сообщение №1022

Торможение под контролем ЭВМ

С первых дней существования автомобиля конструкторы непрерывно работают над улучшением его активной безопасности. И, пожалуй, наибольшие усилия (особенно в последние годы) конструкторы, технологи, испытатели прилагали к совершенствованию системы, от которой в первую очередь зависит безопасность, — тормозной.

Далеко не каждый водитель отдает себе отчет, как на основе законов физики точно оценить дорожную ситуацию, и далеко не каждый имеет достаточный опыт, чтобы именно в данных условиях выбрать и реализовать оптимальную величину замедления. Причем многие аварии, как ни странно, происходят из-за того, что тормоза «слишком хороши»: колеса блокируются, теряют сцепление с дорогой, особенно мокрой или обледенелой, и машина перестает слушаться руля.

А нельзя ли помочь водителю в решении этих вопросов?

Двадцать лет назад в ФРГ специалисты фирм «Даймлер-Бенц» (автомобили) и «Телдикс» (электроника) начали поиски такой конструкции тормозной системы, которая обеспечивала бы оптимальное, без блокировки колес, торможение в любых условиях и даже при «панических» действиях малоопытного водителя.

В конце 1970 года журналистам был показан первый вариант антиблокировочной системы, сокращенно АБС, которая практически отвечала поставленной цели. Но... То, первое поколение АБС с аналоговыми процессорами оказалось недостаточно надежным, а главное, очень дорогим и в производство не пошло.

В АБС второго поколения, при сохранении основной идеи, аналоговая система была заменена современной, более надежной и дешевой цифровой на интегральных схемах. Суммарный пробег машин, на которых она прошла проверку и доводку, составил почти 7 миллионов километров, прежде чем создатели АБС не убедились в надежности, долговечности и эффективности их конструкции.

Рис. 1. Элементы АБС: 1 — датчики скорости вращения передних колес; 2 — электронный блок; 3 — гидравлический механизм; 4 — датчик скорости вращения з
Рис. 1. Элементы АБС: 1 — датчики скорости вращения передних колес; 2 — электронный блок; 3 — гидравлический механизм; 4 — датчик скорости вращения задних колес.

С конца прошлого года эта новая АБС уже выпускается серийно и ставится за дополнительную плату на «Мерседес-Бенц 450 СЕЛ-6,9». В дальнейшем планируется оборудовать этим устройством все выпускаемые фирмой легковые автомобили.

Что же это такое АБС? Элементы системы представлены на рис. 1, а расположение их — на рис. 2. Основные узлы — датчики скорости 1 и 4, анализирующий и командный электронный блок 2 и гидравлический исполнительный механизм 3 монтируются на автомобиле. Датчики 1 и 4, установленные на передних колесах и главной передаче заднего моста, постоянно сообщают скорость вращения колес электронному блоку 2. Этот узел представляет собой микрогабаритную ЭВМ с высокой степенью надежности. Если водитель давит на педаль слишком сильно и превышается некоторый предел замедления колеса, оптимальный для данных условий (то есть когда возникает риск «выйти» за пределы сцепления шины с поверхностью дороги), немедленно регистрируется опасность блокировки колес и дается команда гидравлическому узлу 3, который уменьшит давление жидкости в нужном рабочем цилиндре до значения, обеспечивающего эффективное торможение без юза.

Если скорость вращения колеса в процессе торможения снова возрастет, давление жидкости по команде блока 2 опять увеличится. Благодаря быстродействующей электронике и магнитным клапанам эти процессы происходят буквально за тысячные доли секунды. Таким образом, предельно безопасные величины для любого состояния дорожного покрытия и любого усилия торможения, запрограммированные в памяти ЭВМ, постоянно держат под контролем работу тормозной системы. Даже в случае ошибки водителя тормоза обеспечивают единственно приемлемое для данных условий замедление, а лампочка-индикатор 5 на приборном щитке сразу сигнализирует водителю в случае отказа любого элемента АБС.

Рис. 2. Расположение элементов АБС на автомобиле: 1 и 4 — датчики скорости вращения колес; 2 — электронный блок с аналоговым процессором; 3 — гидравл
Рис. 2. Расположение элементов АБС на автомобиле: 1 и 4 — датчики скорости вращения колес; 2 — электронный блок с аналоговым процессором; 3 — гидравлический механизм; 5 — контрольная лампа; 6 — тормозная педаль с усилителем и главным тормозным цилиндром.

В большинстве случаев, особенно на прямолинейных участках сухой дороги, водитель даже не осознает, что автомобиль оборудован АБС. Испытания показали, что порой на протяжении десятков тысяч километров электроника не вмешивается в процесс торможения. Однако в критической ситуации, при аварийном торможении АБС позволит и резко тормозить и полностью контролировать направление движения машины, что особенно важно при объезде внезапно возникшего препятствия (рис. 3) или на поворотах дороги. И еще одно достоинство АБС: отсутствие местного износа шин при экстренном торможении (торможение на блокированных колесах — «юзом» со скорости 180 км/ч может вызвать износ глубиной до 6 мм). Важно и то, что тормозной путь и тормозная устойчивость автомобиля с АБС практически не зависят от нагрузки машины.

Однако АБС не сможет помочь лихачам или безответственным водителям. Антиблокировочная система позволяет сохранять стабильность движения и маневренность на повороте только до тех пор, пока не будет превышена предельно возможная для прохождения данного поворота скорость. Малоэффективна система и в случае, когда колеса одной стороны машины идут по воде или рыхлому грунту, а другой — по твердой дороге. Это может вызвать занос автомобиля, несмотря на работу АБС.

В остальных случаях торможение с помощью АБС может происходить с такой эффективностью, которой не удалось достигнуть даже очень опытным водителям на автомобилях тех же моделей, не оснащенных системой.

Е. БАБУРИН, инженер («За Рулем» № 6, 1979)