ABS для мотоцикла: как это работает и почему это важно
АБС – антиблокировочная тормозная система – когда-то была дорогой и эксклюзивной технологией и устанавливалась только на автомобили премиум-класса. Сейчас АБС широко применяется на автомобилях и двухколесных транспортных средствах. Антиблокировочная система позволяет быстро затормозить на скользкой дороге или в чрезвычайной ситуации. Она предоставляет водителю больше контроля, поэтому обеспечивает большую безопасность во время движения.
Как работает АБС
Специальные датчики постоянно отслеживают скорость вращения колес мотоцикла. Обнаружив вероятность блокировки, комплект гидравлических клапанов регулирует тормозное давление, предотвращает блокировку колес и позволяет им вращаться путем прерывистого нажатия тормоза с высокой частотой. Это предотвращает потерю сцепления и управления.
В чем отличия АБС в мотоцикле и автомобиле
АБС в автомобилях и мотоциклах работает по одному и тому же принципу. Однако для автомобиля отсутствие АБС некритично: блокировка колеса приводит к скольжению транспортного средства и потере управления лишь до некоторой степени — машина все еще будет сохранять равновесие. А вот если колесо — особенно переднее — заблокируется на мотоцикле, это может привести к полной потере рулевого управления и падению.
На большинстве современных автомобилей АБС установлена для всех четырех колес. На мотоциклах АБС может устанавливаться как для обоих колес, так и только для переднего.
Увеличивает ли АБС тормозной путь
Нет. Напротив, практические технические эксперименты доказали, что АБС уменьшает тормозной путь покрышки получают постоянное сцепление с дорогой. Скорость снижается более эффективно, чем в заносе, где шины за сцепление сражаются. Однако наиболее важное преимущество наличия системы АБС — контроль и возможность маневра в случае экстренного торможения, особенно в случаях, когда сцепление с дорогой недостаточное. Мотоцикл, оснащенный АБС, с большей вероятностью остановится на прямой линии и сбросит скорость под контролем водителя. На мотоцикле без АБС при экстренном торможении заблокируются колеса, байк потеряет сцепление с дорогой и лишит водителя любой возможности рулевого управления, что может стать причиной аварии.
ABS за и против
Умение правильно тормозить на мотоцикле – намного важнее умения открутить ручку газа. Разогнаться по прямой может каждый – но каждый ли сможет вовремя и правильно остановиться перед внезапно возникшим препятствием? Большинство мотоциклистов никогда не отрабатывали на площадках технику торможения, и в экстренной ситуации в панике хватаются за тормоза, вызывая блокировку колеса и падение байка.
Что такое ABS на мотоцикле?
Помимо тормозных дисков (или барабанов), тормозных машинок с колодками, шлангов и рычагов система с АБС оснащена особым датчиком, который следит за давлением тормозухи, и ее распределением. Если компьютеру «не нравится», как тормозит пилот, срабатывает сброс давления, что позволяет колесу прокручиваться снова. Такие циклы могут достигать 10 раз в секунду. Это хорошо ощущается в момент торможения как резкое подергивание байка, кратковременные толчки в руль. Только, в отличие от электроники, ни один мотоциклист не сможет десять раз за секунду поджать и отпустить тормоза, чтобы достичь такого же эффекта.
Правда ли, что с АБС мотоцикл тормозит дольше?
Одним из аргументов «против» ABS является то, что правильное контролируемое торможение без антиблокировочной системы оказывается на несколько метров эффективнее, чем с ней. Да, это действительно так.
Но стоит понимать, что все эксперименты такого плана проводятся на идеально ровном сухом асфальте, не в экстренной ситуации, а байк при этом управляется опытным пилотом, навыки торможения которого отточены до вершины мастерства. В реальной обстановке на дороге помните о двух вещах:
Для новичка лучше брать мот без ABS, чтобы он научился правильно тормозить
Это одно из самых опасных заблуждений в мотомире. Большинство мотоциклистов могут всю жизнь ездить и ни разу не попасть в экстренную ситуацию. Они не отрабатывают свои навыки на площадке, не проходят курсы продвинутых мотошкол. Но достаточно будет одного внезапно возникшего препятствия, чтобы произошло серьезное падение. И вот в этой ситуации АБС как раз спасла бы.
Если новичок хочет просто путешествовать, ездит спокойно, не нарушает, следит за дорожной обстановкой и предугадывает развитие событий – он может с самого начала начинать ездить на байке с антиблокировкой. Главное во время езды на байке с АБС ездить так, словно ее нет. Помните, что если она не срабатывает при торможении – значит, вы все делаете правильно. В таком случае, наличие Anti-Lock Brake System станет просто вашей страховкой.
Но если вы хотите ездить без ABS – то вы просто обязаны приложить все усилия, чтобы научиться правильно тормозить на мотоцикле. Иногда можно двадцать лет проездить, и потом понять – что все эти двадцать лет вы ездили неправильно. И страховки в экстренной ситуации у вас не будет.
Почему же тогда до сих пор ABS не ставят на все мотоциклы?
Если все так радужно и идеально, напрашивается логический вопрос – почему тогда производители до сих пор не оснастили все свои модели антиблокировочной системой? На это влияет несколько факторов:
Подводя итоги, можно сказать, что главным аргументом «против» ABS является ее высокая цена и сложность в обслуживании. Если тормозную жидкость в обычной системе можно поменять просто в поле «на коленке», то в случае с Anti-Lock Brake System придется искать специализирующийся на этом мото-сервис.
А вот именно в плане безопасности езды по дорогам общего пользования никаких недостатков у нее нет, одни сплошные «за».
Как работают тормоза ABS на мотоцикле
Объясняем работу антиблокировочной тормозной системы
Когда шины автомобиля блокируются, автомобиль скользит. Когда сносит переднее или заднее колесо мотоцикла, вы можете упасть. К счастью, есть технология для предотвращения незапланированных скольжений, которая позволяет останавливаться быстро и безопасно, даже когда дорога мокрая или грязная. И вот как она работает. На мотоцикле без ABS главный тормозной цилиндр сообщает давление напрямую тормозному суппорту. На мотоцикле с ABS жидкость движется от главного тормозного цилиндра к насосу ABS, а уже затем – к суппортам. Компьютер ABS, обычно расположенный на насосе, отслеживает давление в тормозной системе и скорость вращения переднего и заднего колес – для этого используются стационарные датчики на вилке и маятнике, а также перфорированные кольца на ступицах (так называемая «гребенка»). Когда компьютер ABS видит разницу в скорости вращения колес, которую он воспринимает как снос или скорую блокировку, он открывает электромагнитные клапаны в насосе ABS и тем самым снижает давление в тормозном контуре, таким образом восстанавливая сцепление колеса с покрытием.
Тормоза ABS на мотоциклах дебютировали в конце восьмидесятых, и до начала двухтысячных большинство систем были довольно топорными, вмешивались в торможение несвоевременно и грубо. К тому же они весили порядочно и дорого стоили. Опыт использования старых ABS является причиной того, почему многие райдеры по-прежнему думают, что ABS – отстой. Но, как и смартфоны, аккумуляторы и фильтры Snapchat, за последние годы антиблокировочные системы прошли долгий путь.
В наши дни ABS работает гораздо мягче и изящнее, даже базовые системы, которые устанавливаются на мотоциклы для начинающих. И вот в чем дело – ABS развилась до такой степени, что теперь у нас два уровня технологии. Есть базовая система безопасности, схожая с той, что я описал выше. Ее предназначение – удержать вас от падения при торможении на прямой. И есть продвинутые системы, более навороченные и ориентированные на гоночный трек или бездорожье. Зачастую они регулируемые и оперируют бо́льшим количеством данных, что позволяет добиться более точного отклика и тем самым позволить вам ездить быстрее и безопаснее.
Ducati Cornering ABS – хороший пример топовой ABS. Помимо датчиков скорости вращения колес и давления в тормозной системе, ABS на Scrambler 1100 полагается на данные от инерционного измерительного устройства (IMU), которое отслеживает угол наклона мотоцикла. Используя эту информацию, компьютер ABS может вмешаться в торможение раньше и мягче, с учетом сниженного сцепления и стабильности, присущих байку в наклоне. Информация от IMU и других устройств позволяет реализовать трековые настройки – чтобы дрифтовать или отрывать заднее колесо от земли, – а также различные режимы ABS для бездорожья, когда заднее колесо можно заблокировать, не отключая ABS на переднем.
Впечатляет, правда? Конечно, но вы наверняка все еще раздумываете, нужна ли вам ABS. Если вы ездите по дорогам, то ABS обязательна. Конечно, опытный райдер в идеальных условиях тормозит лучше, чем позволяют базовые антиблокировочные системы. Но дело не в том, как сильно вы можете тормозить, когда вы готовы к испытаниям, а дорога сухая и чистая, а в том, насколько безопасно можно замедлиться или остановиться, когда идет дождь, асфальт грязный, шины холодные, а впереди вдруг кто-то выскочил. ABS предназначена для экстренного торможения – она добавляет уверенности, когда знаешь, что в плохой ситуации можно давить на рычаг изо всей силы и дать ABS балансировать на грани, а самому сосредоточиться на маневрировании.
Как установить абс на мотоцикл
Умение правильно тормозить на мотоцикле – намного важнее умения открутить ручку газа. Разогнаться по прямой может каждый – но каждый ли сможет вовремя и правильно остановиться перед внезапно возникшим препятствием? Большинство мотоциклистов никогда не отрабатывали на площадках технику торможения, и в экстренной ситуации в панике хватаются за тормоза, вызывая блокировку колеса и падение байка.
Что такое ABS на мотоцикле?
ABS — Anti-Lock Brake System – либо, простыми словами, антиблокировочная система ставится как на японские мотоциклы так и на байки из США и Европы. Это сложный механизм, срабатывающий при резком торможении, когда возникает риск заблокировать колеса.
Помимо тормозных дисков (или барабанов), тормозных машинок с колодками, шлангов и рычагов система с АБС оснащена особым датчиком, который следит за давлением тормозухи, и ее распределением. Если компьютеру «не нравится», как тормозит пилот, срабатывает сброс давления, что позволяет колесу прокручиваться снова. Такие циклы могут достигать 10 раз в секунду. Это хорошо ощущается в момент торможения как резкое подергивание байка, кратковременные толчки в руль. Только, в отличие от электроники, ни один мотоциклист не сможет десять раз за секунду поджать и отпустить тормоза, чтобы достичь такого же эффекта.
Стоимость, внешний вид и вес
Есть еще одна причина, почему система ABS не так распространена среди мотоциклов. Речь идет о цене. Да, конечно сегодня себестоимость системы ABS намного ниже, чем когда она впервые появилась в автомире. Но, тем не менее, все равно при оснащении антиблокировочной тормозной системой ABS любого транспорта неизбежно ведет к увеличению его себестоимости.
Также система ABS добавляет любому авто или мото транспорту вес. Кроме того, различные системы ABS неизбежно нагромождают мотоцикл, что портит его эстетику (внешний дизайн).
Хотя конечно система ABS во многом и не портит внешний вид, но, тем не менее, для многих мотоциклистов важен минимализм и проста дизайна. Причем для некоторых байкеров стиль байка важнее любых технологий.
Именно поэтому компания Harley Davidson долго не оснащала свои байки системой ABS, поскольку многие поклонники этих мотоциклов думали, что система ABS будет портить внешний вид байков.
Кстати, многие мотоциклы Harley Davidson до сих пор предлагаются без системы ABS. Для многих моделей ABS доступна только в качестве доп. опции.
Правда ли, что с АБС мотоцикл тормозит дольше?
Одним из аргументов «против» ABS является то, что правильное контролируемое торможение без антиблокировочной системы оказывается на несколько метров эффективнее, чем с ней. Да, это действительно так.
Но стоит понимать, что все эксперименты такого плана проводятся на идеально ровном сухом асфальте, не в экстренной ситуации, а байк при этом управляется опытным пилотом, навыки торможения которого отточены до вершины мастерства. В реальной обстановке на дороге помните о двух вещах:
Размер имеет значение
Одна из причин, почему у многих современных мотоциклов нет ABS, – это его размер.
Например, в 2012 году Европейская комиссия приняла закон, в соответствии с которым все новые мотоциклы объемом двигателя свыше 125 куб.см. проданные с 1 января 2021 года должны оснащаться системой ABS.
Обратите внимание, что все мотобайки с объемом мотора менее 125 куб.см. не должны оснащаться подобной тормозной системой
Это означает, что производители могут не оснащать маленькие, легкие и не очень мощные скоростные мотоциклы системой ABS в обязательном порядке. Под эту категорию, как правило, подходят вседорожные мотоциклы, скутеры, мопеды и другие легкие и недорогие мотобайки. Для производителя мототехники на самом деле не выгодно оснащать подобную категорию мотобайков /мототехники системой ABS, поскольку это, во-первых приведет к увеличению массы, а во-вторых приведет к увеличению себестоимости продукции, что уменьшает автоматически выгоду компании производителя.
Для новичка лучше брать мот без ABS, чтобы он научился правильно тормозить
Это одно из самых опасных заблуждений в мотомире. Большинство мотоциклистов могут всю жизнь ездить и ни разу не попасть в экстренную ситуацию. Они не отрабатывают свои навыки на площадке, не проходят курсы продвинутых мотошкол. Но достаточно будет одного внезапно возникшего препятствия, чтобы произошло серьезное падение. И вот в этой ситуации АБС как раз спасла бы.
Если новичок хочет просто путешествовать, ездит спокойно, не нарушает, следит за дорожной обстановкой и предугадывает развитие событий – он может с самого начала начинать ездить на байке с антиблокировкой. Главное во время езды на байке с АБС ездить так, словно ее нет. Помните, что если она не срабатывает при торможении – значит, вы все делаете правильно. В таком случае, наличие Anti-Lock Brake System станет просто вашей страховкой.
Но если вы хотите ездить без ABS – то вы просто обязаны приложить все усилия, чтобы научиться правильно тормозить на мотоцикле. Иногда можно двадцать лет проездить, и потом понять – что все эти двадцать лет вы ездили неправильно. И страховки в экстренной ситуации у вас не будет.
Торможение с АБС – ключевые особенности техники на мотоцикле
Регулярная тренировка экстренного торможения на площадке актуальна и для мотоциклов, оборудованных системой ABS.
Есть две основные точки зрения:
Почему же тогда до сих пор ABS не ставят на все мотоциклы?
Если все так радужно и идеально, напрашивается логический вопрос – почему тогда производители до сих пор не оснастили все свои модели антиблокировочной системой? На это влияет несколько факторов:
Подводя итоги, можно сказать, что главным аргументом «против» ABS является ее высокая цена и сложность в обслуживании. Если тормозную жидкость в обычной системе можно поменять просто в поле «на коленке», то в случае с Anti-Lock Brake System придется искать специализирующийся на этом мото-сервис.
А вот именно в плане безопасности езды по дорогам общего пользования никаких недостатков у нее нет, одни сплошные «за».
Доводы за АБС на мотоцикле
Принцип действия
Наглядный принцип действия
Коэффициент трения скольжения значительно ниже коэффициента трения покоя. Особенно когда от активного торможения резина начинает плавиться, гореть и крошиться. Поэтому длина тормозного пути с заблокированными колесами всегда будет больше, чем длина тормозного пути с еще вращающимися колесами. При этом тормоза обеспечивают усилие чуть меньше того, что требуется для полной блокировки колеса. При достаточном опыте водитель способен чувствовать это усилие сам, и если колеса заблокировались он немного ослабляет нажатие на педаль тормоза. Не профессионалам помогает система ABS, которая следит за вращением колес и в случае их блокировки слегка уменьшает давление в тормозной системе, чтобы дать колесу провернуться, а затем вновь увеличивает силу сжатия. Таким образом достигается прерывистое торможение, близкое к идеальному в плане интенсивности, и плюс дающее возможность корректировки курса транспортного средства в условиях экстремального торможения.
В итоге, при экстренном торможении на сухом асфальте ABS увеличивает длину тормозного пути, но дает возможность корректировки траектории транспортного средства.
Как выглядит abs на мотоцикле
После долгого перерыва продолжаем серию технического ликбеза по электронным системам современных мотоциклов. И конечно же, на этот раз речь пойдет о системах, неизменно вызывающих большой интерес публики, а именно о электронных системах, которые позволяют мотоциклисту лучше проходить повороты.
Его величество Угловой АБС, ну и до кучи все остальное, что работает в поворотах, и часто за этот самый угловой АБС и принимаемое.
Как это ни странно, несмотря на всю магию, разговор на этот раз будет довольно короткий, потому что тема не такая уж и сложная и обширная, если не вдаваться в технические и профессиональные детали, совершенно здесь не интересные.
Итак, приступим. Для начала капелька теории.
Вся эта техномагия, которую мы постоянно наблюдаем вокруг, всякие там автопилоты на самолетах, АБС, системы курсовой устойчивости на авто, дроны, роботы на заводах, ракеты, и вообще все не движется равномерно и прямолинейно – все это результат работы ТАУ, то есть Теории Автоматического Управления. Сия теория, состоящая в основном из довольно нехитрой математики, как раз и описывает методы управления разной автоматикой, и является одним из столпов нашей весьма техногенной и автоматизированной цивилизации.
Естественно, решение о том, каким должен быть управляющий сигнал, принимается не произвольно, а на основании различного рода данных.
Главными из которых являются тоже сигналы, только не управляющие, исходящие из системы управления, а входящие в нее сигналы из внешнего мира. Это тоже математические величины, простые или сложные, как правило полученные с разного рода датчиков.
То есть система управления, если очень грубо, это такая черная коробка, в которую входят разные сигналы, а из нее выходит сигнал управления, или может быть даже не один, который формируется как раз на основе этих самых входящих сигналов. Так вот, бывают ситуации, когда сигнал управления начинает напрямую, или каким-то косвенным образом попадать обратно на вход системы управления. Такие ситуации бывают очень часто, и называются они Обратная Связь, или ОС.
ОС — это столп ТАУ, ее главный элемент, и вообще именно то, что заставляет крутиться очень многие шестеренки и колесики этого мира. ОС везде, в вашей голове (и заставляет эту голову думать и учиться), в электронике, в компьютере миллионы ОС, в любых системах управления, вообще везде. ОС может вызывать хаос, а так же ОС может вызвать полное спокойствие, в зависимости от своего знака.
Когда выходной сигнал поступает на вход системы с обратным знаком, это называется Отрицательной ОС, и такая ОС является основой любой стабилизации. Отрицательная ОС старается погасить колебания входного сигнала, при помощи воздействия на него выходным сигналом. Именно такая ОС нас и интересует, и именно такая ОС как правило и применяется.
В некоторых случаях IMU также содержит3-х осевой магнетометр, проще говоря, трехмерный компас.
Гироскопы в составе IMU нужны для того, для чего всегда и используются гироскопы – для того, чтобы определять угловые перемещения объекта относительно инерциальной системы координат.
Акселерометры – для того, чтобы определять линейные ускорения этого же объекта относительно той же самой инерциальной системы координат.
А вычислитель нужен для того, чтобы из всей этой каши получить полезный сигнал, ну или даже много полезных сигналов, в разных видах. И самый главный из этих сигналов – истинная вертикаль, то есть вектор, который указывает из центра прибора в центр земли. Эта же информация может быть представлена не только в виде вектора, но и в виде набора кватернионов, задающих текущее положение вертикали прибора относительно этой самой истинной вертикали.
Я не буду расписывать математику, которая для всего этого нужна, скажу только, что в основе подобных вычислений как правило лежит калмановская фильтрация. Которая к тому же использует сигнал магнетометра для того, чтобы частично компенсировать дрифт гироскопа, особенно заметный при околонулевых угловых скоростях. Особо продвинутые IMU могут также использовать сигнал GPS, для постоянной калибровки и сброса постоянно накапливающихся ошибок интеграции. Впрочем, мотоциклам это не свойственно, да и пока что не нужно.
Итак, что мы можем получить от IMU? Самое главное – текущую ориентацию в пространстве относительно истинной вертикали, а также все наши угловые и линейные скорости и ускорения, как в собственной системе координат движущегося мотоцикла, так и в инерциальной системе координат, которая считается неподвижной. В авиационных терминах (а все это пришло из авиации), это крен, тангаж, рысканье, а также их первые и вторые производные.
С небольшой, конечно, точностью, недостаточной для решения навигационных задач, но зато с приличным быстродействием (под сотню герц), и довольно неплохим разрешением в пределах десяти угловых минут. С этим уже вполне можно работать.
И с недавних пор эти самые IMU стали довольно массово появляться на мотоциклах. Как правило они располагаются около ЦМ мотоцикла (примерно под вашей задницей), иногда являются частью какой-то другой системы, типа той же АБС, а иногда представляют собой совершенно самостоятельное устройство. Микромеханические IMU недороги (около сотни долларов), легки (десятки или максимум сотни грамм) и невелики (не больше спичечного коробка, как правило). IMU подключается к общей информационной шине, и может передавать свои данные в другие системы, чем, собственно, и занимается на постоянной основе (а не только в поворотах).
Так вот, к чему это все.
А к тому, что дальше все совсем просто. Все эти угловые АБС, и прочие системы, работающие на стабилизацию мотоцикла в повороте – это всего лишь включение данных IMU в контур обратной связи той или иной управляющей системы мотоцикла. Если это АБС – то получится угловая АБС, которая будет не только выравнивать скорость колес при торможении, но и еще управлять торможением таким образом чтобы стабилизировать мотоцикл в повороте. Если это система управления двигателем, то она будет регулировать газ для достижения точно такого же результата. Если это полуактивная подвеска, то она будет регулировать жесткость передней или задней подвески. Если бы у мотоцикла бы усилитель руля, он мог бы еще и подруливать. И так далее, и так далее, вплоть до испытываемых BMW маленьких реактивных двигателей на сжатом воздухе.
То есть, все эти системы – просто активные стабилизаторы. А стабилизировать они могут разные вещи.
И все это вполне можно совмещать, как между собой, так и с обычной работой электронных систем типа АБС.
И да, вы все правильно поняли. Все это работает точно так же, и основано на тех же принципах, что и давно применяемые в автомобилях системы курсовой устойчивости. Естественно, с поправкой на то, что в мотоцикле делается упор на стабилизацию несколько других физических величин, из-за другой геометрии самого мотоцикла.
Разница угловой АБС и обычной АБС весьма простая и не очень значительная. Для обычной АБС ошибкой, которую она пытается устранить, является разность в скорости вращения переднего и заднего колеса. А в угловой АБС, если грубо, этой ошибкой также считается угловая скорость мотоцила (скорость наклона). Устраняются они одним и тем же способом — регулированием тормозного усилия на переднем или заднем тормозе.
На деле все несколько сложнее, конечно, но большинство этих сложностей нужны для того, чтобы система хорошо работала в разных условиях.
Можно ли применять данные IMU для чего-то еще, а не только для стабилизации в поворотах? Конечно же можно. Например – для управления полуактивной подвеской, стабилизируя линейные и угловые перемещения мотоцикла. Или для антивилли. Или даже для управляемого вилли. Или стоппи.
Можно даже для того, чтобы вовремя надуть эйрбэг, но как правило для этого применяются отдельные датчики, более быстродействующие и менее точные.
Собственно, краткий ликбез на этом кончается, как видите тема действительно довольно простая, есл не вдаваться в детали. Если что забыл – отвечу в комментариях.