Представьте: машина идёт по заснеженной трассе. Снег лёг тонким слоем, под ним — ледяная корка, которую невозможно заметить заранее. Водитель видит поворот, инстинктивно давит на тормоз — и в этот момент педаль начинает характерно «пульсировать» под ногой. Так срабатывает антиблокировочная система. Колёса продолжают вращаться, машина сохраняет управляемость, и водитель спокойно удерживает траекторию, не превращая поворот в лотерею.

ABS не делает автомобиль неуязвимым и не сокращает тормозной путь в любых условиях. На рыхлом снегу или гравии она может работать иначе, чем ожидает водитель. Но именно эта система научила машины оставаться управляемыми даже в экстремальной ситуации и стала одним из ключевых элементов активной безопасности наряду с ремнями и подушками.

Как именно появилась ABS, почему её ранние версии были сырыми и что изменило внедрение электроники — разберём всё по порядку.

База: как работает современная ABS

Если вы знаете, как устроена современная антиблокировочная система, смело пролистывайте этот раздел — ничего нового вы здесь не найдете. Расскажем максимально просто, как в школе (просьба не кидаться в автора камнями). И по заветам Стивена Хокинга, вообще без формул.  

Начнем с основы: почему машина вообще едет по дороге? Всему виной — сила трения покоя. Она зависит: 

• от силы прижима — чем сильнее авто давит на дорогу, тем «сложнее» сдвинуть его с места.

• коэффициента трения — насколько хорошо шины сцепляются с поверхностью, в зависимости от площади контакта (рисунка протектора) и состояния дороги (сухой или мокрый асфальт, снег или лед).

Сила трения покоя — это и есть сила сцепления. Почему «покоя»? Потому что при чистом качении, то есть когда колесо не буксует, точка контакта шины с дорогой мгновенно неподвижна относительно покрытия. Машина движется благодаря крутящему моменту: двигатель через трансмиссию создаёт усилие на ободе колеса, и это усилие передаётся в пятно контакта. Там уже сила трения покоя «отталкивает» колесо от дороги и превращает момент в тягу, которая толкает автомобиль вперёд.

Когда сила сцепления и крутящий момент уравновешиваются, автомобиль движется как положено. Надавили на педаль газа сильнее — крутящий момент вырос. Если он не превышает силу сцепления, никакой пробуксовки не произойдет. 

Но стоит еще сильнее надавить на педаль газа, да еще и оказавшись на скользком покрытии с низким коэффициентом трения, произойдет «разбаланс»: крутящий момент может «сорвать» колеса, и случится проскальзывание — авто потеряет управление. 

Аналогичная ситуация с торможением: нажали на педаль тормоза, колодки прижались к дискам, и возникла тормозная сила. Если она не превышает силу трения покоя, все хорошо — колеса послушно замедляются. На льду же сила сцепления сильно уменьшается, в сравнении с сухим асфальтом. Возникший тормозной момент превышает силу сцепления, после чего колеса буквально блокируются, а автомобиль едет, как на лыжах. 

Как этого избежать? Нужно следить за тем, когда каждое отдельное колесо начинает вращаться заметно медленнее скорости автомобиля — это первый признак приближающейся блокировки. В этот момент тормозное давление на конкретное колесо нужно кратковременно снизить, чтобы оно снова восстановило сцепление с дорогой. После этого давление можно снова увеличить.

Максимально эффективно автомобиль тормозит именно тогда, когда колёса вращаются на грани блокировки, с минимальным проскальзыванием. Задача ABS — удерживать каждое колесо в этом узком диапазоне. Принцип работы выглядит так. 

1. На каждом колесе установлены датчики скорости вращения. Они передают контроллеру данные о том, насколько быстро вращается колесо и начинает ли оно замедляться слишком резко — признак блокировки.

2. Если контроллер «видит», что колесо вот-вот заблокируется, он подаёт сигнал управляющему клапану в гидравлическом блоке ABS уменьшить давление в тормозной магистрали этого колеса. Давление падает — колодки чуть отпускают диск. 

3. Как только колесо снова начинает свободно вращаться, сцепление с дорогой восстанавливается. Контроллер повышает давление обратно — но не до максимума, а постепенно, пока датчики снова не покажут состояние перед блокировкой. 

4. Этот цикл повторяется 10–15 раз в секунду. Такой частоты достаточно, чтобы система успевала реагировать на изменения сцепления буквально каждые несколько сантиметров дороги и корректировать усилие торможения.

Отсюда и характерная «пульсация» педали: водитель ощущает, как клапаны быстро увеличивают и уменьшают давление в контуре. ABS не сокращает тормозной путь «магически» — она помогает сохранить управляемость и тормозить максимально эффективно для текущего покрытия. Быстрее физического предела сцепления она остановить не может.

Сама система состоит из нескольких компонентов.

Датчики скорости. Используются индуктивные или магниторезистивные датчики, а также датчики на эффекте Холла. Чаще всего стоят на каждом колесе, но возможны и другие схемы. Например, у пикапов нередко применяется трёхканальная система: два датчика на передних колёсах и один — на задней оси.

Клапаны. Это основной исполнительный механизм ABS — именно через них система регулирует тормозное давление. Клапаны стоят внутри гидроблока (узла, который управляет гидравликой тормозов) и работают под управлением электромагнитов-соленоидов. Чаще всего это трёхпозиционные клапаны. Каждый может находиться в одном из трёх режимов:

• Подача давления. Клапан открыт, и давление от главного тормозного цилиндра напрямую передаётся к рабочему цилиндру тормозов. Колодки прижимаются сильнее.

• Удержание. Клапан закрыт. Давление в контуре остаётся постоянным, даже если водитель нажимает на педаль сильнее — тормозное усилие не растёт.

• Сброс давления. Клапан открывает выход в небольшой накопительный гидроаккумулятор. Давление падает, тормоза частично «отпускают» диск, и колесо снова получает сцепление с дорогой.

Насос. Быстро восстанавливает давление в контуре после его сброса. Именно благодаря насосу ABS может многократно повторять цикл «подать — удержать — сбросить» за доли секунды.

Контроллер (CAB). Получает данные от датчиков скорости, сравнивает реальную угловую скорость колёс с уставкой (порогом начала блокировки) и управляет клапанами по заданному алгоритму, обеспечивая оптимальное тормозное усилие.

Чтобы система надежно отработала, от водителя требуется только одно — сильно выжать педаль тормоза и удерживать руль. Дальше система все сделает сама. Но многие не готовы доверить свою жизнь автоматике и инстинктивно на скользком покрытии давят на педаль осторожно. 

Но у ABS есть важная особенность: чтобы она работала эффективно, водитель должен нажать на педаль достаточно сильно и резко. На практике многие инстинктивно «жалеют» тормоз, особенно на скользкой дороге — боятся заблокировать колёса или занести автомобиль. В результате ABS просто не получает того давления, при котором могла бы включиться вовремя.

Чтобы компенсировать этот человеческий фактор, в современных автомобилях появилась система экстренного торможения (EBA). Она анализирует скорость и силу нажатия педали, понимает момент, когда водитель фактически пытается выполнить аварийное торможение, но делает это недостаточно энергично. В таком случае EBA сама резко доводит давление в системе до оптимального уровня — и уже затем ABS вступает в работу в полном объёме.

Более подробно работа антиблокировочной системы описана в этом материале. 

Рождение: кто придумал концепцию ABS

Первые системы ABS, конечно, не имели никаких электронных блоков и датчиков скорости. И появились задолго до того, как их внедрили в автомобильной промышленности. 

ABS на железной дороге

Сначала проблему блокировки колёс попытались решить на железнодорожном транспорте — ещё в начале XX века. Толчком стала катастрофа на железной дороге в Арме (Великобритания), в которой важную роль сыграли несовершенные вакуумные тормоза. После трагедии был принят Regulation of Railways Act 1889, ужесточивший требования к безопасности, и вопрос надёжного торможения стал особенно актуальным.

Инженер из графства Суррей, Джеймс Эдвард Фрэнсис заметил: при определенных условиях, чем сильнее пытаешься остановить махину на рельсах, тем больший тормозной путь она проезжает. И может врезаться в поздно замеченное препятствие на путях. 

Фрэнсис предложил оригинальную систему (патент GB190807589A — к сожалению, иллюстраций не сохранилось), состоявшую из двух связанных центробежных регуляторов: один соединялся с осью ведущих колес, другой — с ведомой осью. Если проскальзывания не было, это означало, что скорости регуляторов равны. 

Но как только ведущие колёса начинали проскальзывать относительно ведомых, возникал разбаланс: регуляторы вращались с разной скоростью, и система тяги либо уменьшала подачу через клапан во впускном трубопроводе, либо включала дополнительное сопротивление в цепь электродвигателя. Это снижало мощность до тех пор, пока центробежные регуляторы снова не начинали вращаться синхронно. Простейший аналоговый регулятор.

Работа Фрэнсиса привела к тому, что Westinghouse Air Brake Company в 1930-х создали Decelostat — систему защиты от проскальзывания колес поездов. В основе лежал генератор постоянного тока, напряжение которого изменялось, в зависимости от ускорения или замедления ведущих колес при проскальзывании. Заряд накапливался в конденсаторе и разряжался через реле, размыкающее цепь питания катушки клапана сброса давления — тормоза чуть отпускались. 

ABS в авиации

Другой отраслью, где инженеры пытались решить проблему блокировки колес, стала авиация. При посадке и торможении в непогоду самолет мог легко «вылететь» за пределы ВПП, а из-за большого веса и скоростей шины испытывали колоссальные нагрузки и могли лопнуть при скольжении. И первым, кто попытался решить проблему, в 1920 году стал Габриэль Вуазен — французский пионер авиации. 

В его системе использовался маховик и клапан, «стравливающий» давление из главного цилиндра при блокировке колеса. Вуазен провел несколько испытаний и убедился, что эффективность торможения выросла на 30%. Однако массовым это решение не стало, а патентов и подробного описания не сохранилось.  

На самолетах Вуазена летал французский лейтенант Пьер Кайл. В 1925 году он, вдохновленный идеей авиаконструктора, предложил оригинальный способ антиблокировки для колесных транспортных средств, в том числе автомобилей. 

Система работала следующим образом: давление в барабанный тормоз нагнеталось гидравлическим насосом, работавшим от ступицы колеса. При движении жидкость непрерывно циркулировала по гидролинии через перепускной клапан. Как только нужно было затормозить, рычажный механизм перекрывал клапан: жидкость подавалась в тормозные цилиндры, прижимающие колодки к барабану — автомобиль замедлялся. 

Поскольку давление для работы тормоза создавалось насосом с приводом от колеса, его блокировка была невозможна — торможение прекращалось, когда колеса переставали вращаться. Поэтому Кайл предложил дополнительно установить обычные тормоза, которые активировались бы для парковки или удержания на подъеме. Из-за сложности реализации, система Пьера Кайла так и не была даже испытана.

Главным прорывом в авиационной промышленности стала система Dunlop Maxaret, разработанная в 1950-х годах и полностью механическая, которая во многом переняла идеи Вуазена. 

В ее основе лежало измерение относительной скорости двух вращающихся дисков. Система располагалась в ограниченном пространстве колеса основной опоры шасси. 

Один диск (барабан) был окружен резиновой оболочкой и «сцеплялся» с шиной изнутри. Другой диск представлял собой маховик, который соединялся с осью первого через обгонную муфту. Если скорость вращения колеса уменьшалась плавно, маховик послушно замедлялся с той же скоростью. Но при резкой блокировке, маховик по инерции продолжал вращаться через муфту, проскальзывая относительно барабана. 

Как только угол, на который маховик обгонял барабан, достигал 60˚, последний сдвигался вперед и нажимал на клапан. Через него давление стравливалось в гидроаккумулятор, и тормозное усилие уменьшалось. Как только барабан снова начинал вращаться и разгонял маховик до синхронной с ним скорости, клапан закрывался, и давление в системе снова возрастало. 

Частота срабатывания достигала 10 раз в секунду, на уровне современных ABS.

Система Dunlop Maxaret широко применялась на британских военных и гражданских самолётах и доказала свою эффективность: тормозной путь сокращался примерно на 30%, а число аварийных ситуаций заметно уменьшалось. Maxaret устанавливали на такие модели, как: 

• Handley Page Victor;

• English Electric Lightning;

• Avro Vulcan;

• Folland Gnat;

• Vickers Valiant.

И еще десятках других самолетов вплоть до 80-х годов. 

В 1964 году систему модернизировали: появилась электронная версия Maxaret. Общий принцип остался тем же, но при появлении разницы в скоростях двух дисков срабатывал кулачковый механизм, замыкавший контакты переключателя. Электрический сигнал подавался на катушку клапана: плунжер вакуумного усилителя перемещался в положение, при котором давление в системе уменьшалось. 

А тем временем, количество автомобилей стремительно росло. И компании-производители, видя распространение антиблокировочных систем в железнодорожной и авиационных отраслях (например, полностью электронная система появилась на самолетах «Конкорд» при его вводе в эксплуатацию в 1976 году), понимали: ABS можно и нужно внедрять уже сейчас для безопасности миллионов водителей.

Внедрение: ABS в автопроме

В 1958 году Дорожная исследовательская лаборатория Великобритании провела тесты с Maxaret, установленную на мотоцикл Royal Enfield Super Meteor. В сравнительных заездах — с системой и без неё — выяснилось, что при покрытии, где колёса обычно блокируются, тормозной путь с Maxaret был примерно на 45% короче. Однако директор Enfield не видел смысла удорожать и так недешевую технику и отказался от внедрения.  

Впервые ABS установили на серийный автомобиль Jensen FF — полноприводную версию Jensen Interceptor. Там использовали модификацию Maxaret с частично электронной схемой и контролем блокировки уже для всех четырёх колёс. Но коммерческого успеха система не принесла: с 1966 по 1971 год продали всего 320 машин.

 Причины: 

• Высокая цена — 15 000 долларов, что на 30% выше Interceptor без ABS.

• Правый руль — инженеры не смогли перенести руль на левую сторону из-за неудачной компоновки всех элементов, поэтому продажи ограничились только Великобританией. 

В то же время Chrysler обратился к Bendix — компании, первой разработавшей и внедрившей электронный впрыск топлива. Задача: создать антиблокировочную систему для модели Imperial — перерождение знаменитой серии. На разработку ушло несколько лет, и в 1971 году автомобиль поступил в продажу. Антиблокировочная система Bendix Sure-Brake предлагалась как опция. 

Система была частично механической, частично электронной и работала так же, как модернизированная Maxaret. Сигналы от четырех датчиков скорости поступали на блок управления, установленный в багажнике. Дальше он подавал импульсы с частотой 4 Гц на три вакуумных регулятора: два на передних колесах и один общий на задних. 

Imperial с системой Bendix действительно тормозил увереннее на скользкой дороге — это отмечали испытатели того времени. Но массовой модель так и не стала: за всё время выпустили лишь 11.5 тыс. экземпляров. При цене в 6 272 доллара (эквивалент более чем 50 000 долларов сегодня) автомобиль оказался слишком дорогим для рынка, и технология не получила широкого распространения. 

Стоимость опции Bendix была высокой — $351,5, или примерно $3000 по сегодняшним меркам. Добавьте к этому то, что водители не понимали ее ценность да еще и пугались ее шума (давление в гидролинии повышалось слишком резко, что сопровождалось характерным громким стуком раз в 4 секунды). В 1974 году от Bendix Sure-Brake отказались.

Но именно активная реклама Chrysler, рассказывающая о преимуществах антиблокировочной системы в конце 60-х годов, буквально спровоцировала разработку своих версий ABS и других производителей:

• Ford представил свою систему Sure-Track для Lincoln Continental Mark III и Ford Thunderbird в качестве опции.

• General Motors внедрила Trackmaster для задних колес в качестве опции сначала в Oldsmobile Toronado, а с 1972 года — во всех моделях. 

• Японская компания Denso с 1971 году устанавливала EAL (электронную антиблокировочную систему) на автомобили Nissan President.

У всех ранних попыток была одна и та же проблема: слишком сложно и слишком дорого. Механические узлы требовали ювелирной точности и регулярного обслуживания, а производители не видели, как внедрить такую конструкцию в массовые автомобили без резкого роста себестоимости. 

Однако «свет в конце туннеля» уже пробивался. В тогдашнем Daimler-Benz AG разрабатывали собственную систему ABS с середины 1960-х. В 1970 году Ханс Шеренберг, руководитель R&D, презентовал новинку журналистам на испытательном полигоне в Унтертюркхайме. 

Но на тот момент блок управления по-прежнему оставался сложным и достаточно дорогим аналоговым устройством. И инженеры Daimler-Benz понимали — будущее успеха ABS кроется в полностью цифровом модуле, который будет обрабатывать сигналы от датчиков скорости. 

За следующие 8 лет была разработана первая цифровая ABS второго поколения: использовались магниторезистивные датчики и электронный блок управления Teldix, и гидравлические компоненты Bosch.

В 1978 году систему официально продемонстрировали на том же полигоне в Унтертюркхайме. Два автомобиля Mercedes-Benz W116 разогнались на мокрой трассе: один с новой системой ABS, другой — без нее. Результаты убедительно показали: автомобиль не только быстрее тормозил, но и сохранял управляемость. Работала система Bosch бесшумно, а стоимость опции не превышала 100 долларов. 

Было продано 473 000 машин, и значительная часть из них уже оснащалась ABS. В 1980-х большинство крупных автопроизводителей предлагали антиблокировочную систему как дополнительную платную опцию — то есть покупатель мог установить её по желанию. А в 1985 году Ford Scorpio стал первым автомобилем, где электронная система Teves с ABS и EDS (электронной блокировкой дифференциала) вошла в стандартную комплектацию. К началу 1990-х её примеру последовали Mercedes-Benz, Lincoln, BMW и другие марки.

Наследие: ABS обязательна во многих странах 

ABS сейчас — не единственная система активной безопасности в современных автомобилях. И важно понимать её реальную задачу: ABS не создана для того, чтобы сокращать тормозной путь в любых условиях.

Её основная функция — предотвращать блокировку колёс и сохранять управляемость автомобиля, чтобы водитель мог объехать препятствие и удержать траекторию даже при резком торможении на скользкой поверхности.

Есть и другие системы. Например, мы уже рассказывали выше про EBA, помогающую «нерешительным» водителям сильнее вдавливать педаль тормоза и лучше отрабатывать ABS. А еще есть:

• EBD (электронная система распределения тормозных усилий) — также работает в связке с ABS и действует не только при экстренном торможении. EBD поочередно притормаживает колеса в определенном порядке, что повышает в целом устойчивость. 

• ESP (электронная система контроля устойчивости) — отслеживает положение рулевого колеса и потерю управляемости. Например, при сносе передних колес увеличивает тормозное усилие на заднем колесе и одновременно снижает обороты двигателя. 

Это лишь основные системы. С 2004 года антиблокировочными системами обязательно должны комплектоваться все новые автомобили в Европейском Союзе. А с 2012 года ABS совместно с ESP (электронным контролем устойчивости) стала обязательной и на территории США. В России в 2022 году на время отменили подобные требования из-за санкций, но с 1 января 2025 года ABS, ESP и системы пассивной безопасности вновь стали обязательными. 

Сколько же жизней реально спасла ABS с момента своего внедрения в автомобилях в конце 70-х годов? К сожалению, точные данные неизвестны. Большая часть современных исследований базируется на построении статистических моделей, основанных на опросах из серии: «Вам помогало? Сколько вам лет? Где произошел инцидент?».  

Но общую тенденцию можно проследить. Например, в этом исследовании авторы приходят к выводам, что с 1995 по 2007 годы на 13% снизилось количество смертельных аварий с пешеходами, и на 12% — столкновения с другими транспортными средствами на мокрых дорогах. 

В другом исследовании среди водителей Великобритании отмечалось, что владельцы автомобилей с ABS подавали страховые заявления о ДТП примерно на 10% реже, чем те, у кого этой системы нет. Но такая разница почти наверняка объясняется не самой ABS. Автомобили без антиблокировочной системы, как правило, значительно старше, и потому чаще оказываются в авариях — из-за износа техники, худшей пассивной безопасности, слабого обслуживания и множества других сопутствующих факторов. 

Одно можно сказать точно: ABS стала первой по-настоящему электронной системой безопасности, которая показала автопрому, куда двигаться дальше. До неё инженерная мысль крутилась вокруг вопроса «как усилить железо», а после — вокруг «как сделать так, чтобы машина помогла водителю вовремя». На этом фундаменте и выросли все современные ассистенты — от стабилизации до трекшена.

И тот факт, что сегодня ABS обязательна почти везде, — не формальность. Это означает, что система прошла через годы статистики, краш-тестов, разных шин, разных дорог, разных водителей — и доказала свою эффективность в реальном мире, а не в рекламном буклете.

НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:

-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS