ABS-systemets struktur och funktion

Det aktiva säkerhetssatsen för moderna bilar innehåller olika assistenter och system som gör det möjligt att förhindra en nödsituation eller för att minimera personskador under en olycka.

Bland dessa element är det låsningsfria bromssystemet. Vad det är? Hur fungerar modern ABS? Hur fungerar ABS och hur man kör bil när systemet är på? Svaren på dessa frågor finns i denna recension.

Vad är låsningsfritt bromssystem

Låsningsfritt bromssystem avser en uppsättning elektrohydrauliska element som är installerade i bilens chassi och associerade med dess bromsar.

Det ger bättre grepp på vägytan, vilket förhindrar att hjulen stoppar helt under inbromsning på instabila vägytor. Detta händer ofta på is eller våta vägar.

Story

Denna utveckling presenterades först för allmänheten på 1950-talet. Det kunde dock inte kallas ett koncept, eftersom denna idé utvecklades i början av 1908-talet. Så, ingenjör J. Francis XNUMX demonstrerade arbetet med sin "Regulator", som förhindrade hjulglidning i järnvägsfordon.

Ett liknande system utvecklades av mekanikern och ingenjören G. Voisin. Han försökte skapa ett bromssystem för flygplan som oberoende reglerade den hydrauliska effekten på bromselementen så att flygplanens hjul inte gled på landningsbanan till följd av bromsning. Han utförde experiment med modifieringar av sådana enheter på 20-talet.

Tidiga system

Naturligtvis, som i fallet med den första utvecklingen av alla uppfinningar, hade systemet som förhindrar blockering ursprungligen en komplex och primitiv struktur. Så, den ovannämnda Gabriel Voisin använde ett svänghjul och en hydraulventil ansluten till bromsledningen i sina konstruktioner.

Systemet fungerade enligt denna princip. Svänghjulet fästes på en trumma på ett hjul och roterades med det. När det inte finns någon glidning roterar trumman och svänghjulet med samma hastighet. Så snart hjulet stannar saktar trumman ner med det. På grund av det faktum att svänghjulet fortsätter att rotera öppnades hydraulledningens ventil något, vilket minskar kraften på bromstrumman.

Ett sådant system har visat sig vara mer stabilt för fordonet eftersom föraren instinktivt bromsar ännu mer i händelse av en glidning istället för att utföra denna procedur smidigt. Denna utveckling har ökat bromsverkningsgraden med 30 procent. Ett annat positivt resultat - färre brista och slitna däck.

Systemet fick dock vederbörligt erkännande tack vare insatserna från den tyska ingenjören Karl Wessel. Dess utveckling patenterades 1928. Trots detta användes installationen inte vid transport på grund av betydande brister i designen.

Ett riktigt fungerande halkskyddssystem användes i luftfarten i början av 50-talet. Och 1958 installerades Maxaret-satsen först på en motorcykel. Royal Enfield Super Meteor var utrustad med ett fungerande låsningsfritt bromssystem. Systemet övervakades av väglaboratoriet. Studier har visat att detta element i bromssystemet avsevärt minskar motorcykelolyckor, varav de flesta sker exakt på grund av glidning när hjulet är låst under bromsningen. Trots sådana indikatorer godkände inte chefen för motorcykelföretagets tekniska avdelning massproduktionen av ABS.

I bilar användes ett mekaniskt halkskyddssystem endast i vissa modeller. En av dem är Ford Zodiac. Anledningen till denna situation var enhetens låga tillförlitlighet. Bara sedan 60 -talet. det elektroniska låsningsfria bromssystemet har hittat in i det berömda Concorde-flygplanet.

Moderna system

Principen för elektronisk modifiering antogs av en ingenjör vid Fiat Research Center och kallade uppfinningen Antiskid. Utvecklingen såldes till Bosch, varefter den fick namnet ABS.

År 1971 introducerade biltillverkaren Chrysler ett komplett och effektivt datorstyrt system. En liknande utveckling användes ett år tidigare av amerikanska Ford i sin ikoniska Lincoln Continental. Efterhand tog även andra ledande biltillverkare över stafettpinnen. Vid mitten av 70-talet hade de flesta bakhjulsdrivna bilar elektroniska låsningsfria bromssystem på drivhjulen, och vissa var utrustade med en modifiering som fungerade på alla fyra hjulen.

Sedan 1976 började en liknande utveckling användas inom godstransporter. 1986 fick systemet namnet EBS, eftersom det fungerade helt på elektronik.

Syfte med låsningsfritt bromssystem

När bromsar på en instabil yta (is, rullad snö, vatten på asfalten) observerar föraren ofta en helt annan reaktion än väntat - istället för att sakta ner blir fordonet okontrollerbart och stannar inte alls. Dessutom hjälper det inte att trycka hårdare på bromspedalen.

När bromsarna används plötsligt blockeras hjulen och på grund av dåligt grepp på banan slutar de helt enkelt att rotera. För att förhindra att denna effekt inträffar måste du smidigt sätta i bromsarna, men i en nödsituation trycker föraren okontrollerat på pedalen mot golvet. Vissa proffs på instabila ytor kommer att trycka på och släppa bromspedalen flera gånger för att sakta ner fordonet. Tack vare detta är hjulen inte blockerade och glider inte.

Så sorgligt som det låter lyckas inte alla att behärska denna färdighet, och vissa anser inte ens vara nödvändiga att göra detta, utan bara köpa dyra yrkesdäck med större greppsäkerhet. I sådana fall utrustar tillverkarna de flesta av sina modeller med ett låsningsfritt bromssystem.

ABS gör att du kan behålla kontrollen över fordonet i en nödsituation, vilket förhindrar att hjulen stannar helt när bromsen är åtdragen.

ABS-enhet

Enheten för modern ABS innehåller ett litet antal element. Den består av:

• Hjulrotationssensor. Sådana enheter är installerade på alla hjul. Den elektroniska styrenheten analyserar parametrarna som kommer från var och en av dessa sensorer. Baserat på mottagna data aktiverar / avaktiverar ECU systemet oberoende. Oftast fungerar sådana spårningsenheter enligt principen om en Hall-sensor;
• Elektronisk styrenhet. Utan det kommer det inte att fungera, för det tar "hjärnor" att samla in information och aktivera systemet. I vissa bilar har varje system sin egen styrenhet, men tillverkare installerar ofta en enhet som bearbetar alla element i det aktiva säkerhetssystemet (riktningsstabilitet, ABS, dragstyrning etc.);
• Executive-enheter. I den klassiska designen är dessa element ett block med en uppsättning ventiler, tryckackumulatorer, pumpar etc. Ibland i den tekniska litteraturen kan du hitta namnet hydromodulator, som tillämpas på dessa element.

En egenskap hos ABS-systemet är att det kan anslutas till inte ens den nyaste bilens bromssystem. Oftast är de ett kit som helt enkelt är anslutet till bromsledningen och maskinens elektriska system.

Hur ABS fungerar

Konventionellt är det låsningsfria bromssystemets arbete uppdelat i tre steg:

1. Hjullås - ECU skickar en signal för att aktivera systemet;
2. Manövrering av manöverdonet - det hydrauliska blocket ändrar trycket i systemet, vilket leder till att hjulen låses upp;
3. Deaktivering av systemet när hjulrotationen återställs.

Det är värt att överväga att hela processen styrs av algoritmer inbäddade i styrenhetens programvara. Systemets tillförlitlighet ligger i det faktum att det utlöses redan innan hjulen tappar grepp. En analog som bara fungerar på grundval av data om hjulens rotation skulle ha en enklare struktur och funktionsprincip. Emellertid skulle ett sådant system inte fungera bättre än de första designerna av Gabriel Voisin.

Av denna anledning reagerar ABS inte på förändringar i hjulhastigheten utan på kraften att trycka på bromspedalen. Med andra ord utlöses systemet i förväg, som om det varnar en eventuell glidning, och bestämmer både hjulens rotationshastighet och kraften att trycka på pedalen. Styrenheten beräknar möjlig glidning och aktiverar ställdonet.

Systemet fungerar enligt följande princip. Så snart en nödsituation uppstår (föraren har tryckt kraftigt på bromspedalen men hjulen är inte låsta ännu) får hydromodulatorn en signal från styrenheten och stänger två ventiler (inlopp och utlopp). Detta stabiliserar linjetrycket.

Ställdonet pulserar sedan bromsvätskan. I detta läge kan hydromodulatorn antingen ge en långsam vevning av hjulet eller oberoende öka / minska bromsvätsketrycket. Dessa processer beror på modifieringen av systemet.

När ABS utlöses känner föraren omedelbart det av den frekventa pulsationen, som också överförs till pedalen. Oavsett om systemet är aktivt eller inte, kan du ta reda på det med smekningen på aktiveringsknappen. Själva principen för systemets funktion upprepar skickligheten hos erfarna bilister, bara det gör det mycket snabbare - cirka 20 gånger per sekund.

Typer av låsningsfria bromssystem

Tack vare förbättringen av aktiva säkerhetssystem finns fyra varianter av ABS på marknaden för bildelar:

• En kanal. Signalen till styrenheten och bakåt matas samtidigt genom en enda kabelansluten ledning. Oftast är framhjulsdrivna bilar utrustade med den, och då bara på drivhjulen. Detta system fungerar oavsett vilket hjul som är låst. Denna modifiering har en ventil vid hydromodulatorns inlopp och en vid utloppet. Den använder också en sensor. Denna modifiering är den mest ineffektiva;
• Tvåkanaler. I sådana modifieringar används det så kallade inbyggda systemet. Den styr höger sida separat från vänster. Denna modifiering har visat sig vara ganska tillförlitlig eftersom bilen i en nödsituation bärs till sidan av vägen. I detta fall är hjulen på höger och vänster sida på en annan yta, därför måste ABS också skicka olika signaler till ställdonen;
• Tre kanaler. Denna modifiering kan säkert kallas en hybrid av första och andra. I sådan ABS styrs de bakre bromsbeläggen av en kanal, som i det första fallet, och framhjulen fungerar enligt principen om inbyggd ABS;
• Fyra kanaler. Detta är den mest effektiva modifieringen hittills. Den har en individuell sensor och en hydromodulator för varje hjul. En styrenhet styr varje hjuls rotation för maximal dragkraft.

Driftsätt

Driften av ett modernt ABS-system kan utföras i tre lägen:

1. Injektionsläge. Detta är standardläget, som används i alla klassiska varianter av bromssystemet. I ett låsningsfritt bromssystem är avgasventilen stängd och insugningsventilen öppen. På grund av detta, när bromspedalen trycks ned, börjar vätska att röra sig i kretsen, vilket sätter bromscylindern på varje hjul i rörelse.
2. Håll läge. I detta läge känner styrenheten av att ett av hjulen bromsar in mycket snabbare än de andra. För att förhindra förlust av kontakt med vägen, blockerar ABS inloppsventilen på ett visst hjuls linje. Tack vare detta finns det ingen kraft på bromsoket, men samtidigt fortsätter de andra hjulen att sakta ner.
3. Tryckavlastningsläge. Detta läge aktiveras om det föregående inte kunde klara det resulterande hjullåset. I detta fall fortsätter ledningens inloppsventil att vara stängd, och utloppsventilen, tvärtom, öppnas för att avlasta trycket i denna krets.

Effektiviteten av bromsning när ABS-systemet är på beror på hur effektivt det växlar från ett läge till ett annat. Till skillnad från ett vanligt bromssystem, med ABS på, finns det inget behov av att bromsa upprepade gånger för att förhindra att hjulen tappar grepp. I detta fall måste föraren trampa ner bromspedalen helt. Resten av arbetet kommer att göras av systemet självt.

Funktioner för att köra bil med ABS

Så pålitligt som bromssystemet i en bil är, eliminerar det inte behovet av förarens uppmärksamhet. Låsningsfritt bromssystem har sina egna egenskaper. Om de inte beaktas kan bilen tappa stabiliteten. Här är de grundläggande reglerna för nödsituationer:

1. Om bilen är utrustad med en enkel ABS, måste du trycka kraftigt på bromspedalen för att den ska kunna aktiveras. Vissa moderna modeller är utrustade med en bromsassistent. I det här fallet upptäcker styrenheten möjligheten till förlust av dragkraft och aktiverar denna assistent. Även med ett lätt tryck på pedalen aktiveras systemet och ökar trycket i linjen oberoende till önskad parameter;
2. Som redan nämnts pulsar bromspedalen när systemet är aktiverat. En oerfaren förare tycker omedelbart att det har hänt något med bilen och bestämmer sig för att lossa bromsen.
3. När du kör på dubbdäck är det bättre att stänga av ABS eftersom tapparna i däcken har sin effektivitet precis när hjulet är blockerat.
4. När du kör på lös snö, sand, grus etc. ABS är också mer värdelöst än användbart. Faktum är att ett låst hjul framför det samlar en liten stöta från materialet som utgör vägen. Detta skapar ytterligare halkmotstånd. Om hjulet snurrar blir det ingen sådan effekt;
5. Dessutom kanske ABS-systemet inte fungerar tillräckligt när du kör snabbt på ojämna underlag. Även vid lätt bromsning stannar ett hjul i luften snabbt, vilket kommer att prova styrenheten att aktivera enheten när den inte behövs;
6. Om ABS är på ska bromsarna också användas under manövreringen. I en vanlig bil kommer detta bara att framkalla en glidning eller understyrning. Bilen med ABS är dock mer villig att lyssna på ratten när antilåsningssystemet är aktivt.

Bromsprestanda

ABS-systemet förkortar inte bara stoppsträckan utan ger också maximal kontroll över fordonet. Jämfört med en bil som inte är utrustad med detta system kommer fordon med ABS definitivt att bromsa mer effektivt. Det behöver inte bevisas. Förutom en kortare bromssträcka i en sådan bil kommer däcken att slitas jämnare, eftersom bromskrafterna fördelas jämnt på alla hjul.

Detta system kommer särskilt att uppskattas av förare som ofta kör på vägar med instabila underlag, till exempel när asfalten är våt eller halt. Även om inget system helt kan eliminera alla fel, skydda förare från en nödsituation (ingen har avbrutit förarens uppmärksamhet och framförhållning), gör ABS-bromsar fordonet mer förutsägbart och hanterbart.

Med tanke på den höga bromsprestandan rekommenderar många experter att nybörjare vänjer sig vid att köra fordon med ABS, vilket kommer att öka säkerheten på vägen. Om föraren bryter mot reglerna för omkörning och hastighetsbegränsningar kommer naturligtvis inte ABS-systemet att kunna förhindra konsekvenserna av sådana överträdelser. Till exempel, oavsett hur effektivt systemet är, är det värdelöst om föraren inte har vinterklarerat bilen och fortsätter att köra på sommardäck.

ABS-drift

Det moderna ABS-systemet anses vara ett pålitligt och stabilt system. Det kan fungera korrekt under lång tid, men det behöver fortfarande korrekt drift och underhåll i tid. Styrenheten misslyckas sällan.

Men om vi tar hjulrotationssensorer så är detta den mest sårbara platsen i ett sådant system. Anledningen är att sensorn bestämmer hjulets rotationshastighet, vilket innebär att det måste installeras i nära anslutning till det - på hjulnavet.

När bilen körs genom lera, vattenpölar, sand eller blöt snö blir sensorn väldigt smutsig och kan antingen misslyckas snabbt eller ge felaktiga värden, vilket leder till instabilitet i systemet. Om batteriet är lågt eller spänningen i bilens ombordsystem är låg, kommer styrenheten att stänga av systemet på grund av för låg spänning.

Om systemet misslyckas kommer bilen inte att tappa sina bromsar. Just i det här fallet behöver föraren kunna sakta ner på en instabil väg med hjälp av ett klassiskt bromssystem.

ABS prestanda

Så ABS-systemet låter dig utföra nödbromsning säkrare och gör det också möjligt att utföra manövrar med bromspedalen helt nedtryckt. Dessa två viktiga parametrar gör detta system till en integrerad del av ett fordon utrustat med ett avancerat aktivt säkerhetssystem.

Förekomsten av ABS är valfritt för en erfaren bilist. Men en nybörjare måste lära sig många olika färdigheter under de första åren, så det är att föredra att bilen till en sådan förare har flera system som ger skyddsnät.

En erfaren förare kan enkelt (särskilt om han har kört sin bil i många år) kunna kontrollera hjulslirningsögonblicket genom att ändra kraften på bromspedalen. Men även med en lång körerfarenhet kan ett flerkanalssystem konkurrera med en sådan färdighet. Anledningen är att föraren inte kan kontrollera kraften på ett enskilt hjul, men ABS kan (ett enkanalssystem fungerar som en erfaren förare, ändrar kraften på hela bromslinjen).

Men ABS-systemet kan inte betraktas som ett universalmedel i nödsituationer på vilken väg som helst. Till exempel, om bilen sladdade på sanden eller i lös snö, kommer det tvärtom att orsaka en ökad bromssträcka. På en sådan väg, tvärtom, kommer det att vara mer användbart att blockera hjulen - de gräver ner i marken, vilket påskyndar bromsningen. För att bilen ska vara universell på alla typer av vägytor, utrustar tillverkare av moderna bilmodeller sina produkter med en omkopplingsbar ABS.

Vilka är störningarna?

När det gäller pålitligheten av det låsningsfria bromssystemet är detta ett av de mest pålitliga systemen i bilen. Dess element misslyckas sällan, och oftast beror detta på brott mot reglerna för drift och underhåll. Alla elektroniska delar är säkert skyddade från överbelastning med säkringar och reläer så att styrenheten inte kommer att misslyckas.

De vanligaste systemfel är fel på hjulsensorer, eftersom de finns på platser där det är extremt svårt att utesluta vatten, damm eller smuts från att komma in i dem. Om navlagret är för löst, kommer sensorerna att fungera felaktigt.

Andra problem är redan mer förknippade med bilens medföljande system. Ett exempel på detta är spänningsfallet i maskinens elektriska nätverk. I detta fall kommer ABS att inaktiveras på grund av det aktiverade reläet. Samma problem kan observeras med strömavbrott i nätverket.

Om låsningsfria bromssystem stängs av på egen hand, kom inte i panik - bilen kommer helt enkelt att bete sig som om den inte hade ABS.

Reparation och underhåll av bromssystemet för en bil med ABS har sina egna egenskaper. Innan du till exempel byter bromsvätska, med tändningen av, tryck på bromsen flera gånger och släpp den (cirka 20 gånger). Detta kommer att frigöra trycket i ventilkroppens ackumulator. För information om hur du byter ut bromsvätska och sedan luftar systemet, läs i en separat artikel.

Föraren kommer omedelbart att lära sig om ABS-felet genom motsvarande signal på instrumentbrädan. Om varningslampan tänds och sedan slocknar bör du vara uppmärksam på hjulsensorernas kontakt. På grund av förlusten av kontakt mottar troligen inte styrenheten en signal från dessa element och signalerar ett fel.

Systemfördelar och nackdelar

Det finns inget behov av att prata mycket om fördelarna med det låsningsfria bromssystemet, eftersom dess främsta fördel är att stabilisera bilen vid hjulglidning under bromsningen. Här är fördelarna med en bil med ett sådant system:

• Under regn eller på is (hal asfalt) visar bilen större stabilitet och kontrollerbarhet;
• När du utför en manöver kan du aktivt använda bromsarna för bättre styrrespons;
• På släta ytor är bromssträckan kortare än en bil utan ABS.

En av nackdelarna med systemet är att det inte klarar bra med mjuka vägytor. I detta fall blir bromssträckan kortare om hjulen blockeras. Även om de senaste ABS-modifikationerna redan tar hänsyn till markens egenskaper (lämpligt läge väljs på växelväljaren), och anpassar sig till den givna vägsituationen.

Dessutom beskrivs driftsprincipen för ABS och dess fördelar i följande video:

Principer för ABS-arbete

Video om ämnet

I slutet av recensionen erbjuder vi en kort video om hur man bromsar på en bil med och utan ABS:

Bromsar med eller utan ABS

Frågor och svar:

Vad betyder låsningsfria bromssystem? Det är ett elektroniskt system som förhindrar att hjulen låser sig vid inbromsning genom att kortvarigt minska bromsvätsketrycket.

Vad är ett låsningsfritt bromssystem till för? Om bromsarna dras åt kraftigt kan hjulen tappa greppet och bilen blir instabil. ABS ger impulsbromsning, vilket gör att hjulen bibehåller greppet.

Hur fungerar det låsningsfria bromssystemet? Elektronik övervakar hjullåsning och hjulslirning. Tack vare ventilerna på varje bromsok regleras TJ-trycket på en viss kolv.

Hur bromsar man med ett låsningsfritt bromssystem? I bilar med ABS måste du trycka ner pedalen hela vägen, och själva systemet kommer att ge impulsbromsning. Det finns ingen anledning att trycka ner/släppa pedalen under bromsning.