Антиблокировочная система тормозов

Устройство тормозной системы. Часть 1

Текст: Артем ‘S1LvER’ Терехов

Обычно, меряясь… мотоциклами, райдеры кидаются друг в друга количеством лошадиных сил, величиной крутящего момента, эксклюзивностью компонентов шасси. В этом разговоре, чаще всего, характеристики тормозной системы не упоминаются вообще, в крайнем случае, говорят: «а у меня Brembo», как будто это что-то объясняет. А зря, ведь тормоза являются очень важной частью байка. Недостаточно иметь мощный двигатель – нужно еще и иметь возможность его «осадить». О том, как устроены тормоза, мы сегодня и поговорим.

Тормозные азы

Давайте, как обычно, начнем с общих вещей. Любая тормозная система служит для замедления движущегося объекта при помощи трения, при этом происходит преобразование кинетической энергии подвижных частей в тепло (если приукрасить – то в натуральный жар, в зависимости от силы торможения). В случае с мотоциклами, трение достигается путем прижатия тормозной колодки к диску. Тормозные системы большей части современный байков используют дисковые тормоза, барабанные системы иногда используются в качестве заднего тормоза на среднеобъемных круизерах и недорогих малокубатурных байках. Привод тормозов может быть механическим или гидравлическим (подробнее об этом чуть ниже).

Прежде чем разбираться с устройством тормозной системы, нужно уяснить несколько важных теоретических понятий.

Тормозное усилие определяется плечом рычага и величиной усилия приложенного через систему к этому рычагу. Плечо рычага, в свою очередь, определяется расстоянием от оси вращения, к которой прикладывается это усилие. Например, область на ручке переднего тормоза, на которую опираются пальцы райдера при торможении, обладает следующим эффектом: если приложить усилие величиной X, в точке, находящейся в середине рычага, то торможение будет не столь эффективным, как если бы то же самое усилие X прикладывалось на конце рычага. Так что чем длиннее рычаг, тем больше плечо рычага, а следовательно, и тормозное усилие. Точно так же, если тормозное усилие прикладывается вблизи центра колеса, его эффективность будет не столь высока, как если бы то же самое усилие было приложено к ободу колеса.

Яркий пример – тормозной диск системы ZTL на мотоциклах Buell закрепляется по внешнему радиусу обода колеса, что позволяет использовать всего один диск вместо двух. Явная экономия веса – плюс, однако есть и минус, который заключается в том, что тормозное усилие, приложенное с одной стороны колеса, нарушает стабильность при торможении. Видимо, это не такой уж и большой минус, поскольку на Buell-ах с такой тормозной системой установлено множество стоппи-рекордов.

Тормозная система ZTL, Buell 1125CR 2009

В тормозной системе с механическим приводом плечо рычага может быть увеличено в любой точке системы, где присутствует рычаг, закрепленный на оси вращения. В системе с гидравлическим приводом усиление достигается за счет различия в диаметрах поршня главного цилиндра и поршня суппорта.

По сути, если диаметр поршня рабочего цилиндра будет вдвое больше диаметра поршня главного цилиндра, то усилие будет увеличено в четыре раза. Если диаметр поршня суппорта равен трем диаметрам поршня главного цилиндра, усилие возрастет в девять раз, а если они отличаются в четыре раза, то усилие увеличится в шестнадцать раз. Однако мы живем в реальном мире, а значит – где-то в темном углу явно притаился компромисс. Для обеспечения перемещения система гидравлического привода полагается на вытеснение жидкости. При одинаковом размере главного и рабочего поршней 10 мм хода главного поршня будут соответствовать 10 мм хода рабочего поршня. Однако чем больше будет рабочий поршень по сравнению с главным, тем меньше он будет сдвигаться относительно перемещения главного поршня.
Однако, не получение достаточного тормозного усилия является проблемой для конструкторов тормозных систем. Главные требования, предъявляемые к современной тормозной системе байка – минимальный вес, наилучшая чувствительность при торможении и срабатывание для целесообразных величин усилия и перемещения на рычаге. Еще один момент, который надо учитывать – совместимость жесткости передней вилки и тормозного усилия. Будь тормозная система хоть трижды убойной по части замедления, это будет неважно, если при одном нажатии на рычаг вилка будет складываться до упора. Кроме того, учитывается также соответствие шинам. Нет никакого смысла в тормозах, которые легко останавливают байк на любой скорости, если при их использовании переднее колесо будет с визгом блокироваться.
Разобравшись с теорией, давайте перейдем к конкретике. Начнем с тормозных колодок и дисков.

Фрикционные материалы

Трение – определяющий фактор при торможении, поэтому сопряженные трущиеся детали должны быть сделаны из материалов, которые не только обеспечивали бы хорошее трение, но были бы способны противостоять этому трению, не истираясь, а также выдерживать выделяющееся тепло, не деформируясь и не расплавляясь.

Фрикционный материал состоит из множества различных элементов, связанных между собой в условиях предельных температур и давлений. Существует множество типов применяющихся тормозных колодок: у каждого – свое собственное предназначение. Применяются соединения, содержащие медь, латунь, графит, свинец, углерод, кевлар, смолы и прочее. Тип и количество каждого входящего в соединение компонента влияют на характеристики работы этого соединения.

Самой простой и распространенной является колодка спекаемого типа, в основном состоящая из металлических частиц, смешанных с другими материалами. Также существуют органические и полуметаллические колодки. Органические изготавливаются из волокон кевлара и арамида. Полуметаллические колодки представляют собой соединения органических и спекаемых материалов.

Барабан или диск, по которым работает фрикционный материал, обычно изготавливают из чугуна или нержавеющей стали. Кроме того, на гоночных мотоциклах используют тормозные диски, изготовленные из карбона. Выбирая материал для диска, конструктор учитывает множество вещей: характеристики удержания и отвода тепла, показатели деформации, вес, стоимость производства (хотя этот момент не слишком важен для гоночных болидов), совместимость с фрикционными материалами, антикоррозийные свойства и износостойкость. Чаще всего предпочтение отдается нержавеющей стали, которая лучше чугуна практически по всем параметрам, кроме стоимости, теплоотвода и характеристик работы в дождевых условиях. Хотя, обычно, с последним фактором борются, применяя специальные колодки.
Теперь давайте рассмотрим конструкцию барабанных и дисковых тормозов.

Под бой барабанов тормоза… пропадают

Барабанные тормоза – старинная конструкция, которая на современных байках практически не применяется из-за нескольких серьезных недостатков. Барабан, внутри которого находится тормозной механизм, закрыт – тепло, возникающее при торможении, некуда рассеивать. Поэтому при интенсивном использовании они перегреваются, фрикционные свойства колодок и барабана ухудшаются, тормоза просто-напросто пропадают. Пока не придумали дисковые тормоза, инженерам приходилось что-то делать с этой проблемой, и они нашли выход, применив вентиляцию барабана. Тормоза многих высокопроизводительных байков 50-х - 60-х годов оснащены воздухозаборниками, направляющими воздух на колодки для их охлаждения. К несчастью, вместе с холодным воздухом в механизм попадает вода, грязь, пыль – все это снижает эффективность торможения. Кроме того, даже система с двумя тормозными барабанами, расположенными с каждой стороны колеса (нетрадиционная вещь, обычно применялась на гоночных байках до изобретения дискового тормоза), не обеспечивает достаточно сильного и информативного торможения. Да и весит такая конструкция немало.

Хорошая демонстрация принципа работы барабанного тормоза

Все эти проблемы были успешно решены применением открытого диска вместо закрытого барабана.

Дисковые тормоза – цепкие и прохладные

Впервые дисковые тормоза появились на самолетах как решение проблемы отвода тепла, вырабатываемого в барабанных тормозах. В связи с тем, что скорость и вес самолетов увеличились, сразу почувствовалось, что «барабаны» совершенно неспособны их остановить. Точно такая же проблема возникла на мотоциклах по мере роста их мощности и скорости. Открытый диск отлично рассеивает тепло в окружающее пространство, не ограниченное барабаном.

Распределение тепла на тормозном диске при торможении

Диск устанавливается на колесе и вращается вместе с ним. Суппорт, содержащий один или несколько поршней и две тормозные колодки, примыкает к диску. При нажатии на ручку или педаль тормоза поршни перемещаются, прижимая фрикционный материал тормозной колодки к вращающемуся диску.
Впервые на серийном мотоцикле дисковые тормоза появились в 1969 году на модели CB750 компании Honda. С тех пор, дисковая тормозная система используется практически на всех машинах среднего и большого объема, и все шире применяется на малокубатурных байках и скутерах. Конечно, система совершенствовалась из года в год, от модели к модели, однако принцип остался неизменным по сей день.
Сейчас на переднее колесо, как правило, устанавливается два диска. На заднем колесе также применяется дисковый тормоз, однако его не нужно делать настолько мощным из-за эффекта перераспределения масс при торможении. При торможении обычно 75% веса машины приходится на переднее колесо, что означает большую нагрузку на передней шине. При таких условиях невыгодно иметь избыточное тормозное усилие на заднем колесе, поэтому задний диск, как правило, является сравнительно менее мощным. Для мотоциклов с длинной колесной базой (например, круизеры) все эти эффекты сохраняются, однако они не столь сильно проявляют себя.

Эволюция диска

Один из способов улучшения эффективности дисковых тормозов заключается в увеличении диаметра диска. Здесь работает принцип «рычага относительно оси»: чем больше расстояние от оси, тем больше усилие, произведенное этим рычагом. Следовательно, потребуется меньшее усилие для остановки перемещающегося предмета (диска, перемещающегося относительно оси), или то же самое усилие остановит его быстрее. Применение в суппорте нескольких поршней меньшего диаметра вместо одного большого фактически создает эффект присутствия диска большего диаметра.

Когда впервые появились дисковые тормоза, трущаяся поверхность диска неподвижно закреплялась на кронштейне, который притягивался к колесу болтами. У этой схемы были две крупные проблемы: во-первых, небольшая несоосность между диском и колодками значительно снижала эффективность торможения и увеличивала износ колодок. Во-вторых, высокое тепловыделение могло послужить причиной деформации, приводящей к несоосности из-за жесткого закрепления диска.

Несоосность - состояние, когда оси двух изделий по какой-то причине не совпадают, хотя, предполагается, что они должны совпадать.

Оба эти недостатка можно устранить, если отделить диск от кронштейна и позволить ему свободно перемещаться в некоторых пределах. Такая конструкция носит название «плавающего диска». На внутренней кромке диска и внешней кронштейна вырезаны полуокружности. При их совмещении образуются отверстия. Диск прикрепляется к кронштейну втулками, свободно установленными в каждое такое отверстие. При этом он оказывается закрепленным, но все же может перемещаться, расширяться и сокращаться на этом кронштейне.

Демонстрация устройства и преимуществ диска плавающего типа от EBC. Несмотря на рекламный характер, информативность сохранена.

Сборка плавающего диска в домашних условиях

Вопросы водных процедур

Первые дисковые тормоза были «хорошо» известны своей неважной работой в условиях повышенной влажности. Это было связано с образованием водной пленки на диске, которая должна быть удалена перед началом торможения. Если применять неправильный фрикционный материал, проблема усугубляется. Чугун благодаря своему пористому строению является идеальным материалом для диска в мокрых условиях, вот только ржавеет чугунный диск быстро.

Многие думают, что диски с канавками или отверстиями улучшают степень отвода воды, но на самом деле они ухудшают характеристики торможения, поскольку вода собирается на внешних гранях отверстий. Главное преимущество перфорированных дисков – снижение веса, и как следствие, моментов инерции и гироскопических эффектов.
Намного более действенным новшеством, обеспечившим хорошую работу тормозов в условиях повышенной влажности, стало введение спекаемых металлических колодок. В составе таких колодок присутствует ограниченное количество металлических частиц, в результате колодки изнашиваются неравномерно. Их волнистая поверхность позволяет выступающим точкам продавить пленку воды намного быстрее обычных колодок.

Спекаемые металлические тормозные колодки

Сильная «гидра»

Гидравлический привод в тормозных системах байков применяется для обеспечения высокого давления за счет небольших усилий со стороны райдера. Рассмотрим устройство гидравлической тормозной системы.
Главный цилиндр используется для создания тормозного усилия, при помощи поршня воздействующего на жидкость тормозной системы. Жидкость передает усилие суппорту, в котором устанавливается один или несколько поршней. Под действием давления жидкости поршни выдвигаются наружу и давят на тормозные колодки, которые прижимаются к диску - байк замедляется.

Компоненты гидравлической тормозной системы - расширительный бачок, главный тормозной цилиндр, суппорт, диск

Ключевую роль в системе играет тормозная жидкость, поскольку работа всей системы основывается на ее свойстве не сжимаемости. На данный момент существуют четыре варианта тормозной жидкости для мотоциклов: DOT 3, DOT 4, DOT 5 и DOT 5.1. DOT – это система классификации, введенная Американским Департаментом Транспорта (Department of Transport). Основные критерии деления на эти категории – температура закипания и вязкость сухой и содержащей влагу жидкости. DOT 3 и DOT 4 представляют собой минеральные масла, основанные на полигликолях, DOT 5 основана на силиконе и не может смешиваться с первыми двумя жидкостями. DOT 5.1 подобна 3 и 4, ее можно совмещать с ними. DOT 5.1 была специально разработана для работы в антиблокировочных тормозных системах и обладает меньшей вязкостью.

Все эти жидкости, кроме DOT 5, гигроскопичны, то есть они поглощают влагу из воздуха. Влага в тормозной жидкости – это плохо, поскольку она снижает температуру ее закипания, в то время как рабочая температура диска и колодок обычно превышает ее. Гигроскопичность является главной причиной, по которой следует менять «тормозуху» хотя бы раз в два года. Фрикционный материал на колодке служит для изоляции суппорта от тепла, выделяемого диском – это тоже очень хорошая причина для своевременной замены колодок.
DOT 5 не смешивается с водой, вместо этого вода, попав в систему, опускается вниз и располагается вблизи самой горячей области. Там она очень быстро закипает при агрессивном торможении, тормоза «плывут» и теряются. Как результат – наиболее используемой жидкостью в мотоциклетных тормозах является DOT 4.

Очень важный элемент всей тормозной системы – используемые в ней шланги. Главный цилиндр и суппорты связаны усиленными гидравлическими шлангами, допускающими перемещение подвески. В местах, где отсутствует перемещение, могут быть использованы металлические трубки. Тормозные шланги изготавливают из совместимой с тормозной жидкостью резины, однако резина утрачивает свои свойства со временем и растрескивается. Чтобы не обнаружить это в тот момент, когда уже пора бы тормозить перед поворотом, производители рекомендуют менять резиновые шланги хотя бы раз в четыре года.

Нужная в гоночных условиях и очень популярная «фишка» в уличном тюнинге – установка армированных тормозных шлангов. Они изготавливаются из тефлона, покрытого стальной оплеткой. Тефлон менее подвержен расширению, а также обеспечивает меньшее сопротивление перемещающейся в нем жидкости. Оплетка выполняет функцию дальнейшего ограничения расширения шланга.

Армированные тормозные шланги

Металлическая оплетка шланга

Считается, что «арматура», как ее называют, улучшает отзывчивость тормозов и делает их более резкими, уменьшая склонность к «увяданию» под действием раздувания резиновых шлангов. Это так. Однако требования и уровень подготовки гонщика и уличного райдера совершенно разные, поэтому трезво оцените свои навыки, если хотите устанавливать армированные шланги – они могут показаться слишком жесткими для дорожного использования, предоставляя мгновенную реакцию на использование тормоза. Если навыки управления байком не слишком высоки, то при резком или аварийном торможении небольшое расширение тормозных шлангов лучше воспринимать как положительное качество. Словом, не «ведитесь» на модное словечко, а думайте своей головой. Это, кстати, можно отнести к любому виду тюнинга вашего железного коня.

В первой части статьи мы пробежались по общим вопросам, касающимся тормозной системы. Сейчас давайте взглянем на более «вкусные» штучки, радующие слух каждого любителя качественных компонентов. Конечно, не обойдем стороной и различные системы ABS, ведь безопасность – тоже важный аспект покатушек.

Половинки против монолита

Тормозной суппорт – это исполнительный механизм тормозной системы. При нажатии на педаль или тормозную ручку поршень выдвигается из цилиндра и прижимает колодку к диску. В отличие от главного цилиндра, диаметр поршня больше, и именно эта разность образует эффект гидравлического усиления.
Наиболее распространенный тип суппортов в мотостроении – суппорты неподвижного типа. С каждой стороны диска присутствует одинаковое количество поршней и цилиндров, расположенных друг напротив друга. Цилиндры сообщаются при помощи внутреннего канала, так что давление жидкости в них одинаково. При торможении все поршни двигаются в направлении диска, прижимая к нему колодки с двух сторон.
Большинство таких суппортов изготавливаются из алюминия и состоят из двух половин, которые скрепляются между собой болтами. Суппорт выглядит как буква «С», на концах которой расположены поршни, двигающиеся навстречу друг другу при торможении. Силы, возникающие при этом, стремятся «распахнуть» суппорт, как книгу. Естественно, часть полезной энергии на этом этапе теряется – некоторая часть усилия, генерируемая ручкой тормоза и главным тормозным цилиндром, тратится впустую.

Моноблочный литой суппорт Brembo HP M4

Поэтому там, где все решают доли секунды и острейшие грани между победой и поражением, появилась необходимость исправить положение. Так появились моноблочные тормозные суппорты – они выполнены одним цельным элементом из алюминиевого сплава (литье, ковка – технологии изготовления различны), что уменьшает вес конструкции и препятствует воздействию «распахивающих» сил.
Есть еще суппорты плавающего типа, в которых поршни расположены лишь с одной стороны суппорта, однако они не слишком эффективны – их применяют на бюджетных машинах, где уменьшение затрат является главным фактором.

Три – не толпа, но лучше, чем один

Развитие суппортов привело к тому, что инженеры решили устанавливать несколько поршней меньшего диаметра, чем один, но большего. Это делается для снижения общего веса диска и суппорта без снижения производительности. Наличие одного большого поршня вызывает необходимость использования большого диска, что утяжеляет его. Два или три небольших поршня, выстроенных в ряд, обеспечивают ту же самую площадь колодки и увеличение эффективного диаметра диска – от этого увеличивается тормозное усилие.
Сейчас многие производители используют два или три поршня различных диаметров в одном суппорте, что обеспечивает более прогрессивное торможение. Применение в суппорте поршней разного диаметра обеспечит разную длину их хода при том же самом перемещении рычага. Это означает, что поршень меньшего диаметра переместиться дальше, и коснется тормозной колодки раньше поршня большего диаметра. По мере увеличения давления на рычаг начинает действовать второй поршень, который увеличивает тормозное усилие.

Yamaha YZF-R1 2007 - радиальные 6-поршневые тормоза. Мощные машинки!

Чтобы еще более разнообразить жизнь поршней, в некоторых тюнинговых тормозных системах используется принцип «один поршень – одна колодка». Например, в шестипоршневом суппорте будет шесть отдельных тормозных колодок. Они работают особенно хорошо в суппортах с поршнями различного диаметра, поскольку разные хода поршней достигаются без перекоса колодки.

Радиальное мышление

Говорят, что «радиальные тормоза лучше, чем обычные». Давайте разберемся, почему так говорят и правильно ли это.
Первыми серийными мотоциклами, оснащенными радиальными тормозами, стали спортбайки, что сразу говорит нам о высокой эффективности новой системы – на производительную технику плохое не поставят. Почему «радиальные»? Все просто – крепления суппортов находятся на равном удалении от оси колеса, то есть, организованы по радиусу тормозного диска. Радиальные тормоза позволяют снизить вес конструкции, обеспечивают равномерное прижатие колодок к тормозным дискам и обеспечивают большую силу торможения при прочих равных условиях.

Обычное крепление суппортов - Suzuki SV 1000 2005

Радиальное крепление суппортов - KTM RC8 2009

Технология показала себя настолько хорошо, что сейчас практически невозможно встретить спортбайк с традиционной системой крепления суппортов. Кроме того, «радиальщина» потихоньку перебирается на продвинутые стриты и нейкеды. Теперь, пожалуй, от вопросов производительности перейдем к вопросам безопасности.

Анти-блок – анти-человек?

Существует множество мнений об уместности применения антиблокировочной тормозной системы на мотоцикле. Как правило, чем «круче» райдер, тем громче он выступает с речами о том, что «ABS мне не нужна, я и так могу тормозить на пределе всегда и везде, в любых условиях». Конечно, на гоночном треке ABS будет только мешать, потеряется «обратная связь» при интенсивном оттормаживании, однако нас читают не только трековые маньяки – среди вас, уважаемые читатели, я уверен, есть нормальные люди, которые хотят дожить до стадии опытного пилота с минимальным риском для жизни. Либо те, кто желает иметь дополнительную уверенность при торможении в далеких от идеала погодных условиях. Поэтому следующий текст, дорогие трековые гуру (говорю без всякой иронии), предназначен не для вас.
Как нетрудно догадаться, антиблокировочная тормозная система (АБС) предотвращает блокировку колес при слишком резком торможении или больших неровностях дорожного полотна. Управляет системой непростая комбинация электроники и гидравлики. Датчики получают информацию о скорости вращения колеса от зубчатых дисков, установленных на ступицах колес (многие называют их «трещотками»), и посылают эту информацию в виде напряжения в блок управления АБС. Там умный кремниевый мозг сравнивает угловые скорости переднего и заднего колес и, если отклонение превышает заданную величину (обычно это около 30%), которая указывает на начало скольжения, посылает сигнал гидравлическому устройству (модулятору давления) на кратковременное понижение давления в тормозной системе. Часто работу АБС можно ощутить в виде пульсаций на ручке тормоза – это быстро чередуется повышение и понижение давления в тормозном контуре. Модулятор продолжает снижать давление в системе до исчезновения сигналов о заклинивании колес. Электронный мозг не смутить даже одновременной блокировкой обоих колес.
Наиболее современная вариация антиблокировочной системы принадлежит «перу» Honda. Спортивная парочка CBR600RR и CBR1000RR с 2009 года оснащается комбинированной антиблокировочной тормозной системой под именем C-ABS (Combined ABS).

Схема работы Honda C-ABS (источник рисунка неизвестен)

Фактически, в системе от Honda пилот не двигает поршни прямым гидравлическим воздействием. Когда райдер нажимает на тормоз, система подает жидкость в клапаны, которые контролируются процессором, и только после того, как электронный мозг «прикинет в уме» - нужное количество жидкости попадет в суппорты. Торможение рассчитывается ECU уже на начальном этапе, еще до того, как система поймет, что «что-то идет не так» - это главное отличие от других антиблокировочных систем. На случай поломки компонентов АБС, система оснащена предохранителями, которые позволяют тормозам работать как обычной гидравлике, без электронного вмешательства (впрочем, это относится к любой системе, оснащенной АБС).

Говоря об «ассистирующих» пилоту тормозных системах, нельзя не упомянуть комбинированную систему, также от Honda. Никакой умной электроники здесь нет, все гораздо проще. В системах некоторых байков (например VFR800 или ST1300) используются и передние, и задние тормоза, даже если райдер нажал только на педаль или ручку. Рукоятка переднего тормоза активизирует некоторые или все поршни в обоих передних тормозных суппортах (конкретная конфигурация меняется от одной модели к другой) и косвенно задний суппорт, в зависимости от усилия, прилагаемого к рукоятке переднего тормоза. Левый передний суппорт подвешивается на оси и соединяется с задним суппортом через вторичный главный цилиндр и клапан пропорционального давления. При достижении тормозным усилием заданного уровня левый суппорт приводит в действие вторичный главный цилиндр, заставляющий срабатывать задний тормоз. Педаль заднего тормоза активизирует задний тормозной суппорт или его часть (опять же, все зависит от модели мотоцикла) и в некоторой степени часть каждого переднего суппорта. Клапан запаздывания в системе привода заднего тормоза обеспечивает прогрессивное торможение и усиление контроля на скользких или неровных поверхностях.

Honda VFR800 2006 оснащается комбинированной тормозной системой

«Остановка по требованию» публикуется с разрешения редакции интернет-журнала

Источник: Motocafe.ru. Автор Артем Терехов.

Антиблокировочная система тормозов

Педаль – в пол!

текст из Моторевю: Владимир Завьялов

SRS, ASCT, EBD, ABS… Ряд таких хитрых обозначений нетрудно найти в каком-нибудь объявлении о продаже автомобиля. Правда, ABS – антиблокировочная система тормозов, скорее всего, будет, наоборот, на первом месте. Ведь это один из первых электронных помощников на службе автомобилиста, который сегодня не прочь оказаться и на мотослужбе. Но так ли в нём нуждается сам мотоциклист?

Чтобы разобраться в теме особенностей работы ABS на мотоциклах, нам, в лучших традициях, предстоит ответить на вопросы «Что?», «Как?» и «Зачем?».

Что?
Что такое АБС? Аббревиатура АБС происходит от оригинальной англоязычной ABS, которая, в свою очередь, распадается на Anti-lock Braking System – дословно «антиблокировочная тормозная система». В двух словах, АБС – это специальное устройство, предотвращающее блокировку колёс при резком торможении. Устройство это уже успело отметить свой 25-й юбилей, не за горами и 30-й. Патент на «механизм превентивного блокирования колёс моторизированных транспортных средств» был получен компанией Bosch ещё в 1936 году, однако прошло более сорока лет, прежде чем компании удалось предложить первую рабочую версию системы. В 1978 году АБС была предложена в качестве опции покупателям Mercedes-Benz S-класса. Сегодня АБС предлагается даже на недорогих компактных автомобилях класса B, как, например, Hyundai Getz, превращаясь постепенно из дополнительного оборудования в стандартное оснащение.

В 1988 году АБС дебютирует и на мотоциклах. И снова Германия, только не Mercedes, а BMW, которая тоже предлагает АБС в качестве опции для модели мотоцикла K100. Согласно данным BMW, за первый же год 70% владельцев новых K100 предпочли версию с АБС. Затем антиблокировочные устройства на мотоциклах BMW несколько раз модернизировались, теряя в весе и размерах, но приобретая при этом всё более совершенную систему управления. В последней версии тормозных систем от BMW АБС, наделённая адаптивными функциями, работает вкупе с тормозным сервоприводом, то есть усилителем тормозов. При этом сама тормозная система теперь комбинированная, что даёт возможность тормозить сразу двумя колёсами, используя лишь один орган управления системой. Однако всё это ничуть не меняет основных принципов работы АБС, заложенных ещё в самых первых системах.

Как?
Допустим, мы хотим воспрепятствовать блокировке колеса во время торможения. Встают два очевидных вопроса: когда стоит вмешаться в работу тормозов, и как это лучше сделать. Ответом на первый вопрос являются специальные датчики вращения колёс, которые входят в АБС. Эти датчики постоянно получают информацию о скорости вращения колёс и передают её в контроллер – электронное устройство, которое обрабатывает информацию о вращении колёс.
Отчётливым признаком приближающейся блокировки колеса является невероятно быстрое замедление его вращения или, другими словами, деселерация. Для уверенного, пусть и максимально эффективного, торможения со скорости в 100 км/ч мотоциклу требуется несколько секунд, в то время как для блокировки колеса при движении на такой скорости достаточно лишь немногих долей секунды. В контроллер заложены параметры, согласно которым он может идентифицировать замедление вращения колеса либо как норму, либо же как признак грядущей блокировки. Так решается поставленный выше вопрос – когда следует вмешаться в работу тормозов. Следующий вопрос – как это сделать?

Ответом на этот вопрос будет ещё один непременный элемент систем АБС – тормозные клапаны. Клапаны устанавливаются на каждом из тормозных контуров, находящихся под управлением АБС. В нормальных условиях клапаны не влияют на работу тормозной системы, однако в случае необходимости могут не только препятствовать нарастанию давления в том или ином контуре, но и стравливать имеющееся давление.

Таким образом, как только контроллер получает информацию о признаках блокировки одного из колёс, он тут же вмешивается в работу тормозного контура, отвечающего за данное колесо, с помощью соответствующего тормозного клапана. Контроллер сначала блокирует рост давления в контуре, а затем при необходимости начинает его уменьшать, пока не получит информацию с датчика вращения, подтверждающую, что признаков блокировки колеса больше нет. Однако это ещё не будет означать, что мотоциклист уже оттормозился до требуемой скорости. Если торможение продолжается, то требуется возобновить давление в тормозном контуре, пока снова не появятся признаки блокировки колеса. Но как это сделать, не заставляя пилота прикладывать дополнительное усилие на тормозную ручку?

Для этого в конструкции АБС служит ещё один важный элемент – компрессор, который и восстанавливает давление в контуре без какого-либо дополнительного воздействия извне. Во время торможения АБС может обеспечить несколько десятков циклов уменьшения-увеличения давления в контуре, таким образом обеспечивая максимально эффективное замедление на грани блокировки. Более того, современные системы АБС способны обеспечивать до нескольких десятков импульсов в секунду!

Зачем?
Высока ли опасность блокировки одного из колёс на мотоцикле? На скорости, чуть большей скорости пешехода, мотоцикл сохраняет заданное положение на дороге исключительно благодаря гироскопическому эффекту, то есть благодаря вращению колёс. Поэтому блокировка любого из них на такой скорости – это уже серьёзная потеря устойчивости и потенциальный риск падения. Причём если заблокированное заднее колесо мотоцикла лишь может привести к падению, заблокированное переднее уже вряд ли позволит этого падения избежать. По статистике, одно из 10-ти падений мотоциклистов объясняется избыточно сильным торможением, которое приводит к блокировке, в то время как ещё большая доля приходится на случаи недостаточно сильного торможения, которое приводит к увеличению предполагаемого тормозного пути.

Итак, когда пилот не использует всей силы тормозной системы из-за боязни блокировки, возрастает тормозной путь, что в экстренной ситуации грозит риском нежелательного столкновения. Тормозной путь увеличивается и в случае избыточно сильного торможения с блокировкой колёс, однако в этом случае добавляется ещё и риск падения в результате потери устойчивости. Таким образом, эффективное торможение – это искусство нахождения идеального баланса силы торможения, при котором используются все возможности тормозов, но ни одно из колёс ещё не заблокировано. И чем сложнее дорожные условия (влага, песок и т. п.), тем сложнее определить этот баланс, и тем искуснее пилот должен дозировать усилие на тормозной ручке. Если учесть среди прочего и другие факторы, как, например, то, что редкие тормоза обладают абсолютно прогнозируемой характеристикой, становится очевидной сложность этого искусства.

Такому искусству и обучены системы АБС. Поэтому при экстренном торможении вам не приходится стеснять себя в силе удара по тормозам – всё остальное сделает АБС. То, что АБС позволяет новичку, особенно в сложных дорожных условиях, тормозить не хуже, а зачастую даже лучше, чем опытный пилот, – неоспоримый факт! И, что немаловажно, сохраняя при этом устойчивость мотоцикла и контроль над ситуацией. Но фактом одновременно является и то, что АБС лишь быстро и стабильно справляется с вашей работой по торможению, побеждать законы физики АБС ещё не научили. Так, например, торможение в повороте на мотоцикле было и остаётся проблемой, в которой АБС не помощник. Почему такие торможения – источник проблем? Во-первых, при торможении в повороте большинство мотоциклов стремится уменьшить угол наклона. Скорее всего, для водителя это будет весьма непредсказуемо, в результате чего потеря сцепления с дорогой и – падение. Да, современные шины и геометрия мотоциклов позволяют притормаживать в повороте. Притормаживать, но не оттормаживаться! Во-вторых, не стоит забывать о том, что в повороте передняя часть мотоцикла разгружается, следовательно, переднее колесо больше склонно к блокировке. Заднее колесо, напротив, загружается, но именно оно, благодаря гироскопическому эффекту, стабилизирует аппарат в повороте и не даёт ему упасть. Однако это произойдёт практически моментально, как только заднее колесо будет заблокировано. Валентино Росси, а также ряд других гонщиков Moto GP демонстрируют сегодня настолько совершенное владение гоночным мотоциклом, что довольно часто на радость публике проходят весьма быстрые повороты в скольжении. Так вот, возможно это именно за счёт не прекращающегося ни на секунду вращения заднего колеса. Мотоцикл скользит, но угол его наклона при этом поддерживается вращением заднего колеса.

Может ли АБС помочь избежать проблем с торможением в повороте? Или, быть может, АБС не только не поможет их избежать, но и, наоборот, создаёт? У вас вполне закономерно могут возникать оба вопроса, ибо бытует мнение, что АБС буквально «опасна» при торможении в повороте, когда речь идёт о двух колёсах. Пока колёса вращаются, АБС никак не вмешивается в работу тормозов, а значит, никаких опасностей не несёт. Если же по каким-то причинам вы вдруг начинаете интенсивное торможение в повороте, АБС бы могла сыграть добрую службу, не допустив блокировки. Однако в 99% случаев к этому времени мотоцикл уже на боку.

Напрашивается вывод, что область применения АБС на мотоцикле – это, строго говоря, торможение «в пол» при прямолинейном движении в любой, ну или почти любой, дорожной ситуации. И здесь АБС на высоте!
Как видим, в отличие от автомобилистов, которым АБС даёт возможность тормозить практически «где угодно, как угодно и когда угодно», мотоциклистам антиблокировочные системы помогают лишь в части случаев. С другой стороны, возможные последствия даже кратковременной блокировки для мотоциклистов гораздо серьёзнее, так как тесно связаны с риском падения мотоцикла. И кому после этого больше нужна АБС?

На мой взгляд, главное отличие между АБС на автомобиле и мотоцикле кроется в том, что автомобилистам АБС дарит дополнительные возможности, в частности более смелого, уверенного поведения на дороге и т. п., в то время как мотоциклистам – отнюдь. А лишь действует как страховка на «крайний» случай. Именно поэтому АБС столь быстро и основательно изыскали популярность на автомобилях.

Любопытный факт в подтверждение такого взгляда. АБС помогает увереннее тормозить автомобилю, бесспорно, но справляется ли она со своей итоговой целью – обеспечить безопасность передвижения? Вот тут сюрприз – ровно наоборот! Институт дорожной безопасности в 1996 году провёл статистическое исследование влияния АБС на аварийность движения. Оказалось, что автомобили, оснащённые АБС, ничуть не реже попадают в дорожные аварии по сравнению с таковыми без АБС. Самое главное, что автомобили с АБС чаще оказываются участниками аварий с фатальным исходом для водителя и пассажиров. Поэтому факт положительного влияния АБС на уровень безопасности движения до сих пор остаётся неподтверждённым. В то время как модели мотоциклов, оснащённые АБС, реже становятся участниками аварий. Это, безусловно, не повод целиком и полностью полагаться на возможности АБС на мотоцикле, но уж точно повод задуматься.
Где?

На какие мотоциклы сегодня ставится АБС? Прежде всего, это модели туристической направленности, где приоритетами являются высокая скорость и комфорт при столь же высоком уровне безопасности. Ducati ST4, Honda ST1300, Yamaha FJR1300… И, конечно же, самое большое предложение моделей от пионера использования АБС на двух колёсах – BMW. Как уже упоминалось, баварцы постоянно совершенствуют свои системы, сегодняшние образцы которых являют собой уже третье поколение – Integral ABS, отличительными чертами которого является электрический усилитель тормозов, интегрированный в систему АБС, а также система комбинированного торможения. Последняя предлагается в вариантах полной и частичной интеграции. В первом случае и тормозная ручка, и ножка воздействуют сразу на оба тормоза – передний и задний. Во втором – лишь тормозная ручка даёт комбинированное торможение, в то время как педаль заведует лишь торможением заднего колеса. Конструктивной особенностью является также и то, что контроллер на новых системах выполнен в одном блоке с электромотором, отвечающим за обеспечение необходимых тормозных усилий. Здесь же находятся и тормозные клапаны. Всё устройство целиком носит название модуля давления (pressure modulator). По сути, это и есть вся система, так как за пределами блока остаются лишь специальные зубчатые шестерни, установленные на тормозных дисках, а также датчики вращения, которые и получают информацию о вращении колёс посредством данных шестерён.

Не оставлены без внимания и скутера, среди которых АБС могут пощеголять опять же туристические макси, например, Honda Silver Wing или Yamaha Tmax. Но не только они.

АБС, причём с электроусилителем тормозов, по конструкции отдалённо напоминающая систему от BMW, теперь предлагается в качестве опции для Piaggio X9 и новой Vespa GTS 250. Чем напоминает? Тем, что блок сервомотор-клапаны-контроллер здесь снова имеет монолитную конструкцию, да и называется так же – модуль давления. Заднее колесо, вероятно, для удешевления системы, пока остаётся без надзора АБС, контролируется лишь переднее.
Интересный вопрос. Светит ли АБС на мотоциклах популярность таковых систем на автомобилях? На мой взгляд, скорее нет. И причина тут простая – это не автомобильная «игрушка», а элементарная страховка, которой люди в массе своей любят, к сожалению, пренебречь. Но это – «по собственному желанию» мотоциклистов. Ибо ещё немного, и эта система может стать обязательным оснащением, как, например, у автомобилей, сбыт которых в Европе (а автобусов – и у нас) без такой системы невозможен.

Почему бы и нет?
текст: Александр Дмитриев
Впервые я попробовал АБС на Yamaha 1000GTS – и только тогда понял, с каким запасом торможу. И если характерный стук педали заднего тормоза, сигнализирующий о блокировке колеса, заявлял о себе довольно часто, то заблокировать перед было довольно сложно. На сухом асфальте. Никогда я не радовался дождю, как во время того теста – именно на мокрой дороге понял прелесть этой электронной штуки. Проверить эффективность зацепления, оценить ускорения, замедления – эти задачи, граничащие без АБС с неприятными дорожными ситуациями, тут оказались легко выполнимыми. Японцы редко предлагают эту «автомобильную» опцию, да и то обычно в качестве дополнительной комплектации. Поэтому ничего странного, что следующим у меня мотоциклом с АБС стал BMW. Не важно, какой – они все этой системой оборудованы. Оборудованы они кроме того и электроусилителем тормозов. И если «антиблокировка» не вносит в вождение никаких корректив, то усилитель вносит – и даже очень. Во-первых, к нему долго привыкаешь. И также долго отвыкаешь… Впрочем, это тема другой статьи.

Настоящим открытием стало для меня использование АБС на бездорожье. Ведь даже среди владельцев баварских мотоциклов существует распространённое мнение, что на оффроуде лучше эту опцию отключать, благо, все мотоциклы серии GS предусматривают такую возможность. Соглашусь лишь отчасти: да, в горах на каменистой дороге лучше лишиться функции антиблокировки – иначе может унести под откос. На размытой глине польза АБС невысока. Но во всех других случаях, а особенно на скоростном «грейдере» – просто супер! Жмёшь рычаг с педалью максимально, замедляешься адекватно, и никакого напряжения! Возможно, и даже скорее всего, без АБС можно замедлиться эффективнее. Но для этого надо не только хорошо уметь это делать (что само по себе не просто) но и существенно напрягаться. И не говорите, что этот комфорт не нужен на бездорожье.

Особенно же ценишь АБС в походе (конечно, не в тот момент, когда на приборке загорается лампочка о неисправности тормозной системы, предлагающая посетить авторизованный сервис). Просто меньше думая о возможности блокировки колёс, остаётся больше сил для того, чтобы смотреть по сторонам. Не для этого ли мы садимся на мотоцикл и едем далеко?

Предыдущая фотография Следующая фотография