Противозаносные системы на современных автомобилях
В наши дни большое распространение получила система ESP (Electronic Stability Program). У нас ее называют системой курсовой устойчивости. Она предназначена для контроля устойчивости автомобиля в критических ситуациях, не позволяя транспортному средству уходить в занос и предотвращая боковое скольжение. В том числе система помогает удерживать автомобиль при выполнении резких маневров на большой скорости или плохом дорожном покрытии.
Такие устройства безопасности впервые пытались использовать в середине прошлого века, но по-настоящему рабочую версию удалось внедрить на серийные машины лишь в 1995 года. На сегодняшний день она используется практически на всех автомашинах, не зависимо от их класса и стоимости.
Давайте разберемся, как работает это устройство.
Так что такое ESP в автомобиле и как эта система работает
Система ESP работает в комплексе с ABS. Все датчики в антипробуксовочной системе задействованы в работе ESР, но также она имеет и собственные. Электронный блок обрабатывает поступающие сигналы со всех датчиков ABS и двух датчиков ESР. Один из которых замеряет угловую скорость, а другой поперечное ускорение.
При помощи этих датчиков фиксируется боковое скольжение. Они определяют его параметры и передают сигнал на электронный блок. Это устройство постоянно находится в курсе всех показаний автомобиля, таких как: скорость, угол поворота руля, обороты двигателя или насколько машину занесло.
Электронный блок при обработке сигналов, поступающих с датчиков, сравнивает информацию с поведением автомобиля, и как только поступает информация об отклонениях от заданных параметров, электроника пытается исправить положение.
Выровнять автомобиль в случае заноса система может подавая различные команды на разные колеса, которые в этот момент необходимо притормозить, по ее мнению, а какие – нет. Притормаживание осуществляется через модулятор ABS, который создает давление в тормозной системе. В этот момент команда также подается на управление двигателем. Для снижения числа оборотов автоматически уменьшается подача и происходит замедление вращения колес.
На автомобилях с автоматической коробкой передач, имеющих блок электронного управление, ESP может вносить изменения в работу трансмиссии, переключая передачи в критической ситуации по собственному усмотрению.
Многие водители полагают, что такое устройство, как ESP в автомобиле, мешает при выполнении резких маневров или агрессивном стиле езды. Кстати, на многих автомобилях предусмотрено отключение ESP по своему желанию. Но отключать ее рекомендуется только для хороших дорожных условий и если водитель имеет большой опыт вождения.
Система ESP представляет одну из самых важных частей безопасности управления автомобиля, исправляя допущенные ошибки и часто помогая выйти из сложной ситуации как опытному так и не имеющему опыта водителю.
Одно из главных достоинств в том, что такое устройство не требует от водителя специальных навыков в экстренной ситуации. Достаточно просто поворачивать руль, и машина будет самостоятельно продумывать, как ей пройти поворот.
Но не надо забывать, что полагаться на ESP целиком не стоит. Все-таки иногда водитель должен сам думать о собственной безопасности, а также безопасности пассажиров.
Что такое ABS, и почему она стала обязательной для современного автомобиля
Аббревиатура ABS, или АБС в русском варианте, стала абсолютно привычной для уха каждого автомобилиста. Некоторые начинающие водители знают, что их автомобиль оснащен АБС, но порой не догадываются о том, что это и как работает, пока однажды педаль тормоза при нажатии не начнет «хрустеть», вибрировать и «отстреливать» в ногу. Что же такое ABS, и почему она стала негласным, а во многих странах и законодательно установленным стандартным элементом оснащения для современного автомобиля?
ABS, или АБС — это антиблокировочная система, предотвращающая блокировку колес при торможении. Если во время торможения одно или несколько колес автомобиля заблокируются и начнут скользить по поверхности, АБС ослабит давление в соответствующей тормозной магистрали, и колесо вновь начнет вращаться. Если педаль тормоза будет постоянно и сильно нажата, этот процесс блокировки-разблокировки колеса будет продолжаться непрерывно до конца торможения и может осуществляться несколько раз в секунду.
Даже многие из тех, кто знает, что такое ABS, порой ошибочно или не до конца верно представляют себе основное предназначение этой системы. Главной ошибкой в представлении функционала АБС является уверенность в том, что антиблокировочная система нужна для уменьшения тормозного пути автомобиля. Однако на самом же деле ее главное предназначение — сохранить возможность управлять транспортным средством во время торможения, даже экстренного.
На автомобиле без АБС при экстренном торможении у неопытного водителя управляющие колеса будут заблокированы — а это значит, что поворот руля в любую сторону не будет оказывать никакого влияния на траекторию движения автомобиля: он будет продолжать двигаться прямо до тех пор, пока не будет восстановлено сцепление передних управляющих колес с поверхностью. ABS же решает эту проблему: непрерывно контролируя вращение колес и разблокируя их при необходимости, она обеспечивает их вращение и таким образом сохраняет необходимое сцепление с дорожным покрытием, позволяя одновременно тормозить и выполнять маневр.
Еще одна фундаментально важная функция АБС, прямо проистекающая из вышеописанного — обеспечение безопасного, равномерного и прямолинейного торможения на поверхностях с неоднородным сцеплением. Например, если одна сторона автомобиля попала на мокрую поверхность, скользкую линию разметки или наледь, а другая движется по относительно чистому асфальту, экстренное торможение без АБС приведет к тому, что одна сторона будет тормозить эффективнее чем другая — и автомобиль немедленно развернет и закрутит в неуправляемом заносе. Особенно это опасно при движении в повороте, когда на автомобиль уже действует боковое усилие: перепад эффективности торможения колес в этом случае легко нарушает баланс.
Впрочем, утверждение о полезности ABS для уменьшения тормозного пути автомобиля тоже верно, но лишь отчасти. На поверхностях с равномерным и достаточным сцеплением колес с покрытием торможение «юзом» с заблокированными колесами будет менее эффективным, чем торможение без блокировки колес, и тормозной путь в первом случае, как правило, будет, больше. В этом случае использование АБС действительно уменьшает тормозной путь, не давая колесам скользить по поверхности. Однако на рыхлых поверхностях, таких как гравий, снег или песок, при торможении без ABS заблокировавшиеся колеса зарываются вглубь, создавая перед собой дополнительный барьер, сокращающий тормозной путь. Работа АБС в этом случае заставляет колеса вращаться, не позволяя им зарываться и удлиняя тем самым тормозной путь автомобиля.
«Ухудшает» антиблокировочная система и торможение на чистом льду на шипованных шинах: заблокированное шипованное колесо «вгрызается» в лед, оставляя за собой борозды, и работает на пределе своих возможностей — а если в дело вступает ABS, колесо вращается с короткими проскальзываниями, и эффективность такого торможения будет ниже. Именно этим фактом оперируют многие «опытные» и «знающие» водители, считающие ABS технологическим излишком, мешающим им «контролировать» автомобиль. Однако несмотря на увеличение тормозного пути, АБС и на льду сохраняет свое основное преимущество: дает возможность маневрировать и управлять автомобилем, а не просто ждать исхода, зажав педаль тормоза.
За годы своего существования ABS претерпела заметную эволюцию, однако основной принцип и функциональные элементы выработались уже давно. Типичная АБС включает в себя датчики скорости вращения колес, управляющие клапаны в гидравлической тормозной магистрали и электронный блок, который получает информацию от датчиков и управляет работой клапанов.
Если датчик, установленный на ступице колеса, сигнализирует о его резком замедлении или полной остановке, блок управления дает команду на кратковременное открытие клапана, чтобы уменьшить давление в тормозной магистрали и заставить колесо вращаться. Процесс опроса блоком управления датчиков на колесах и разблокировки колес может осуществляться несколько раз в секунду — именно поэтому при срабатывании АБС педаль «вибрирует». Кроме трех вышеперечисленных компонентов в состав АБС может входить насос, который призван быстро восстановить давление в тормозной магистрали после его снижения из-за открытия клапана.
АБС может иметь разное число датчиков и управляющих клапанов: в зависимости от их числа выделяют так называемые «четырехканальные», «трехканальные», «двухканальные» и «одноканальные» АБС. Число «каналов» определяется как раз числом управляющих клапанов, которые могут управлять давлением в тормозной магистрали: если их четыре, по одному индивидуальному для каждого из колес, то система четырехканальная, если три — по одному на каждое из передних колес и один общий на заднюю ось — то трехканальная, если клапанов два, по одному на ось — двухканальная, а если клапан один — то одноканальная. Современные АБС, разумеется, четырехканальные — остальные схемы встречаются на старых автомобилях.
Стоит отметить, что датчики вращения колес реагируют именно на резкое снижение скорости этого вращения, а также могут передавать блоку управления информацию о большой дифференциальной разнице между скоростями вращения колес на разных осях или сторонах автомобиля. Однако в работе АБС учитывается тот факт, что скорости вращения колес на одной оси могут быть неравномерными и в штатных условиях: к примеру, в повороте колеса на внешней стороне поворота будут вращаться быстрее, чем на внутренней.
С учетом рассказанного выше ответ на этот вопрос теперь очевиден: АБС значительно улучшает активную безопасность автомобиля. Современный водитель гораздо менее специфичен и профессионален, чем полвека назад: если когда-то давно к водителю предъявляли высокие требования, заставляя его уметь многое, то теперь автомобиль стал предметом быта, и управление им делают максимально доступным для каждого. Соответственно, современный автомобиль должен быть максимально удобен и безопасен в управлении даже для начинающего водителя с минимальной квалификацией.
Ну а АБС в частности решает проблему потери управления при экстренном торможении. Резкое появление препятствия на дороге заставляет человека инстинктивно ударить по тормозам. В случае, если он вошел в поворот на слишком высокой скорости, решение будет тем же. Зацепил обочину — тоже торможение… В общем, естественная реакция человека на возникновение опасной или просто нештатной ситуации — это резкое нажатие на педаль тормоза, и уже потом — возможно, попытка исправить эту ситуацию рулем. АБС в этом случае заметно снижает цену этой ошибки. Поэтому неудивительно, что, к примеру, в Евросоюзе оснащение автомобиля АБС стало обязательным по закону еще в 2004 году.
В случае, если ваш автомобиль не оснащен АБС, ее работу можно имитировать нехитрым приемом, который называется довольно очевидно — «прерывистое торможение». Собственно, именно владение им и характеризует водителей с некоторым опытом: такой водитель, почувствовав блокировку колес, перебарывает естественное инстинктивное желание продолжать давить на педаль сильнее, а снижает усилие на ней и начинает тормозить прерывисто, давя на педаль толчками. Такое торможение можно сравнить с работой примитивной одноканальной АБС — только даже опытный водитель не способен обеспечить такую частоту «толчков», как у электроники. Тем не менее, прерывистое торможение все равно обеспечивает необходимый эффект, обеспечивая вращение колес при замедлении.
Что такое платформа автомобиля и как сегодня строят машины?
Платформа – это, по сути, некий набор общих деталей, из которых собирают разные автомобили одной или даже нескольких марок. Так, например, платформа Ford C1 использовалась при постройке Ford Focus второго поколения, Mazda3, Volvo C30, LR Freelander 2 и др. Платформу невозможно пощупать или осмотреть, так как это скорее «философия», перечень определенных принципов постройки автомобиля.
Как это начиналось?
Многие думают, что унификация и строительство машин на общих платформах — продукт современной глобальной экономики, но это ошибочное мнение. На заре автомобилестроения понятие платформы понимали буквально. Была рама с установленными на ней силовым агрегатом и подвеской, их конструировали собственно автоконцерны. А сверху на эти «тележки» ставили разные кузова, построенные отдельными кузовными ателье.
Rolls-Royce Phantom I в кузове от Jonckheere Coupe 1934
«Самобеглые коляски» покупали по большей части люди богатые. А значит, желающие выделяться. Это сейчас в состоятельные слои общества прорвались вчерашние слесари, предел мечтаний которых — Toyota Land Cruiser 200 или Mercedes-Benz G-class, а тогда высокородная и образованная верхушка общества жаждала эксклюзива. Поэтому на одни и те же «тележки», скажем, от Ford или General Motors ставили кузова, которые могли выглядеть совершенно по-разному.
У кузовных ателье были целые «меню» от дизайнеров, и каждый мог создать свой шедевр. В конце 30-х производители начали поглощать такие ателье, и пик индустрии кузовного дизайна пошел на спад. В послевоенные годы исчезли практически все кузовные ателье. Остались немногие, такие как Zagato, Bertone, Karmann и Pininfarina. Они переориентировались в дома дизайна, а уникальные автомобильные кузова выпускали лишь по специальным заказам за огромные деньги.
Ford Mustang 2+2 1965 в кузове от Bertone
В 60-е годы все стало еще сложнее, так как производители начали постепенно переходить с рамных конструкций на несущие кузова и построить нечто эксклюзивное в таких условиях стало невозможно.
На первый взгляд, современное платформенное строительство имеет совершенно другую философию. Тогда стояла задача сделать автомобиль дороже и уникальнее, а сегодня, наоборот, максимально удешевить конструкцию. Но суть, в общем-то, одна. Мы имеем платформу и некий выбор кузовов, которые люди раскупают исходя из своих вкусов. Одному больше нравится Ford, другому — Mazda, а третий предпочтет Volvo. Главное изменение — чисто технологическое. Создание кузова теперь — это поиск невероятно сложного компромисса между аэродинамикой, безопасностью, весом, удобством и дизайном. Поэтому-то вместо сотен маленьких кузовных ателье процессом «рулят» несколько мощных автоконцернов. Только им с их ресурсами под силу разработать столь сложный продукт, как автомобильный кузов.
Из чего состоит платформа сегодня?
Из-за того, что на одной платформе может быть построено большое количество автомобилей разных моделей, марок и классов, набор элементов конструкции варьируется. В рамках одной платформы закладывается перечень силовых конструкций: несколько типов лонжеронов, полов, моторных щитов. Так определяются несколько основ автомобилей (условно говоря, «тележек»), на которые в дальнейшем будут устанавливаться различные двигатели, трансмиссии и кузова.
Также в рамках платформы определяется линейка силовых агрегатов и трансмиссий, устанавливаемых на те или иные силовые конструкции, определенные ранее. Здесь необходимо пояснить. Моторы у соплатформенных автомобилей могут быть как одинаковыми, так и совершенно разными. Скажем, у Ford Focus и Mazda3 в рамках платформы С1 по моторам нет ничего общего, а у также соплатформенных Renault Logan и Nissan Almera они одинаковые.
