Kāpēc bremzēm ir nepieciešama pretbloķēšanas bremžu sistēma (ABS)?

Iedomājieties, ka jums jāizvairās no pēkšņas šķērsles, vienlaikus strauji bremzējot. Šķiet, ka tas ir izdarāms — nospied bremzi, pagriez stūri, labo trajektoriju. Taču ir kritisks brīdis, kad, pārāk spēcīgi nospiežot pedāli, riteņi bloķējas, un no tā brīža viss mainās.

Kas notiek, kad riteņi bloķējas?

Kad riteņi bloķējas avārijas bremzēšanas laikā, var izveidoties divi pilnīgi atšķirīgi scenāriji — atkarībā no tā, vai automašīnai ir pretbloķēšanas bremžu sistēma (ABS) vai nav.

Bez ABS: Neatkarīgi no tā, cik spēcīgi grozāt stūri, automašīna nemainīs virzienu. Bloķētie, slīdošie riteņi pilnībā atņem vadītājam iespēju manevret — transportlīdzeklis vienkārši brauc taisni uz priekšu, it kā stūre būtu atvienota. Tikai pieredzējis vadītājs var atgūt kontroli, īslaicīgi atlaižot bremžu pedāli un izmantojot kontrolētu, pulsējošu bremzēšanu.

Ar ABS: Vadītājam vienkārši jānospiež bremžu pedālis stingri un jāstūrē normāli. Sistēma pārējo paveic pati.

Riteņu bloķēšana ir arī bīstama, jo var izraisīt transportlīdzekļa slīdēšanu vai novirzīšanos sāņus — īpaši šādās situācijās:

• Dažādi ceļa segumi zem dažādiem riteņiem
• Ievērojamas slodzes nobīdes uz asīm pēc iepriekšēja manevra
• Neatbilstošas riepas starp asīm
• Sānu spēki no ceļa slīpuma vai sadursmes

Jebkurā no šiem gadījumiem trajektorijas labošana pēc riteņu bloķēšanās ir gandrīz neiespējama.

Kā ABS samazina bremzēšanas ceļu

Palielināts bremzēšanas ceļš ir viena no nopietnākajām riteņu bloķēšanās sekām. Iemesls slēpjas pamata fizikā: statiskā berze ir lielāka par slīdberzi. Lai apstātos pēc iespējas ātrāk, ideālais bremžu spiediens uztur riteņus rotējošus tieši uz bloķēšanās robežas — ne pilnībā bloķētus.

To mēra ar vērtību, ko sauc par relatīvo slīdi, kas svārstās no 0% (ritenis brīvi rotē bez slīdes) līdz 100% (ritenis ir pilnībā bloķēts). Pētījumi ir parādījuši, ka maksimālā bremzēšanas efektivitāte tiek sasniegta pie 15–20% slīdes — tas nozīmē, ka bremzētais ritenis rotē par 15–20% lēnāk nekā brīvi ritošs ritenis pie tāda paša transportlīdzekļa ātruma. ABS elektronika nepārtraukti uztur šo optimālo slīdes vērtību, ātrā tempā bloķējot un atbloķējot riteņus apstāšanās laikā.

ABS tehnoloģijas īsā vēsture

Bloķētu riteņu bīstamība plašāk sāka tikt risināta tikai 1970. gados. Pionieris bija Mercedes-Benz, kas sadarbojās ar Bosch, lai izstrādātu pirmo sērijas ABS sistēmu, kura tika ieviesta Mercedes S-klasē 1978.–1979. gadā. Tajā laikā noteiktie pamatdarbības principi ir saglabājušies gandrīz nemainīgi — tikai pilnveidoti ar modernajām elektroniskajām sistēmām.

Kā darbojas pretbloķēšanas bremžu sistēma?

ABS regulē riteņu rotācijas ātrumu, pielāgojot spiedienu bremžu līnijās. Lūk, process soli pa solim:

1. Katram ritenim ir sensors, kas nosūta elektriskus impulsus ABS vadības blokam ar frekvenci, kas ir proporcionāla riteņa rotācijas ātrumam.
2. Ja riteņa rotācijas ātrums bremzēšanas laikā tuvojas nullei, vadības bloks dod signālu hidrauliskajam modulatoram samazināt spiedienu attiecīgajā bremžu līnijā.
3. Elektriskais vārsts atbrīvo spiedienu, novirzot lieko bremžu šķidrumu uz hidraulisko akumulatoru.
4. Spiediens krītas, līdz ritenis atgūst saķeri un atkal paātrinās līdz ātrumam.
5. ABS pēc tam strauji palielina spiedienu, lai palēninātu riteņa griešanos.
6. Šis cikls atkārtojas, līdz automašīna apstājas vai vadītājs atslābina pedāli.

Mūsdienu 4 kanālu ABS sistēmas uzrauga un pielāgo bremzēšanas spēku katram ritenim neatkarīgi — tas ir būtisks uzlabojums salīdzinājumā ar agrīnajām sistēmām, kas vienlaikus piemēroja bremzēšanas izmaiņas visiem riteņiem.

Vai ABS var aizstāt ar manuālu pulsējošu bremzēšanu?

Daži vadītāji jautā: kāpēc gan nevar vienkārši manuāli pumpēt bremzes? Automašīnās bez ABS ritmiska bremzēšana var palīdzēt izvairīties no šķēršļiem avārijas apstāšanās laikā — jūs bremzējat, līdz riteņi bloķējas, tad īslaicīgi atlaidiet, lai stūrētu, tad atkal bremzējat. Tā ir derīga tehnika, lai gan tā ievērojami palielina bremzēšanas ceļu.

Problēma ir cilvēka ierobežojumi. Neviens vadītājs — neatkarīgi no prasmes vai pieredzes — nevar pumpēt bremzes tik ātri vai precīzi kā ABS elektronika. Sistēma var bloķēt un atbloķēt katru riteni aptuveni 15 reizes sekundē, kas vienkārši pārsniedz cilvēka spējas.

ABS, EBD un bremžu palīgs: kā tie darbojas kopā

Vairumā mūsdienu transportlīdzekļu ABS darbojas kopā ar papildinošām sistēmām, kas vēl vairāk uzlabo bremzēšanas drošību:

• EBD (elektroniskā bremžu spēka sadale) — Mēra un pielāgo bremzēšanas intensitāti katram atsevišķam ritenim. Tā ļauj droši bremzēt pagriezienā vai uz jaukta seguma ceļa, nosakot riteņu rotācijas ātruma atšķirības un samazinot bremzēšanas spēku uz riteņiem ar mazāku saķeri.
• Bremžu palīgs — Nosaka pēkšņu, asu bremžu pedāļa nospiešanu (panikas bremzēšanas pazīme) un automātiski veido pilnu spiedienu bremžu līnijās, kompensējot vadītāju, kurš avārijas situācijā bremzē pārāk nevērīgi. Tas neiejaucas parastā, ikdienas bremzēšanā.

Ir vērts atzīmēt: automašīnās ar ABS avārijas apstāšanās laikā bremžu pedālis ir jānospiež stingri līdz galam. Sistēma ir paredzēta pilna pedāļa ievades apstrādei — nekavējieties.

ABS ierobežojumi: kad tas var darboties pret jums

ABS nav universāls risinājums. Pastāv specifiski apstākļi, kuros standarta ABS var faktiski izraisīt garāku bremzēšanas ceļu salīdzinājumā ar transportlīdzekļiem bez ABS:

• Ledus ar naglotām riepām — Naglas nodrošina maksimālu saķeri tikai pie lielas slīdes, kad tās ieurbjas ledū kā nagi. ABS to novērš, atbrīvojot riteņus, pirms naglas var ieurbties, samazinot to efektivitāti.
• Sniegoti ceļi — Dziļā sniegā bloķēti riteņi stumj sablīvēta sniega ķīli sev priekšā (arklošanas efekts), kas faktiski saīsina bremzēšanas ceļu. ABS novērš šo uzkrāšanos, turot riteņus rotējošus.
• Vaļīgi ceļa segumi (smiltis, grants, māls) — Tas pats princips attiecas: bloķēti riteņi ieurbjas un veido pretestību. ABS novērš šo priekšrocību.
• Nelīdzeni vai nevienmērīgi ceļi — Ja ritenis bremzēšanas laikā uz brīdi paceļas no zemes un bloķējas, ABS to var nepareizi interpretēt kā slīdēšanu un nevajadzīgi samazināt spiedienu citās bremžu līnijās, izraisot automašīnas šūpošanos un palielinot bremzēšanas ceļu. Labi uzturēta balstiekārta samazina šo risku.

Galvenā atziņa: uz ledaina, sniegota vai grants seguma automašīna bez ABS dažkārt var apstāties īsākā distancē. Tāpēc dažos ziemas braukšanas scenārijos ir nepieciešamas atšķirīgas tehnikas vai specializētas ABS kalibrācijas.

Vai ABS ir tā vērts? Ko liecina statistika

Mūsdienu ABS tehnoloģija turpina attīstīties. Uzlabotas sistēmas tagad var nolasīt vairākus sensoru ievades datus, pielāgoties ceļa seguma veidam un attiecīgi pielietot dažādus bremzēšanas algoritmus. Kopējais priekšstats paliek skaidrs:

Uz sausiem un slapjiem ceļa segumiem pareizi kalibrēta ABS sistēma — apvienojumā ar labi uzturētu transportlīdzekli — var samazināt bremzēšanas ceļu vidēji par līdz 20%, vienlaikus saglabājot vadītāja spēju stūrēt un manevret visas apstāšanās laikā. Avārijas situācijās tie papildu metri var izšķirt visu.

Šis ir tulkojums. Varat lasīt oriģinālu šeit: https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e38cb.html