System ABS uratował wiele istnień ludzkich na całym świecie. Obecnie jest on standardowym elementem wyposażenia każdego samochodu, choć 20 lat temu był dostępny tylko dla najzamożniejszych klientów. System ABS – co to jest? Do czego służy system ABS? Jak działa ABS? Jakie są usterki systemu ABS i jak je rozpoznać?

shutterstock_369604016-2.jpg

ABS (ang. Anti-Lock Braking System), to system przeciwpoślizgowy zapobiegający blokowaniu się kół podczas hamowania. Mogłoby to doprowadzić do utraty stateczności kierunkowej przez poruszające się auto i w konsekwencji, do utraty panowania nad samochodem przez kierowcę. A to najprawdopodobniej, doprowadziłoby do wypadku. W starszych samochodach, kierowcy, aby nie dopuścić do zablokowania kół, stosowali hamowanie pulsacyjne. Polegało ono na szybkim wciskaniu i puszczaniu pedału hamulca. System ABS spowodował, że nie trzeba tego robić. Poza zapobieganiu blokowania się kół, ABS skraca też drogę hamowania.

System ABS stał się również podstawą do opracowania jeszcze bardziej zaawansowanych systemów bezpieczeństwa, takich jak układ kontroli trakcji ASR (zapobiegający poślizgowi kół napędzanych) i system przeciwpoślizgowy ESP (chroniący przed poślizgiem podsterownym i nadsterownym). Obydwa korzystają z czujników prędkości obrotowej koła, będących podstawą działania systemu ABS. Jeśli auto posiada na wyposażeniu ESP, to on jest systemem nadrzędnym, sterującym pracą całego układu.

Z czujników prędkości obrotowej koła, zwanych też czujnikami ABS, korzystają również inne systemy, np. popularny, tzw. pośredni system kontroli ciśnienia w kołach TMPS (bez własnych czujników na każdym kole) czy elitarne systemy, jak np. znajdujący się na wyposażeniu SUV HDS (Hill Descent Control) czyli system kontroli zjazdu ze wzniesienia.

Obecnie system ABS znajduje się na wyposażeniu każdego auta, jako element obowiązkowy (bez dopłat). Ma go też większość pojazdów używanych, mających kilkanaście lat. Nic zatem dziwnego, że kierowcy traktują ABS jako coś oczywistego. Nie zawsze tak było.

Jak powstał system ABS? Jak jest zbudowany ABS? Jak ABS działa w praktyce?

Prace nad systemem, który zapobiegnie blokowaniu kół podczas hamowania, rozpoczęły się w latach trzydziestych ubiegłego stulecia. Ówczesny poziom technologii nie pozwalał na stworzenie urządzenia, które mogło być wdrożone do seryjnej produkcji.

Pierwszym samochodem, który mógł pochwalić się systemem ABS, było brytyjskie, sportowe, dwudrzwiowe coupe Jensen FF, produkowane w latach 1966 – 1971. Zastosowano w nim ABS firmy Maxaret Dunlop, którego działanie opierało się o koło zamachowe.

Prace nad systemem ABS prowadziła firma Teldix, przejęta w latach siedemdziesiątych przez koncern Bosch. Najwięcej problemów sprawiła inżynierom konstrukcja sterownika elektronicznego – wówczas składał się on z ponad tysiąca podzespołów. Jednakże po zastosowaniu technologii Bosch, udało się stworzyć cały system, gotowy do seryjnej produkcji i montażu w standardowych autach osobowych. ABS firmy Bosch zadebiutował w 1978 roku na pokładzie Mercedesa Benz. Jednakże, z racji bardzo wysokiej ceny, system ABS mógł być oferowany tylko i wyłącznie jako opcjonalny element wyposażenia najdroższych, luksusowych aut, takich jak Mercedes Benz klasy S i BMW 7.

Wraz z rozwojem elektroniki możliwe stało się zmniejszenie masy urządzenia i zwiększenie siły obliczeniowej sterownika. Poza tym na rynku pojawili się też inni producenci np. TRW. W konsekwencji ceny ABS mocno spadły i można było go oferować już nie tylko jako opcjonalny, ale też jako standardowy element wyposażenia aut. Także tych tańszych.

System ABS stał się obowiązkowym elementem wyposażenia wszystkich nowych aut osobowych, sprzedawanych na terenie UE w 2004 roku, a w Polsce w 2006 roku.

Jako ciekawostkę można podać fakt, że ostatnim z nowych aut, sprzedawanych w Polsce, które wymagały dopłaty za system ABS, był indyjski Tata Indica. 

Budowa systemu ABS

Układ ABS pierwszej generacji (oznaczony symbolem 2.0), wprowadzony do produkcji w 1978 roku, ważył ponad 6 kg i dysponował pamięcią 6 kB. Układ oznaczony symbolem 8.0, wprowadzony do produkcji w 2001 roku, ważył 1.6 kg i dysponował pamięcią 128 kB. To najlepiej pokazuje, jak system ewoluował.  

ABS jest wbudowany w układ hamulcowy samochodu i steruje całą jego pracą.

Zasadnicze trzy elementy składowe ABS to:

  • Elektroniczna centrala sterująca (sterownik ABS) – jest ona zasilana z instalacji elektrycznej samochodu. Sterownik ABS jest połączony przewodami elektrycznymi z czujnikami prędkości obrotowej, włącznikiem świateł stop (świateł hamowania), kontrolką na desce rozdzielczej (informującą o awariach systemu) oraz modulatorem.
  • Czujniki prędkości obrotowej koła – zamontowane na każdym kole samochodu. Są połączone przewodami elektrycznymi z elektroniczną centralą sterującą (sterownikiem ABS).

Stosowane są różne rozwiązania, w zależności od marki, rocznika i klasy samochodu –

- czujniki pasywne (cewka na rdzeniu magnetycznym) współpracujące z pierścieniem zębatym na piaście

- czujniki aktywne Halla współpracujące z pierścieniem magnetycznym

- magnetorezystacyjne czujniki AMR

  • Modulator ABS – urządzenie ma wygląd niewielkiej, prostokątnej skrzyneczki, do której doprowadzone są przewody hamulcowe. Jest on zasilany elektrycznie z instalacji samochodu i połączony ze sterownikiem ABS.

Do modulatora doprowadzone są przewody hamulcowe z pompy hamulcowej,    

urządzenie posiada też tzw. akumulator ciśnienia.

.      Z modulatora wychodzą przewody hamulcowe, doprowadzone do cylinderków

hamulcowych, zamontowanych w zaciskach albo bębnach (w zależności od

zastosowanej konstrukcji) na każdym z kół.

W modulatorze znajdują się cztery pary zaworów elektromagnetycznych. Jedna para

(zawór dolotowy i zawór wylotowy) odpowiada za jedno koło.

Jak działa system ABS?

Po uruchomieniu silnika, układ poddawany jest samodiagnozie, która w przypadku wykrycia błędów wyświetla pomarańczową albo czerwoną kontrolkę ostrzegawczą na desce rozdzielczej.

Czujniki ABS podczas ruchu auta, dostarczają do sterownika danych o prędkości obrotowej każdego z kół. W przypadku czujników pośrednich, współpracujących z pierścieniem, ruch pierścieni wywołuje zmiany w polu magnetycznym czujnika. Powoduje to indukowanie napięcia w czujniku. Zmiany napięcia czujnika docierają do sterownika za pomocą przewodu elektrycznego i są przez niego przetwarzane, pozwalając na odczytanie prędkości obrotowej każdego z kół.

Przy standardowym hamowaniu:

  • kierowca zaczyna hamować i mocno wciska pedał hamulca
  • nacisk pedału hamulca jest zwiększany za pomocą urządzenia wspomagającego.
  • pompa hamulcowa tłoczy płyn hamulcowy pod odpowiednim ciśnieniem
  • płyn hamulcowy trafia do modulatora ABS, stąd najpierw sztywnymi a potem giętkimi przewodami hamulcowymi trafia do cylinderków hamulcowych
  • nacisk płynu hamulcowego na cylinderki powoduje dociśnięcie powierzchni roboczej klocków hamulcowych do powierzchni roboczej tarcz hamulcowych
  • modulator ABS utrzymuje odpowiednie ciśnienie hamowania, zapobiegając jego wzrostowi poprzez zamknięcie elekrozaworu dolotowego i elektrozaworu wylotowego

W trakcie hamowania kierowca wjeżdża na śliską nawierzchnię

  • jedno z kół obraca się wolniej od pozostałych (za wyjątkiem sytuacji, w której kierowca pokonuje zakręt albo jedzie po łuku)
  • sygnał o zmniejszonej prędkości obrotowej danego koła trafia do sterownika ABS
  • sterownik ABS rozpoczyna hamowanie pulsacyjne na kole, które wpadło w poślizg

poprzez sterowanie pracą pary elektrozaworów w modulatorze ABS, odpowiedzialnych za koło, które wpadło w poślizg:

  • sterownik uruchamia elektrozawór wylotowy w modulatorze ABS, co powoduje spadek ciśnienia płynu hamulcowego i zmniejszenie jego nacisku na cylinder, równocześnie elektrozawór dolotowy pozostaje zamknięty
  • pompa hydrauliczna tłoczy płyn do pompy hamulcowej
  • kierowca odczuwa to, bo pedał hamulca zaczyna odbijać w kierunku stopy
  • czujnik prędkości obrotowej przesyła informację, że koło, które wpadło w poślizg zwiększyło prędkość obrotową
  • sterownik ABS może zwiększyć siłę hamowania na danym kole. Sterownik otwiera elektrozawór dolotowy w modulatorze ABS i zamyka elektrozawór wylotowy, co powoduje zwiększenie ciśnienia płynu hamulcowego i zwiększenie nacisku na cylinderek hamulcowy. Klocki hamulcowe dociskane są z większą siłą do tarcz.
  • Jeśli koło znów straci przyczepność, procedura zmniejszania i zwiększania ciśnienia jest powtarzana.

Proces naprzemiennego zmniejszania i zwiększania ciśnienia na kole, które utraciło przyczepność, może być powtarzany do 6 razy na sekundę.

Jak używać systemu ABS?

Jedyne, o czym musi pamiętać kierowca, to jak najszybsze i silne wciśnięcie pedału hamulca oraz pedału sprzęgła w razie zagrożenia. Nie należy zwalniać nacisku na pedał hamulca, pomimo wyczuwalnego odbijania go. Równoczesne wciśnięcie pedału sprzęgła pomoże odłączyć silnik, zapobiegając jego zgaśnięciu, które mogłoby mieć negatywny wpływ na dalsze sterowanie autem. Np. wiązałoby się to z utratą wspomagania kierownicy w autach ze wspomaganiem hydraulicznym.

W zależności od modelu auta, kalibracja systemu ABS może być różna. To oznacza, że w niektórych autach system działa szybciej a w innych wolniej.

Zalety systemu ABS. Awarie układu ABS i ich objawy

Zablokowanie lub utrata przyczepności przez jedno lub więcej kół w samochodzie bez ABS powoduje zmianę toru jazdy, a nawet obrócenie się samochodu. A to oczywiście, w większości przypadków doprowadzi do wypadku.

W autach wyposażonych w ABS

  • Kierowca może liczyć na mniejsze ryzyko wpadnięcia w poślizg podczas hamowania na śliskiej powierzchni
  • Znacznie skraca się droga hamowania
  • Auto hamuje z odpowiednią siłą nawet wtedy, gdy koła po jednej stronie znajdują się na powierzchni o gorszej przyczepności (np. na piasku)

Co jest kluczowe dla sprawnego działania systemu ABS?

Jeśli kierowca nie będzie stosował się do zasad bezpieczeństwa jazdy (dostosowując prędkość do przepisów i warunków na drodze), to ABS nie uratuje mu życia ani zdrowia.

Działanie ABS nie będzie też możliwe w przypadku jazdy z uszkodzonym lub mocno zużytym układem hamulcowym. Zużyte klocki hamulcowe, starte tarcze hamulcowe, zużyte szczęki hamulcowe w hamulcach bębnowych, zbyt mała ilość płynu hamulcowego w układzie albo stary, zawodniony płyn – to wszystko wpłynie negatywnie na działanie układu ABS.

Awarie systemu ABS – co się psuje? Jakie są objawy i powody awarii?

Jak każdy układ, także i ABS może ulegać różnym awariom. Na szczęście dochodzi do nich rzadko. O awarii ABS informuje pomarańczowa albo czerwona kontrolka na desce rozdzielczej.

Co może być powodem awarii systemu?

Awarie czujników prędkości obrotowej ABS – powodują one również awarię systemów kontroli trakcji ASR, przeciwpoślizgowego ESP, pośredniego systemu kontroli ciśnienia powietrza w kołach TMPS i wielu innych.

Powodem awarii czujników może być:

- zabrudzenie – w tym przypadku wystarczy je odpowiednio oczyścić, bez konieczności wymiany

- uszkodzenie przewodu elektrycznego, łączącego czujnik ze sterownikiem -  jeśli to      możliwe, przewód można wymienić

- mechaniczne uszkodzenie czujnika poprzez sól drogową, kamień, szuter

- zwarcia wewnętrzne, na skutek przenikania wody, uszkodzenia cewki itd.

- niewłaściwy montaż, powodujący uszkodzenie czujnika i przenikanie do niego wody

W przypadku popularnych modeli, nowy czujnik można kupić już za kilkadziesiąt złotych (średnio od 40 do 120 zł za sztukę),

Naprawa będzie o wiele droższa, jeśli czujnik jest zintegrowany z piastą koła – wówczas w razie jego awarii trzeba zakupić cały element (piastę z czujnikiem), a koszt takiego zestawu to minimum 400 zł.

Przepalenie bezpiecznika, odpowiedzialnego za działanie ABS – wystarczy wymienić bezpiecznik

Uszkodzenie któregoś z przewodów elektrycznych – naprawa będzie wymagała znalezienia przez mechanika miejsca przerwania połączenia

Awarie sterowników i modulatorow ABS (także ich zapowietrzenie) zdarzają się rzadko i mogą być spowodowane przez uszkodzenia mechaniczne po kolizji, wypadku, zalaniu wodą albo niewłaściwie przeprowadzonej naprawie. Ceny nowych modulatorów zaczynają się od 150 zł, a sterowników mniej więcej od 400 zł. Cena zależna jest i od producenta części i od modelu auta. Niektóre firmy prowadzą naprawy sterowników ABS.

Awarie elementów układu hamulcowego – wycieki płynu hamulcowego, uszkodzenia przewodów hamulcowych (zwłaszcza elastycznych), zużycie tarcz i klocków – to z kolei będzie powodowało nieefektywną pracę układu ABS.

Sprawny układ ABS znacznie zwiększa bezpieczeństwo jazdy. Dlatego warto utrzymywać go w odpowiednim stanie i reagować na jego awarie. Dotyczy to oczywiście wszystkich elementów układu hamulcowego, w który ABS jest wbudowany.

Pamiętajmy jeszcze o jednej ważnej rzeczy. Nieuczciwy sprzedawca auta używanego może uszkodzić kontrolkę ostrzegawczą ABS, aby nie informowała ona o uszkodzeniu systemu. Awaria wyjdzie na jaw w trakcie diagnostyki za pomocą komputera albo testera.

Artykuły powiązane