Дізнайтеся, як працює протибуксувальна система автомобіля і які її види існують. Схеми та відео про принцип роботи системи.
Зміст статті:
Приблизно вже 20 років, на автомобілі встановлюють різні системи безпеки, стежать за безпекою гальмування та розгону авто. На сьогоднішній день такі технології є у будь-якого сучасного автомобіля.
Пройшовши великий відрізок часу, і непростий шлях, від простих систем, аж до комплексних систем, які об'єднуються в кілька протибуксівних систем.
Що являє собою антипробуксовочна система
Антипробуксовочная система, або скорочено АПС ще називається «протибуксовочная (ПБС)», англійською можна побачити також дві назви цієї технології - Dynamic Traction Control (DTC) і Traction control system (TCS), німецькою її називають як Antriebsschlupfregelung (ASR) .
Антипробуксовочна система є вторинним елементом безпеки, який працює з антиблокувальною гальмівною системою ABS, на легкових, вантажних автомобілях та позашляховиках. Ця електрогідравлічна система автомобіля, спрощує керування автомобілем при вологій дорозі (вона запобігає втраті зчеплення коліс з дорогою завдяки постійному контролю за буксуванням провідних коліс машини). Залежно від фірми виробника автомобіля, антипробукувальна технологія має наступні найменування (види):
- ASR – встановлений на автомобілях таких фірм, як Mercedes (а також ETS), Volkswagen, Audi.
- ASC – встановлений на автомобілях BMW.
- A-TRAC та TRC – на автомобілях Toyota.
- DSA є на автомобілях Opel.
- DTC – монтована на автомобілях BMW.
- ETC – встановлений на автомобілях Range Rover.
- STC – на автомобілях Volvo.
- TCS – встановлений на автомобілях Honda.
Система ASR та нюанси її роботи
ASR допомагає запобігти втраті тяги в колесах транспортного засобу за допомогою електрогідравлічної системи, яка контролює двигун та гальма у несприятливих дорожніх умовах або якщо водій використовує надмірне прискорення та колеса починають ковзати на асфальті. Система ASR допомагає не робити помилок водію у несприятливих дорожніх умовах та допомагає водію зберегти контроль над автомобілем.
Професійні водії скаржаться, що АПС ASR впливає на продуктивність автомобіля, але це стандартне обладнання у високопродуктивних транспортних засобах допомагає початківцям та водіям, які часто переоцінюють свою здатність контролювати автомобіль у несприятливих погодних умовах, та відновлює контроль водія за непередбачених обставин.
Технологія ASR є у більшості автомобілів та мотоциклів приблизно з 1992 року. І веде свою історію з початку 1930-х, коли Porsche розробила диференціал підвищеного тертя, що дозволяє одному колесу обертатися трохи швидше, ніж іншим, щоб покращити зчеплення з дорогою. Система ASR тісно пов'язана із ABS. З перших користувачів ASR, яку вже доповнювала система ABS, був BMW у 1979 році.
Як влаштована система ASR
Основні функції та призначення ПБС
Система ASR побудована на антиблокувальній системі гальм ABS. Функції, реалізовані в ASR - це блокування диференціала і управління моментом, що крутить.
Як працює антипробуксовувальні системи та її нюанси
Блок управління двигуном контролює обертання коліс і після включення запалення, транспортний засіб починає рухатись. Монітори комп'ютера порівнюють прискорення та швидкість обертання провідних коліс з несиловими колесами. Комп'ютер активізує ASR, коли обертання коліс перевищує поріг ковзання. Система ASR активує диференціал гальмівного клапана для контролю гальмівного циліндра, і момент двигуна, що крутить, застосовується до загальмованого колеса. Протибуксівна технологія переходить від диференціального керування гальмом до керування двигуном, щоб зменшити потужність двигуна. У деяких системах ASR затримує запалення або зменшує подачу палива до конкретних циліндрів для зниження потужності на швидкостях понад 80 км на годину. На панелі приладів можна побачити спалахи контрольної лампи при спрацьовуванні системи. Також цю технологію можна вимкнути.
Опис інших протибуксувальних систем автомобілів
Система TRC - є антипробуксовувальною системою, розробленою Toyota і застосовується на автомобільних марок Toyota і Lexus. Вважається найсучаснішою та найефективнішою антипробуксовувальною системою на сьогоднішній день.
Принцип роботи TRC такий же, як і ASR, але до роботи підключаються всі технології безпеки автомобіля.
Відео про принцип роботи системи регулювання тягового зусилля TRC
Плюси в роботі антипробукувальної системи автомобіля
До переваг цієї технології можна віднести такі характеристики:
- Зменшення можливостей пошкодити шини.
- Збільшення ресурсів двигуна.
- Безпека руху в поворотах при вологій дорозі.
- Безпека руху на зимовому шляху.
- Безпечний та комфортний початок руху автомобілем на мокрій, зимовій та іншій дорозі поганого зчеплення.
- Дозволяє заощаджувати паливо.
- Хороша керованість та передбачуваність на дорозі, що допомагає комфортно почуватися на трасі.
Протибуксувальна система - це сукупність механізмів та електронних компонентів автомобіля, які призначені для запобігання прослизання провідних коліс. Система TCS (Traction Control System, система контролю тяги) – торгова назва антипробукувальної системи, яка встановлюється на машини марки Honda. Аналогічні системи встановлюються на автомобілі інших брендів, однак вони мають інші торгові назви: антипробуксовочна система TRC (Toyota), антипробуксовочна система ASR (Audi, Mercedes, Volkswagen), система ETC (Range Rover) та інші.
Активована TCS не дає провідним колесам автомобіля буксувати на початку руху, різкому прискоренні, поворотах, поганих дорожніх умовах та швидкому перебудові. Розглянемо принцип дії TCS, її складові та загальний пристрій, а також плюси та мінуси її експлуатації.
Принцип роботи TCS
Принцип роботи протибуксувальної системиЗагальний принцип роботи Traction Control System досить простий: датчики, що входять до складу системи, реєструють положення коліс, їхню кутову швидкість і рівень прослизання. Як тільки одне з коліс починає пробуксовувати, TCS миттєво усуває втрату зчеплення із дорожнім покриттям.
Протипробукувальна система справляється з прослизанням наступними способами:
- Підгальмовування коліс, що буксують. Гальмівна система задіяна при невисокій швидкості – до 80 км/год.
- Зменшення крутного моменту двигуна автомобіля. При швидкості понад 80 км/год задіюється система управління двигуном, яка змінює величину моменту, що крутить.
- Комбінування перших двох способів.
Зазначимо, що Traction Control System встановлюється на автомобілі з (ABS - Antilock Brake System). Обидві системи використовують у своїй роботі показання тих самих датчиків, обидві системи мають на меті забезпечити колесам максимальне зчеплення з опорною поверхнею. Головна відмінність – ABS обмежує загальмовування коліс, а TCS навпаки пригальмовує колесо, що швидко обертається.
Пристрій та основні компоненти
Схема системи ABS+TCS Traction Control System ґрунтується на елементах антиблокувальної системи. Система запобігання пробуксовування коліс використовує , а також систему управління крутним моментом двигуна. Основні компоненти, необхідні для реалізації функцій антипробукувальної системи TCS:
- Насос подачі гальмівної рідини. Цей компонент створює тиск у гальмівній системі автомобіля.
- Перемикаючий електромагнітний клапан та електромагнітний клапан високого тиску. Кожне провідне колесо має такі клапани. Дані компоненти керують гальмуванням у межах заданого контуру. Обидва клапани є частиною гідравлічного блоку ABS.
- Блок керування ABS/TCS. Здійснює управління протипробукувальною системою за допомогою вбудованого ПЗ.
- Блок керування двигуном. Взаємодіє з блоком керування ABS/TCS. Протипробукувальна система підключає його до роботи, якщо швидкість машини понад 80 км/год. Система управління двигуном отримує дані від датчиків та посилає управляючі сигнали виконавчим механізмам.
- Датчики частоти обертання коліс. Кожне колесо машини оснащене цим датчиком. Сенсори реєструють швидкість обертання, а потім передають сигнали блок управління ABS/TCS.
Кнопка увімкнення/вимкнення TCS Зазначимо, що водій може відключити антипробуксовочну систему. Зазвичай на приладовій панелі є кнопка «TCS», яка включає/відключає систему. Вимкнення TCS супроводжується підсвічуванням індикатора TCS Off на приладовій панелі. Якщо така кнопка відсутня, то протипробукційну систему можна вимкнути, витягнувши відповідний запобіжник. Однак робити це не рекомендується.
Переваги і недоліки
Основні переваги Traction Control System:
- впевнений старт автомобіля з місця на будь-якому дорожньому покритті;
- стійкість автомобіля під час проходження поворотів;
- безпека руху за різних погодних умов (наледь, мокре полотно, сніг);
- зниження.
Зазначимо, що у деяких режимах руху протипробукувальна система знижує продуктивність двигуна, а також не дає повністю контролювати поведінку автомобіля на дорозі.
Застосування
Протипробукувальна система TCS встановлюється на автомобілі японської марки Honda. На машини інших автовиробників ставляться аналогічні системи, а відмінність торгових назв пояснюється тим, що кожен автоконцерн, незалежно від інших, розробляв антипробуксовочну систему під власні потреби.
Широке поширення даної системи дозволило суттєво підвищити рівень безпеки автомобіля під час руху за рахунок безперервного контролю зчеплення з дорожньою поверхнею та покращення керованості при наборі швидкості.
Зчеплення шин із дорожнім покриттям – в побуті «держак» – цінується на вагу золота. Чи треба говорити, що виробники техніки зі шкіри геть лізуть, вигадуючи нові «мульки», щоб використовувати його найбільш ефективно. І якщо «першою ластівкою» стала ABS, то сучасний тренд – трекшн-контроль, по суті, ABS навпаки.
«Держак» не нескінченний
Перш ніж лізти в електронні нетрі сучасних мотоциклів, пригадаємо, за що воюємо. «Держак» - це максимальна сила, прикладена до колеса, за якої воно ще тримається за асфальт, не зісковзує. Причому важливо розуміти, що, грубо кажучи, шині однаково, з якого боку прикладено силу, головне – її максимальна величина. Насправді ж на шину діють різні за природою сили. Зрушити її з траєкторії намагаються як поздовжні дії (при розгоні чи гальмуванні), і поперечні (в повороті). При цьому головним все одно лишається векторна сума сил (або суперпозиція). Якщо, наприклад, ми хочемо максимально використовувати зчеплення шин з асфальтом для протидії відцентровій силі, то доведеться відмовитися від гальмування або розгону на дузі. Або навпаки, максимально ефективно відгальмуватися можна тільки на прямий, будь-який поворот вимагатиме своєї частки зчеплення в плямі контакту. Але вже давно випробування показали, що максимальний «держак» на сухому асфальті досягається за невеликої пробуксовки, практично на межі переходу від тертя кочення до тертя ковзання. Саме цей момент творці антиблокувальних систем і намагаються використати на благо пілота, одночасно убезпечуючи від юза, тобто тертя ковзання. При гальмуванні системи ABS дозволяють колесу зриватися в юз на якісь миті і тут - електроніка відстежує зупинку коліс дуже швидко - знову дають гумі відновити зчеплення з асфальтом. А чому б не змусити ефект працювати на благо розгону? Саме так міркував інженер з компанії Honda, який розробив систему ABS+TCS для моделі ST1100 Pan European, що вийшла в 1992 році. Як тільки різниця кутових швидкостей обертання коліс (а вимірювалася вона ті два десятки років тому через датчики ABS) перевищувала певну величину, «мозок» керування мотором відводив запалення в «пізність» (мотик був карбюраторний, і впливати на склад суміші не було можливості), і тяга двигуна різко падала.
Неважко припустити, що при цьому різниця кутових швидкостей обертання коліс зменшувалася, і як тільки вона доходила до розумної межі, мотор повертався в штатний режим. Але та система захищала мотоцикл від активної пробуксовки при розгоні по прямій, не рятуючи від лоусайдів при неакуратному поводженні з ручкою газу в поворотах. Адже у нахилі зірвати колесо в пробуксовку набагато легше через те, що частина «держака», як ми пам'ятаємо, витрачається на протидію відцентровій силі. Якщо ж сума сил, що припадають на пляму контакту шини з дорогою, перевищить силу тертя, колесо зірветься в юз, а корма мотоцикла вільне назовні повороту, ставлячи байк боком до траєкторії повороту. Далі можливі три варіанти розвитку ситуації. Перший, найкращий: пілот не злякався і не закрив панічно дросель, а скинув газ швидко, але плавно і мотоцикл стабілізувався. Другий, "продовжений": пілот продовжив відкривати газ, і за мить мотоцикл "ліг" (лоусайд). Третій, «брутальний»: якщо пілот закрив газ пізно або дуже різко, гума моментально знову набуває надійного зчеплення з асфальтом, але кінетична енергія «вилятельного» руху змушує мотоцикл підстрибнути, перевернутися і викинути пілота з сідла (хайсайд). Так ось, сучасні системи трекшн-контролю таки борються за утримання заднього колеса на межі зчеплення гуми з дорожнім покриттям і вступають в роботу головним чином якраз в поворотах, коли ризик пустити заднє колесо в замет набагато вище середнього.
Як вони це роблять?
Зауважимо відразу: ніякої подібності у мотоциклетних та автомобільних протибуксувальних систем немає. У світі чотирьох коліс системи трекшн-контролю не лише грають із тягою двигуна, а й підгальмовують окремі колеса. У нас же тільки одне провідне колесо і корекція тяги двигуна виключно в меншу сторону. Мотоциклетний антибукс зараз став настільки модним трендом, що практично всі мотовиробники займаються активним впровадженням подібних пристроїв, проте ми перерахуємо найяскравіших представників цієї нової породи електронних «мульок». Перші системи нинішнього століття, покликані зробити реакцію на газ більш плавною і тим самим боротися зі знесенням заднього колеса на цивільних апаратах, стали застосовувати на літровому гісері 2007 року. Там не було ні датчиків швидкостей обертання коліс (спідометр не в рахунок), ні гіроскопів, зате там був другий ряд дросельних заслін із приводом від крокового електромотора, керований «мозками». За непрямими параметрами (швидкість мотоцикла, обрана передача, положення ручки газу) оцінювалося навантаження на мотор, і на підставі цих параметрів контролер систем запалення та упорскування залежно від обраної програми управління (а всього їх там було три) обмежував тягу, а точніше, швидкість набору двигуном оборотів під тим чи іншим навантаженням.
За літром пішли і «молодші брати» – обзавелися багаторежимними «мозками», які є навіть на нинішній «шістсотці». За цим принципом працює і «стабілізатор» на MV Agusta F4. Так, працює, але аж надто неточно. Не маючи можливості відстежити дорожню обстановку за прямими параметрами (кут нахилу мотоцикла, швидкості обертання обох коліс), такий спосіб вберегти заднє колесо від зносу можна назвати лише умовним. Тут і швидкості обертання коліс відстежувалися через датчики системи ABS, і, як і на стародавній «Пан-Європі», при пробуксовці запалювання ставало пізніше, а суміш – бідніша, та й працює система BMW ASC (Automatic Stability Control) набагато плавніша і моторніша. Трохи пізніше борцем за справедливість стала Ducati, 2008 року представивши на моделі 1098R систему DTC (Ducati Traction Control). Звичайно, вона мала мало спільного з аналогічною «приблудою», що застосовується в WSBK, але проте тут вже були датчики швидкості на обох колесах (сигнал давали болти кріплення гальмівних дисків), і корекція тяги (через зміну кута випередження запалення та кількості палива, що подається) ) вироблялася виходячи з «живих» показників, одержуваних як реального часу, хоча теж за прописаному у пам'яті системи управління шаблону (як і Suzuki і MV Agusta). Принципова відмінність у тому, що тут пробуксовка відстежувалася не тільки через раптове зростання частоти обертання коленвала, а й через швидкість обертання обох коліс. Відрізняло «громадянський» трекшн від гоночного те, що на серійних спортбайках, на відміну від гоночних, немає датчиків положення підвісок, та й у гонках мало кого цікавить економія бензину, і при пробуксуванні на гоночних Ducati «рубалося» запалення. Однак якщо такий спосіб застосувати на серійній машині зі штатним вихлопом, то через пару таких спрацьовувань антибуксу, каталізатор повіситься на дроті від лямбда-зонда, тому «рубають» ще й паливо, жертвуючи невеликою втратою тяги, зумовленою «висушуванням» впускних каналів. Ступінь "втручання" електроніки в характер двигуна ділиться на вісім щаблів, плюс систему можна відключити зовсім. Однак на новій Multistrada швидкість обертання коліс зчитується вже не по болтах, а з датчиків ABS - так набагато точніше, адже якщо зчитувати швидкість по болтах, то виходить 6-8 імпульсів за оборот колеса (тобто 60 і 45 градусів між імпульсами), а якщо через «гребінку» індукційного датчика ABS, можна отримати до сорока імпульсів за один оборот. Але повертаючись до хронології подій, скажемо чесно, система BMW ASC далі опозитного нейкеду R1200R не пішла, адже в 2009 році з'явилася DTC (Dynamic Traction Control) на гучному спортбайку S1000RR - жах для японських виробників. Вона по праву може нести звання шедевра інженерної думки, бо містить не тільки ці датчики ABS, але і гіроскоп, який відстежує крен і дифферент машини. Саме завдяки гіроскопу на S1000RR неможливо «перекозлити» (звичайно, якщо система DTC зовсім не відключена), а також максимально точно відстежити ситуацію в повороті (адже якщо антибукс перестрахується та запрацює раніше часу, то менше тяги вдасться реалізувати, що призведе до непотрібної втрати швидкості ).
Наприклад, в режимі Slick тяга двигуна ріжеться електронними дроселями та форсунками, варто утворитися зносу корми, але тільки при кренах мотоцикла більше 23 градусів, що має на увазі адекватно акуратне поводження з газом. Але ще на журналістському тесті в Портімао багато хто помітив, що при виході зі швидкісного правого повороту з підйомом на фінішну пряму мотоцикл впевнено задирав переднє колесо в повітря, незважаючи на програму «антивілі». BMW-ні інженери-електронники обмежилися туманними поясненнями щодо поєднання факторів (нахил-підйом-розгін), яке заплутувало електронний «мозок». Крім того, з досвіду експлуатації редакційного спортивного BMW можна сказати, що баварський варіант «антибукса» працює все-таки грубо, приводячи до задирок на гумі після декількох трек-сесій. ("Мото" № 02-2011) - там трекшн-контроль несе в собі як принади BMW-шний DTC, так і деякі шаблони, аналогічні тим, що застосовувалися на колишніх "нинзях" (фактично, як у Suzuki), що дозволяє йому працювати не тільки в «бойовому», а й у превентивному режимі, припиняючи спроби зриву колеса в юз на корені. А ось Yamaha вирішила, що на великому турендуро Super Tén?r? не потрібен гіроскоп, і обмежилася звичайним (за нинішніми мірками) антибуксом, що використовує лише показання датчиків ABS. Результат - нарікань стільки ж, скільки і захоплення.
Погляд у завтра.
Зважаючи на дедалі більшу «електронізацію» сучасних мотоциклів, що переходять на електронне управління дроселями, а також з розвитком систем ABS, думаю, що вже через десяток років трекшн-контроль з'явиться навіть на скутерах. І можливо, вже не з індукційними датчиками, які, як відомо, починають працювати лише при досягненні певної швидкості (зазвичай 15–20 км/год), а з датчиками Холла, яким начхати на швидкість (зараз вже на більшості автомобілів датчики швидкостей обертання коліс) - "Холи").
Залишити коментар
Для додавання коментаря потрібно зареєструватисяабо авторизуватисяна сайті.
Технології, які KTM впроваджує у дедалі більшу кількість моделей дорожніх та off-road мотоциклів, вражає! Але як це все працює? Завод підготував серію наочних відеороликів.
Off-road traction control
Що? Трекшн-контроль на бездоріжжі? Що за дурниця?! - говорили затяті ендуристи після презентації влітку 2016 новинки наступного покоління KTM EXC-F, оснащеного системою контролю тяги на грунті. Вони ж потім аплодували після першого позашляхового тесту: європейські журналісти показали найвищий відсоток безаварійної їзди з початку організації прес-тестів KTM – на мотоциклах із включеним OTC не впав жоден тест-пілот! На мотоциклах з відключеним OTC падінням було стільки ж, як на звичайних випробуваннях. Що таке можна прочитати тут? А ось, як він працює на практиці:
Cornering ABS та MSC
Система динамічної стабілізації мотоцикла (MSC) була представлена KTM наприкінці 2013 року та з'явилася на моделях 2014 року в базі. .
