Разновидности систем ABS

В настоящее время на легковых автомобилях применяется достаточно большое количество разнообразных вариантов исполнения систем ABS. Общим для всех является то, что они дополняют рабочие функции тормозной системы автомобиля принципиально новым качеством — способностью интенсивного торможения без блокировки колес. Для достижения этой цели любая система ABS, помимо основных компонентов, содержит датчики частоты вращения колес (КД), электронный блок управления гидротормозами автомобиля (ЭБУ-Т) и центральный гидравлический исполнительный механизм (ЦИМ), который раздельно управляет колесными тормозными цилиндрами (КТЦ), а сам управляется от электрических сигналов ЭБУ-Т.

Разновидности систем ABS можно классифицировать на четыре типа по четырем отличительным признакам (рис. 3):

а — конструктивным особенностям системы; б — функциональным возможностям системы; в — компонентному составу; г — эксплуатационным свойствам (преимуществам и недостаткам). Если система ABS выполнена с применением шариковых клапанов (ШК), которые управляются поршневыми толкателями, а последние в свою очередь приводятся в действие червячными передачами (ШЧМ) от электродвигателя — ЭД (рис. 4), то такая система работает без гидронасоса с использованием давления от ГТЦ и классифицируется как вентильная ABS (ABS-V) или как ABS первого типа (ABS-Т1). Если система ABS реализована с применением шариковых клапанов, которые управляются от гидроусилителя руля (ГУР) посредством поршневых толкателей, а переключение режимов торможения — с помощью двухпозиционного электрогидроклапана (ДПЭК), то система может быть отнесена в отдельный (второй) тип (см. поз. ABS-T2). В состав ЦИМ такой системы дополнительно входят три гидравлических клапана: предохранительный (ПХК), перепускной (ППК) и переключающий (ПКК). Если в системе ABS давление в колесных тормозных цилиндрах управляется посредством двух- или трехпозиционных гидроклапанов (ТПЭК), которые в свою очередь управляются электрическими сигналами от ЭБУ-Т, и в системе имеется электрогидронасос низкого давления (ГННД), то такая система называется электроклапанной (ABS-K) и относится к третьему типу (ABS-Т3). Система дополняется регулятором-распределителем давления (РРД) и редукционным клапаном (РК).

Если система ABS содержит в своем составе гидроаккумулятор высокого давления — ГАВД (120...180 бар) с подпорным герметичным пневморессивером — ПРВД (азот, гелий), то эта система содержит гидронасос высокого давления (ГНВД) с автоматическим гидровыключателем насоса (ГВК) и классифицируется как ABS с гидроаккумулятором (ABS-Г), или как ABS четвертого типа (ABS-T4). Давление в КТЦ управляется посредством четырех клапанно-поршневых регуляторов (КПР), которые в свою очередь управляются трехпозиционными электрогидроклапанами, каждый из которых составлен из двух двухпозиционных клапанов. Системы ABS-T4 более эффективны в работе, обладают высоким быстродействием и могут применяться совместно с электронными системами EDS, EBV и ASR.

Если регулировке с помощью ABS подвергаются два передних колеса в отдельности, а два задних колеса — вместе по одному общему гидроканалу регулирования (Select low), то система называется трехканальной. Наиболее простой вариант такой системы реализован с использованием давления от ГТЦ (ABS-T1).

Если регулировке с помощью ABS подвергаются только два задних колеса, но по одному (общему) гидроканалу, то система называется одноканальной. Такая система выполняет функцию регулятора тормозов заднего моста и устанавливалась на японских автомобилях ТОYОТА еще в 1971 г. Это первое применение системы ABS на серийном автомобиле. В классификацию включена более поздняя одноканальная система ABS (для японского автомобиля TRUCK, 1989 года выпуска), в которой в качестве рабочего давления используется давление гидроусилителя руля — ГУР (см. ABS-Т2).

Если с помощью ABS регулировке подвергается каждое из четырех колес в отдельности, то система называется четырехканальной. Применяется на большинстве современных автомобилей высокого потребительского класса (см. ABS-Т3 и ABS-T4).

Если ABS используется на полноприводном автомобиле, то в системе устанавливается специальный инерционный датчик (рис. 5), а система называется ABS с датчиком (ДЗ) замедления (может быть одно-, трех- или четырехканальной, в отдельный тип не выделяется, см. ABS-T2 и ABS-ТЗ). Если давление в управляемом с помощью ABS колесном цилиндре может удерживаться для трех случаев торможения (торможение с повышением, удержанием и понижением давления), то система ABS трехпозиционная (см. ABS-ТЗ и ABS-T4). Специфический компонент трехпозиционной ABS — трехпозиционный гидроклапан с электромагнитным управлением от ЭБУ-Т.

Если давление в колесном цилиндре может удерживаться только для двух случаев торможения (с увеличением и понижением давления), то система ABS — двухпозиционная. Реализуется такая система с применением двухпозиционных гидроклапанов. Однако с помощью пары двухпозиционных клапанов можно создать один трехпозиционный электрогидроклапан (используется в системах ABS-T4).

Исследования принесли результаты, например, помогли определиться с функциональной схемой ABS. Датчики (тогда лишь на передней оси) измеряли скорости вращения каждого колеса. Эти измерения регистрировал и сравнивал блок управления и при необходимости давал поправки исполнительному устройству скорректировать давление в каком-либо контуре тормозной системы. На бумаге все выходило довольно гладко. Но в реальных ситуациях ABS работала нечетко, на изменение сцепления колес с дорогой реагировала с запаздываниями, да и надежностью не славилась.

Еще в 1936 году компания Bosch зарегистрировала патент на «механизм, предотвращающий блокировку колёс моторных транспортных средств». Но лишь с внедрением электроники инженеры смогли разработать антиблокировочную тормозную систему (ABS 1), пригодную для использования на автомобиле

Одним из первых значимых шагов на пути к серийному производству стала замена в 1967 году механических датчиков на колесах бесконтактными, использующими принцип электромагнитной индукции. Преимущества очевидны: они не изнашиваются, устойчивы к механическим воздействиям, нет ложных срабатываний. Именно с такими сенсорами в 1970 году Mercedes представил общественности первую ABS c электронным управлением для легковушек, грузовиков и автобусов. Датчики передавали сигналы блоку, а тот управлял гидравлическим модулем, установленным между главным тормозным цилиндром и суппортами.

Появление цифровой электроники позволило сделать блок управления компактнее и разместить его прямо на гидромодуле. Bosch впервые реализовал такую схему в 1989 году, выпустив модель ABS 2E

На смену механическим колесным датчикам пришли индуктивные. Их принцип работы прост: при движении автомобиля в катушке датчика индуцируется электрический ток. Его частота прямо пропорциональна скорости вращения колеса. Со временем они стали измерять не только скорость вращения, но и направление. Сейчас на некоторых моделях датчики встраивают в ступичные подшипники

Эволюция систем ABS, выпущенных фирмой Bosch. С развитием технологий гидромодуль терял в массе, электронный блок становился не только компактнее и расторопнее, но и получал больший объем памяти, а вместе с ним и дополнительные функции

Современные системы построены по модульному принципу. Например, девятое поколение поддерживает множество функций, повышающих комфорт и безопасность — электроника способна предотвращать откат автомобиля при старте в гору, регулировать скорость спуска с горы (реализуется на кроссоверах и внедорожниках) и даже автоматически экстренно останавливать автомобиль. Причем автопроизводитель приобретает тот набор, который ему необходим для конкретного автомобиля. А разработчик ABS собирает ему агрегат из соответствующих электронных и гидравлических модулей. Кроме того, такая компоновка позволила выпускать системы для машин подешевле и подороже. Например, для моделей премиум-сегмента Bosch предлагает агрегаты с более сложной механикой. Так, вместо двухпоршневого возвратного насоса в гидромодуле устанавливают шестипоршневый. Он очень быстро снижает давление в контуре, из-за чего на тормозной педали почти нет тех самых вибраций.

Современные гидроагрегаты ABS собирают из нужных электронных и механических модулей в зависимости от выполняемых ими задач и пожеланий заказчика. Таким образом, производство становится более гибким, а себестоимость систем падает