Какие системы блюдут наш покой, предотвращая неуправляемость автомобиля?
Аббревиатуры типа ABS, EBD и ESP уже давным-давно не являются чем-то новым для автовладельцев. Однако "кто есть кто" - до сих пор не всегда и не всем очевидно. Расскажем поподробнее.
Антиблокировочная система (ABS)
Это базовая система, которая по состоянию на сегодняшний день обязана присутствовать даже в самых отстойных комплектациях новых автомобилей (в терминологии автосалонов она называется "базовая").
Суть незатейлива: блок управления отслеживает скорость вращения всех четырех колес. Если при торможении какое-то из них начинает замедляться относительно других - система понимает, что оно начинает блокироваться, и включает клапан, сбрасывающий давление в соответствующем гидравлическом контуре. Когда скорость колеса выравнивается с остальными - клапан переключается обратно, и колесо снова притормаживается.
ABS нужна для того, чтобы даже при экстренном торможении колеса не блокировались, так как при заблокированных колесах машина начинает скользить по прямой, не слушаясь руля вовсе. При торможении с ABS, конечно, полная управляемость тоже не восстанавливается, однако реакции на руль все же остаются.
С точки зрения водителя это ощущается как "удары" или "дрожание" педали тормоза при торможении.
Важно понимать, что изначально эта система не призвана уменьшать тормозной путь, а только лишь обезопасить от блокировки. В то же время, современные ABS если и увеличивают тормозной путь по сравнению с обычным торможением "юзом", то настолько незначительно, что отказываться от нее - сродни полному отказу от электричества дома под предлогом существенной экономии - свечки-то для освещения дешевле.
Стоит сказать и об аргументе "опытный водитель, тормозя прерывисто, избежит блокировки не хуже, а тормозной путь получит даже короче, чем ABS". Во-первых, в отсутствие критерия опытности водителя невозможно серьезно возразить. Во-вторых, чаще всего, даже у опытного водителя это не получится. В-третьих, наконец, даже опытный водитель, филигранно оперируя педалью тормоза, изменяет тормозное усилие на всех колесах одновременно, тогда как ABS управляет тормозным усилием на каждом колесе отдельно. Этот тезис применим и ко всем остальным системам - только там он еще более значимый.
Система перераспределения тормозных усилий (EBD)
Если предыдущая система просто разблокирует колеса, осуществляя "цифровое" управление тормозным усилием, то есть, оперируя состояниями "усилие есть" и "усилия нет", то EBD умеет регулировать усилие "аналогово". То есть, если водитель давит на педаль изо всех сил (а вакуумный усилитель еще и пропорционально усиливает), то EBD может ограничивать тормозное усилие на грани блокировки. Колесо не отпускается полностью, оно продолжает затормаживаться на пределе, когда оно уже почти начинает скользить.
Наиболее классической иллюстрацией этого случая является ситуация, когда машина движется одной стороной по льду, а второй стороной по сухому асфальту. В этом случае система "распрямляет" траекторию, не давая автомобилю ускользнуть в сторону с большей степенью сцепления.
Интересный момент - при повороте существует похожая ситуация, когда одна сторона движется медленнее, чем вторая. В этом случае при торможении система EBD тоже стремилась бы распрямить траекторию, фактически "выкидывая" автомобиль из поворота. Чтобы этого не происходило - система отслеживает положение руля, и корректирует свое поведение в зависимости от него.
Противобуксовочная система (TCS, ASR, etc)
В отличие от предыдущих, эта система работает не при торможении, а наоборот, при разгоне. Блок управления точно так же отслеживает скорости вращения колес, и если скорость вращения одного из ведущих колес существенно растет относительно других - он ограничивает тягу, выдаваемую двигателем. Обычно для этого он чуть прикрывает дроссельную заслонку, которая давным-давно ставится повсюду электронная, и поэтому управлять ей несложно. Об ухищрениях времен автомобилей с заслонкой с механическим приводом говорить не будем.
С точки зрения водителя, работа противобуксовочной системы выглядит еще банальнее - "давлю педаль, а машина не едет".
Система помощи при экстренном торможении (BAS)
Эта система гораздо менее интеллектуальна, но не менее важна. Часто в критической ситуации, требующей экстренного торможения, водитель бьет по педали тормоза быстро, но недостаточно сильно. Между тем, как мы помним, на тормозные механизмы передается усилие нажатия педали, пропорционально усиленное вакуумным усилителем. И когда для экстренного торможения надо бы повиснуть на педали всем весом, водитель в сущности только ударяет по педали, не прилагая существенного усилия. А значит, и эффективность торможения страдает, теряются драгоценные метры и сантиметры, спасающие от ДТП.
Чтобы этого избежать на автомобили ставится система помощи при экстренном торможении. Она отслеживает скорость нажатия на педаль, и в случае, если оно достаточно быстрое (а это и есть признак экстренного торможения) - прибавляет усилия на тормозных механизмах. Где-то для этого в гидравлическом контуре есть так называемый "аккумулятор давления", который открывается и добавляет усилия. А где-то при быстром нажатии срабатывает дополнительный механизм в вакуумном усилителе, и он усиливает, условно говоря, не в десять раз, а в двадцать. С точки зрения водителя - при резком нажатии педаль тормоза становится легче обычного, а замедление - мощнее.
Система контроля устойчивости (ESP, VCS, etc)
Наконец, системы перешли от контроля отдельных процессов торможения и разгона к комплексному контролю всего процесса движения. Для этого систему научили самостоятельно создавать давление в тормозных контурах и притормаживать нужное колесо без участия водителя. Кроме того, в систему добавили датчики ускорений и угла поворота руля. В итоге система умеет отслеживать самое начало заноса, сбросить тягу и притормозить внутреннее заднее колесо, практически насильно "заправив" автомобиль на планируемую траекторию поворота. С точки зрения водителя это выглядит как издевательство над его рефлексами - вот сейчас машина должна сорваться в занос и красиво заскрипеть покрышками, а она, зззараза, как ни в чем не бывало входит в поворот по невиданной траектории и даже резиной не пискнула.
Электронная блокировка дифференциала (EDS)
Данная система описана здесь в некотором противоречии с заголовком, так как на безопасность не влияет. Однако использует для своей работы ровно те же механизмы, поэтому и рассмотрена должна быть здесь же.
Блокировка дифференциала - это тот механизм, который предназначен для повышения проходимости. Без блокировки дифференциала колесо, забуксовавшее в грязи, полностью забирает на себя весь крутящий момент, и второе колесо - которое может стоять на вполне твердом основании с хорошим сцеплением, оказывается не у дел - на него крутящий момент не передается. В делах внедорожных такая ситуация является сильной засадой, и чтобы ходить за трактором подальше, придумали блокировку - режим, при котором крутящий момент жестко распределяется между ведущими колесами. В этом случае "гребут" все ведущие колеса, и если хотя бы одно из них цепляется - оно и вытянет всю машину.
Однако механическая блокировка - сложно, дорого, неудобно и чаще всего не нужно автовладельцам в городе (мы не берем наши города после снегопадов - там и КРАЗ в личном автопарке часто не выглядит излишеством). Поэтому производители придумали блокировку электронную. Начало вы уже знаете: блок управления отслеживает вращение ведущих колес, и если одно из них начинает вращаться быстрее остальных - это свидетельствует о начинающейся пробуксовки. Однако в данном случае он не ограничивает тягу, а создает давление в соответствующем тормозном контуре, притормаживая буксующее колесо. Эффект аналогичен механической блокировке - крутящий момент снова начинает передаваться на второе колесо, и оно начинает "тянуть" - совершая чудо и, как уже говорилось, существенно удлиняя прогулку владельца машины за спасительным трактором.
Как это выглядит вживую
Оговоримся, что каждая следующая система включает в себя предыдущую. Не бывает отдельно ABS и отдельно ESP в одном автомобиле. Система ESP включает в себя функции ABS и других "нижестоящих". Для реализации всех этих функций есть отдельный блок в автомобиле. Он состоит из двух компонентов - управляющей электроники и гидравлического модуля, управляющего подачей/снятием тормозных усилий на колеса. Вот так примерно он выглядит:
Хотя мы и говорим отдельно об электронике и гидравлике, следует понимать, что в конечном изделии эти два блока всегда соединены, и их разъединение в принципе не подразумевается. Бывают случаи ремонта гидроблока или электроники, но это проходит скорее по категории исключительных случаев. Не рекомендуется вмешательство во внутреннее устройство этих блоков во избежание трагического финала из-за какого-то совершенно непредвиденного отказа тормозов.