Большинству людей, так или иначе имеющих отношение к автомобилям, известно, что в комплектацию почти всех иномарок входит устройство, называемое ABS. Известно и то, что оно имеет отношение к тормозной системе автомобиля и — надо думать — функционирование этой системы улучшает. Но за что же на самом деле вы платите лишние две тысячи долларов, и стоит ли удовольствие этих денег?
Всем водителям знакома ситуация: скользкая дорога — внезапно возникшее препятствие — инстинктивный резкий удар по тормозной педали — автомобиль продолжает скользить прямо, почти не теряя в скорости и не реагируя на повороты рулевого колеса. Или еще одна: водитель видит скользкий поворот — слегка притормаживает — автомобиль перестает двигаться по намеченному пути и устремляется на встречную полосу или к внешнему кювету. Или — съезд с трассы на обочину, левые колеса еще на асфальте, а правые уже на песке (грязи, льду) — слишком резкое торможение — занос, разворот... Возможные последствия всех этих эпизодов очевидны.
Похожих ситуаций много, а причина у всех одна — блокировка, т. е. остановка вращения колес при движении автомобиля.
Случается это чаще всего при торможении на скользком покрытии, где коэффициент сцепления колес с дорогой недостаточен и даже легкое нажатие на тормозную педаль приводит к полной остановке колес. Самое же неприятное последствие блокировки колес — это резкое снижение эффективности торможения и других управляющих воздействий. Проще говоря, вместо того, чтобы остановиться, автомобиль скользит и не слушается руля. При этом, как правило, глохнет двигатель, что совершенно лишает водителя возможности влиять на ситуацию.
Выше говорилось о скользком покрытии. Скользкое — не обязательно ледяное. При больших скоростях движения и интенсивном торможении колеса охотно блокируются даже на сухом асфальте, и с теми же последствиями. Вывод напрашивается: торможение, даже в экстремальных условиях, необходимо осуществлять, не допуская блокировки колес. Тем не менее, чтобы быть эффективным, торможение должно быть энергичным. Единственный способ выполнить оба этих требования — тормозить на грани блокировки.
Лишь опытные и хладнокровные водители способны в описанных выше ситуациях сразу же отпустить педаль тормоза — иногда этого может оказаться достаточно для восстановления управляемости. Более опытные и специально тренированные применяют прерывистое торможение, отпуская тормозную педаль в самом начале блокировки колес, тут же нажимая на нее вновь и т. д., с частотой несколько раз в секунду. Такое умение дается большой практикой и специальными тренировками. А что делать неопытным водителям?
Для них проблема эффективного, надежного и безопасного торможения решается благодаря применению на автомобиле специальной антиблокировочной тормозной системы АБС (или ABS — Anti-Lock Braking System).
Все современные АБС легковых автомобилей устроены примерно одинаково и состоят из трех основных узлов. В ступицах колес установлены электромагнитные датчики скорости вращения, чаще всего представляющие собой зубчатое колесо, при вращении которого в расположенной рядом катушке возникают электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колес. Сигналы датчиков поступают в микропроцессорный электронный блок, который управляет модуляторами — электромагнитными клапанами, расположенными в гидроприводах тормозных механизмов. Открываясь или закрываясь по сигналам блока управления, модулятор изменяет давление жидкости в приводе своего тормозного механизма. Вся система питается от гидроаккумулятора, содержащего тормозную жидкость под высоким давлением, которое поддерживается электрическим насосом.
При торможении микропроцессорный блок оценивает динамику снижения скорости вращения каждого колеса и определяет начало его блокировки. При этом на модулятор подается сигнал, снижающий давление в приводе соответствующего тормозного механизма, колесо начинает вращаться, давление вновь увеличивается, колесо притормаживает и т. д. Удерживая колеса на грани блокировки, АБС обеспечивает максимально возможную для данных условий эффективность торможения. В наиболее совершенных АБС частота срабатывания достигает 20 циклов в секунду, чего не сможет ни один водитель.
Различия между существующими АБС заключаются в основном в количестве управляемых гидравлических контуров. Наиболее дорогие четырехканальные системы имеют 4 датчика скорости вращения, 4 модулятора и регулируют давление в каждом из четырех тормозных механизмов отдельно. Менее дорогие трехканальные системы также имеют индивидуальные датчики скорости вращения для всех четырех колес, но только 3 модулятора, два из которых управляют тормозными механизмами передних колес в отдельности, а третий обслуживает общий контур двух задних тормозных механизмов, ориентируясь при этом на поведение того колеса, которое склонно к блокировке в данный момент. Более дешевые двухканальные АБС управляют контурами только передних тормозных механизмов, задние обслуживаются традиционным регулятором давления.
Считается, что применение АБС в тормозных системах легковых автомобилей внесло в безопасность движения не меньший вклад, чем в свое время — ремни безопасности. Быстрый прогресс в распространении антиблокировочных систем особенно впечатляет, если вспомнить, что начался он всего каких-нибудь 10--12 лет назад.
Первые АБС стали устанавливать на самых дорогих моделях BMW и Mercedes в начале 80-х годов. Это была разработка Bosch, на которую фирма потратила около 10 лет серьезной работы. Положительные качества системы были очевидны, однако серьезным сдерживающим фактором для ее широкого распространения стала стоимость. Для автомобиля ценой в 30 тысяч долларов довесок в 3 тысячи большого значения не имел, а для автомобиля ценой в 10 тысяч — весьма существен.
Большой вклад в распространение АБС внес европейский филиал фирмы Ford. В 1985 году был выпущен относительно недорогой автомобиль Ford Scorpio, все модификации которого имели АБС. Тогда же фирма за дополнительную плату начала устанавливать на популярную переднеприводную модель Ford Escort упрощенную АБС фирмы Lucas-Girling. Система была только двухканальной и механической, что позволило уменьшить ее стоимость почти в 3 раза по сравнению с полноценной многоканальной АБС с электронным управлением. Правда, и эффективность ее работы была много ниже, поэтому в дальнейшем от механического управления АБС Lucas-Girling отказалась.
Росту популярности АБС способствовало и появление упрощенной электронно управляемой системы автомобиля Fiat Uno Turbo, двухканальной системы Honda и некоторых других. Благодаря все расширяющемуся использованию АБС, их среднюю стоимость в настоящее время удалось снизить до двух тысяч долларов и ниже.
Можно утверждать, что на сегодняшний день антиблокировочные тормозные системы стали неотъемлемой частью современного легкового автомобиля. BMW, Mercedes и Saab, например, уже не выпускают легковых автомобилей, на которых не была бы установлена или предусмотрена установка АБС. В высшем классе легковых автомобилей (Lincoln, Cadillac, Mercedes S, BMW 7-й серии) установка АБС является правилом без исключений. В большом классе (Mercedes E, BMW серии 5, Ford Scorpio, Ford Taurus) теперь редко встречаются модели, на которых АБС устанавливается за дополнительную плату.
Многие фирмы (GM, Volvo, Audi) без АБС предлагают только самые дешевые модели своей гаммы. В среднем классе (Audi 80, BMW 3-й серии, Ford Mondeo, VW Passat) автомобиль, для которого отсутствует вариант комплектации с АБС, хотя бы за дополнительную плату, уже считается неконкурентоспособным. Лишь в малом классе автомобилей она пока устанавливается не на всех моделях.
Мы привыкли к тому, что революционные изобретения опробуются в автоспорте, а потом приходят на серийные автомобили. В данном случае получилось наоборот. Антиблокировочные системы до недавнего времени были слишком громоздки, тяжелы, но главное — недостаточно надежны по сравнению с мастерством пилотов. Только сейчас некоторые гоночные автомобили стали оснащаться АБС, и это после десяти лет разработки и двенадцати лет последующего использования. Даже болиды Формулы-1 могут быть, если на то даст высочайшее разрешение FIA, оборудованы системой антиблокировки. Она, правда, сильно отличается от обычной. Хотя бы тем, что частота срабатывания "формульной" АБС может превышать 150 циклов в секунду. Но там и скорости повыше.
Видимо, для полноты картины нужно упомянуть, что в отдельных случаях тормозной путь автомобиля, не оборудованного антиблокировочной системой, может оказаться короче, чем у автомобиля с АБС. Это может произойти, например, при торможении на рыхлом снегу или на гравии, когда образующийся перед заблокированным колесом валик снега или гравия оказывает дополнительное тормозящее действие. Но при этом автомобиль с АБС — в отличие от автомобиля, не имеющего такой системы, — сохранит управляемость.
Надежность современных антиблокировочных систем весьма высока и нареканий не вызывает. В крайнем случае отказ в работе АБС не влечет за собой никаких опасных последствий и означает лишь переход к обычному торможению.
Кратковременные сбои в работе электронного блока управления АБС, видимо, возможны, например, при движении на большой скорости по неровной дороге, когда все четыре колеса на какое-то время оказываются в воздухе. Это, конечно, скорее из области кинопогонь, чем из реальной жизни, но некоторые производители, например Audi, предусматривают возможность временного — на усмотрение водителя — отключения установленной на автомобиле АБС.
Любое техническое решение имеет недостатки. Применительно к АБС достоинства явно перевешивают. Единственной претензией к АБС, предъявляемой частью потребителей, в основном американских, является скорее непривычная, чем неприятная пульсация тормозной педали при срабатывании. Слышны также довольно громкие специфические шумы, сопровождающие быстрые изменения нагрузки подвески в горизонтальной плоскости при прерывистом торможении с большой частотой, а также шумы резины и колодок. Эти явления вряд ли можно считать серьезным недостатком, более того, некоторые считают, что пульсация тормозной педали выполняет важную задачу, лишний раз напоминая водителю о скользкой поверхности дороги.
Чудес не бывает — никакая АБС не способна увеличить коэффициент сцепления колеса с дорогой, если он недостаточен. Как уже говорилось, главным достоинством антиблокировочной системы является то, что она способна в максимально возможной степени использовать то сцепление, которое есть, не требуя при этом от водителя никаких дополнительных усилий или особого мастерства. Опытный водитель в экспериментальных условиях, надо полагать, сумеет остановить автомобиль и без АБС. Но если за рулем не профессиональный испытатель, за лобовым стеклом ночь, а поперек скользкой дороги неожиданно выползает трактор, то дополнительные расходы на оборудование автомобиля АБС, скорее всего, не покажутся излишне высокими.
Сергей Радовский