Системы безопасности автомобиля

     Содержание

     Обзор систем безопасности

     ADK (Abstandsdistanzkontrolle)

     ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung)

     Brake assistant

     EBV (Elektronishe Bremskraftverteilung)

     EDS (Elektronische Differentialsperre)

     ESP (Elektronisches Stabilitats Programm)

     SRS

     Airbag

     ABS

     Как работает ABS?

     SBC

     EHB

     Недостатки  систем активной безопасности 

 

      
 
 

     Обзор систем безопасности

     Согласно  исследованиям дорожно-транспортных происшествий, которые проводила  компания DaimlerChrysler несколько лет  назад, с момента появления в  стандартной комплектации автомобилей Mercedes системы ESP количество аварий с их участием сократилось на 25 %. А специалисты компании Toyota, изучив более миллиона автомобильных аварий, пришли к выводу, что применение системы ESP помогает сократить число происшествий вдвое.

     За  время своего существования системы ESP сумели спасти не только жизни тысяч  людей, но и будущее некоторых  новых моделей. Вспомните, например, как в 1997 году в европейской прессе разгорелся скандал вокруг Mercedes А-класса, который в ходе первых журналистских испытаний не прошел «лосиный тест» и опрокинулся. Тогда специалисты оперативно решили проблему, оснастив все комплектации этой модели системой ESP и низкопрофильными шинами (попутно, конечно, доработав и подвеску).

     Но  владельцам автомобилей, оснащенных системами активной безопасности, все же следует иметь в виду, что эти системы более предназначены для того, чтобы контролировать положение и не допускать аварийной ситуации, чем экстренно тормозить в последние доли секунды.ABS (Anti-Blockier-System)

     ADK (Abstandsdistanzkontrolle)

     ADK – система контроля дистанции при парковке, которая посредством ультразвуковых сенсоров определяет расстояние до ближайшего препятствия. Система включает в себя ультразвуковые преобразователи и блок управления. О величине расстояния до препятствия водителя информирует акустический сигнал, характер звучания которого изменяется при сокращении расстояния до препятствия. Чем меньше расстояние, тем короче пауза между отдельными сигналами. Когда до препятствия остается 0,2 м, звучание сигнала становится непрерывным. Акустический сигнал начинает работать, когда расстояние до препятствия составляет:

     - для угловых сенсоров переднего  бампера 0,8 м; 

     - для фронтальных сенсоров переднего  бампера 1,2 м; 

     - для угловых сенсоров заднего  бампера 0,8 м;

     - для фронтальных сенсоров заднего  бампера 1,6 м. 

     Примечание. Помимо обозначения ADK (Abstandsdistanzkontrolle) для  обозначения данной системы могут  использоваться аббревиатуры PDC (Parking distance control) и Parktronik.

     ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung) – противобуксовочная система (ПБС)

     ПБС – система, которая контролирует уровень проскальзывания ведущих колес автомобиля, не допуская их пробуксовки в процессе разгона. Когда излишний крутящий момент приводит к проскальзыванию одного или обоих ведущих колес, ПБС воздействует на системы управления силовым агрегатом, снижая частоту вращения двигателя и повышая силу тяги на ведущих колесах автомобиля.

     Принцип действия системы 

     Получая от датчиков АБС информацию о частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, блок управления ПБС сравнивает полученные сигналы и в случае, если возникает разница в частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, начинает воздействовать на силовой агрегат, снижая его мощность. На первом этапе ПБС делает более поздним момент зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Если эта мера не дает должного эффекта, ПБС начинает воздействовать на систему подачи топлива. В зависимости от типа связи между педалью акселератора и устройствами подачи топлива (механическая или электронная) данное воздействие выражается либо в отключении одной из топливных форсунок, либо в изменении угла открытия дроссельной заслонки. В результате крутящий момент на ведущих колесах снижается до оптимальной величины, и автомобиль трогается с места либо ускоряется без пробуксовки.

     Brake assistant – система динамического  контроля за торможением

     Основное  предназначение данной системы - постоянный контроль скорости приведения в движение педали тормоза. В случае необходимости  резкого торможения Brake assistant автоматически создает максимальное давление в тормозном приводе вплоть до срабатывания АBS. При резком нажатии на педаль тормоза, система динамического контроля за торможением за доли секунды устанавливает максимальное давление в тормозном приводе, сокращая, тем самым, тормозной путь автомобиля

     EBV (Elektronishe Bremskraftverteilung) – электронный  распределитель тормозных сил  (РТС).

     Основное  назначение данного узла - распределение  тормозных сил в момент начала торможения автомобиля, когда, согласно законам физики, под действием сил инерции происходит частичное перераспределение нагрузки между колесами передней и задней оси.

     Принцип действия

     Основная  нагрузка при торможении с движения передним ходом ложится на колеса передней оси, на которых может быть реализован больший тормозной момент, в то время как колеса задней оси, напротив, разгружаются, и, при приложении к ним большого тормозного момента, могут заблокироваться. Во избежание этого РТС, обработав данные, получаемые от датчиков АБС и датчика, определяющего положение педали тормоза, воздействует на тормозную систему и перераспределяет тормозные силы на колесах пропорционально действующим на них нагрузкам. РТС вступает в действие до начала работы АБС или при несрабатывании АБС из-за ее неисправности

     EDS (Elektronische Differentialsperre) – электронная  блокировка дифференциала (ЭБД) 

     ЭБД представляет собой логичное дополнение к функциям антиблокировочной системы (АБС), благодаря которому повышается потенциал безопасности автомобиля, улучшаются его тяговые характеристики при движении в неблагоприятных дорожных условиях, а также облегчаются процессы трогания с места, интенсивного разгона, движения на подъем и эксплуатации автомобиля в сложных погодных условиях.

     Принцип действия системы 

     При прохождении поворотов колеса автомобиля, установленные на одной оси проходят пути разной длины, из-за чего их угловые скорости тоже должны быть разными. Это несовпадение скоростей компенсируется за счет работы дифференциального механизма, устанавливаемого между ведущими колесами. Но у применения дифференциала в качестве связующего звена между правым и левым колесами ведущей оси автомобиля есть и отрицательные стороны.

     Особенностью  конструкции дифференциала является то, что он (при равенстве правой и левой шестерен) независимо от условий движения осуществляет равное распределение крутящего момента между колесами ведущей оси. При прямолинейном движении на покрытии с равными коэффициентами сцепления это не сказывается на поведении автомобиля. Когда же ведущие колеса автомобиля попадают на участок с различными коэффициентами сцепления, колесо, движущееся по участку дороги с меньшим коэффициентом сцепления, начинает пробуксовывать. В силу условия равенства крутящих моментов, обеспечиваемого дифференциалом, буксующее колесо ограничивает тягу противоположного колеса. Блокировка дифференциала при несовпадении условий сцепления левых и правых колес устраняет эту равнораспределенность.

     Получая сигналы от датчиков частоты вращения, имеющихся в составе АБС, ЭБД  определяет угловые скорости ведущих колес и непрерывно сопоставляет их между собой. При несовпадении угловых скоростей, возникающем, например, при буксовании одного из колес, оно подтормаживается до тех пор, пока не сравняется по частоте вращения с небуксующим. В результате такого регулирования возникает реактивный момент, который, в случае необходимости, создает эффект механически заблокированного дифференциала, а колесо, имеющее лучшие условия сцепления с дорожным покрытием, получает возможность передавать большее тяговое усилие. При разности частот вращения около 110 об/мин система автоматически включается в работу и без ограничений действует на скоростях до 80 км/ч. Система ЭБД действует и при движении задним ходом, однако при прохождении поворотов она не срабатывает

     ESP (Elektronisches Stabilitats Programm) – противозаносная система (ПЗС)

     ПЗС – система, основным предназначением которой является помощь водителю в сложных дорожных ситуациях. В случае возникновения экстремальной ситуации она компенсирует неадекватно резкую реакцию водителя и способствует сохранению устойчивости автомобиля. Работа данной системы заключается в осуществлении тягово-динамического регулирования работы систем управления автомобилем. ПЗС распознает опасность заноса и целенаправленно компенсирует нарушение курсовой устойчивости автомобиля. Для обозначения аналогичных систем также используются следующие сокращения: ASMS (Automatisches Stabilitats Management System), DSC (Dynamic Stability Control), FDR (Fahrdynamik-Regelung), VSA (Vehicle Stability Assist), VSC (Vehicle Stability Control). Принцип действия системы ПЗС реагирует на критические ситуации в том случае, если известны ответы на два вопроса: - куда намерен ехать водитель? - куда на самом деле едет автомобиль? Ответ на первый вопрос система получает от датчиков, определяющих угол поворота рулевого колеса и угловые скорости колес автомобиля. Ответ на второй вопрос можно получить, измерив угол поворота автомобиля вокруг вертикальной оси и величину его поперечного ускорения. Если по поступающей от датчиков информации получаются разные ответы на упомянутые выше вопросы, то существует вероятность возникновения критической ситуации, при которой необходимо вмешательство ПЗС. Критическая ситуация может проявляться в двух вариантах поведения автомобиля: Недостаточная поворачиваемость автомобиля. В этом случае ПЗС дозированно подтормаживает заднее колесо на внутренней стороне поворота, а также воздействует на системы управления работой двигателя и АКП (если автомобиль оборудован автоматической трансмиссией). В результате добавления к сумме сил тормозной силы, приложенной к упомянутому выше колесу, вектор результирующей силы, действующей на автомобиль, поворачивается в сторону поворота и возвращает машину на заданную траекторию движения, предотвращая выезд за пределы проезжей части и обеспечивая тем самым вписываемость в поворот. Избыточная поворачиваемость автомобиля. В этом случае ПЗС дозированно подтормаживает переднее колесо на внешней стороне поворота и воздействует на системы управления работой двигателя и АКП (если автомобиль оборудован автоматической трансмиссией). В результате вектор результирующей силы, действующей на автомобиль, поворачивается наружу поворота, предотвращая тем самым занос автомобиля и следующее за ним неуправляемое вращение вокруг вертикальной оси.  
Еще одной распространенной ситуацией, в которой требуется вмешательство ПЗС, является объезд неожиданно возникшего на дороге препятствия. В случае, если автомобиль не оборудован ПЗС, события в данном случае часто развиваются по следующему сценарию: Перед автомобилем неожиданно возникает препятствие. Чтобы избежать столкновения с ним, водитель резко поворачивает влево, а затем, чтобы возвратиться на ранее занимаемую полосу, – вправо. В результате подобных манипуляций автомобиль резко поворачивается и возникает занос задних колес, переходящий в неуправляемое вращение автомобиля вокруг вертикальной оси.

     Развитие  ситуации в случае с автомобилем, оборудованным ПЗС, выглядит несколько  иначе.

     Водитель  пытается объехать препятствие, как  и в первом случае. По сигналам датчиков ПЗС распознает возникший неустойчивый режим движения автомобиля. Система производит необходимые вычисления и, в качестве контрмеры, подтормаживает левое заднее колесо, способствуя тем самым повороту автомобиля. При этом сила бокового увода передних колес сохраняется. Пока машина движется по дуге влево, водитель начинает поворачивать рулевое колесо вправо. Чтобы способствовать повороту автомобиля вправо, ПЗС подтормаживает правое переднее колесо. Задние колеса при этом вращаются свободно, благодаря чему оптимизируется действующая на них боковая сила увода.  
Предпринятая водителем смена полосы движения может вызвать резкий поворот автомобиля вокруг вертикальной оси. Чтобы предотвратить занос задних колес, подтормаживается левое переднее колесо. В особо критических ситуациях это торможение должно быть очень интенсивным, чтобы ограничить нарастание боковой силы увода, действующей на передние колеса. 
 

     Как работает система SRS

     Пассивная безопасность автомобиля - это целый  комплекс решений в его конструкции для снижения тяжести последствий для человека при аварии

     Одна  из систем пассивной безопасности - т.н. air bag или автомобильная подушка  безопасности. В связи с тем, что  эта система начинает работать после  свершения аварии, у нее остается очень мало времени на анализ ситуации и на реакцию для спасения людей. Система SRS довольно дорогостоящая и, в общем-то, ошибаться не должна, спасая жизнь человека в действительно критических условиях. Причем компьютером системы учитывается то обстоятельство, что водитель и пассажир обязательно пристегнуты ремнями безопасности. Именно они, а не подушки, в основном, призваны спасти человека. Сила давления тела человека на ремни безопасности на пороге срабатывания датчика ускорений составляет порядка 300-400 Кг.

     Условия срабатывания подушек безопасности, в основном, следующие:

     - должно быть включено зажигание в положение «ON»,

     - скорость автомобиля должна быть не ниже 25 км/ч,

     - должен быть сильный фронтальный удар (когда идет речь о подушках для водителя и

     пассажира), вектор силы удара должен быть примерно в секторе плюс/минус 30 градусов от