ABS

Спросите опытного «драйвера»: какие моменты в управлении легковушкой особенно трудны для освоения. Он без колебаний ответит: торможение. Само собой, техника спортивного руления в скоростном маневрировании еще сложней. Высший пилотаж, который в повседневных разъездах востребован не так уж часто. А вот на педаль тормоза ногу приходится ставить каждую минуту – и не один раз. И хорошо, когда на сухом и чистом дорожном покрытии. Тогда как торможение на скользкой поверхности (укатанный снег, гололед) в любой момент превращается в экстрим – помимо вашей воли.

Помню, когда в конце 80-х осваивал ВАЗ-овскую «классику», то зимой взял за правило завет экс-чемпиона Европы по ралли поляка Собислава Засады: не тормози! Звучит диковато, но чемпион учил рядовых автомобилистов: не тормози на скользкой дороге, а осторожно работай рулем. Даже в отчаянной ситуации… С.Засада прекрасно знал, что «чайник» и во вполне «штатной» обстановке бездумно жмет педаль - и на ровном месте въезжает в ДТП. Колеса блокируются, автомобиль идет «юзом» и враз становится неуправляемым. Его разворачивает – пожалуйте бриться. И «чайник», и другие, - кто имел несчастье оказаться рядом… Как говорят, «вместе пойманы – вместе повешены». А чтобы не пойматься, и нужна ABS.

Антиблокировка

Дела давно минувших дней, когда российские автомобилисты еще не слыхивали про ABS. Теперь совсем другое: чуть что – жми на тормоз. Сухой асфальт под колесами или голый лед - не бери в голову. Красивая жизнь.

А все благодаря замечательной технике еще прошлого века: anti-lock braking system. Антиблокировочная система тормозов (поэтому лучше не говорить система ABS). Говорят, первую ABS - еще целиком механическую - предложил в конце 20-х знаменитый французский авиаконструктор Габриэль ВуазЕн (Gabriel Voisin). Для аэропланов – ради сокращения дистанции пробега при посадке. А к началу 60-х британская Dunlop приспособила фирменную авиационную антиблокировку для автомобилей и вывела на рынок под названием Maxaret (maximum retardation – предельное замедление).

Еще никакой электроники; Maxaret впервые применили на спорт-купе Jensen FF¹, но дальше дело не пошло. До тех пор, пока в конце 70-х на моделях Mercedes не появились первые электронные ABS от Robert Bosch. Для начала, естественно, на дорогих, а теперь дешевая малолитражка не обходится без «цифровой» антиблокировки. Неприлично – как без галстука на официальном приеме.

Быстроходный (полноприводный!) Jensen FF получил первую в истории антиблокировку тормозов Maxaret. Неплохо работала.

Современные электронные ABS действуют в общем-то по такому же принципу, что и электромеханическая Maxaret полувековой давности. Штука в том, чтобы уловить момент, когда колеса под тормозами уже начинают проскальзывать на ходовой поверхности, но еще продолжают вращаться. Выйти на самый «край», но не допустить сильного проскальзывания – и уж во всяком случае полной блокировки! Трудная задача, которая под силу только высококвалифицированному водителю-спортсмену – Джиму Кларку. Или С.Засаде.

А отчего так опасна блокировка колес и движение «юзом»? Проза теории: пока колесо свободно вращается, силы сопротивления движению по направлению качения и поперек него различаются на порядки величины. Иначе говоря, колесо легко катится продольно, но ему не удается скользить боком. Поэтому автомобиль идет именно туда, куда его направляют, - пока колеса не заблокированы и не скользят «юзом».

Ведь при полной блокировке колесам, так сказать, без разницы: что вдоль, что поперек. И движение автомобиля становится хаотическим – по воле случая. Страшное дело – особенно на скорости… Таких приключений следует избегать – любой ценой.

Вот ABS и берет ответственность на себя. Ключевое звено системы – электронные датчики (угловой) скорости вращения каждого из колес. Пока колеса крутятся достаточно быстро, все путем. До блокировки не близко; опасности нет. Но когда вращение резко замедляется, - внимание! Цифровой процессор внимательно отслеживает два показателя: частоту вращения колес – и их угловое ускорение. Со знаком минус (то есть, замедление).

Электромеханическая антиблокировка Dunlop Maxaret: инерционные датчики, один-единственный канал… Вверху полное давление в гидросистеме тормозов, внизу – уменьшенное.

И когда датчики подают критические сигналы (частота вращения невелика и резко падает), ЦПУ мгновенно принимает решение. Сбросить давление в гидросистеме и тем самым растормозить колеса. На малую долю секунды – и вновь давление. Много раз в секунду: педаль «бьет» под ногой водителя. Не особенно приятно, но признак того, что антиблокировка включилась в работу. По сути прием прерывистого, «импульсного» торможения, который квалифицированные водители применяли задолго до ABS. Хорошо забытое старое, но на уровне цифровой электроники – с чуткостью, точностью и частотой, абсолютно не доступной человеку.

Так или иначе, при «паническом» торможении ABS выходит на грань блокировки колес, но никогда не преступает ее. В том-то и прикол. Автомобиль останавливается на предельно короткой дистанции, но его не разворачивает. Мало того, он сохраняет практически полную управляемость при педали тормоза «в пол» - на гололеде. И даже когда наледь на дороге «пятнами» (особо тяжелый случай). Тормози на здоровье; ABS позаботится обо всем.

Возможны варианты

Первая антиблокировка (Maxaret системы Dunlop) объявилась в середине 60-х на «штучном» Jensen FF. Довольно-таки простое устройство: один-единственный датчик скорости вращения – на «раздатке» трансмиссии 4WD. И сброс-подача давления в гидросистеме (через импульсное срабатывание вакуумного сервоусилителя) – «по кругу». Модулирование - одновременно по всем 4-м тормозным дискам. Так сказать, одноканальная ABS, которая выдает общие команды для 4-х колес вместе взятых – без различения нюансов поведения каждого из них.

Вроде как много ожидать от столь наивного решения не приходилось. Тем не менее, тогдашние автообозреватели отмечали заметное улучшение работы тормозов с Maxaret – особенно на мокром дорожном покрытии (лужи). А с 1971 легковушки Cadillac предлагались с GM-овской антиблокировкой Trackmaster – уже электронной. Правда, только для тормозов сзади: считалось, что опаснее всего блокировка именно задних колес, создающая угрозу заноса. Пара датчиков отслеживала частоту вращения каждого из задних колес раздельно, и электроника давала команду на сброс давления слева или справа. То есть, уже 2-канальная ABS; прогресс!

Довольно долго американцы практиковали 3-канальные антиблокировки с 3-я датчиками: 2 на передних тормозах и один на выходном валу АКПП в приводе задних колес. Общий принцип такой: раздельных каналов регулирования давления не больше, чем датчиков частоты вращения колес. Не больше, хотя подчас каналов меньше, чем датчиков. Скажем, 4 датчика и 3 канала; получалось неплохо.

В конце 80-х антиблокировками стали оснащать передние тормоза недорогих легковушек. Мол, роль задних невелика, и они обойдутся простенькими ограничителями давления. Тогда как ABS спереди сохраняет управляемость автомобиля – даже при «паническом» торможении. Педаль «в пол» - и вместе с тем водитель продолжает рулить и пытается обойти препятствие… В общем вполне логично, тем более, что сзади обычно применяли не дисковые, а барабанные тормоза, с которыми быстродействующая ABS совмещается неважно. Дело в том, что у барабанных тормозов (в отличие от дисковых) есть так называемая ведущая колодка: на торможении ее слегка прихватывает.

И когда ABS сбрасывает давление в гидросистеме, ведущая колодка не торопится отойти от барабана, «залипает». Прежде, чем колодка отойдет, ABS уже вновь подает давление (высокая частота срабатывания), и барабанные тормоза вообще не успевают реагировать. Их приходится специально приспосабливать к работе с антиблокировкой; проще применять дисковые «по кругу». В паре с 4-канальной ABS: 4 датчика частоты вращения – на каждом из колес.

Модулирование давления в современных антиблокировках организовано уже не через вакуумный сервоусилитель. В систему встроен особый модулятор: гидронасос с электроприводом и блок быстродействующих клапанов с цифровым электронным управлением. Как показали исследования, наивысшая эффективность торможения достигается тогда, когда колеса слегка проскальзывают – примерно до 20%²,. Вот на такой режим и настраивают электронику: ЦПУ распознает, как катится то или иное из колес – нормально или же на грани блокировки. И выдает команды для каждого из тормозных дисков раздельно – по 4 независимым каналам. Тонкое регулирование с индивидуальным распределением тормозных усилий на 4-х колесах, абсолютно недоступное водителю – даже самой высокой спортивной квалификации. Сказка стала былью.

Схема современной ABS: 4 датчика скорости, ЦПУ, модулятор (гидронасос с электроприводом и блок клапанов), 4 канала управления.

Так что имейте в виду немаловажные технические подробности. Например, 2-канальная ABS у вашего авто – или же 4-канальная? Количество имеет значение – для вашей безопасности.

Mercedes начала 80-х с антиблокировкой Bosch. Автомобиль с ABS (справа) сохраняет управляемость на скользком дорожном покрытии и позволяет водителю обойти препятствие.

Фото AP, Bosch, Dunlop, Jensen.

¹
Первая высокодинамичная легковушка с постоянным полным приводом.

²
То есть, когда колесо на торможении вращается на 20% медленнее, чем без проскальзывания.