Скольжения при различных дорожных условиях:

1 – сухой асфальтобетон; 2 – тоже мокрый; 3 – укатанный снег; 4- лед

Коэффициент поперечной силы (коэффициент поперечного сцепления φ_у) с увеличением коэффициента скольжения от 0 до 1,0 интенсивно снижается с 0,7 до 0,1, а на мокрой и скользкой дороге φ_у приближается к 0,01 – 0,05 при S_ск = 1. Поэтому диапазон, где S_ск > S_кр называют нестабильным, т.к. небольшое боковое усилие может привести к поперечному скольжению колес автомобиля.

В процессе торможения, как только угловая скорость колеса снижается до значений, соответствующих верхней границе (S_ск.в) критического скольжения, то блок управления, обрабатывающий сигналы от всех датчиков колес, посылает сигналы к соленоидному распределительному электромагнитному клапану гидромодулятора для прекращения роста или уменьшения давления жидкости (или воздуха) в тормозном приводе. Если заторможенное колесо начало скользить, клапаны гидромодулятора понижают или временно прекращают подачу жидкости к рабочему тормозному цилиндру. Это может оказаться недостаточным, чтобы колесо разблокировалось, и тогда электромагнитный клапан направит тормозную жидкость в отводную магистраль, снижая тем самым давление в рабочем тормозном цилиндре.

Когда колесо вновь начинает вращаться по достижении им определенной угловой скорости, при которой коэффициент скольжения снижается до нижнего диапазона S_кр (S_ск.н), электронный блок АБС снимает свою команду, клапаны открываются, и гидравлическое давление опять передается на колесные тормозные цилиндры. Торможение и расторможение колеса будет проходить периодически. Этот процесс называется модуляцией, а гидроблок получил название гидромодулятор. Водитель ощущает работу АБС частыми резкими толчками на педали тормоза, пока не исчезнет вероятность блокирования и до полной остановки автомобиля.

В современных АБС колебания коэффициента скольжения относительно критического не превышает 0,05 – 0,1, что позволяет обеспечить торможение при максимальном коэффициенте сцепления φ_{х max}.

Испытаниями установлено, что на скользкой дороге тормозной путь автомобиля, оснащенного АБС, уменьшается на 10–20%, а износ протектора шин при использовании АБС снижается в процессе эксплуатации автомобиля на 5 – 7 %.

Критериями качества управления при установке на автомобилях современных АБС являются:

- поддержание курсовой устойчивости во время управления автомобилем в тормозном режиме путем обеспечения достаточной величины коэффициента поперечного сцепления, особенно на задних колесах;

- поддержание управляемости автомобиля путем обеспечения необходимой поперечной силы сцепления на передних колесах;

- уменьшение тормозного или остановочного пути по сравнению с торможением с заблокированными колесами;

- быстрое изменение тормозных сил на тех колесах, где коэффициенты сцепления сильно отличаются от других (например, одни колеса на асфальтобетонном покрытии, а другие – на грязи или лед на покрытии);

- уменьшение вероятности «складывания» автопоездов при экстренном торможении и заноса задних колес тягача без полуприцепа и др.

На легковых и грузовых автомобилях установлены разные варианты АБС. На легковых автомобилях чаще всего - четырех- и трехканальные АБС. В первом случае применяют двухконтурные варианты, где допускают контроль давления с соединением по мостам или с диагональным соединением. В случае торможения на дороге покрытием с разными коэффициентами сцепления левых и правых колес, появляется поворачивающий момент относительно вертикальной оси (ось Z), который влияет на курсовую устойчивость. Трехканальные системы (на передней оси один датчик с одним распределителем давления на оба колесные тормозные цилиндры) отличаются большей устойчивостью в указанных условиях, особенно при увеличении колесной базы.

На легковых автомобилях малого класса систему АБС дополняют устройством задержки образования момента разворота в целях улучшения управляемости во время экстренного торможения на неоднородном дорожном покрытии. Это устройство (GMA) задерживает рост давления в колесном цилиндре переднего колеса с более высоким коэффициентом сцепления, что снижает разворачивающий момент автомобиля при торможении.

Упрощенная конструкция антиблокировочной тормозной системы для переднеприводных автомобилей с двумя каналами управления разработала фирма Honda. Эта система обозначается ALB, отличается от других двухканальных систем тем, что усилитель и система АБС являются отдельными устройствами. Уровень давления для обоих передних колесных тормозных механизмов определяется по переднему колесу с более высоким коэффициентом сцепления, в результате чего во время экстренного торможения блокируется только одно из передних колес. Совместное давление для задних колесных механизмов определяется по заднему колесу с более низким коэффициентом сцепления.

Разработаны и другие системы АБС. Из них наиболее перспективными являются системы АБС с противобуксовочной системой (ASR). Основой таких систем являются концепция быстрого создания необходимого давления в колесных тормозах с целью эффективного управления динамикой автомобиля. Для этого в гидроблоке имеются возвратный насос (система VDC) и насос предварительного заполнения (система VLP) гидравлической системы привода.

Во время эксплуатации грузовых автомобилей полной массой свыше 7 - 8 т (автомобили средней и большой грузоподъемности) силы, создаваемой ногой водителя, недостаточно для получения необходимого замедления во время экстренного торможения. По этой причине используются пневматические тормозные системы, в которых применяется сжатый воздух для управления и приведения в действие рабочей и запасной тормозных систем. Современные двухпроводные тормозные системы грузовых автомобилей с пневматическим приводом с подсоединением тормозов прицепов и полуприцепов, подпружиненным тормозным исполнительным механизмом, запасной и стояночной тормозными системами состоят из энергоснабжающего устройства (компрессор и регулятор давления); ресивера со сжатым воздухом; тормозных кранов; контролера тормозной силы; колесных тормозов; системы управления и подачи сжатого воздуха к тормозам прицепа (полуприцепа) и АБС.

Система АБС, используемая в грузовых автомобилях, состоит из датчиков частоты вращения колес, электронного блока управления и модуляторов давления, т.е. принципиально не отличается от систем АБС, устанавливаемых на легковых автомобилях. В зависимости от конструкции грузовых автомобилей и автобусов на их базе могут быть использованы также разные варианты АБС. Чаще используют принцип низкопорогового регулирования. Этот процесс уменьшает отклонение от траектории движения и моменты в рулевом управлении до нуля, т.к. используется один клапан управления давлением в обоих колесах передней оси. Уровень давления определяется по колесу, которое осуществляет движение на дорожном покрытии с наименьшим коэффициентом сцепления. Это исключает появление разворачивающего момента на передней оси при интенсивном торможении автомобиля.

Анализ статистики ДТП во многих странах показывает, что автомобили с АБС чаще становятся участниками аварий, чем автомобили с обычной тормозной системой. Это связано с тем, что наличие АБС создает у водителя иллюзию безопасности, в результате чего он не учитывает, что АБС не увеличивает сцепление колес с дорогой. Система АБС только предотвращает блокировку колес и позволяет сохранить контроль над курсовой устойчивостью и поворачиваемостью, но она не всегда уменьшает тормозной путь.

Кроме АБС, на автомобилях применяют и другие регуляторы для автоматического регулирования тормозных сил. В основном регуляторы тормозных сил измеряют соотношения тормозных сил между передним и задним мостом с целью приближения нарастания тормозной силы на колесах к идеальной (параболической) кривой. Для этого на заднем мосту устанавливают клапаны, срабатывающие при изменении осевой нагрузки. Используют клапаны, чувствительные к нагрузке или к замедлению, которые срабатывают при определенной величине замедления автомобиля, независимо от нагрузки.