Как правило, тюнинговые и серийные автомобили имеют довольно простые по конструкции, но эффективные тормозные системы. Однако время не стоит на месте, и электроника проникает даже в эти, как может показаться на первый взгляд, заповедные вещи. Давайте попробуем понять, принцип работы современных автомобильных тормозных систем.
Препятствие, которое появилось неожиданно, нажатие на педаль тормоза, занос… Картина довольно знакома, не так ли? Если во время торможения, колеса вашего автомобиля оказались заблокированными хотя бы на секунду, то действием даже ничтожной поперечной силы может быть вызвана потеря устойчивости. А откуда он берется?
При повороте на автомобиль действует не только центробежная сила, но и поперечная, которая может возникнуть из-за того, что тормозные механизмы сработали неравномерно на разных колесах. Это может произойти из-за того, что колеса в момент торможения могут находиться на разных, по сцепным свойствам, поверхностях или из-за разницы в износе протектора. Таких причин можно назвать немало. В результате чего, резкое торможение, которое на скользкой или мокрой дороге ведет к неизбежной блокировке колес, превращает ваш автомобиль в снаряд, которым вы не можете управлять. Машина может произвольно менять направление движения под воздействием уже упомянутой силы, со всеми последствиями которые могут отсюда вытечь.
Первые современные автомобильные тормозные системы, которые позволяли водителю, давящему на педаль тормоза, управлять машиной в заносе и предотвращающие блокирование колес появились около 30 лет назад. Сейчас подобные антиблокировочные системы Antilock Brake System (ABS) можно увидеть только лишь в политехнических музеях. Однако и поныне используются испытанные на них принципы торможения.
Любая из антиблокировочныех систем состоит из трех основных элементов: модулятора тормозного давления, датчиков скорости вращения колес и электронного блока управления. Датчики фиксируют начало того момента, когда колеса блокируются. Как только произошла такая ситуация, передается определенный сигнал блоку управления, которые сразу же отдает команду модулятору, а тот понижает давление в гидросистеме тормозов. При разблокировке, колеса оно начинает снова вращаться, давление жидкости начинает возврат к прежней величине и заставляет тормозные механизмы срабатывать вновь. Процессы растормаживания и торможения колес будут повторяться циклически до тех пор, пока не исчезнет угроза блокировки. Водитель может ощутить работу ABS по толчкам, которые передаются на педаль тормоза.
В момент начала движения, в случаях энергичного движения на участках дороги с разными сцепными свойствами и при разгоне, колеса также могут сорваться в скольжение. Желание того, чтобы такие недостатки нас не тревожили, обусловило появление такой системы как Traction Control System (TCS). В общем и целом, своим существованием противобуксовочные системы обязаны именно ABS. Конструкторы, взяли основные компоненты системы ABS и расширили их возможности и программное обеспечение. Обучили блок управления ABS распознавать колеса. Когда система замечает, что ведущие колеса вращаются быстрее, чем ведомые - процессор воспринимает этот факт как пробуксовку. Тут возможно пару вариантов: или система приглушает работу двигателя, не зависимости от того, как активно жмет на педаль водитель; или ведущие колеса начинаю притормаживать до тех пор, пока не зацепятся за покрытие. На практике же работают оба сценария вместе.
Примечательно в системе TCS то, что она является довеском к уже установленной системе ABS. TCS может самостоятельно управлять тормозами отдельных колес и двигателем. Когда в руках инженеров появились такие козыри, она смогли сконструировать еще один электронный помощник – программу электронной стабилизации ESP (Electronic Stability Program). Помимо всего прочего, возможности контроля над тормозами и тягой впоследствии использовались, для имитации блокировки дифференциала. Именно отсюда появились системы полного привода на BMW x-Drive и Mercedes-Benz 4-Matic.
Недостатки ABS системы.
Они регулируют давление тормозной жидкости, предохраняя этим колеса от блокировки и давая водителю (даже при панических действиях) уверенно чувствовать машину. Однако из критической ситуации он должен выходить самостоятельно, полагаясь на собственное холоднокровие и мастерство. А если этого не достаточно? К примеру, когда водитель входит в вираж на довольно большой скорости и его начинает сносить в кювет или на встречную полосу. В ответ водитель начинает тормозить и выкручивать руль в сторону сноса для того чтобы остаться на безопасной траектории. Занос или снос в итоге, все равно происходит, хотя система и не дала скользить колесам.
Если бы на автомобиле была установлена система ESP (VSC, VSA, DSC), этого бы не произошло. ESP уменьшила бы подачу топлива, чтобы обороты коленчатого вала и мощность двигателя, и вместе с тем скорость машины, точно соответствовали конкретной ситуации. Но главное что сделает ESP – это выберет оптимальные тормозные усилия для каждого колеса. При чем, делая это так, чтобы результирующая тормозных сил препятствовала развороту, и удерживала машину на оптимальной траектории.
Если при входе в поворот у вас начнет вести заднюю ось, ESP подтормозит наружное переднее колесо. В результате чего наступит стабилизирующий момент, который вернет авто на безопасную траекторию для движения.
Чтобы ESP работала, к тем датчикам, которые уже имелись на колесных дисках, добавили датчики курсового отклонения, положения рулевого колеса и поперечного ускорения, программное обеспечении процессора в очередной раз было расширено. В итоге, ESP не только контролирует давление в тормозной системе и скорость движения каждого из колес, но и следит за тем, как повернут руль, за скоростью бокового ускорения, а также управляет режимами трансмиссии и двигателя.
