У цій публікації блогу ми коротко розглянемо принципи та роль ABS — основної функції безпеки в автомобілях — і чому це така важлива технологія для всіх транспортних засобів.
Зазвичай водії використовують ножне гальмо та стоянкове гальмо (ручне гальмо). Однак існує гальмівна система, яка працює без безпосереднього втручання водія, як і ці гальма. Цією системою є ABS. Навіщо автомобілю така гальмівна система, якщо водій навіть не керує нею безпосередньо? Спочатку давайте розглянемо, що таке ABS.
Почнемо з ESC, терміна, який вам, ймовірно, більше знайомий, ніж ABS. ESC розшифровується як електронна система контролю стійкості (ESC). Ця технологія — система контролю стійкості автомобіля, розроблена на основі ABS, і вона працює над стабілізацією автомобіля, коли він починає заносити або втрачає керування. Іншими словами, ABS — одна з основних технологій, що складають ESC.
Як випливає з назви, ці системи електронно контролюють рух транспортного засобу на основі даних, зібраних з різних датчиків, встановлених у транспортному засобі. Їх можна описати як пристрої безпеки, що допомагають стабілізувати транспортний засіб у раптових ситуаціях, коли водієві важко зреагувати спокійно, або в моменти, занадто короткі для того, щоб людина могла зреагувати.
Тепер давайте детальніше розглянемо ABS. ABS розшифровується як антиблокувальна гальмівна система, яка призначена для запобігання блокуванню коліс. Але чому гальма повинні запобігати блокуванню коліс? Щоб зрозуміти це, нам спочатку потрібно зрозуміти, що таке «блокування коліс».
Блокування коліс, як випливає з терміну, стосується ситуації, коли колеса перестають обертатися, але автомобіль продовжує заносити через інерцію. У такому стані, навіть якщо водій повертає кермо, автомобіль не рухатиметься в потрібному напрямку. Ви могли бачити сцени у фільмах, де автомобіль, що рухається на високій швидкості, різко гальмує і, як би водій не повертав кермо, не змінює напрямок і просто продовжує заносити. Саме це і є блокуванням коліс.
То чому ж це явище небезпечне?
Коли колеса блокуються, автомобіль не може змінити напрямок руху. Наприклад, припустимо, що перед транспортним засобом раптово з'являється перешкода, коли він заносить. Водій поверне кермо, щоб об'їхати перешкоду, але якщо колеса заблоковані, автомобіль не рухатиметься в потрібному напрямку. Якщо автомобіль не може належним чином сповільнитися навіть при гальмах і не може змінити напрямок руху навіть при повороті керма, виникає дуже небезпечна ситуація.
Насправді, багато дорожньо-транспортних пригод трапляються через те, що транспортні засоби не можуть достатньо сповільнитися або об'їхати перешкоди. Тому, якщо транспортний засіб може керувати навіть під час гальмування, ймовірність уникнути зіткнення значно зростає. Технологією, розробленою для вирішення цієї проблеми, є ABS.
Перш ніж досліджувати, як ABS допомагає транспортному засобу підтримувати напрямок руху, необхідно спочатку зрозуміти різницю між коченням колеса та пробуксовкою колеса.
Коли ми кажемо, що автомобіль «їде», це означає, що колеса котяться нормально. Існує два основних способи руху круглого об’єкта, такого як колесо, по землі: один — котиться, а інший — ковзає.
У стані кочення колесо та земля зчіплюються одне з одним під час руху. Простіше кажучи, принцип схожий на принцип зчіплення круглої та прямої шестерень, що обертаються. Натомість, стан ковзання схожий на те, як один об'єкт шкрябається об інший без належного зчеплення.
Різниця між цими двома станами є вирішальною, оскільки вона визначає, чи можна керувати автомобілем чи ні.
Уявімо собі ситуацію, коли автомобіль застряг у багнюці. Як би сильно ви не натискали на педаль газу, двигун стає голоснішим, але автомобіль не рухається вперед. Колеса просто швидко обертаються, розбризкуючи багнюку. Саме це й означає, коли колеса пробуксовують.
Як показано тут, коли колеса вільно обертаються, автомобіль не може рухатися вперед, незалежно від того, яку потужність двигуна ви застосовуєте. Це пояснюється тим, що автомобіль може набрати швидкість руху вперед лише тоді, коли його колеса міцно зчеплюються з землею. Якщо колеса не зчеплюються з землею належним чином і продовжують пробуксовувати, потужність двигуна не може бути передана на рух вперед.
Колеса можуть проковзувати навіть під час руху автомобіля. Такі ситуації насправді тісніше пов'язані з реальними дорожньо-транспортними пригодами.
Щоб спростити пояснення, розглянемо екстремальний приклад. Припустимо, що автомобіль зависає в повітрі, ніби стрибає з трампліна. У цій ситуації, як би ви не збільшували потужність двигуна, щоб колеса оберталися швидше, автомобіль не летітиме швидше. І навпаки, навіть якщо ви різко натиснете на гальма, поки автомобіль знаходиться в повітрі, його швидкість польоту не зменшиться. Поки колеса не торкаються землі, рух автомобіля не зміниться, як би ви не змінили швидкість обертання коліс.
Колеса повинні зчепитися з землею, щоб передавати силу тяги та гальмування. Однак, якщо швидкість обертання коліс надмірно висока порівняно зі швидкістю автомобіля, або, навпаки, занадто повільна, колеса не можуть належним чином зчепитися з землею та пробуксовуватимуть. Те саме стосується поворотів. У такому стані, як би ви не повертали кермо, автомобіль не рухатиметься в потрібному напрямку. Це відбувається тому, що колеса не зчепляться з дорогою належним чином і просто ковзають по ній.
Стан, коли автомобіль рухається вперед, але колеса пробуксовують відносно дорожнього покриття, називається блокуванням коліс. У цьому стані, навіть якщо ви змінюєте швидкість обертання коліс, ви не можете контролювати рух автомобіля; саме тому ми кажемо, що колеса «заблоковані».
Це явище трапляється не лише в екстремальних ситуаціях, наприклад, коли автомобіль застряг у багнюці. Воно може легко статися, коли дорога частково обледеніла, на мокрих дорогах з низьким зчепленням або в ситуаціях, коли швидкість обертання колеса різко змінюється миттєво, наприклад, під час екстреного гальмування.
Наприклад, уявіть, що ви кладете гантель на піщаний пляж і з силою крутите лише ручку. Якщо ви швидко крутите ручку, гантель обертатиметься на місці, ніби ковзаючи, а не котячись. І навпаки, якщо ви притиснете гантель до землі, щоб забезпечити достатнє тертя перед обертанням, вона котитиметься, а не ковзатиме.
Колеса автомобіля працюють за тим самим принципом. На дорожньому покритті з недостатнім тертям, якщо сила руху або гальмування, що передається на колеса, перевищує межу, яку може витримати дорожнє покриття, колеса подолають тертя та почнуть пробуксовувати. Це схоже на приклад із шестернею, пояснений раніше, де до однієї шестерні прикладається занадто велика сила, що перешкоджає її правильному зчепленню та призводить до пробуксовки.
Наприклад, на дорозі з низьким тертям, такій як мокра дорога, якщо різко прискоритися або загальмувати, колеса швидко проковзнуть, не маючи належного зчеплення з поверхнею дороги. У такому стані, навіть якщо колеса торкаються землі, транспортним засобом неможливо належним чином керувати, ніби він фактично ширяє в повітрі.
Зрештою, небезпечна ситуація, описана раніше, виникає через пробуксовку коліс, що унеможливлює зміну напрямку руху. ABS – це система, призначена для запобігання блокуванню коліс, забезпечуючи керованість транспортного засобу.
Принцип роботи ABS полягає в наступному: кожне колесо оснащене датчиком, який вимірює швидкість обертання, і блок керування використовує цю інформацію, щоб у режимі реального часу визначити, чи колесо котиться нормально, чи пробуксовує.
Якщо певне колесо починає пробуксовувати, блок керування дуже швидко повторює процес короткочасного зменшення, а потім збільшення гальмівного тиску на цьому колесі. Це запобігає повному блокуванню колеса та дозволяє йому відновити кочення.
Наприклад, припустимо, що водій різко натискає на гальма в екстреній ситуації. Зі звичайною гальмівною системою колеса заблокуються, що дуже ймовірно призведе до заносу автомобіля. Однак ABS автоматично та точно регулює тиск на гальма, навіть якщо водій продовжує зусилля гальмувати, щоб запобігти повному блокуванню коліс. В результаті автомобіль зберігає гальмівну силу, залишаючись при цьому керованим, що збільшує ймовірність уникнення перешкод.
Цей процес керування повторюється протягом дуже короткого періоду часу. У сучасних автомобілях, залежно від моделі та системи, ABS регулює тиск гальм десятки разів на секунду або частіше, і водії можуть відчувати це як вібрацію педалі гальма.
Таким чином, ABS є критично важливою функцією безпеки, яка запобігає блокуванню коліс і зменшує кількість ситуацій, коли транспортний засіб втрачає керування. Відповідно, зараз вона встановлена як стандартна функція безпеки в більшості легкових і комерційних автомобілів, а в багатьох країнах, включаючи Південну Корею, ABS фактично стала обов'язковим обладнанням безпеки згідно зі стандартами автомобільної безпеки.
ABS – одна з провідних передових технологій безпеки, що застосовуються в автомобілях. Хоча людині важко миттєво приймати точні рішення в раптових небезпечних ситуаціях, ABS допомагає водієві маневрувати та забезпечує стабільніший рух транспортного засобу. Це яскравий приклад того, як технології розвивалися не для того, щоб замінити людей, а для того, щоб компенсувати людські обмеження.
Звичайно, якою б передовою не була технологія, вона не може повністю усунути всі ризики. Оскільки датчики та електронні блоки керування є механічними пристроями, завжди існує ймовірність їхнього виходу з ладу. Крім того, ABS — це, зрештою, лише допоміжна система, призначена для допомоги в гальмуванні та керуванні; це не пристрій, здатний забезпечити продуктивність, що перевищує фізичні межі. Тому водії повинні завжди підтримувати достатню дистанцію попереду та їхати зі швидкістю, що відповідає дорожнім умовам. Важливо розглядати ABS як засіб безпечного водіння, а не надмірно довіряти їй.
Водії не повинні вважати, що наявність ABS гарантує уникнення аварій у будь-якій ситуації. Зокрема, на поверхнях з дуже низьким тертям, таких як обледенілі або засніжені дороги, гальмівний шлях може бути довшим навіть за умови активації ABS. Однак навіть у цих ситуаціях ABS відіграє вирішальну роль, запобігаючи блокуванню коліс і допомагаючи підтримувати керованість, тим самим збільшуючи здатність водія об'їжджати перешкоди.
Автомобільні технології продовжуватимуть розвиватися. Однак, незалежно від того, наскільки передовими можуть бути технології безпеки, найважливішим заходом безпеки є правильні звички водіння водія. Важливо пам'ятати, що ABS — це не система, яка замінює водія, а надійний помічник, який захищає безпеку водія в небезпечні моменти.
