Пристрої акумулювання та перетворення кінетичної енергії гальмування в іінший вид енергії

При гальмуванні автоматично включається привод генератора, який виробляє електроенергію та заряджає акумуляторні батареї або привод інерційного накопичувача енергії, який розкручується до великих обертів, створюючи таким чином запас енергії.

Рис. 46. Електричне генераторне допоміжне гальмо – уповільнювач

автомобіля Land Rover

Рис. 47. Електричне генераторне допоміжне гальмо – уповільнювач:

1- ротор. 2- обмотка статора.

Рис. 48. Маховичний накопичувач енергії гальмування КЕРС

Маховичний (інерційний) накопичувач енергії гальмування гоночних автомобілів (рис.48), оберти якого сягають до 64000 за хвилину. Працює у безповітряному просторі. При масі в 24 кг передає до 60 кВт потужності та запасає до 600 кДж енергії.

Рис. 49. Маховичний накопичувач енергії гальмування КЕРС у розтину

Антиблокувальна система (АБС, ABS)

Водії-аси, щоб не втратити керованість автомобіля, застосовують в екстрених ситуаціях переривчасте або східчасте гальмування. Але не кожний «середній» водій може в умовах стресу відмовитися від природного рефлексу нажати педаль гальма «у підлогу» і замість цього змусити ногу дрібно тремтіти й тому це завдання покладають на електроніку.

Типова АБС складається з електронасоса, акумулятора тиску, електронного блоку керування, датчиків контролю обертання коліс і блоку електромагнітних клапанів. Як тільки яке-небудь колесо починає прослизати, система скидає тиск у гальмовій системі, колесо на якийсь момент розблокується, ковзання припиняється, і все починається спочатку - тиск у системі починає рости доти, поки знову колесо не виявиться заблокованим. АБС дозволяє перетворити безперервне гальмове зусилля, що прикладає водієм до педалі, у серію гальмових імпульсів на колесах і тим самим уникнути їхнього блокування. Це не тільки скорочує гальмовий шлях на однорідному дорожнім покритті, але й дає можливість зберегти керованість.

Програми блоків керування серійних АБС розраховуються під якісь усереднені параметри й повинні забезпечувати прийнятну із при роботі з усіма шинами, який може оснащуватися даний автомобіль на конвеєрі. Але якщо оптимизировать алгоритм роботи блоку АБС під зчіпні властивості конкретної моделі покришок, те це може дати виграш у гальмовій динаміці.

На жаль, АБС не безгрішна. По-перше, на дорозі з неоднорідним покриттям (наприклад, під одним з коліс лід) вона може раптово послабити гальмування, намагаючись не допустити пробуксовки. По-друге, АБС відключається при зниженні швидкості до 5-10 км/год і водій, що не очікує цього може в останній момент потрапити в ДТП. По-третє, АБС не дозволить на переднеприводной машині ввійти в поворот із заносом задньої осі прийомом «гальмо^-гальмо-гальмо-газ-гальмо», що засмутить аматорів активного стилю водіння. По-четверте, при гальмуванні на снігу заблоковані колеса згрібають сніг перед собою й автомобіль зупиняється швидше, ніж з АБС. І, нарешті, для звичайного водія АБС і алгоритм її роботи швидше за все є «чорним ящиком», тому результат гальмування може відрізнятися від бажаного й прогнозованого.

Brake Assist System (BAS)

Під час «панічного» натискання на педаль гальма велика кількість водіїв не натискає на педаль із силою, достатньою для активування АБС, що приводить до збільшення гальмового шляху. Система Brake Assist бере до уваги цей факт і в ситуаціях екстреного гальмування приблизно на 40% знижує необхідне для активації АБС гальмове зусилля. BAS допомагає водієві в критичній ситуації реалізувати максимальне зусилля на педалі гальма в перші ж миті екстреної зупинки. Іншими словами, BAS при різкому гальмуванні оцінює не зусилля натискання на педаль, а швидкість переміщення педалі й швидше вводить у дію робочу гальмову систему. Таким чином, більшість водіїв виявляються здатними зупинити автомобіль настільки швидко, наскільки дозволяють дорожні умови. Система Brake Assist установлюється тільки на автомобілях з АБС.

Професіоналові система Brake Assist навряд чи потрібна. Адже досвідчений водій навіть у критичній ситуації дозує зусилля на педалі гальма досить точно (робить це різко, але не панічно). А от для переважної більшості «звичайних» водіїв система Brake Assist - це те, що треба.

На відміну від SBC (див.нижче), Brake Assist не може перерозподіляти зусилля між колісьми, а тільки «додавливает» педаль, гарантуючи включення АБС у роботу.

Технічно ця ідея реалізована так. У пневматичний підсилювач гальм убудований датчик швидкості переміщення штока й електромагнітний привод. Як тільки в керуючий центр із датчика швидкості надходить сигнал про те, що шток рухається дуже швидко (це значить, що водій різко вдаряє по педалі), спрацьовує електромагніт, що збільшує силу впливу на шток. Таким чином, уже через частку секунди автоматика допомагає водієві домогтися найбільш ефективного гальмування. Крім того, BAS «запам'ятовує», як гальмує даний водій у штатних режимах, тому їй легше «розпізнати» критичну ситуацію. У той же час навіть на вологому покритті зриву коліс у юз не відбувається - у дію встигає вступити АБС. Тобто BAS допомагає водієві в найперший момент гальмування, а вуж якщо в наступні мгновенья зусилля занадто багато, те АБС охоронить колеса від блокування й збереже автомобіль керованим. Випробування показали, що при зупинці зі швидкості 100 км/год використання BAS дозволяє скоротити гальмовий шлях з 46 до 40 метрів.

Electronic Stability Programm (ESP)

Electronic Stability Program розшифровується як електронна система контролю стійкості автомобіля. Завдяки всіляким датчикам, ESP у критичний момент пригальмовує одне або кілька коліс, перешкоджаючи розвитку замету задньої осі або зносу передньої. Блок керування системи - це процесор, що крім безпосередньо керівництвом за функцією стабілізації автомобіля сполучає в собі й антиблокувальній системі (ABS), а іноді ще й антипробуксовочную систему й підсилювач гальм в екстрених випадках Brake Assist (BAS). Крім датчиків швидкості на колесі, у машині коштують датчики кута повороту на кермі, датчик рівня поперечних прискорень і повороту машини навколо своєї осі. На основі всієї цієї інформації блок керування розпізнає момент, коли автомобіль відхиляється від того шляху, що задав водій кермовим колесом, і ухвалює рішення щодо подтормаживании одного з коліс.

Якщо під час повороту на заднеприводном автомобілі починається занос задньої осі, то система пригальмовує переднє зовнішнє колесо. Переднє внутрішнє колесо буде обертатися, і в такий спосіб створиться «противозанос». Приблизно т же саме відбувається й на передньому приводі, коли починається знос провідної осі. ESP працює таким чином, що якщо соскальзывание й почалося, воно повинне бути рівномірним і плавним. Якщо автомобіль починає сковзати всіма чотирма колісьми, то система задіє кілька коліс. Час реакції системи на зміну положення автомобіля становить близько 20 миллисекунд.

Водієві, що не має навички й уміннями контраварийной їзди, вона потрібна. Завдяки ESP людина, що вперше сіла за кермо, зможе безпечно управляти автомобілем на будь-якій дорозі. Тому ж, хто купує потужну машину для того, щоб проходити повороти із заметом і впорскувати адреналін у кров, ESP трохи знизить задоволення, але зате підвищить безпека.

Sensotronic Brake Control (SBC)

Ця електронна система керування гальмами є наступним кроком прогресу слідом за АБС, ESP і Brake Assist. При натисканні на педаль гальма мікрокомп'ютер за допомогою інформації від різних систем і датчиків оцінює швидкість переносу ноги з педалі газу на педаль гальма, силу натискання на педаль, включену передачу, особливості дорожнього покриття, траєкторію руху, швидкість і прискорення, нагруженность автомобіля й інші параметри. У результаті видається оптимальне гальмове зусилля, причому на кожне колесо - різне. Наприклад, при інтенсивному гальмуванні перерозподіл ваги автомобіля між передньою й задньою осями дає можливість збільшити тиск у передніх гальмових циліндрах, не викликаючи блокування коліс. У поворотах зовнішні колеса завантажуються сильніше, ніж внутрішні. Для цього доводиться відмовлятися від загального гідравлічного контуру й управляти кожним гальмом індивідуально. У випадку зміни параметрів руху зусилля миттєво перерозподіляються.

Система здатна працювати й в «пробочном» режимі, коли електроніка сама зупиняє автомобіль, як тільки водій забрав ногу з педалі газу, а функція «м'якої зупинки» забезпечує дуже плавне гальмування без «клевков».