Главная » Статьи » Мои статьи


Антиблокировочные системы

При всем разнообразии аббревиатур (ESP, DSC, TCS, ASR) системы активной безопасности имеют общего предка в лице АБС.

По ступеням эволюции прошагал Стас Панин.

Появление антиблокировочной системы (АБС) дало возможность оптимизировать торможение, что существенно повысило безопас­ность автомобиля. Расширение влияния электроники на процессы управления оказалось вопросом времени.

ПЕДАЛЬ В ПОЛ


Первой ступенью эволюции стала противобуксовочная система (ASR, TCS, TRC). Её задача - контроль тягового усилия на ведущих колесах и поддержание курсовой устойчиво­сти. В различных режимах движения колёса то и дело проскальзывают, то есть возникает расхождение между действительной скоростью и окружной скоростью колес. Особенно сильно это проявляется при ускорении (про­буксовка) и замедлении (блокировка). Величина проскальзывания напрямую влияет на сцепление с покрытием и передачу усилий ускорения, замед­ления и поворота. В условиях замед­ления при превышении определенного порога АБС начинает контролировать проскальзывание, а при ускорении на помощь приходит противобуксовоч­ная система (ПБС).

Современные ПБС могут воздей­ствовать на пробуксовку ведущих колес двумя способами: уменьшением кру­тящего момента двигателя и/или подтормаживанием проскальзывающего колеса. Для «удушения» двигателя есть несколько способов: уменьше­ние подачи топлива, изменение угла опережения зажигания, прикрытие дроссельной заслонки (при наличии электронного дросселя). ПБС только ставит задачу модулю управления двигателем - воздействие на тормоз­ную систему осуществляется ресур­сами АБС.



Конструктивно ПБС не что иное, как модернизированная АБС. Тормоз­ные системы современных автомобилей построены по двухконтурной диаго­нальной схеме. К антиблокировочной системе с восемью клапанами (по два на каждое колесо) добавлены два кла­пана управления тяговым усилием (по одному в каждом контуре). Ско­рость колес отслеживается датчиками АБС. При необходимости задейство­вать тормоза ПБС работает в тех же трех режимах, что и АБС: повышение, удержание и снижение давления. Кон­туры работают сходным образом.

ПАЛКИ В КОЛЁСА

У ПБС есть недостатки. В некоторых экстремальных ситуациях, когда спасти положение можно только резким нажатием на газ (например, чтобы вытащить переднепривод­ный автомобиль из заноса), ПБС не позволит сделать это. Однако отключать систему не стоит - пользы от нее больше, чем вреда.
Приведем пример действия системы при пробуксовке переднего правого колеса. С помощью насоса и клапанов давление повышается только в контуре буксующего колеса. Дополнительный клапан ПБС изо­лирует контур переднего правого и заднего левого колес от главного тормозного цилиндра, иначе рабочая жидкость уходила бы в цилиндр. Далее клапаны АБС разделяют кон­туры. При уменьшении пробуксовки изолируется суппорт, а насос отклю­чается. Если проскальзывание про­должает уменьшаться, давление сни­жается с помощью насоса и клапанов. При необходимости цикл повторяется.

У полноприводного автомобиля ПБС работает таким же образом, но допол­нительно может отправлять запрос в блок управления полным приводом на перераспределение крутящего момента по осям, чтобы уравнять про­скальзывание всех колес.

Пробуксовка ведущих колес опасна во многих ситуациях, особенно зимой. Все видели заднеприводные автомобили, которые поднимаются в горку чуть не боком. А при обыч­ном движении в повороте они могут сорваться в занос. Не лучше обстоят дела и с передним приводом. Для таких машин характерен снос при резком старте или прохождении поворота «на грани».

Движение по прямой тоже способно подкинуть сюрприз, если одна сторона машины окажется на льду. Страшно не само попадание на такой участок, а съезд с него: когда проскальзывающее колесо вновь обретет хорошее сцепление, машину может кинуть в сторону. Во всех подоб­ных ситуациях ПБС регулирует про­скальзывание ведущих колес.            
ИДЁМ ПОД РУКУ

Следующей ступенью эволюции стала система курсовой устойчивости, или система динамической стабилизации (ESP, DSC, VSC). Этот помощник спо­собен поддерживать заданное водите­лем направление движения в различных условиях. Там, где пасует ПБС, теми же средствами воздействия справится ESP.



При сносе или заносе ESP воз­действует на тормоза и/или крутя­щий момент двигателя в зависимо­сти от ситуации. Если автомобиль не вписывается в левый поворот, ESP подтормозит заднее левое колесо, создав дополнительный момент вращения. В случае возникновения заноса в этом же повороте электрон­ный помощник исправит ситуацию, придержав переднее правое колесо. Направленный вправо противодейству­ющий момент погасит занос. Система действует на упреждение, пресекая саму возможность неустойчи­вости. Часто водитель даже не ощущает стороннего вмешательства - лишь индикация системы дает понять, что он где-то ошибся.

АПГРЕЙД

Как же доработали АБС, чтобы полу­чить описанные возможности? В гидро­блок помимо двух клапанов ПБС доба­вили еще два для работы ESP. А саму машину оборудовали дополнительными датчиками. Гидроблок работает в трех режимах. Два клапана (по одному на каждый контур) стоят между глав­ным тормозным цилиндром и стороной всасывания насоса, чтобы пропустить достаточное количество тормозной жидкости при работе ESP. В остальном система работает подобно противобуксовочной, управляя давлением неза­висимо для каждого колеса. Расходные клапаны, показанные на схеме, служат для снижения гидравлического шума тормозной жидкости в случае больших перепадов давления. Они работают механически и иногда встречаются в базовых блоках АБС.

И УЖЕ ПРОХОДИЛИ

Функцию ESP в разных машинах можно отключить полностью либо частично, когда она отодвигает порог срабатывания. Но часто отключение вообще не предусмо­трено. Пожалуй, оно оправданно лишь во время гонок, контрава­рийного обучения и преодоления бездорожья. Во всех остальных случаях ESP окажется полезной даже для опытного водителя. Неисправности ESP - это в большинстве своем неисправ­ности обычной АБС. Конечно, возможны отказы дополнительных элементов, но чаще всего проблемы кроются в датчиках скорости колес.
Для определения курса автомобиля ESP использует датчик положения руля. Воздействующие на машину силы отслеживает комбинированный датчик, который оценивает величину поворота вокруг вертикальной оси и поперечные перегрузки. Также ESP определяет скорость - общую и каждого колеса в отдельности - с помощью датчиков АБС. При несоответствии параметров, когда, например, машина не вписыва­ется в вираж (руль повернут, а она дви­жется по прямой), система вмешивается в управление.

Датчик положения руля распола­гается на колонке в виде отдельного элемента либо его встраивают в ком­бинированный переключатель света. Существует несколько типов датчиков положения: с элементами Холла, маг­ниторезистивные и фотоэлектриче­ские (самые распространенные). Блок с несколькими фотоэлектрическими датчиками, состоящими из светодиодов и фототранзисторов, считывает диск с прорезями, который вращается вме­сте с рулем. При вращении диска свет диода воспринимается фототранзисто­ром. Простейший блок имеет две пары датчиков, сигналы которых сдвинуты друг относительно друга. На основа­нии разницы фаз рассчитываются угол и скорость поворота руля, а также ней­тральное положение.

Комбинированный сенсор опреде­ляет воздействующие на машину силы. Он включает в себя минимум два дат­чика, которые представляют собой раз­новидность акселерометра и работают как механически, так и электронным способом. Обычно это устройство рас­полагают под передним пассажирским сиденьем или центральной консолью. Оно очень чувствительно к ударам, при установке его следует точно выверять и затягивать с определенным уси­лием. Небрежность может сказаться на результатах и нарушить работу ESP.


ВЕРТИКАЛЬ ВЛАСТИ

В состав систем стабилизации иногда входит датчик давления тормозной жидкости. Он нужен системе помощи при экстренном торможении, когда водитель от испуга нажимает на педаль быстро, но недостаточно сильно. «Дожиматель» мгновенно создает мак­симальное давление в приводе. Такие устройства делятся на механические (функция конструктивно включена в вакуумный насос) и электронные (встроены в систему стабилизации).



В последнее время функции ESP дополняют помощью при спуске с горы или электронной имитацией блоки­ровки дифференциала. Работают они по схожему с описанным выше прин­ципу - оценивая силы, воздействующие на автомобиль, и корректируя тормо­зами скорость и направление движения.

С момента создания простейшей АБС до появления современных систем стабилизации прошло не так уж много времени, и прогресс в этом направле­нии продолжается. Но не стоит забы­вать, что даже самые изощренные элек­тронные помощники не способны отменить законы физики.


За рулём, 10, 2013


Категория: Мои статьи | Добавил: Редактор (05.10.2013)
Просмотров: 745 | Теги: антиблокировочная система | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0