ABS, ESP, EBD в автомобиле: как работают и зачем нужны?

Обзоры Тестовый редактор 28.01.24

Одной из основных проблем простой тормозной системы автомобиля является невозможность маневра в случае блокировки колес. Развитие электроники позволило создать систему ABS, не допускающую блокировку колес на любом покрытии при торможении. Также были разработаны ассистенты, противодействующие заносу автомобиля и улучшающие тормозные характеристики.

ABS

Первые рабочие образцы антиблокировочных систем появились в 20-х гг. прошлого века в шасси самолетов. В 60-х гг. появились электромеханические системы для машин – проекты создавались компаниями Dunlop Maxaret, Kelsey-Hayes и другими. Но системы были далеки от идеала из-за отсутствия адекватных блоков управления. Надежные решения для автомобилей разработали только в 70-х гг. благодаря развитию полупроводников, в серию оборудование пошло в 1978 г. – пионером стала компания Mercedes-Benz, внедрившая ABS I поколения на легковой модели с кузовом W116. Через два года свет увидела усовершенствованная система с 4 раздельными каналами для каждого колеса. Но прошло еще несколько десятилетий, прежде чем система ABS стала серийным оборудованием на большинстве машин.

Самые свежие новости в нашем Телеграме!

Подпишитесь, чтобы всегда быть в курсе событий

Система ABS состоит из:

датчиков, определяющих блокировку колес;
задающих дисков, интегрированных в ступицу или выполненных в виде металлического кольца;
электронного блока с модулем клапанов, установленного в тормозной системе.

Клапанный блок расположен после главного тормозного цилиндра с вакуумным усилителем. Имеется дополнительная магистраль с клапаном для отвода части жидкости, который позволяет быстро снять блокировку с колеса. Восстановление подачи жидкости в суппорт происходит после достижения колесом заданного программой числа оборотов. Иногда в литературе контроллер ABS называется модулятором давления в системе привода тормозов. ABS может использоваться как в гидравлических, так и в пневматических тормозных системах.

Принцип работы ABS достаточно прост – в случае блокировки колеса датчик фиксирует остановку задающего диска. Блок управления получает сигнал и снижает давление в суппорте стоящего колеса. Колесо начинает вращаться, работа ABS чувствуется водителем по вибрации на педали. Блок ABS может одновременно разблокировать все колеса, количество срабатываний превышает 20 циклов в секунду. При включении зажигания в щитке приборов включается контрольная лампа ABS, после опроса электроники и отсутствии ошибок индикатор гаснет после пуска мотора.

Назначение ABS

Основной целью использования ABS является возможность сохранения управляемости при резком нажатии на педаль тормоза и сохранении максимально возможного замедления машины. В ряде случаев система сокращает тормозной путь, хотя на рыхлых грунтах или в глубоком снегу ABS оказывает негативное воздействие. На базе ABS создана система ESP для сохранения курсовой устойчивости. Качество работы ABS зависит от поколения, современные блоки превосходят по возможностям системы образца 90-х гг.

Вместе с ABS может устанавливаться система помощи при экстренном торможении. При резком нажатии на педаль тормоза давление в системе повышается до максимума, а ABS активно предотвращает блокировку колес. Ассистент может использовать при работе данные от других систем – например, фронтального радара или камеры, распознающей сигналы светофора. Система имеет разные наименования, экстренное повышение давления нивелирует вероятность последствий слабого нажатия на педаль тормоза водителем либо инстинктивного снятия ноги с тормоза при приближении к препятствию.

Колесные датчики ABS используют и для работы противопробуксовочной системы, которая имеет аббревиатуру TCS, TRC или DTC в зависимости от марки автомобиля. Если при разгоне фиксируется резкое увеличение частоты вращения одного из ведущих колес, т.е. утрату сцепления с дорогой, то электроника подтормаживает колесо до момента выравнивания частот вращения. Устранение пробуксовки достигается корректировкой режима работы двигателя путем ограничения подачи топлива, отключения цилиндров и подтормаживания буксующего колеса.

EBD

В тормозных системах без ABS для корректировки усилий между осями используется регулятор давления. В результате при резком торможении автомобиль может занести. Наличие блока ABS позволяет ввести электронное распределение тормозных усилий. EBD использует сигналы от датчиков антиблокировочной системы, индивидуально регулируя давление в магистрали для каждого колеса. Поскольку основная нагрузка при торможении распределяется на передние колеса, то EBD предотвращает блокировку задних колес.

Первые серийные автомобили с ABS, выпущенные в конце 80-х гг. прошлого века, не имели EBD. В результате тестов была отмечена некорректная работа антиблокировочной системы при резком нажатии на тормоз и перегрузке передней оси. Блок ABS не успевал разблокировать задние тормоза, возникающий момент разворачивал автомобиль. Решением проблемы стала EBD, способная менять усилия путем управления клапанами в блоке ABS. Система EBD работает постоянно, в то время как ABS задействована только при блокировке колес.

На ряде автомобилей возможности EBD расширены за счет установки дополнительных датчиков. Например, система может фиксировать разгрузку внешних колес при движении в повороте. За счет раздельной регулировки давления в приводе тормозов реализуется система курсовой устойчивости. По факту – EBD всегда имеется на любом автомобиле, оснащенном ABS, алгоритмы и качество работы системы зависят от поколения ABS.

ESP

Система ESP или ESC включает в себя датчики положения рулевого вала и гироскопический сенсор, определяющий угловую скорость автомобиля относительно вертикальной оси. При фиксации несоответствия данных об отклонении рулевого колеса с сигналами от гироскопа контроллер начинает подтормаживать колеса для гашения заноса на ранней стадии. У истоков создания ESP стоит компания Mercedes-Benz, столкнувшаяся со склонностью к опрокидыванию новейшей на конец 90-х гг. модели A-класса. Впервые серийная ESP появилась на купе Mercedes-Benz с кузовом С140 и 12-цилиндровым двигателем в 1995 г. в качестве стандартного оборудования. Для обозначения системы используются разные аббревиатуры, зависящие от марки. Помимо общего ESP встречается наименование ESC, PSM, VDC и другие.

Принцип работы ESP достаточно прост – гироскопический датчик срабатывает на грани или в самом начале потери управляемости. Например, при фиксации скольжения передка машины на больший радиус ESP автоматически включает тормоз заднего внутреннего колеса. В результате автомобиль получает избыточную поворачиваемость, гасящую снос. Одновременно система регулирует обороты двигателя при помощи электронного дросселя.

В случае заноса задней части ESP подтормаживает переднее колесо, создавая противоположный вращающий момент, не дающий развиться боковому скольжению. Если фиксируется одновременный снос всех колес, то ESP работает рандомно, стремясь погасить занос на ранней стадии. Для срабатывания блока требуется не более 20 миллисекунд, что меньше времени реакции подготовленного водителя, но ESP не всегда способна прекратить занос и стабилизировать траекторию.

Заключение

Комплекс систем ABS, ESP и EBD повышает безопасность эксплуатации автомобиля и снижает риск возникновения аварийных ситуаций. Системы базируются на едином блоке, встроенном в тормозные магистрали. В случае неисправности электроника фиксирует ошибку и включает предупредительную лампу в щитке приборов. Эксплуатация автомобиля с неработающей ABS, ESP или EBD категорически запрещена, поскольку тормозная система не обеспечит быструю остановку в случае аварийной ситуации на дороге.