Полезные технологии Mercedes 1980-90 ASD, ABS, ASR, ESP и их работа
Помните нашумевшую на весь мир историю с переворачиванием Mercedes-Benz A-класса? Если нет, то напомню(видео туттынц). В 1997 году во время ездовой презентации для журналистов автомобиль при прохождении маневра "переставка" перевернулся. После потока критики, обрушившейся на концерн, мерседесовское руководство во всеуслышанье объявило о том, что на все машины А-класса будет бесплатно установлена фирменная система динамической стабилизации. Именно применение электроники позволило окончательно решить проблемы с управляемостью. До этого случая ESP по заказу устанавливалась на автомобили S-класса еще в 1995 году.
ESP на сегодняшний день является высшей ступенью эволюции электронных систем активной безопасности, объединив в себе лучшие решения из перечисленных выше.
Принцип работы ESP основан на том, чтобы бороться со сносом и заносом автомобиля не только рулем и "газом", но и торможением одного или нескольких колес. Если машину сносит передней осью, система притормаживает внутреннее по отношению к повороту заднее колесо, придавая автомобилю избыточную поворачиваемость. Когда возникает угроза заноса, притормаживается внешнее переднее колесо. При сносе всех четырех колес ESP вычисляет, какое из них и в какой момент притормозить. Вместе с торможением система "сбрасывает" и обороты двигателя. Таким образом, используя исполнительные механизмы ABS и ASR, система способна притормаживать каждое колесо в отдельности.
Но для того, чтобы выполнить такую сложную работу, ESP недостаточно только датчиков ABS. Поэтому в автомобиле установлены дополнительные датчики. Один сообщает системе о том, в какую сторону и с какой скоростью вращается рулевое колесо. Еще два "жалуются" на угол поворота машины и уровень боковых ускорений. Показания этой компании датчиков позволяют моментально вычислить, что происходит с автомобилем, и привести в действие исполнительные механизмы.
Естественно, что и тут не обошлось без недостатков, если их можно назвать таковыми. Можно, например, пожаловаться на то, что система будет мешать опытному водителю, который просчитывает каждое свое движение на несколько шагов вперед. Но ESP не предсказывает будущее, а исправляет совершенные ошибки. Поэтому она не даст пройти поворот в управляемом заносе, вмешавшись в самый неподходящий момент. Но во всех остальных случаях ESP окажет действительно неоценимую помощь не только начинающему водителю.
В конце еще раз хочу обратить ваше внимание на то, что жалуются на работу перечисленных систем лишь активные драйверы. Но вспомните предназначение электронных помощников — активная БЕЗОПАСНОСТЬ, а не активный драйв. И тогда все сразу становится на свои места. И последнее, не раз уже сказанное: законы физики никакая электроника преодолеть не в состоянии.
ABS (Anti-Lock Brake System) — антиблокировочная тормозная система (АБС)
Первым логическим развитием ABS стала АНТИПРОБУКСОВОЧНАЯ система. Принцип действия несложен: в момент трогания автомобиля датчики (ABS) фиксируют проскальзывание одного из ведущих колес, и компьютер притормаживает его с помощью тормозных механизмов. При необходимости та же электроника может сбросить обороты двигателя, поскольку на современных машинах между педалью "газа" и дроссельной заслонкой нет механической связи. То есть, если "утопить" педаль в пол, компьютер не даст ведущим колесам впустую жечь резину и шлифовать асфальт или лед, а максимально быстро, без пробуксовки, разгонит автомобиль.
Антипробуксовочная система не помешает любой машине, независимо от типа привода. Настоящим кладом стала для внедорожников. Вместо сложных трансмиссий они используют полный привод со свободными дифференциалами, а роль блокировок возложена на электронику. Для непролазного бездорожья эта схема не годится, но "паркетникам" будет в самый раз.
Конечно, и в есть свои недостатки. Например, такая система будет мешать опытному водителю при попытке вытащить застрявший автомобиль "в раскачку", не к месту притормаживая и сбрасывая "газ". Причем может настолько задушить мотор и колеса, что автомобиль вообще не сможет двигаться. Активным драйверам мешает управлять автомобилем в заносе, контролируя его тягой. С другой стороны, антипробуксовочная система с успехом выполняет функцию блокировки дифференциала, притормаживая разгруженное в повороте колесо и уравнивая таким образом скорости вращения колес, и позволяет максимально эффективно использовать крутящий момент двигателя.
Не все автоконцерны потакают прихотям покупателей, а потому делают систему неотключаемой. Но это "у них" она неотключаемая. А наши Кулибины, даже не изучая электросхему, решают проблему простым изъятием предохранителя. Впрочем, делать это мы не советуем. А если вы упорно считаете, что ASR мешает реализовать талант гонщика, напоминаем, что эта система используется в Formula
EBV (Elektronishe Bremskraftverteilung) — электронный распределитель тормозных сил (РТС)
Основное назначение данного узла — распределение тормозных сил в момент начала торможения автомобиля, когда, согласно законам физики, под действием сил инерции происходит частичное перераспределение нагрузки между колесами передней и задней оси.
EBD (EBV)
Дальнейшее развитие ABS привело к появлению на современных автомобилях системы электронного распределения тормозных усилий. Эти системы всегда работают в паре, поэтому чаще всего в каталогах можно увидеть аббревиатуру ABS+EBD
Идея EBD выросла из того факта, что при резком торможении на неоднородном покрытии автомобиль начинает разворачивать. Это происходит оттого, что степень сцепления колес с дорогой разная, а тормозное усилие, передаваемое на колеса, одинаковое. Система EBD, используя датчики ABS, анализирует положение каждого колеса при торможении и строго индивидуально дозирует тормозное усилие на нем. При этом учитываются загрузка автомобиля и его положение относительно дорожного полотна.
Особенно заметна польза EBD при торможении в повороте. Думаю, многие из водителей не раз демонстрировали "высокий" уровень речевой культуры и подсознательное знание ненормативной лексики, когда в закрытом повороте перед ними оказывался автомобиль очередного "умника", вздумавшего отдохнуть на обочине. Именно EBD позволяет в такой ситуации тормозить, не теряя контроля над автомобилем. Без этой системы торможение в лучшем случае закончится сносом с траектории. Уверен, что по поводу полезности EBD споров не возникнет
ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung) — антипробуксовочная система (она же ASC, ETC, ESR, TCS, STC, TRACS)
Назначение системы — обеспечить устойчивость автомобиля при резком старте или при движении в гору по скользкой поверхности. Избежать "прокрутки" колес удается благодаря перераспределению крутящего момента двигателя на те колеса, у которых в данный момент наилучшее сцепление с дорогой. Система работает на скоростях до 40 км/ч.
ASR контролирует уровень проскальзывания ведущих колес автомобиля, не допуская их пробуксовки в процессе разгона.
Получая от датчиков ABS информацию о частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, блок управления ASR сравнивает полученные сигналы и в случае, если возникает разница в частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, начинает воздействовать на силовой агрегат, снижая его мощность.
ASD.
ASD или Automatisches Sperr Differential – автоматическая система блокировки дифференциала, призванная препятствовать пробуксовке одного из колёс. Как только электронный блок управления ASD определяет, что средняя скорость вращения задних колёс выше на 2-4км/ч скорости передних, происходит автоматическое управление электромагнитным клапаном, благодаря чему давление в 30 бар передаётся к гидроцилиндрам редуктора и блокирует его. Из соображений стабильности система ASD отключается на скорости выше 38км/ч(измеряемой на передних колёсах), а так же в режиме при торможении и в режиме принудительного холостого хода.
Основными элементами системы АСД являются:
Дифференциал заднего моста: при отсутствии давления в гидроцилиндрах реализуется до 35% блокировки. Когда же давление поступает к гидроцилиндрам оба фланца полуосей перемещаются немного наружу, сжима установленные внутри дифференциала многодисковые пакеты фрикционов, за счёт чего достигается 100% блокировка дифференциала.
Блок управления ASD: электронный блок, собирающий информацию с датчиков и управляющий электромагнитным клапаном блокировки.
Датчики ABS: электромагнитные датчики, по одному в каждом колесе и один в редукторе, с них берётся информация о скорости вращения колёс.
Это, пожалуй, основные системы данной системы, контрольные лампы и всякие там концевики с гидролиниями описывать не вижу смысла.
Система ASR – (Automatic Slip Regulation или Acceleration Slip Regulation)
Если перевести на русский язык то получится (автоматическая антипробусковочная система или противобуксовочная система), основной функцией которой служит предотвращение пробуксовки ведущих колес автомобиля. У различных производителей система ASR называется по-разному.
Так например:
BMW имеет две системы: ASC (Anti Slip Control) и систему DTS (Dynamic Traction Control)
TOYOTA имеет две системы: A–TRAC (Active Traction Control) и систему TRC (Traking Control)
OPEL и Chevrolet: система DSA (Dynamic Safety)
Mercedes: система ETS (Electronic Traction System)
Vovlo: система STC (System Traction Control)
Range Rover: система ETC (Electronic Traction Control)
Это только малая часть аббревиатур, по сути у каждого производителя имеется своя антипробуксовочная система. Однако система ASR, считается самой распространенной системой в мире. Несмотря на обилие названий, принцип работы систем практически не отличается, если понять принцип работы одной системы, то можно представить работу других систем.
Принцип работы системы ASR
Система ASR имеет схожую конструкцию с антиблокировочной системой тормозов (ABS). Однако различия все же есть. Конструктивно ASR включает в себя две функции автомобиля (без них она работать не будет), первая функция – это электронная блокировка дифференциала, вторая функция – управление крутящим моментом двигателя. Для работы системы ASR, обязательно нужны электромагнитные клапаны на каждое из ведущих колес в блоках ABS.
При работе система ASR взаимодействует с блоком ABS и блоком управления работы двигателя.
Итак, система ASR, предотвращает проскальзывание колес при любой скорости автомобиля. Условно их можно поделить на два диапазона:
1) Малые скорости – (скорость автомобиля до 60 км/ч), система передает максимальный момент колесам, за счет притормаживания ведущих колес.
2) Высокие скорости – (скорость автомобиля выше 60 км/ч), система уменьшает передаваемый крутящий момент колесам от двигателя.
При работе система учитывает такие характеристики как:
Ускорение ведущих колес
Скорость движения автомобиля
Отклонение движение автомобиля, от прямолинейной оси
Величину проскальзывания ведущих колес
НА основании этих данных система принимает решение о:
1) притормаживании колес
2) уменьшении оборотов двигателя
3) и самый эффективный вариант — комбинация из первых двух
Притормаживание колес: происходит автоматически, противобуксовочная система ASR тут взаимодействует с системой ABS. Если автомобиль начинает буксовать, система видит что ведущие колеса вращаются с увеличенными оборотами, а автомобиль стоит на месте, то есть движение не происходит (датчики линейного движения стоят на задних или передних не ведущих колесах). Тогда система автоматически активирует тормозную систему, в которую нагнетается давление и колеса останавливаются, затем происходит сброс давления в колеса начинают вращаться. Чем больше проскальзывание, тем чаще повторяется этот процесс. Обычно эта часть системы работает на низких скоростях, если проскальзывание происходит на высоких скоростях, то тут включается другая часть системы – уменьшение оборотов двигателя.
Уменьшение оборотов двигателя: если автомобиль на скорости повело, то информация начинает считываться, практически со всех датчиков, (особенно с датчиков угловой скорости колес), также датчики учитывают величину крутящего момента двигателя. Если двигатель имеет высокие обороты, то система автоматически понижает их, что позволяет избежать пробуксовки колес. Нужно отметить, что система не блокирует обороты до нуля, а просто понижает их! Это позволяет уверенно двигаться автомобилю даже в плохие погодные условия (дождь, снег).
При желании водитель может самостоятельно отключить систему ASR, кнопкой включения выключения находящейся на приборной панели. В этом случае автомобиль будет проходить повороты с боковым скольжением ведущей оси, но антиблокировочные функции системы сохранятся. На приборной панели о включении и отключении системы будет сигнализировать соответствующая индикация.
Автомобили укомплектованные системой ASR обладают более эффективным тяговым усилием на дорожных покрытиях с разнородным покрытием. Так же было отмечено улучшение курсовой устойчивости при движении на скользких дорогах.
Системы активной безопасности
Нередко одно слишком сильное нажатие на педаль тормоза или неосторожный поворот руля может привести к печальным последствиям – от заноса до вылета на встречную полосу движения. Чтобы минимизировать риск возникновения подобных ситуаций инженеры ведущих автокорпораций оснащают машины полезными системами, которые оказывают реальную помощь водителю и делают управление авто необычайно комфортным и простым.
Что такое ASR?
Automatic Slip Regulation, или ASR, – это одна из систем активной безопасности автомобиля. Антипробуксовочная система направлена на недопущение блокировки колес в условиях, когда машина движется по бездорожью или по сложному покрытию – например, по льду. Кроме того, ASR дает возможность избежать пробуксовки при старте на скользкой дороге.
Принцип работы ASR:
— Датчик информирует об изменениях блока управления, который в свою очередь обрабатывает поступивший сигнал. — БУ сравнивает скорости вращения колес, а затем передает команду исполнительному механизму. — Механизм снижает скорость вращения того колеса, которое пробуксовывает, и согласовывает ее с показателями других колес.
Результат: блокирование дифференциала не осуществляется, как следствие, при движении авто по непрямой траектории колеса ведущей оси вращаются в обычном режиме, но при этом имеют разную скорость.
Как работает ASR?
Влияние на ведущие колеса осуществляется двумя способами:
Когда машина двигается со скоростью, предположим, 60 км/ч (у каждой марки – свой показатель), колесо, которое пробуксовывает, притормаживается тормозной системой. Благодаря чему это происходит? Насос для тормозной жидкости, который входит в состав ASR, создает необходимое давление, соленоиды приводят в действие клапаны, которые и осуществляют подачу жидкости на тормозные цилиндры. Если установленная предельная скорость превышена, то блок управления антипробуксовочной системы сигнализирует об этом двигателю, а тот в свою очередь снижает крутящий момент. Если автомобиль комплектуется автоматической трансмиссией, то активируется повышенная передача, что приводит к «ослаблению» тяговых характеристик машины.
Можно ли отключить ASR?
При необходимости Вы можете деактивировать систему. Как правило, эта опция полезна для новичков, которые хотят отработать навыки вождения на пустой дороге.
Кнопка ASR OFF, позволяющая отключить опцию, в большинстве авто находится возле рычага коробки переключения передач или на приборной панели. Когда Вы нажмете на клавишу, загорится соответствующая лампочка.
Подробная инструкция по деактивации системы в Вашем автомобиле представлена в руководстве по эксплуатации машины.
«Двойники» системы
На автомобили различных марок устанавливаются аналогичные системы, которые имеют отличающиеся названия. Так, ASR – это прерогатива машин немецких брендов Mercedes, Audi и Volkswagen. DSA используется в машинах Opel. TCS – это характерная черта транспортных средств концерна Toyota.
ASR, как и прочие системы-двойники, входят в состав системы стабилизации курсовой устойчивости, известной как ESP.
Что такое ESP в машине?
Electronic Stability Program, или ESP, – это система электронного контроля устойчивости, которая также называется системой динамической стабилизации. Главная цель ESP – управление моментом силы колес, что позволяет устранить боковое движение и выровнять положение авто.
Как и ASR, система имеет несколько аналогов, которые используются в конкретных марках машин:
- На авто KIA, Hyundai и Honda устанавливается ESC.
- Rover, BMW и Jaguar комплектуются DSC.
- Отличительная черта Volvo – система DTSC.
- В машинах Acura можно встретить VSA.
- Модели Toyota агрегатируются VSC.
- В автомобилях Subaru, Nissan и Infiniti эксплуатируется система VDC.
Из чего состоит ESP?
В состав системы входит блок управления, измерительные приборы, которые контролируют разные параметры, и гидравлический блок.
Система курсовой устойчивости способна полноценно функционировать только совместно с иными системами активной безопасности авто: — Антиблокировочной тормозной системой ABS. — Антипробуксовочной системой ASR. — Системой распределения тормозных усилий EBD. — Электронной системой блокирования дифференциала EDS.
Как функционирует ESP?
Внешние датчики анализируют различные параметры – функционирование тормозной системы, особенности движения машины, положение акселератора, смена угла поворота руля. Эти данные передаются на БУ. Он сопоставляет полученные сведения с реальным движением машины. Если ESP решила, что водитель утратил контроль над авто, она вмешивается в управление, то есть задействует механизмы, которые связаны с иными системами активной безопасности.
Корректировка траектории движения машины осуществляется несколькими способами:
- За счет подтормаживания конкретных колес. Какие именно колеса будут притормаживаться, решает сама система. Так, при заносе осуществляется торможение наружным передним колесом.
- Благодаря изменению оборотов двигателя.
Также блок управления ESP взаимодействует с двигателем и автоматической коробкой переключения передач авто. Это позволяет системе корректировать их работу в форс-мажорных обстоятельствах.
Можно ли отключить ESP?
Эту систему активной безопасности можно отключить, в некоторых случаях деактивация даже рекомендована: например, когда Вы едете по сыпучему грунту. Однако не забывайте, что ESP – действительно полезная система, которая оказывает реальную помощь, особенно в зимних условиях. Благодаря ей аварийность уменьшилась примерно на 30%.
Что такое ABS (АБС) автомобиля?
Anti-lock Brake System, или ABS, — это активная система безопасности, которая руководит торможением транспортного средства в сложных дорожных условиях (мокрый асфальт, скользкое покрытие и др.).
Предшественники современной системы появились еще в 60–70-х годах XIX века. Их можно было встретить в таких машинах, как Линкольн, Jenssen FF, Мерседес W116, БМВ 7.
Из чего состоит АБС и каков принцип ее работы?
Конструкция системы подразумевает наличие БУ, датчиков контроля скорости и гидравлического модулятора.
- При торможении датчики скорости передают данные БУ.
- БУ плавно уменьшает скорость авто.
Если одно из колес стало скользить или полностью остановилось, датчик информирует об этом БУ, который задействует выпускной клапан. Он закрывает жидкости доступ в тормозной цилиндр колеса – насос сразу же начинает ее возвращение в гидроаккумулятор. Результат – блокировка снимается. Когда частота вращения колеса нормализовалось, БУ закрывает выпускной клапан и открывает клапан впускной. В результате снова начинает работать насос, но теперь он выполняет действия «в обратном порядке»: нагнетает давление в тормозной цилиндр, что позволяет притормаживать колесо. Все эти операции осуществляются очень быстро. Они повторяются до полной остановки транспортного средства.
Что это дает?
При экстренном торможении машины, которые оснащены АБС, замедляют ход плавно, а не идут юзом. Следовательно, даже в сложных дорожных условиях машина остается управляемой. Водителю же нужно только следить за направлением движения авто до полной его остановки. Иными словами, антиблокировочная система обеспечивает управляемое торможение, что позволяет избежать аварии.
При экстренном торможении транспортного средства, не оборудованного ABS, сильное нажатие на педаль тормоза приводит к тому, что, как бы Вы ни выкручивали руль, машина не изменит своей траектории. Это связано с тем, что заблокированные колеса будут скользить и не позволят водителю маневрировать. Как результат, автомобиль поедет по прямой, что может привести к серьезным последствиям.
Нюансы, о которых стоит знать
Эффективность работы антиблокировочной системы зависит от того, в каком состоянии находится дорога. Если Вы едете по неровному полотну с буграми и выбоинами, то длина тормозного пути авто будет гораздо больше обычной. Объясняется это очень просто. Когда авто тормозит, его колеса на мгновение «подпрыгивают». Это приводит к потере сцепления с дорогой и, как следствие, к прекращению вращения. АБС воспринимает это как блокировку и останавливает торможение. Когда сцепление с покрытием восстанавливается, системе приходится перестраиваться. Это занимает время – отсюда и увеличение длины тормозного пути. Сделать работу АБС оптимальной в данной ситуации поможет обычное снижение скорости авто.
Следует помнить, что системы активной безопасности помогают водителю в сложной ситуации, а не берут на себя управление автомобилем, поэтому автолюбителю не стоит расслабляться – он должен быть готов ко всему.