Как работает антипробуксовочная система — особенности работы

ASR — антипробуксовочная система: принцип действия и особенности функционирования

Антипробуксовочная система ASR (antriebs schlupf regelung) — это, в общем-то, логичное продолжение антиблокировочной системы ABS. Она не только добросовестно выполняет все функции ABS, но еще и не позволяет буксовать ведущим колесам при трогании с места или интенсивном разгоне. Таким образом получается, что ASR при торможении работает как антиблокировочная система, а при движении – как антипробуксовочная.

В целях безопасности для ASR установлена пороговая скорость, чаще всего в 40 – 60 км/час. И, если вы едете со скоростью ниже пороговой, то антипробуксовочная система действует и на тормоза, и на двигатель. Если же вы разгонитесь побыстрее, и пороговую скорость превысите, то ASR в этом случае будет влиять только на двигатель.

Есть три способа, которыми система ASR «помогает» вам справиться с автомобилем. Первый способ – она управляет тормозами ведущих колес. При втором способе она уменьшает крутящий момент двигателя. Третий способ, самый эффективный, это комбинация из первых двух.

Как же устроена система ASR? В отличие от системы ABS, где стоят датчики, модуляторы и блок управления, ASR имеет еще три дополнительных узла. Это источник, создающий давление на тормозную жидкость, и набор электромагнитных клапанов для подключения в нужный момент этого источника вместо главного тормозного цилиндра. И есть также устройство управления двигателем.

Датчики такие же, как у ABS, с той лишь разницей, что раза в два чувствительнее. Минимальная скорость, которую они измеряют, составляет 2-3 км/час вместо 5 км/час.

Электромагнитные клапаны модулируют давление тормозной жидкости в тормозных камерах ведущих колес. Блок управления ASR сконструирован на базе микропроцессорного блока ABS, но для размещения дополнительной программы обладает увеличенным объемом памяти. Программа управляет функциями ASR и выполняет диагностику ее компонентов. Кроме того, для управления дополнительными исполнительными механизмами в блоке ASR предусмотрены усилители мощности.

При желании водитель может легко отключить систему ASR. Это делается при помощи обычного выключателя. В этом случае автомобиль будет проходить повороты с боковым скольжением ведущей оси. Но антиблокировочные функции сохраняются. На приборной панели расположены две дополнительные оранжевые лампочки. Одна горит, подтверждая участие ASR в управлении вашим автомобилем. Другая включится в тот момент, когда вы отключите ASR.

Эксплуатация автомобилей, имеющих систему ASR, свидетельствует о значительном увеличении тягового усилия на дорожных покрытиях с разнородным коэффициентом сцепления. Также было отмечено улучшение курсовой устойчивости при движении на скользких дорогах.

Как работает антипробуксовочная система

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.

Систему можно отключить

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.

Можно не бояться льда на дорогах

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.

ASR плюс ABS

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.

Как работает ASR

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)

Работа 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)

Система TRC

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.

Смотрите, как работает TRC, на примере Toyota:

Антипробуксовочная система: принцип работы

Последние несколько десятков лет автомобили активно оснащаются разными системами безопасности, способными следить за безопасностью разгона и торможения автомобиля. Подобные технологии применяются во всех современных транспортных средствах.

Они прошли долгий путь – от самых простых до целого комплекса систем, объединённых в пробуксовочные системы.

Антипробуксовочная система (АПС) является вторичным элементом активной безопасности транспортного средства, работающим совместно с антиблокировочной тормозной системой ABS, и предназначенным предотвратить пробуксовку ведущих колёс. При этом неважно, какая степень нажатия на педаль газа и какой тип дорожного покрытия. Она значительно упрощает движение автомобиля по влажной дороге и постоянно следить за буксованием ведущих колёс автомобиля.

История антипробуксовочной системы берёт своё начало в 1930-х годах, когда изобрели механический дифференциал повышенного трения. А сделал его немецкий производитель Porsche. Это устройство отлично себя показало на бездорожье и давало возможность выровнять крутящий момент колёс, если одно теряло сцепление с дорожным покрытием . Поэтому вложение ресурсов в дальнейшие разработки подобных систем не удивляют.

Первопроходцами в изобретении автоматических АПС стали американцы. В 1971 году компания Buick изобрела и установила антипробуксовочную систему под названием MaxTrac на свои автомобили. Система MaxTrac в автоматическом режиме отслеживала положение колёс, и предотвращала проскальзывание при помощи снижения оборотов двигателя.

На просторах Европы электронную антипробуксовочную систему впервые начали устанавливать на автомобилях от BMW в 1979 году. А в 1987 году АПС начали ставить на восьмицилиндровых моделях Mercedes-Benz.

Эти системы были разработаны компанией Bosch, но получились достаточно громоздкими.

АПС нового образца ASR5 появились в 1990-х годах. Они были проще по конструкции, дешевле и легче в монтаже и управлении. Все компоненты размещались в пределах одного корпуса, а в качестве генератора тормозного усилия использовался возвратный насос высокой мощности.

В своё время антипробуксовочные системы стали широко распространятсяна автомобильных гонках. В рамках Формулы–1, в 1990 году, первыми её стали использовать в команде Ferrari. Но позже, использование АПС на гонках запретили.

Начиная с 1992 года, антипробуксовочные системы массово ставят на большинство автомобилей и мотоциклов.

2. Принцип работы

Антипробуксовочная система включает в себя три основных компонента:

1. Блок управления (компьютер).

2. Датчики угловой скорости.

3. Исполнительные механизмы.

Блок управления АПС осуществляет измерение всех показателей системы, и при необходимости (когда возникает критическая ситуация), приводит в действие исполнительные механизмы. В функции блока управления АПС также входит взаимодействие с блоками управления дифференциалом и двигателем.

Датчики угловой скорости устанавливаются на всех колёсах или только на некоторых (зависимо от особенностей системы). Они отслеживают следующие характеристики:

1. Угловая скорость вращения всех колёс.

2. Угловое ускорение на колёсах.

3. Скорость движения автомобиля.

4. Пробуксовка колёс ведущей оси.

5. Особенности движения автомобиля (прямолинейное или криволинейное).

Но измеряют датчики только угловую скорость вращения на колёсах, а остальные показатели определяются при сравнении скоростей и характеристик вращения ведущих колёс и неведущих колёс.

Исполнительные механизмы АПС отвечают за торможение колёс и/или управление двигателем автомобиля во время пробуксовки. В качестве исполнительных механизмов используются:

1. Насос обратной подачи.

2. Переключающий электромагнитный клапан на каждом из ведущих колёс.

3. Электромагнитный клапан высокого давления на каждом из ведущих колёс.

4. Гидромодуляторы антиблокировочной системы.

3. Принцип действия.

Антипробуксовочная система – это, по сути, продолжение антиблокировочной системы (АБС), построенное на её основе. Она не только выполняет предназначение АБС, но и предотвращает буксование ведущих колёс автомобиля в условиях интенсивного разгона и при движении с места. Во время торможения АПС работает подобно антиблокировочной системе, а вот во время движения АПС работает, как антипробуксовочная система.

В АПС существует такое понятие как пороговая скорость. Как правило, она установлена на уровне 50-80 км/час. Если автомобиль двигается со скоростью ниже пороговой, то АПС будет оказывать влияние и на двигатель, и на тормоза. Если же автомобиль превысит пороговую скорость, то АПС будет воздействовать лишь на двигатель.

Но система исключает пробуксовку колёс в любом диапазоне скоростей. На скорости ниже пороговой антипробуксовочная система передача крутящего момента на ведущие колёса регулируется за счёт их подтормаживания. На скорости выше пороговой, предаваемое усилие регулируется за счёт регулировки крутящего момента, идущего от двигателя.

Принцип действияантипробуксовочной системы основывается на уменьшении выходной мощности двигателя и наращивании частоты вращения колёс на ведущей оси. Частоту вращения колёс определяет компьютер, получающий информацию от специальных датчиков на колёсах и от датчиков ускорения.

Зависимо от определённых характеристик прибор управляет мощностью двигателя (величиной крутящего момента) или тормозным давлением, а при наличии блокировки дифференциала, и её может привести в действие.

Система управляет тормозным давлением циклами, которые повторяются, если это становится необходимым.

Эти циклы имеют по три фазы:

1. Нагнетание давления (происходит за счёт приведения в действие насоса обратной подачи, открытия клапана с высоким давлением и перекрытия переключающего клапана, что создаёт условия для торможения ведущего колеса).

2. Удержание давления (происходит, когда насос обратной подачи отключается).

3. Сброс давления (осуществляется после окончания пробуксовки за счёт открытия впускного и переключающего клапанов).

Для управления крутящим моментом двигателя АПС взаимодействует с системой, которая управляет двигателем. Компьютер управления АПС на основе входящих данных рассчитывает нужную величину крутящего момента и посылает эти данные в систему, управляющую двигателем, где они реализуются следующим образом:

1. Изменением угла наклона дроссельной заслонки.

2. Пропуском импульса зажигания.

3. Пропуском впрыска топлива в камеру сгорания.

4. Изменением угла опережения зажигания.

5. Отменой переключения передачи (если у автомобиля автоматическая коробка передач).

Уменьшение мощности двигателя будет тем сильнее, чем больше темп нарастания пробуксовки.

Когда антипробуксовочная система срабатывает, то на панели приборов об этом оповестит контрольная лампочка. А при необходимости её можно отключить обычным выключателем на той же панели приборов и об этом оповестит другая лампочка. При отключении АПС автомобиль будет преодолевать повороты с боковым скольжением, но антиблокировочные функции автомобиля сохранятся.

4. Производители.

Разработкой и производством антипробуксовочных систем сегодня занимаются практически все именитые автомобильные корпорации. Каждая из них ставит на свои автомобили такие системы собственного производства.

Среди самых известных производителей антипробуксовочных систем можно выделить Mercedes, BMW, Toyota, Volkswagen, Lexus. Иногда, именитые корпорации занимаются разработкой АПС в сотрудничестве с другими корпорациями или независимыми компаниями.

Все производители пытаются усовершенствовать АПС и дают им разные названия. Несмотря на это, основоположные принципы работы АПС от производителя к производителю, практически не отличаются. А разнообразие названий – это скорее заслуга маркетингового отдела, призвана выделить ту или иную продукцию и заинтересовать потенциального покупателя.

5. Другие названия.

Антипробуксовочную систему ещё часто называют противобуксовочной системой (ПБС). В английском же языке АПС именуют DynamicTractionControl (DTC), а в немецком – (AntriebsschlupfregelungASR).

Кроме того, антипробуксовочные системы могут различаться по торговому названию в зависимости от компании-разработчика и компании-производителя автомобилей. Рассмотримнескольковариантов.

В автомобилях от компаний Mercedes, Volkswagen, Audi антипробуксовочная система носит название AutomaticSlipRegulation или AccelerationSlipRegulation (ASR).

ActiveTractionControl (A-TRAC) или TrakingControl (TRC) – такое название было дано антипробуксовочной системе производителями Toyota и Lexus.

Компания Opel именует АПС, установленные на её автомобилях, как DynamicSafety (DSA).

Немецкий автомобильный производитель BMW именует антипробуксовочную систему DynamicTractionControl (DTC) или Anti-SlipControl (ASC).

А вот Mercedes называет её иначе – ElectronicTractionSystem (ETS).

На Volvo устанавливаются антипробуксовочные системы под названием SystemTractionControl (STC).

Range Rover именует АПС не иначе как ElectronicTractionControl (ETC).

А в компании Honda прижилось название TractionControlSystem (TCS).

Самой продвинутой на сегодня антипробуксовочной системой считается TRC (Toyota, Lexus). Принцип её работы такой же, как и у других, но в работу подключаются все системы безопасности на автомобиле.

6. Преимущества и недостатки антипробуксовочных систем.

К преимуществам антипробуксовочных систем относятся:

1. Снижение вероятности повреждения покрышек.

2. Безопасное движение на поворотах, на зимней дороге, при повышенной влажности дорожного покрытия.

3. Увеличение ресурсов двигателя.

4. Экономия использования топлива.

5. Повышение безопасности и комфорта в начале движения автомобиля на дороге с плохим сцеплением.

6. Обеспечение отличной управляемости и предсказуемости на дороге, что увеличивает комфортность движения автомобиля на трассе.

Что касается недостатков АПС, то некоторые опытные водители и заядлые гонщики считают, что такие системы мешают им в управлении автомобилем, и не дают возможности прочувствовать на себе все особенности движения. Этот недостаток легко исправить, нажав нужную кнопку на панели управления, которая отключит АПС. Но антипробуксовочная система очень помогает вести автомобиль в плохих дорожных условиях начинающим водителям и тем, кто зачастую переоценивает свои водительские навыки, поэтому торопиться с её отключением не стоит.

7. Особенности эксплуатации антипробуксовочной системы.

Автомобили с установленной антипробуксовочной системой не требуют каких-то особых навыков эксплуатации, но всё же стоит помнить о нескольких моментах:

1. АПС имеет свои границы возможностей, так что на гладком льду или на очень высоких скоростях, она, скорее всего не повлияет на ситуацию.

2. При использовании АПС очень важно качество покрышек. Если, к примеру, зимой использовать летнюю резину, то никакая АПС не поможет преодолеть трудный участок дороги.

3. Применение в автомобиле АПС заставляет водителя забыть о заносах, пробуксовке и скольжении. Поэтому при пересадке на другой автомобиль без подобной системы, водитель не будет подготовлен к возникновению критической ситуации, и не будет знать, как себя в ней вести.

Как работают противобуксовочные системы esp, asr, tcs, trs

О вопросах безопасности в процессе управления автомобилем не говорит только ленивый. Изготовители готовы прибегнуть к любым ухищрениям, чтобы привлечь покупателей. Безопасность – один из серьезнейших доводов, среди прочих аргументов, в попытках остановить внимание на том или ином авто. Антипробуксовочная система по праву занимает свое место среди других средств контроля движения, обеспечивая оптимальные условия управления машиной.

Принцип работы антипробуксовочной системы

Для понимания, что это такое и как она работает, необходимо вспомнить, что перемещение автомобиля происходит благодаря сцеплению его колес с дорожным покрытием. И если сцепление с дорогой недостаточное, например, если она скользкая или мокрая, то появляется пробуксовка, из-за чего теряется динамика разгона, ухудшается управляемость и увеличивается вероятность заноса машины. Да и износ резины в таком случае значительно возрастает.

Принцип, положенный в основу работы антипробуксовочной системы, – контроль скорости вращения колеса. Если при разгоне оно начинает вращаться слишком быстро, то средства контроля, в зависимости в первую очередь от скорости, предпринимают корректирующие действия. Проявляться это может как в его притормаживании, так и в снижении передаваемого крутящего момента.

Антипробуксовочная система, как работает в реальных условиях

Прежде чем дальше рассматривать реализацию описанных принципов, надо отметить следующие факторы, необходимые для успешной работы антипробуксовочной системы:

  • наличие на автомобиле таких устройств, как ABS и ESP;
  • наличие так называемой «электронной педали газа», т.е. отсутствие непосредственной связи между педалью управления газом с дроссельной заслонкой.

По сути дела, это АБС наоборот, если она снимает торможение с колеса для обеспечения его сцепления с дорогой, то противобуксовочная система притормаживает слишком «шустрое» колесо с той же целью. Да и в работе они используют показания одних и тех же датчиков.

Антипробуксовочная система называется по-разному – ASR или TRC, TCS (система контроля тяги), причем этими аббревиатурами не исчерпываются все возможные обозначения, которые получает противобуксовочная система у разных производителей. Тем не менее, несмотря на разные названия, принцип, по которому работает любая из них, практически одинаковый.

Датчики, используемые всеми этими системами – ABS, ESP, TRS, ASR, одни и те же. В самом простом виде, например антипробуксовочная система ASR, получает сигналы от датчиков, по которым определяет:

  1. скорость колес (угловую);
  2. их положение (движение происходит прямо или выполняется поворот);
  3. степень пробуксовки колес, основываясь на рассчитанной разности их угловых скоростей.

На основании полученных данных, в зависимости от скорости движения, противобуксовочная система может:

  • через систему электромагнитных клапанов изменить давление в системе торможения, снизив скорость вращения колеса;
  • выдать в контроллер управления двигателем сигнал на снижение крутящего момента;
  • изменить величину крутящего момента, поступающего на буксующее колесо через частичную блокировку дифференциала;
  • предпринять несколько отмеченных действий одновременно.

Какими возможностями обладает та или иная противобуксовочная система TRC, TCS, ASR и другие, аналогичные по назначению, определяется прежде всего конструкцией автомобиля, а так же программным обеспечением. Однако несмотря на существующие различия в реализации, противобуксовочная система, независимо от типа – TRC это или ASR, когда она работает, обеспечивает уверенный разгон машины и надежное сцепление резины с покрытием дороги.

Антипробуксовочная система ESP

Особого внимания заслуживает такая противобуксовочная система, как ESP. Она отвечает за курсовую устойчивость авто, предотвращая его боковое скольжение, срыв в занос и вращение. Если ABS работает при торможении, TRS и ASR при разгоне, то ESP – при поворотах и выполнении маневров. Фактически эти элементы контроля текущего поведения машины, создают если не полностью безопасные, то максимально приближенные к этому условия.

При работе ESP сравнивает заданное водителем направление движения с реальным. Весь контроль осуществляется по сигналам от датчиков десятки раз в секунду, практически автомобиль постоянно находится под контролем электроники. Если появляется расхождение между заданным и фактическим направлением перемещения, т.е. началось скольжение или занос, ESP за доли секунды принимает необходимые меры по его устранению.

Для этого противобуксовочная система снижает скорость машины и притормаживает нужные колеса, возвращая автомобиль на заданное направление движения.

Будь то TCS или любая иная антипробуксовочная система, они обеспечивают безопасность автомобиля и используются их производителями все более широко в авто самых разных классов. Такой подход, позволяет избежать критических ситуаций при управлении транспортным средством многим, в том числе и опытным, водителям.