Тормозная система автомобиля: устройство, назначение и принцип действия тормозов

Отличие BAS от EBD, ABS, ESP

Основное отличие системы BAS от всех прочих, базирующихся на уже ставшем типовом наборе датчиков, гидравлики и электроники, состоит в том, что только она бескомпромиссно и напрямую заточена на сокращение тормозного пути автомобиля при возникновении экстренной ситуации.

Все прочие системы в разной мере больше внимания обращают на сохранение стабильного поведения автомобиля, сохранение возможности его реагирования на рулевое управление, парирование всевозможных сносов, заносов и скольжений.

Разумеется, та же ABS, ставшая базой для всех электронных помощников, тоже во многих ситуациях способна уменьшить тормозной путь, даже скорее обратное будет исключением, подлежащим устранению в новых версиях системы.

Но она может снять давление с поршней тормозов для каких-то других целей, не связанных с сокращением пути остановки, а BAS нет. Помощь при быстром замедлении может отключиться только при снятии ноги с педали, за стабильность пусть отвечают другие системы.

Устройство системы

Регулирование тормозного усилия раздельно по всем колёсам в первую очередь потребует применения многоканальной антиблокировочной системы.

Отсюда и формируется состав EBD:

индивидуальные датчики на каждое колесо;
впускные и выпускные клапаны, открывающие давление жидкости на рабочие цилиндры, фиксирующие его неизменным или сбрасывающие усилие;
электрический насос тормозной жидкости, способный быстро изменять давление в системе;
гидравлический аккумулятор давления, оптимизирующий работу насоса;
специальная управляющая программа, которая, собственно, и составляет основу EBD, отличая её от четырёхканальной ABS;
дополнительные датчики, расширяющие возможности системы, они могут входить в состав бортовой электроники более высокого уровня, чем отвечающей только за тормоза.

Точные алгоритмы работы EBD разных производителей по понятным причинам не афишируются, но можно выделить общие алгоритмы, образующие модель EBD в программной памяти её компьютера.

Существует некое пороговое условие, за которым EBD оживает из ждущего режима и включается в работу тормозов. Это условие формируется по результатам непрерывного анализа поступающей от датчиков информации.

Как только блок поймёт, что существует вероятность блокировки колёс, он переходит в режим фиксации давления, в результате чего перекрываются оба клапана на каждом колесе, давление стабилизируется.

Дальше оценивается развитие ситуации и подаются команды на открытие или закрытие отдельных клапанов, давление увеличивается или уменьшается, происходит импульсное регулирование торможения на грани блокировки, то есть самое эффективное.

Признаки неисправности EBD

Любой отказ системы приводит к ухудшению торможения в экстренной ситуации, что вряд ли может быть замечено водителем. Поэтому единственным признаком неисправности является зажигание контрольной лампочки на приборной панели.

Появление этого сигнала требует немедленной диагностики специальным сканером с выявлением кодов ошибки и устранением неисправностей.

Система очень надёжна, поэтому самой частой неисправностью бывает отказ колёсных датчиков. Это связано с их работой в тяжёлых условиях по влажности и загрязнённости.

Коррозия и механические поломки приводят к пропаданию сигнала, что немедленно будет замечено электронным блоком, и появится индикация контрольной лампы. Проверка достаточно проста для диагностики, ремонт сводится к замене датчика или ревизии его проводки.

Что такое система распределения тормозных усилий?

Электронная система распределения тормозных усилий, чаще всего встречается как EBD (Electronic Brake Distribution), работает в паре с ABS и является программным дополнением, нежели физическим механизмом. В зависимости от нагрузки на автомобиль, программное обеспечение распределяет тормозное усилие на колеса, тем самым обеспечивая устойчивость машины и управляемость.

Как правило, в случае резкого торможения вся сила нагрузки (центр тяжести) на автомобиль переходит на переднюю часть, тем самым ослабляя заднюю ось. Уменьшив нагрузку на заднее колесо (независимо от типа привода), есть огромная вероятность того, что они полностью могут быть заблокированы. В результате при плохом дорожном сцеплении автомобиль может понести в сторону, а задняя часть стать неконтролируемой. Именно для того, чтоб не было подобной ситуации в новые автомобили, параллельно с ABS стали внедрять механизм EBD.

Зачем в машине нужна система экстренного торможения BAS

Хорошая тормозная система, а плохие сейчас к серийному производству не допускаются, так как автопромышленности с безопасностью всё очень строго, снабжена системой антиблокировки ABS, поэтому практически в любой ситуации от водителя требуется только максимально сильно и быстро нажать на тормозную педаль.

Все задачи управляемости автомобиля во время торможения, его устойчивости и максимальной эффективности замедления тормозная система выполнит самостоятельно.

Но вот именно на этом этапе у водителей и наступают проблемы. Внезапный стресс может помешать правильному выполнению задачи, даже такой простой, как резкий и сильный удар по педали тормоза. Водитель может отвлечься на другие мешающие факторы, начать вращать рулевое колесо, даже просто кратковременно ослабнуть от неожиданности. В результате нажатие на педаль станет на только запоздавшим, но и недостаточно энергичным.

В идеале электроника должна сработать вообще независимо от водителя. Так и делают самые современные активные тормозные помощники, но они только на самом начале пути своего развития, и на них пока рано надеяться, хотя серийные образцы и вполне работоспособны.

Но вначале появились только пассивные BAS, которым всё же нужна хоть какая-то реакция водителя на происходящее. Водитель должен, как минимум, нажать на тормозную педаль. Дальше автоматика отреагирует на происходящее с максимально возможной скоростью и совершит всё для экстренной остановки автомобиля без потери управляемости.

«ABS»

Если на автомобиле без антиблокировочной тормозной системы (ABS) резко нажать педаль тормоза и держать ее какое-то время, то вероятнее всего одно из колес или более число колес будет заблокировано, то есть колесо или колеса перестанут вращаться, именно до того момента прежде чем машина остановится, что наверняка приведет к неконтролируемому заносу и к потере управления самим автомобилем.

Лучшим способом сохранения этой управляемости машиной при необходимости быстрого торможения без ABS является, применение особого способа торможения, который заключается в следующем, а именно: -в необходимости нажатия педали тормоза без ее долгого удержания и резкого мгновенного отпускания этой педали с повторным (вторичным) нажатием на данную педаль тормоза. Таким образом, нажимая и отпуская в данном случае тормоз мы с вами снижаем тот риск попасть в неуправляемый занос от такого резкого торможения.

Этот способ-метод называется «порогом торможения», который как-раз и заключается в том, что тормоз в автомобиле остается полностью зажатым до момента блокировки колес. Данная система «ABS» делает это за самого водителя автоматически. Когда водитель начинает резко тормозить на автомобиле с такой системой «ABS», то электроника в машине не позволяет колесам заблокироваться.

В отличие от конкретного водителя (даже профессионала) эта система «ABS» сама зажимает тормоза и отпускает их намного лучше и быстрее. Автомобилем оборудованным системой ABS намного проще управлять. Именно поэтому в гоночных болидах Формулы-1 запретили использовать данную систему, по причине, что эта «ABS» по-просту снижает требуемое мастерство участника гонок, что позволяет использовать в гонках менее подготовленного к ним пилота.

4-х канальная система «ABS» состоит из следующих основных компонентов, а именно: — из датчиков скорости на каждое колесо, из электронного управления гидравлической тормозной системой, из насоса для восстановления давления в гидролитической тормозной системе, а также из электронного блока управления всей системой «ABS».

Когда эта электронная система замечает, что одно из колес начинает вращаться быстрее других колес что несомненно может привести к последующей его блокировке, то чтобы не допустить этого данная система тут же начинает зажимать при помощи электронной гидролитической системы и так же резко разжимать сам тормоз, тем самым замедляя это колесо от быстрого вращения без риска его блокировки.

Так как тормозная система «ABS» сама автоматически быстро зажимает клапана в суппортах, которые далее зажимают тормозные колодки, и естественно быстро их разжимает, то водитель начинает чувствоват в самой педали тормоза определенные многочисленные толчки. На некоторых моделях машин во время срабатывания «ABS» раздается такой характерный скрежущий звук. А в некоторых моделях автомобилей при срабатывании системы «ABS» педаль тормоза даже может по-просту проваливаться в полик.

Многие другие из таких систем безопасности автомобилей, такие например, как стабилизация и контроль тяги, используют для своей работы какую-то часть системы «ABS». Так, для поддержания устойчивости машины используются например, датчики скорости «ABS» установленные конкретно на колесах, а еще гидравлическая тормозная система которая управляется электроникой. Подавляющее большинство современных автомобилей имеют сегодня в своих базовых комплектациях систему «ABS».

Вопреки распространенному мнению, что система «ABS» сокращает тормозной путь автомобиля, хотим сказать, что это ошибочное мнение, она не сокращает тормозной путь, а обеспечивает ту самую безопасность водителя во время резкого торможения, защищая тем самым автомобиль от неконтролируемого и неуправляемого заноса.

Но тем не менее, при некоторых дорожных ситуациях и погодных условиях данная система «ABS» все-же может сокращать длину тормозного пути. Так, например, на мокрой асфальтовой дороге эта система «ABS» действительно сокращает тормозной путь автомашины. А вот на гравийных и проселочных дорогах эта самая система уже ни как не поможет сократить длину вашего тормозного пути. Хотя из-за естественной неровности дорожного покрытия автомобиль в любом случае сможет затормозить быстрее, так как колеса машины имеют дополнительное определенное препятствие для своего последующего вращения.

Антиблокировочная тормозная система

АБС (антиблокировочная тормозная система) – специально для повышения эффективности работы тормозов при различных дорожных погодных условиях.

Считывает скорость вращения каждого колеса и при усиленном торможении препятствует блокированию и скольжению, тем самым оставляет возможность управлять и маневрировать транспортным средством до полной остановки.

В ее состав входит:

электронный блок управления;
механизм – модулятор регулировки давления рабочей (тормозной) жидкости, (блок ABS);
система датчиков показывающих угловую скорость вращения колес.

Система экстремального торможения

Предназначена для экстренного торможения в условиях требующих немедленной остановки автомобиля. И помогает водителю дожимать педаль тормоза, при расчете малоэффективности торможения.

Состоит из блоков:

гидравлического модуля с компонованного с блоком АБС и насосом обратной подачи тормозной жидкости;
датчика, показывающего давление в гидравлическом контуре;
датчика, фиксирующего скорость вращения колес;
устройства выключения сигнала передаваемого на усилитель экстремального торможения.

Как работает система предаварийной безопасности (PCS)

Чтобы разобраться в принципе работы системы, нужно сначала проанализировать ее устройство. Ключевых компонента в системе PCS всего 4:

Передний датчик-радар. Он находится в передней части автомобиля за радиаторной решеткой;
Передний датчик-камера. Он находится за ветровым стеклом.
Задний датчик-радар. Он располагается в заднем бампере.
Блок управления.

Обратите внимание: Датчик-камера в данной системе предназначен исключительно для считывания информации. Запись изображения не ведется

За работу системы отвечает центральный компьютер автомобиля. Он анализирует сведения, которые поступают с задействованных в работе системы датчиков и сопоставляет их с данными о скорости автомобиля и силе нажатия на педали (акселератора и тормоза). На основе полученных данных система PCS принимает решение о необходимости активации функций для повышения безопасности пассажиров в случае столкновения, а также о необходимости дополнительного информирования водителя о возможном происшествии.

Система PCS анализирует ситуацию с передней части автомобиля и сзади.

Если имеется угроза столкновения спереди, система оповещает водителя звуковым сигналом и соответствующим значком на панели приборов. В случае, когда после предупреждения водитель не предпринимает действия для устранения возможного столкновения, система начинает принудительное торможение автомобиля и предпринимает действия для сохранности водителя и пассажиров при возможном столкновении.

Если имеется угроза столкновения сзади, система PCS выполняет натяжение ремней безопасности и активирует предаварийные передние подголовники.

Обратите внимание: Функции системы PCS могут отличаться, в зависимости от модели автомобиля и комплектации. В некоторых автомобилях Lexus, например, в PCS входит функция обнаружения пешеходов

Важно отметить, что система PCS работает только при следующих условиях:

Скорость движения автомобиля больше 30 км/ч;
Имеет место быть занос боковой оси автомобиля;
Предприняты действия для резкого торможения автомобиля;
Ремни безопасности в автомобиле пристегнуты.

В зависимости от комплектации и модели автомобиля, водитель может выбрать различные параметры работы системы в бортовом компьютере. Например, изменить время срабатывания предупреждения о возможном столкновении. Также систему PCS можно полностью отключить в автомобиле с помощью кнопки, которая расположена под рулевым колесом.

Отключить систему PCS (чтобы избежать несвоевременного срабатывания) рекомендуется в следующих ситуациях:

Когда система или другие компоненты автомобиля неисправны, но при этом необходимо движение машины (например, в сервисном центре);
При движении по бездорожью;
При спортивном стиле вождении;
При низком давлении в шинах;
Если резина автомобиля слишком сильно изношена;
Если выполняется буксировка автомобиля или используется прицеп;
Если автомобиль транспортируется (например, на эвакуаторе) но при этом двигатель заведен;
Если автомобиль поднимается на лифте;
Когда выполняются работы по шиномонтажу или балансировке колес;
При диагностике автомобиля на специальных стендах;
При повышенной загруженности автомобиля (когда вес груза превышает максимально допустимых для автомобиля);
При установке цепей на колеса автомобиля.

Важно понимать, что несвоевременное срабатывание системы PCS также может вызвать аварийную ситуацию или привести к повреждению деталей автомобиля. Рекомендуется отключать систему, если высока вероятность ее несвоевременного срабатывания

Как устроена система EBD?

Как уже говорили, система распределения тормозных усилий это дополнительное программное обеспечение, которое для работы использует систему ABS. Специалисты выделяют три основные элементы, которые входят в механизм EBD:

Самыми основными считаются датчики системы ABS. Они фиксируют частоту вращения каждого колеса, тем самым указывая на пробуксовку или блокировку колеса;

Электронный блок управления системы распределения тормозных усилий (общий для системы ABS и EBD). Основной задачей считается получение и обработка сигналов, а так же отправка команд исполняющим устройствам;

Гидравлический блок (исполняющее устройство) от системы ABS. Выполняет и следит за давлением в тормозном механизме. В зависимости от поступившего сигнала от блока управления, повышает или понижает давление на каждом из колес автомобиля.

Как видно из строения, это та же ABS только модернизированная и более функциональна. Система распределения тормозных усилий, в паре с алгоритмом работы механизма ABS позволяет достичь лучшего результата в стабилизации и управлении автомобилем.

Особенности функционирования автоматической системы BAS

В отличие от ассистентов, максимализирующих тормозное усилие, автоматическая система BAS оказания водителю экстренной помощи при выполнении торможения представляет собой более совершенное устройство, реагирующее не столько на нажатие педали, могущее оказаться запоздалым, сколько принимающая во внимание дорожную обстановку с помощью радаров и высокоскоростных видеокамер. В случае снижения расстояния между машиной и любым другим препятствием, расположенным перед камерами, начинается торможение авто с целью увеличения расстояния до безопасного

При критическом уменьшении расстояния торможение будет максимально возможным, вне зависимости от того, среагировал ли на ситуацию водитель.

Автоматический ассистент, кроме функции экстренного торможения, может выполнять и другую работу. Например, заранее предупреждать водителя о недопустимом сближении с впереди едущим автотранспортным средством, а также активировать срабатывание пассивных средств безопасности. Неслучайно системы подобного тира иногда именуют превентивными.

Работа автоматической системы BAS основана на использовании элементов других систем:

ACC (контроль за безопасным расстоянием до объекта, или адаптивный круиз-контроль);
ESC (устройство автоматического торможения, входящее в состав средства курсовой устойчивости).

С тоски зрения конструктивной реализации автономная система вспомогательного торможения, спроектированная по типу BAS, может иметь и гидравлический, и пневмопривод. Единственная разница – в использовании большего количества информации, поступающей в ЭБУ, включая такие факторы, как расстояние до препятствия спереди. В данном случае на бортовой компьютер приходится большая часть работы, поскольку он должен в режиме реального времени регулировать силу торможения в зависимости от дорожной обстановки.

В целом всё большее количество автопроизводителей оснащает свои машины такими активными средствами безопасности, позволяющими эффективно тормозить начинающим водителям, у которых отсутствует опыт правильного поведения в критических ситуациях, а также физически слабым людям (прежде всего – женщинам), которые в случае необходимости просто не могут до упора выжать тормозную педаль.

Отметим, что система BAS активации помощи при торможении, независимо от типа, наиболее эффективно срабатывает в связке с другими устройствами:

EBD, цель которой – распределение тормозного усилия, направляемого на отдельные колёса в зависимости от дорожной обстановки;
ABS, предотвращающей заносы при блокировке колёс.

Принцип действия системы

Ассистент экстренного торможения имеет достаточно сложное устройство, поскольку состоит из различных элементов, которые в совокупности и позволяют работать данной системе. В первую очередь нужно сказать о структурных элементах сервиса, которые занимаются оценкой дорожной ситуации. Они представлены тремя различными элементами, отвечающими за мониторинг ситуации по отношению к другим автомобилям и статичным предметам, вторая – определяет людей, которые могут в любой момент возникнуть на дороге, и третья – осуществляет управление встроенными сенсорами. Для распознания сложной ситуации на дороге машина оснащается различными видеокамерами и датчиками мониторинга, которые устанавливаются в боковые зеркала и бампера.

Сам процесс работы ассистента может быть показан таким образом:

камеры и датчики, входящие в структуру системы автоторможения, определяют наличие препятствий на дороге. Если оно обнаружено и сервис понимает, что расстояние между ним и автомобилем близко к опасному, водитель получает соответствующее уведомление;
в этот же момент в тормозной системе создается избыточное давление, а сами колодки подводятся на максимально близкое расстояние к дискам, чтобы работа тормозов была оперативной и максимально эффективной;
в случае, если расстояние до препятствия становится критическим, а водитель никак не реагирует на отсылаемые уведомления, ассистент включает автоторможение, которое останавливает транспортное средство.

В то же время, необходимо помнить, что не все существующие системы настолько «умны». В более старых вариантах все заканчивается на уровне уведомления водителя, а вот автоторможение недоступно.

История появления

Система экстренного торможения, помощник торможения и другие механизмы, работающие с тормозами автомобиля, являются дополнениями к антиблокировочной системе. Они начали вводиться с 1970 года, а первопроходцем стал автомобиль компании Chrystler. На сегодняшний день ситуация в корне изменилась.

Если раньше подобные опции были доступны только для дорогостоящих моделей представительского класса, то сейчас такие системы пытаются сделать обязательными для всех классов. Комитет Euro NCAP опубликовал отчет о распространении систем автоматического экстренного торможения (AEB) на современных автомобилях. С 2014 года наличие на машине такого устройства станет обязательным условием получения за краш-тест максимальной оценки в пять звезд. Такое нововведение – первый шаг на пути к автомобильной революции.

Вероятно, со временем подобные системы будут обязательным требованием для выпуска модели в серийное производство. Трудно судить, как скоро это произойдет, но с каждым годом количество автомобилей, оборудованных вспомогательными системами, стремительно увеличивается. Уже сейчас они имеются в наличии на Chevrolet Aveo и Ford Focus, стоимость которых варьируется от 500 тысяч до 1 млн. рублей. Раньше, такое могли себе позволить только Mercedes и Volvo представительского класса.