Система контроля тяги отвечает за поддержание тяги (сцепления) шин автомобиля на скользких поверхностях и изгибах, чтобы избежать проскальзывания шины при ускорении или замедлении. Система делает это либо уменьшая мощность (крутящий момент), либо применяя тормоза к проскальзывающим шинам.
Трение играет первостепенную роль в том, как транспортные средства могут двигаться. Отсутствие трения, например, на заснеженной или мокрой дороге, часто является причиной несчастных случаев. Тем не менее, мы не всегда видим, как транспортные средства скользят и сталкиваются друг с другом на этих опасных дорогах. За это мы можем поблагодарить систему контроля тяги в наших автомобилях. Система контроля тяги, наряду с дифференциалом, также помогает нам плавно поворачивать за поворотами. Без их совместных усилий это было бы невозможно, и наши задние колеса отправили бы нас в бездорожье.
Кнопка с надписью TC / TCS (или иногда иконка автомобиля с волнистыми линиями) на наших приборных панелях представляет собой систему контроля тяги и является одной из наиболее важных функций активной безопасности, установленных производителями для повышения безопасности наших автомобилей. Давайте разберемся, зачем транспортным средствам нужна система контроля тяги и как она работает.
Система контроля тяги помогает сделать процесс вождения намного безопаснее. (Фото любезно предоставлено Томом Ван / Шуттерстоком)
Сцепление и проскальзывание шин
Как следует из названия, система контроля тяги отвечает за контроль тяги каждого отдельного колеса автомобиля на дороге, но что такое тяга в любом случае?
С точки зрения непрофессионала, тяга описывается как сцепление шины с дорогой. Однако, говоря научным языком, тяговое усилие определяется как трение между колесами транспортного средства и поверхностью дороги.
Поскольку сцепление является ничем иным, как частным случаем трения, формула трения, т. Е. Ƒ = μ.N, также используется для определения величины сцепления. Здесь термин ƒ представляет величину тяги или силы тяги, μ - коэффициент трения или тяги (эти два термина иногда используются взаимозаменяемо в области динамики автомобиля), а N - нормальная сила, оказываемая телом на дорожное покрытие. Нормальная сила равна весу объекта и определяется массой автомобиля, умноженной на силу тяжести (N = m × g). Таким образом, формула для тяги может быть расширена как:
Тяговое усилие = μ. (м × г)
Как видно из приведенного выше уравнения, величина сцепления колеса с поверхностью зависит от двух факторов - веса транспортного средства (м) и коэффициента трения (μ). В то время как вес автомобиля почти всегда остается постоянным (если вы не ведете семейный дом после обеда в День Благодарения), коэффициент трения варьируется в зависимости от поверхностей, с которыми он контактирует, и влияет на количество сцепления, доступное для автомобиля.
Ниже приведена таблица значений коэффициента трения между шиной и различными дорожными покрытиями. Шины имеют самый низкий коэффициент трения по снегу и льду и, следовательно, имеют очень слабое сцепление на этих поверхностях.
Помимо силы тяги, на шины также действуют другие силы, а именно продольная сила и поперечная сила. Продольная сила возникает из-за крутящего момента, прикладываемого к шинам двигателем или тормозами, в то время как боковая сила вступает в действие, когда транспортные средства совершают поворот.
Когда комбинация этих сил превышает величину доступной силы тяги, шины проскальзывают . Во время скольжения шина теряет все сцепление с дорогой и начинает вращаться с гораздо большей скоростью, чем остальные шины. Это приводит к тому, что водитель теряет контроль над транспортным средством и может привести к аварии; если это происходит во время поворота, транспортное средство может двигаться с дороги.
В прошлом водители неоднократно тормозили и ускорялись, чтобы набирать обороты на скользких дорогах, но это приводило к выгоранию шин и сокращало их жизнь. Поэтому была введена система контроля тяги для поддержания тяги колес и предотвращения проскальзывания шин, что обеспечивает более безопасное вождение на заснеженных, мокрых дорогах и при поворотах.
Как работает система контроля тяги?
Система контроля тяги работает, замедляя только проскальзывающую шину, помогая ей восстановить сцепление с дорогой. Система делает это, либо уменьшая мощность, либо применяя тормоза к этой шине. Однако TCS не имеет собственного аппаратного обеспечения и использует аппаратную часть антиблокировочной тормозной системы (ABS) для работы. Кроме того, модуль управления TCS размещен в электронном блоке управления (ECU) наших автомобилей.
Каждая отдельная шина контролируется датчиком, который контролирует их скорости вращения. Данные датчика поступают на бортовой компьютер (ECS), который сравнивает скорости отдельных шин и распознает, произошло ли внезапное увеличение скорости одной из шин. В случае обнаружения проскальзывания модуль управления TCS автоматически посылает сигнал на модулятор гидравлического тормоза ABS, чтобы включить тормоза на проскальзывающее колесо. Чтобы узнать, как работает антиблокировочная тормозная система, посмотрите, как работает технология антиблокировочной тормозной системы (АБС) в автомобилях?
Другой способ, с помощью которого TCS предотвращает проскальзывание шины, заключается в уменьшении мощности, передаваемой двигателем на проскальзывающую шину. Это помогает уменьшить продольную силу, действующую на шину, и, таким образом, уменьшает объединенные силы (продольная и поперечная) ниже доступной силы тяги. Выходная мощность может быть уменьшена несколькими способами. Они включают в себя уменьшение подачи топлива в один или несколько цилиндров, содержащих последовательность искр и ограничение дроссельной заслонки. Однако, когда этот способ реализован для предотвращения проскальзывания, водитель может испытывать небольшие пульсации ускорителя. Эти пульсации не означают, что с автомобилем что-то не так, а являются результатом правильной работы системы контроля тяги.
Иногда оба метода - снижение мощности и торможение - могут использоваться одновременно, чтобы избежать проскальзывания и усиления тяги. Как только шина восстановит необходимую тягу, водитель получит полный контроль над стабилизированным транспортным средством и сможет безопасно двигаться вперед.
Рекомендуется всегда включать антипробуксовочную систему, поскольку это повышает безопасность вождения. Тем не менее, существуют определенные ситуации, когда система может выполнять слишком хорошую работу, и ее отключение будет более полезным.
Одна конкретная ситуация, когда выключение системы контроля тяги оказывается полезной, это когда ваш автомобиль застрял в снегу, льду или грязи. Застрявший автомобиль требует дополнительного сока (мощности) от двигателя, чтобы вырваться и начать движение, но TCS может помешать шинам получить этот дополнительный крутящий момент. Выключение TCS позволит шинам получить дополнительную мощность и освободиться от цепляющегося снега / грязи. Просто выключите и снова включите автомобиль, чтобы снова активировать TCS и снова безопасно управлять автомобилем.
