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:

Система TSC (или ASR) получила свое название от англоязычных терминов Traction Control или anti-slip regulation. По-русски это называется противобуксовочная система. По сути является вторичной функцией ABS. Задачей системы является не дать колесам буксовать на скользком покрытии. При старте машины с места или резкой подачи газа на ходу. Как показывает практика, достаточно мощный автомобиль способен провернуть колеса и на второй и на третьей передаче на ходу, если подобрана неправильная резина или асфальт мокрый.

Как работает система?

В случае, если датчики угловой скорости вращения колеса регистрируют проскальзывание, система в зависимости от настроек может уменьшить подачу топлива и снизить крутящий момент двигателя, либо притормозить проскальзывающее колесо, либо сделать и то, и другое одновременно. Особенно полезна система на скользком покрытии. Также она способна предотвратить проскальзывание колес при добавлении газа в поворотах, тем самым не давая развиться заносу задней оси на заднеприводных машинах и сносу передней на переднеприводных. Также система помогает при старте на скользком покрытии в гору, наглядная демонстрация на видео.

История

Первые образцы системы появились в Европе на Mercedes-Benz S-Class в 1987 году, и раньше в США, на машинах Buick в 1971 году и Cadillac в 1979. Долгое время была экслюзивной опцией для дорогих и мощных автомобилях, сейчас же повсеместно применяется в составе системы ESP.

Достоинства и недостатки

Система оказывает положительное влияние на устойчивость и безопасность автомобиля, особенно на скользком покрытии, не давая водителю чрезмерным нажатием на газ вызывать критическую ситуацию. Но может сослужить плохую службу при проезде по глубокому снегу, песку или грязи, «задушив» мотор как раз в тот момент, когда машине нужен максимальный газ, чтобы с пробуксовкой выбраться из неустойчивого покрытия. Поэтому, при необходимости проехать по песку или снегу (на небольшой скорости) Traction Control стоит заранее отключать.

Сцепление шин с дорожным покрытием – в обиходе «держак» – ценится на вес золота. Надо ли говорить, что производители техники из кожи вон лезут, придумывая все новые «мульки», чтобы использовать его наиболее эффективно. И если «первой ласточкой» стала ABS, то современный тренд - трэкшн-контроль, по сути ABS наоборот.

«Держак» не бесконечен

Прежде чем лезть в электронные дебри современных мотоциклов, вспомним, за что воюем. «Держак» - это максимальная сила, приложенная к колесу, при которой оно еще держится за асфальт, не соскальзывает. Причем важно понимать, что, грубо говоря, шине все равно, с какой стороны приложена сила, главное – ее максимальная величина. В реальности же на шину действуют разные по природе силы. Сдвинуть ее с траектории пытаются как продольные воздействия (при разгоне или торможении), так и поперечные (в повороте). При этом главным все равно остается векторная сумма сил (или суперпозиция). Если, например, мы хотим максимально использовать сцепление шин с асфальтом для противодействия центробежной силе, придется отказаться от торможения или разгона на дуге. Или наоборот, максимально эффективно оттормозиться можно только на прямой, любой поворот потребует своей доли сцепления в пятне контакта. Но уже давно испытания показали, что максимальный «держак» на сухом асфальте достигается при небольшой пробуксовке, практически на грани перехода от трения качения к трению скольжения. Именно этот момент создатели антиблокировочных систем и пытаются использовать во благо пилота, одновременно уберегая от юза, то есть трения скольжения. При торможении системы ABS позволяют колесу срываться в юз на какие-то мгновения и тут же – электроника отслеживает остановку колес очень быстро – вновь дают резине восстановить сцепление с асфальтом. А почему бы не заставить эффект работать во благо разгона? Именно так рассуждал инженер из компании Honda, разработавший систему ABS+TCS для вышедшей в 1992 году модели ST1100 Pan European. Как только разница угловых скоростей вращения колес (а измерялась она те два десятка лет назад через датчики ABS) превышала определенную величину, «мозг» управления мотором уводил зажигание в «поздноту» (мотик был карбюраторный, и воздействовать на состав смеси не было возможности), и тяга мотора резко падала.

Несложно предположить, что при этом разница угловых скоростей вращения колес уменьшалась, и как только она доходила до разумного – по мнению «мозгов» – предела, мотор возвращался в штатный режим. Но та система уберегала мотоцикл от активной пробуксовки при разгоне по прямой, не спасая от лоусайдов при неаккуратном обращении с ручкой газа в поворотах. Ведь в наклоне сорвать колесо в пробуксовку намного легче из-за того, что часть «держака», как мы помним, расходуется на противодействие центробежной силе. Если же сумма сил, приходящихся на пятно контакта покрышки с дорогой, превысит силу трения, колесо сорвется в юз, а корма мотоцикла вильнет наружу поворота, ставя байк боком к траектории поворота. Дальше возможны три варианта развития ситуации. Первый, наилучший: пилот не испугался и не закрыл панически дроссель, а сбросил газ быстро, но плавно – и мотоцикл стабилизировался. Второй, «продолженный»: пилот продолжил открывать газ, и через миг мотоцикл «лег» (лоусайд). Третий, «брутальный»: если пилот закрыл газ поздно или слишком резко, резина моментально вновь обретает надежное сцепление с асфальтом, но кинетическая энергия «вилятельного» движения заставляет мотоцикл подпрыгнуть, перевернуться и вышвырнуть пилота из седла (хайсайд). Так вот, современные системы трэкшн-контроля как раз и борются за удержание заднего колеса на грани сцепления резины с дорожным покрытием и вступают в работу главным образом как раз в поворотах, когда риск пустить заднее колесо в занос намного выше среднего.

Как они делают это?

Заметим сразу: никакого сходства у мотоциклетных и автомобильных противобуксовочных систем нет. В мире четырех колес системы трэкшн-контроля не только играют с тягой двигателя, но и подтормаживают отдельные колеса. У нас же – только одно ведущее колесо и коррекция тяги двигателя исключительно в меньшую сторону. Мотоциклетный антибукс сейчас стал настолько модным трендом, что практически все мотопроизводители занимаются активным внедрением подобных устройств, однако мы перечислим наиболее ярких представителей этой новой породы электронных «мулек». Первые системы нынешнего века, призванные сделать реакцию на газ более плавной и тем самым бороться со сносом заднего колеса на «гражданских» аппаратах, стали применять на литровом «гисере» 2007 года. Там не было ни датчиков скоростей вращения колес (спидометр не в счет), ни гироскопов, но зато там был второй ряд дроссельных заслонок с приводом от шагового электромотора, управляемый «мозгами». По косвенным параметрам (скорость мотоцикла, выбранная передача, положение ручки газа) оценивалась нагрузка на мотор, и на основании этих параметров контроллер систем зажигания и впрыска в зависимости от выбранной программы управления (а всего их там было три) ограничивал тягу, а точнее, скорость набора двигателем оборотов под той или иной нагрузкой.

За литром последовали и «младшие братья» – обзавелись многорежимными «мозгами», которые есть даже на нынешней «шестисотке». По этому же принципу работает и «стабилизатор» на MV Agusta F4. Да, работает, но уж больно неточно. Не имея возможности отследить дорожную обстановку по прямым параметрам (угол наклона мотоцикла, скорости вращения обоих колес), такой способ уберечь заднее колесо от сноса можно назвать лишь условным.Следующим стал концерн BMW в 2006 году с вполне себе «гражданским» R1200R. Тут и скорости вращения колес отслеживались через датчики системы ABS, и, как и на древней «Пан-Европе», при пробуксовке зажигание становилось позже, а смесь – беднее, да и работает система BMW ASC (Automatic Stability Control) намного плавнее и расторопнее. Чуть позже борцом за справедливость стала Ducati, в 2008 году представив на модели 1098R систему DTC (Ducati Traction Control). Конечно, она имела мало общего с аналогичной «приблудой», применяемой в WSBK, но тем не менее тут уже были датчики скорости на обоих колесах (сигнал давали болты крепления тормозных дисков), и коррекция тяги (через изменение угла опережения зажигания и количества подаваемого топлива) производилась на основании «живых» показателей, получаемых в режиме реального времени, хотя тоже по прописанному в памяти системы управления шаблону (как у Suzuki и MV Agusta). Принципиальное отличие в том, что тут пробуксовка отслеживалась не только через внезапный рост частоты вращения коленвала, но и через скорости вращения обоих колес. Отличало «гражданский» трэкшн от гоночного то, что на серийных спортбайках, в отличие от гоночных, нет датчиков положения подвесок, да и в гонках мало кого интересует экономия бензина, и при пробуксовке на гоночных Ducati «рубилось» зажигание. Однако если такой способ применить на серийной машине со штатным выхлопом, то через пару таких срабатываний антибукса, катализатор повесится на проводе от лямбда-зонда, поэтому «рубят» еще и топливо, жертвуя небольшой потерей тяги, обусловленной «высушиванием» впускных каналов. Степень «вмешательства» электроники в характер мотора делится на восемь ступеней, плюс систему можно отключить вовсе. Однако на новой Multistrada скорость вращения колес считывается уже не по болтам, а с датчиков ABS – так намного точнее, ведь если считывать скорость по болтам, то получается 6–8 импульсов за оборот колеса (то есть 60 и 45 градусов между импульсами), а если через «гребенку» индукционного датчика ABS, то можно получить до сорока импульсов за один оборот. Но возвращаясь к хронологии событий, скажем честно, система BMW ASC дальше оппозитного нейкеда R1200R не ушла, ведь в 2009 году появилась DTC (Dynamic Traction Control) на нашумевшем спортбайке S1000RR – кошмаре для японских производителей. Она по праву может нести звание шедевра инженерной мысли, ибо содержит не только эти самые датчики ABS, но и гироскоп, который отслеживает крены и дифферент машины. Именно благодаря гироскопу на S1000RR невозможно «перекозлить» (конечно, если система DTC вовсе не отключена), а также максимально точно отследить ситуацию в повороте (ведь если антибукс перестрахуется и заработает раньше времени, то меньше тяги удастся реализовать, что приведет к ненужной потере скорости).

Например, в режиме Slick тяга двигателя режется электронными дросселями и форсунками, стоит образоваться сносу кормы, но только при кренах мотоцикла более 23 градусов, что подразумевает адекватно аккуратное обращение с газом. Но еще на журналистском тесте в Портимао многие заметили, что при выходе из скоростного правого поворота с подъемом на финишную прямую мотоцикл уверенно задирал переднее колесо в воздух, несмотря на программу «антивили». BMW-шные инженеры-электронщики ограничились туманными объяснениями насчет сочетания факторов (наклон-подъем-разгон), которое запутывало электронный «мозг». Кроме того, из опыта эксплуатации редакционного спортивного BMW можно сказать, что баварский вариант «антибукса» работает все-таки грубо, приводя к задирам на резине после нескольких трек-сессий.Так же поступили и инженеры Kawasaki на ZX-10R Ninja, дебютировавшем этой зимой («Мото» № 02–2011) – там трэкшн-контроль несет в себе как прелести BMW-шной DTC, так и некие шаблоны, аналогичные тем, что применялись на прежних «нинзях» (фактически, как у Suzuki), что позволяет ему работать не только в «боевом», но и в превентивном режиме, пресекая попытки срыва колеса в юз на корню. А вот Yamaha решила, что на большом турэндуро Super Tén?r? не нужен гироскоп, и ограничилась обычным (по нынешним меркам) антибуксом, использующим лишь показания датчиков ABS. Результат – нареканий столько же, сколько и восторгов.

Взгляд в завтра.

Ввиду все большей «электронизации» современных мотоциклов, переходящих на электронное управление дросселями, а также с развитием систем ABS, думаю, что уже через десяток лет трэкшн-контроль появится даже на скутерах. И возможно, уже не с индукционными датчиками, которые, как известно, начинают работать только при достижении определенной скорости (обычно 15–20 км/ч), а с датчиками Холла, которым плевать на скорость (сейчас уже на большинстве автомобилей датчики скоростей вращения колес – «холлы»).

Оставить комментарий

Для добавления комментария требуется зарегистрироваться или авторизоваться на сайте.

    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. .

Аббревиатура TCS расшифровывается как Traction control system и обозначает систему контроля тяги или антипробуксовочную систему. Данная система имеет более чем 100-летнюю историю, на протяжении которой она в упрощенном виде сначала использовалась не только на автомобилях, но и на паровозах и электровозах.

Глубокий интерес автопроизводителей к TCS-системе появился только во второй половине 60-х годов ХХ ст., что обусловлено приходом в автопром электронных технологий. Мнения по использованию Traction Control System не однозначны, но, несмотря на это, технология прижилась и уже около 20 лет активно используется всеми ведущими автоконцернами. Итак, что такое TCS в автомобиле, зачем нужна эта система и почему получила такое широкое применение?

Электрогидравлическая противобуксовочная система TCS входит в число систем активной безопасности автомобиля и отвечает за предотвращение пробуксовки ведущих колес на влажных и иных покрытиях со сниженной сцеплением. Её задача состоит в стабилизации, выравнивании курса и улучшении сцепления с дорожным полотном в автоматическом режиме на всех дорогах независимо от скорости.

Срыв колес в скольжение происходит не только на мокром и обмерзшем асфальте, но и при резком торможении, старте с места, динамичном разгоне, прохождении поворотов, езде по участкам дорог с разными сцепными характеристиками. В любом из этих случаев система контроля тяги соответственно отреагирует и предупредит возникновение аварийной ситуации.

Об эффективности Traction control system говорит тот факт, что после её апробации на скоростных болидах «Феррари» она была принята на вооружение командами Формулы-1 и сейчас очень широко используется в автоспорте.

Как работает система TCS

TCS не является принципиально новым и независимым введением, а лишь дополняет и расширяет возможности небезызвестной ABS – антиблокировочной системы, предотвращающей блокировку колес во время торможения. Противобуксовочная система успешно использует те же элементы, которые есть в распоряжении ABS: датчики на ступицах колес и блок управления системой. Главная её задача – не допустить потери сцепления ведущих колес с дорогой при поддержке гидравлики и электроники, контролирующих систему торможения и двигатель.

Процесс работы системы TCS выглядит следующим образом:

• Блок управления постоянно анализирует скорость вращения и степень ускорения ведущих и ведомых колес и сравнивает их. Резкое ускорение одного из ведущих колес расценивается системным процессором как потеря сцепления. В ответ он воздействует на механизм торможения этого колеса и выполняет его принудительное притормаживание в автоматическом режиме, что водитель только констатирует.
• Помимо этого TCS оказывает влияние и на двигатель. После поступления сигнала об изменении скорости вращения колес от датчиков в блок управления ABS, он посылает данные на ЭБУ, который отдает команды другим системам, вынуждающим двигатель уменьшать тяговое усилие. Мощность двигателя снижается за счет задержки зажигания, прекращения искрообразования или уменьшения подачи топлива в каком-то цилиндре, а кроме этого может прикрываться дроссельная заслонка.
• Новейшие противобуксовочные системы способны также влиять на работу дифференциала трансмиссии.

Возможности систем TCS определяются сложностью их устройства, исходя из чего они вносят коррективы в работу лишь одной из систем автомобиля или нескольких. При многостороннем участии система антипробуксовки может использовать разные механизмы влияния на дорожную ситуацию, включая для этого наиболее подходящую в данных условиях систему.

Мнения и факты о TCS

Хотя многие опытные водители отмечают, что антипробуксовочный механизм несколько снижает производительность авто, для малоопытного автолюбителя Traction control system – незаменимый помощник, особенно когда контроль над дорожной ситуацией, например во время плохой погоды, теряется.

При желании TCS отключается специальной кнопкой, но перед этим стоит еще раз вспомнить список тех преимуществ, которые при отключении становятся недоступными:

• упрощение старта и хорошая общая управляемость;
• высокая безопасность при прохождении поворотов;
• предотвращение заносов;
• снижение рисков при движении по льду снегу и мокрому асфальту;
• замедление износа резины.

Использование антипробуксовочной системы несет и некоторую экономическую выгоду, поскольку на 3-5% снижает расход топлива и увеличивает ресурс двигателя.