Антиблокировочная тормозная система

Чтобы узнать о других значениях, см. ABS (значения) .

Символ АБС

Тормоза с АБС на мотоцикле БМВ

Антиблокировочная тормозная система ( ABS ) — это безопасная противобуксовочная система , тормозная используемая в самолетах и ​​наземных транспортных средствах , таких как автомобили , мотоциклы , грузовики и автобусы . ABS работает, предотвращая колес блокировку во время торможения, тем самым поддерживая тяговый контакт с поверхностью дороги и позволяя водителю сохранять больший контроль над автомобилем.

ABS — это автоматизированная система, использующая принципы порогового торможения и торможения с частотой вращения педалей — методы, которые когда-то практиковались опытными водителями до того, как ABS получила широкое распространение. ABS работает гораздо быстрее и эффективнее, чем могло бы справиться большинство водителей. Хотя АБС обычно обеспечивает улучшенное управление автомобилем и уменьшает тормозной путь на сухих и некоторых скользких поверхностях, на рыхлых гравийных или заснеженных поверхностях АБС может значительно увеличить тормозной путь , одновременно улучшая управляемость. С тех пор, как АБС была внедрена в серийные автомобили, такие системы стали более совершенными и эффективными. с передней на заднюю часть Современные версии могут не только предотвращать блокировку колес при торможении, но также могут изменять смещение тормозов . Эта последняя функция, в зависимости от ее конкретных возможностей и реализации, известна по-разному как электронное распределение тормозных усилий , система контроля тяги , система экстренного торможения или электронная система стабилизации (ESC).

История

Ранние системы

Концепция ABS возникла еще до появления современных систем, появившихся в 1950-х годах. Например, в 1908 году Дж. Э. Фрэнсис представил свой «Регулятор предотвращения пробуксовки для железнодорожных транспортных средств».

В 1920 году французский пионер автомобилестроения и авиации Габриэль Вуазен экспериментировал с системами, которые модулировали гидравлическое тормозное давление в тормозах его самолета, чтобы снизить риск проскальзывания шин, поскольку пороговое торможение на самолете практически невозможно. В этих системах использовались маховик и клапан, прикрепленные к гидравлической линии, питающей тормозные цилиндры. Маховик прикреплен к барабану, который вращается с той же скоростью, что и колесо. При нормальном торможении барабан и маховик должны вращаться с одинаковой скоростью. Однако, когда колесо замедляется, барабан будет делать то же самое, заставляя маховик вращаться с большей скоростью. Это заставляет клапан открываться, позволяя небольшому количеству тормозной жидкости обходить главный цилиндр в местный резервуар, снижая давление в цилиндре и отпуская тормоза. Использование барабана и маховика означало, что клапан открывался только при вращении колеса. При тестировании было отмечено улучшение эффективности торможения на 30%, поскольку пилоты сразу же включали тормоза на полную мощность вместо того, чтобы медленно увеличивать давление, чтобы найти точку заноса. Дополнительным преимуществом стало исключение сгоревших или лопнувших шин.

Первое должное признание системы ABS пришло позже благодаря немецкому инженеру Карлу Васселю, чья система регулирования мощности торможения была официально запатентована в 1928 году. Однако Вассель так и не разработал работающий продукт, как и Роберт Бош , который восемь лет назад разработал аналогичный патент. позже.

Похожая тормозная система под названием Decelostat , в которой для измерения пробуксовки колес использовались генераторы постоянного тока, использовалась на железных дорогах в 1930-х годах. К 1951 году в самолетах использовался децелостат на основе маховика для обеспечения противоскольжения при приземлении. Устройство проходило испытания сначала в США, а затем в Великобритании. В 1954 году журнал Popular Science проводили предварительные испытания системы Decelostat для предотвращения закручивания автомобиля при резком торможении сообщил, что американские автопроизводители в Детройте . Однако публичной информации о результатах испытаний не было.

К началу 1950-х годов противоюзовая система Dunlop Maxaret широко использовалась в авиации Великобритании, на таких самолетах, как Avro Vulcan и Handley Page Victor , Vickers Viscount , Vickers Valiant , English Electric Lightning , de Havilland Comet 2c , de Havilland. Sea Vixen , а также более поздние самолеты, такие как Vickers VC10 , Hawker Siddeley Trident , Hawker Siddeley 125 , Hawker Siddeley HS 748 и производные от British Aerospace ATP , а также BAC One-Eleven и голландский Fokker F27 Friendship (который необычно имел высокую производительность Dunlop). пневматическая система давления (200 бар) вместо гидравлики торможения, управления носовым колесом и уборки шасси), в стандартной комплектации оснащается системой Maxaret. Maxaret, сокращая тормозной путь до 30% на льду или во влажных условиях, также увеличивал срок службы шин и имел дополнительное преимущество, позволяя взлетать и приземляться в условиях, которые вообще исключали бы полеты на самолетах, не оборудованных Maxaret.

В 1958 году Royal Enfield Super Meteor мотоцикл использовался Лабораторией дорожных исследований для испытаний антиблокировочной тормозной системы Maxaret. Эксперименты показали, что антиблокировочная система тормозов может иметь большое значение для мотоциклов, занос которых является причиной большого количества аварий. Тормозной путь был сокращен в большинстве испытаний по сравнению с торможением заблокированными колесами, особенно на скользких поверхностях, где улучшение могло достигать 30%. Однако тогдашний технический директор Enfield Тони Уилсон-Джонс не видел в этой системе большого будущего, и компания не запустила ее в производство.

Полностью механическая система ограниченно использовалась в автомобилях в 1960-х годах в гоночном автомобиле Ferguson P99 , Jensen FF и экспериментальном полноприводном Ford Zodiac , но в дальнейшем не нашла применения; система оказалась дорогой и ненадежной.

Первая полностью электронная антиблокировочная система тормозов была разработана в конце 1960-х годов для самолета Конкорд .

Современная система ABS была изобретена в 1971 году Марио Палаццетти (известным как «Мистер ABS») в Исследовательском центре Fiat и теперь является стандартной почти в каждом автомобиле. Система получила название Antiskid, а патент был продан компании Bosch, которая назвала ее ABS.

Современные системы

Автомобиль с наклейкой сзади, сообщающей о наличии функций ABS и EBD.

Chrysler совместно с корпорацией Bendix представила компьютеризированную трехканальную систему полного привода с четырьмя датчиками. ABS назвала «Sure Brake» в честь своего автомобиля Imperial 1971 года выпуска . После этого он был доступен в течение нескольких лет, функционировал как положено и доказал свою надежность. В 1969 году Ford представил антиблокировочную тормозную систему под названием «Sure-Track» для задних колес Lincoln Continental Mark III и Ford Thunderbird в качестве опции; он стал стандартом в 1971 году. Тормозная система Sure-Track была разработана при помощи Келси-Хейс. В 1971 году General Motors представила модель Trackmaster только с задним приводом. ABS в качестве опции для заднеприводных Cadillac . моделей и назвал эту опцию тормозной системой True-Track на Oldsmobile Toronado . В 1972 году эта опция стала доступна для всех Кадиллаков. В 1971 году Nissan предложил EAL (электрическую антиблокировочную систему), разработанную японской компанией Denso, в качестве опции для Nissan President , которая стала Японии . первой электронной ABS в

1971: Империал стал первым серийным автомобилем с антиблокировочной системой тормозов, управляемой компьютером. противобуксовочные тормоза с электронным управлением Toyota представила на Toyota Crown и обозначением ESC (Electronic Skid Control).

1971: Первое применение на грузовике: система Antislittamento, разработанная Fiat Veicoli Industriali и установленная на грузовике Fiat модели 691N1.

1972: полноприводный Triumph 2500 Estates в стандартной комплектации оснащался электронными системами Mullard . Однако такие автомобили были очень редки, и очень немногие из них сохранились до наших дней.

1976: WABCO начала разработку антиблокировочной тормозной системы для коммерческих автомобилей, предотвращающей блокировку на скользких дорогах, а в 1986 году — электронной тормозной системы (EBS) для большегрузных автомобилей.

1978: Mercedes-Benz W116 стал использовать электронную многоканальную антиблокировочную тормозную систему (ABS) для всех четырех колес от Bosch Одним из первых с 1978 года в качестве опции .

1982: Honda представила многоканальную систему ALB (антиблокировочная тормозная система) с электронным управлением в качестве опции для второго поколения Prelude, выпущенного во всем мире в 1982 году. Дополнительная информация: генеральный агент Honda в Норвегии потребовал, чтобы все модели Prelude, поставляемые на норвежский рынок, имели Система ALB входит в стандартную комплектацию, что делает Honda Prelude первым автомобилем, поставляемым в Европу, с ABS в стандартной комплектации. Норвежский генеральный агент также включил люк на крыше и другие опции в стандартное оборудование в Норвегии, что добавило марке Honda еще большей роскоши. Однако норвежская налоговая система сделала хорошо оборудованный автомобиль очень дорогим, и его продажи были высокими. С 1984 года система ALB, как и другие дополнительные функции Honda, больше не была стандартной функцией в Норвегии.

В 1985 году Ford Scorpio был представлен на европейском рынке с электронной системой Teves во всем модельном ряду в стандартной комплектации. За это модель была удостоена престижной награды «Европейский автомобиль года» в 1986 году, получив очень высокую оценку автомобильных журналистов. После этого успеха компания Ford начала исследования антиблокировочных систем для остальной части своего модельного ряда, что побудило других производителей последовать этому примеру.

С 1987 года ABS входит в стандартную комплектацию всех автомобилей Mercedes-Benz . Линкольн последовал этому примеру в 1993 году.

В 1988 году компания BMW представила первый мотоцикл с электрогидравлической ABS: BMW K100 . Yamaha представила модель FJ1200 с дополнительной ABS в 1991 году. Honda последовала этому примеру в 1992 году, выпустив свою первую мотоциклетную ABS на ST1100 Pan European. В 2007 году Suzuki выпустила модель GSF1200SA (Bandit) с АБС. В 2005 году Harley-Davidson начал предлагать опцию ABS на полицейских мотоциклах.

Операция

Контроллер антиблокировочной тормозной системы также известен как CAB (контроллер антиблокировочной тормозной системы).

Обычно АБС включает в себя центральный электронный блок управления (ЭБУ), четыре датчика скорости колес и как минимум два гидравлических клапана в тормозной гидравлике . ЭБУ постоянно контролирует скорость вращения каждого колеса; если он обнаруживает, что колесо вращается значительно медленнее, чем скорость транспортного средства, что указывает на надвигающуюся блокировку колеса, он приводит в действие клапаны, чтобы уменьшить гидравлическое давление на тормоз на затронутом колесе, тем самым уменьшая тормозную силу на этом колесе; тогда колесо вращается быстрее. И наоборот, если ЭБУ обнаруживает, что колесо вращается значительно быстрее, чем другие, тормозное гидравлическое давление на колесо увеличивается, поэтому тормозное усилие применяется повторно, замедляя колесо. Этот процесс повторяется постоянно и может быть обнаружен водителем по пульсации педали тормоза. Некоторые антиблокировочные системы могут подавать или сбрасывать тормозное давление 15 раз в секунду. Из-за этого колеса автомобилей, оснащенных АБС, практически невозможно заблокировать даже при экстренном торможении в экстремальных условиях.

ЭБУ запрограммирован игнорировать разницу в скорости вращения колес ниже критического порога, поскольку при повороте автомобиля два колеса, приближающиеся к центру поворота, вращаются медленнее, чем два внешних. По этой же причине дифференциал используется практически во всех дорожных транспортных средствах.

Если в какой-либо части АБС возникает неисправность, на приборной панели автомобиля обычно загорается сигнальная лампа, и АБС отключается до тех пор, пока неисправность не будет устранена.

Современная ABS подает индивидуальное тормозное давление на все четыре колеса посредством системы управления датчиками, установленными на ступицах, и специальным микроконтроллером . АБС предлагается или входит в стандартную комплектацию большинства современных дорожных транспортных средств и является основой электронных систем контроля устойчивости, популярность которых быстро растет из-за значительного снижения цен на автомобильную электронику с годами.

Современные системы электронного контроля устойчивости (ESC) являются развитием концепции ABS. Здесь для помощи в работе системы добавляются как минимум два дополнительных датчика: это датчик угла поворота рулевого колеса и гироскопический датчик. Теория работы проста: когда гироскопический датчик обнаруживает, что направление движения автомобиля не совпадает с тем, что сообщает датчик рулевого колеса, программное обеспечение ESC затормаживает необходимое отдельное колесо(а) (до трёх в самых сложных моделях). системы), чтобы автомобиль двигался по заданному водителем маршруту. Датчик рулевого колеса также помогает в работе системы управления торможением на поворотах (CBC), поскольку он сообщает ABS, что колеса на внутренней стороне поворота должны тормозить сильнее, чем колеса на внешней стороне, и насколько сильно.

Оборудование ABS также может использоваться для реализации системы контроля тяги (TCS) при ускорении автомобиля. Если при ускорении шина теряет сцепление с дорогой, контроллер ABS может обнаружить ситуацию и принять соответствующие меры для восстановления сцепления с дорогой. Более сложные версии этого устройства также могут одновременно управлять уровнем газа и тормозами.

Датчики скорости ABS иногда используются в системе косвенного контроля давления в шинах (TPMS), которая может обнаруживать недостаточное давление в шинах по разнице в скорости вращения колес.

Компоненты

Существует четыре основных компонента ABS: датчики скорости колес , клапаны , насос и контроллер .

Датчики скорости АБС

Датчики скорости (энкодеры)

Датчик скорости используется для определения ускорения или замедления колеса. Эти датчики используют магнит и датчик Холла или зубчатое колесо и электромагнитную катушку для генерации сигнала. Вращение колеса или дифференциала создает магнитное поле вокруг датчика. Колебания этого магнитного поля генерируют напряжение в датчике. Поскольку напряжение, индуцируемое в датчике, является результатом вращения колеса, этот датчик может терять точность на малых скоростях. Более медленное вращение колеса может вызвать неточные колебания магнитного поля и, следовательно, привести к неточным показаниям контроллера.

Клапаны

В тормозной магистрали каждого тормоза, управляемого ABS, имеется клапан. В некоторых системах клапан имеет три положения:

• В первом положении клапан открыт; Давление из главного цилиндра передается прямо на тормоз.
• Во втором положении клапан блокирует магистраль, изолируя тормоз от главного цилиндра. Это предотвращает дальнейшее повышение давления, если водитель сильнее нажмет на педаль тормоза.
• В третьем положении клапан сбрасывает часть давления в тормозе.

Частично разобранный четырехканальный гидравлический блок управления, содержащий двигатель, насос и клапаны.

Большинство проблем с клапанной системой возникает из-за засоренных клапанов. Когда клапан засорен, он не может открываться, закрываться или менять положение. Неработоспособный клапан не позволит системе модулировать клапаны и контролировать давление, подаваемое в тормоза.

Электронный модуль управления

Насос

Насос в АБС используется для восстановления давления в гидравлических тормозах после его отпускания клапанами. Сигнал от контроллера откроет клапан при обнаружении пробуксовки колес. После того, как клапан сбрасывает давление, подаваемое пользователем, насос используется для восстановления желаемого давления в тормозной системе. Контроллер будет модулировать состояние насоса, чтобы обеспечить желаемое давление и уменьшить проскальзывание.

Контроллер

Контроллер представляет собой блок электронного управления автомобилем, который получает информацию от каждого отдельного датчика скорости колеса. Если колесо теряет сцепление с дорогой, сигнал отправляется на контроллер. Затем контроллер ограничит тормозное усилие (EBD) и активирует модулятор ABS, который включает и выключает тормозные клапаны.

Использовать

Существует множество различных вариаций и алгоритмов управления ABS. Одна из простейших систем работает следующим образом:

1. Контроллер постоянно контролирует датчики скорости. Он ищет необычные замедления колеса. Непосредственно перед тем, как колесо заблокируется, оно будет испытывать быстрое замедление. Если его не остановить, колесо остановится гораздо быстрее, чем любой автомобиль. В идеальных условиях автомобилю может потребоваться от двух до четырех секунд, чтобы остановиться на скорости 60 миль в час (96,6 км/ч), но блокирующееся колесо может перестать вращаться менее чем за секунду.
2. Контроллер ABS знает, что такое быстрое замедление автомобиля невозможно (и на самом деле быстрое замедление означает, что колесо вот-вот буксует), поэтому он снижает давление на этот тормоз до тех пор, пока не увидит ускорение, а затем увеличивает давление до тех пор, пока не заметит ускорение. он снова видит замедление. Он может сделать это очень быстро, прежде чем колесо сможет существенно изменить скорость. В результате колесо замедляется с той же скоростью, что и автомобиль, а тормоза удерживают колеса очень близко к точке, в которой они начнут блокироваться. Это обеспечивает максимальную мощность торможения системы.
3. Это заменяет необходимость вручную прокачивать тормоза во время движения по скользкой поверхности или поверхности с низким сцеплением, позволяя управлять автомобилем даже в большинстве случаев экстренного торможения.
4. Когда работает АБС, водитель почувствует пульсацию педали тормоза; это происходит из-за быстрого открытия и закрытия клапанов. Этот пульсирующий сигнал также сообщает водителю, что сработала АБС.

Типы тормозов

В антиблокировочных тормозных системах используются разные схемы в зависимости от типа используемых тормозов. Их можно отличить по количеству каналов (то есть количеству клапанов, которые управляются индивидуально) и количеству датчиков скорости.

1) Четырехканальная четырехдатчиковая АБС.

На всех четырех колесах есть датчик скорости и отдельный клапан на все четыре колеса. При такой настройке контроллер контролирует каждое колесо индивидуально, чтобы убедиться, что оно достигает максимальной тормозной силы.

2) Трехканальная четырехдатчиковая АБС.

Датчик скорости имеется на всех четырех колесах и отдельный клапан для каждого из передних колес, но только один клапан для обоих задних колес. В старых автомобилях с четырехколесной АБС обычно используется этот тип.

3) Трехканальная трехдатчиковая АБС

Эта схема, обычно встречающаяся на пикапах с четырехколесной АБС, имеет датчик скорости и клапан для каждого из передних колес, а также один клапан и один датчик для обоих задних колес. Датчик скорости задних колес расположен на задней оси. Эта система обеспечивает индивидуальное управление передними колесами, благодаря чему они оба могут достичь максимальной тормозной силы. Однако задние колеса контролируются вместе; они оба должны начать блокироваться, прежде чем АБС сработает сзади. При использовании этой системы возможно, что одно из задних колес заблокируется во время остановки, что снизит эффективность торможения. Эту систему легко идентифицировать, так как нет индивидуальных датчиков скорости для задних колес.

4) Двухканальная четырехдатчиковая АБС.

Эта система, обычно встречавшаяся на легковых автомобилях с конца 80-х до середины 1990-х годов, использует датчик скорости на каждом колесе и по одному регулирующему клапану для передних и задних колес в паре. Если датчик скорости обнаруживает блокировку какого-либо отдельного колеса, модуль управления подает импульс на клапан обоих колес на этом конце автомобиля.

5) Одноканальная, однодатчиковая АБС.

Эту систему обычно можно встретить на пикапах, внедорожниках и фургонах с ABS на задних колесах. Он имеет один клапан, который управляет обоими задними колесами, и односкоростной датчик, расположенный в задней оси. Эта система работает так же, как задняя часть трехканальной системы. Задние колеса контролируются одновременно, и они оба должны начать блокироваться, прежде чем сработает АБС. В этой системе также возможно, что одно из задних колес заблокируется, что снизит эффективность тормозов. Эту систему также легко идентифицировать, так как нет индивидуальных датчиков скорости ни для одного из колес.

Эффективность

Австралийское исследование 2004 года, проведенное Центром исследования несчастных случаев Университета Монаша, показало, что ABS:

• Снижен риск множественных аварий транспортных средств на 18 процентов,
• Повышен риск аварий при выезде за пределы дороги на 35 процентов.

На поверхностях с высоким сцеплением, таких как битум или бетон , многие (хотя и не все) автомобили, оснащенные АБС, способны достигать тормозного пути лучше (то есть короче), чем те, которые были бы возможны без использования АБС. В реальных условиях даже внимательному и опытному водителю без АБС будет сложно сравнить или улучшить характеристики обычного водителя на современном автомобиле, оснащенном АБС. АБС снижает вероятность аварии и/или тяжесть удара. Рекомендуемая техника для неопытных водителей автомобилей с ABS в типичной аварийной ситуации, связанной с полным торможением, заключается в том, чтобы как можно сильнее нажать на педаль тормоза и, при необходимости, объехать препятствия. В таких ситуациях ABS существенно снизит вероятность заноса и последующей потери управления.

На гравии, песке и глубоком снегу АБС имеет тенденцию увеличивать тормозной путь. На таких поверхностях заблокированные колеса закапываются и быстрее останавливают автомобиль. АБС предотвращает это. Некоторые калибровки ABS решают эту проблему, замедляя время езды на велосипеде, что позволяет колесам неоднократно кратковременно блокироваться и разблокироваться. Некоторые производители автомобилей предусматривают кнопку «внедорожник» для отключения функции ABS. Основное преимущество ABS на таких поверхностях заключается в повышении способности водителя сохранять контроль над автомобилем, а не впадать в занос, хотя потеря контроля более вероятна на мягких поверхностях, таких как гравий, или на скользких поверхностях, таких как снег. или лед. На очень скользкой поверхности, такой как ледяной покров или гравий, можно заблокировать несколько колес одновременно, и это может вывести из строя систему ABS (которая основана на сравнении всех четырех колес и обнаружении пробуксовки отдельных колес). Наличие ABS избавляет большинство водителей от необходимости изучать пороговое торможение.

(NHTSA) , проведенное в июне 1999 года Исследование Национальной администрации безопасности дорожного движения , показало, что ABS увеличивает тормозной путь на рыхлом гравии в среднем на 27,2 процента.

По данным НАБДД,

«ABS работает с вашей обычной тормозной системой, автоматически подкачивая ее. В автомобилях, не оснащенных ABS, водителю приходится вручную прокачивать тормоза, чтобы предотвратить блокировку колес. В автомобилях, оснащенных ABS, ваша нога должна оставаться твердо на педали тормоза, в то время как ABS качает тормоза за вас, чтобы вы могли сконцентрироваться на безопасном рулевом управлении».

При активации некоторых более ранних систем ABS педаль тормоза заметно пульсировала. Поскольку большинство водителей редко или недостаточно сильно тормозят, чтобы вызвать блокировку тормозов, а водители обычно не читают руководство по эксплуатации автомобиля, это может быть незаметно до возникновения чрезвычайной ситуации. Поэтому некоторые производители внедрили систему помощи при торможении , которая определяет, что водитель пытается «панически остановиться» (определяя, что педаль тормоза была нажата очень быстро, в отличие от обычной остановки, при которой давление на педаль обычно постепенно увеличивается. Некоторые системы дополнительно следить за скоростью отпускания акселератора и/или временем между отпусканием акселератора и применением тормоза) и система автоматически увеличивает тормозное усилие при недостаточном давлении. Резкое или паническое торможение на неровных поверхностях из-за неровностей, из-за которых скорость колеса(-ов) становится неустойчивой, также может привести к срабатыванию АБС, что иногда приводит к переходу системы в ледовый режим, в котором система серьезно ограничивает максимально доступную тормозную мощность. Тем не менее, ABS значительно повышает безопасность и управляемость водителей в большинстве дорожных ситуаций.

Антиблокировочная система тормозов является предметом некоторых экспериментов, основанных на теории компенсации риска , которая утверждает, что водители адаптируются к преимуществам безопасности ABS, двигаясь более агрессивно. Согласно мюнхенскому исследованию, половина парка такси была оборудована антиблокировочной системой тормозов, а другая половина имела обычные тормозные системы. Частота аварий была практически одинаковой для обоих типов кабин, и Уайлд заключает, что это произошло из-за того, что водители кабин, оборудованных ABS, шли на больший риск, предполагая, что ABS позаботится о них, в то время как водители без ABS водили более осторожно, поскольку ABS не будет рядом, чтобы помочь в случае опасной ситуации.

Страховой институт дорожной безопасности опубликовал в 2010 году исследование, которое показало, что мотоциклы с АБС на 37% реже попадают в аварии со смертельным исходом, чем модели без АБС.

АБС на мотоциклах

Датчик ABS BMW K 1100 LT

Зубчатый датчик ABS. Это передние тормозные диски на BMW R1150GS. Зубчатое кольцо ABS указывает на то, что этот велосипед был изготовлен до ноября 2002 года.

Еще один зубчатый датчик АБС. Это на мотоцикле BMW K75 .

На мотоцикле антиблокировочная тормозная система предотвращает колес мотоцикла блокировку во время торможения . На основании информации от датчиков скорости колес блок ABS регулирует давление тормозной жидкости, чтобы сохранить сцепление с дорогой во время замедления и избежать аварий. ABS мотоцикла помогает водителю сохранять устойчивость при торможении и сокращать тормозной путь. Обеспечивает сцепление даже на поверхностях с низким коэффициентом трения .

В то время как старые модели ABS созданы на базе автомобилей, последние версии ABS для мотоциклов являются результатом исследований, ориентированных на особенности мотоциклов с точки зрения размера, веса и функциональности. Национальные и международные организации оценили АБС для мотоциклов как важный фактор повышения безопасности и снижения количества и тяжести аварий и столкновений мотоциклов. В 2012 году Европейская комиссия приняла закон, согласно которому с 1 января 2016 года установка ABS на все новые мотоциклы объемом более 125 куб.см станет обязательной. В 2016 году Consumer Reports сообщил, что «ABS обычно предлагается на больших и дорогих моделях, но она распространяется несколько спортивных мотоциклов начального уровня и мотоциклов среднего размера».

История мотоциклетной АБС

В 1988 году BMW представила электронную/ гидравлическую ABS для мотоциклов, через десять лет после того, как Daimler Benz и Bosch выпустили первую четырехколесную автомобильную систему ABS для серийного производства. Мотоциклы серии BMW K100 опционально оснащались АБС, что прибавляло байку 11 кг. Он был разработан совместно с FAG Kugelfischer и регулировал давление в тормозных контурах с помощью плунжерного поршня . В 1992 году японские производители представили опцию ABS на Honda ST1100 и Yamaha FJ1200 .

Continental представила свою первую мотоциклетную интегральную систему ABS (MIB) в 2006 году. Она была разработана в сотрудничестве с BMW и весила 2,3 кг. В то время как первое поколение мотоциклетной ABS весило около 11 кг, нынешнее поколение (2011 г.), представленное Bosch в 2009 г., весит 0,7 кг (базовая ABS) и 1,6 кг (усиленная ABS) со встроенным торможением.

Основной принцип

скорости вращения колес, Датчики установленные на переднем и заднем колесах, постоянно измеряют скорость вращения каждого колеса и передают эту информацию в электронный блок управления (ЭБУ). ЭБУ определяет две вещи: 1) превышает ли замедление одного колеса фиксированный порог и 2) поднимается ли проскальзывание тормозов, рассчитанное на основе информации обоих колес, выше определенного процента и входит ли в зону нестабильности. Это показатели высокой вероятности блокировки колеса. Чтобы устранить эти нарушения, ЭБУ подает гидравлическому блоку сигнал удерживать или сбрасывать давление. После того, как сигналы покажут возвращение в стабильную зону, давление снова повышается. В прошлых моделях для контроля давления жидкости использовался поршень . Большинство последних моделей регулируют давление путем быстрого открытия и закрытия электромагнитных клапанов . Хотя основной принцип и архитектура были заимствованы из АБС легковых автомобилей, в процессе разработки и применения необходимо учитывать типичные характеристики мотоциклов. Одной из характеристик является изменение динамической нагрузки на колесо при торможении. По сравнению с легковыми автомобилями изменения нагрузки на колеса более резкие, что может привести к подъему колеса и его падению. Усилить это можно за счет мягкой подвески. Некоторые системы оснащены функцией предотвращения отрыва задних колес. При обнаружении индикаторов возможного отрыва задней части автомобиля система снижает тормозное давление на переднее колесо, чтобы противодействовать такому поведению. Еще одно отличие состоит в том, что в случае с мотоциклом переднее колесо гораздо более важно для устойчивости, чем заднее. Если переднее колесо блокируется в течение 0,2-0,7 с, оно теряет гиростатические силы и мотоцикл начинает раскачиваться из-за повышенного влияния боковых сил, действующих на линию контакта колес. Мотоцикл становится неустойчивым и падает.

Антиблокировочная тормозная система (АБС)

Поршневые системы : Сброс давления в этой системе осуществляется за счет движения подпружиненного поршня. Когда необходимо сбросить давление, линейный двигатель оттягивает плунжерный поршень назад и открывает больше места для жидкости. Система использовалась, например, в ABS I (1988 г.) и ABS II (1993 г.) BMW. ABS II отличалась размерами, а фрикционная муфта на валу вместо плунжера устанавливалась с электронным управлением. Дополнительные датчики перемещения фиксируют расстояние перемещения поршня, что позволяет блоку управления осуществлять более точное регулирование. Honda также использует эту систему модуляции давления на больших спортивных и туристических мотоциклах .

Системы клапанов и насосов . Основными частями системы модуляции давления являются электромагнитные впускные и выпускные клапаны, насос, двигатель и аккумуляторы/резервуары. Количество клапанов различается от модели к модели из-за дополнительных функций и количества тормозных каналов. В зависимости от входных сигналов ЭБУ катушки управляют впускными и выпускными клапанами. Во время сброса давления тормозная жидкость накапливается в аккумуляторах. При таком подходе к открытой системе жидкость затем возвращается в тормозной контур с помощью насоса, приводимого в действие двигателем, пульсация которого ощущается на тормозном рычаге.

Рекуперативная антиблокировочная система тормозов для двухколесных электромобилей (eABS)

Электромобили могут рекуперировать энергию при торможении задних колес.

Комбинированная тормозная система (CBS)

В отличие от того, как колеса автомобилей и поездов совместно реагируют на торможение при срабатывании тормозов, на мотоциклах тормоз заднего и переднего колес управляется отдельно. Если водитель тормозит только одним колесом, это заторможенное колесо имеет тенденцию блокироваться быстрее, чем если бы были задействованы оба тормоза. Таким образом, комбинированная тормозная система распределяет тормозное усилие также на нетормозное колесо, чтобы снизить вероятность блокировки, увеличить замедление и уменьшить подвески шаг .

При использовании одной [задней] CBS тормозное давление, прилагаемое к заднему тормозу (педали), одновременно распределяется на переднее колесо. Клапан задержки снижает гидравлическое давление, чтобы гарантировать, что только при сильном торможении давление также создается на переднем колесе. Первым уличным мотоциклом Honda с комбинированной тормозной системой (тогда называвшейся Unified Braking) стал GL1100 1983 года . Эта система была заимствована из мотоцикла для гонок на выносливость RCB1000 1970-х годов .

В более крупных моделях с двумя передними дисками используется двойная система CBS. Впервые система была установлена ​​компанией Moto Guzzi в 1975 году. Здесь тормозное давление, приложенное спереди, также применяется к заднему колесу и наоборот. Если задействован передний рычаг, давление создается в 4 из 6 горшков 2 передних суппортов. Вторичный главный цилиндр на переднем колесе распределяет оставшееся давление на заднее колесо через пропорциональный регулирующий клапан и воздействует на 2 из 3 суппортов. Если на заднее колесо приложено сильное тормозное усилие, усилие также распределяется на 2 из 6 горшков переднего колеса. В более современных двойных CBS используются передние и задние суппорты (и все горшки) в соответствии с заданным соотношением нагрузки спереди и сзади. Первоначально пропорциональность контролировалась сложными полностью гидравлическими системами, связывающими переднюю и заднюю части, с фиксированной задержкой или путем определения изменений распределения веса. Еще в 2001 году компания BMW представила электрогидравлическую систему.

ЦБС и АБС

CBS помогает снизить опасность блокировки колес и падения, но в определенных ситуациях CBS может стать причиной падения. Если тормозное давление распределяется от заднего колеса к переднему и трение поверхностей резко меняется (лужа, лед на улице), переднее колесо может заблокироваться, даже если был задействован только задний тормоз. Это приведет к потере устойчивости и падению вниз. Поэтому CBS комбинируется с ABS, чтобы избежать этого на мотоцикле. Для реализации этой комбинации возможны различные подходы: Без активного давления Наращивание Одинарная версия: третий дополнительный канал соединяет контур заднего колеса через клапан задержки с передним тормозом. Сильное тормозное давление на заднем колесе (или на обоих колесах) создает давление в обоих тормозных контурах, однако это давление регулируется в зависимости от скорости колеса и пробуксовки тормозов.

Двойная версия сочетает в себе Honda Dual CBS со вторичным главным цилиндром и пропорциональным регулирующим клапаном [с поршневой ABS]. Модулятор регулирует давление для каждого С активным повышением давления В 2009 году Honda представила комбинированную ABS с электронным управлением для своих высокопроизводительных спортивных мотоциклов, в которых используется технология проводного торможения. Тормозное усилие водителя измеряется датчиками давления, и информация передается в ЭБУ. Вместе с информацией датчиков скорости колес ЭБУ рассчитывает оптимальное распределение давления для предотвращения блокировок и обеспечения наилучшего замедления. На основе этой мощности двигатель каждого колеса приводит в действие насос, который создает и регулирует тормозное давление на колесо. Эта система обеспечивает быстрое время реакции благодаря функции торможения по проводу.

MIB (встроенная тормозная система мотоцикла) от Continental Teves и eCBS (электронная CBS) в усовершенствованной мотоциклетной ABS от Bosch являются результатом другого подхода. Эти системы основаны на подходе «насос и клапан». Благодаря дополнительным клапанам, более мощным насосам и более мощному двигателю система может активно наращивать давление. Входное давление водителя измеряется датчиками давления на рычаге и педали. Затем насос создает дополнительное давление, адаптированное к условиям езды. Частичная интегральная система предназначена для работы только в одном направлении: перед→зад или зад→перед. Полностью интегрированная система работает в обоих направлениях.

Поскольку эти системы управляются электроникой и способны активно наращивать давление, они дают возможность регулировать поведение торможения мотоцикла в соответствии с потребностями водителя. Опытные водители могут отключить CBS и ABS, а также выбрать различные режимы регулирования с более высокими и низкими порогами, например режим дождя или скольжения в BMW S1000RR.

Безопасность и законодательство

Безопасность

Страховой институт дорожной безопасности (IIHS) провел исследование эффективности ABS для мотоциклов и пришел к выводу, что мотоциклы высотой более 250 см ³ без ABS на 37 процентов чаще попадают в аварии со смертельным исходом, а исследование Шведского дорожного управления пришло к выводу, что 48 процентов всех тяжелых и смертельных аварий с мотоциклами высотой более 125 см ³ можно было избежать благодаря мотоциклетной ABS.

Эти исследования побудили комиссию ЕС инициировать в 2010 году законодательный процесс, который был принят в 2012 году и привел к внедрению ABS для мотоциклов ростом более 125 см. ³ станет обязательным с 2016 года. Такие организации, как Международная автомобильная федерация и Институт продвинутых автомобилистов (IAM), потребовали введения этого закона уже в 2015 году. С другой стороны, некоторые мотоциклисты протестуют против обязательной установки ABS на всех мотоциклах, поскольку призывают к возможности отключения системы для езды по бездорожью или по другим причинам. В 2011 году Организация Объединенных Наций (ООН) начала Десятилетие действий по обеспечению безопасности дорожного движения . Основная цель — спасти 5 миллионов жизней до 2020 года посредством глобального сотрудничества. Одной из частей их глобального плана является: Поощрение повсеместного внедрения технологий предотвращения столкновений с доказанной эффективностью, таких как электронный контроль устойчивости и антиблокировочные тормозные системы на мотоциклах.

Законы и постановления

Соединенные Штаты

В Соединенных Штатах НАБДД обязало использовать ABS в сочетании с электронной системой контроля устойчивости в соответствии с положениями FMVSS 126 с 1 сентября 2012 года.

Европейские и другие международные рынки

АБС требуется на всех новых легковых автомобилях, продаваемых в ЕС с 2004 года.

С 2016 года ЕС требует наличия ABS на всех новых скутерах, мотоциклах, трициклах и квадроциклах с объемом двигателя от 125 куб.см, иначе CBS (или ABS).

Правила ООН № 78, касающиеся торможения транспортных средств категорий L1, L2, L3, L4 и L5 (мотоциклы), применяются Европейским Союзом, Россией, Японией, Турцией, Украиной, Австралией и Соединенным Королевством.

Глобальный технический регламент № 3, касающийся тормозных систем мотоциклов, применяется Канадой, Европейским Союзом, Японией, Россией и США.

Индия

С 1 апреля 2019 года Индия требует как минимум одноканальную ABS на всех новых двухколесных транспортных средствах с объемом двигателя от 125 куб.см, иначе CBS (или ABS). С того же дня АБС также стала обязательной для всех новых автомобилей и микроавтобусов.

Рынки Южной Америки

С 1 января 2019 года Бразилия требует наличия ABS на всех новых мотоциклах с объемом двигателя от 300 куб.см. АБС является обязательной для всех новых автомобилей с января 2014 года.

С 1 января 2024 года в Аргентине будет требоваться ABS на всех новых мотоциклах с объемом двигателя от 250 куб.см, CBS (или ABS на передних колесах) для дорог с объемом двигателя от 50 до 250 куб.см. Или их электрические эквиваленты. АБС является обязательной для всех новых обычных автомобилей с января 2014 года.

С февраля 2025 года в Чили потребуется ABS на всех новых мотоциклах с объемом двигателя от 150 куб.см или 11 кВт, в противном случае CBS (или ABS) с объемом двигателя 50 куб.см или 4 кВт с февраля 2026 года. АБС стала обязательной для всех новых автомобилей с октября 2020 года.

С октября 2025 года в Колумбии будет требоваться наличие ABS на всех новых мотоциклах с объемом двигателя от 150 куб.см или 11 кВт, в противном случае CBS (или ABS) от 50 куб.см или 4 кВт.

С марта 2027 года Колумбия будет требовать ABS на всех новых мотоциклах с объемом двигателя от 125 куб.см, ниже, чем с CBS (или ABS).

См. также

• Технологический портал
• Торможение левой ногой
• Система экстренного торможения , или Система экстренного торможения (BAS)
• Электронный контроль устойчивости (ESP)
• Электроприводное торможение (EBS)

Дальнейшее чтение

• Майерсон, Норман С. (август 1988 г.). Наконец-то антиблокировочная система тормозов . Популярная механика . Проверено 18 апреля 2013 г.
• Браун, Стюарт Ф. (май 1987 г.). Антиблокировочная система тормозов для мотоциклов . Популярная наука . Проверено 18 апреля 2013 г.

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с антиблокировочной системой тормозов, на Викискладе?