Чтобы разобраться в работе АБС для начала нужно понять принципы рулевого управления и торможения. Когда вы нажимаете на педаль тормоза тормозные колодки на колесах активизируются и зажимают тормозные диски - это останавливает вращение колес. Как только это происходит - возникает скольжение и из-за возникшего трения между колесом и дорогой автомобиль останавливается.
Система рулевого управления.
Рулевое управление зависит от простого принципа плоскопараллельного движения колес. Вращающиеся колеса не скользят по дороге - относительная скорость колеса в точке контакта с дорогой всегда будет равна 0. Такое движение колеса сочетает в себе вращение вокруг своей оси и движение вперед вместе с автомобилем , у колеса есть два вида скорости: поступательное и вращательное движение.
При отсутствии скольжения сумма скоростей поступательного и вращательного движения в точке контакта с дорогой должна быть равна нулю. Чтобы избежать скольжения все 4 колеса авто должны постоянно вращаться. Благодаря этому простому принципу автомобиль совершает поворот когда вы поворачиваете передние колеса.
Представьте себе ситуацию, когда даже после поворота передних колес автомобиль продолжает двигаться прямо. В этом случае вектор мгновенной скорости вращательного движения отклониться, а вектор скорости поступательного движения останется неизменным.
Единственный способ избежать скольжения - изменить вектор скорости поступательного движения.Такое возможно только в том случае, если весь автомобиль совершает поворот вокруг мгновенного центра - все 4 колеса отвечают требованиям такого вращения условиям.
После срабатывания тормозных колодок колесо перестает вращаться. В таком случае автомобиль не будет совершать поворот - это больше похоже на торможение. Транспортное средство больше не реагирует на действия водителя и просто скользит по прямой,что может привести к несчастному случаю.
Когда левое и правое колеса находятся на участках с разным коэффициентом сцепления, то при торможении сила трения этих колес с поверхностью дороги будет отличаться , возникнет крутящий момент и автомобиль начнет неконтролируемое вращение.
Как АБС решает эти проблемы.
АБС предотвращает полную блокировку колес. Она включает в себя датчики частоты вращения для каждого колеса. Когда датчик фиксирует, что колесо остановится- модулятор частично ослабляет тормозную колодку на этом колесе. Торможение колеса происходит не непрерывно, а импульсно.
Каким образом импульсное торможение уменьшает тормозной путь?
В идеальных условиях коэффициент трения крутящегося колеса почти равен 0.Однако, когда колесо заблокировано и только скользит - вступает в действие трения скольжения. Вы можете ожидать,что значение коэффициента трения для различных условий скольжения будет изменяться таким образом.
Резина такой материал, поведение которого при торможении не очевидно.Коэффициент трения между шиной и дорогой, в зависимости от условий скольжения, изменяется вот так:
Он имеет пиковое значение при уровне скольжения около 12 %.При торможении без АБС коэффициент трения, который вступает в силу, соответствует уровню 100% скольжения. При торможении с АБС сложные алгоритмы регулируют давление тормозной системы ,удерживая скольжение на уровне около 10 %. Это значительно уменьшает тормозной путь.