Принцип работы динамической стабилизации прицепа легкового автомобиля. Система стабилизации прицепа от Volvo

Противобуксовочная система – это совокупность механизмов и электронных компонентов автомобиля, которые предназначены для предотвращения проскальзывания ведущих колес. Система TCS (Traction Control System, система контроля тяги) – торговое название антипробуксовочной системы, которая устанавливается на машины марки «Honda». Аналогичные системы устанавливаются на автомобили других брендов, однако они имеют другие торговые названия: антипробуксовочная система TRC (Toyota), антипробуксовочная система ASR (Audi, Mercedes, Volkswagen), система ETC (Range Rover) и другие.

Активированная TCS не дает ведущим колесам автомобиля буксовать при начале движения, резком ускорении, поворотах, плохих дорожных условиях и быстром перестроении. Рассмотрим принцип действия TCS, ее составляющие и общее устройство, а также плюсы и минусы ее эксплуатации.

Принцип работы TCS

Общий принцип работы Traction Control System довольно прост: датчики, входящие в состав системы, регистрируют положение колес, их угловую скорость и степень проскальзывания. Как только одно из колес начинает пробуксовывать, TCS моментально устраняет потерю сцепления с дорожным покрытием.

Противопробуксовочная система справляется с проскальзыванием следующими способами:

• Подтормаживание буксующих колес. Тормозная система задействуется при невысокой скорости – до 80 км/ч.
• Уменьшение крутящего момента двигателя автомобиля. При скорости более 80 км/ч задействуется система управления двигателем, которая меняет величину крутящего момента.
• Комбинирование первых двух способов.

Отметим, что Traction Control System устанавливается на автомобили с антиблокировочной системой (ABS - Antilock Brake System). Обе системы используют в своей работе показания одних и тех же датчиков, обе системы преследуют цель обеспечить колесам максимальное сцепление с опорной поверхностью. Главное отличие – ABS ограничивает затормаживание колес, а TCS наоборот притормаживает быстро вращающееся колесо.

Устройство и основные компоненты

Traction Control System основывается на элементах антиблокировочной системы. Система предотвращения пробуксовки колес использует электронную блокировку дифференциала, а также систему управления крутящим моментом двигателя. Основные компоненты, необходимые для реализации функций антипробуксовочной системы TCS:

• Насос подачи тормозной жидкости. Этот компонент создает давление в тормозной системе автомобиля.
• Переключающий электромагнитный клапан и электромагнитный клапан высокого давления. Каждое ведущее колесо оснащено такими клапанами. Данные компоненты управляют торможением в пределах заданного контура. Оба клапана являются частью гидравлического блока ABS.
• Блок управления ABS/TCS. Осуществляет управление противопробуксовочной системой с помощью встроенного ПО.
• Блок управления двигателем. Взаимодействует с блоком управления ABS/TCS. Противопробуксовочная система подключает его к работе, если скорость машины более 80 км/ч. Система управления двигателем получает данные от датчиков и посылает управляющие сигналы исполнительным механизмам.
• Датчики частоты вращения колес. Каждое колесо машины оснащено данным датчиком. Сенсоры регистрируют скорость вращения, а после передают сигналы в блок управления ABS/TCS.

Отметим, что водитель может отключить антипробуксовочную систему. Обычно на приборной панели присутствует кнопка «TCS», которая включает/отключает систему. Отключение TCS сопровождается подсвечиванием индикатора «TCS Off» на приборной панели. Если такая кнопка отсутствует, то противопробуксовочную систему можно отключить, вытащив соответствующий предохранитель. Однако делать этого не рекомендуется.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества Traction Control System:

• уверенный старт автомобиля с места на любом дорожном покрытии;
• устойчивость автомобиля при прохождении поворотов;
• безопасность движения в различных погодных условиях (наледь, мокрое полотно, снег);
• снижение износа шин.

Отметим, что в некоторых режимах движения противопробуксовочная система снижает производительность двигателя, а также не дает полностью контролировать поведение автомобиля на дороге.

Применение

Противопробуксовочная система TCS устанавливается на автомобили японской марки «Honda». На машины других автопроизводителей ставятся аналогичные системы, а отличие торговых названий объясняется тем, что каждый автоконцерн независимо от других разрабатывал антипробуксовочную систему под собственные нужды.

Широкое распространение данной системы позволило существенно повысить уровень безопасности автомобиля при движении за счет непрерывного контроля сцепления с дорожной поверхностью и улучшения управляемости при наборе скорости.

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.

Автомобили все больше комплектуются всевозможными системами, упрощающими управление и повышающими безопасность. Первой такой системой была антиблокировочная, предотвращающая полную остановку вращения колес при торможении, что исключило возможность срыва авто в юз и значительно повысило эффективность тормозной системы.

К тому же (АБС) стала основой для создания других вспомогательных систем. У АБС значительно расширилась функциональность и каждая из дополнительных функций получила свое название.

Антипробуксовочная система (TCS) и ее обозначение

Обозначение TCS на приборной панели автомобиля

Одним из дополнений ABS стала система, предотвращающая пробуксовку колес. При этом она практически полностью построена на базе ABS и задействует для этого ряд ее конструктивных элементов, а именно датчики контроля скорости вращения колес и блок управления системой.

Но если антиблокировочная система на всех авто носит одинаковое название – , то с антипробуксовочной поступили иначе – многие автопроизводители стали называть ее по-своему, хотя в основе этих названий лежит понятие «контроль тягового усилия». Одно из названий этой системы сокращенно пишется как TCS – Traction Control System. Эту аббревиатуру используется компанией Honda. Другие же антипротивобуксовочную систему обозначают как:

1. ASP – одно из самых распространенных обозначений системы, используется концерном VAG для своих авто, а также Mercedes-Benz;
2. ASC и DTC – применяют баварцы на своих BMW;
3. ETS – используется на Range Rover;
4. TRC – устанавливают на Toyota.

И это не все обозначение противобуксовочной системы. Примечательно, что названий у нее много, а вот функционируют они все практически по одному принципу, а также задействуют одни механизмы.

Принцип действия TCS

Основное назначение этой TCS – исключить потерю сцепления на ведущих колесах с помощью гидравлической и электронных систем автомобиля, которые контролируют работу тормозной системы, силовой установки и вносят коррективы в их работу. Причем на функционирование тормозов и мотора свое влияние система оказывает по-разному.

Что касается тормозной системы, то TCS – полная противоположность ABS. Если антиблокировочная система контролирует вращение колес и при обнаружении, что одно из них значительно замедлилось, снижает давление на тормозном механизме этого колеса, и оно начинает более свободно вращаться, то с антипробуксовочной системой все наоборот.

Те же датчики контролируют скорость вращения колес, и если одно из них резко ускорилось, система воспринимает это как потерю сцепления, и для устранения этого она подает на тормозной механизм этого колеса давление, что приводит к тому, что вращение замедляется, то есть колесо принудительно, без участия водителя притормаживается.

Но TCS воздействует не только на тормозные механизмы, но и на мотор. Суть работы та же – датчики улавливают, что одно из колес резко ускорилось и передают сигналы на блок управления АБС. Тот в свою очередь отправляет информацию на ЭБУ, который принимает меры – «задавливает» двигатель. То есть, воздействует на системы мотора, что приводит к снижению тягового усилия.

Более прогрессивные антипробуксовочные системы кроме мотора и тормозов воздействуют еще и на дифференциал трансмиссии. Разные по конструкции противобуксовочные системы могут оказывать влияние как на одну из систем авто, так и на все указанные, причем использовать ту или иную часть лишь в определенных условиях.

Как работает система TSC

Видео: Система стабилизации машины ESP. Как работает ESP зимой?

Но это общий принцип работы TCS, на деле все несколько сложнее. По части тормозной системы, TCS использует механизмы ABS – использует ее датчики для контроля за скоростью вращения колес, а также блок управления, который анализирует и сравнивает показания этих датчиков с разных колес. В первую очередь сравнивается скорость вращения ведущих колес с ведомыми, а затем уже – между собой. Но при этом учитывается положение и угол их поворота.

Если АБС является лишь системой контроля и распределения усилия, которое создает водитель, нажимая на тормозную педаль, то TCS работает в автоматическом режиме, самостоятельно создавая усилие на необходимом тормозном механизме. При этом задействуются также клапана, которые обеспечивают удержание давления до момента, когда сцепление на пробуксовывающем колесе восстановиться (оно замедлится), после чего давление стравливается.

Что касается воздействия на силовую установку, то здесь тоже не все просто. TSC оказывает влияние на мотор по-разному, учитывая разные дорожные условия. При старте зачастую система оказывает влияние на дроссельный узел, и как бы водитель не жал на акселератор, мотор будет снижать обороты, пока скорость вращения на колесах не восстановиться.

А вот на высоких скоростях (выше 80 км/ч), все делается по-другому – возможно изменение угла опережения зажигания, принудительное создание пропусков на свечах зажигания, или же временное отключение форсунок. Здесь все зависит от конструктивного решения, которое применили конструкторы для организации срабатывания TSC.

На авто срабатывание системы выглядит так: колесо при попадании на скользкий участок дороги, начинает вращаться быстрее, чем все остальные. Это замечает датчик и передает информацию на блок управления АБС. Он на основе этой информации в первую очередь задействует тормозной механизм, чтобы замедлить колесо. Если быстро не удалось восстановить скорость вращения, информация об этом поступает на ЭБУ, который от условий движения принимает меры – либо принудительно закрывает дроссельную заслонку, или же воздействует на систему зажигания и питания. При этом на приборной доске загорается контрольная лампа, указывающая на срабатывание системы.

Примечательно, что TCS можно отключить, для чего на приборной панели есть специальная клавиша. Но автопроизводители не рекомендуют это делать, особенно начинающим водителям. Но с другой стороны, эта система может помешать, к примеру, при преодолении бездорожья, поскольку система будет «душить» мотор.

Достоинства системы

Видео: Как работает ESP,ABS,ASR

В целом же антипробуксовочная система TSC является достаточно полезной. К ее достоинствам относится:

• повышение безопасности на старте и при прохождении поворотов;
• исключается возможность ухода авто в ;
• безопасность движения в разных дорожных условиях (мокрая дорога, лед, снег);
• увеличение ресурса мотора;
• меньший износ покрышек;
• сниженное потребление мотора.

Но в месте с тем, многим водителям эта система не нравиться и они ее не используют, поскольку она сильно сказывается на производительности мотора и не дает ощущения полного контроля за поведением авто.

Нередко случается, что прицеп сзади начинает жить своей жизнью. На спуске прицеп начинает болтать, он дергается назад и вперед, и ситуацию не удается выправить, даже используя тормоза. Водитель едва справляется с ситуацией, заметно нервничая, а иногда просто начинает паниковать.

Технология TSA – это настоящий ангел-спаситель. Система стабилизации прицепа (Trailer Stability Assist ) предотвращает непроизвольные движения прицепа, проявляющего тенденцию к броскам вперед и назад, и обеспечивает стабильное поведение тандема автомобиля и прицепа на дороге.

Система постоянно следит за перемещением прицепа и, если прицеп начинает вести себя нестабильно, производится притормаживание одного или нескольких колес автомобиля. Если этого оказывается недостаточно, тормозное усилие прилагается на все четыре колеса, и снижаются обороты двигателя до тех пор, пока поведение прицепа не стабилизируется.

«Раскачивание прицепа – это настоящий кошмар для водителей, которые часто ездят с прицепом. Проблемы такого рода возникают, если груз неправильно распределен на платформе прицепа: либо нарушено равномерное распределение груза в передней и задней частей прицепа», - поясняет Пер Ула Фуксин, руководитель разработки динамических систем автомобилей Volvo Cars.

Иногда в случае раскачивания прицепа выправить ситуацию оказывается очень сложно. Прицеп может вовсе выйти на другую полосу дороги и перевернуться.
К сожалению, такие ситуации нередко приводят к столкновениям с очень тяжелыми последствиями. Подобные столкновения наиболее часто происходят в период отпусков, когда на дорогах можно встретить много автомобилей с разными прицепами – от самых простых до прицепов с яхтами.

«Водителю крайне трудно восстановить стабильное поведение прицепа, начавшего раскачку. Как правило, в первую очередь применяется тормоз. Система TSA притормаживает колеса по отдельности, предупреждая негативные тенденции в движении прицепа. Это более эффективно, чем одновременное торможение всех колес. Есть еще одно преимущество этой системы – она вступает в дело намного раньше, не допуская развитие нежелательной ситуации, когда прицеп может полностью выйти из-под контроля. Более того, система TSA начинает действовать тогда, когда водитель еще даже не успевает почувствовать, что что-то происходит с прицепом», - добавил Пер Ула Фуксин.

Система стабилизации прицепа активируется на скорости выше 50 км/ч. Эта система устанавливается в стандарте на Volvo XC60, если автомобиль поставляется с буксирным устройством.