Кто придумал абс на автомобиле
Вот как 40 лет назад была изобретена антиблокировочная система тормозов
Серийной антиблокировочной системе ABS исполнилось 40 лет
Знаете ли вы, что первым антиблокировочные системы тормозов (ABS) начал ставить Мерседес-Бенц? 40 лет назад, в 1978 году, за ворота немецкого завода впервые выехал автомобиль, снабженный технологией, без которой мы не можем представить себе ни одну современную легковую машину. Так началась большая революция в борьбе за безопасность транспортных средств. Вот как это произошло.
Введение в 1978 году антиблокировочных тормозных систем навсегда изменило смысл безопасного передвижения на автомобиле. Это была не только первая глобальная инновация, которая могла помочь вам избежать аварии, но именно эта неказистая на первый взгляд технология открыла двери для современных систем производительности и безопасности автомобилей, которыми мы наслаждаемся сегодня. Самое удивительное, что сама по себе идея технологии ABS не была новой, когда Bosch и Daimler наконец установили ее в серийный автомобиль в конце 70-х годов. Чтобы узнать, откуда растут «ноги» технологии, давайте копнем немного глубже.
Первый этап развития ABS (начало)
Перед Второй мировой войной французские и немецкие инженеры (в том числе Роберт Бош) экспериментировали с многочисленными противоскользящими системами для железнодорожной и авиационной промышленности. Это были первые попытки, не успевшие принести практические плоды, но они помогли составить «дорожную карту» действий, наметили общие тренды развития и основы будущей технологии.
На дворе был 1936 год. Эксперименты проводились в основном на самолетах с двойной стойкой шасси спереди, которые страдали одним конструктивным недостатком, который мог привести к поломке пропеллера и/или мотора: при блокировании колес на грунтовой ВПП (взлетно-посадочной полосе) самолет мог перевернуться.
Второй этап развития ABS
В послевоенные годы (в 50-х годах) пионер массового внедрения дисковых тормозов – компания Dunlop, основываясь на ранних фундаментальных исследованиях, изобрела собственную систему для улучшения эффективности торможения. Улучшение торможения составило 30%.
Идею подхватили другие британские компании. Так появились первые прототипы тормозной системы Maxaret Anti-Lock System. Кстати, изначально технология также предназначалась для авиации, но достаточно быстро ее адаптировали для автомобилей. В 1952 году систему установили на автомобиль Morris 6, а ближе к началу 60, в 1958 году, предтеча АБС появилась на автомобилях Jaguar, оборудованных дисковыми тормозами при участии компании Dunlop. Усилие изменялось исключительно на передних колесах, а сама система сочетала в себе элементы механическо-гидравлической основы.
Самое удивительное, что технология была достаточно компактной, не зря следующим транспортным средством после самолетов и автомобилей, куда поставили «антиблокировщик» тормозов, были мотоциклы. Это были, конечно же, прототипы, но приятно осознавать, что инженеры никогда не забывали про безопасность на мотоциклах, несмотря на позднее появление ABS на двухколесном транспорте.
В 60-х годах Ferguson Research использовали ее на первом в мире полноприводном автомобиле Formula One, модели Ferguson P99.
Третий этап разработки (англичане не смогли прыгнуть выше головы)
Когда для Concorde была разработана ультрасовременная антиблокировочная система с электронным управлением, казалось, что британцы достигли вершины технологии. Правда, было одно небольшое, но весомое «но». В то время как стоимость не была проблемой при разработке самого дорогого в мире самолета, задача сделать ABS дешевым и достаточно надежным для массового автомобильного сектора производства не была выполнена англичанами.
Четвертый этап развития (параллельный, немецкий подход)
Параллельно исследования начались (также в начале 50-х, еще в 1953 году) в компании Daimler. Все началось с того момента, когда Ханс Шеренберг, тогдашний руководитель отдела дизайна Mercedes-Benz, подал заявку на патент на систему, предотвращающую блокировку колес автомобиля при резком торможении. Проблема заключалась в том, что по сравнению с авиацией и железными дорогами автомобилю требовалось больше датчиков и более быстрая обработка сигналов. Требовались компоненты, необходимые для регистрации замедления и ускорения вращения колес без ошибок, в том числе при поворотах, на неровных поверхностях и в грязевых условиях.
Через десять лет первая часть исследований была завершена, и в 1963 году Daimler-Benz начал работу над своей первой электрогидравлической системой управления тормозами. В 1966 году компания начала сотрудничество с «Heidelberg electronics specialist Teldix», которая позже перешла под общий бренд Bosch. Премьера предсерийной версии состоялась в 1970 году, когда Ханс Шеренберг представил аналогово-электронную антиблокировочную систему «Mercedes-Benz/Teldix» для СМИ тех лет, выпустив на испытательный трек в Унтертюркхайме свой концепт.
Но на этом исследования не были закончены. Для массового производства и предсказуемой работы требовался цифровой регулятор (в определенном роде, простейшая вычислительная машина). По словам инженера Юргена Пауля, руководителя проекта «ABS» в Mercedes-Benz, решение использовать цифровую микроэлектронику для системы второго поколения стало настоящим прорывом в развитии автомобильного ABS.
Внезапно неудобства, такие как неконтролируемые вращения и недостаточная реакция автомобилей на поворот руля во время торможения, стали меньше волновать покупателей Mercedes-Benz S-Class. В то время Mercedes использовал лозунг «Спроектированный, как никакой другой автомобиль в мире», и в этом случае с первой системой ABS на серийном автомобиле это действительно был не просто красивый слоган.
Когда Mercedes-Benz и Bosch представили готовые к производству технологии на испытательном треке Daimler в августе 1978 года, в их брошюре говорилось следующее:
«Антиблокировочная тормозная система использует компьютер для контроля изменения скорости вращения каждого колеса во время торможения. Если скорость замедляется слишком быстро (например, при торможении на скользкой поверхности) и колесо имеет риск блокировки, компьютер автоматически снижает тормозное давление. Колесо снова разгоняется, и тормозное давление снова увеличивается, тем самым тормозя колесо. Этот процесс повторяется несколько раз в считанные секунды».
Ничего не напоминает вам подобное описание? Возможно, в тот момент немецкие маркетологи и не могли предсказать, что четыре десятилетия спустя каждый новый автомобиль, проданный в мире, от Vesta до McLaren Senna, будет обязан огромным куском своих возможностей в безопасности и предотвращении аварий современной генерации той первой антиблокировочной тормозной системе…
Возможно, вы не задумывались об этом, но ABS предоставляет нам не только безопасное применение тормозной системы, без нее невозможно было бы создать технологию векторизации крутящего момента. Система также позволяет производителям настроить ряд режимов движения автомобиля, которые обеспечивают различные степени сцепления шин, начиная от почти минимального воздействия системы ABS на сухом асфальте до максимальной помощи на дороге во время торможения.
Работая в паре с аэродинамическими обвесами и чудовищно мощными углеродными тормозами, ABS может создавать максимально короткие тормозные пути на современных автомобилях, легко работать на больших, тяжелых и мощных машинах. Датчики и процессоры, обрабатывающие данные, поступающие с ABS, также делают возможным отслеживать и контролировать тягу и стабилизировать любое транспортное средство почти в любых погодных условиях и ситуациях.
Конечно, умные дифференциалы, хорошие, качественные шины и рабочий аэрообвес также играют огромную роль, но большая часть данных, отправленных в цифровой «мозг» этими датчиками, проходит в первую очередь через контроллер ABS миллионы раз в секунду. Будь то в машине, самолете или старом экспериментальном автобусе, который когда-то давно оказался на полигоне Mercedes-Benz, чтобы система стала еще лучше:
Полная история ABS: интересные факты от средины ХХ века до современности
Повседневное использование транспортных средств стало обычной практикой для современного человека. Машина помогает эффективно и быстро справиться с огромным перечнем обязанностей. Кроме того, во время непродолжительных городских поездок или длинных туристических вояжей автомобиль «радует» вас своим комфортом. Часто мы даже не замасливаемся об устройстве тех или иных агрегатов и функциональных элементов.
Кроме удовольствия езды и комфорта автомобиль ежедневно обеспечивает водителя и пассажиров безопасностью. Современные автомобили просто напичканы разными системами безопасности, помощниками и ассистентами. Все они позволяет сделать вождение более удобным, а в случае возникновения непредвиденных ситуаций, еще и безопасными. Но так біло не всегда.
Сегодня мы поговорим об одной из основных систем, которая устанавливается практически на все современные транспортные средства. Уже достаточно давно она перестала быть новинкой, которая полагалась не всем автомобилям. Минула также и эпоха маркетинговой составляющей популяризации этой системы. Однако мы используем ее ежедневно и повсеместно. Порой даже и не замасливаемся об этом.
Да, речь сегодня пойдет о системе под названием ABS. Эта важная функциональная система имеет весьма интересную и непростую историю создания и внедрения в конструкцию автомобиля. Сегодня мы рассмотрим, на каких автомобилях изначально устанавливалась эта система и как она функционировала. Также обсудим и проанализируем теорию о том, что опытному водителю ABS может не понадобиться – достаточно просто уметь правильно управлять педалью тормоза.
Первым делом самолеты…
Как не парадоксально, но изначально такая система устанавливалась на самолетах. Подобный патент получила компания Bosch в далеком 1936 году. Уже традиционно для той эпохи все лучшие технические новинки устанавливались и апробировались на военной технике. Только после этого системы «мигрировали» на гражданский транспорт.
Во время посадки самолеты выполняли торможение за счет закрылок и колес на шасси. Не удивительно, что при неправильном распределении тормозного усилия колеса блокировались. При еще достаточно высокой скорости летательные аппараты переворачивались (особенно те, которые не имели носовой опоры в передней части шасси).
Данная система имела название система предотвращения переворачивания. Именно она и стала прародителем современного АБС. Однако в те времена до ее интеграции в конструкцию автомобиля дело не дошло. Установленные системы на самолеты научились предотвращать блокировку колес. Также они смогли синхронизировать скорость вращения всех колес шасси.
Британская пальма первенства
Именно британцы первыми умудрились интегрировать подобную систему в концепцию автомобиля. Данное событие состоялось как раз в начале второй половины ХХ века. Британская лаборатория дорожных испытаний (British Road Research Laboratory) сумела интегрировать авиационную систему предотвращения скольжения. Она имела название Maxaret.
Компания General Electric занималась изготовлением данных систем. Первым «подопытным» автомобилем стал Morris 6, который имел барабанные тормоза. Через шесть лет после этого, в 1958 году к этим энтузиастам присоединились разработчики из компании Dunlop. Вместе он и сумели адаптировать систему под функционирование с дисковыми тормозами. На этот раз экспериментальным прототипом стал Jaguar. Этот автомобиль имел только передние дисковые тормоза. Задние — были барабанными. Блокировка колес на задней оси предотвращалась исключительно регулировкой усилий нажатия педали тормоза.
В конструкции этой системы использовались два диска (один обращался по отношению другого и мог устанавливаться на угол до 90 градусов, второй же был связан с колесом). В момент резкого торможения и блокировки колес второй диск (более массивный) проворачивался относительно первого и блокировал гидравлическую линию тормозов. После того, как колеса начинали вновь крутиться, пружина возвращала диски в первоначальное положение. Такой конструкции вполне хватало для колес тех времен.
Доработанная система под названием «Dunlop Maxaret Anti-skid system» появилась в 1966 году и была установлена на первый спортивный автомобиль, который имел полный привод. Его названием Jenssen FF. Также подобные системы начали устанавливать на мотоциклы. Первым экспериментальным образцом стал Royal Enfield.
В случае с Jenssen доработанная система имела такой принцип действия: датчики скорости вращения колес установили в раздаточную коробку. Таким образом, система АБС растормаживала одновременно все четыре колеса. Простота системы стала залогом ее успешного функционала. Автомобили с такими антиблокировочными системами показывали хорошие показатели управляемости на мокрых покрытиях.
Попытки американских инженеров
Правду говорят, что если хорошая идея должна прийти кому-то в ум, она обязательно придет в ум двум разным людям в разных уголках мира. Первыми новаторами за океаном стали инженеры компании Ford. Компания занималась выпуском марки Lincoln и начала интегрировать подобные системы именно в эти автомобили.
В 1954 году был выпущен Continental Mark II, который в качестве дополнительной опции мог укомплектовываться антиблокировочной системой. Однако система была очень сложной и дорогостоящей, поэтому производитель отказался от ее установки. Спрос был минимален. Более того, конструкция системы АБС весила больше двух килограммов, что существенно влияло на ходовые характеристики автомобилей тех времен.
Следующая попытка внедрить такую важную систему в конструкцию автомобиля состоялась в 1970 году. Руководство Ford привлекло сотрудников Kelsey Hayes. Вместе они смогли создать систему Sure Track. Ее функционал был далек от идеала (она действовала только на заднюю ось), однако при этом эффективность торможения увеличивалась на 15%. Такая особенность позволяла сделать вывод о том, что система действительно необходима в конструкции автомобиля. Кроме того, ценник усовершенствованной системы Sure Track был значительно ниже цены предшественника.
Такая особенность заставила руководство компании Ford принять решение о том, что Sure Track устанавливалось на Lincoln Continental Mark III в качестве базового оборудования.
Следом за американскими коллегами, японцы начали также внедрять подобные системы в конструкцию автомобиля. В 1971 году появилась так называемая система «EAL», которая стала наследницей американской Kelsey Hayes Electro Anti-lock. Первым автомобилем с такой системой стал Nissan President.
Инновационный экспериментатор Chrysler
В те времена компания Chrysler позиционировала себя как новатора, который воплощает новые технические решения в конструкции автомобилей. В этом понимании дела у Chrysler шли значительно лучше, чем у коллег с компании Ford.
В 1966 году инженеры попытались создать и установить систему, которая стала аналогом той, что устанавливали их коллеги из компании Ford. С названием не заморачивались – Sure Brake. Но в результате эта система не получила широкого признания и была не очень эффективной.
Поэтому Chrysler развивает сотрудничество с компанией Bendix. В 1971 году они совместно разработали новую инновационную электронную систему. В том случае она уже действовала на все четыре колеса. В этом же году появляется автомобиль с названием Imperial, который получает интеграцию системы электронной блокировки Sure Brake.
После этого в Америке начинается повсеместная популяризация и интеграция таких систем. Еще одна американская автомобилестроительная компания General Motors начинает установку блокировочной системы собственного производства. В начале система действовала только на заднюю ось. Trackmaster название системы АБС от компании GM. Да, она было очень простой, но она была электронной. Более функциональная и совершенствованная система АБС в автомобилях GM появилась только в начале 80-х годов прошлого века.
Европейские достижения
Сразу после успеха компании Jenssen появился недорогой Austin 1 800 в 1964 году. Как и у американских сородичей, автомобиль получил систему антиблокировки на заднюю ось. Успех механической системы оказался весьма немалым.
Также в авангарде технических инноваций ХХ века в Европе была компания Bosch. В 1978 году она выпустила систему под названием ABS2. Именно ее знаменитые производители начали устанавливать на свои автомобили. Речь идет о таких лидерах европейского автомобильного рынка, как BMW и Mercedes. АБС предлагалась как дополнительная опция, однако популярность бренда способствовала популяризации самой системы.
Продукция компании Bosch была действительно одной из самых лучших, что подтверждает согласие на ее установку самых знаменитых европейских брендов. Вместе с тем, цена такой АБС была достаточно высокой. Автомобильные производители позиционировали ее как элемент дополнительной безопасности и роскоши, но отнюдь не как массовую систему для конвейерной установки на абсолютно все автомобилили.
Сотрудники компании Continental (подразделение Tevis) в 1984 году смогли создать более функциональную и дешевую систему под названием ABS Mark II, которая уже имела электронное управление. Она стоила намного меньше, чем аналоги от Bosch. Именно это и стало основой популяризации и повсеместной установки этой системы. Ее интегрировали в конструкцию таких автомобилей: Saab, Alfa-Romeo, Ford, Mercedes-Benz, Buick, Porsche.
Компании Bosch и Continental стали двумя лидерами рынка, которые постоянно боролись за первенство. Именно такая гонка и стала причиной совершенствования систем. В скором времени стандартный АБС получил ряд дополнительных полезных функций, таких как: анти пробуксовка колес, автоторможение, система устойчивости движения и прочие.
Следом за этим у ряда других производителей возникало желание усовершенствовать стандартную функционирующую систему ABS. Однако такие намерения не получали необходимого эффекта. В средине 80-х и в последующих годах инженеры BMW, Saab, Citroen, Mercedes и других брендов пытались обойтись без механической составляющей ABS. Однако такие системы, которые получили название SBC, не пользовались большой популярностью и были достаточно проблемными.
В заключение статьи хотелось бы подытожить, что стремление авиа инженеров повысить безопасность самолетов во время посадки стимулировало конструкторов создать АБС систему для автомобилей. Первоначально такая система отвечала исключительно за предотвращение блокировки колес, но оптом получила множество полезных дополнительных опций и функций. Сегодня ABS эффективно взаимодействует с другими системами автомобиля (контроль движения, распознавания знаков, навигация) и контролирует скольжение автомобиля, а также его положение относительно нанесенной дорожной разметки.
На сегодняшний день интеграция системы ABS является стандартной ситуацией. Подобные системы перестали быть дополнительной опцией, а начали повсеместно устанавливаться на дорогие и более дешевые автомобили. Управление машиной с АБС намного безопаснее, чем без АБС.
Благодаря энтузиазму многих инженеров, попыткам и неудачам сегодня мы можем наблюдать систему ABS в том виде, в котором она сегодня есть. Да, многие «умельцы» и знатоки могут сетовать относительно того, что ABS не всегда полезен и эффективен. Но это уже сугубо их личное мнение. Управление автомобиля с АБС намного проще, более предсказуемо и безопасно.
В комментариях вы можете оставлять свои истории и опыт использования машин с системами предотвращения блокировки и без них. В любом случае помните, что ваша безопасность зависит от наличия ABS в автомобиле.
История становления и развития системы ABS
1950-е
В ранних 50-х ABS разрабатывалась для авиации. Англичанин Данлоп Максарет ввел противоскользящую систему для самолетов, сокращающую тормозной путь на 30% при торможении на льду или при влажных условиях. Это увеличило срок службы шин, и позволило самолетам взлетать и приземляться в местности с экстремальными погодными условиями.
1971 год
Chrysler совместно с Bendix Corporation представляет трехканальную ABS на четыре колеса на автомобиле Imperial; General Motors предлагает ABS «Trackmaster» только на задние колеса заднеприводных Cadillac; Ford делает систем ABS «Sure-track» стандартной для всех заднеприводных автомобилей; на Toyota Crown ставят электронные противоскользящие тормоза; Nissan представляет электронную антиблокировочную систему для Nissan President.
Современный этап
С 1 октября 1992 года антиблокировочные системы входят в стандартную комплектацию всех автомобилей Mercedes, а вскоре после этого – BMW 7-ой серии.
ABS совершенствуется : в 2010 Bosch представил ABS 8-го поколения весом 1,1 кг против 6,9 кг первой системы 1978 года.
Антиблокировочная система состоит из датчиков частоты вращения колес, датчика давления в тормозной системе, блока управления и гидравлического блок как исполнительного устройства.
В основе принципа действия антиблокировочной системы стоит эффект прерывистого торможения. Датчик скорости фиксирует частоту вращения каждого колеса. Блок управления сравнивает показатели датчика по угловым скоростям колес. При угрозе блокировки одного из колес, блок управления закрывает соответствующий клапан, сбрасывая давление в контуре.
Скорость колеса вновь увеличивается до следующего торможения.
Цикл повторяется до 15 раз в секунду, при этом водитель ощущает пульсацию педали тормоза вследствие быстрого смены открытого и закрытого состояния клапанов.
Внешний вид совеременной системы ABS
Наглядный пример эффекта «прерывистого торможения», лежащего в основе системы ABS:
Расположение компонентов антиблокировочной системы.
Достоинства:
— С ABS блокировка колес практически невозможна благодаря снижению давления в контурах колёс, управляемым электронным блоком.
— ABS имитирует прерывистое торможение, которое используется при движении по скользкому покрытию в машинах без ABS для предотвращения блокировки, за счет чего автомобиль управляем даже при экстренном торможении: его не заносит в сторону при блокировке передних колес.
— Отсутствуют ненадёжные механические регуляторы давления.
— Страховщики могут делать скидки для машин с ABS, так как повышается безопасность использования автомобиля.
Недостатки:
— Невозможно предотвратить блокировку, если все колеса тачки стоят на участке покрытия с одинаково низким коэффициентом сцепления, потому что ABS сравнивает скорости вращения колёс между собой, а также со скоростью движения автомобиля.
— Высокая первоначальная стоимость.
Важно помнить, что в некоторых условиях работа ABS может привести к увеличению тормозного пути. Например, при использовании автомобильных шин с недостаточным сцеплением с дорогой (например, при езде зимой на летних шинах). Также на рыхлых поверхностях, таких, как глубокий снег, песок или гравий, заблокированные при торможении колёса начинают зарываться в поверхность, что даёт дополнительное замедление. Незаблокированные колёса тормозят в этих условиях существенно медленнее. Для того, чтобы можно было эффективно тормозить в таких условиях, ABS на некоторых моделях автомобилей делают отключаемой
Кроме того, некоторые типы ABS имеют специальный алгоритм торможения для рыхлой поверхности, который приводит к многочисленным кратковременным блокировкам колёс. Такая техника торможения позволяет достичь эффективного замедления без потери управляемости, как при полной блокировке. Тип поверхности может быть установлен водителем вручную или может определяться системой автоматически, путём анализа поведения автомобиля или при помощи специальных датчиков определения дорожного покрытия.
Опытный водитель может эффективно тормозить и без использования ABS, контролируя момент срыва колёс самостоятельно (наиболее часто такой приём торможения используется мотоциклистами) и ослабляя усилие торможения на грани блокировки (торможение при этом получается прерывистым).
Для неопытного водителя наличие ABS лучше в любом случае, поскольку позволяет экстренно тормозить интуитивно понятным способом, просто прикладывая максимальное усилие к тормозной педали или рукоятке и сохраняя при этом возможность манёвра.
Простой подбор автозапчастей
Заказать оригинальные запчасти для иномарок в Auto3N можно в два клика. Подберите в быстром и удобном поиске нужные детали, а мы доставим их в любую точку России.