Тор-р-р-р-мози, говорю! Умные системы тормозов: описание и эффективность

Исправные тормоза обеспечивают безопасность. Производители внедряют в технику всевозможные электронные помощники, чтобы повысить эффективность остановки. Но иногда более полезно не полагаться на них, а пользоваться другими методами.

Не проходит и месяца, чтобы в сводках ГИБДД не появлялась информация о ДТП с участием грузовых машин или автобусов, у которых были проблемы с тормозами. В начале октября малотоннажный японский грузовичок Toyota Dyna собрал несколько легковых авто на оживлённой улице Красноярска, а во Всеволожске самосвал Isuzu, не преодолев горку, скатился задом вниз и перевернулся. В сентябре в Татарстане водитель «МАЗа» столкнулся с другими фурами и погиб, а в Сочи бортовой Isuzu с КМУ смял четыре «легковушки». В августе в Якутии самосвал врезался в два микроавтобуса. Список можно продолжать, и он будет очень длинным.

ABS, BAS, Brake Assist: что это и что скрывается за аббревиатурами?

Практически во всех случаях водители обвиняли отказавшие тормоза. Видимо, забывая о пункте 10.1 раздела «Перечень неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация ТС» Правил дорожного движения. То есть банально не следили за техническим состоянием своих машин.

Между тем машиностроители постоянно совершенствуют системы безопасности и помощи водителю, которые работают в автономном режиме или через предупреждения информируют водителя о различных ситуациях на дороге. Бортовые компьютеры, получая данные от датчиков и камер, могут привести в действие тормоза и систему контроля движения за полосой для предотвращения аварии или смягчения её последствий.
И электронных помощников в  современных авто уже предостаточно. Самая известная, пожалуй, ABS (Anti-lock Brake System).

«Антиблокировочная система предотвращает блокировку колёс автомобиля при резком торможении или на скользкой поверхности. Главное достоинство ABS в том, что при экстренном торможении автомобиль остаётся управляемым, то  есть не срывается в неуправляемое скольжение», — поясняет начальник отдела прототипирования, проведения испытаний и спорта АО «Автомобильный завод «Урал» Евгений Пряничников.

Он также приводит в пример и другие системы, например, Brake Assist, BAS, EBA и др., которая сокращает тормозной путь при стрессовом паническом торможении, когда водитель нажимает на педаль тормоза быстро, но недостаточно энергично, буквально дотормаживает за водителя. Система мгновенно увеличивает давление в тормозной системе, не дожидаясь от водителя полного нажатия на педаль. Она бескомпромиссно и  напрямую заточена на сокращение тормозного пути автомобиля при возникновении экстренной ситуации.

«EBD (Electronic Brakeforce Distribution) улучшает эффективность торможения, изменяя соотношение тормозных сил между передними и задними колёсами в зависимости от условий движения. EBD помогает сохранить траекторию движения, а также уменьшает вероятность заноса или сноса при торможении.
TCS (Traction Control System), ASR, TRC и др.

Антипробуксовочная система предотвращает срыв колёс в скольжение, а также снижает силу динамических нагрузок на элементы трансмиссии на неоднородном дорожном покрытии. Её задача — контроль тягового усилия на ведущих колёсах и поддержание курсовой устойчивости.

ESP (Electronic Stability Program), DSC, VSC и др. Электронная система курсовой устойчивости значительно снижает риск ухода автомобиля в занос или снос в критических ситуациях. Эта система способна поддерживать заданное водителем направление движения в различных условиях. Там, где не справляется TCS, теми же средствами воздействия справится ESP, действуя на упреждение, пресекая саму возможность неустойчивости», — перечисляет Евгений Пряничников.

Миссия — остановить: принцип работы антиблокировочной системы

Печальная практика знает немало ситуаций, когда водители заявляли, что электронные системы помощи оказывали им медвежью услугу при экстренном торможении. Правда, эксперты уверены, что это не так.
Они говорят, что назначение ABS  — предотвращать блокировку колёс транспортного средства, возникающую в результате избыточного действия рабочей тормозной системы преимущественно на дорогах с низким коэффициентом сцепления.

Это позволяет сохраняться силам бокового увода колёс даже при экстренном торможении. Тем самым гарантируется стабильность движения и управляемость автомашины или автопоезда (тягач/полуприцеп) в пределах физических возможностей. В то же время достигается оптимальное сцепление шин с дорожным покрытием при торможении и в результате этого — оптимальные замедление транспортного средства.

Блоки ABS имеют функцию OFF Road, при активации которой допускается небольшая блокировка колёс при движении по грунтовым дорогам. Но даже в этом случае блок ABS не отключается, а всего лишь переходит в другой режим работы. А с учетом того, что практически вся техника сейчас с двухконтурной тормозной системой, то невозможность остановки в теории равна нулю. И неважно, дисковые тормоза или барабанные.

«Основное отличие системы с многодисковыми тормозами от барабанной состоит в том, что первая всегда герметична, в ней обеспечено равномерное распределение температуры благодаря охлаждению маслом, а  также отвод продуктов износа. В  системе барабанного типа тормозные механизмы больше подвержены попаданию загрязнений и намоканию, что резко снижает эффективность торможения, поэтому они всегда должны быть сухими, чистыми и правильно отрегулированными.

Если останавливается двигатель или нет давления в системе гидравлического тормозного усилителя, то полноценное торможение обеспечивается резервной системой», — напоминает инженер по технической поддержке ключевых клиентов ООО «Ферронордик Машины» (официальный дилер Volvo CE) Александр Довыденко.

Евгений Пряничников добавляет, что на грузовых автомобилях с  барабанными механизмами тормозной путь гораздо длиннее, чем у дисковых. Кроме того, при экстренном торможении температура нагрева барабанной системы может достигать до 600 °С, что не лучшим образом влияет на эффективность процесса торможения, в то время как дисковые показывают лучшие результаты.

На спецтехнике тормоза барабанного типа не используются. На колёсной технике ставят маслопогруженные дисковые тормоза, объясняет технический инструктор JohnDeere Александр Нилов.

«На гусеничной — на редукторах также ставятся маслопогруженные тормоза (стояночный тормоз), а  для  динамического торможения  — гидростатический тормоз. Для ситуаций экстренного торможения предусмотрен стояночный тормоз. Если что-то пошло не так, он включается автоматически. Машина остановится моментально, но понятно, что торможение при этом будет резким. Поэтому водителям следует пристёгивать ремень безопасности, чтобы избежать рисков. Кроме того, у таких машин, как грейдеры или экскаваторы-погрузчики, ковш также может использоваться как инструмент для торможения», — говорит эксперт John Deere.

Кстати, на спецтехнике отсутствуют присущие легковому и коммерческому транспорту электронные тормозные помощники. Тем не менее конструкторы позаботились о безопасности.

«Все наши погрузчики оборудованы тормозной системой с гидроусилением, которое снижает усилие оператора при нажатии на  педаль тормоза и тем самым увеличивает эффективность торможения и  уменьшает усталость оператора при очень продолжительной работе на погрузчике. Также применяется специальный «горный тормоз», когда замедление происходит посредством двигателя путём запирания выпускных газов», — говорит инженер по обучению и региональному сервису «Маниту Восток» Олег Савочкин.

Правда, не всегда умные системы могут спасти, особенно если вмешается человеческий фактор.

«На современной технике установлены системы безопасности, которые способны блокировать тормозную систему машины в движении без участия оператора. Однако если машинист в экстренной ситуации нажимает на педаль рабочего тормоза и не отпускает её, электронные системы не смогут повлиять на аварийное отключение тормоза, так как приоритетное действие всегда остаётся за человеком. Сейчас производители техники ведут разработки по автоматическому отключению тормозной системы при внештатной ситуации», — предостерегает Александр Довыденко.

А может быть, тормозить коробкой?

Кроме того, по словам Олега Савочкина, операторы погрузчиков серии MLT-Х с МКПП могут применять ручной парковочный тормоз и замедлять машину с помощью электрогидравлической коробки передач. А на погрузчиках нового поколения NEW AG для экстренного торможения есть только возможность применения трансмиссии.

Грузовые шасси, LCV и автобусы тоже можно замедлять, переключая передачи. Правда, экстренно остановиться таким способом не  выйдет, если техника не двигалась с  черепашьей скоростью. В  основном торможение двигателем применяют опытные водители для  поддержания скорости на спуске. В современном коммерческом автомобиле электронные системы быстро и  очень точно распределяют усилия между рабочей тормозной системой и вспомогательной тормозной системой (двигатель, ретардер, тельма и т. д.), при этом колёсные тормоза не перегреваются, и, соответственно, меньше изнашиваются тормозные накладки и барабаны или диски.

Торможение двигателем увеличивает эффективность замедления движения машины, подтверждает представитель ООО «Ферронордик Машины». Причём этот способ можно использовать и на технике с автоматической коробкой передач.

«На строительной технике с АКПП установлен ограничитель оборотов вращения коленчатого вала двигателя. При движении с уклона на высокой скорости оператор имеет возможность в ручном режиме активировать функцию понижения передачи АКПП, что позволит плавно снизить скорость движения», — говорит Александр Довыденко.

Но предварительно нужно изучить инструкцию по эксплуатации автомобиля, т. к. возможность торможения двигателем будет зависеть от типа и особенностей автоматической КПП, предупреждает начальник отдела прототипирования, проведения испытаний и спорта АО «Автомобильный завод «Урал». Кроме того, от вида АКПП будет зависеть алгоритм действий.

«Существуют коробки, которые позволяют реализовать последовательное переключение передачи в  ручном режиме. Другой тип коробок предполагает только фиксированные режимы с возможностью выбора пониженных передач. Также встречаются АКПП, которые вообще не рассчитаны на какое-либо ручное переключение передач», — напоминает Евгений Пряничников.

Или дёрнуть ручник для экстренного торможения

Бывалые водители для уменьшения времени на замедление транспорта также прибегают к активации ручного, а точнее стояночного тормоза. Но тут тоже есть свои нюансы. На скользком покрытии или  на  большой скорости тот же грузовик или фургон может повести юзом. Поэтому стоит оценить ситуацию и  постепенно плавно тянуть рычаг.

Если же на коммерческом транспорте внедрён электронный стояночный тормоз, то водителю будет ещё проще.
Современные системы активации стояночной тормозной системы имеют возможность общения с электронными блоками всего автомобиля, а в некоторых случаях также могут контролировать усилие на механизмах через проскальзывание колёс, препятствуя их блокировке и  сохраняя оптимальным процесс торможения без складывания сцепки и потери устойчивости всего ТС.

Электронный стояночный тормоз, или EPB (Electromechanical Parking Brake), состоит не из кабельно-тросового механизма, а из электромоторов, расположенных на тормозных суппортах задних колёс и фиксирующих транспортное средство на месте, объясняет Евгений Пряничников.

«Существует три варианта использования EPB:

• аварийное торможение при отказе рабочей тормозной системы;
• AUTO HOLD — эта функция отвечает за то, чтобы задние колёса автомобиля фиксировались при временных остановках;
• стояночный тормоз.

Таким образом, электронный стояночный тормоз можно использовать при аварийном торможении. Для этого нужно принудительно держать кнопку EPB, то есть поднять кнопку и держать (или нажать кнопку и держать), тогда машина начнёт эффективно тормозить задними колёсами», — советует эксперт автозавода «Урал».

А вот с дорожно-строительной техникой история немного другая.

«Стояночный тормоз включается оператором с помощью двухпозиционного переключателя. В целях обеспечения безопасности его запрещено использовать как рабочий при движении машины, поскольку в таком случае автоматически включаются межосевые блокировки. Стояночный тормоз разрешено применять в ходе движения техники только в аварийных ситуациях», — предупреждает Александр Довыденко.

«При отказе двигателя, если он заглох, немедленно включится стояночный тормоз. Он же будет работать, если машина не заведена. Когда оператор заводит машину, он сможет двигаться только после того, как нажмёт кнопку стояночного тормоза. Кроме того, есть система безопасности для случаев, когда оператор завёл машину на скорости: пока он не переключит рычаг в нейтраль, он не сможет отключить стояночный тормоз. Это делается для повышения безопасности в связи с большим весом машин, и эта система на строительной технике работает очень надёжно», — описывает принцип работы Александр Нилов.

Мнение экспертов

Евгений Пряничников, начальник отдела прототипирования, проведения испытаний и спорта АО «Автомобильный завод «Урал»

«Экстренным торможением называется такой манёвр, при котором автомобиль со скорости в 90 км/ч максимально быстро замедляется вплоть до полной остановки. При этом манёвре водитель, завидев опасность для движения, резко нажимает ногой на педаль тормоза и не отпускает её до погашения скорости.
Главное назначение электронных ассистентов тормозных систем — обеспечить безопасность водителя и пассажиров во время управления автомобилем.

Вместе с тем существует несколько ситуаций, когда рекомендуется временно отключить действие электроники, а именно системы ESP.

• Разные колёса на одной оси — при установке «докатки» после пробития основного колеса или после установки цепей противоскольжения на ведущие колеса. В такой ситуации ESP следует отключить, так как из-за разного диаметра колёс будет нарушаться работа алгоритма по считыванию оборотов колёс, и система стабилизации может работать некорректно.
• Рекомендуется отключать систему стабилизации при начале движения в горку. Сделать это необходимо для предотвращения пробуксовки.
• В ситуации, когда машина оказывается на снегу, песке или в грязи, ей может не хватить тяги, чтобы выбраться из сложного участка. При пробуксовке в таких условиях также следует выключить систему ESP».

Александр Нилов, технический инструктор John Deere

«На гусеничных машинах есть система динамического торможения. Если бульдозер едет с горы, то без дополнительного торможения он будет катиться все быстрее и быстрее. С учётом того, что его вес составляет 20–40 тонн, это может быть опасно, а поэтому применяется умная система гидростатического торможения. Когда бульдозер катится под гору, гидромотор становится насосом, через который перекачивается масло.

Насос изменяет объём, и масло не даёт разгонять двигатель. При этом датчики постоянно отслеживают скорость вращения гусениц. Если она превышает заданные параметры, то насос уменьшает объём и гидравлически нагружает систему. Происходит гидравлическое торможение, за счёт этого удерживается постоянная скорость на склоне. Тормоза при этом не используются и, соответственно, не изнашиваются.

Но на грейдерах применяется решение Event Base Shifted System. Если машина начинает замедляться, скажем, на 8 передаче, то система это видит и будет переключать передачи сообразно ситуации. Очень похоже на то, как работает «автомат» в легковом автомобиле. На машинах, которые оснащены гидротрансформатором, вступают в работу тормоза. Они маслопогружённые, и благодаря специальным насосам и радиаторам, которые охлаждают масло в осях, больших проблем не возникает.

Скорости на спецтехнике достаточно низкие, но у неё большой вес. Поэтому очень тщательно продумываются системы торможения, чтобы машина могла остановиться мгновенно. На практике это работает так: если оператор не до конца нажал педаль тормоза, то включается гидростатическое торможение. Если нажал дальше фиксатора — второе положение тормоза — включается стояночный тормоз».

---

Подготовил Артём Щетников