Узнайте, как работает противобуксовочная система автомобиля и, какие её виды существуют. Схемы и видео про принцип работы системы.
Содержание статьи:
Примерно уже 20 лет, на автомобили устанавливают различные системы безопасности, следят за безопасностью торможения и разгона авто. На сегодняшний день, такие технологии есть у любого современного автомобиля.
Пройдя большой отрезок времени, и непростой путь, от простых систем, вплоть до целых комплексных систем, которые объединяются в несколько противобуксовочных систем.
Что из себя представляет антипробуксовочная система
Антипробуксовочная система, или сокращённо АПС ещё носит название «противобуксовочная (ПБС)», на английском языке можно увидеть также два названия этой технологии - Dynamic Traction Control (DTC) и Traction control system (TCS), на немецком её именуют как Antriebsschlupfregelung (ASR).
Антипробуксовочная система является вторичным элементом безопасности, который работает с антиблокировочной тормозной системой ABS, на легковых, грузовых автомобилях и внедорожниках. Эта электрогидравлическая система автомобиля, упрощает управление авто при влажной дороге (она предотвращает потерю сцепления колёс с дорогой благодаря постоянному контролю за буксованием ведущих колёс машины). В зависимости от фирмы производителя автомобиля, антипробуксовочная технология имеет следующие наименования (виды):
- ASR - установлен на автомобилях таких фирм, как Mercedes (а также ETS), Volkswagen, Audi.
- ASC - установлен на автомобилях BMW.
- A-TRAC и TRC - на автомобилях Toyota.
- DSA - имеется на автомобилях Opel.
- DTC - монтирована на автомобилях BMW.
- ETC - установлен на автомобилях Range Rover.
- STC - на автомобилях Volvo.
- TCS - установлен на автомобилях Honda.
Система ASR и нюансы её работы
ASR помогает предотвратить потерю тяги в колесах транспортного средства с помощью электрогидравлической системы, которая контролирует двигатель и тормоза в неблагоприятных дорожных условиях или если водитель использует чрезмерное ускорение и колеса начинают скользить на асфальте. Система ASR помогает не делать ошибок водителю в неблагоприятных дорожных условиях и помогает водителю сохранить контроль над автомобилем.
Профессиональные водители жалуются, что АПС ASR влияет на производительность автомобиля, но это стандартное оборудование в высокопроизводительных транспортных средствах помогает начинающим и водителям, которые часто переоценивают свою способность контролировать автомобиль в неблагоприятных погодных условиях, и восстанавливает контроль водителя в непредвиденных обстоятельствах.
Технология ASR есть в большинстве автомобилей и мотоциклов примерно с 1992 года. И ведет свою историю с начала 1930-х, когда Porsche разработала дифференциал повышенного трения, что позволяет одному колесу вращаться чуть быстрее, чем другим, чтобы улучшить сцепление с дорогой. Система ASR тесно связана с ABS. С первых пользователей ASR, который уже дополняла система ABS, был BMW в 1979 году.
Как устроена система ASR
Основные функции и назначения ПБС
Система ASR построена на антиблокировочной системе тормозов ABS. Функции, реализованные в ASR - это блокировка дифференциала и управление крутящим моментом.
Как работает антипробуксовочной системы и её нюансы
Блок управления двигателем контролирует вращение колес и после включения зажигания, транспортное средство начинает двигаться. Мониторы компьютера сравнивают ускорение и скорость вращения ведущих колес с не силовыми колесами. Компьютер активизирует ASR, когда вращение колес превышает порог скольжения. Система ASR активирует дифференциал тормозного клапана для контроля тормозного цилиндра, и крутящий момент двигателя применяется к заторможенному колесу. Противобуксовочная технология переходит от дифференциального управления тормозом к управлению двигателем, чтобы уменьшить мощность двигателя. В некоторых системах ASR задерживает зажигания или уменьшает подачу топлива к конкретным цилиндров для снижения мощности на скоростях выше 80 км в час. На панели приборов можно увидеть вспышки контрольной лампы, при срабатывании системы. Также данную технологию можно отключить.
Описание других противобуксовочных систем автомобилей
Система TRC - является антипробуксовочной системой, разработанной Toyota и применяется на авто марок Toyota и Lexus. Считается самой современной и эффективной антипробуксовочной системой на сегодняшний день.
Принцип работы TRC, такой же, как и ASR, но к работе подключаются все технологии безопасности автомобиля.
Видео про принцип работы системы регулирования тягового усилия TRC
Плюсы в работе антипробуксовочной системы автомобиля
К преимуществам этой технологии можно отнести следующие характеристики:
- Уменьшение возможностей повредить покрышки.
- Увеличение ресурсов двигателя.
- Безопасность движения в поворотах, при влажной дороге.
- Безопасность движения на зимней дороге.
- Безопасное и комфортное начало движение автомобилем на мокрой, зимней и прочей дороге плохого сцепления.
- Позволяет экономить топливо.
- Хорошая управляемость и предсказуемость на дороге, что помогает комфортно чувствовать себя на трассе.
Технологии, которые KTM внедряет во все большее количество моделей дорожных и off-road мотоциклов, впечатляет! Но как все это работает? Завод подготовил серию наглядных видео-роликов.
Off-road traction control
Что? Трекшн-контроль на бездорожье?! Что за глупость?! - говорили заядлые эндуристы после презентации летом 2016 года новинки следующего поколения KTM EXC-F, оснащенного системой контроля тяги на грунте. Они же затем аплодировали после первого внедорожного теста: европейские журналисты показали самый высокий процент безаварийной езды с начала организации пресс-тестов KTM - на мотоциклах со включенным OTC не упал ни один тест-пилот! На мотоциклах с отключенным OTC падений было столько же, как на обычных испытаниях. Что такое можно прочитать здесь. А вот, как он работает на практике:
Cornering ABS и MSC
Система динамической стабилизации мотоцикла (MSC) была представлена KTM в конце 2013 года и появилась на моделях 2014 года в базе. .
Уже вот почти четверть века на легковые и грузовые автомобили, оснащенные передовыми системами безопасности, устанавливают противобуксовочные системы. Из названия этой системы понятно, что она не дает колесам автомобиля пробуксовывать в нужный момент. Антипробуксовочная система автомобиля является второй системой безопасности после АБС (антиблокировочная система). Эти две новейшие системы работают в паре и не дают заблокироваться или забуксовать колесам. Водители, которых заинтересовали электронные системы безопасности, часто хотят разобраться, как работает антипробуксовочная система.
Противобуксовочная система сокращенно (ПБС) в переводе на английский звучит как Traction control system (TCS). Немецкие автомобильные инженеры именуют ее Antriebsschlupfregelung (ASR). Данные системы включают в себя комплекс мер по предотвращению букса на дорогах с недостаточным сцеплением.
Программы, запрограммированные в мозгах автомобиля, не являются обязательными и их можно отключить. Но делать это необходимо каждый раз заново после выключения зажигания. Да и не все это делают.
С момента начала комплектации автомобилей такими системами управлять ими стало намного легче и безопаснее. Иные водители ни разу не отключали эти системы за все время пользования автомобилем. Ведь это так удобно! За время поездки не нужно переживать из-за того, что машину может унести с дороги, например, на льду после слишком резкого нажатия на педаль газа или тормоза.
А вот истинные ценители именно «чистого» автомобиля, не задушенного системами безопасности, отключают все электронные помощники, чтобы почувствовать душу и мощь автомобиля. Но таких совсем мало, даже можно сказать единицы.
Противобуксовочная система работает только в паре с антиблокировочной системой, но не наоборот. То есть антиблокировочная система может работать без антибукса, но антибукс без антиблокировочной системы работать не может.
Следует разделить три основных вида противобуксовочных систем. Они похожи, но используются на разных марках автомобилей.
Система Antriebsschlupfregelung (ASR)
ASR является самой распространенной противобуксовочной системой. Ее устанавливают такие флагманы немецкого и мирового рынка как Мерседес, Фольксваген и Ауди. Система, подстроенная под эти автомобили, оказывает огромную помощь новичкам, которые не могут уверенно вести себя на дороге. В список основных функций входит моментальная блокировка дифференциала, что дает возможность почувствовать «свободный» или «заваренный» дифференциал. Через блокировку дифференциала идет управление и корректировка крутящим моментом. Электронный мозг бортового компьютера обрабатывает информацию, поступающую от датчиков на ступицах. После мгновенного сравнения скорости и вращения ведущих и свободных колес система принимает решение притормозить, прибавить скорость и прекратить подачу топлива.
Эта система предполагает применение трех типов работы. Управление тормозной системой ведущих колес, управление тягой двигателя и комбинированный, когда применяется сразу два способа.
У системы ASR установлен порог влияния на тормозную систему. Обычно это 60 километров в час. Если превысить данный порог система во избежание опасных ситуаций влиять на тормозную систему не будет. На больших скоростях эта система оказывает влияние только на двигатель.
Система Traction control system (TCS)
Данная система вначале начала устанавливаться на автомобилях Хонда.
Система TCS (Traction control system) переводится с английского как система контроля тяги. Данная электрогидравлическая система нужна для того, чтобы в момент скольжения не случилось потери сцепления колесо-дорога. Работает данная система за счет датчиков, которые считывают скорость и частоту вращения (обороты в секунду) каждого колеса. Если система обнаруживает резкий скачок скорости (оборотов) одного из ведущих колес, то отключается тяга данного колеса. Система сама включит тягу на данное колесо после уравнивания скоростей. Дальнейший разброс количества оборотов на каждом колесе будет исправлен уже снижением тяги.
Такую систему использовали, как передовую, впервые на болидах Формулы-1 в 1990 году и запретили в 2008 году.
Система TRC (Traction Control)
Данная система безопасности применяется в основном на дорогих моделях автомобилей Хонда и Тойота.
Работа этой системы дополняет остальные тем, что не дает автомобилю уйти в занос. Принцип работы этой системы подразумевает снижение тяги и крутящего момента для предотвращения опасных ситуаций. Работа этой системы заметна при прохождении опасных поворотов со скользким покрытием. Автомобиль с ведущей передней осью даже при резком сбросе газа в повороте, благодаря этой системе, не сойдет с курса. Система TRC устанавливается даже на полноприводные автомобили, например, Toyota RAV 4.
Если данная система работает, то водитель не может повлиять на движение автомобиля нажатием на педаль газа, потому что система блокирует это действие.
Итак, современные автомобили напичканы разными электронными помощниками и это, конечно же, положительно влияет на дорожные ситуации, ведь благодаря таким системам становится меньше аварий из-за плохого сцепления с дорогой, а водители без опыта езды зимой не боятся ледяных дорог.
Видео
Смотрите, как работает TRC, на примере Toyota:
Рассмотрим различные способы реализации контроля тяги, которые применяют ведущие производители мотоциклов.
Колода карт, ладонь, смартфон. Именно такой размер пятна имеет шина заднего колеса вашего литрового спортбайка. Все это перечисленное одного размера, который составляет примерно 64 кв. см. Вся эта площадь на основе каучука должна передать более 160 л.с. и более 80 ньютон-метров крутящего момента на поверхность асфальта.
Если открыть ручку газа слишком резко, то способность передавать всю мощность пятно контакта не сможет, и покрышка начнет проскальзывать. Это еще не конец, и мотоцикл начнет скользить, но если вы будете жадными, и не оставите коэффициента сцепления, мотоцикл потеряет сцепление с поверхностью. Следует отметить, что идеальное значение проскальзывания задней покрышки - это на 15% выше скорости вращения переднего колеса. Иными словами, если вы в повороте двигаетесь со скоростью 100 км/ч, то заднее колесо может вращаться 115 км/ч без особых проблем. Естественно, если вы обладаете навыками для этого.
Поскольку покрышка при сильном проскальзывании не может удерживать мотоцикл в наклоне - байк начинает вращаться вокруг вертикальной оси, сбиваясь с намеченной траектории. Здесь у вас есть три варианта. Вы можете продолжать увеличивать мощность, подаваемую на покрышку и дело закончится лоусайдом. Вы можете резко закрыть газ, тем самым прекратив подачу мощности, пятно контакт вновь обретет зацеп с поверхностью, и мотоцикл тут же запустит вас, как катапульта - хайсад более болезнен. Или вы можете тонко дозировать подачу мощности и крутящего момента на заднее колесо, держа под контролем скорость его пробуксовывания и тем самым держать байк в контролируемом заносе.
А теперь настало спросить себя: есть ли у меня навыки, способные удерживать мотоцикл в скольжении, да еще на пике значений мощности и крутящего момента? Меня зовут Никки Хейден, Кенни Робертс, Фредди Спенсер? Конечно нет. В результате, по меньшей мере, шесть производителей мотоциклов (Kawasaki, Yamaha, Ducati, Aprilia, BMW и MV Agusta) теперь производят супербайки с заводским трекшн-контролем (TC, Traction Control), который, в случае необходимости, укротит мощность вашего мотоцикла, которую он способен передать на заднее колесо, а это значит, что жестких последствий можно избежать.
Хотя принцип управления трекшн-контролем разных производителей очень похож, контроль тяги реализуется по-разному: различные алгоритмы, разные датчики. Мы попытались понять эти различия и объяснить, каким образом различные заводы реализуют систему трекшн-контроля на своих мотоциклах. Отчасти, все подробности работы системы управления трекш-контролем производитель патентует и держит в секрете. Поэтому получить доступ в результатам работы инженеров очень сложно.
Yamaha предлагает шесть ступеней регулировки трекшн-контроля
Все пять производителей мотоциклов, оснащающих свои байки системами ТС (Aprilia, BMW, Ducati, Kawasaki, Yamaha), используют высокоскоростные датчики на колесах. Эти датчики были первоначально предназначены для использования в системах ABS, где им приходится считывать около 50 импульсов за оборот колеса. По сути, контроль над торможением и контроль тяги - идентичные математические задачи. В обоих случаях, проскальзывание или блокировка колеса приводит к разнице скорости вращения колес. Райдеры, как правило, рассматривают ускорение и торможение в виде двух полностью разных процессов, но Ньютон и его Законы не столь разборчивы. Изменение скорости является изменение скорости. Датчик обнаружения уменьшения скорости вращения легко справится с задачей обнаружения увеличения скорости.
Темной лошадкой в этой группе является MV Agusta и ее модель F4. В отличие от других, упомянутых выше, кто использует колесные датчики для обнаружения проскальзывание колеса, в Agusta вместо этого контролируются обороты двигателя. Резкий скачок в числе оборотов двигателя, превышающий допустимый предел, диктуется заданными алгоритмами ЭБУ (ECU, Электронный Блок Управления), и рассматривается как пробуксовка заднего колеса. Говоря в общих чертах, это подобно тем системам трекш-контроля, которые ставятся в качестве тюнинга.
Казалось бы, легко сделать систему контроля тяги, которая работает на только на данных, собранных с колесных датчиков. Колесо начало вращаться быстрее - вступает в работу ECU. Эта система трекшн-контроля даже будет работать в большинстве случаев. Но современные литровые спортбайки мощны, как никогда, и открытие ручки газа на 100%, на 1 передаче отправит в хайсайд пользователя. Чтобы этого избежать, нужно знать положение дроссельной заслонки, а так же частоту вращения двигателя и выбранную передачу. К счастью, все эти байки оснащены впрыском топлива, и эти значения известны.
Ducati: если вы храбры, можете полностью отключить трекшн-контроль.
Если нет - воспользоваться плавной регулировкой
вмешательства электроники в пробуксовку заднего колеса
Можно остановится и на этом, если придерживаться минимального подхода. Есть данные о скорости вращения переднего и заднего колеса, значение крутящего момента и положение дроссельной заслонки. Kawasaki и Yamaha придерживаются такого мнения, и не добавили в свои байки дополнительных датчиков трекшн-контроля.
Инженеры Ducati пошли немного дальше, чем два японских производителя. Они добавили один акселерометр, измеряющий продольное ускорение мотоцикла. Ducati не используют информацию о используемом передаточном числе в трансмиссии, радиус шин и т.д. Инженеры обошли всю эту цепочку и использует акселерометр для измерения продольного ускорения.
BMW и Aprilia зашли немного дальше, чем Ducati, и их системы трекшн-контроля включают в себя датчики акселерации (продольное и поперечное ускорения) и два гироскопа. Пока не ясно, как используются данные, собранные с датчкиков бокового ускорения и поворота относительно вертикальной оси.
В конечном итоге, одних только датчиков не достаточно для системы трекшн-контроля. Система контроля тяги должна уменьшить пробуксовку до безопасного уровня, сделать это быстро, и сделать это контролируемо. Компьютер уменьшает скольжение ведомого колеса, ограничивая крутящий момент двигателя. Существуют три механизма, чтобы сделать это: отключение цилиндра, изменение угла опережения зажигания, или закрытие дроссельной заслонки. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.
1. Отключение цилиндра. Достигается путем пропуска впрыска топлива на такте впуска, или подачи искры (но это приведет к появлению несгоревшего топлива в выхлопных газах, что увеличит вредные выбросы). Отключение цилиндра имеет немедленную реакцию двигателя (потребуется менее 180 град. оборота коленчатого вала 4-цилиндрового мотора), широкий диапазон (значение крутящего момента можно изменить от 0 до 100%), но изменения будут грубыми, шаг изменения составит 25%.
2. Уменьшение угла опережения зажигания. Имеет немедленный отклик, а также тонкое вмешательство. Но контролировать мощность можно только в пределах примерно 20%, не вызывая пропуски зажигания.
3. Закрытие дроссельной заслонки (если дроссельные заслонки имеют сервопривод и управляются по проводам (Ride by Wire). Здесь широкий спектр полномочий (от 0 до 100% падения крутящего момента), но, как правило, данный способ имеет медленный отклик.
| Производитель | Датчики | Механизм контроля тяги |
| Kawasaki | Отключение цилиндров | |
| Yamaha | Передний и задний колесный датчик | Отключение цилиндров, |
| Ducati | Передний и задний колесный датчик, акселератор продольного ускорения | Отключение цилиндров, уменьшение угла опережения зажигания |
| Aprilia | Уменьшение угла опережения зажигания, закрытие дросселя | |
| BMW | Передний и задний колесный датчик, акселератор продольного ускорения, акселератор бокового ускорения, угол крена, угол поворота вокруг вертикальной оси | Уменьшение угла опережения зажигания, закрытие дросселя |
Все производители включают опцию антивилли в их системах контроля тяги. Антивилли есть предотвращение углового движения мотоцикла вокруг относительно главной (горизонтальной) поперечной оси (тангаж). Логично было бы предположить, что это достигается на основе информации, поставляемой гироскопом. Но удивительно, что ни один из производителей не пользуется этим. Вместо этого, сравниваются скорости вращения колес байка. Если переднее колесо замедляется, в то время как заднее продолжает ускоряться, компьютер делает вывод, что переднее колесо потеряло контакт с землей, и дает команду на снижение крутящего момента. Вмешательство в способности мотоцикла ездить в вилли зависит от настроек ТС или, в случае с Aprilia, настройкой антивилли контроля.
Пять систем, обсуждаемых здесь, были оценены только в зависимости от количества датчиков и исполнительных механизмов. Kawasaki трекшн-контроль является самой простой из всех систем. У Yamaha немного сложнее, чем у Зеленых, с подобным набором датчиков, но с добавлением электронного управления дроссельной заслонкой. Блок датчиков Ducati в включает в себя один инерционный датчик, но без электронного дросселя. Aprilia и BMW поставили наиболее сложные системы, каждая из которых с электронным управлением дросселями и четыре инерционных датчика. Мы должны отметить, что сложность может быть оправдана в любой системе, если расходы на разработку компенсируются увеличением возможностей системы контроля тяги.
Запомните, что система контроля тяги (трекшн-контроль) не убережет вас на 100% от ситуаций, которые могут возникнуть при вождении литрового спортбайка без определенных навыков.
Забыл написать, Куга-2, Titanium, 150л.с., АКПП.
Касательно заноса.
Наши мысли были таковы, чтобы сработала ESP машину нужно пустить в занос. Для этого мы пытались сделать так:
1) перед поворотом резкий тормоз в пол не отпуская сознательно тормоз выворачиваешь руль, как только зад машины пошел в занос отпускаешь тормоз (во время заноса должен замигать ESP) и давишь в пол на газ, при всех этих действиях движок должен быть "придушен" электроникой автоматически. Именно это мы провоцировали и ожидали увидеть, но на самом деле было так
:
В тот момент как авто почти стало разворачивать на 90 градусов и резком давлении педали газа в пол + работа рулем, я видел что передние колеса в бок выбрасывали струи снега и льда, и никакого "придушения" в двигателе не было
. Если газом хоть чуток перестараться авто можно на 180 градусов крутануть. Именно мы и не поняли в чем прикол хваленной электроники на К2. На К-1 водитель сказал ESP в этих ситуациях мигает а здесь почему-то нет.
Хочу отметить, что водитель опытный кроссоверовод и Кугу-1 очень хорошо знает так как он владелец этой модели. Так что про AWD или ESP на К2 я ничего не понял, может он работает на асфальте или бездорожье?
Из моего опыта по Grand Vitara
1. ESP не вырубишь и более 40 км.ч. автоматом электроника ее всегда включит.
2. Без ESP можно только на пониженной.
3. ESP блокирует заносы и душит двигатель, это легко проверить если вынуть предохранитель 40А ABS (ESP) для сравнения в
поведении авто.
Сначала кажется что машина стала резвее, с места трогается с пробуксовкой колес, но на дороге точно хуже держит направление.
При интенсивном разгоне в пол, как на переднеприводной машине надо рулем и газом выдерживать курс.
Вообще с всеми электронными помощниками на снегу особо не позажигаешь, на месте не покрутишься, в управляемом заносе боком не проедешься. И как бы электроника не помогала полноприводной машине меня спасала только своя голова.
4. ESP может работать как имитация осевых блокировок в некоторых ситуациях. С другой стороны, ESP при пробуксовке душит двигатель, что может посадить машину в грязи или снегу но в гололед на шипах автомобиль едет предсказуемо и уверенно . ESP на Витаре вмешивается в управление адекватно, т.е. придушивает двигатель или не душит его ВООБЩЕ , такие ситуации были у меня и тормозить было архиопасно - одна сторона колес на асфальте, одна на снегу, скорость 70-80км, помогает только сильное удержание руля, благо он с обратной связью дружит послушно.
EBD - распределение тормозных усилий, система следит за тем, чтобы колеса тормозили равномерно. ABS не допускает блокировки колес при торможении, а следовательно, потери управляемости при торможении. К тормозам пришлось привыкать,сзади тормоза тоже дисковые, потому тормоза очень хваткие, при этом торможение происходит равномерно, автомобиль носом не клюет - чувствуется работа EBD.
ESP - вообще очень обобщенное название, это не одна система, а целый комплекс систем, механических и электронных, общая цель которых - контролировать стабильность движения автомобиля, предотвращать занос, и т.п. TCS/TRS - система контроля тяги, часто входит в состав ESP, не допускает пробуксовки колес, особенно при старте, плавно передавая крутящий момент. ESP. это очень важная вещь во первых для безопасности- система курсовой устойчивости помогает стабилизировать машину в заносе, во вторых в ESP зашита функция "антибукс" или TRC. Как только давишь педаль в пол, тяга не набирается, колёса начинают оттормаживаться в нужных местах, машину не уводит.
Когда был задор и большой интерес ко всему этому лично проверял имитацию блокировки дифференциалов, причем на Витаре блокировка продуманно работает, автомобиль не боится даже сильных диагональных вывешиваний, выезжает буквально на 2х колесах, когда 2 других полностью в воздухе, нужно следить за газом, чтобы торм. колодки поджимали и крутящий момент переходил на загруженные колеса!