Як не дивно, але багато дорожньо-транспортні пригоди стаються через високу ефективність гальмівної системи автомобіля. Причиною цього є те, що екстрене гальмування може привести до повного блокування коліс. Внаслідок припинення обертання (блокування), колеса втрачають зчеплення з дорожнім покриттям, автомобіль перестає реагувати на рульове керування, швидкість автомобіля з заблокованими колесами знижується повільно. Для того щоб не допустити блокування коліс і зриву автомобіля в занос, досвідчені водії гальмують методом переривчастих натискань на педаль гальма
Електронний контроль системи ABS дозволяє досягати набагато кращого гальмування в аварійних ситуаціях. Головним завданням системи ABS є забезпечення максимально можливого зчеплення коліс з дорогою методом запобігання повної зупинки коліс. За рахунок цього зберігається керованість автомобіля при будь-яких станах дорожнього покриття. Це дуже складне завдання, так як необхідно враховувати безліч факторів: стан дорожнього покриття, швидкість руху автомобіля, значення величини уповільнення кожного колеса, стан підвіски і можливі вібрації осі коліс.
Пристрій і принцип дії АБС
Антиблокувальна система складається з трьох основних елементів: електронного блоку управління, гідравлічного блоку і датчиків швидкості обертання коліс.
Колісні датчики АБС
В основі роботи більшості датчиків швидкості обертання коліс використовується принцип електромагнітної індукції. Такий датчик складається з намагніченого сердечника, розташованого усередині котушки. На маточині колеса закріплений зубчастий вінець. Датчик нерухомо кріпиться над торцем цього вінця. При обертанні колеса, поблизу магнітного сердечника датчика проходять зубці і западини зубчастого вінця і змінюють величину магнітного потоку всередині сердечника датчика. За рахунок цього в обмотці датчика індукується електричний струм. Частота цього змінного електричного струму прямо пропорційна кутовий швидкості обертання колеса і кількості зубців на роторі. Отриманий таким чином сигнал датчика про швидкість обертання колеса передається за допомогою електропроводки до електронного блоку управління.
Електронний блок управління
Отримуючи і обробляючи інформацію від колісних датчиків, блок управління відстежує швидкість руху автомобіля, порівнює сигнали датчиків, обчислює фактичний прискорення або уповільнення кожного колеса. За заздалегідь запрограмованим в пам'ять таблиць, блок управління визначає можливу стратегію гальмування, стан дороги, максимально допустиму величину гальмівного тиску, при якому можлива втрата зчеплення з дорогою і початок блокування коліс. На підставі цих розрахунків, блок управління віддає команди модулятор на зменшення тиску, збільшення тиску або збереженні його на тому ж рівні для кожного колеса окремо. Крім того, блок управління визначає можливі несправності датчиків, модуляторів та інших елементів гальмівної системи. У разі їх виявлення, в пам'ять блоку ABS записується відповідний код несправності, включається індикатор несправності системи, і система ABS відключається до наступного включення запалення. При наступному включенні запалювання блок управління проводить перевірку системи і при відсутності ознак несправності включається в роботу.
Модулятори гідравлічного блоку
Команди від електронного блоку управління виконують модулятори, що містять, як правило, по два електромагнітних гідравлічних клапана для кожного колеса. Перший клапан модулятора перекриває доступ рідини від головного гальмівного циліндра в магістраль до колеса. Другий клапан модулятора при надмірному тиску відкриває шлях з магістралі в резервуар акумулятора-накопичувача гальмівної рідини. Модулятор працює з частотою від чотирьох до сімнадцяти Герц.
Гідравлічний блок з'єднаний з гальмівною магістраллю йде від головного гальмівного циліндра. Клапана гідравлічного блоку управляють тиском рідини в контурах гальмівної системи. Якщо колесо початок блокуватися, електронний блок управляє клапанами так, що подача гальмівної рідини до робочого циліндру колеса тимчасово припиняється. Якщо цього виявляється недостатньо для запобігання блокування колеса, електронний блок направляє гальмівну рідину в відвідну магістраль акумулятора-накопичувача, знижуючи тим самим тиск в робочому циліндрі колеса. Як тільки колесо знову починає обертатися і досягає деякого значення кутової швидкості, електронний блок подає іншу команду, клапана відкриваються, і гідравлічний тиск знову передається на гальмівний механізм. При заповненні акумулятора-накопичувача рідиною, включається електричний насос, який повертає гальмівну рідину в основну магістраль. Гальмування і розгальмовування колеса відбуваються періодично. Цей процес називають модуляцією, а гідравлічний блок іноді називають модулятором гальмівного тиску. Водій відчуває роботу модулятора системи ABS у вигляді періодичних поштовхів на педалі гальма до тих пір, поки не зникне загроза блокування коліс або аж до повної зупинки автомобіля.
Система ABS наводиться в активний стан за умов, що педаль гальма натиснута, запалювання включене і швидкість руху автомобіля вище деякої мінімальної швидкості, зазвичай, більш 10. 15 км / год.
Осцилограми напруги вихідного сигналу колісних датчиків системи ABS, отримані при екстреному гальмуванні автомобіля на слизькому дорожньому покритті.
Колеса автомобіля, сигнали від колісних датчиків яких показані помаранчевим і зеленим кольорами (канали 2 і 4), наближалися до межі блокування. Але електронний блок управління своєчасно розпізнавав небезпека блокування колеса і віддавав до клапанів модулятора відповідні керуючі сигнали, що забезпечують зниження гальмівного зусилля створюваного гальмівним механізмом блокує колеса. Завдяки цьому, колесо розгальмовує і знову починало обертатися, зберігаючи, таким чином, курсову стійкість автомобіля. При повторному виникненні небезпеки блокування, будь-якого з коліс процес повторювався.
Типові несправності ABS
Сучасні системи ABS мають досить високою надійністю і здатні тривалий час справно працювати. Електронні блоки системи ABS відмовляють вкрай рідко, оскільки захищені спеціальними реле і запобіжниками.
Найбільш уразливими в системі ABS є колісні датчики і їх електропроводка, зубчасті диски, наявні поблизу обертових деталей маточини або піввісь. Місце їхнього розташування благополучним ніяк не назвеш: різні забруднення, удари, або навіть занадто великий люфт в підшипниках маточини здатні викликати поломку колісних датчиків або привести до пошкодження зубчатого диска, що найчастіше стає причиною неправильної роботи системи ABS.
Цілісність обмотки колісного датчика можна перевірити шляхом вимірювання його опір, значення якого повинно бути близькі 1 kQ і не повинно змінюватися при вигині дроти датчика. Пошкодження колісних зубчастих дисків визначити без застосування осцилографа дуже складно.
Осцилограми напруги вихідного сигналу колісних датчиків системи ABS, отримані при русі автомобіля без гальмування зі стабільною швидкістю.
- Осцилограма напруги вихідного сигналу справного датчика частоти обертання (в даному випадку заднього правого колеса), що працює в парі з несправним зубчастим диском. У заданому диску утворилася тріщина.
- Осцилограма напруги вихідного сигналу справного датчика частоти обертання (в даному випадку переднього правого колеса).
- Осцилограма напруги вихідного сигналу неправильно встановленого справного датчика частоти обертання (в даному випадку заднього лівого колеса). Амплітуда вихідного сигналу датчика зменшена через збільшеного зазору між датчиком і зубчастим диском.
- Осцилограма напруги вихідного сигналу справного датчика частоти обертання (в даному випадку переднього лівого колеса).
У разі невідповідності сигналів, що надходять від колісних датчиків або при визначенні інших несправностей, система ABS повністю відключається, загоряється сигнальна лампа "ABS". Гальмівна система при цьому продовжує працювати так, як на звичайному автомобілі без системи ABS.
На працездатність системи ABS так само впливає величина напруги акумуляторної батареї, так як виконавчі елементи гідравлічного блоку можуть споживати великий струм в активному стані. При зменшенні напруги нижче 10,5 V вже складно забезпечити необхідний режим роботи модуляторів, і система ABS може самостійно вимкнутися через запобіжний електронний блок.