Co to jest ASR, ESP (kontrola trakcji)?
System kontroli trakcji ASR (Acceleration Slip Regulation) ma za zadanie ograniczyć dopływ mocy na koła w sytuacji gdy nadmiar momentu obrotowego doprowadzi do uślizgu kół. Ten system jest inaczej nazywany TC (Traction Control), zwykle pełni tez funkcję elektronicznej stabilizacji toru jazdy (ESC) i ma zabezpieczać auto przed niekontrolowanym poślizgiem.
Jak system ASR działa na samochód?
System kontroli trakcji w zależności od konstrukcji podczas działania modyfikuje następujące parametry:
- uruchamia hamulce na kołach tracących przyczepność
- redukuje wytwarzanie iskry zapalającej mieszankę paliwowo-powietrzną w silnikach benzynowych
- odcina dawki paliwa na wtryskiwaczach, tym sposobem silnik traci moc
- domyka przepustnicę, jeśli auto posiada sterowanie elektroniczne (by wire)
- w autach z turbodoładowanym silnikiem komputer uruchamia zawór upuszczenia ciśnienia, aby silnik został przytłumiony
- Zasadniczo (w większości przypadków) kontrola trakcji czyta wartości z czujników obrotowych kół, aby móc dozować odpowiednią siłę przez elektrohydrauliczny siłownik na hamulce. Jest to układ niezależny względem serwa i pompki stosowanej przez kierowcę.
Zasadniczo (w większości przypadków) kontrola trakcji czyta wartości z czujników obrotowych kół, aby móc dozować odpowiednią siłę przez elektrohydrauliczny siłownik na hamulce. Jest to układ niezależny względem serwa i pompki stosowanej przez kierowcę.
Krótki rys historyczny kontroli trakcji
Za potrzebą wynalezienia kontroli trakcji stała utrata przyczepności kół, która może spowodować problem w prowadzeniu auta, powodować utratę stabilności prowadzenia i doprowadzać do skrajnie niebezpiecznych sytuacji.
Za protoplastę nowoczesnych systemów elektronicznej kontroli trakcji uznaje się dyferencjał o ograniczonym poślizgu (tzw. szpera, torsen), stosowany w autach z silnikiem o dużym momencie obrotowym. Zazwyczaj to auta z tylnym napędem (Mercedes, BMW, Amerykańskie krążowniki). To rozwiązanie w pełni mechaniczne, które ma za zadanie przekazywać chociaż minimalny moment obrotowy na koło, które nie utraciło przyczepności. Aby było to jasne w autach ze zwykłym dyferencjałem koło które traci przyczepność otrzymuje pełen moment obrotowy podczas gdy drugie stoi w miejscu. Dyferencjał o ograniczonym poślizgu ma za zadanie likwidować to zjawisko.
Ten typ dyferencjału stosuje się do dziś, ale w dobie elektroniki jest wspomagany przez elektroniczne systemy, dzięki temu jest jeszcze bardziej skuteczny.
Omówienie działania układów kontroli trakcji
Dla uproszczenia, podczas jazdy w zakręcie koła wewnętrzne robią mniej obrotów niż koła zewnętrzne.
Aktywny dyferencjał ma za zadanie zmieniać ilość energii (momentu obrotowego) dostarczanego do kół zewnętrznych i wewnętrznych w zależności od warunków pogodowych i zmieniającej się trakcji. Jeśli dla przykładu podczas skręcania dojdzie do uślizgu “wyrzucającego” auto na zewnątrz zakrętu to wtedy aktywny dyferencjał przerzuci większą część siły na koła zewnętrzne, tak aby “wciągnąć” samochód na jego pierwotny tor jazdy. Stopień przekazania mocy na koła jest sterowany dzięki analizie prędkości obrotowej kół w czasie rzeczywistym przez zespół czujników i komputer sterujący.
Praca układu ASR (ESC)
Kiedy komputer kontroli trakcji, który zwykle jest zintegrowany z innym modułem np. ABS wykryje znaczną (nienaturalną) różnicę prędkości kół, wysyła sygnał do wspomnianego modułu ABS, który ma za zadanie zastosować niewielką siłę na zacisk hamulca, aby zrównać prędkość obrotową koła z pozostałymi. Zahamowanie koła bez przyczepności spowoduje transfer przez dyferencjał mocy na drugie koło na tej samej osi które wcześniej nie otrzymywało mocy wcale i stało w miejscu.
Auta z napędem na wszystkie koła są wyposażone dodatkowo w aktywny dyferencjał w skrzyni rozdzielczej, który ma za zadanie transferować moc pomiędzy obie osie auta. W niektórych rozwiązaniach może to być rozwiązanie mechaniczne np. napęd Quattro od AUDI/Volkswagen’a posiada Torsen między osiami.
Zazwyczaj opisany sposób działania układu kontroli trakcji ASR jest połączony z komputerem silnika po to aby móc zdławić silnik kiedy kierowca przesadzi z pedałem przyspieszenia. Komputer sterujący jest w stanie wpłynąć na parametry pracy silnika tak, aby ograniczyć wytwarzany przez niego moment obrotowy. Producenci stosują ograniczenie przepustnicy jeśli w aucie występuje steering by wire, opóźnienie zapłonu, zmniejszenie dawki paliwowej lub całkowitą dezaktywację poszczególnych cylindrów.
Zdarzają się sytuacje w których ograniczenie poślizgu nie jest pożądane i utrudnia ruszenie z miejsca np. w kopnym śniegu lub w błocie. W tego typu skrajnych sytuacjach kontrola trakcji potrafi rozpoznać, że auto nie może wystartować i dopuszcza 1-2 obroty koła w uślizgu, aby te złapały przyczepność. Większość systemów ASR jest wyposażona w automatyczną dezaktywację ograniczenia poślizgu w takich momentach.
Elementy systemu ASR
W zasadzie to elementy systemu kontroli trakcji są składową systemu ABS. Dlatego właśnie kontrola trakcji jest sprzedawana jako dodatek do aut z ABS’em.
Każde auto posiada swój indywidualny czujnik prędkości obrotowej, który umożliwia wykrycie dużej różnicy w prędkości obrotowej pomiędzy kołami. Każdy z sensorów jest podłączony z elektronicznym komputerem sterującym pracą całego systemu. Komputer analizuje dane przesyłane z czujników i w momencie wykrycia nieprawidłowości wyhamowuje pojedyncze koło lub ogranicza moc silnika. W każdym aucie kontrola trakcji jest aktywowana automatycznie w chwili wykrycia poślizgu na którymkolwiek kole, a praca systemu jest sygnalizowana migającą kontrolką na desce rozdzielczej. System wie nawet pod jakim kątem jest akurat skręcona kierownica, dzięki czujnikowi skrętu.
Użycie kontroli trakcji
w autach drogowych:
Początkowo układ pełnił rolę bezpieczeństwa w autach klasy premium i samochodów z mocnymi silnikami w których do bezpiecznego poruszania się po drogach trzeba dozować gaz małymi dawkami, aby zapobiec buksowaniu kół w trudnych warunkach pogodowych takich jak deszcz, śnieg czy gołoledź. W ostatnich latach systemy kontroli trakcji stały się bardzo popularnym wyposażeniem wszystkich aut cywilnych: od małych miejskich hatchbacków przez dostawcze po auta ciężarowe.
w autach wyścigowych:
System kontroli trakcji w samochodach wyścigowych ma za zadanie poprawić osiągi pozwalając na maksymalne przyspieszenie bez buksowania kołami. Podczas agresywnego przyspieszania na wyjściu z zakrętu pozwala utrzymać optymalny poziom delikatnego uślizgu, dzięki temu uzyskuje się najlepsze przyspieszenie.
w motocyklach:
Pierwszy taki system dla cywilnych motocykli był dostępny w 1988 roku w BMW K1. Honda wprowadziła go do opcjonalnego wyposażenia razem z ABS w motocyklu ST1100 w roku 1992. Dziś są dostępne nawet w skuterach 125cm3. W motocyklu kontrola trakcji działa trochę inaczej, w ułamku sekundy komputer analizuje całą masę czynników, sprawdza kąt pochylenia, ugięcie zawieszenia, szybkość wchodzenia silnika na obroty.
Kontrola trakcji (ESP) w zakrętach
ESP nie ma tylko poprawiać osiągów auta w zakręcie. Głównym zadaniem stosowania tego układu jest bezpieczeństwo. Zbyt duża ilość gazu dodana w trakcie pokonywania zakrętu skutkuje uślizgiem auta. Zjawiska z jakimi można się spotkać to nadsterowność w tylnonapędowym aucie lub podsterowność w przednionapędowym. Kontrola trakcji zapobiega przed uślizgiem ograniczając moc, która dociera do kół. Nie ma fizycznej możliwości, aby zwiększyć przyczepność, można tylko chronić kierowcę przed efektem błędów które on popełnia. Kierowca nie zawsze jest w stanie wyczuć uślizg wystarczająco szybko by w porę zareagować. Komputer sterujący modyfikuje parametry w ułamku sekundy.
Producenci zgodnie twierdzą, że pomimo doskonałości dzisiejszej technologii odpowiedzialnej za bezpieczeństwo kierowca nie powinien prowokować niebezpiecznych sytuacji w warunkach w których problemem będzie utrzymanie auta na drodze.
