Без эффективной тормозной системы, автомобиль превращается не просто в средство повышенной опасности, а средство неконтролируемой чрезвычайной ситуации. Десятилетия эксплуатации автомобилей, развитие электроники и компьютерной техники, позволили конструкторам создать системы, помогающие водителям эффективно управлять своим автомобилем и избегать дорожно-транспортных происшествий. В этой статье мы расскажем о некоторых популярных тормозных системах, получивших широкое распространение.
Система ABS
При возникновении неожиданного препятствия или при других обстоятельствах, автомобилисты, как правило, инстинктивно изо всей силы давят на педаль тормоза, чтобы остановить машину. Но если автомобиль не оборудован никакими «умными» тормозными системами, то мы получаем неконтролируемый занос. Почему? Полное нажатие на тормоз вызывает блокировку колес. Но на белом свете нет ничего одинакового. Под одним колесом чистый асфальт – у него одно сцепление с дорогой, под вторым колесом – асфальт с песочком, и у колеса другое сцепление с дорогой. К тому же износ тормозных колодок на разных колесах разный, вот и возникают разнонаправленные силы, которые превращают автомобиль в многосоткилограммовый снаряд, летящий неизвестно куда. Кратковременное схватывание колес, на всем пути торможения, позволяет приблизить средние коэффициенты скольжения для всех колес к единым. Это связано с стремлением к среднестатистическим свойствам для дорожного покрытия, ели его взять по всему (максимальному) пути торможению автомобиля. То есть, в одном случае тормозить будет то одно колесо, то другое, в зависимости от того песок или асфальт под ним, в итоге, в среднем, получиться равномерное торможение. Не стоит забывать и о следующем обстоятельстве, что при торможении, самой значимой силой строгания является начало движения. Впоследствии, инерционные силы перемещают автомобиль гораздо легче. Этот случай можно сравнить с тем, когда вы перетаскиваете диван, при перестановке мебели по вашей комнате. Самое значительное усилие будет при начале движения, далее вы почувствуете, насколько легче его передвигать, если не останавливаться.
Для предотвращения подобных ситуаций была разработана система ABS - Antilock Brake System, - антиблокировочная система. Это уже достаточно «старая» система, ей уже более тридцати лет.
Состоит система их датчиков скорости вращения колес, в нее входит, также модулятор тормозного давления, и, конечно же, электронный блок управления. Для чего предназначен каждый из элементов? Датчики должны вовремя подать сигнал о блокировке колес. Этот сигнал поступает на блок управления, который, в свою очередь, подает сигнал модулятору, для понижения давления жидкости в тормозной системе. После того, как колесо разблокировалось, подается сигнал о восстановлении давления жидкости. Этот процесс происходит циклически пока датчики подают сигнал о блокировке колес, т.е. пока водитель нажимает педаль тормоза чрезмерно, до состояния блокировки колес. Циклы схватывания и отпускания колеса происходят в доли секунды. Работу системы ABS водитель ощущает по толчкам педали тормоза. Также слышен характерный стук, словно проезд через неровности.
Еще одной особенностью системы ABS является улучшенная управляемость во время торможения. Так, когда колеса то тормозят, то катяться, автомобиль не только скользит на покрышках по асфальту в случае блокировки колес, но в некоторые промежутки времени едет на колесах, тем самым у него есть возможность менять траекторию движения. В случае, колеса заблокированы, то как правило управления автомобилем при торможении очень проблематично, он из-за сил инерции просто скользит по прямой траектории.
Система TCS
В каких случаях колеса могут сорваться в скольжение по поверхности? Наиболее часто, это момент начала движения, при начале разгона, при попадании автомобиля на участки дороги с разными сцепными свойствами. Чтобы издавиться от этого была разработана и внедрена система TCS или Traction Control System – система тягового контроля.
У этой системы есть и другие названия и, соответственно, сокращения - ASR, ETS, ASC. Но суть у них одна. В случае когда, ведущие колеса начинают вращаться быстрее, чем ведомые, это воспринимается как пробуксовка. И тут все зависит от настройки блока управления. В одном варианте, электроника как бы «придушивает» двигатель, хотя водитель давит на педаль газа, или притормаживает ведущими колесами, пока не кончится пробуксовка. Хотя возможен вариант, когда работают одновременно обе алгоритма. Система TCS позволяет легче тронуться на автомобиле, обеспечивая сцепление с дорогой, также позволяет избежать пробуксовки по льду.
Система ESP
Дальнейшим развитием тормозных систем стала разработка системы ESP - Electronic Stability Program, электронной системы стабилизации. Конечно, у предыдущих систем были свои недостатки. При использовании ABS система помогала предохранить блокировку колес, но выходить из критической ситуации водитель должен был сам, в каком бы паническом состоянии он не был. Типичным примером является вход в вираж на большой скорости, и автомобиль или сносит в кювет или на полосу встречного движения, а действия водителя еще часто усугубляют ситуацию торможением с поворотом руля в сторону заноса.
При наличии в автомобиле системы ESP – она бы автоматически уменьшила подачу топлива, что снизило бы скорость автомобиля, а также выбрала такие тормозные усилия на каждом колесе, которые бы компенсировали момент сил направленных на разворот автомобиля вокруг своей оси, и удержала бы автомобиль на траектории движения.
При том же повороте, когда сносится задняя ось, ESP подтормаживает наружное переднее колесо, что позволяет стабилизировать момент сил и возвращает автомобиль на траекторию движения.
Но для того, чтобы ESP работала, к имеющимся датчикам на колоссах, необходимо добавить датчики поперечного ускорения, курсового отклонения, и датчики положения рулевого колеса, ну, и конечно, поставить более мощный микропроцессор с более обширным программным обеспечением. Конечно, установка ESP дело не дешевое, но массовость производства машин позволяет их удешевлять и использовать на все более дешевых моделях автомобилей.
Система EBD
Название данной системы расшифровывается, как электронная система распределения тормозного усилия.
Суть работы системы заключается в увеличении эффективности замедления движения, основанное на том, какие из колес имеют более высокий коэффициент сцепления с дорогой.
При проскальзывании одного из колес, система перераспределяет тормозное усилие по разным колесам. Кроме того, система оценивает загрузку колес и также меняет тормозное усилие. К примеру, при спуске с горы, более эффективно притормаживаются передние колеса. Кроме того, если загружен багажник и полный салон, то притормаживаются задние колеса. В результате машина останавливается очень быстро, даже если колеса находятся на разных видах покрытия.
Система BAS
Brake Assist System. Это можно перевести как «помощник» при торможении. Суть ее заключается в том, что если система оценивает начало нажатия на педаль тормоза, как резкое, то она сама сразу же создает максимальное давление в тормозной системе на все последующее время торможения. Также данная система включается во взаимодействие с круиз-контролем, и когда, по мнению системы, расстояние между автомобилями, или автомобилем и препятствием критически малое, то система сама тормозит автомобиль.
Система VSC
Одна из самых сложных систем торможения. Система VSC (Vehicle Stability Control ) контролирует с помощью множества датчиков следящими за параметрами автомобиля. Это и режим работы двигателя, вращение колес, давление в тормозной системе, поперечное ускорение, положение рулевого колеса, работу трансмиссии. Все эти данные обрабатываются и далее посылаются команды на работу механизмов в данной конкретной ситуации. Эта система пытается исправить ситуацию, которая возникла из-за самоуверенности водителя, или, наоборот, из-за недостатка опыта.
К примеру, тот же поворот на высокой скорости. Водитель видит, что сходит с траектории и может оказаться в кювете или на встречке. Он усугубляет ситуацию торможением или поворотом руля в сторону заноса. Система VSC «придушит» двигатель, не даст заблокировать колеса, перераспределит тормозные усилия так, чтобы противодействовать поперечной силе, вводящей автомобиль во вращение, пытаясь направить машину на свою полосу. Пока такие системы ставятся на дорогие автомобили, но все меняется, и когда-нибудь она станет штатным оборудованием.