В тази публикация в блога ще разгледаме накратко принципите и ролята на ABS – основна функция за безопасност в автомобилите – и защо е толкова важна технология за всички превозни средства.
Спирачките, които водачите обикновено използват, са крачна спирачка и ръчна спирачка. Съществува обаче спирачна система, която работи без пряката намеса на водача – точно като тези спирачки. Тази система е ABS. Защо една кола би имала такава спирачна система, ако водачът дори не я управлява директно? Първо, нека разгледаме какво представлява ABS.
Нека започнем с ESC, термин, с който вероятно сте по-запознати от ABS. ESC е съкращение от Electronic Stability Control (Електронен контрол на стабилността). Тази технология е система за контрол на стабилността на превозното средство, разработена на базата на ABS, и работи за стабилизиране на превозното средство, когато то започне да поднася или губи контрол. С други думи, ABS е една от основните технологии, които изграждат ESC.
Както подсказва името, тези системи електронно контролират движението на превозното средство въз основа на данни, събрани от различни сензори, инсталирани в него. Те могат да бъдат описани като устройства за безопасност, които помагат за стабилизиране на превозното средство в внезапни ситуации, в които е трудно за водача да реагира спокойно или в моменти, твърде кратки за човек да реагира.
Сега нека разгледаме по-подробно ABS. ABS е съкращение от Антиблокираща спирачна система, която е спирачна система, предназначена да предотврати блокирането на колелата. Но защо спирачките трябва да предотвратяват блокирането на колелата? За да разберем това, първо трябва да разберем какво е „блокиране на колелата“.
Блокирането на колелата, както подсказва терминът, се отнася до ситуация, при която колелата спират да се въртят, но колата продължава да се подхлъзва поради инерция. В това състояние, дори ако водачът завърти волана, колата няма да се движи в желаната посока. Може би сте виждали сцени във филми, където кола, движеща се с висока скорост, натиска рязко спирачките и, независимо колко водачът завърта волана, не успява да промени посоката си и просто продължава да се подхлъзва. Точно това е блокирането на колелата.
И така, защо това явление е опасно?
Когато колелата блокират, колата не може да промени посоката си. Например, да предположим, че пред превозното средство внезапно се появи препятствие, докато то се поднася. Шофьорът ще завърти волана, за да избегне препятствието, но ако колелата са блокирани, превозното средство няма да се движи в желаната посока. Ако превозното средство не може да забави правилно, дори когато спирачките са натиснати, и не може да промени посоката си, дори когато воланът е завъртян, възниква много опасна ситуация.
Всъщност много пътнотранспортни произшествия се случват, защото превозните средства не могат да забавят достатъчно или да избегнат препятствия. Следователно, ако превозното средство може да управлява дори докато спира, вероятността за избягване на сблъсък се увеличава значително. Технологията, разработена за решаване на този проблем, е ABS.
Преди да разгледаме как ABS помага на превозното средство да поддържа посоката си, е необходимо първо да разберем разликата между търкаляне на колело и приплъзване на колело.
Когато казваме, че една кола „кара“, това означава, че колелата се търкалят нормално. Има два основни начина, по които един кръгъл обект, като например колело, се движи по земята: единият е търкаляне, а другият е подхлъзване.
В състояние на търкаляне, колелото и земята се зацепват, докато се движат. Казано по-просто, принципът е подобен на този на кръгло зъбно колело и право зъбно колело, които се зацепват и въртят. За разлика от това, състоянието на плъзгане е подобно на това един обект да се стърже в друг, без да се зацепва правилно.
Разликата между тези две състояния е от решаващо значение, защото определя дали един автомобил може да бъде контролиран или не.
Нека си представим ситуация, в която кола е заседнала в кал. Колкото и силно да натискате педала на газта, двигателят просто става по-шумен, но колата не се движи напред. Колелата просто се въртят бързо, разпръсквайки кал навсякъде. Точно това означава, когато колелата се хлъзгат.
Както е показано тук, когато колелата се въртят свободно, колата не може да се движи напред, независимо колко мощност на двигателя прилагате. Това е така, защото колата може да набере инерция напред само когато колелата ѝ са здраво захванати за земята. Ако колелата не се захващат правилно за земята и продължат да се хлъзгат, мощността на двигателя не може да се прехвърли в движение напред.
Колелата могат да се приплъзват дори докато колата се движи. Такива ситуации всъщност са по-тясно свързани с реалните пътнотранспортни произшествия.
За да опростим обяснението, нека разгледаме един краен пример. Да предположим, че кола е окачена във въздуха, сякаш изпълнява ски скок. В тази ситуация, независимо колко увеличавате мощността на двигателя, за да накарате колелата да се въртят по-бързо, колата няма да лети по-бързо. И обратно, дори ако натиснете спирачките, докато колата е във въздуха, скоростта ѝ на летене няма да намалее. Докато колелата не са в контакт със земята, движението на колата няма да се промени, независимо колко променяте скоростта на въртене на колелата.
Колелата трябва да се захващат за земята, за да предават задвижваща и спирачна сила. Ако обаче скоростта на въртене на колелата е прекомерно висока в сравнение със скоростта на превозното средство – или обратното, твърде бавна – колелата не могат да се захващат правилно за земята и ще се хлъзгат. Същото важи и за завиването. В това състояние, независимо колко завъртате волана, превозното средство няма да се движи в желаната посока. Това е така, защото колелата не се захващат правилно за пътната настилка и просто се плъзгат по нея.
Състоянието, при което колата се движи напред, но колелата се хлъзгат спрямо пътната настилка, се нарича блокиране на колелата. В това състояние, дори ако промените скоростта на въртене на колелата, не можете да контролирате движението на превозното средство; ето защо казваме, че колелата са „блокирани“.
Това явление не се случва само в екстремни ситуации, като например когато колата е заседнала в кал. То може лесно да се случи, когато пътят е частично заледен, на мокри пътища с ниско сцепление или в ситуации, при които скоростта на въртене на колелото се променя драстично за миг, например при аварийно спиране.
Например, представете си, че поставяте дъмбел на пясъчен плаж и завъртате силно само дръжката. Ако завъртите дръжката бързо, дъмбелът ще се завърти на място, сякаш се плъзга, а не се търкаля. И обратно, ако притиснете дъмбела към земята, за да осигурите достатъчно триене, преди да го завъртите, той ще се търкаля, а не ще се хлъзга.
Автомобилните колела работят на същия принцип. На пътна настилка с недостатъчно триене, ако задвижващата или спирачната сила, предавана на колелата, надвиши границата, която пътната настилка може да понесе, колелата ще преодолеят триенето и ще започнат да се хлъзгат. Това е подобно на примера със зъбното колело, обяснен по-рано, където към едно зъбно колело се прилага твърде голяма сила, което предотвратява правилното им зацепване и води до хлъзгане.
Например, на път с ниско триене – като мокър път – ако ускорите или спрете рязко, колелата ще се плъзгат бързо, без да имат правилно сцепление с пътната настилка. В това състояние, въпреки че колелата докосват земята, превозното средство не може да се управлява правилно, сякаш всъщност се носи във въздуха.
В крайна сметка, описаната по-рано опасна ситуация възниква, защото колелата се плъзгат, което прави невъзможна промяната на посоката. ABS е система, предназначена да предотврати това блокиране на колелата, като гарантира, че превозното средство остава управляемо.
Принципът на действие на ABS е следният: Всяко колело е оборудвано със сензор, който измерва скоростта на въртене, а управляващият блок използва тази информация, за да определи в реално време дали колелото се върти нормално или се приплъзва.
Ако дадено колело започне да се плъзга, управляващият блок много бързо повтаря процеса на краткотрайно намаляване и последващо увеличаване на спирачното налягане върху това колело. Това предотвратява пълното блокиране на колелото и му позволява да се търкаля отново.
Например, да предположим, че водачът натиска рязко спирачките в аварийна ситуация. С конвенционална спирачна система колелата биха блокирали, което прави автомобила много вероятно да поднесе. ABS обаче автоматично и фино регулира спирачното налягане – дори ако водачът продължава да натиска спирачките силно – за да предотврати пълното блокиране на колелата. В резултат на това автомобилът поддържа спирачната сила, като същевременно остава управляем, което увеличава вероятността за избягване на препятствия.
Този процес на управление се повтаря за много кратък период от време. В съвременните превозни средства, в зависимост от модела и системата, ABS регулира спирачното налягане десетки пъти в секунда или повече, а водачите могат да усетят това като вибрация в педала на спирачката.
Поради това, ABS е критична функция за безопасност, която предотвратява блокирането на колелата и намалява ситуациите, в които превозното средство губи контрол. Следователно, сега тя е инсталирана като стандартна функция за безопасност в повечето леки и търговски превозни средства, а в много страни, включително Южна Корея, ABS на практика се е превърнала в задължително оборудване за безопасност съгласно стандартите за автомобилна безопасност.
ABS е една от водещите съвременни технологии за безопасност, прилагани в автомобилите. Въпреки че е трудно за хората да вземат точни решения мигновено в внезапни опасни ситуации, ABS подпомага маневрирането на водача и помага на превозното средство да се движи по-стабилно. Това е отличен пример за това как технологиите са се развили не за да заменят хората, а за да компенсират човешките ограничения.
Разбира се, независимо колко напреднала е технологията, тя не може напълно да елиминира всички рискове. Тъй като сензорите и електронните управляващи устройства са механични устройства, винаги има възможност за повреда. Освен това, ABS е просто спомагателна система, предназначена да подпомага спирането и управлението; тя не е устройство, способно да осигури производителност, надхвърляща физическите граници. Следователно, водачите винаги трябва да поддържат достатъчна дистанция и да шофират със скорост, подходяща за пътните условия. Важно е да се разглежда ABS като помощно средство за безопасно шофиране, а не като прекомерно доверие в нея.
Шофьорите не трябва да приемат, че наличието на инсталирана ABS система гарантира, че могат да избегнат инциденти във всяка ситуация. По-специално, върху повърхности с много ниско триене – като заледени или заснежени пътища – спирачният път може да е по-дълъг, дори когато ABS е активиран. Въпреки това, дори в тези ситуации ABS играе ключова роля, като предотвратява блокирането на колелата и помага за поддържане на контрола върху волана, като по този начин увеличава способността на водача да избягва препятствия.
Автомобилните технологии ще продължат да се развиват. Въпреки това, независимо колко напреднали са технологиите за безопасност, най-важната мярка за безопасност са правилните навици на шофьора. Важно е да се помни, че ABS не е система, която замества водача, а по-скоро надежден асистент, който защитава безопасността на водача в опасни моменти.
