Рычаг и усилитель. Педаль умножает усилие в 3,6 раза, вакуумный усилитель — ещё в 7 раз. 145 Н ногой превращаются примерно в 3,7 кН на поршне главного цилиндра — дальше запас разрежения исчерпан, и сила растёт только от ноги.
Давление в цилиндре. Давление = сила / площадь: 3,7 кН / 3,87 см² ≈ 95 бар. Жидкость почти не сжимается, поэтому то же давление сразу оказывается во всех суппортах.
Две диагонали. Тандемный цилиндр питает два независимых контура крест-накрест. Если один потёк, второй тормозит одним передним и одним задним колесом, и машину не разворачивает.
ABS держит колесо на грани. Максимальное сцепление — при проскальзывании 10–20 %. Когда колесо начинает блокироваться, клапаны 5–15 раз в секунду сбрасывают и снова подают давление, и колесо продолжает вращаться и рулиться.
Детали в модели «Гидропривод тормозов и ABS»
Гидроблок ABS. Алюминиевый блок с 8 клапанами, двумя аккумуляторами и насосом с электромотором, сверху — электронный блок. На каждое колесо: впускной клапан (открыт без тока) и выпускной (закрыт без тока).
Датчик скорости колеса. Магнитный датчик в 0,5–1 мм от зубчатого (или магнитного) кольца. 48 зубьев на оборот: на 60 км/ч около 410 импульсов в секунду. По ним блок ABS видит, что колесо начинает блокироваться.
Впускной клапан ABS. Электромагнитный клапан, открыт без тока. Пропускает жидкость от главного цилиндра к колесу; закрывается, чтобы удержать давление в суппорте и не дать ему расти.
Выпускной клапан ABS. Закрыт без тока. Открывается на несколько миллисекунд и сбрасывает давление из суппорта в аккумулятор низкого давления, откуда насос возвращает жидкость к главному цилиндру.
Задающее кольцо. Зубчатое кольцо на приводе или ступице, 48 зубьев. Сейчас часто вместо него магнитный пояс в уплотнении подшипника.
Показ по шагам
Нога и рычаг. Педаль — рычаг с отношением 3,6: 100 Н ногой дают 360 Н на штоке. Дальше шток толкает клапан вакуумного усилителя.
Усилитель. Спереди диафрагмы всегда разрежение. Клапан впускает воздух в заднюю камеру (оранжевая), перепад давит на диафрагму (около 0,045 м²), и на выходе сила в 7 раз больше, чем на штоке от педали.
Два поршня — две диагонали. Первичный поршень давит жидкость в своей камере, она двигает вторичный поршень. Давление в обеих камерах одинаковое: сила на штоке / 3,87 см².
По трубкам к колёсам. Цвет трубок — давление. Переднее левое и заднее правое колёса питает один контур, переднее правое и заднее левое — другой. Задним колёсам давление ограничено.
Лёд: работает ABS. На льду колесо блокируется уже на 10 бар. ABS закрывает впускной клапан, открывает выпускной, насос возвращает жидкость. Время замедлено в 10 раз: смотрите цикл «сброс — удержание — ступенчатая подача».
Без ABS. Отключаем ABS: колесо встаёт и скользит, сцепление падает, руль не работает. Тормозной путь на льду длиннее.
Что ломается и как это проявляется
Отказ датчика скорости. Признаки: горит лампа ABS (иногда ещё и «BRAKE» — если отключилось и распределение усилий, например при отказе двух датчиков). Тормоза работают, но на скользком колёса блокируются, машина не слушается руля. Что проверить: код ошибки сканером, сопротивление или сигнал датчика, провод и разъём, зазор до кольца, чистоту кольца и датчика.
Упрощения модели
Колёса показаны гораздо ближе к блоку ABS и цилиндру, чем в машине; размеры самих узлов настоящие.
«На дороге» автомобиль замедляется на ту величину, которую дают четыре колеса, и останавливается; после отпускания педали водитель снова разгоняется до заданной скорости. «На стенде» ролики держат скорость постоянной: так виден установившийся цикл ABS, а тормозной путь в тексте посчитан по текущему замедлению.
Корпус блока ABS показан прозрачным, каналы и клапаны — схематично. Нет электронного усилителя экстренного торможения и системы курсовой устойчивости.
Пузырьки воздуха и зазор у изношенной манжеты показаны крупнее, чем в жизни: под давлением 100 бар пузырёк сжимается в 100 раз по объёму, в модели он уменьшается заметно меньше, чтобы его было видно. Пока в системе воздух, трубки от цилиндра к блоку ABS показаны полупрозрачными, чтобы были видны пузырьки внутри.
Модель шины упрощена: одна кривая «сцепление — проскальзывание» для каждого покрытия.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.