ABS наоборот или трэкшн-контроль на мотоцикле

02 сентября 2011

Сцепление шин с дорожным покрытием – в обиходе «держак» – ценится на вес золота. Надо ли говорить, что производители техники из кожи вон лезут, придумывая все новые «мульки», чтобы использовать его наиболее эффективно. И если «первой ласточкой» стала ABS, то современный тренд — трэкшн-контроль, по сути ABS наоборот.

Выпуск:
Журнал «МОТО» – сентябрь 2011

Лев Гаряев, фото автора и из архива редакции

Теги:

Просмотры:
15542

4

Оставить комментарий

«Держак» не бесконечен

Прежде чем лезть в электронные дебри современных мотоциклов, вспомним, за что воюем. «Держак» – это максимальная сила, приложенная к колесу, при которой оно еще держится за асфальт, не соскальзывает. Причем важно понимать, что, грубо говоря, шине все равно, с какой стороны приложена сила, главное – ее максимальная величина. В реальности же на шину действуют разные по природе силы. Сдвинуть ее с траектории пытаются как продольные воздействия (при разгоне или торможении), так и поперечные (в повороте). При этом главным все равно остается векторная сумма сил (или суперпозиция). Если, например, мы хотим максимально использовать сцепление шин с асфальтом для противодействия центробежной силе, придется отказаться от торможения или разгона на дуге. Или наоборот, максимально эффективно оттормозиться можно только на прямой, любой поворот потребует своей доли сцепления в пятне контакта. Но уже давно испытания показали, что максимальный «держак» на сухом асфальте достигается при небольшой пробуксовке, практически на грани перехода от трения качения к трению скольжения. Именно этот момент создатели антиблокировочных систем и пытаются использовать во благо пилота, одновременно уберегая от юза, то есть трения скольжения. При торможении системы ABS позволяют колесу срываться в юз на какие-то мгновения и тут же – электроника отслеживает остановку колес очень быстро – вновь дают резине восстановить сцепление с асфальтом. А почему бы не заставить эффект работать во благо разгона? Именно так рассуждал инженер из компании Honda, разработавший систему ABS+TCS для вышедшей в 1992 году модели ST1100 Pan European. Как только разница угловых скоростей вращения колес (а измерялась она те два десятка лет назад через датчики ABS) превышала определенную величину, «мозг» управления мотором уводил зажигание в «поздноту» (мотик был карбюраторный, и воздействовать на состав смеси не было возможности), и тяга мотора резко падала.

Несложно предположить, что при этом разница угловых скоростей вращения колес уменьшалась, и как только она доходила до разумного – по мнению «мозгов» – предела, мотор возвращался в штатный режим. Но та система уберегала мотоцикл от активной пробуксовки при разгоне по прямой, не спасая от лоусайдов при неаккуратном обращении с ручкой газа в поворотах. Ведь в наклоне сорвать колесо в пробуксовку намного легче из-за того, что часть «держака», как мы помним, расходуется на противодействие центробежной силе. Если же сумма сил, приходящихся на пятно контакта покрышки с дорогой, превысит силу трения, колесо сорвется в юз, а корма мотоцикла вильнет наружу поворота, ставя байк боком к траектории поворота. Дальше возможны три варианта развития ситуации. Первый, наилучший: пилот не испугался и не закрыл панически дроссель, а сбросил газ быстро, но плавно – и мотоцикл стабилизировался. Второй, «продолженный»: пилот продолжил открывать газ, и через миг мотоцикл «лег» (лоусайд). Третий, «брутальный»: если пилот закрыл газ поздно или слишком резко, резина моментально вновь обретает надежное сцепление с асфальтом, но кинетическая энергия «вилятельного» движения заставляет мотоцикл подпрыгнуть, перевернуться и вышвырнуть пилота из седла (хайсайд). Так вот, современные системы трэкшн-контроля как раз и борются за удержание заднего колеса на грани сцепления резины с дорожным покрытием и вступают в работу главным образом как раз в поворотах, когда риск пустить заднее колесо в занос намного выше среднего.

Как они делают это?

Заметим сразу: никакого сходства у мотоциклетных и автомобильных противобуксовочных систем нет. В мире четырех колес системы трэкшн-контроля не только играют с тягой двигателя, но и подтормаживают отдельные колеса. У нас же – только одно ведущее колесо и коррекция тяги двигателя исключительно в меньшую сторону. Мотоциклетный антибукс сейчас стал настолько модным трендом, что практически все мотопроизводители занимаются активным внедрением подобных устройств, однако мы перечислим наиболее ярких представителей этой новой породы электронных «мулек». Первые системы нынешнего века, призванные сделать реакцию на газ более плавной и тем самым бороться со сносом заднего колеса на «гражданских» аппаратах, стали применять на литровом «гисере» 2007 года. Там не было ни датчиков скоростей вращения колес (спидометр не в счет), ни гироскопов, но зато там был второй ряд дроссельных заслонок с приводом от шагового электромотора, управляемый «мозгами». По косвенным параметрам (скорость мотоцикла, выбранная передача, положение ручки газа) оценивалась нагрузка на мотор, и на основании этих параметров контроллер систем зажигания и впрыска в зависимости от выбранной программы управления (а всего их там было три) ограничивал тягу, а точнее, скорость набора двигателем оборотов под той или иной нагрузкой.

За литром последовали и «младшие братья» – обзавелись многорежимными «мозгами», которые есть даже на нынешней «шестисотке». По этому же принципу работает и «стабилизатор» на MV Agusta F4. Да, работает, но уж больно неточно. Не имея возможности отследить дорожную обстановку по прямым параметрам (угол наклона мотоцикла, скорости вращения обоих колес), такой способ уберечь заднее колесо от сноса можно назвать лишь условным.Следующим стал концерн BMW в 2006 году с вполне себе «гражданским» R1200R. Тут и скорости вращения колес отслеживались через датчики системы ABS, и, как и на древней «Пан-Европе», при пробуксовке зажигание становилось позже, а смесь – беднее, да и работает система BMW ASC (Automatic Stability Control) намного плавнее и расторопнее. Чуть позже борцом за справедливость стала Ducati, в 2008 году представив на модели 1098R систему DTC (Ducati Traction Control). Конечно, она имела мало общего с аналогичной «приблудой», применяемой в WSBK, но тем не менее тут уже были датчики скорости на обоих колесах (сигнал давали болты крепления тормозных дисков), и коррекция тяги (через изменение угла опережения зажигания и количества подаваемого топлива) производилась на основании «живых» показателей, получаемых в режиме реального времени, хотя тоже по прописанному в памяти системы управления шаблону (как у Suzuki и MV Agusta). Принципиальное отличие в том, что тут пробуксовка отслеживалась не только через внезапный рост частоты вращения коленвала, но и через скорости вращения обоих колес. Отличало «гражданский» трэкшн от гоночного то, что на серийных спортбайках, в отличие от гоночных, нет датчиков положения подвесок, да и в гонках мало кого интересует экономия бензина, и при пробуксовке на гоночных Ducati «рубилось» зажигание. Однако если такой способ применить на серийной машине со штатным выхлопом, то через пару таких срабатываний антибукса, катализатор повесится на проводе от лямбда-зонда, поэтому «рубят» еще и топливо, жертвуя небольшой потерей тяги, обусловленной «высушиванием» впускных каналов. Степень «вмешательства» электроники в характер мотора делится на восемь ступеней, плюс систему можно отключить вовсе. Однако на новой Multistrada скорость вращения колес считывается уже не по болтам, а с датчиков ABS – так намного точнее, ведь если считывать скорость по болтам, то получается 6–8 импульсов за оборот колеса (то есть 60 и 45 градусов между импульсами), а если через «гребенку» индукционного датчика ABS, то можно получить до сорока импульсов за один оборот. Но возвращаясь к хронологии событий, скажем честно, система BMW ASC дальше оппозитного нейкеда R1200R не ушла, ведь в 2009 году появилась DTC (Dynamic Traction Control) на нашумевшем спортбайке S1000RR – кошмаре для японских производителей. Она по праву может нести звание шедевра инженерной мысли, ибо содержит не только эти самые датчики ABS, но и гироскоп, который отслеживает крены и дифферент машины. Именно благодаря гироскопу на S1000RR невозможно «перекозлить» (конечно, если система DTC вовсе не отключена), а также максимально точно отследить ситуацию в повороте (ведь если антибукс перестрахуется и заработает раньше времени, то меньше тяги удастся реализовать, что приведет к ненужной потере скорости).

Например, в режиме Slick тяга двигателя режется электронными дросселями и форсунками, стоит образоваться сносу кормы, но только при кренах мотоцикла более 23 градусов, что подразумевает адекватно аккуратное обращение с газом. Но еще на журналистском тесте в Портимао многие заметили, что при выходе из скоростного правого поворота с подъемом на финишную прямую мотоцикл уверенно задирал переднее колесо в воздух, несмотря на программу «антивили». BMW-шные инженеры-электронщики ограничились туманными объяснениями насчет сочетания факторов (наклон-подъем-разгон), которое запутывало электронный «мозг». Кроме того, из опыта эксплуатации редакционного спортивного BMW можно сказать, что баварский вариант «антибукса» работает все-таки грубо, приводя к задирам на резине после нескольких трек-сессий.Так же поступили и инженеры Kawasaki на ZX-10R Ninja, дебютировавшем этой зимой («Мото» № 02–2011) – там трэкшн-контроль несет в себе как прелести BMW-шной DTC, так и некие шаблоны, аналогичные тем, что применялись на прежних «нинзях» (фактически, как у Suzuki), что позволяет ему работать не только в «боевом», но и в превентивном режиме, пресекая попытки срыва колеса в юз на корню. А вот Yamaha решила, что на большом турэндуро Super Tén?r? не нужен гироскоп, и ограничилась обычным (по нынешним меркам) антибуксом, использующим лишь показания датчиков ABS. Результат – нареканий столько же, сколько и восторгов.

Взгляд в завтра.

Ввиду все большей «электронизации» современных мотоциклов, переходящих на электронное управление дросселями, а также с развитием систем ABS, думаю, что уже через десяток лет трэкшн-контроль появится даже на скутерах. И возможно, уже не с индукционными датчиками, которые, как известно, начинают работать только при достижении определенной скорости (обычно 15–20 км/ч), а с датчиками Холла, которым плевать на скорость (сейчас уже на большинстве автомобилей датчики скоростей вращения колес – «холлы»).

Оставить комментарий

Устройство и принцип работы системы TRC (TRaction Control)

TRC (TRaction Control) – это система, которая одновременно управляет как процессами торможения, так и усиления тяги двигателя. Эта система не только исключает пробуксовку ведущей колёсной пары, но и регулирует тяговую силу двигателя – до значений, оптимальных для конкретного дорожного покрытия, по которому автомобиль движется.

Благодаря TRC водитель избавлен от сложных манипуляций с педалью газа при пробуксовке, а сам автомобиль приобретает исключительную устойчивость при резком старте с места или быстром ускорении на скользкой дороге.

Впрочем, все автопроизводители, снабжающие свои детища антипробуксовочными системами, в том числе и Toyota, устанавливающая на автомобили систему TRC (у Тойот С-класса она является опционной, а у всех классов выше – входит в базовую комплектацию авто), подчёркивают, что система антипробуксовки – это не альтернатива разумному и безопасному вождению автомобиля.

Кроме того, напоминают производители, то, насколько эффективна будет антипробуксовочная система, в том числе TRC, зависит от состояния дороги и степени износа покрышек.

В наши дни большинство антипробуксовочных систем являются электрогидравлическими. Разумеется, у разных производителей есть свои ноу-хау и системы антипробуксовки могут незначительно конструктивно отличаться друг от друга. Но все же в целом их принцип действия можно рассмотреть на примере TRC.

TRC в автомобиле управляет тягой мотора за счёт возможности управления воздушной заслонкой, задержки зажигания в цилиндрах (в одном из них или в нескольких одновременно). Также TRC (TRaction Control) может увеличивать или уменьшать подачу топлива в двигатель и управлять тормозным приводом.

По сути своей, TRC – это необходимый компонент системы безопасности автомобиля, особенно важный для машин с мощным двигателем, малейший избыток тяги которого приводит к пробуксовке ведущих колёс.

Без адекватно работающей TRC немыслим современный внедорожник, который априори обязан с честью преодолевать что скользкие и мокрые дороги, что их полное отсутствие. Не обойтись без TRC и гоночным моделям, им антипробуксовочная система позволяет выходить из поворота с ускорением без пробуксовки колёс.

Иногда можно услышать мнение, что TRC лишает опытного водителя необходимого ему контроля над автомобилем, мало того, эта система не просто непопулярна среди поклонников автоспорта – TRC регулярно пытаются объявить вне закона в некоторых его видах, вплоть до Формулы 1, где из-за споров вокруг TRC даже пришлось несколько лет назад скорректировать правила.

Впрочем, для большинства автолюбителей TRC – это надёжный помощник. Эта система не только позволяет тронуться с места или ускориться, не буксуя на мокрой или обледенелой дороге, она также значительно облегчает прохождение переднеприводной машиной поворотов.

Известно, что на сложных поворотах в некоторых случаях наступает момент, когда передние колёса оказываются неспособны тянуть автомобиль и при этом поворачивать, не буксуя. TRC (TRaction Control) же позволяет вернуть машине управляемость.

Поделитесь информацией с друзьями:

Противобуксовочная система

У этого термина существуют и другие значения, см. АПС. У этого термина существуют и другие значения, см. ПБС. У этого термина существуют и другие значения, см. TCS.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 25 октября 2017 года.

Противобуксовочная система (ПБС), (нем. Antriebsschlupfregelung, ASR), Антипробуксовочная система (АПС), Система контроля тяги (англ. Traction control system, TCS, TRC; Dynamic Traction Control, DTC) — электрогидравлическая система автомобиля, предназначенная для предотвращения потери сцепления колёс с дорогой посредством контроля за буксованием ведущих колёс.

Система берёт своё начало на железнодорожном транспорте, где буксование (боксование) — распространённое явление при трогании локомотива с тяжёлым составом с места. Механические противобуксовочные системы появились впервые ещё на мощных американских паровозах в 1900-х. Принцип действия этих систем был довольно прост: дифференциальный механизм сравнивал скорости вращения бегунковых и движущих колёсных пар (с учётом разности диаметров). Если движущие колёсные пары «убегали» (вращались с большей скоростью, что является признаком буксования), баланс дифференциала нарушался, его планетарное водило начинало вращаться, что вызывало срабатывание центробежного механизма, который открывал клапан продувки цилиндров, снижая давление пара. Позже дифференциальные системы обнаружения буксования, но уже в электромеханическом исполнении, были применены и на электровозах. Похожие системы пытались применять и на автомобилях в начале XX века, но тогда они были неактуальны по причине малой тяговооружённости машин тех лет и быстрому совершенствованию рисунков протектора автомобильных шин. Но с ростом мощности автомобильных двигателей и появлением автоматических коробок передач интерес к противопробуксовочным системам вновь обозначился, но их реальное развитие началось лишь с появлением микроэлектроники в конце 1960-х годов.

Данная система существенно упрощает управление автомобилем на влажной дороге или в иных условиях недостаточного сцепления. С помощью датчиков в реальном времени отслеживается скорость вращения колёс, и если обнаруживается начало пробуксовки одного из них, то система снижает крутящий момент, подаваемый на колёса от двигателя, либо уменьшает скорость их вращения подтормаживанием. Впервые была применена на автомобилях Buick в 1971 году под торговой маркой MaxTrac, на которых компьютер определял буксование ведущих колёс и снижал обороты двигателя, чтобы уменьшить подаваемый на колёса крутящий момент. В Европе впервые ПБС использована на Mercedes-Benz S-класса в 1987 году, сначала только на модификациях с восьмицилиндровыми двигателями. В современных автомобилях борьба с буксованием ведущих колёс — одна из функций системы динамической стабилизации.

Широко применяется в автогонках, в Формуле-1 первой её стала использовать команда Ferrari в 1990 году. В 2008 году была запрещена в Формуле-1.

Принцип действия

При помощи датчиков угловой скорости, установленных на колёсах, электронный блок отслеживает скорость вращения колёс при разгоне автомобиля. В случае, если обнаруживается резкое возрастание скорости вращения одного из ведущих колёс (что означает потерю сцепления и начало буксования), электронный блок управления предпринимает меры для снижения тяги и (или) притормаживания этого колеса. Для снижения тяги могут (в зависимости от реализации системы) использоваться следующие методы:

  • прекращение искрообразования в одном или нескольких из цилиндров двигателя;
  • уменьшение подачи топлива в один или несколько цилиндров;
  • прикрытие дроссельной заслонки (если к ней подключено электронное управление);
  • изменение угла опережения зажигания (см. система зажигания).

Одновременно для восстановления сцепления с дорогой, а также увеличения крутящего момента на противоположном относительно дифференциала колесе, производится кратковременное подтормаживание колеса, потерявшего сцепление при помощи электрогидравлических актуаторов.

Система использует те же датчики и частично те же механизмы, что и антиблокировочная система, и система помощи при экстренном торможении (Brake Assist), поэтому автомобили, оборудованные противобуксовочной системой, также оборудованы и этими системами.

Рубрики: Мотоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *