Системы экстренного торможения автомобиля

Одним из ключевых устройств, предотвращающих аварии или уменьшающих их последствия, является система экстренного торможения. Она необходима для эффективной работы тормозной системы в критической ситуации: в среднем, тормозной путь автомобиля сокращается на двадцать процентов. Дословно BAS или Brake assistant можно перевести как “помощник при торможении”. Вспомогательная система экстренного торможения (в зависимости от вида) либо помогает водителю при экстренном торможении (через “дожатие” педали тормоза), либо автоматически притормаживает автомобиль без участия водителя вплоть до полной остановки. В статье рассмотрим устройство, принцип работы и типы каждой из этих двух систем.

Разновидности вспомогательных систем экстренного торможения

Существуют две группы вспомогательных систем экстренного торможения:

• помощь при экстренном торможении;
• автоматическое экстренное торможение.

Первая создает максимальное тормозное давление, образующееся в результате нажатия водителем на педаль тормоза. По сути, она “дотормаживает” за водителя. Вторая – выполняет ту же функцию, но уже без участия водителя. Этот процесс происходит автоматически.

Система помощи при экстренном торможении

Исходя из принципа создания максимального тормозного давления, система этого типа делится на пневматическую и гидравлическую.

Пневматическая система помощи при экстренном торможении

Пневматическая система позволяет обеспечить максимальный КПД работы вакуумного усилителя тормозов. Она состоит из следующих элементов:

1. датчика, расположенного внутри вакуумного усилителя и замеряющего скорость перемещения штока усилителя;
2. электромагнитного привода штока;
3. электронного блока управления (ЭБУ).

Пневматический вариант устанавливается, в основном, на автомобили, оборудованные антиблокировочной системой тормозов (ABS).

В основе принципа работы системы – распознавание характера экстренного торможения по скорости нажатия водителем на педаль тормоза. Эту скорость фиксирует датчик, передающий результат в электронную систему управления. Если сигнал больше установленного значения, ЭБУ активирует электромагнит привода штока. Вакуумный усилитель тормозов дожимает до упора педаль тормозов. Еще до срабатывания ABS происходит экстренное торможение.

К системам помощи при экстренном торможении пневматического типа относятся:

• BA (Brake Assist);
• BAS (Brake Assist System);
• EBA (Emergency Brake Assist) – устанавливается на автомобили Вольво, Тойота, Мерседес, БМВ;
• AFU – ставится на Ситроен, Рено, Пежо.

Гидравлическая система помощи при экстренном торможении

Гидравлический вариант системы “брейк ассист” создает максимальное давление жидкости в тормозной системе за счет элементов ESC (системы курсовой устойчивости).

Схема устройства и работы системы экстренного торможения

Конструктивно система состоит из:

1. датчика давления в тормозах;
2. датчика частоты вращения колес или датчика разряжения в вакуумном усилителе;
3. выключателя стоп-сигнала;
4. ЭБУ.

Система также имеет несколько типов:

• HBA (Hydraulic Braking Assistance) устанавливается на Фольксваген, Ауди;
• HBB (Hydraulic Brake Booster) ставят также на Ауди и Фольксваген;
• SBC (Sensotronic Brake Control) – предназначен для Мерседеса;
• DBC (Dynamic Brake Control) – ставят на БМВ;
• BA Plus (Brake Assist Plus) – Мерседес.

На основании сигналов датчиков ЭБУ включает гидравлический насос системы ESC и увеличивает давление в тормозной системе до максимального значения.

Помимо скорости нажатия на педаль тормоза система SBC учитывает силу нажатия на педаль, дорожное покрытие, направление движения и другие факторы. В зависимости от конкретных условии ЭБУ формирует оптимальное тормозное усиление на каждое колесо.

Вариация BA Plus учитывает расстояние до впереди движущегося транспорта. В случае опасности она предупреждает водителя, либо дотормаживает за него.

Система автоматического экстренного торможения

Система экстренного торможения этого типа более совершенна. Она распознает движущееся впереди транспортное средство либо препятствие с помощью радара и видеокамеры. Комплекс самостоятельно вычисляет расстояние до транспортного средства и в случае вероятной аварии снижает скорость. Даже при возможном столкновении последствия будут не такими серьезными.

Помимо автоматического экстренного торможения, устройство оснащено и другими функциями. Такими, как: предупреждение водителя об опасности столкновения посредством звуко-световой сигнализации. Также активируются некоторые устройства пассивной безопасности, за счет чего комплекс имеет другое название – “превентивная система безопасности”.

Конструктивно этот тип системы экстренного торможения базируется на других системах активной безопасности:

• адаптивного круиз-контроля (контроль за расстоянием);
• курсовой устойчивости (автоматическое торможение).

Известны следующие виды систем экстренного автоматического торможения:

• Pre-Safe Brake – для Мерседес;
• Collision Mitigation Braking System, CMBS применимы для автомобиля Хонда;
• City Brake Control – Фиат;
• Active City Stopи Forward Alert – устанавливается на Форд;
• Forward Collision Mitigation, FCM- Митсубиси;
• City Emergency Brake – Фолксваген;
• City Safety применимы на Вольво.

Устройство и принцип работы тормозной системы автомобиля

Тормозная система автомобиля (англ. – brake system) относится к системам активной безопасности и предназначена для изменения скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки, в том числе экстренной, а также удержания машины на месте в течение длительного периода времени. Для реализации перечисленных функций применяются следующие виды тормозных систем: рабочая (или основная), запасная, стояночная, вспомогательная и антиблокировочная (система курсовой устойчивости). Совокупность всех тормозных систем автомобиля называется тормозным управлением.

Рабочая (основная) тормозная система

Главное предназначение рабочей тормозной системы заключается в регулировании скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки.

Основная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. На легковых автомобилях применяется преимущественно гидравлический привод.

Схема тормозной системы автомобиля

Гидропривод состоит из:

Главный тормозной цилиндр преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление рабочей жидкости в системе и распределяет его по рабочим контурам.

Для увеличения силы, создающей давление в тормозной системе, гидропривод оснащается вакуумным усилителем.

Регулятор давления предназначен для уменьшения давления в приводе тормозных механизмов задних колес, что способствует более эффективному торможению.

Виды контуров тормозной системы

Контуры тормозной системы, представляющие собой систему замкнутых трубопроводов, соединяют между собой главный тормозной цилиндр и тормозные механизмы колес.

Контуры могут дублировать друг друга или осуществлять только свои функции. Наиболее востребована двухконтурная схема тормозного привода, при которой пара контуров работает диагонально.

Запасная тормозная система

Запасная тормозная система служит для экстренного или аварийного торможения при отказе или неисправности основной. Она выполняет те же функции, что и рабочая тормозная система, и может функционировать и как часть рабочей системы, и как самостоятельный узел.

Стояночная тормозная система

Основными функциями и назначением стояночной тормозной системы являются:

• удержание транспортного средства на месте в течение длительного времени;
• исключение самопроизвольного движения автомобиля на уклоне;
• аварийное и экстренное торможение при выходе из строя рабочей тормозной системы.

Устройство тормозной системы автомобиля

Основой тормозной системы являются тормозные механизмы и их приводы.

Тормозной механизм служит для создания тормозного момента, необходимого для торможения и остановки транспортного средства. Механизм устанавливается на ступице колеса, а принцип его работы основан на использовании силы трения. Тормозные механизмы могут быть дисковыми или барабанными.

Конструктивно тормозной механизм состоит из статичной и вращающейся частей. Статичную часть у барабанного механизма представляет тормозной барабан, а вращающуюся – тормозные колодки с накладками. В дисковом механизме вращающаяся часть представлена тормозным диском, неподвижная – суппортом с тормозными колодками.

Управляет тормозными механизмами привод.

Гидравлический привод не является единственным из применяемых в тормозной системе. Так в системе стояночного тормоза используется механический привод, представляющий собой совокупность тяг, рычагов и тросов. Устройство соединяет тормозные механизмы задних колес с рычагом стояночного тормоза. Также существует электромеханический стояночный тормоз, в котором используется электропривод.

В состав тормозной системы с гидравлическим приводом могут быть включены разнообразные электронные системы: антиблокировочная, система курсовой устойчивости, усилитель экстренного торможения, система помощи при экстренном торможении (Brake Assist System).

Существуют и другие виды тормозного привода: пневматический, электрический и комбинированный. Последний может быть представлен как пневмогидравлический или гидропневматический.

Принцип работы тормозной системы

Работа тормозной системы строится следующим образом:

1. При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
2. Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
3. Поршень ГТЦ нагнетает рабочую жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, за счет чего растет давление в тормозном приводе, а поршни рабочих цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам.
4. Дальнейшее нажатие на педаль еще больше увеличивает давление жидкости, за счет чего срабатывают тормозные механизмы, приводящие к замедлению вращения колес. Давление рабочей жидкости может приблизиться к 10-15 МПа. Чем оно больше, тем эффективнее происходит торможение.
5. Опускание педали тормоза приводит к ее возврату в исходное положение под действием возвратной пружины. В нейтральное положение возвращается и поршень ГТЦ. Рабочая жидкость также перемещается в главный тормозной цилиндр. Колодки отпускают диски или барабаны. Давление в системе падает.

Важно! Рабочую жидкость в системе нужно периодически менять. Сколько тормозной жидкости потребуется на одну замену? Не более литра-полутора.

Основные неисправности тормозной системы

В таблице ниже приведены наиболее распространенные неисправности тормозной системы автомобиля и способы их устранения.

Симптомы	Вероятная причина	Варианты устранения
Слышен свист или шум при торможении	Износ тормозных колодок, их низкое качество или брак; деформация тормозного диска или попадание на него постороннего предмета	Замена или очистка колодок и дисков
Увеличенный ход педали	Утечка рабочей жидкости из колесных цилиндров; попадание воздуха в тормозную систему; износ или повреждение резиновых шлангов и прокладок в ГТЦ	Замена неисправных деталей; прокачка тормозной системы
Увеличенное усилие на педаль при торможении	Отказ вакуумного усилителя; повреждение шлангов	Замена усилителя или шланга
Заторможенность всех колес	Заклинивание поршня в ГТЦ; отсутствие свободного хода педали	Замена ГТЦ; выставление правильного свободного хода

Заключение

Тормозная система является основой безопасного движения автомобиля. Поэтому на нее всегда должно быть обращено пристальное внимание. При неисправности рабочей тормозной системы эксплуатация транспортного средства запрещается полностью.

Система экстренного торможения

Для того чтобы применение тормозов в непредвиденной ситуации было эффективным, — предназначена система экстренного торможения (Advanced Emergency Braking System «AEBS» или Autonomous Emergency Braking «AEB»). Как показывает практика, тормозной путь автомобиля сокращается на 15-20%, если использовать экстренное торможение. А это в свою очередь может оказаться решающим фактором для уменьшения последствий аварий или для полного её предотвращения.

Системы экстренного торможения разделяют на два вида:

• экстренного торможения автоматические;
• системы помощи экстренного торможения.

Автоматическая технология функционирует без дополнительного участия водителя, она создаёт предельное или частичное тормозное давление автоматически.

Вторая, система помощи экстренного торможения, помогает при выжимании педали тормоза водителем осуществлять предельное тормозное давление. Можно сказать, что она завершает процесс торможения за водителя.

1. Система помощи экстренного торможения

Если взять во внимание принцип создания предельного тормозного давления, то конструкции в системе помощи экстренного торможения можно поделить следующим образом:

• пневматические конструкции;
• гидравлические конструкции.

Конструкции пневматического типа помогают правильному функционированию вакуумному усилителю тормозов, они включают в себя следующие системы:

• на автомобилях марки BMW, Mercedes-Benz, Volvo, Toyota – Emergency Brake Assist, Brake Assist и Brake Assist System;
• на французских автомобилях Citroen, Peugeot, Renault – AFU.

Конструкции пневматического типа имеют одинаковое устройство и состоят из электромагнитного привода штока, электронного блока управления и датчика быстроты перемещения штока вакуумного усилителя, устанавливаются обычно на те автомобили, которые оборудованы антиблокировочной системой тормозов — ABS.

Принцип работы системы помощи при экстренном торможении

Суть работы пневматической конструкции заключается в том, что по скорости нажима на педаль тормоза определяется тип торможения, экстренное ли оно или обычное. Датчик быстроты перемещения штока внутри вакуумного усилителя регистрирует скорость, с которой произошло нажатие педали тормоза. Если уровень сигнала превышает определенное установленное значение, то с помощью электронного блока управления происходит активация электромагнита привода штока. Таким образом, при помощи вакуумного усилителя тормозов происходит дожатие педали тормоза, а экстренное торможение совершается до начала действия ABS.

В гидравлических конструкциях используются элементы из системы курсовой устойчивости, которые обеспечивают предельное давление тормозной жидкости. К системам гидравлического типа относятся:

Hydraulic Braking Assistance (HBA), представленная в автомобилях марки Audi, Volkswagen. Она определяет экстренность ситуации по силе и скорости, с которой происходит надавливание на педаль тормоза. Ее работа обеспечивается выключателем стоп-сигнала, датчиком давления тормозной системы и датчиками частоты вращения колёс. Сопоставляя сигналы, поступающие со всех встроенных датчиков, электронный блок управления запускает при необходимости насос обратной подачи. Насос доводит до максимума давление в системе тормозов. Программа сработает до того момента, как начнет действовать ABS.

Hydraulic Brake Booster (HBB), представленная в автомобилях марки Audi и Volkswagen. Эта технология копирует вакуумный усилитель тормозов в некоторых режимах эксплуатации автомобиля. Её работа обеспечивается выключателем стоп-сигнала, датчиком давления внутри тормозной системы и датчиком разряжения в вакуумном усилителе. В случае недостаточного разряжения внутри камер усилителя в работу запускается насос обратной подачи, что повышает до нужного уровня давление внутри тормозной системы.

Sensotronic Brake Control (SBC) — в автомобилях марки Mercedes-Benz. Она производит анализ таких данных, как усилие нажима на педаль тормоза, быстроту перемещения ноги на педаль тормоза с педали газа, качество дорожного покрытия, направление движения и многие другие факторы. Определив условия движения автомашины, электронный блок управления образует в каждом колесе нужное тормозное усилие.

Brake Assist Plus (BA Plus) — в немецких машинах Mercedes-Benz. Такая технология, используя радары Distronic, может контролировать расстояние до впереди движущегося автомобиля. Если между автомобилями слишком маленькое расстояние и возникает вероятность столкновения, производится звуковое и визуальное оповещения водителя. Если система устанавливает, что торможение, производимое водителем, недостаточно эффективно, то она дотормаживает за него.

Видео, о том, как работает технология AEBS:

2. Автоматическая система экстренного торможения

В работе автоматической системы торможения используются видеокамеры и радар (лидар), которые помогают обнаружить впереди едущий автомобиль. В случае слишком быстрого уменьшения расстояния между автомобилями, система определяет возможность аварии и производит предельное либо частичное тормозное усилие, что замедляет или целиком останавливает транспортное средство. Даже в случае столкновения, последствия для обоих автомобилей, скорее всего, будут значительно меньше.

Конструкция данной системы торможения основана на принципах других систем активной безопасности. Таких как курсовая устойчивость и адаптивный круиз-контроль.

Наиболее известными автоматическими системами экстренного торможения будут:

• PEBS (Predictive Emergency Braking System) от Bosch;
• AEB (Automatic Emergency Braking) от TRW;
• Pre-Safe Brake в — Mercedes-Benz;
• City Safety в автомобилях Volvo;
• CMBS (Collision Mitigation Braking System) в Honda;
• Collision Warning with Auto Brake в машинах марки Volvo.

Видео – принцип работы активной системы торможения на Mercedes-Benz:

Описанные здесь системы называют иначе превентивными системами безопасности, ведь в них, кроме автоматического экстренного торможения предусмотрены следующие функции:

• приведение в действие отдельных устройств пассивной безопасности;
• предупреждение водителя о возможности столкновения.