Противобуксовочные системы (пбс)

В связи с постоянным увеличением мощности двигателей при одновременном снижении массы автомобилей за счет применения в их конструкции новых композиционных материалов происходит рост динамики движения, в том числе и при старте автомобиля с места, когда возможно пробуксовывание ведущих колес, особенно на скользких участках дороги. Поэтому все большее применение получают противобуксовочные системы (ПБС), которые работают аналогично антиблокировочным системам, только не в режиме торможения ведущих колес, а в тяговом режиме.

ПБС не допускает буксования одного, двух или всех ведущих колес при трогании автомобиля или при движении по дороге с низким коэффициентом сцепления. Этим повышаются тягово-динамические свойства и устойчивость автомобиля. Обычно ПБС устанавливают совместно с АБС и при этом используют ряд их элементов (датчики, блок управления и др.).

В настоящее время разработаны и реализуются самые разнообразные конструкции ПБС. В частности, фирма «Бош» предлагает следующие три варианта ПБС.

Первый вариант. ПБС работает за счет регулирования тягового усилия путем воздействия только на двигатель. Гидравлическая система комплексной АБС/ПБС остается такой же, как у АБС, а блок управления АБС дополнен электронными средствами ПБС.

Крутящий момент двигателя регулируется одновременным воздействием на дроссельную заслонку, системы зажигания и впрыска топлива.

Положение дроссельной заслонки может изменяться электромеханическим или электромагнитным устройством. Чаще всего используется электромеханическая система, известная под названием «электронная педаль акселератора». В ней изменение положения педали акселератора преобразуется датчиком перемещения в электрический сигнал, который передается в блок управления. Там этот сигнал преобразуется и обрабатывается с учетом заданных параметров совместно с сигналами от других датчиков (температуры, частоты вращения двигателя и др.), а затем передается в электродвигатель, который перемещает дроссельную заслонку или рейку топливного насоса (в случае управления дизелем). Сигнал обратной связи о положении дроссельной заслонки или рейки также поступает в блок управления.

Команда электронных средств ПБС имеет приоритет перед сигналами, поступающими от датчика перемещения педали управления подачей топлива. Например, если по команде водителя дроссельная заслонка открыта на угол, обеспечивающий подачу к ведущим колесам крутящего момента большего, чем можно реализовать по условиям сцепления, то по команде электронных средств ПБС угол открытия заслонки может быть уменьшен со скоростью до 10⁰ за 100 мс.

Регулирование крутящего момента двигателя изменением положения дроссельной заслонки обеспечивает плавный разгон и движение без пробуксовки ведущих колес, равномерную нагрузку на двигатель и постоянство состава отработанных газов, однако имеет относительно большую инерционность, что нежелательно для ПБС.

С целью компенсации этого недостатка дополнительно осуществляется воздействие на систему зажигания – угол опережения зажигания уменьшается прямо пропорционально интенсивности пробуксовки ведущих колес. Если и это не приводит к желаемому результату (ведущие колеса продолжают пробуксовывать), то система ПБС кратковременно полностью отключает подачу высокого напряжения на свечи.

При восстановлении подачи напряжения на свечи угол опережения момента зажигания плавно восстанавливается до оптимального, что обеспечивает постепенное нарастание крутящего момента двигателя. После того, как буксирование ведущих колес прекращается, электронные средства ПБС дают команду на увеличение угла открытия дроссельной заслонки.

Для предотвращения недопустимой токсичности отработанных газов и перегрузки каталитических нейтрализаторов системы выхлопа во время отключения зажигания прекращается и впрыск топлива.

Второй вариант. В его основу положено одновременное воздействие на тяговую силу двигателя и тормозную систему. Так же как и в первом варианте, электронные средства ПБС объединены с АБС.

Крутящий момент двигателя регулируется только воздействием на дроссельную заслонку посредством уже описанной системы «электронная педаль акселератора». Воздействие ПБС на тормозную систему заключается в создании эффекта дифференциала повышенного трения путем строго дозированного торможения забегающего вперед колеса, катящегося по поверхности с меньшим коэффициентом сцепления.

Электронные средства ПБС, определив существующее в данный момент состояние на основе показаний датчиков, дает одновременно команды на уменьшение угла открытия заслонки и повышение давления в соответствующем колесном тормозном цилиндре пропорционально степени пробуксовывания. Положение дроссельной заслонки в процессе регулирования постепенно восстанавливается в соответствии с пилообразной функцией (рис. 1), а давление в тормозном цилиндре уменьшается, что в целом обеспечивает оптимальное буксование колеса.

Такой режим регулирования сохраняется до тех пор, пока буксование колеса не прекратится, либо второе колесо не начнет пробуксовывать. В последнем случае блок управления подает команду на повторное уменьшение угла открытия дроссельной заслонки и торможение второго колеса. Торможение обеими колесами допускается лишь на короткое время во избежание перегрева тормозов.

По заявлению фирмы «Бош» второй вариант обеспечивает значительное улучшение тяговых свойств автомобиля по сравнению с первым, а также повышение устойчивости и управляемости на покрытиях с малым коэффициентом сцепления.

Третий вариант. ПБС совместно с АБС осуществляет перераспределение крутящего момента между колесами одной оси, используя принцип использования дифференциала повышенного трения с регулируемым коэффициентом блокировки. В этом варианте системы гидравлическая часть АБС дополняется гидравлическим контуром для дифференциала и модулятором давления.

Требуемый эффект блокировки достигается изменением давления жидкости на дополнительно установленный в дифференциале пакет фрикционных дисков. Этим пакетом обеспечивается необходимый момент трения между шестернями полуосей и корпусом дифференциала. При этом момент трения изменяется от минимального значения до максимального, приводящего к блокированию нужного колеса.

Данный вариант ПБС повышает тяговые свойства автомобиля и его проходимость, особенно при движении по дороге с переменным коэффициентом сцепления колеса и дорожного покрытия, в том числе при повороте автомобиля, который можно осуществлять как без «притормаживания», так и при использовании тормозов. Последнее происходит без блокирования колес между собой.

В принципе возможно объединение третьего и первого вариантов. Так, например, имеются конструкции ПБС, которые автоматически снижают мощность двигателя на скользких участках дороги путем временного отключения части цилиндров двигателя.

Контрольные вопросы