Антиблокировочная система тормозов современных автомобилей. Устройство и ремонт

За последние десять лет антиблокировочная система тормозов ABS (Antilock Brake System) получила широкое распространение у автопроизводителей всего мира.

Преимущество данной системы давно уже доказано сохранением многих человеческих жизней на дорогах.

Назначение ABS сформулировать можно очень просто - данная система препятствует блокировке колес при торможении и сохраняет уверенную устойчивость автомобиля на дороге.

Суть работы ABS состоит в том, чтобы ограничивать тормозное усилие на колеса до величины, не превышающей силу трения покоя между колесом и дорожным полотном, предотвращая таким образом срыв колеса в скольжение. Тем не менее, тормозное усилие должно быть максимально возможным, чтобы обеспечивать эффективное замедление.

Рис. 1. Схема размещения узлов ABS на легковом автомобиле

На рис. 1 показана общая схема ABS легкового автомобиля.

В состав антиблокировочной системы тормозов входят следующие узлы:

- датчики скорости либо ускорения (замедления), установленные на ступицах колес автомобиля;

- управляющие клапаны, которые являются элементами гидромодулятора давления, установленные в магистрали тормозной системы;

- блок управления, получающий сигналы от датчиков и управляющий работой клапанов.

Датчики определения угловой скорости колеса - электромагнитного типа (ДСК). Они установлены на неподвижной части ступицы передней и задней подвесок и закреплены с помощью фланца.

На подвижной части ступиц всех колес автомобиля закреплены зубчатые венцы.

При вращении зубчатого венца зубцы изменяют магнитное поле датчика, при этом формируются импульсы, частота которых прямо пропорциональна угловой скорости вращения колеса.

На рис. 2 показаны осциллограммы сигналов с датчиков на разных скоростях вращения колеса автомобиля.

Рис. 2. Осциллограммы сигналов с датчиков ABS

Сигналы от датчиков подаются непосредственно на электронный блок управления, где он по количеству и частоте следования импульсов определяет скорость вращения того или иного колеса в момент торможения автомобиля.

Основным узлом антиблокировочной системы тормозов является гидромодулятор со встроенным электронным блоком управления, который после определения угловой скорости колес включает/выключает электромагнитные клапаны (ЭМК), тем самым управляет давлением в тормозных цилиндрах, исключая блокировку колес и сохраняет управляемость автомобиля на сложном участке дороги.

Гидромодулятор в своем составе имеет два основных электромагнитных клапана, которые управляются электронным блоком управления. Первый клапан перекрывает доступ тормозной жидкости в магистраль, идущей от главного цилиндра, а второй при избыточном давлении открывает поступление тормозной жидкости в резервную емкость гидроаккумулятора.

В современных автомобилях гидромодулятор может иметь в своем составе более двух клапанов, которые обеспечивают работу тормозных цилиндров колес передней и задней подвесок.

Рис. 3. Место установки гидромодулятора на автомобиль ВАЗ KALINA

Также в состав гидромодулятора входит возвратный насос и электродвигатель возвратного насоса, который при снижении давления излишнюю тормозную жидкость перекачивает в емкость главного тормозного цилиндра.

На рис. 3 показано расположение гидромодулятора на автомобиле LADA KALINA, а на рис. 4 - на УАЗ ПАТРИОТ.

Рис. 4. Место установки гидромодулятора на автомобиль УАЗ ПАТРИОТ

На рис. 5 показана принципиальная схема ABS автомобилей LADA KALINA, LADA PRIORA, а на рис. 6 семейства модельного ряда Ssang Yong.

Блок управления гидромодулятора представляет собой электронную схему под управлением центрального микропроцессора. В составе схемы имеется микросхема энергонезависимой памяти, которая хранит коды неисправностей, параметры общего паспорта работы гидромодулятора и всей системы.

По мере развития электроники и все большего внедрения ее в область автомобилестроения совершенствовалось и электрооборудование современного автомобиля.

Система ABS также претерпела большие изменения. Наряду с ней появились новые системы безопасности, которые работают совместно. Можно выделить следующие системы:

ASR (Anti-Slip Control) - антипробуксовочная система, обеспечивающая предотвращение пробуксовывания ведущих колес, например на льду или гравии, путем воздействия на тормозную систему и работу двигателя;

EBD (Electronic Brake Distribution) - электронная система распределения тормозных сил. Она предотвращает так называемое переторможение задних колес прежде чем начнет работать ABS;

ESP (Electronic Stability Programm) - электронная система предотвращения пробуксовывания с устранением разворота (заноса) при торможении автомобиля.

На устройстве и работе наиболее сложной системы ESP остановимся более подробно.

Рис. 5. Принципиальная схема системы ABS автомобиля LADA KALINA и LADA PRIORA

Система ESP обеспечивает антипробуксовывание и устранение разворота автомобиля.

Во время проведения водителем маневра по уклонению от внезапно возникшего препятствия, датчики (сенсоры) фиксируют нестабильное состояние транспортного средства. Электронная система ESP производит моментальный расчет для дальнейшего принятия мер по выходу из данной ситуации.

В состав системы ESP входят следующие компоненты:

- электронный блок управления;

- главный тормозной цилиндр с датчиком тормозного давления;

- датчики (сенсоры) угла поворота рулевого колеса, поперечного ускорения, системы рыскания, дополнительные датчики задних и передних колес.

- выключатель работы системы ESP;

- контрольная лампа работы ASR/ESP, расположенная на приборном щитке.

Датчик угла поворота рулевого колеса установлен непосредственно на рулевом валу рядом с рулевым колесом. Он представляет собой фотодатчик, который срабатывает при перекрывании светового потока во время вращения руля программной шайбой, на которой имеются прорези с определенными размерами.

Датчик поперечного ускорения состоит из постоянного магнита, закрепленного на пружинной пластине и датчика Холла. На автомобиле он устанавливается, как правило, под водительским сиденьем.

Датчик тормозного давления содержит пьезоэлектрический элемент, на который оказывает давление тормозная жидкость.

Система ABS - это устройство с большим потреблением тока от бортовой сети автомобиля (до 40 А), что требует особого внимания к состоянию контактов в силовых цепях электропроводки, исправности аккумулятора и генератора.

Частые неисправности, связанные с работой системы ABS, могут возникнуть, например, из-за не вовремя проведенного ТО или по причине неквалифицированного ремонта элементов подвески или электрооборудования автомобиля. Рассмотрим наиболее распространенные неисправности системы ABS, их диагностику и устранение.

Следует отметить, что при появлении какой-либо неисправности на щитке приборов автомобиля загорается лампа с надписью "ABS".

После этого движение на автомобиле возможно, только необходимо учесть, что в это время тормозная система автомобиля работает в обычном режиме.

Рис. 6. Принципиальная схема системы ABS автомобилей Ssang Yong

До поездки на СТО (кроме автомобилей, находящихся на гарантийном обслуживании) можно произвести некоторые работы по поиску и устранению неисправности.

В начале следует проверить защитные предохранители электронной схемы системы ABS, работу генератора автомобиля (при снижении напряжения до 10,5 В система ABS автоматически отключается).

Следующим этапом проверки являются датчики скорости колес. Причиной неисправности может быть банальная грязь, находящаяся в зубчатом венце и увеличение или уменьшение воздушного зазора между датчиком и зубчатым венцом (зазоры датчиков передних колес - 0,2...1,5 мм, задних - 0,5...2,0 мм, в зависимости от модели автомобиля).

Устранить данные неисправности можно с помощью щетки и продувки сжатым воздухом.

Особенно следует обратить внимание на нестабильную работу системы ABS. Она может проявляться в виде частичного отказа или замедленной реакции, что опасно для водителя, особенно в экстренной ситуации.

Источником данной неисправности могут быть завышенные люфты подшипников ступиц колес, разные по размеру шины на автомобиле и их износ и т.д.

В таблице приведены коды неисправностей системы ABS автомобилей LADA KALINA и LADA PRIORA.

Коды неисправностей системы ABS автомобилей LADA KALINA и LADA PRIORA

Автор: Николай Пчелинцев (г. Тамбов)

Источник: Ремонт и сервис