«Электронные помощники» тормозов

Антиблокировочная система тормозов (ABS) привела в конструкцию автомобиля элементы, позволяющие контролировать скорость вращения каждого колеса (колесные датчики) и управлять скоростью их вращения (модулятор и гидронасос). Используя эти элементы, управляющие электронные системы в автомобиле стали расти, как грибы после дождя.

Совершенство тормозов
Давно было замечено, что при экстренном торможении водитель не всегда нажимает на педаль тормоза с усилием, обеспечивающим максимальную эффективность тормозов.

Появился «электронный помощник» экстренного торможения – Break Assist. При торможении управляющая система сопоставляет данные о скорости вращения колес с данными о силе и скорости нажатия педали тормоза, получаемые от датчика на педали.

В первых системах для усиления торможения использовался вакуумный усилитель. По команде управляющей системы, разрежение в вакуумном усилителе увеличивалось, обеспечивая увеличение тормозной силы на колесах.

Однако от такого принципа быстро отказались. Дело в том, что при увеличении разрежения диафрагма усилителя резко перемещалась вперед и педаль тормоза «проваливалась», пугая водителя.

Чтобы исключить этот недостаток, перешли к использованию модулятора и гидронасоса ABS, Теперь при быстром нажатии на педаль тормоза электроника сама увеличивает давление в тормозной системе до величины, обеспечивающей максимальную эффективность торможения.

Устойчивость автомобиля при торможении зависит от того, насколько равномерно тормозные силы распределяются между колесами. Колесо, нагрузка на которое меньше, всегда тормозится более эффективно и раньше блокируется. Нагрузка на колеса передней и задней оси существенно различается. Поэтому уже давно на легковых автомобилях применяются механические регуляторы тормозных сил, изменяющие давление в тормозах задних колес в зависимости от нагрузки.

Все вы наверняка слышали и читали, что тормозить в повороте, особенно на скользкой поверхности, не рекомендуется. Это тоже связано с различной нагрузкой на колеса.

При движении в повороте автомобиль всегда, в большей или меньшей степени, кренится. Нагрузка на колеса с наружной стороны поворота возрастает. Внутренние по отношению к повороту колеса, наоборот, разгружаются, иногда вплоть до полного отрыва от поверхности дороги. Разгруженные колеса тормозятся более эффективно. Разница в тормозных силах правых и левых колес создает крутящий момент, разворачивающий автомобиль внутрь поворота.

Следствием интенсивного торможения в повороте становится занос и неконтролируемое вращение автомобиля.

Система электронного распределения тормозных сил EBD (Electronic Break Distribution), как сказано в ее названии, равномерно распределяет тормозные силы по колесам в зависимости от нагрузки.

Датчики скорости колес фиксируют, когда менее нагруженные колеса приближаются к началу блокировки. «Электронные мозги» дают команду блоку управления снизить давление в магистрали разгруженных колес и увеличить давление для нагруженных.

Изменение усилия в рабочих цилиндрах тормозов выравнивает обороты колес и действующие тормозные силы. Практически, все колеса тормозятся одинаково. При торможении на прямой предотвращается преждевременное затормаживание задних колес, а в повороте исключается возможность появления разворачивающего момента.

Не буксовать!
Буксование ведущих колес может привести к тем же последствиям, что и блокировка при торможении. Колеса полностью или частично теряют сцепление с дорогой, и автомобиль становится неуправляемым. Если же пробуксовка передних ведущих колес происходит на повороте, автомобиль будет двигаться по касательной, не реагируя на поворот руля.

Первыми войну буксованию объявили спортсмены – на «формульных» болидах в 90-х годах прошлого века появилась система контроля тяги TCS (Traction Control System). С ростом мощности «гражданских» автомобилей TCS и здесь нашла широкое применение.

Поначалу работу системы ограничили снижением оборотов двигателя. Колесные датчики фиксировали начало буксования ведущих колес, а электроника давала команду системе управления двигателем снизить обороты. Снижение оборотов продолжалось до тех пор, пока не восстановится сцепление колес с дорогой.

На ровной горизонтальной дороге система работала исправно. Но при трогании на скользком подъеме появились проблемы. Для трогания на подъеме всегда нужна большая тяговая сила на колесах, чтобы преодолеть не только инерцию покоя автомобиля, но и силу тяжести, стремящуюся скатить автомобиль вниз. TCS при буксовании снижает обороты двигателя, но крутящего момента на малых оборотах не хватает, чтобы преодолеть сопротивление движению.

То же может произойти и при трогании в рыхлом снегу. Проявился и еще один недостаток – когда буксует только одно ведущее колесо, можно тронуться за счет тяги второго колеса, но TCS все равно сбрасывает обороты, практически препятствуя троганию.

Опять на помощь пришел блок управления ABS. При буксовании одного колеса дифференциал весь крутящий момент передает на вращающееся колесо. Второе колесо, имеющее сцепление с дорогой, остается неподвижным. Система TCS дает команду затормозить буксующее колесо. Дифференциал перестает работать и передает крутящий момент на оба колеса. Появляется возможность тронуться за счет тяговой силы колеса, сохраняющего сцепление с дорогой. Практически торможение буксующего колеса имитирует блокировку межколесного дифференциала.

Снижение оборотов двигателя происходит только тогда, когда буксуют оба ведущих колеса. Но в жизни, чаще всего на бездорожье или на дороге с низким коэффициентом сцепления, встречаются случаи, когда преодолеть какой–либо участок можно только с хода с частичной пробуксовкой колес. Поэтому практически на всех автомобилях TCS можно принудительно отключить.

В следующий раз поговорим об электронных системах, помогающих водителю на извилистых дорогах.

Ведущий рубрики «Автошкола»
Александр Смирнов