
Adblock
detector