Устойчивость автомобиля — Автомобили (Инженерия)

План лекции

14.1. Показатели поперечной устойчивости

14.2. Поперечная устойчивость на вираже

14.3. Занос автомобиля

Устойчивость автомобиля является важнейшим эксплуатацион­ным свойством, от которого во многом зависит безопасность дви­жения. Нарушение устойчивости автомобиля приводит к сниже­нию безопасности движения, вследствие чего может возникнуть аварийная ситуация или произойти дорожно-транспортное проис­шествие. Признаком потери автомобилем устойчивости является его скольжение или опрокидывание. В зависимости от направления скольжения или опрокидывания автомобиля устойчивость может быть продольной или поперечной. Нарушение у автомобиля попе­речной устойчивости в процессе эксплуатации наиболее вероятно и более опасно, чем нарушение продольной устойчивости.

14.1. Показатели поперечной устойчивости

Показателями поперечной устойчивости автомобиля являются критическая скорость по боковому скольжению (заносу) v₃, км/ч, критическая скорость по опрокидыванию v₀, км/ч, критический угол поперечного уклона дороги (косогора) по боковому сколь­жению β_з , °, критический угол поперечного уклона дороги (косогора) по опрокидыванию   β_о, °, коэффициент поперечной устойчивости η_п

Критическая скорость по боковому скольжению (заносу). Приравномерном движении автомобиля на повороте на горизонталь­ной дороге (рис. 14.1) боковое скольжение его колес может воз­никнуть в результате действия поперечной силы Р_у(центробеж­ной, силы ветра или боковых ударов о неровности дороги) в тот момент, когда поперечная сила становится равной силе сцепле­ния колес с дорогой, т.е.

Подставим в это выражение значения центробежной силы и силы сцепления:

Рекомендуемые материалы

где φ_y, — коэффициент поперечного сцепления.

Учитывая, что в этом случае v = v₃, находим критическую ско­рость автомобиля по боковому скольжению, или заносу, км/ч:

Рис. 14.1. Схема для определения критических скоростей автомо­биля по заносу и опрокиды­ванию:

А — точка, относительно которой происходит опрокидывание авто­мобиля

Критической скоростью по боковому скольжению называет­ся предельная скорость, по дос­тижении которой возможен занос автомобиля.

Таким образом, при прохож­дении поворота на критической скорости по боковому скольже­нию заноса у автомобиля может и не возникнуть. В этом случае занос может произойти только при любом минимальном боковом возмущении (порыв ветра, боко­вой удар колеса о дорожную неровность, поперечный уклон до­роги), а также при увеличении скорости движения или уменьше­нии радиуса поворота, что приводит к увеличению поперечной силы Р_у.

Зависимости v₃ от радиуса поворота R и коэффициента φ_y по­казаны на рис. 14.2.

Критическая скорость по опрокидыванию. При повороте на го­ризонтальной дороге поперечная сила Р_у(см. рис. 14.1), действую­щая на автомобиль, может выз­вать не только боковое скольже­ние, но и опрокидывание. Опро­кидывание автомобиля происхо­дит относительно его наружных колес (точка А). В момент отрыва внутренних колес от дороги нор­мальные реакции R_Zb= О, и весь вес автомобиля воспринимается наружными колесами (R_Zh = G). В этом случае опрокидывающий момент, создаваемый поперечной силой, уравновешивается восста­навливающим моментом, обус­ловленным весом автомобиля:

Рис. 14.2. Зависимости критичес­кой скорости автомобиля по за­носу от радиуса поворота и коэф­фициента сцепления

Подставив в это выражение значения моментов, получим

 или с учетом значения поперечной силы

Помня о том, что в этом случае v = v₀, определим критическую скорость автомобиля по опрокидыванию, км/ч:

Критической скоростью по опрокидыванию называется пре­дельная скорость, по достижении которой возможно опрокиды­вание автомобиля.

Следовательно, при движении автомобиля на повороте с кри­тической скоростью по опрокидыванию его опрокидывания мо­жет и не произойти. Опрокидывание автомобиля в этом случае возможно только при минимальном боковом возмущении и уве­личении скорости или уменьшении радиуса поворота. Зависимос­ти v₀ от R и h_ц показаны на рис. 14.3.

Критический угол поперечного уклона дороги по боковому сколь­жению. При прямолинейном движении автомобиля по дороге с поперечным уклоном (по косогору) потерю его поперечной ус­тойчивости вызывает составляющая силы тяжести автомобиля (рис. 14.4), параллельная плоскости косогора:

где (3 — угол поперечного уклона дороги.

Боковое скольжение автомобиля на косогоре может начаться в момент, когда

Рис. 14.3. Зависимости критической скорости по опрокидыванию от ра­диуса поворота и высоты центра тя­жести автомобилей, имеющих оди­наковую колею:

h_ц1,, h_ц2,— значения высоты центра тяжести двух автомобилей

Рис. 14.4. Схема для определения критических углов поперечного уклона дороги по боковому сколь­жению и опрокидыванию

Рис. 14.5. Зависимость критическо­го угла поперечного уклона доро­ги по боковому скольжению от коэффициента сцепления

Подставив в последнеевыражение значения сил, получим

Учитывая, что в данном случае р = р_з, определим критический угол поперечного уклона дороги по боковому скольжению:

Критическим углом поперечного уклона дороги по боковому скольжению называется предельный угол, при котором еще воз­можно прямолинейное движение автомобиля по косогору без бо­кового скольжения колес. Боковое скольжение автомобиля в этих условиях начинается при действии любого минимального попе­речного возмущения.

Угол β_з линейно зависит от коэффициента φ_y (рис. 14.5).

Критический угол поперечного уклона дороги по опрокидыванию. При прямолинейном движении по дороге с поперечным уклоном (см. рис. 14.4) опрокидывание автомобиля может начаться в том случае, когда опрокидывающий момент, создаваемый попереч­ной силой, уравновешен восстанавливающим моментом, обус­ловленным нормальной составляющей силы тяжести автомобиля:

Подставим в это выражение значения моментов:

Учитывая, что в данном случае р = р₀, находим критический угол поперечного уклона дороги по опрокидыванию:

Рис. 14.6. Зависимость критического угла попе­речного уклона дороги по опрокидыванию от соотношения колеи колес и высоты центра тя­жести автомобиля

Критическим утлом поперечного уклона дороги по опрокиды­ванию называется предельный угол, при котором еще возможно прямолинейное движение автомобиля по косогору без опрокиды­вания.

Опрокидывание автомобиля в этом случае может произойти только при любом минимальном боковом возмущении.

Значение критического угла поперечного уклона дороги по оп­рокидыванию зависит от типа автомобиля. Так, для легковых ав­томобилей этот угол составляет 40…50°, для грузовых автомоби­лей — 30 …40° и для автобусов — 25… 35°. Угол р_о линейно зависит

от отношения(рис. 14.6).

Коэффициент поперечной устойчивости. Коэффициентом попе­речной устойчивости автомобиля называется отношение колеи колес автомобиля к его удвоенной высоте центра тяжести:

Коэффициент поперечной устойчивости позволяет определить, какой из двух видов потерь поперечной устойчивости (занос или опрокидывание) более вероятен при эксплуатации.

Для примера рассмотрим случай движения автомобиля при повороте на горизонтальной дороге. С этой целью приравняем кри­тические скорости по боковому скольжению и опрокидыванию:

откуда

Из этого выражения следует, что если коэффициент попереч­ного сцепления колес с дорогой меньше коэффициента поперечной устойчивости (φ_y, < η_п), то при повороте более вероятен за­нос, чем опрокидывание. Если же коэффициент поперечного сцеп­ления колес с дорогой больше коэффициента поперечной устой­чивости (φ_y > η_п ), то опрокидывание автомобиля может произой­ти без предварительного его заноса, что возможно на дорогах с большим коэффициентом сцепления.

Значение коэффициента поперечной устойчивости зависит от типа автомобиля. Так, для грузовых автомобилей оно составляет 0,55…0,8, для автобусов — 0,5…0,6 и легковых автомобилей — 0,8… 1,2. Чем больше значение коэффициента поперечной устой­чивости, тем более устойчив автомобиль против бокового опро­кидывания.

14.2. Поперечная устойчивость на вираже

Ранее были рассмотрены случаи, когда нарушение попереч­ной устойчивости автомобиля вызывали закругления или попе­речный уклон дороги. Однако в эксплуатации часто встречаются одновременно поворот и поперечный уклон дороги, что создает предпосылки для нарушения поперечной устойчивости.

На рис. 14.7 представлены два автомобиля. Автомобиль I дви­жется на повороте по наружному краю дороги, а автомобиль II — по внутреннему.

Определим, какой из них более устойчив и безопасен на пово­роте. Для этого разложим поперечную силу Р_уи силу тяжести G на соответствующие составляющие, перпендикулярные (Р’_уи G‘) и параллельные (Р»_уи G«) поверхности дороги.

У автомобиля II поперечная устойчивость выше, чем у автомо­биля I, так как у него силы Р_у‘ и G‘ складываются и увеличивают

Рис. 14.7. Движение автомобилей на повороте:

G‘, G» — составляющие силы тяжести автомобиля на повороте; Р’_у, Р»_у— составляющие поперечной силы

сцепление колес с дорогой, а силы Р_у‘и G «частично уравновеши­вают друг друга, действуя в противоположные стороны.

У автомобиля I силы Р_у‘ и G‘, направленные в противополож­ные стороны, уменьшают сцепление колес с дорогой, а силы Р’_у‘ и G«, действуя в одном направлении, уменьшают поперечную устойчивость. Таким образом, автомобиль II, движущийся по внут­реннему краю дороги (по отношению к центру поворота), более устойчив и безопасен на повороте, чем автомобиль I.

В связи с этим для обеспечения необходимой безопасности дви­жения на дорогах с малым радиусом поворота устраивают вираж — односкатный поперечный профиль, благодаря которому попереч­ный уклон дороги направлен к центру поворота. В этом случае поперечная устойчивость автомобиля существенно повышается (как у автомобиля II) независимо от направления его движения.

При движении на вираже (рис. 14.8) боковое скольжение авто­мобиля может начаться при условии

где Р_б— боковая сила, действующая на вираже, или

Рис. 14.8. Движение автомобиля на вираже

Подставим в указанное выражение значение поперечной со­ставляющей Р_уцентробежной силы и, выполнив ряд преобразо­ваний, определим критическую скорость автомобиля по заносу на вираже, км/ч:

Зависимости v_3B от R и φ_y, аналогичны приведенным на рис. 14.2. Опрокидывание авто­мобиля при движении на вира­же возможно при условии ра­венства опрокидывающего и восстанавливающего моментов:

или

Подставим значение силы Р_у и, выполнив соответствующие

преобразования, найдем критическую скорость автомобиля по опрокидыванию на вираже, км/ч:

Зависимости v_OB от радиуса R и высоты Л_ц аналогичны пред­ставленным на рис. 14.3.

В приведенных ранее формулах для показателей поперечной ус­тойчивости автомобиля не учитываются эластичность его шин и подвески и, следовательно, поперечный крен кузова. В процессе эксплуатации при действии боковой силы возникает поперечный крен кузова. Угол крена кузова не превышает 8… 10°, но он суще­ственно ухудшает поперечную устойчивость автомобиля, что спо­собствует его опрокидыванию. Так, например, значения крити­ческой скорости и критического угла поперечного уклона дороги по опрокидыванию с учетом бокового крена кузова на 10. .. 14 % меньше, чем без учета крена.

14.3. Занос автомобиля

В процессе эксплуатации автомобилей при нарушении попе­речной устойчивости чаще происходит их занос, чем опрокиды­вание. При этом начинают скользить колеса одного из мостов — переднего или заднего.

Определим, что более вероятно и опасно: занос переднего уп­равляемого или заднего ведущего моста.

Для качения колеса без скольжения необходимо, чтобы

где R_x — касательная реакция дороги; R_y — поперечная реакция дороги.

Следовательно, должно выполняться соотношение

согласно которому поперечная сила, прилагаемая к колесу и не вызывающая его скольжения, тем больше, чем значительнее сила сцепления колеса с дорогой и меньше касательная реакция до­роги.

Определим, какое из колес (ведомое, ведущее или тормозя­щее) наиболее устойчиво против бокового скольжения (заноса).

Ведомое колесо наиболее устойчиво против заноса, так как касательная реакция дороги R_x, представляющая собой силу со­противления качению, мала по сравнению с силой сцепления Р_сц.

Ведущее и тормозящее колеса менее устойчивы против заноса, поскольку через них передаются соответственно тяговая и тор­мозная силы. В тот момент, когда сила сцепления будет равна ка­сательной реакции дороги (Р_сц = R_x), сцепление колеса с дорогой полностью использовано касательной реакцией. В этом случае до­статочно действия небольшой боковой силы, чтобы начался за­нос колеса. Для ликвидации начавшегося заноса следует умень­шить касательную реакцию на колесе (уменьшить тяговую силу, прекратить торможение).

При прямолинейном движении автомобиля наиболее вероятен занос заднего ведущего моста, так как на его колеса при разгоне и преодолении повышенного сопротивления дороги действуют ка­сательные реакции дороги во много раз более значительные, чем на колеса переднего ведомого моста. При торможении автомобиля вследствие перераспределения нагрузки (увеличивается нагрузка на передний мост) уменьшается сила сцепления задних колес, что также способствует заносу заднего ведущего моста.

Занос заднего ведущего моста автомобиля при эксплуатации не только вероятнее, чем переднего, но и опаснее. Допустим, что у двигавшегося прямолинейно автомобиля со скоростью v_a начал­ся занос или переднего (рис. 14.9, а), или заднего (рис. 14.9, б) моста со скоростью v‘₃. В обоих случаях мост, у которого начался занос, перемещается в направлении результирующей скорости v‘, а нескользящий мост по-прежнему движется прямолинейно со скоростью v_а,. Происходит поворот автомобиля вокруг центра О, и на автомобиль действует центробежная сила Р_ц. Радиус поворота автомобиля в этом случае равен R.

Рис. 14.9. Занос переднего (а) и заднего (б) мостов автомобиля: О — центр поворота

Рис. 14.10. Гашение заноса автомобиля:

О, О₁— центры поворота; R, R₁, — радиусы поворота при заносе и ликвидации заноса

Бесплатная лекция: «1 Человек как общественное явление» также доступна.

При заносе переднего моста (см. рис. 14.9, а) поперечная со­ставляющая Р_уцентробежной силы, являющаяся основной си­лой, которая действует на автомобиль при повороте, направлена противоположно скольжению передних колес. В результате занос переднего моста автоматически прекращается.

При заносе заднего моста (см. рис. 14.9, б) поперечная состав­ляющая Р_уцентробежной силы действует в направлении скольже­ния задних колес и усиливает начавшийся занос заднего моста. Для ликвидации начавшегося заноса необходимо повернуть пе­редние управляемые колеса в сторону заноса, как показано на рис. 14.10. При этом центр поворота автомобиля О переместится в точку О₁, радиус поворота увеличится и станет равным R_x. В ре­зультате поперечная составляющая Р_уцентробежной силы, спо­собствующая заносу, уменьшится.

При повороте передних колес на больший угол центр поворо­та переместится на противоположную сторону автомобиля, и по­перечная составляющая Р_уцентробежной силы будет направлена в сторону, противоположную заносу. Занос задних колес в этом случае прекратится.

При еще большем угле поворота передних колес скольжение задних колес начнется в противоположную сторону. Поэтому пос­ле прекращения заноса задних колес автомобиль нужно вывести на прямолинейное движение.

В процессе эксплуатации занос автомобиля происходит чаще всего при торможении, когда в месте контакта колес с дорогой действуют большие тормозные силы. В результате колеса теряют способность воспринимать боковые силы. При торможении занос часто возникает также из-за неодинаковых тормозных моментов на колесах одного моста. Это происходит вследствие неправиль­ной регулировки тормозных механизмов или их замасливания и загрязнения.

Для ликвидации начавшегося заноса при торможении следует уменьшить касательные реакции дороги на колесах (прекратить торможение). Для устранения потери устойчивости автомобиля необходимо перед началом поворота уменьшить скорость движе­ния, так как поперечная составляющая Р_уцентробежной силы пропорциональна квадрату скорости.

Устойчивость автомобиля. Основы безопасности дорожного движения

Устойчивость автомобиля

Под устойчивостью понимают способность автомобиля противостоять заносу (скольжению) и опрокидыванию. В зависимости от направления скольжения или опрокидывания различают продольную и поперечную устойчивость. Более вероятно нарушение поперечной устойчивости, возникающее вследствие действия боковых сил: центробежной силы, поперечной составляющей силы тяжести, бокового ветра, ударов о неровности дороги.

Устойчивость движущегося автомобиля зависит от следующих факторов: массы автомобиля, высоты его центра тяжести, базы, ширины колеи; размера шин, их конструкции и состояния; радиусов кривизны дороги и состояния ее поверхности; конструкции и состояния тормозов; скорости и направления движения; умения управлять автомобилем.

Установлено, что чем выше расположен центр тяжести автомобиля и чем уже колея, тем выше вероятность опрокидывания. Для повышения устойчивости колея должна быть возможно шире, а центр тяжести — ниже. Наличие груза в кузове, особенно крупногабаритного (контейнеров, тюков, прессованного сена и т. д.), увеличивает высоту центра тяжести, тем самым снижая устойчивость.

На повороте существенное влияние на устойчивость кроме перечисленных факторов оказывает также скорость поворота управляемых колес. Резкий поворот может в определенных условиях явиться основным фактором, вызвавшим нарушение устойчивости автомобиля.

Движение по косогору и по кривой связано с некоторыми дополнительными явлениями, усиливающими вероятность опрокидывания автомобиля. Сюда относится, например, перемещение пассажиров и грузов в сторону действия поперечной силы. Это перемещение вызывает изменение положения центра тяжести подрессоренных масс, вследствие которого возрастает опасность опрокидывания автомобиля. Под действием поперечных сил происходит деформация шин одновременно в двух направлениях — радиальном и поперечном.

При больших значениях поперечных сил шина соприкасается с проезжей частью дороги не только протектором, но и частью боковины, менее эластичной по сравнению с протектором. При весьма больших перегрузках возможно также полное сплющивание шин и врезание обода колеса в верхний слой дорожного покрытия. Механическое зацепление, возникающее в этом случае, резко увеличивает общую силу поперечного сцепления шин с дорогой, а вместе с этим и вероятность опрокидывания автомобиля.

Максимальную допустимую скорость движения автомобиля на поворотах до появления бокового скольжения можно определить по следующей формуле:

V3 = VgRФy

где Vз — максимальная скорость на повороте до появления бокового скольжения автомобиля, мс;

g — ускорение силы тяжести, м/с2;

R — радиус поворота автомобиля, м;

фу-коэффициент поперечного сцепления шины с дорогой.

Во всех случаях заноса на автомобиль действует поперечная (центробежная) сила, которая появляется при всяком отклонении автомобиля от прямолинейного направления. Как видно из последней формулы, возникновение заноса наиболее вероятно при крутых поворотах автомобиля на скользкой дороге.

В практике редко наблюдается одновременное скольжение обеих осей в поперечном направлении. Гораздо чаще начинают скользить колеса одной оси передней или задней. Наиболее вероятен занос задней оси автомобиля, на колеса которой при разгоне и преодолении больших сопротивлений действует касательная реакция, в десятки раз большая, чем на переднюю ось. Во время торможения же сила сцепления задних колес уменьшается вследствие перераспределения нагрузки, что также способствует их заносу. Занос задней оси у большинства автомобилей не только вероятнее, но и опаснее заноса передней оси. Последний погашается автоматически, так как возникающие центробежная сила и инерционный момент противодействуют повороту передней части автомобиля в сторону заноса. Для гашения заноса задней оси обычно рекомендуется поворачивать управляемые колеса в сторону заноса, уменьшая тем самым величину центробежной силы. Если передние колеса будут повернуты на достаточно большой угол, центробежная сила направится в сторону, противоположную заносу, и он прекратится.

Однако резкий поворот передних колес на чрезмерно большой угол может вызвать скольжение задней оси в обратную сторону и движение автомобиля в направлении повернутых колес. Поэтому сразу после прекращения заноса передние колеса следует повернуть в обратном направлении и вывести автомобиль на прямолинейное движение.

Поперечная сила может вызвать также опрокидывание автомобиля относительно опоры внешних колес. Максимальная скорость движения на повороте до опрокидывания определяется по формуле

(FAvtom01.gif)

где В — ширина колен автомобиля, м; h — высота центра тяжести, м.

Формула дает несколько завышенное (на 10 — 12 %) значение допустимой скорости. Это объясняется тем, что в ней не учитывается ряд факторов, в частности таких, как крен кузова, неравномерное распределение груза по ширине кузова и т. д, Как видно из формулы, чем выше расположен центр тяжести автомобиля, тем ниже допустимая скорость движения на повороте по условиям опрокидывания,

В практике эксплуатации автомобилей потеря поперечной устойчивости наблюдается чаще всего при торможении. В этом случае в контактах шин с дорогой действуют большие тормозные силы, и колеса утрачивают способность воспринимать поперечные силы. При полной блокировке колес их движение становится неустойчивым. В случае блокировки колес задней оси автомобиль легко входит в состояние прогрессирующего заноса, из которого, однако, его можно вывести поворотом передних колес, если они еще не использовали полностью силу сцепления и не заблокированы. Если — же раньше блокируются колеса передней оси, то прогрессирующего заноса автомобиля не возникает; однако он полностью утрачивает управляемость, так как поворот заблокированных колес не меняет направления движения.

Безопасность движения автомобиля должна быть сохранена в течение всего срока его работы. Из многочисленных факторов, изменяющихся во время эксплуатации, на устойчивость в большей степени влияет техническое состояние шин и тормозов.

По мере износа протектора шин ухудшается сцепление колеса с дорогой и увеличивается вероятность бокового заноса. Коэффициент сцепления шины, протектор которой изношен до полного исчезновения рисунка, почти вдвое меньше коэффициента сцепления новой шины. Поэтому эксплуатация автомобиля с изношенными шинами недопустима и запрещена правилами движения.

Неправильная регулировка тормозов может привести к различной величине тормозных моментов на колесах правой и левой сторон автомобиля, а возникающий при этом поворачивающий момент — вызвать потерю устойчивости. Неравномерность тормозных усилий на передних колесах опаснее, чем на задних.

Для безопасного вождения на высоких скоростях необходимо стремиться к повышению устойчивости автомобиля. Это достигается понижением центра тяжести, удлинением базы и расширением колеи автомобиля, а также правильной регулировкой тормозов и соблюдением скорости движения, соответствующей состоянию дороги.

Совет № 89 Определить расстояние до автомобиля ночью несложно. Если вы можете различить свет обеих фар, значит, до автомобиля осталось примерно 300 метров

Совет № 89 Определить расстояние до автомобиля ночью несложно. Если вы можете различить свет обеих фар, значит, до автомобиля осталось примерно 300 метров Навстречу вам движется автомобиль. Как определить примерное расстояние до него? Если вы можете различить свет обеих

Устойчивость к вирусным болезням 

Устойчивость к вирусным болезням  Ну хорошо, если трудно бороться с возбудителем (а это и впрямь нелегко), то нельзя ли сделать так, чтобы само растение препятствовало распространению вируса более активно? То есть наделить растение способностью к самозащите!На этот

6. Стабильность и устойчивость экосистем

6. Стабильность и устойчивость экосистем Понятия «стабильность» и «устойчивость» в экологии часто рассматриваются как синонимы, и под ними понимают способность экосистем сохранять собственную структуру и функциональные свойства при действии внешних факторов. Более

Как работает система курсовой устойчивости автомобиля

Электронная система курсовой устойчивости (ESC), также называемая электронной программой курсовой устойчивости (ESP), динамической системой курсовой устойчивости (DSC) или системой курсовой устойчивости (VSC), в зависимости от производителя автомобиля и рынка, на котором она используется. предлагается в. Подводя итог, VSC использует тормоза транспортного средства, чтобы помочь управлять транспортным средством во время проскальзывания или возможного раскручивания. Торможение применяется к колесам индивидуально для противодействия избыточной или недостаточной поворачиваемости. Большинство систем VSC также автоматически снижают мощность двигателя во время этих операций для дальнейшего улучшения тяги. Toyota называет свои системы VSC или Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM).

Около одной трети дорожно-транспортных происшествий со смертельным исходом можно было бы избежать, если бы использовалась система VSC, по данным Института страхования дорожной безопасности (IIHS) и Национальной администрации безопасности дорожного движения (NHTSA). С 2009 года система ESC обязательна для автомобилей с полной массой 10 000 фунтов или менее, продаваемых в Соединенных Штатах по шкале проката, при этом все автомобили такого размера должны быть оснащены ею после ноября 2013 года.

ESC и VSC впервые появились в серийные автомобили в 1995. В том же году его одновременно представили Mercedes-Benz, BMW, Volvo и Toyota. Среди поставщиков были Bosch и ITT Automotive (сейчас принадлежит Continental Automotive). К концу 2009 года и Ford (получивший свои ESC от Volvo), и Toyota сделали ESC/VSC стандартом для всех автомобилей, продаваемых в Северной Америке, а Toyota к 2011 году внедрила их во все свои бренды (включая Scion).

Как работает VSC

В фоновом режиме, когда автомобиль движется, VSC постоянно отслеживает предполагаемое водителем направление (руление) с фактическим направлением движения автомобиля (поперечное ускорение, рысканье и скорость вращения колес). Когда они расходятся, а предполагаемое водителем направление не совпадает с фактическим направлением движения автомобиля, система VSC вмешивается соответствующим образом.

Чаще всего система VSC срабатывает при непродуманном прохождении поворотов (недостаточная или избыточная поворачиваемость из-за превышения скорости), уклонении от поворота и аквапланировании. Он работает на всех покрытиях и доказал свою эффективность в качестве средства поддержания контроля над автомобилем и снижения аварийности.

Система работает за счет комбинации датчиков автомобиля, управления антиблокировочной тормозной системой (ABS) и системами контроля тяги (TSC/ASR) для ведущих колес. В отличие от этих отдельных систем, VSC учитывает действия водителя, чтобы повысить устойчивость или скорректировать потерю рулевого управления.

Компьютер VSC, обычно расположенный в главном блоке предохранителей автомобиля или являющийся частью компьютера системы ABS, непрерывно измеряет рыскание (вращение вокруг вертикальной оси или вращение влево-вправо), скорость вращения отдельных колес и сцепление с дорогой. На большинстве автомобилей Toyota с VSC в эту систему встроены четыре датчика:

• Датчик угла поворота рулевого колеса
• Датчик скорости рыскания
• Датчик поперечного ускорения
• Датчик скорости вращения колеса

предотвращение опрокидывания. Входные данные от этих датчиков определяют, что должен делать VSC, если что-либо, на основе сравнения компьютером данных с общим «пространством состояний» транспортного средства (уравнения, используемые для моделирования динамики транспортного средства в режиме реального времени). Команды выдаются соответствующим компонентам автомобиля, таким как ABS. Гидравлический модулятор в каждом колесе измеряет и динамически регулирует тормозное давление индивидуально для каждого колеса в соответствии с инструкциями компьютера VSC. Угол наклона рулевого колеса водителя, а также датчик тяги используются для определения необходимой коррекции.

«Выключатель» системы VSC

Большинство спортивных моделей автомобилей и некоторые автомобили для бездорожья оснащены переключателями, позволяющими водителю отключить систему VSC. Во многих условиях спортивного вождения, например, на трассе, в ралли и некоторых тяжелых условиях бездорожья, VSC может мешать продвинутым методам вождения. Например, снос на поворотах, характерный как для гоночных, так и для бездорожных автомобилей GT, противостоит VSC и, таким образом, противоречит желаниям спортивного водителя. Боковое скольжение также иногда используется в качестве инструмента маневрирования при вождении по бездорожью, чтобы избежать препятствий или получить сцепление с дорогой.

Кроме того, на некоторых автомобилях система VSC может мешать использованию запасного колеса меньшего размера, что часто приводит к другой скорости вращения колеса по сравнению с другими колесами автомобиля. Однако некоторые новые Toyota автоматически компенсируют небольшой запас, если ощущаемая разница постоянна (как и должно быть при нормальном вождении). VSC также автоматически отключается, когда любой из четырех датчиков скорости колеса отключен, поэтому многие работники магазинов и эвакуаторов отключают датчик скорости колеса на колесе, на котором временно установлена ​​​​запаска.

Что означает контроль стабильности?| Sun Auto Service

Электронный контроль устойчивости (ESC) вашего автомобиля имеет разные названия в зависимости от марки автомобиля, которым вы управляете. В некоторых автомобилях это называется системой динамического контроля автомобиля (VDC). В других это называется системой динамического контроля устойчивости (DSC). И, наконец, некоторые из них называются системой контроля устойчивости автомобиля (VSC).

Как бы вы ни назывались, ESC — это компьютерная система вашего автомобиля, которая определяет, когда вы начинаете скользить, и автоматически притормаживает одно или несколько колес по отдельности, помогая вам двигаться в правильном направлении.

Как это работает

Ваш ESC постоянно сравнивает угол поворота рулевого колеса с фактическим направлением движения автомобиля и скоростью движения каждого колеса. Если он обнаруживает боковое скольжение ваших шин, он регулирует тормоза, дифференциал дроссельной заслонки и/или подвеску, чтобы вернуть ваш автомобиль в нужное русло.

Одна из лучших особенностей вашего ESC заключается в том, что он работает как на мокром или обледенелом асфальте, так и на сухом. Поскольку он обнаруживает занос намного быстрее, чем вы, он может исправить его, даже не подозревая, что вы начинаете занос. Вы узнаете, что это произошло, потому что большинство ESC либо мигают лампочкой на приборной панели, либо издают звуковой сигнал.

Что это не так

ESC не повышают производительность и не заменяют ваши собственные методы безопасного вождения. Если вам приходится серьезно корректировать рулевое управление, чтобы избежать встречи с оленем, который вылетает на дорогу перед вами, такой резкий маневр может выйти за пределы возможностей вашего ESC. Если вы столкнулись с экстремальной ситуацией аквапланирования, ваш ESC не сможет вам помочь, если колесо(а), которые он использует для торможения, на самом деле не касается тротуара. Кроме того, ESC не увеличивает тягу и не позволяет быстрее проходить повороты.

Компоненты ESC

Мозг ESC — это электронный блок управления (ECU), который также может управлять другими системами автомобиля, такими как антиблокировочная система, система контроля тяги и система климат-контроля. ESC имеет как минимум четыре датчика:

• Датчик угла поворота рулевого колеса, который определяет, куда вы хотите рулить,
• Датчик скорости рыскания, который измеряет, насколько сильно автомобиль фактически поворачивает,
• Датчик бокового ускорения, измеряющий скорость движения автомобиля вбок, и
• Датчик скорости вращения колес, который измеряет скорость вращения колес.

Некоторые системы ESC также оснащены датчиком продольного ускорения, который предоставляет информацию об уклоне дороги, и датчиком скорости крена, улучшающим коррекцию ошибок, обеспечиваемую четырьмя основными датчиками.

Система ESC всегда включена по умолчанию, но в некоторых системах есть переключатель блокировки, поэтому вы можете отключить ее, если вы застряли в сильной грязи или снегу или едете на «бублике» в экстренной ситуации. Однако при следующем запуске автомобиля система ESC активируется снова.

Результаты испытаний на безопасность

Хотя системы контроля устойчивости впервые начали появляться в 1980-х годах, они не стали широко доступными до середины 90-х годов. Даже тогда они часто были послепродажными продуктами. Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) потребовало, чтобы все новые легковые автомобили, продаваемые в США с 2012 модельного года, были оснащены ESC.

Еще в 2004 году NHSTA пришла к выводу, что ESC снижают количество автомобильных аварий на 35 процентов, а аварий внедорожников — на 67 процентов.