La structure et le principe de fonctionnement du système ABS

L'ensemble de sécurité active des voitures modernes comprend divers assistants et systèmes qui permettent soit de prévenir une situation d'urgence, soit de minimiser les blessures humaines lors d'un accident.

Parmi ces éléments figure le système de freinage antiblocage. Ce que c'est? Comment fonctionne l'ABS moderne? Comment fonctionne l'ABS et comment conduire une voiture lorsque ce système est activé? Les réponses à ces questions peuvent être trouvées dans cette revue.

Qu'est-ce que le système de freinage antiblocage

Le système de freinage antiblocage désigne un ensemble d'éléments électro-hydrauliques qui sont installés dans le châssis de la voiture et sont associés à ses freins.

Il offre une meilleure adhérence sur la surface de la route, empêchant les roues de s'arrêter complètement lors du freinage sur des surfaces de route instables. Cela se produit souvent sur la glace ou sur des routes mouillées.

histoire

Ce développement a été présenté au public pour la première fois dans les années 1950. Cependant, cela ne peut pas être appelé un concept, car cette idée a été développée au début du XXe siècle. Ainsi, l'ingénieur J. Francis en 1908 a démontré le travail de son «régulateur», qui empêchait le patinage des roues dans le transport ferroviaire.

Un système similaire a été développé par le mécanicien et ingénieur G. Voisin. Il a tenté de créer un système de freinage pour les aéronefs qui régulait indépendamment l'effet hydraulique sur les éléments de freinage afin que les roues de l'aéronef ne glissent pas le long de la piste en raison du freinage. Il a mené des expériences avec des modifications de tels appareils dans les années 20.

Premiers systèmes

Bien entendu, comme dans le cas de tous les premiers développements de toute invention, le système qui empêche le blocage avait initialement une structure complexe et primitive. Ainsi, Gabriel Voisin susmentionné a utilisé un volant et une vanne hydraulique connectés à la conduite de frein dans ses créations.

Le système fonctionnait selon ce principe. Le volant était attaché à un tambour sur une roue et tournait avec lui. Lorsqu'il n'y a pas de dérapage, le tambour et le volant tournent à la même vitesse. Dès que la roue s'arrête, le tambour ralentit avec elle. En raison du fait que le volant continue de tourner, la soupape de la conduite hydraulique s'est légèrement ouverte, réduisant la force sur le tambour de frein.

Un tel système s'est avéré plus stable pour le véhicule, car en cas de dérapage, le conducteur applique instinctivement les freins encore plus, au lieu d'effectuer cette procédure en douceur. Ce développement a augmenté l'efficacité du freinage de 30%. Un autre résultat positif - moins de pneus éclatés et usés.

Cependant, le système a été reconnu grâce aux efforts de l'ingénieur allemand Karl Wessel. Son développement a été breveté en 1928. Malgré cela, l'installation n'a pas été utilisée dans le transport en raison de défauts importants dans sa conception.

Un système de freinage antidérapant vraiment fonctionnel a été utilisé dans l'aviation au début des années 50. Et en 1958, le kit Maxaret a été installé pour la première fois sur une moto. Le Royal Enfield Super Meteor était équipé d'un système de freinage antiblocage fonctionnel. Le système était surveillé par le Laboratoire routier. Des études ont montré que cet élément du système de freinage réduira considérablement les accidents de moto, dont la plupart se produisent précisément en raison d'un dérapage lorsque la roue est bloquée pendant le freinage. Malgré de tels indicateurs, le directeur en chef du département technique de la société de motos n'a pas approuvé la production de masse d'ABS.

Dans les voitures, un système anti-dérapant mécanique n'était utilisé que sur certains modèles. L'un d'eux est le Ford Zodiac. La raison de cette situation était la faible fiabilité de l'appareil. Seulement depuis les années 60. le système de freinage antiblocage électronique a trouvé sa place dans le célèbre avion Concorde.

Systèmes modernes

Le principe de la modification électronique a été adopté par un ingénieur du centre de recherche Fiat et nommé l'invention Antiskid. Le développement a été vendu à Bosch, après quoi il a été nommé ABS.

En 1971, le constructeur automobile Chrysler a introduit un système contrôlé par ordinateur complet et efficace. Un développement similaire avait été utilisé un an plus tôt par l'américain Ford dans son emblématique Lincoln Continental. Peu à peu, d'autres grands constructeurs automobiles ont également pris le relais. Au milieu des années 70, la plupart des véhicules à propulsion arrière étaient équipés de systèmes de freinage antiblocage électroniques sur les roues motrices, et certains étaient équipés d'une modification qui fonctionnait sur les quatre roues.

Depuis 1976, un développement similaire a commencé à être utilisé dans le transport de marchandises. En 1986, le système a été nommé EBS, car il fonctionnait entièrement sur l'électronique.

But du système de freinage antiblocage

Souvent, lors d'un freinage sur une surface instable (glace, neige roulée, eau sur l'asphalte), le conducteur observe une réaction complètement différente de celle attendue - au lieu de ralentir, le véhicule devient incontrôlable et ne s'arrête pas du tout. De plus, appuyer plus fort sur la pédale de frein n'aide pas.

Lorsque les freins sont appliqués brusquement, les roues sont bloquées et, en raison d'une mauvaise adhérence sur la piste, elles s'arrêtent simplement de tourner. Pour éviter que cet effet ne se produise, vous devez appliquer les freins en douceur, mais en cas d'urgence, le conducteur appuie de manière incontrôlable sur la pédale au sol. Certains professionnels sur des surfaces instables appuieront et relâcheront la pédale de frein plusieurs fois pour ralentir le véhicule. Grâce à cela, les roues ne sont pas bloquées et ne dérapent pas.

Aussi triste que cela puisse paraître, tout le monde ne parvient pas à maîtriser cette compétence, et certains ne jugent même pas nécessaire de le faire, mais achètent simplement des pneus professionnels coûteux avec une plus grande fiabilité de l'adhérence. Dans de tels cas, les fabricants équipent la plupart de leurs modèles d'un système de freinage antiblocage.

L'ABS vous permet de garder le contrôle sur la voiture en cas d'urgence, empêchant les roues de s'arrêter complètement lorsque le frein est appliqué.

Dispositif ABS

Le dispositif de l'ABS moderne comprend un petit nombre d'éléments. Cela consiste en:

• Capteur de rotation de roue. De tels appareils sont installés sur toutes les roues. L'unité de contrôle électronique analyse les paramètres provenant de chacun de ces capteurs. Sur la base des données reçues, l'ECU active / désactive indépendamment le système. Le plus souvent, ces dispositifs de suivi fonctionnent sur le principe d'un capteur à effet Hall;
• Unité de contrôle électronique. Sans cela, cela ne fonctionnera pas, car il faut des «cerveaux» pour collecter des informations et activer le système. Dans certaines voitures, chaque système a son propre calculateur, cependant, les fabricants installent souvent une unité qui traite tous les éléments du système de sécurité active (stabilité directionnelle, ABS, antipatinage, etc.);
• Appareils exécutifs. Dans la conception classique, ces éléments sont un bloc avec un ensemble de vannes, d'accumulateurs de pression, de pompes, etc. Parfois, dans la littérature technique, vous pouvez trouver le nom d'hydromodulateur, qui est appliqué à ces éléments.

Une caractéristique du système ABS est qu'il peut être connecté au système de freinage même pas de la voiture la plus récente. Le plus souvent, il s'agit d'un ensemble qui est simplement connecté à la conduite de frein et au système électrique de la machine.

Principe de fonctionnement ABS

Classiquement, le travail du système de freinage antiblocage est divisé en 3 étapes:

1. Verrouillage des roues - l'ECU envoie un signal pour activer le système;
2. Actionnement de l'actionneur - le bloc hydraulique modifie la pression dans le système, ce qui déverrouille les roues;
3. Désactivation du système lorsque la rotation des roues est rétablie.

Il convient de considérer que l'ensemble du processus est contrôlé par des algorithmes intégrés dans le logiciel de l'unité de contrôle. La fiabilité du système réside dans le fait qu'il se déclenche avant même que les roues ne perdent leur adhérence. Un analogue qui ne fonctionne que sur la base de données sur la rotation des roues aurait une structure et un principe de fonctionnement plus simples. Cependant, un tel système ne fonctionnerait pas mieux que les premiers modèles de Gabriel Voisin.

Pour cette raison, l'ABS ne répond pas aux changements de vitesse des roues, mais à la force de la pédale de frein. En d'autres termes, le système est déclenché à l'avance, comme pour avertir d'un possible dérapage, déterminant à la fois la vitesse de rotation des roues et la force d'appui sur la pédale. L'unité de commande calcule le glissement possible et active l'actionneur.

Le système fonctionne selon le principe suivant. Dès qu'une urgence survient (le conducteur a appuyé brusquement sur la pédale de frein, mais les roues ne sont pas encore bloquées), l'hydromodulateur reçoit un signal du boîtier de commande et ferme deux vannes (entrée et sortie). Cela stabilise la pression de la ligne.

L'actionneur fait alors pulser le liquide de frein. Dans ce mode, l'hydromodulateur peut soit fournir un démarrage lent de la roue, soit augmenter / diminuer indépendamment la pression du liquide de frein. Ces processus dépendent de la modification du système.

Lorsque l'ABS est déclenché, le conducteur le ressent immédiatement par la pulsation fréquente, qui est également transmise à la pédale. Que le système soit actif ou non, vous pouvez le savoir par la caresse sur le bouton d'activation. Le principe même de fonctionnement du système répète l'habileté des automobilistes expérimentés, mais il le fait beaucoup plus rapidement - environ 20 fois par seconde.

Types de systèmes de freinage antiblocage

Grâce à l'amélioration des systèmes de sécurité active, quatre variantes d'ABS peuvent être trouvées sur le marché des pièces automobiles:

• Canal unique. Le signal vers l'unité de contrôle et vers l'arrière est transmis simultanément via une seule ligne câblée. Le plus souvent, les voitures à traction avant en sont équipées, puis uniquement sur les roues motrices. Ce système fonctionne quelle que soit la roue bloquée. Cette modification a une vanne à l'entrée de l'hydromodulateur et une à la sortie. Il utilise également un capteur. Cette modification est la plus inefficace;
• Deux canaux. Dans de telles modifications, le système dit de bord est utilisé. Il contrôle le côté droit séparément de la gauche. Cette modification s'est avérée assez fiable, car en cas d'urgence, la voiture est portée sur le bord de la route. Dans ce cas, les roues des côtés droit et gauche sont sur des surfaces différentes, par conséquent, l'ABS doit également envoyer des signaux différents aux actionneurs;
• Trois canaux. Cette modification peut être appelée en toute sécurité un hybride du premier et du second. Dans un tel ABS, les plaquettes de frein arrière sont commandées par un seul canal, comme dans le premier cas, et les roues avant fonctionnent sur le principe d'un ABS embarqué;
• Quatre canaux. Il s'agit de la modification la plus efficace à ce jour. Il dispose d'un capteur individuel et d'un hydromodulateur pour chaque roue. Un ECU contrôle la rotation de chaque roue pour une traction maximale.

Modes de fonctionnement

Le fonctionnement d'un système ABS moderne peut être effectué selon trois modes:

1. Mode d'injection. C'est le mode standard, qui est utilisé dans toutes les variétés classiques du système de freinage. Dans un système de freinage antiblocage, la soupape d'échappement est fermée et la soupape d'admission est ouverte. De ce fait, lorsque la pédale de frein est enfoncée, le liquide commence à se déplacer dans le circuit, mettant en mouvement le cylindre de frein de chaque roue.
2. Mode maintien. Dans ce mode, la centrale détecte qu'une des roues décélère beaucoup plus vite que les autres. Pour éviter toute perte de contact avec la route, l'ABS bloque la soupape d'admission d'une ligne de roue particulière. Grâce à cela, il n'y a pas de force sur l'étrier, mais en même temps, les autres roues continuent de ralentir.
3. Mode de relâchement de la pression. Ce mode est activé si le précédent n'a pas pu faire face au blocage des roues qui en résulte. Dans ce cas, la vanne d'entrée de la ligne reste fermée, et la vanne de sortie, au contraire, s'ouvre pour relâcher la pression dans ce circuit.

L'efficacité du freinage lorsque le système ABS est activé dépend de l'efficacité avec laquelle il passe d'un mode à l'autre. Contrairement à un système de freinage standard, avec l'ABS activé, il n'est pas nécessaire d'appliquer les freins à plusieurs reprises pour empêcher les roues de perdre de l'adhérence. Dans ce cas, le conducteur doit appuyer à fond sur la pédale de frein. Le reste du travail sera effectué par le système lui-même.

Caractéristiques de la conduite d'une voiture avec ABS

Aussi fiable que soit le système de freinage d'une voiture, il n'élimine pas le besoin d'attention du conducteur. Le système de freinage antiblocage a ses propres caractéristiques. S'ils ne sont pas pris en compte, la voiture peut perdre sa stabilité. Voici les règles de base pour les urgences:

1. Si la voiture est équipée d'un ABS simple, pour qu'il soit activé, vous devez appuyer brusquement sur la pédale de frein. Certains modèles modernes sont équipés d'un assistant de freinage. Dans ce cas, la centrale détecte la possibilité de perte de traction et active cet assistant. Même avec une légère pression sur la pédale, le système est activé et augmente indépendamment la pression dans la conduite jusqu'au paramètre souhaité;
2. Comme déjà mentionné, lorsque le système est activé, la pédale de frein vibre. Un conducteur inexpérimenté pense immédiatement que quelque chose est arrivé à la voiture et décide de desserrer le frein;
3. Lorsque vous conduisez sur des pneus à crampons, il est préférable de désactiver l'ABS, car les crampons dans les pneus ont leur efficacité juste lorsque la roue est bloquée;
4. En conduisant sur de la neige, du sable, du gravier, etc. L'ABS est également plus inutile qu'utile. Le fait est qu'une roue bloquée devant elle recueille une petite bosse du matériau qui compose la route. Cela crée une résistance au glissement supplémentaire. Si la roue tourne, il n'y aura pas un tel effet;
5. De plus, le système ABS peut ne pas fonctionner correctement lors de la conduite rapide sur des surfaces inégales. Même avec un léger freinage, une roue en l'air s'arrêtera rapidement, ce qui incitera l'unité de commande à activer le dispositif lorsqu'il n'est pas nécessaire;
6. Si l'ABS est activé, les freins doivent également être utilisés pendant la manœuvre. Dans une voiture normale, cela ne fera que provoquer un dérapage ou un sous-virage. Cependant, la voiture avec ABS est plus disposée à écouter le volant lorsque le système antiblocage est actif.

Performances de freinage

Le système ABS raccourcit non seulement la distance d'arrêt, mais offre également un contrôle maximal sur le véhicule. Par rapport à une voiture non équipée de ce système, les véhicules avec ABS freineront certainement plus efficacement. Il n'a pas besoin d'être prouvé. En plus d'une distance de freinage plus courte dans une telle voiture, les pneus s'useront plus uniformément, car les forces de freinage sont réparties uniformément sur toutes les roues.

Ce système sera particulièrement apprécié des conducteurs qui roulent souvent sur des routes aux revêtements instables, par exemple lorsque l'asphalte est humide ou glissant. Bien qu'aucun système ne soit capable d'éliminer complètement toutes les erreurs, de protéger les conducteurs d'une urgence (personne n'a annulé l'attention et la prévoyance du conducteur), les freins ABS rendent le véhicule plus prévisible et maniable.

Compte tenu des performances de freinage élevées, de nombreux experts recommandent aux débutants de s'habituer à conduire des véhicules avec ABS, ce qui augmentera la sécurité sur la route. Bien sûr, si le conducteur enfreint les règles de dépassement et les limites de vitesse, le système ABS ne pourra pas empêcher les conséquences de telles violations. Par exemple, quelle que soit l'efficacité du système, il est inutile si le conducteur n'a pas hiverné sa voiture et continue de rouler avec des pneus été.

Fonctionnement ABS

Le système ABS moderne est considéré comme un système fiable et stable. Il peut fonctionner correctement pendant longtemps, mais il a encore besoin d'un fonctionnement correct et d'un entretien rapide. L'unité de contrôle tombe rarement en panne.

Mais si nous prenons des capteurs de rotation de roue, alors c'est l'endroit le plus vulnérable d'un tel système. La raison en est que le capteur détermine la vitesse de rotation de la roue, ce qui signifie qu'il doit être installé à proximité - sur le moyeu de la roue.

Lorsque la voiture roule dans de la boue, des flaques d'eau, du sable ou de la neige mouillée, le capteur devient très sale et peut tomber en panne rapidement ou donner des valeurs incorrectes, ce qui entraînera une instabilité du système. Si la batterie est faible ou si la tension du système de bord de la voiture est faible, l'unité de commande éteindra le système en raison d'une tension trop faible.

Si le système tombe en panne, la voiture ne perdra pas ses freins. Juste dans ce cas, le conducteur doit pouvoir ralentir sur une route instable à l'aide d'un système de freinage classique.

Performances ABS

Ainsi, le système ABS vous permet d'effectuer un freinage d'urgence de manière plus sûre et permet également d'effectuer des manœuvres avec la pédale de frein complètement enfoncée. Ces deux paramètres importants font de ce système une partie intégrante d'un véhicule équipé d'un système de sécurité active avancé.

La présence de l'ABS est facultative pour un automobiliste expérimenté. Mais un débutant doit acquérir de nombreuses compétences différentes au cours des deux premières années, il est donc préférable que la voiture d'un tel conducteur dispose de plusieurs systèmes qui fournissent un filet de sécurité.

Un conducteur expérimenté peut facilement (surtout s'il conduit sa voiture depuis de nombreuses années) être en mesure de contrôler le moment de patinage des roues en modifiant l'effort sur la pédale de frein. Mais même avec une longue expérience de conduite, un système multicanal peut rivaliser avec une telle compétence. La raison en est que le conducteur n'est pas en mesure de contrôler la force sur une roue individuelle, mais l'ABS le peut (un système monocanal fonctionne comme un conducteur expérimenté, modifiant la force sur toute la conduite de frein).

Mais le système ABS ne peut pas être considéré comme une panacée dans les situations d'urgence sur n'importe quelle route. Par exemple, si la voiture a dérapé sur le sable ou dans la neige meuble, au contraire, cela entraînera une augmentation de la distance de freinage. Sur une telle route, au contraire, bloquer les roues sera plus utile - elles s'enfoncent dans le sol, ce qui accélère le freinage. Pour que la voiture soit universelle sur tout type de surface de route, les fabricants de modèles de voitures modernes équipent leurs produits d'un ABS commutable.

Quels sont les défauts

Quant à la fiabilité du système de freinage antiblocage, c'est l'un des systèmes les plus fiables de la voiture. Ses éléments échouent rarement, et le plus souvent cela est dû à la violation des règles de fonctionnement et de maintenance. Toutes les pièces électroniques sont protégées de manière fiable contre les surcharges par des fusibles et des relais, de sorte que l'unité de contrôle ne tombe pas en panne.

Les dysfonctionnements du système les plus courants sont les défaillances des capteurs de roue, car ils sont situés dans des endroits où il est extrêmement difficile d'empêcher l'eau, la poussière ou la saleté de les pénétrer. Si le roulement du moyeu est trop lâche, les capteurs ne fonctionneront pas correctement.

D'autres problèmes sont déjà plus associés aux systèmes d'accompagnement de la voiture. Un exemple de ceci est la chute de tension dans le réseau électrique d'une machine. Dans ce cas, l'ABS sera désactivé en raison du relais activé. Le même problème peut être observé avec les surtensions dans le réseau.

Si le système de freinage antiblocage s'arrête de lui-même, ne paniquez pas - la voiture se comportera simplement comme si elle n'avait pas d'ABS.

La réparation et l'entretien du système de freinage d'une voiture avec ABS a ses propres caractéristiques. Par exemple, avant de changer le liquide de frein, contact coupé, appuyez sur le frein et relâchez-le plusieurs fois (environ 20 fois). Cela relâchera la pression dans l'accumulateur du corps de vanne. Pour savoir comment remplacer correctement le liquide de frein et purger le système, lisez dans un article séparé.

Le conducteur apprendra immédiatement le dysfonctionnement de l'ABS par le signal correspondant sur le tableau de bord. Si le témoin s'allume puis s'éteint, faites attention au contact des capteurs de roue. Très probablement, en raison de la perte de contact, l'unité de commande ne reçoit pas de signal de ces éléments et signale un dysfonctionnement.

Avantages et inconvénients du système

Inutile de parler beaucoup des avantages du système de freinage antiblocage, car son principal avantage est de stabiliser la voiture en cas de patinage des roues lors du freinage. Voici les avantages d'une voiture avec un tel système:

• Sous la pluie ou sur la glace (asphalte glissant), la voiture montre une grande stabilité et maniabilité;
• Lors d'une manœuvre, vous pouvez utiliser activement les freins pour une meilleure réponse de la direction;
• Sur des surfaces lisses, la distance de freinage est plus courte qu'une voiture sans ABS.

L'un des inconvénients du système est qu'il ne supporte pas bien les chaussées molles. Dans ce cas, la distance de freinage sera plus courte si les roues sont bloquées. Bien que les dernières modifications ABS prennent déjà en compte les caractéristiques du sol (le mode approprié est sélectionné sur le sélecteur de transmission), et s'adaptent à la situation routière donnée.

De plus, le principe de fonctionnement de l'ABS et ses avantages sont décrits dans la vidéo suivante:

Principes du travail sur l'APA

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A la fin du test, nous vous proposons une petite vidéo sur comment freiner sur une voiture avec et sans ABS :

Freinage avec ou sans ABS

Questions et réponses

Que signifie système de freinage antiblocage ? Il s'agit d'un système électronique qui empêche le blocage des roues lors du freinage en réduisant brièvement la pression du liquide de frein.

A quoi sert un système de freinage antiblocage ? Si les freins sont appliqués brusquement, les roues peuvent perdre de la traction et la voiture deviendra instable. L'ABS fournit un freinage par impulsion, permettant aux roues de maintenir la traction.

Comment fonctionne le système de freinage antiblocage ? L'électronique surveille le blocage et le patinage des roues. Grâce aux valves sur chaque étrier de frein, la pression TJ sur un piston particulier est régulée.

Comment freiner avec un système de freinage antiblocage ? Dans les voitures avec ABS, vous devez appuyer à fond sur la pédale et le système lui-même fournira un freinage par impulsion. Il n'est pas nécessaire d'appuyer/relâcher la pédale pendant le freinage.