Вот как работает Антиблокировочная система, противобуксовочная система и электронная система контроля устойчивости
Как работают системы ABS, ESC и DTC
Новые автомобили становятся все загадочнее и загадочнее по своим технологиям. Они часто запутывают не только специалистов в этой области, но и даже многих знатаков-экспертов. Все современные транспортные средства оснащены сегодня компьютерами, датчиками и другими подобными устройствами, которые превращают эти механизмы в магические и технологические транспортные средства. Многие из нас наверно не раз слышали о том, что много современных автомобилей сегодня оснащается антиблокировочной системой (ABS), а также противобуксовочной системой /системой контроля тяги/ (т.е. DTC) и электронной системой контроля устойчивости (ESC). Но одно дело об этом слышать, другое дело - о них знать, что это за системы безопасности в автомобиле и как они работают. Уважаемый читатель, мы предлагаем узнать о том, как работают автомобильные системы автоматизированного контроля и безопасности в автомобиле. В нашей статье мы попытаемся подробно объяснить автомобилистам, как на самом деле работают системы ABS, ESC и DTC.
До появления электронных систем торможения в автомобиле, в старых автотранспортных средствах водителям надо было действительно обладать достаточным профессионализмом, чтобы грамотно затормозить на дороге тяжелую машину, и тем-более на снегу или на скользкой зимней дороге.
Для этого водитель должен был правильно работать с педалью тормоза, а еще грамотно работать с педалью газа. Если водитель, управлявший старым автомобилем не имел достаточно опыта вождения, то как правило, чаще всего его экстренное торможение машины приводило к ДТП. То же самое касается и "теста лося" при котором необходим был огромный опыт вождения, чтобы уйти от удара и неменуемого столкновения. Для этого водитель старой машины должен был на постоянку (т.е. постоянно) нажимать и отпускать педаль тормоза, а в нужный момент добавлять с помощью педали газа еще и обороты двигателю. Это было нелегко и, для того чтобы научиться правильно тормозить без электронных тормозных систем, а также уметь уходить от препятствия на дороге, нужны были навыки и определенные годы тренировок.
В наше время в большинстве автомобилей есть антиблокировочная система помогающая водителю вовремя остановиться, имеется противобуксовочная система /система контроля тяги/ помогающая избежать потери сцепления колес с дорогой, а также и электронная система контроля устойчивости, специально созданная для того, чтобы предотвратить занос автомобиля. Эти системы полностью изменили мировую автомобильную промышленность. Дело тут вот в чем. Все эти электронные системы сделали автотранспортные средства более безопасными и более способными к управлению на дороге, и даже в суровых климатических условиях на скользкой или обледенелой дороге. Давайте друзья вместе посмотрим, как же работают все эти электронные системы безопасности на автомобиле.
Антиблокировочные тормозные системы (ABS)
Основной смысл работы антиблокировочной тормозной системы (ABS) основан на различии между кинетическим и статическим трениями. Например, представьте себе, что вы передвигаете тяжелую коробку по полу в комнате. Но чтобы приступить к начальному передвижению коробки по полу вам необходимо ее сначала сдвинуть с места. Если коробка очень тяжелая, то вам понадобится приложить достаточно сил и усилий, чтобы заставить коробку двигаться. После того как вы сдвинули коробку с места, двигать ее станет легче. Это и есть различие между статическим трением (когда объекты не перемещаются относительно друг друга) и кинетическим трением (когда трение происходит при движении объектов). Вот формула силы трения:
Коэффициент трения в покое больше, чем коэффициент кинетического трения.
Также и в технике. Когда вы нажимаете на педаль тормоза в автомобиле, то вы естественно хотите того, чтобы ваше транспортное средство остановилось именно так, чтобы его колеса замедлились и стали меньше вращаться с помощью статического трения (другое название- трение качения). И конечно же вы не хотите, чтобы колеса вашего транспорта замедлились с помощью кинетического трения (сила трения скольжения). Если ваша машина начинает останавливаться благодаря статическому трению, то надо понимать следующее, что после того как вы нажали на педаль тормоза, то сразу увеличится сила трения, что уменьшит тормозной путь автотранспорта, и особенно на дорогах с бетонным или асфальтовым покрытием.
Стандартная антиблокировочная тормозная система (ABS) была создана для того, чтобы предотвратить переход статического трения в кинетическое трение (сила трения скольжения). Обычная система ABS включает в себя: четыре датчика скорости (на каждое колесо), гидравлический насос, четыре гидравлических клапана (при условии, что система ABS установлена на все четыре колеса) и контролер (электронный блок управления). Электронный блок управления ABS контролирует скорость каждого колеса с помощью датчиков скорости, которые замеряют скорость вращения колес
Электронный контролер в этой системе видит, когда одно колесо начинает замедляется в скорости вращения, что не соответствует скорости замедления автомобиля. Чтобы предотвратить снижение скорости вращения одного колеса по отношению к другим колесам, данная система ABS приводит в действие гидравлический клапан в тормозной магистрали того самого колеса, вращение в котором снизилось в большей мере чем текущая скорость автомобиля.
Благодаря активации клапана начинает уменьшаться давление в тормозной системе колеса, что позволяет выровнять вращение такого колеса с другими колесами. После того как скорость вращения одного колеса выровнилась и стала соответствовать другим колесам, то система ABS подает сигнал для добавления давления в гидравлическую тормозную систему. Для этого данная система на короткое время автоматически нажимает педаль тормоза. Как только система ABS видит, что определенное колесо начало вращаться быстрее других колес или наоборот стало замедляться, то весь цикл описанный выше повторяется. Скорость всего этого процесса составляет где-то 15 раз в секунду. По сути эта система как-бы имитирует прерывистое многократное нажимание педали тормоза. Примерно такой самый метод торможения использовали профессиональные автогонщики на старых автомобилях. Но какой бы у вас не был опыт вождения машины, как мы с вами видим, электроника способна нажимать и отпускать педаль тормоза быстрее, чем это сможем сделать мы с вами. Согласитесь с нами, что вам и ни кому не удастся нажимать и отпускать педаль тормоза со скоростью 15 раз в секунду.
Вот господа видео, которое показывает, как работает антиблокировочная система:
Еще один зарубежный видео-ролик, который более детально объясняет принцип работы ABS:
Электронный контроль устойчивости (ESC/ESP)
Электронный контроль устойчивости или динамическая система стабилизации автомобиля - это компьютерная система управления, которая управляет не только каждым в отдельности тормозом колеса, но и способна еще одновременно с этим торможением уменьшать мощность двигателя, что обеспечивает контроль над управлением автомобилем.
Впервые система контроля устойчивости автомобиля была применена компанией "Мерседес" в середине 90-х годов прошлого столетия. В 2012 году США обязали всех автопроизводителей продающих свои автомашины в Америке оснащать такой динамической системой стабилизации все транспортные средства появляющиеся на рынке США. Это позволило американцам существенно снизить аварийность на дорогах своей страны. По данным IIHS (Институт страховой безопасности дорожного движения США) после введения и применения в новых автомобилях электронной системы стабилизации автомобиля, возможно удалось предотвратить почти 30% всех возможных аварий на дорогах по всему миру.
Эта технология ESC/ESP состоит из шести важных компонентов, а именно: из датчиков скорости вращения колес, из управляющего модуля, из датчика определяющего угол движения автомобиля на дороге, из датчика темпа отклонения от курса движения, а также из акселерометра и гидравлического модулятора
Обратите ваше внимание на следующее, что гидравлический модулятор, что применяется в системе ESC, точно такой же, как и в системе ABS. Так что как мы с вами видим, данная система ESC это тажа усовершенствованная система ABS, в которую добавили датчик, который следит за отклонением курса движения машины, а еще акселерометр с добавленным в него датчика, который контролирует угол движения транспортного средства на дороге.
Чтобы понять, как работает система ESC/ESP, давайте с вами представим следующее, что вы двигаетесь на машине по шоссе на скорости 95 километров в час. Неожиданно на дорогу выбегает собака или любое другое животное. Вы естественно, пытаясь уйти от удара отклоняете руль в сторону. Что же происходит в этот момент в автомобиле, который оборудован системой курсовой устойчивости? Датчик темпа отклонения от курса движения тут же определяет, по какой траектории двигается автомобиль.
Датчик же определяющий угол движения автомобиля начинает передавать системе данные о том, в каком положении находятся передние колеса. Акселерометр автоматически определяет, скользит ли ваше транспортное средство или нет, а датчики скорости точно также как в системе ABS сразу определяют уже что им необходимо, начиная тем самым контролировть скорость вращения каждого колеса.
Если вы чтобы уйти от удара выкрутите рулевое колесо очень резко, то ваш автомобиль не сразу начнет смещаться в сторону поворота руля, а какое-то короткое время будет по-прежнему двигаться по дороге прямо. Этот эффект происходит из-за первого закона Ньютона. Дело тут вот в чем. У передних колес, после того как вы слишком резко повернули руль, не будет хватать достаточно тяги, чтобы сохранить сцепление с дорогой, что в итоге приведет к скольжению передних колес и машина будет естественно продолжать двигаться прямо
В этом случае система курсовой устойчивости (ESC) придет вам на помощь. Управляющий электронный блок при такой ситуации получит несоответствие данных, которые получает с датчика замера угла движения автомобиля и фактическим движением машины (которое передается датчиком темпа отклонения от курса движения).
В результате такого несоответствия система тут же посылает гидравлической системе команду увеличить силу торможения для заднего левого колеса или для правого колеса (в зависимости от того, в какую сторону вы повернули рулевое колесо). Это позволяет избежать заноса из-за скольжения передних колес и выровнять машину. При необходимости эта система также может снизить и мощность двигателя (снизить его обороты) посылая сигнал на дроссель.
Если машина не была бы оснащена такой системой динамической стабилизации, то произошло бы следующее,- после того как водитель резко выкрутит руль в сторону, передние колеса у машины начали бы скользить, а заднюю часть машины начало бы заносить в сторону. Так что данная система ESC/ESP контролирует устойчивость машины на дороге. Для того чтобы лучше понять для себя, как работает динамическая система стабилизации автомобиля, посмотрите друзья видео-ролик ниже:
Включите русские субтитры
Вот это же видео с передовом:
Еще один видео-ролик, который объясняет принцип работы системы ESP:
Система контроля тяги (Противобуксовочная система DTC)
Система контроля тяги работает похожим образом с ESC. Например, если транспортное средство будет неспособно получить достаточно необходимой тяги на скользкой зимней дороге, то система контроля тяги замедлить одно колесо машины, когда как другое колесо будет вращаться с прежней скоростью.
Наверняка, вы друзья не раз обращали внимание глядя со стороны, как на ледяной дороге при торможении автомобиля одно колесо может полностью быть заблокировано, когда как другие колеса машины вращаются. Смысл этой системы достаточно прост. Колесо с наименьшим количеством тяги получают большее количество крутящего момента, чем те колеса, которые имеют вполне достаточное количество тягового усилия. Тяговое усилие контролируется с помощью датчиков скорости той же системы ABS. Как только противобуксовочная система DTC с помощью датчика определяет, что колесо замедляется по отношению к другим колесам, то она тут же уменьшает подачу мощности крутящего момента на это самое колесо.
Это помогает колесу вернуть прежнюю необходимую тягу. Если уменьшение мощности не помогает чтобы вернуть тягу, то данная система может активировать уже тормозную систему, чтобы уменьшить скорость вращения колеса. Кроме того, активизация тормозной системы необходима для того, чтобы уменьшить тяговое усилие в том случае, если какое-нибудь колесо имеет в тот момент больше тяги, чем это ему необходимо. Чтобы увидеть, как работает система тягового усилия, посмотрите друзья видео-ролик ниже:
