Далеко не все автомобилисты, выступающие владельцами современных транспортных средств, осведомлены о том, какие именно электронные помощники присутствуют у них в авто. В частности, большинство свежих машин оборудованы такой опцией, как EBD – Electronic Brake Distribution или система электронного распределения тормозных усилий. Это вспомогательный компонент антиблокировочной системы, позволяющий распределять тормозное усилие между всеми колесами автомобиля, чтобы достигнуть оптимального результата. Так как далеко не все автолюбители осведомлены об этой опции, здесь предстоит рассмотреть ее принцип работы, а также основные компоненты.

Конструкция EBD и принцип действия системы

В тот момент, когда транспортное средство совершает экстренное торможение, то его центр тяжести планомерно начинает смещаться в сторону передней колесной оси. Затем давление, оказываемое на заднюю колесную ось, начинает стремительно снижаться. При этом, если в данный временной отрезок усилие, прилагаемое тормозной системой, распределяется равномерно между всеми колесами, то задняя ось может заблокироваться. В свою очередь, это может привести к заносу и аварийной ситуации. Также не стоит забывать о том, что в оптимальном порядке распределение тормозных усилий может потребоваться автомобилисту, если багажное отделение авто загружено, а в салоне транспортного средства присутствует не только водитель, но и пассажиры.

Системы EBD, BAS и VSC в автомобиле: понятие, особенности и принцип работы

Электронная система распределения тормозных сил (EBD)

Когда необходима

Проблемы с торможением могут в нескольких ситуациях — экстренном торможении, торможении в повороте и при движении колес по двум типам покрытия. Это случается когда, например, одна сторона автомобиля находится на асфальте, а вторая — на заснеженной обочине.

В первом случае, когда водитель с усилием нажимает педаль тормоза, на переднюю ось смещается центр тяжести автомобиля, что при условии передачи равномерного тормозного усилия на все колеса приводит к блокировке задних колес. Это приводит к заносу и потере управляемости автомобилем. Изменение загрузки автомобиля, например, перевоз задних пассажиров или груза в багажнике, также меняет необходимые тормозные усилия для обеих осей.

При торможении в повороте центр тяжести переносится на сторону автомобиля, идущую по внешнему радиусу. Торможение в таких условиях также грозит заносом и разворотом автомобиля. Такие же последствия несет и торможение на разнородном покрытии, когда, например, одна сторона автомобиля движется по асфальту, а вторая — по льду или снегу.

Рекомендуем: Рабочий цикл четырехтактного двигателя — как это работает

Во всех этих случаях система ABS не может справиться с проблемами — зачастую случается блокировка колес и последующий занос. Выйти из такого положения без проблем могут только опытные водители.

Основные компоненты EBD

Автолюбители должны принимать во внимание тот факт, что конструктивно такая система в полной мере реализована на базе антиблокировочной функции ABS, которая присутствует практически на все современных авто. В состав EBD входят следующие компоненты:

• так как эта опция основана на системе ABS, ключевым компонентом выступают датчики антиблокировочной функции, считывающие частоту вращения колес;
• гидравлический блок или исполнительное устройство, выполняющее необходимое распределение тормозной жидкости по основным вспомогательным элементам системы при нажатии на педаль тормоза водителем;
• также среди компонентов в отдельном порядке стоит выделить электронный блок управления. Прибор, который считывает необходимую информацию, а также вносит необходимые корректировки.

Примечательно, что для автомобилей, оборудованных одновременно системами ABS и EBD, электронный блок управления используется один. Этот модуль в данном случае получает соответствующую прошивку, чтобы в полной мере управлять всеми необходимыми процессами.

Как работает алгоритм, отлаженный до мелочей?

Вникнем в алгоритм работы системы распределения тормозных усилий глубже. Можем ли мы положиться на неё полностью? Давайте выясним. В работе данной технологии используется три основных элемента:

• датчики вращения колеса;
• клапаны тормозных магистралей;
• электронная система управления.

Своё функционирование система начинает после нажатия на педаль тормоза.

В первую очередь в электронике запускаются алгоритмы, направленные на анализ ситуации с колёсами. Если по информации, поступающей от датчиков вращения, передние и задние в этот момент начинают крутиться с разными скоростями, запускается система ebd.

Её главными исполнительными механизмами являются клапаны тормозных магистралей, управляя которыми можно перебросить давление так, чтобы задняя пара колёс не заблокировалась раньше передних, до момента срабатывания ABS, при этом на переднюю ось система распределения тормозных усилий не воздействует вовсе.

Рекомендуем: Полная расшифровка маркировки автомобильных шин

Нужно отметить, что EBD способна срабатывать не только при прямолинейном торможении, когда нагрузка распределяется между передней и задней частями автомобиля, но и при боковых торможениях, распределяя усилия между левыми и правыми колёсами.

В целом же EBD и ABS отлично дополняют друг друга, являясь эдаким высокоэффективным симбиозом.

Благодаря им обоим мы получаем довольно безопасный автомобиль, который не преподнесёт сюрпризов на дороге в случае внезапных торможений.

Система ebd надёжна и практически безотказна. Есть ли у неё недостатки? Оказывается, это тот редкий случай, когда инженеры создали самодостаточный алгоритм без изъянов.

Как происходит распределение тормозных усилий

Если рассматривать функционал системы EBD, то по своей сути принцип работы этого электронного помощника схож с функцией ABS. В частности, в работе опции предусмотрены следующие последовательные шаги:

• в первую очередь, осуществляется анализ показаний с датчиков, считывающих частоту вращения колес автомобиля;
• если заданные параметры превышают норму, то в работу включается соответствующий заложенный алгоритм;
• происходит закрытие впускного и выпускного клапанов, чтобы в контуре сохранялось необходимое давление;
• далее система отслеживает момент, когда начинается блокировка колеса, после чего давление фиксируется на данном показателе;
• следующим этапом происходит открытие выпускных клапанов, чтобы произошел сброс давления до необходимого показателя;
• если риск блокировки остается, то система открывает клапана, чтобы уменьшить давление уже в тормозных цилиндрах;
• после этого, в случае необходимости происходит повторное повышение давления в контуре при открытии впускного клапана;
• как только наступает момент, когда блокируются передние колеса автомобиля, система EBD отключается и передается управление ABS.

Этот процесс на современных автомобилях происходит непрерывно, что позволяет наиболее эффективно распределять необходимые тормозные усилия для каждого колеса в отдельном порядке. Стоит отметить, что в случае загруженности авто, распределение усилий происходит более равномерно.

ESP (Elektronic Stability Program) ASC (Active Stability Control)

Программа электронной стабилизации ESP – продукт 90-х годов, который появился в результате работы конструкторов над исправлением недостатков ABS. BMW совместно с Robert Bosch GmbH и Continental Automotive Systems разработали систему, уменьшающую крутящий момент, передаваемый двигателем колесу, для предотвращения заноса и применили её в модельном ряду BMW 1992 года. С 1987 по 1992 года, Mercedes-Benz and Robert Bosch GmbH совместно разрабатывали систему электронного контроля устойчивости автомобиля и назвали её «Elektronisches Stabilitätsprogramm» (ESP). ESP в отличие от ABS не только контролирует скорость вращения каждого из колес и давление в тормозной системе, но и следит за поворотами руля, боковым ускорением автомобиля, режимами работы двигателя и трансмиссии. ABS лишь пресекала попытки колес заблокироваться, предоставляя водителю самому, насколько позволяет его мастерство, выпутываться из сложной ситуации. Иногда мастерства не хватало. Одна из распространенных ошибок: автомобиль входит в поворот на слишком высокой скорости, а водитель, осознав это, резко тормозит плюс чрезмерно выворачивает руль в сторону поворота. В итоге машину все равно заносит. Система курсовой устойчивости в автомобилях Mitsubishi получило название ASC (Active Stability Control). Эта интеллектуальная электроника сочетает функции ABS, антипробуксовочной системы TCL (Traction Control) и активного управления курсовой устойчивостью. Блок управления ASC определяет движение автомобиля на основании информации (скорость вращения каждого из колёс, давление в тормозной системе, угол поворота руля, поперечное ускорение) от различных датчиков с периодичностью 25 раз в секунду и рассчитывает модель идеальной траектории движения автомобиля. Блок управления ASC сравнивает текущую траекторию движения автомобиля определяя её по соответствию движения машины и действиям водителя с моделью идеальной траектории движения автомобиля. Сопоставив эти данные блок управления ASC, во-первых, фиксирует аварийно – опасную ситуацию, во-вторых, рассчитывает и подаёт исполнительным механизмам команду к исполнению контролирующего воздействия. То есть затормаживает определённое колесо с выверенным усилием. Если необходимо ограничить мощность двигателя, блок управления ASC, связанный с блоком электронного управления двигателем, корректирует мощность и количество оборотов коленчатого вала, таким образом, чтобы приблизить текущее движение автомобиля к модели движения идеального автомобиля. Вот так это выглядит в реальной жизни.

Автомобиль движется по кривой, возникающая при этом центробежная сила стремится сместить машину к внешней стороне поворота или опрокинуть её. допустим, автомобиль входит в вираж на слишком большой скорости, а водитель, осознав, что ошибся с её выбором и сейчас окажется на встречной полосе или в кювете, делает другую ошибку, например, резко тормозит или чрезмерно выворачивает руль в сторону поворота. получив информацию от датчиков, система ASC практически мгновенно регистрирует, что автомобиль оказался в критическом положении и, не допуская блокировки колёс до юза, перераспределяет тормозные усилия на колёсах таким образом, чтобы их результирующая противодействовала поперечной силе, стремящейся развернуть автомобиль вокруг вертикальной оси. в этом случае будет притормаживать заднее колесо, находящееся на внутренней стороне поворота. это незамедлительно вызовет силу, «притягивающую» переднюю ось автомобиля на верную траекторию. Так же система ASC проявляет себя с лучшей стороны при объезде неожиданно возникшего препятствия. Представим себе ситуацию, когда автомобиль движется по широкой загородной трассе, водитель при этом довольно расслаблен – ведь впереди нет ни перекрёстков, ни поворотов, лишь длинная прямая. Но, допустим что на его пути возникает препятствие. например коробка или кирпич, выпавший из впереди идущего грузовика. водитель резко объезжает препятствие, допустим влево, а затем, чтобы стать в свою же полосу, вращает руль вправо. В этом случае ASC сначала притормаживает заднее левое колесо, помогая машине увильнуть от препятствия, и она предсказуемо двигается влево. затем, при возвращении на прежнюю траекторию, будет притормаживать переднее левое колесо, что предотвратит занос и направит передок в нужную сторону.

ESP — Electronic Stability Program

Но для того, чтобы выполнить такую сложную работу, ASC недостаточно только датчиков ABS. Поэтому в автомобиле установлены дополнительные датчики (датчики ускорения и угловой скорости, датчик рулевого колеса). Один сообщает системе о том, в какую сторону и с какой скоростью вращается рулевое колесо. Еще два определяют угол поворота машины и уровень боковых ускорений. Показания этих датчиков позволяют моментально вычислить, что происходит с автомобилем, и привести в действие исполнительные механизмы.

https://youtube.com/watch?v=iBU2n-HI2oM

Преимущества системы EBD

Наличие такой опции в автомобиле делает его более безопасным и предсказуемым в плане управляемости. Более того, также можно выделить сразу несколько важных преимуществ этой функции:

• потенциал торможения реализуется наиболее эффективно;
• система срабатывает автоматически при нажатии на педаль тормоза;
• при наличии такой опции нет риска, что автомобиль уйдет в занос;
• если транспортное средство оборудовано электронной функцией распределения тормозных усилий, то замедлять авто можно без риска абсолютно на любом участке дороги, в том числе и в момент прохождения затяжных поворотов.

Также не стоит забывать о том, что при наличии такой системы в автомобиле, машина становится более устойчивой на дороге и не будет преподносить автомобилисту непредвиденные сюрпризы.

ABS (Anti-lock Brake System)- антиблокировочная система.

Довольно часто дорожная обстановка изменяется настолько стремительно, что избежать ДТП можно лишь маневрированием или его комбинацией с торможением. Для предотвращения дорожно-транспортного происшествия часто применяется экстренное торможение. Попав в сложную дорожную ситуацию, многие неопытные водители инстинктивно давят изо всех сил на педаль тормоза, что приводит к блокировке колёс, и автомобиль может войти в неуправляемый занос. В автошколах инструктор по вождению учит: на мокром асфальте эффективней гасить скорость «толчками», быстро нажимая и отпуская педаль тормоза, ощущая при этом границу скольжения и стараясь не перейти ее. Скажите, кто в минуту опасности вспомнит подобные наставления? Статистика неумолима — 10% аварий происходит из-за того, что заблокированные передние колеса на льду, снегу и мокром асфальте не могут изменить направления движения автомобиля. Что делать?

Для предотвращения блокировки колес при резком торможении и сохранения управляемости автомобиля применяются антиблокировочные системы ABS — Anti-lock Brake System, которые в последнее время получили очень широкое распространение. Пионером в данной области стал Mercedes-Benz, совместно с компанией Bosch разработавший систему ABS . Первым серийным автомобилем, оснащённым ABS, стал Mercedes S-Class 1979-го модельного года. Система долгое время предлагалась в качестве опции и только в 1992 году вошла в список стандартного оборудования. В начале 1980-х АБС как опцию можно было установить на BMW 7-й серии. Основной принцип работы АБС был сформирован именно тогда, и потом только совершенствовался. Принцип работы ABS достаточно прост. Задача ABS — регулировать скорость вращения колёс путём изменения давления в магистралях тормозной системы. Чтобы контролировать угловую скорость, надо знать её величину и то, как она меняется со временем. Каждое колёсо снабжено датчиком, который выдаёт электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колеса. Эта информация поступает в блок управления ABS. Блок управления ABS с помощью датчиков отслеживает скорость вращения каждого колеса. При торможении эти данные используются для предотвращения блокировки колес. При остановке колеса блок управления через гидравлический модулятор при помощи электроклапана стравит давление из магистрали и перенаправит «лишнюю» порцию тормозной жидкости в гидроаккумулятор. Давление будет снижаться до тех пор, пока колесо, снова «ухватившись» за покрытие, не раскрутится до определённой скорости. Далее ABS опять резко увеличит давление в магистрали и притормозит колесо. Цикл продолжится до тех пор, пока машина не остановится или водитель не ослабит давление на педаль до положения, когда ABS не нужна. Частота срабатывания ABS, как правило, несколько десятков раз в секунду. Есть такой немаловажный показатель, как относительное проскальзывание. Он в зависимости от степени заторможенности колеса может меняться от нуля (колесо катится без проскальзываний) до 100% (колесо полностью заблокировано). Экспериментально установлено, что максимальная эффективность торможения достигается при 15–20-процентном проскальзывании — то есть в том случае, когда скорость вращения заторможенного колеса на 15–20% ниже скорости свободновращающегося колеса при постоянной скорости движения машины. Электроника при торможении поддерживает именно эту величину, периодически блокируя и разблокируя колёса. В результате работы системы колеса тормозят на грани юза на поверхности с любым коэффициентом трения.

Принцип работы ABS (Anti-lock Braking System)

Нелишне заметить, что для максимальной эффективности замедления педаль тормоза на автомобилях с ABS надо вдавливать в пол что есть силы. Следует помнить о том, что торможение автомобиля с ABS не должно быть многократным и прерывистым. Тормозную педаль необходимо удерживать нажатой со значительным усилием во время процесса торможения — система сама обеспечит наименьший тормозной путь. Чтобы сделать такой простой вывод в США, например, потребовалось провести изучение причин достаточно большого количества автомобильных аварий в 1986-95 годах, в период массового внедрения ABS на американских автомобилях. Специалисты Страхового Института Безопасности Движения на Автострадах (Insurance Institute for Highway Safety) сначала не верили полученной статистике: вероятность гибели пассажиров при столкновении двух автомобилей, двигавшихся по сухому асфальту, оснащенных ABS была на 42% выше, чем при авариях машин без ABS. Оказалось, что во всех случаях водители, пересевшие с автомобилей, оснащенных обычными тормозными системами на модели с ABS допускали ошибку: они по привычке импульсивно нажимали на педаль при торможении и этим дезинформировали электронный блок управления, что и приводило к снижению эффективности торможения в ряде случаев до опасной черты. На сухой дороге ABS может уменьшить тормозной путь автомобиля примерно на 20% по сравнению с тормозным путем машин с заблокированными колесами. Замечено: применение ABS способствует увеличению срока службы шин. Но не всё так гладко. ABS, как и любая другая система, обладает недостатками. Например, простой «антиблок» может проиграть обычным тормозам на снегу, льду или песке, свести на нет преимущества шипованной резины. Ведь на льду шипы обеспечивают наибольшее замедление только при максимальном относительном проскальзывании, когда они словно когти впиваются в лёд и бороздят его. Каверза в том, что ABS, стремясь растормозить колёса, не даёт шипам работать и тем самым увеличивает тормозной путь. То же происходит на грунтовых дорогах (песок, щебень, глина) и покрытиях, занесённых снегом. Наличие ABS не повод отказа от шипованной резины. Во время блокировки шипы всё равно будут цепляться за лёд и обеспечивать более надёжное замедление, нежели нешипованные покрышки. Автомобили с ABS в этом случае имеют более длинный тормозной путь, потому что постоянно разблокирующиеся колёса не создают «эффекта плуга». А ведь именно на таких покрытиях заблокированные колёса имеют максимальную эффективность торможения — из-за того что нагребают перед собой «валики» из грунта или снега. Вот почему нужно помнить: на обледеневшей, заснеженной или грунтовой поверхности тормозной путь автомобиля, не оснащённого ABS, может быть короче.

Подложить небольшую свинью ABS может и на неровной дороге. Если при торможении одно колесо на мгновение зависнет в воздухе и заблокируется, обманутая электроника начнёт спасать вас от заноса и тут же снизит давление в остальных магистралях. В повороте автомобиль неприятно вильнёт «хвостом», а тормозной путь увеличится. От таких случайных отрывов, в принципе, не застрахован никто, но нужно помнить, что залогом адекватной работы ABS является исправная подвеска.

Основные недостатки EBD

Несмотря на тот факт, что система электронного распределения тормозных усилий в автомобиле делает массу всего полезного, есть у этой функции и характерные недостатки, а именно:

• на скользкой дороге у автомобилей с шипованной резиной увеличивается продолжительность тормозного пути;
• данная система неэффективно ведет себя на мягком дорожном покрытии (к примеру, песок или заснеженная трасса);
• функцию EBD в современном автомобиле, как и систему ABS отключить достаточно сложно;
• при наличии электронной системы распределения тормозных усилий невозможно заблокировать колеса, даже в той ситуации, когда это необходимо.

Необходимо понимать, что эту опцию автомобильные производители используют для повышения уровня комфорта и безопасности автолюбителя при передвижении по дорогам общественного пользования.

Нюансы, связанные с работой EBD

Как уже было сказано ранее, система электронного распределения тормозных усилий в автомобиле — это соответствующий электронный помощник, который берет ряд задач на себя, облегчая тем самым обязанности автолюбителя. Однако, не стоит наивно полагать, что такая опция способна выручить наряду с ABS независимо от состояния дорожного покрытия и иных сопутствующих обстоятельств. В определенных ситуациях на машинах с EBD тормозной путь не только не уменьшается, но и существенно увеличивается, что требует от водителя большей концентрации на дороге. Если этот факт не принимать во внимание, то автомобилист рано или поздно рискует угодить в дорожно-транспортное происшествие, которое в условиях зимнего периода времени сулит крайне негативные последствия.

Вывод

Современные автомобили с системой электронного распределения тормозных усилий, а также с антиблокировочной функцией колес существенно безопасней иного транспорта, где нет соответствующих ассистентов и электронных помощников. Однако, автомобилист должен учитывать, что в полной мере эти опции не гарантируют безопасность движения, по той простой причине, что на дорогах случаются абсолютно разные явления. Именно поэтому, автовладелец должен полагаться не только на функции, ориентированные на комфорт водителя, но и на собственные силы, так как в определенные моменты никакие помощники не смогут защитить авто от столкновения, если попросту не выдерживается безопасная дистанция и скоростной режим движения. Автор: Олег Мокров