Описание и принцип работы противобуксовочной системы TCS

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.

Кнопка включения/отключения 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.

Как работают противобуксовочные системы esp, asr, tcs, trs

О вопросах безопасности в процессе управления автомобилем не говорит только ленивый. Изготовители готовы прибегнуть к любым ухищрениям, чтобы привлечь покупателей. Безопасность – один из серьезнейших доводов, среди прочих аргументов, в попытках остановить внимание на том или ином авто. Антипробуксовочная система по праву занимает свое место среди других средств контроля движения, обеспечивая оптимальные условия управления машиной.

Принцип работы антипробуксовочной системы

Для понимания, что это такое и как она работает, необходимо вспомнить, что перемещение автомобиля происходит благодаря сцеплению его колес с дорожным покрытием. И если сцепление с дорогой недостаточное, например, если она скользкая или мокрая, то появляется пробуксовка, из-за чего теряется динамика разгона, ухудшается управляемость и увеличивается вероятность заноса машины. Да и износ резины в таком случае значительно возрастает.

Принцип, положенный в основу работы антипробуксовочной системы, – контроль скорости вращения колеса. Если при разгоне оно начинает вращаться слишком быстро, то средства контроля, в зависимости в первую очередь от скорости, предпринимают корректирующие действия. Проявляться это может как в его притормаживании, так и в снижении передаваемого крутящего момента.

Антипробуксовочная система, как работает в реальных условиях

Прежде чем дальше рассматривать реализацию описанных принципов, надо отметить следующие факторы, необходимые для успешной работы антипробуксовочной системы:

• наличие на автомобиле таких устройств, как ABS и ESP;
• наличие так называемой «электронной педали газа», т.е. отсутствие непосредственной связи между педалью управления газом с дроссельной заслонкой.

По сути дела, это АБС наоборот, если она снимает торможение с колеса для обеспечения его сцепления с дорогой, то противобуксовочная система притормаживает слишком «шустрое» колесо с той же целью. Да и в работе они используют показания одних и тех же датчиков.

Антипробуксовочная система называется по-разному – ASR или TRC, TCS (система контроля тяги), причем этими аббревиатурами не исчерпываются все возможные обозначения, которые получает противобуксовочная система у разных производителей. Тем не менее, несмотря на разные названия, принцип, по которому работает любая из них, практически одинаковый.

Датчики, используемые всеми этими системами – ABS, ESP, TRS, ASR, одни и те же. В самом простом виде, например антипробуксовочная система ASR, получает сигналы от датчиков, по которым определяет:

1. скорость колес (угловую);
2. их положение (движение происходит прямо или выполняется поворот);
3. степень пробуксовки колес, основываясь на рассчитанной разности их угловых скоростей.

На основании полученных данных, в зависимости от скорости движения, противобуксовочная система может:

• через систему электромагнитных клапанов изменить давление в системе торможения, снизив скорость вращения колеса;
• выдать в контроллер управления двигателем сигнал на снижение крутящего момента;
• изменить величину крутящего момента, поступающего на буксующее колесо через частичную блокировку дифференциала;
• предпринять несколько отмеченных действий одновременно.

Какими возможностями обладает та или иная противобуксовочная система TRC, TCS, ASR и другие, аналогичные по назначению, определяется прежде всего конструкцией автомобиля, а так же программным обеспечением. Однако несмотря на существующие различия в реализации, противобуксовочная система, независимо от типа – TRC это или ASR, когда она работает, обеспечивает уверенный разгон машины и надежное сцепление резины с покрытием дороги.

Антипробуксовочная система ESP

Особого внимания заслуживает такая противобуксовочная система, как ESP. Она отвечает за курсовую устойчивость авто, предотвращая его боковое скольжение, срыв в занос и вращение. Если ABS работает при торможении, TRS и ASR при разгоне, то ESP – при поворотах и выполнении маневров. Фактически эти элементы контроля текущего поведения машины, создают если не полностью безопасные, то максимально приближенные к этому условия.

При работе ESP сравнивает заданное водителем направление движения с реальным. Весь контроль осуществляется по сигналам от датчиков десятки раз в секунду, практически автомобиль постоянно находится под контролем электроники. Если появляется расхождение между заданным и фактическим направлением перемещения, т.е. началось скольжение или занос, ESP за доли секунды принимает необходимые меры по его устранению.

Для этого противобуксовочная система снижает скорость машины и притормаживает нужные колеса, возвращая автомобиль на заданное направление движения.

Будь то TCS или любая иная антипробуксовочная система, они обеспечивают безопасность автомобиля и используются их производителями все более широко в авто самых разных классов. Такой подход, позволяет избежать критических ситуаций при управлении транспортным средством многим, в том числе и опытным, водителям.
» alt=»»>

Противобуксовочные системы

Наряду с использованием АБС сравнительно недавно на автомобилях стали применять противобуксовочные системы (ПБС), которые при тяговом режиме движения препятствуют пробуксовке ведущих колес автомобиля. ПБС не относятся к тормозному управлению, но, ввиду идентичного принципа работы и использования одних и тех же аппаратов, часто рассматриваются совместно с АБС.

Противобуксовочная система – ПБС

У разных производителей имеет названия:
Automatic Slip Regulation — ASR
Acceleration Slip Regulation – ASR
Anti-Slip Control – ASC
Automatic Traction Control – ATC
Activ Traction Control – A-TRAC
Electronic Traction Control – ETC
System Traction Control – STC
Traction Control System – TCS
Traking Control System – TRACS
Traking Control – TRC

Противобуксовочная система (ПБС) препятствует буксованию колес при разгоне, движении в гору и на скользкой дороге. В случае пробуксовки колеса ПБС подтормаживает его, увеличивая крутящий момент на другом ведущем колесе. Кроме того, система снижает подачу топлива в двигатель уменьшая развиваемую им мощность, что также снижает возможность пробуксовки.

Принцип действия ПБС: FI — тяговая сила (без ПБС);
Fв — тормозная сила;
Fв* — дополнительная тяговая сила;
Fh — суммарная сила тяги

ПБС работает совместно с АБС и позволяет ускорить процесс разгона, а также повысить проходимость на мягких грунтах и скользких дорогах. Принцип действия системы основан на автоматическом подтормаживании буксующего колеса. При этом другое ведущее колесо, находящееся на дорожном покрытии с хорошими сцепными характеристиками, может воспринимать больший крутящий момент. В результате, как и при блокировке дифференциала, увеличивается суммарная сила тяги, автомобиль может трогаться с места и разгоняться с большим ускорением. Кроме того, система при необходимости уменьшает подачу топлива в двигатель и ограничивает общую тяговую силу на ведущих колесах.
К преимуществам ПБС относят:
— увеличение силы тяги и повышение устойчивости автомобиля при троганьи с места, разгоне и движении на скользкой дороге;
увеличение проходимости по мягким грунтам;
уменьшение нагрузок в трансмиссии при резком изменении коэффициента сцепления;
— снижение расхода топлива, особенно в зимних условиях;
— уменьшение износа шин;
— снижение утомляемости водителя.
В настоящее время во всех ПБС для автоматического ограничения буксования колес применяется электроника.

Схема комплексной АБС/ПБС легкового автомобиля:
1 — датчик скорости колеса;
2 — модулятор АБС;
3 — модулятор ПБС;
4 — блок управления АБС;
5 — блок управления ПБС

АБС дополняется модулятором ПБС, который имеет два цилиндра, включенных в гидромагистрали, соединяющие главный тормозной цилиндр через модулятор АБС с колесными цилиндрами. Внутри цилиндров модулятора расположены плавающие поршни с центральными клапанами. Последние соединяют входную и выходную магистрали цилиндра. Поршни управляются посредством трехпозиционных электромагнитных и двухпозиционных дросселирующих клапанов.
При торможении автомобиля жидкость беспрепятственно проходит через цилиндры модулятора к задним колесным цилиндрам.
Во время работы ПБС по команде блока управления на притормаживание одного или обоих ведущих колес электромагнитный клапан переводится в положение, при котором давление из гидронасоса передается в управляющую полость цилиндра модулятора, слева от поршня. Под действием давления жидкости поршень перемещается вправо и перекрывает центральный клапан. Дальнейшее движение поршня приводит к повышению давления в колесных цилиндрах. Выдержка или сброс давления осуществляются по команде электронного блока переводом электромагнитного клапана в соответствующее положение.
Для получения большей точности и плавности регулирования скольжения колес в тяговом режиме в ПБС изменение давления необходимо производить более медленно, чем в АБС. Для этого в модулятор введены дросселирующие клапаны с меньшим проходным сечением, которые срабатывают в начале функционирования ПБС. Рассмотренная конструкция модулятора может применяться отдельно от АБС, для чего автомобиль должен быть дооборудован колесными датчиками угловых скоростей, блоком управления и иметь гидросистему высокого давления.
Регулирование крутящего момента двигателя производится комплексным воздействием на дроссельную заслонку, на системы зажигания и впрыска топлива. Положение дроссельной заслонки может изменяться электромеханическим или электромагнитным устройством. Чаще всего используется электромеханическая система, известная под названием «электронная педаль газа». В этой системе изменение положения педали «газа» с помощью датчика перемещения педали преобразуется в электрический сигнал. В блоке управления данный сигнал преобразуется с учетом ряда заданных переменных и сигналов от других датчиков (температуры, частоты вращения двигателя и т. п.), а затем передается к электродвигателю, который перемещает дроссельную заслонку или рейку топливного насоса (в случае управления дизелем). Сигнал обратной связи о положении заслонки или рейки также поступает в блок управления.
Команды, поступающие от блока управления ПБС, имеют приоритет по отношению к сигналам, поступающим от датчика перемещения педали «газа». Например, если водитель открывает дроссельную заслонку на угол, обеспечивающий подачу к колесам крутящего момента, большего, чем можно реализовать по условиям сцепления, то по команде от блока управления ПБС угол открытия может быть уменьшен до 10° за время 100 мс.
В конце 80-х гг. началось серийное производство противобуксовочных систем для дизельных грузовых автомобилей, автобусов и седельных тягачей, имеющих пневматический тормозной привод. При этом из соображений безопасности считается нецелесообразным обеспечение возможности движения с большими скоростями, при которых нельзя достичь высокой надежности торможения. Поэтому пневматические ПБС отдельно от АБС не изготавливаются и не устанавливаются.
Повышение эффективности ПБС на автомобилях 6×2 с пневмоподвеской может быть достигнуто кратковременным (не более чем на 90 с) увеличением на 30 % нагрузки на ведущую ось вследствие выпуска воздуха из пневмобаллонов подвески поддерживающей оси. Для этого используются соответствующие электроклапаны. Как показали испытания, расход воздуха противобуксовочной системой небольшой и установки дополнительных ресиверов не требуется.