Štruktúra a princíp činnosti systému ABS

Sada aktívnej bezpečnosti moderných automobilov zahŕňa rôznych asistentov a systémy, ktoré umožňujú predchádzať núdzovým situáciám alebo minimalizovať zranenia ľudí počas nehody.

Medzi tieto prvky patrí protiblokovací systém. Čo to je? Ako funguje moderné ABS? Ako funguje ABS a ako viesť auto, keď je tento systém zapnutý? Odpovede na tieto otázky nájdete v tejto recenzii.

Čo je protiblokovací systém

Protiblokovacím systémom sa rozumie súprava elektrohydraulických prvkov, ktoré sú namontované v podvozku automobilu a sú spojené s jeho brzdami.

Poskytuje lepšiu priľnavosť k povrchu vozovky a zabraňuje úplnému zastaveniu kolies pri brzdení na nestabilnom povrchu vozovky. To sa často stáva na ľade alebo na mokrej vozovke.

Príbeh

Prvýkrát bol tento vývoj verejnosti predstavený v 1950. rokoch. Nedalo sa to však nazvať konceptom, pretože táto myšlienka bola vyvinutá na začiatku dvadsiateho storočia. Inžinier J. Francis teda v roku 1908 predviedol prácu svojho „regulátora“, ktorý zabránil skĺznutiu kolies v koľajových vozidlách.

Podobný systém vyvinul mechanik a inžinier G. Voisin. Pokúsil sa vytvoriť brzdový systém pre lietadlá, ktorý nezávisle reguluje hydraulický účinok na brzdové prvky tak, aby kolesá lietadla v dôsledku brzdenia nekĺzali po dráhe. V 20. rokoch XNUMX. storočia uskutočňoval experimenty s úpravami takýchto zariadení.

Prvé systémy

Samozrejme, rovnako ako v prípade všetkého prvého vývoja všetkých vynálezov, spočiatku mal systém, ktorý zabraňuje blokovaniu, zložitú a primitívnu štruktúru. Spomínaný Gabriel Voisin teda vo svojich návrhoch použil zotrvačník a hydraulický ventil spojený s brzdovým vedením.

Systém fungoval podľa tohto princípu. Zotrvačník bol pripevnený k bubnu na kolese a otáčal sa s ním. Ak nie je šmyk, bubon a zotrvačník sa otáčajú rovnakou rýchlosťou. Hneď ako sa koleso zastaví, bubon s ním spomalí. Vzhľadom na to, že zotrvačník sa naďalej otáča, ventil hydraulického potrubia sa mierne otvoril, čím sa znížila sila na brzdový bubon.

Takýto systém sa osvedčil ako stabilnejší pre vozidlo, pretože v prípade šmyku vodič inštinktívne brzdí ešte intenzívnejšie, namiesto toho, aby vykonal tento postup hladko. Tento vývoj zvýšil brzdnú účinnosť o 30 percent. Ďalším pozitívnym výsledkom - menej prasknutí a opotrebovaných pneumatík.

Systému sa však dostalo náležitého uznania vďaka úsiliu nemeckého inžiniera Karla Wessela. Jeho vývoj bol patentovaný v roku 1928. Napriek tomu sa inštalácia nepoužila v doprave kvôli významným chybám v jej dizajne.

Skutočne fungujúci protišmykový brzdový systém sa začal v letectve používať na začiatku 50. rokov. A v roku 1958 bola súprava Maxaret prvýkrát nainštalovaná na motocykel. Royal Enfield Super Meteor bol vybavený funkčným protiblokovacím brzdovým systémom. Systém monitorovalo cestné laboratórium. Štúdie preukázali, že tento prvok brzdového systému výrazne zníži počet nehôd motocykla, ku ktorým väčšinou dôjde práve v dôsledku šmyku, keď je koleso počas brzdenia zablokované. Napriek takýmto ukazovateľom neschválil hlavný riaditeľ technického oddelenia motocyklovej spoločnosti hromadnú výrobu ABS.

V automobiloch bol mechanický protišmykový systém použitý iba v niektorých modeloch. Jedným z nich je Ford Zodiac. Dôvodom tejto situácie bola nízka spoľahlivosť zariadenia. Iba od 60. rokov. elektronický protiblokovací brzdový systém si našiel cestu do známeho lietadla Concorde.

Moderné systémy

Princíp elektronickej modifikácie prevzal inžinier vo výskumnom centre Fiat a vynález pomenoval Antiskid. Vývoj bol predaný spoločnosti Bosch, po ktorej dostal názov ABS.

V roku 1971 predstavila automobilka Chrysler kompletný a účinný počítačom riadený systém. Podobný vývoj použil o rok skôr americký Ford vo svojom ikonickom Lincolne Continental. Štafetu postupne preberali aj ďalší poprední výrobcovia automobilov. V polovici 70. rokov mala väčšina automobilov s pohonom zadných kolies elektronické protiblokovacie brzdové systémy na hnacích kolesách a niektoré boli vybavené úpravou, ktorá fungovala na všetkých štyroch kolesách.

Od roku 1976 sa podobný vývoj začal využívať v nákladnej doprave. V roku 1986 dostal systém názov EBS, pretože pracoval výlučne na elektronike.

Účel protiblokovacieho systému

Pri brzdení na nestabilnom povrchu (ľad, valený sneh, voda na asfalte) vodič často pozoruje úplne inú reakciu, ako sa očakávalo - namiesto spomalenia sa vozidlo stáva neovládateľným a vôbec nezastavuje. Okrem toho nepomáha silnejšie stlačenie brzdového pedála.

Pri prudkom zabrzdení sú kolesá zablokované a kvôli zlému držaniu na trati sa jednoducho prestanú otáčať. Aby sa zabránilo tomuto efektu, musíte plynulo zabrzdiť, vodič však v prípade núdze nekontrolovateľne stlačí pedál na podlahu. Niektorí odborníci na nestabilných povrchoch niekoľkokrát stlačia a uvoľnia brzdový pedál, aby spomalili vozidlo. Vďaka tomu nie sú kolesá blokované a nešmýkajú sa.

Akokoľvek smutne to znie, nie každému sa podarí túto zručnosť zvládnuť a niektorí to ani len nepovažujú za potrebné, ale jednoducho si kúpia drahé profesionálne pneumatiky s väčšou spoľahlivosťou priľnavosti. V takýchto prípadoch výrobcovia vybavujú väčšinu svojich modelov protiblokovacím systémom.

Systém ABS vám umožňuje udržiavať kontrolu nad vozidlom v núdzových situáciách a zabrániť úplnému zastaveniu kolies pri zabrzdení brzdy.

Zariadenie ABS

Zariadenie moderného ABS obsahuje malé množstvo prvkov. Skladá sa to z:

• Senzor otáčania kolesa. Takéto zariadenia sú inštalované na všetkých kolesách. Elektronická riadiaca jednotka analyzuje parametre pochádzajúce z každého z týchto snímačov. Na základe prijatých údajov ECU nezávisle aktivuje / deaktivuje systém. Najčastejšie takéto sledovacie zariadenia pracujú na princípe Hallovho snímača;
• Elektronická riadiaca jednotka. Bez toho to nebude fungovať, pretože zhromažďovanie informácií a aktivácia systému si vyžaduje „mozog“. V niektorých automobiloch má každý systém svoju vlastnú ECU, avšak výrobcovia často inštalujú jednu jednotku, ktorá spracováva všetky prvky aktívneho bezpečnostného systému (smerová stabilita, ABS, kontrola trakcie atď.);
• Výkonné zariadenia. V klasickom dizajne sú to prvky blok so sadou ventilov, tlakových akumulátorov, čerpadiel atď. Niekedy v technickej literatúre nájdete názov hydromodulátor, ktorý sa vzťahuje na tieto prvky.

Systém ABS sa vyznačuje tým, že ho možno prepojiť s brzdovým systémom ani najnovšieho automobilu. Najčastejšie ide o súpravu, ktorá sa jednoducho pripojí k brzdovému vedeniu a elektrickému systému stroja.

Ako funguje ABS

Činnosť protiblokovacieho systému je zvyčajne rozdelená do 3 etáp:

1. Zámok kolies - ECU vysiela signál na aktiváciu systému;
2. Ovládanie akčného člena - hydraulický blok mení tlak v systéme, čo vedie k odblokovaniu kolies;
3. Deaktivácia systému po obnovení otáčania kolesa.

Stojí za zváženie, že celý proces je riadený algoritmami zabudovanými do softvéru riadiacej jednotky. Spoľahlivosť systému spočíva v tom, že sa aktivuje ešte predtým, ako kolesá stratia trakciu. Analóg, ktorý funguje iba na základe údajov o otáčaní kolies, by mal jednoduchšiu štruktúru a princíp činnosti. Takýto systém by však nefungoval o nič lepšie ako prvé návrhy Gabriela Voisina.

Z tohto dôvodu ABS nereaguje na zmeny otáčok kolesa, ale na silu stlačenia brzdového pedála. Inými slovami, systém sa spustí vopred, akoby varoval pred možným šmykom, ktorý určuje rýchlosť otáčania kolies aj silu stlačenia pedálu. Riadiaca jednotka vypočíta možný sklz a aktivuje aktuátor.

Systém pracuje podľa nasledujúceho princípu. Akonáhle dôjde k núdzovej situácii (vodič prudko stlačil brzdový pedál, ale kolesá ešte nie sú zablokované), hydromodulátor prijme signál z riadiacej jednotky a zatvorí dva ventily (vstup a výstup). To stabilizuje tlak v potrubí.

Pohon potom pulzuje brzdovú kvapalinu. V tomto režime môže hydromodulátor zabezpečiť buď pomalé natáčanie kolesa, alebo nezávisle zvyšovať / znižovať tlak brzdovej kvapaliny. Tieto procesy závisia od modifikácie systému.

Keď sa aktivuje ABS, vodič to okamžite pocíti častým pulzovaním, ktoré sa prenáša aj na pedál. Či je systém aktívny alebo nie, to zistíte podľa pohladenia na aktivačnom tlačidle. Samotný princíp fungovania systému opakuje zručnosť skúsených motoristov, len to robí oveľa rýchlejšie - asi 20-krát za sekundu.

Typy protiblokovacích brzdových systémov

Vďaka zlepšeniu systémov aktívnej bezpečnosti možno na trhu s náhradnými dielmi pre automobily nájsť štyri varianty ABS:

• Jeden kanál. Signál do riadiacej jednotky a späť je súčasne vedený cez jedno káblové vedenie. Najčastejšie sú ním vybavené vozidlá s predným náhonom, a to iba na hnacích kolesách. Tento systém funguje bez ohľadu na to, ktoré koleso je zablokované. Táto modifikácia má jeden ventil na vstupe hydromodulátora a jeden na výstupe. Používa tiež jeden snímač. Táto úprava je najefektívnejšia;
• Dvojkanálový. Pri takýchto úpravách sa používa takzvaný palubný systém. Ovláda pravú stranu zvlášť zľava. Táto úprava sa osvedčila ako celkom spoľahlivá, pretože v prípade núdze je auto vedené na kraji vozovky. V takom prípade sú kolesá pravej a ľavej strany na inom povrchu, preto musí ABS tiež vysielať rôzne signály do ovládačov;
• Trojkanálové. Túto úpravu môžeme pokojne nazvať hybridom prvého a druhého. V takom ABS sú zadné brzdové doštičky ovládané jedným kanálom, ako v prvom prípade, a predné kolesá fungujú na princípe palubného ABS;
• Štvorkanálové. Toto je doteraz najefektívnejšia úprava. Má samostatný senzor a hydromodulátor pre každé koleso. ECU riadi otáčanie každého kolesa kvôli maximálnej trakcii.

Prevádzkové režimy

Prevádzku moderného systému ABS je možné vykonávať v troch režimoch:

1. Režim vstrekovania. Toto je štandardný režim, ktorý sa používa vo všetkých klasických typoch brzdového systému. V protiblokovacom brzdovom systéme je výfukový ventil zatvorený a sací ventil je otvorený. V dôsledku toho sa pri stlačení brzdového pedálu začne v okruhu pohybovať kvapalina, ktorá uvedie brzdový valec každého kolesa do pohybu.
2. Režim podržania. V tomto režime riadiaca jednotka zistí, že jedno z kolies spomaľuje oveľa rýchlejšie ako ostatné. Aby sa zabránilo strate kontaktu s vozovkou, ABS blokuje sací ventil konkrétneho kolesa. Vďaka tomu na strmeň nepôsobí sila, no zároveň ostatné kolesá ďalej spomaľujú.
3. Režim uvoľnenia tlaku. Tento režim sa aktivuje, ak sa predchádzajúci nedokázal vyrovnať s výsledným blokovaním kolies. V tomto prípade je vstupný ventil potrubia naďalej zatvorený a výstupný ventil sa naopak otvára, aby sa uvoľnil tlak v tomto okruhu.

Účinnosť brzdenia pri zapnutom systéme ABS závisí od toho, ako efektívne prechádza z jedného režimu do druhého. Na rozdiel od štandardného brzdového systému so zapnutým ABS nie je potrebné opakovane pribrzďovať, aby kolesá nestratili trakciu. V tomto prípade musí vodič úplne zošliapnuť brzdový pedál. Zvyšok práce vykoná systém sám.

Vlastnosti riadenia vozidla s ABS

Rovnako spoľahlivý ako brzdový systém v automobile nie je eliminácia potreby pozornosti vodiča. Protiblokovací systém má svoje vlastné vlastnosti. Ak sa nebudú brať do úvahy, potom môže auto stratiť stabilitu. Tu sú základné pravidlá pre mimoriadne situácie:

1. Ak je automobil vybavený jednoduchým ABS, potom aby sa mohol aktivovať, musíte prudko zošliapnuť brzdový pedál. Niektoré moderné modely sú vybavené brzdovým asistentom. V takom prípade riadiaca jednotka zistí možnosť straty trakcie a aktivuje tohto asistenta. Aj pri miernom stlačení pedálu sa systém aktivuje a nezávisle zvýši tlak v potrubí na požadovaný parameter;
2. Ako už bolo spomenuté, pri aktivácii systému pulzuje brzdový pedál. Neskúsený vodič si okamžite myslí, že sa niečo stalo s autom, a rozhodne sa uvoľniť brzdu;
3. Pri jazde na pneumatikách s hrotmi je lepšie vypnúť ABS, pretože skrutky v pneumatikách majú svoju účinnosť práve pri zablokovaní kolesa;
4. Počas jazdy na voľnom snehu, piesku, štrku atď. ABS je tiež viac zbytočné ako užitočné. Faktom je, že pred ním zablokované koleso zhromažďuje malý hrboľ z materiálu, ktorý tvorí cestu. To vytvára ďalšiu odolnosť proti šmyku. Ak sa koleso otočí, nebude to mať žiadny účinok;
5. Pri rýchlej jazde po nerovnom povrchu nemusí systém ABS fungovať správne. Aj pri miernom brzdení sa koleso vo vzduchu rýchlo zastaví, čo vyprovokuje riadiacu jednotku k aktivácii zariadenia, keď to nie je potrebné;
6. Ak je zapnuté ABS, mali by sa počas manévru tiež použiť brzdy. V normálnom aute to vyprovokuje iba šmyk alebo nedotáčavosť. Auto s ABS je však ochotnejšie počúvať volant, keď je aktívny protiblokovací systém.

Brzdný výkon

Systém ABS nielen skracuje brzdnú dráhu, ale poskytuje aj maximálnu kontrolu nad vozidlom. V porovnaní s automobilom, ktorý nie je vybavený týmto systémom, budú vozidlá s ABS brzdiť určite efektívnejšie. Netreba to dokazovať. Okrem kratšej brzdnej dráhy v takomto aute sa aj pneumatiky opotrebúvajú rovnomernejšie, keďže brzdné sily sú rozložené rovnomerne na všetky kolesá.

Tento systém ocenia najmä vodiči, ktorí často jazdia po cestách s nestabilným povrchom, napríklad keď je asfalt mokrý alebo šmykľavý. Hoci žiadny systém nedokáže úplne odstrániť všetky chyby, ochrániť vodiča pred núdzovou situáciou (nikto nezrušil vodičovu pozornosť a predvídavosť), vďaka brzdám ABS je vozidlo predvídateľnejšie a ovládateľnejšie.

Vzhľadom na vysoký brzdný výkon mnohí odborníci odporúčajú začiatočníkom zvyknúť si na riadenie vozidiel s ABS, čím sa zvýši bezpečnosť na cestách. Samozrejme, ak vodič poruší pravidlá predbiehania a rýchlostné limity, systém ABS nedokáže následkom takéhoto porušenia zabrániť. Napríklad, nech je systém akokoľvek účinný, je zbytočný, ak vodič auto nezazimoval a naďalej jazdí na letných pneumatikách.

Prevádzka ABS

Moderný systém ABS je považovaný za spoľahlivý a stabilný systém. Môže fungovať správne po dlhú dobu, ale stále potrebuje správnu prevádzku a včasnú údržbu. Riadiaca jednotka zriedka zlyhá.

Ale ak vezmeme snímače otáčania kolies, potom je to najzraniteľnejšie miesto v takomto systéme. Dôvodom je, že snímač určuje rýchlosť otáčania kolesa, čo znamená, že musí byť inštalovaný v jeho tesnej blízkosti - na náboji kolesa.

Keď auto jazdí cez blato, kaluže, piesok alebo mokrý sneh, snímač sa veľmi znečistí a môže buď rýchlo zlyhať, alebo udávať nesprávne hodnoty, čo povedie k nestabilite systému. Ak je vybitá batéria alebo nízke napätie v palubnom systéme auta, riadiaca jednotka systém vypne z dôvodu príliš nízkeho napätia.

Ak systém zlyhá, auto nepríde o brzdy. Práve v tomto prípade musí byť vodič schopný spomaliť na nestabilnej ceste pomocou klasického brzdového systému.

Výkon ABS

Systém ABS vám teda umožňuje vykonávať núdzové brzdenie bezpečnejšie a tiež umožňuje vykonávať manévre s úplne zošliapnutým brzdovým pedálom. Tieto dva dôležité parametre robia z tohto systému neoddeliteľnú súčasť vozidla vybaveného pokročilým systémom aktívnej bezpečnosti.

Prítomnosť ABS je pre skúseného motoristu voliteľná. Začiatočník si však v prvých rokoch musí osvojiť mnoho rôznych zručností, preto je lepšie, ak má takéto vozidlo vodiča niekoľko systémov, ktoré poskytujú záchrannú sieť.

Skúsený vodič bez problémov (najmä ak jazdí na svojom aute už mnoho rokov) bude môcť ovládať moment zastavenia kolesa zmenou sily na brzdový pedál. Ale aj s dlhou skúsenosťou s riadením môže viackanálový systém konkurovať takejto zručnosti. Dôvodom je, že vodič nie je schopný ovládať silu na jednotlivé koleso, ale ABS áno (jednokanálový systém funguje ako skúsený vodič a mení silu na celé brzdové vedenie).

Ale systém ABS nemožno považovať za všeliek v núdzových situáciách na žiadnej ceste. Ak sa auto napríklad šmyklo na piesku alebo v sypkom snehu, tak to naopak spôsobí predĺženie brzdnej dráhy. Na takejto ceste bude naopak zablokovanie kolies užitočnejšie – zaryjú sa do zeme, čím sa zrýchli brzdenie. Aby bolo auto univerzálne na akomkoľvek type povrchu vozovky, výrobcovia moderných modelov áut vybavujú svoje produkty vypínateľným ABS.

Čo sú to poruchy

Pokiaľ ide o spoľahlivosť protiblokovacieho systému, jedná sa o jeden z najspoľahlivejších systémov v automobile. Jeho prvky zriedka zlyhajú a najčastejšie je to z dôvodu porušenia pravidiel prevádzky a údržby. Všetky elektronické časti sú spoľahlivo chránené pred preťažením poistkami a relé, takže riadiaca jednotka nezlyhá.

Najčastejšími poruchami systému sú porucha snímačov kolies, pretože sa nachádzajú na miestach, kde je mimoriadne ťažké vylúčiť z nich vodu, prach alebo nečistoty. Ak je ložisko náboja príliš voľné, dôjde k poruche snímača.

Ďalšie problémy sú už spojené skôr so sprievodnými systémami automobilu. Príkladom toho je pokles napätia v elektrickej sieti stroja. V takom prípade sa ABS deaktivuje z dôvodu aktivovaného relé. Rovnaký problém možno pozorovať pri rázových rázoch v sieti.

Ak sa protiblokovací systém sám vypne, neprepadajte panike - auto sa bude jednoducho správať, akoby nemalo ABS.

Oprava a údržba brzdového systému automobilu s ABS má svoje vlastné vlastnosti. Napríklad pred výmenou brzdovej kvapaliny pri vypnutom zapaľovaní stlačte brzdu a niekoľkokrát ju uvoľnite (asi 20-krát). Tým sa uvoľní tlak v akumulátore tela ventilu. Informácie o tom, ako správne vymeniť brzdovú kvapalinu a potom odvzdušniť systém, si prečítajte v samostatnom článku.

Vodič sa okamžite dozvie o funkcii ABS zodpovedajúcim signálom na prístrojovej doske. Ak sa kontrolka rozsvieti a potom zhasne - mali by ste venovať pozornosť kontaktu snímačov kolies. S najväčšou pravdepodobnosťou z dôvodu straty kontaktu riadiaca jednotka neprijíma signál z týchto prvkov a signalizuje poruchu.

Výhody a nevýhody systému

O výhodách protiblokovacieho systému nie je potrebné veľa hovoriť, pretože jeho hlavnou výhodou je stabilizácia vozidla v prípade preklzu kolies počas brzdenia. Tu sú výhody automobilu s takýmto systémom:

• Počas dažďa alebo na ľade (klzkom asfalte) vykazuje vozidlo väčšiu stabilitu a ovládateľnosť;
• Pri vykonávaní manévru môžete aktívne využívať brzdy pre lepšiu odozvu riadenia;
• Na hladkých povrchoch je brzdná dráha kratšia ako pri automobile bez ABS.

Jednou z nevýhod systému je, že si zle poradí s mäkkým povrchom vozovky. V takom prípade bude brzdná dráha kratšia, ak budú zablokované kolesá. Aj keď najnovšie úpravy ABS už zohľadňujú vlastnosti pôdy (na voliči prevodovky je zvolený vhodný režim), prispôsobujú sa danej situácii na ceste.

Princíp fungovania ABS a jeho výhody sú popísané v nasledujúcom videu:

Princípy fungovania ABS

Video k téme

Na záver recenzie ponúkame krátke video, ako brzdiť na aute s ABS a bez:

Brzdenie s ABS alebo bez

Otázky a odpovede:

Čo znamená protiblokovací brzdový systém? Ide o elektronický systém, ktorý krátkym znížením tlaku brzdovej kvapaliny zabraňuje zablokovaniu kolies pri brzdení.

Na čo slúži protiblokovací brzdový systém? Pri prudkom použití bŕzd môžu kolesá stratiť trakciu a auto sa stane nestabilným. ABS poskytuje impulzné brzdenie, čo umožňuje kolesám udržiavať trakciu.

Ako funguje protiblokovací brzdový systém? Elektronika monitoruje zablokovanie kolies a preklzávanie kolies. Vďaka ventilom na každom brzdovom strmeni je regulovaný tlak TJ na konkrétny piest.

Ako brzdiť s protiblokovacím systémom? V autách s ABS je potrebné stlačiť pedál až na doraz a samotný systém zabezpečí impulzné brzdenie. Počas brzdenia nie je potrebné stláčať/uvoľňovať pedál.