Автобусное обозрение

 

 

Вообще, по логике, это уже второй рубеж «обороны», хотя традиционно принято начинать именно с него. Действительно, задача комплекса решений по обеспечению пассивной безопасности: защитить здоровье человека, находящегося внутри (внутренняя безопасность) и, что очень важно, вне транспортного средства, а также минимизировать последствия ДТП (внешняя безопасность). Очевидно, что все это касается именно последствий, но предотвратить аварию должны средства активной безопасности, о которых пойдет речь ниже. Впрочем, логика понятна: последние работают после того, как заведен двигатель, рассматриваемые в этом пункте – всегда. И, к счастью, при заказе нового европейского автобуса ни один из фрагментов не может быть отнесен к разряду опций. Иными словами, сэкономить здесь нельзя.

Одним из важных элементов пассивной безопасности автобуса является конструкция кузова. Его силовые элементы образуют сложную пространственную конструкцию, которая, частично деформируясь, поглощает энергию удара, при этом не допускается сокращение зон безопасности – жизненного пространства водителя и пассажиров. Задача производителя усложняется тем, что использование в конструкции профилей большого размера (естественно, только в силу этого), обладающих повышенной прочностью, недопустимо по соображениям увеличения веса транспортного средства (ТС), а применение высокопрочных легированных сталей и экзотических материалов вплоть до титана может сделать его цену неконкурентоспособной.

Опираясь на мировой опыт, обязательные требования к некоторым элементам конструкции регламентируются Правилами ЕЭК ООН. Например, это касается крыши автобуса (Правило № 66), которая должна погасить удар без отрыва от стоек. Еще один пример. Каждое сиденье (а MAN использует изделия Grammer, Кiel, Vogel) проходит жесткий контроль на выполнение требований Правила № 80, в котором регламентированы требования к их креплениям и возможность энергопоглощения при аварийной ситуации. Все сиденья (кроме городских автобусов) должны быть оборудованы ремнями безопасности, которые, в свою очередь, тоже подвергаются испытаниям и должны выполнять требования Правил ЕЭК ООН № 14/16.

Кроме этого, элементы кузова должны быть травмобезопасны как для пассажиров, так и для других участников движения, даже при деформации после столкновений. Поэтому исполнение салона автобуса традиционно выполняется без травмоопасных выступов и элементов крепления (кронштейнов, болтов, головок саморезов и прочего). Бамперы проектируются с учетом вероятного столкновения с легковым автомобилем, при этом производитель делает все, чтобы у пассажиров легковушек остался шанс. Внешние элементы декоративной отделки и необходимой оснастки изготавливаются только из травмобезопасных материалов или с «колпаками» без острых краев, что позволяет уменьшить травматизм пешехода, даже если не удалось избежать нежелательного контакта.

К сожалению, у нас нет возможности в журнальной публикации подробно рассмотреть и прочие меры, вплоть до обеспечения пожарной безопасности. Однако уточним, что все решения по пассивной безопасности, как правило, предусмотрены конструкцией, их никогда не бывает в списке опций, а следовательно, просто покупая новый автобус MAN или Neoplan, мы автоматически получаем полный комплект, не отличающийся от европейского.

 

 

Условно её можно разделить на внешнюю, внутреннюю и динамическую активную безопасность. В первом случае речь идет о качественном дорожном покрытии, читаемой разметке, временных и постоянных знаках, установленных ради безопасности движения, технически исправных транспортных средствах, управляемых квалифицированными водителями, неукоснительно соблюдающими ПДД и знающими основы безопасности движения.

Внутренняя активная безопасность включает в себя квалификацию водителя, его психологическое состояние (зависящее даже от уровня зарплаты), режим труда и отдыха, эргономику рабочего места, обзорность: зеркала заднего вида, телекамера в корме, исполнение фар головного света вплоть до подсветки обочин и прочее. В европейских странах все это давно решено и промотивировано. Однако в России ввиду отсутствия законодательных требований и налоговых льгот многие из весьма полезных систем предлагаются опционально, а посему зачастую просто вычеркиваются из спецификации автобуса при его заказе. Например, MFL (Multifunktionslenkrad) – многофункциональный руль с клавишами управления вплоть до мобильного телефона. Каюсь, сам бы недрогнувшей рукой вычеркнул из спецификации (даже на личном автомобиле такого нет), но ведь это фактор безопасности, и далеко не последний…

Одним словом, два перечисленных выше фактора понятны, остается динамическая активная безопасность. По логике, системы ТС, ее обеспечивающие, призваны решать конфликты первых двух видов активной безопасности, как внутренние, так и возникающие при их взаимодействии. Поясню на примере. Водитель в силу различных причин, например утомленности из-за нарушения режима труда и отдыха, двигаясь с превышением скорости (сбои внутренней безопасности), оказался на обледенелом участке дороги с крутым поворотом, не обозначенным соответствующими знаками (не обеспечена внешняя безопасность). Посильно предотвратить потенциальный несчастный случай смогут только перечисленные ниже системы и умение ими пользоваться.

Ниже мы проанализируем их часть, но, к сожалению, исключим из рассмотрения некоторые весьма полезные решения типа Lane Guard System (контроль пересечения дорожной разметки) по причинам их невостребованности в России.

 

EBS – Electronic Braking System (Elektronisches Bremssystem – нем.)

 

Электронная система управления торможением – платформа для построения всей тормозной системы современного автобуса с использованием любого числа других систем динамической безопасности. EBS работает от сигналов электронного командного устройства – датчика педали тормоза (электронная педаль). Они воспринимаются блоком управления в электронном виде и передаются на модули регуляторов давления практически мгновенно. Последние устанавливают необходимое давление воздуха в тормозных цилиндрах колес. В то же время передаются и сигналы от датчиков колес устройству управления EBS. Таким образом, сцепление шин с поверхностью дороги можно довести до максимума. При торможении (расходе воздуха) давление в тормозных цилиндрах восстанавливается без регулирования по отношению положения педали тормоза.

В EBS встроена основная функция электропневматического торможения (EPB), а также ABS и ASR, о которых пойдет речь ниже. Между EBS и другими системами (например, EDC) в рамках бортовой электросети может происходить обмен информацией по шине CAN. В результате синхронизации работы индивидуальных систем значительно повышается их эффективность. В последних модификациях (MAN BrakeMatic) функции EBS дополнены возможностью использования тормоза-замедлителя и горного тормоза. В случае неисправностей электронная система управления становится чисто пневматической с двумя независимыми контурами.

EBS изобретена в 1959 году, с 2000-го входит в базовую комплектацию автобусов.

 

ABS – Anti-lock Braking System (Antiblockiersystem – нем.)

 

Антиблокировочная система является, видимо, к одной из старейших, обеспечивающих динамическую активную безопасность. Она состоит из датчиков угловой скорости колес, устройства управления и клапанов регулировки давления. В каждом тормозном цилиндре в зависимости от обстоятельств давление либо снижается, либо поддерживается на постоянном уровне. Как это решается? Датчик колеса определяет угловую скорость, которая в электронном блоке управления пересчитывается в скорость ТС (расчетную скорость). Сопоставляя данные расчетной скорости (именно с учетом угловой для каждого колеса) и фактической для ТС, микропроцессоры определяют пробуксовку для каждого колеса. Затем, используя данные об уменьшении скорости колес, рассчитывается склонность к их блокировке, и по получении управляющего сигнала активизируются клапаны регулировки, которые уменьшают давление воздуха в каждом тормозном цилиндре, не допуская полной блокировки.

Хотя исторически сложилось, что ABS появилась на автобусах раньше EBS, можно констатировать, что сегодня она стала лишь одной из функций последней. Именно ее электронный блок выдает управляющие сигналы на тормозные цилиндры благодаря заложенной программе. Частота таких сигналов может достигать 8-14 Гц.

Здесь стоит акцентировать внимание на одной серьезной проблеме. К сожалению, в России, за редкими исключениями, вообще не учат правильно пользоваться ABS. Даже в экзаменационных билетах ГИБДД (на любую категорию) при экстренном торможении на скользкой дороге рекомендуется не нажимать педаль тормоза до упора (это считается ошибкой), а использовать «прерывистое нажатие». Но ABS делает то же самое, правда, с частотой 8-14 раз в секунду. Понятно, что ни один водитель не сможет исполнить «прерывистое нажатие» с такой частотой, но попытка тормозить таким способом снизит эффективность тормозной системы, фактически «отключит» ABS и лишь увеличит тормозной путь. Существует мнение, что проблемы могут возникнуть на дорожных покрытиях, покрытых рыхлым снегом или песчаных, где при отсутствии блокировки увеличивается тормозной путь из-за того, что она создает «эффект плуга»: перед заблокированным колесом образуются «валики» из грунта или снега, сильно сокращающие тормозной путь. Правда, насколько мне известно, функция ABS активируется при скоростях движения выше 15-20 км/ч, и вряд ли автобусы MAN и Neoplan, а в принципе, вообще любые ТС, эксплуатирующиеся на дорогах общего пользования, по снегу или песку могут двигаться быстрее, даже по соображениям здравого смысла.

ABS изобретена в 1929 году, используется на автомобилях с 1978-го, а с 1991-го входит в базовую комплектацию автобусов.

Anti-lock Braking System последнего поколения, применяемая на автобусах, позволяет предотвратить блокировку даже одного из колес, существенно увеличивает курсовую устойчивость и управляемость при торможении. За время эксплуатации очевидных слабых мест не выявлено, а бытующие мнение об «узком» месте – колесных датчиках и электрических разъемах – статисткой обращений клиентов не подтверждается. Можно говорить лишь об отдельных случаях, связанных с российскими условиями эксплуатации: грязь между ротором (импульсным кольцом) и датчиком, повышенная вибрация от плохой дороги, а также реагенты могут вызвать неисправности, но они всегда выявляются бортовой диагностической системой.

 

ASR – Anti-Slip Regulation (Antriebschlupfregelung – нем.)

 

Система ограничения пробуксовки ведущих колес при ускорении. Вернее, еще одна функция EBS. В некотором смысле алгоритм ее работы прямо противоположен ABS. Логика схожая: расчетная скорость ТС, которая пропорциональна угловой скорости колеса, сопоставляется с фактической скоростью автомобиля. Однако если чуть выше нас интересовал знак «минус», иными словами, стремление к нулю расчетной скорости при измеримой величине фактической, то в данной ситуации – знак «плюс», то есть выявляется ситуация, когда фактическая скорость близка к нулю или к некоторой незначительно изменяющейся цифре (за единицу времени), а расчетная очень быстро увеличивается, стремясь к техническому пределу для данного автомобиля. В такой ситуации и происходит активация функции ASR.

После обработки в блоке управления EBS выдается сигнал для исполнения, во-первых, по шине CAN на EDC (помните, мы уже упоминали эту аббревиатуру, но без расшифровки). Пришло время, ибо речь идет об электронном блоке управления двигателем, который ограничивает подачу топлива. А во-вторых, сигнал идет на управляющие клапаны тормозных цилиндров, и колесо, имеющее значительную угловую скорость, притормаживается, крутящий момент перераспределяется, а сам эффект отчасти сопоставим с блокировкой межколесного дифференциала.

Насколько мне известно, ряд эксплуатационников, и не только в РФ, не любят ASR (посему эта функция, в отличие от ABS, часто имеет клавишу отключения) по двум причинам: во-первых, она не позволит тронуться с прокруткой колес, а во-вторых, не позволяет буксовать в грязи или на льду. К сожалению, забывается, что ASR сокращает износ резины и нагрузки на трансмиссию; предотвращает занос кормы при трогании на обледенелом подъеме; позволяет начать движение, когда автобус стоит одним колесом на асфальте, другим – на льду или влажной рыхлой обочине (в 5 см от кювета).

ASR с начала 1990-х годов входит в базовую комплектацию автобусов.

Anti-Slip Regulation до сих пор вызывает споры среди специалистов: одни считают блокировку межколесного дифференциала более эффективной, другие – что для автобусов такие системы вообще не нужны, так как они по бездорожью не ездят. Однако опыт эксплуатации показывает, что на российских дорогах, изобилующих уклонами, а зимой покрытых наледью, ASR именно на автобусах превосходит по возможностям блокировку дифференциала. Не говоря о том, что это не самостоятельная система (лишь несколько дополнительных датчиков составе EBS), следовательно, она дешевле при заказе и не требует специального ремонта и обслуживания. В повседневной эксплуатации ASR полностью контролируется бортовой системой диагностики.

 

ESP – Electronic Stability Program (Elektronisches Stabilitätsprogramm – нем.)

 

Электронная программа стабилизации призвана предотвратить самопроизвольный выход автобуса с траектории движения при прохождении поворотов, перестроениях и прочих ситуациях.

ESP включает две основные функции: систему динамической устойчивости (DSP) и защиту от переворачивания (ROP). Переменные величины, такие как угол поворота, поперечное ускорение и скорость рыскания (вращение вокруг вертикальной оси), измеряются постоянно и сравниваются с фактической скоростью автобуса. Датчик угла поворота колес устанавливается на рулевую колонку и вводит установочные значения направления движения в систему. Датчик скорости рыскания, установленный в центре тяжести автобуса, измеряет движение ТС вокруг вертикальной оси, а другой – измеряет поперечное ускорение.

Полученные сигналы обрабатываются в блоке управления EBS, и, в точности как в случае с ASR, выдаются управляющие команды на блок управления двигателем и клапаны управления давлением одного из тормозных цилиндров.

Пожалуй, единственный минус ESP, а равно и всех прочих систем динамической активной безопасности, в том, что она не может изменять законы физики и во всех случаях предотвратить несчастный случай. Проще говоря, имеет предел возможностей. Но не доходить до него в России практически не учат, а рекомендации европейских производителей по необходимости контраварийной подготовки водителей чаще всего подвергаются сомнению. Пример из личной практики. Полигон в Германии, задача: оценка возможностей ESP при объезде препятствий («змейка») на уклоне с имитацией обледенелого покрытия. Скорость 35 км/ч: три из трех препятствий – без проблем, 40 км/ч: первое – да, второе – через раз, скорость 45 км/ч: при попытке объезда первого начинается неуправляемое боковое скольжение с выходом за пределы дороги. Учитывая цену современного автобуса, необходимость сохранения жизни и здоровья пассажиров и других участников движения, стоит ли экономить на подготовке водителей?

ESP применяется на автомобилях с 1995 года и входит в базовую комплектацию автобусов Neoplan (кроме Tourliner – опция), а также в список опций для MAN Lion’s Coach и Regio.

 

CDS – Comfort Drive Suspension

 

Хотя традиционно предлагается систему демпфирования пневмоэлементов подвески типа ECAS (c электронным контролем жесткости) относить к самостоятельным, на наш взгляд, она является логичным дополнением ESP, так как решает еще одну проблему динамической стабилизации автобуса. Ибо фактически предотвращает крены при прохождении поворотов, перестроениях и галопирование при разгоне/торможении, тем самым предотвращая «разгрузку» колес и сохраняя их сцепные свойства с дорожным покрытием.

Система включает в себя электронный блок управления жесткости подвески в сочетании с модифицированными демпферами и другими компонентами, размещенными на автобусе. Заданные характеристики демпферов пересчитываются электроникой в зависимости от нагрузки, дорожных условий, характеристик поворотов или других окружающих воздействий на ТС. В частности, это достигается посредством использования электромагнитного пропорционального клапана, который определяет величину потока масла, проходящего внутри демпфера. При возрастании давления в клапане его выходное отверстие уменьшается, замедляя поток и делая демпфирование более «жестким». Блок управления пересчитывает необходимое усилие демпфирования каждые 25 миллисекунд и эквивалентно регулирует демпфер. Расчеты основаны на данных о дорожной ситуации, получаемых от датчиков, установленных на автомобиле (датчики высоты и давления), и получаемых по шине CAN (скорость автомобиля, замедление, ускорение, поперечное ускорение и скорость вращения колес). В частности, при торможении бортовой компьютер выдает команду о необходимости повышенного демпфирования на переднюю ось, что приводит к улучшению управляемости и сокращению тормозного пути. Дополнительно это сопровождается сокращением времени реакции рулевого колеса и снижением износа шин.

CDS с 2006 года предлагается в качестве опции для автобусов Neoplan.

По информации Департамента автобусов «МАН Автомобили Россия», в РФ пока нет достаточного опыта эксплуатации для анализа функциональности CDS в отечественных условиях эксплуатации. Однако, учитывая высокое расположение центра масс туристического автобуса, реальное состояние российских дорог и квалификацию водителей, Comfort Drive Suspension – это значительный шаг по повышению уровня безопасности и комфортабельности пассажирских перевозок.

 

Резюмируя: перечисленные выше функции Electronic Braking Systemсерьезно расширяют возможности обеспечения активной безопасности автобуса. И, может быть, это только частное мнение автора, однако, учитывая высокий уровень пассивной безопасности новых европейских автобусов, в совокупности с ним перечисленные функции следовало бы считать «минимальным российским пакетом» и предусмотреть законодательно его наличие при сертификации любых новых машин, а через пару лет – на всех импортируемых или выпускаемых.

В завершение мы рассмотрим еще три системы, которые не столь явно способны снизить количество несчастных случаев, но, без сомнения, относятся к весьма полезным.

 

BA – Brake Assist (Bremsassistent – нем.)

 

Дословно: ассистент торможения. Эта система является логичным дополнением функции ABS и как раз предназначена для помощи водителю, чтобы преодолеть психологический барьер и использовать только полное нажатие на педаль тормоза в экстренных случаях. ВА, исходя из скорости движения и веса автобуса, анализирует также скорость и усилие нажатия тормозной педали водителем. При превышении последними неких пороговых значений система считает торможение экстренным и самостоятельно наращивает тормозное усилие для повышения его эффективности.

MSC – Maximum Speed Control

Система ограничения разрешенной максимальной скорости при движении на спуске предотвращает самопроизвольный разгон автобуса на затяжных спусках, принудительно включая ретардер или интардер, даже в случае если ограничитель скорости отключил подачу топлива.

АСС – Adaptive Cruise Control (Abstandsregel-Tempomat – нем.)

 

Адаптивный круиз-контроль – объединение обычных функций круиз-контроля по поддержанию скорости и различных программ EBS. Система определяет дистанцию до впереди идущего автомобиля, разницу в скорости и рассчитывает подходящую дистанцию. Затем АСС регулирует собственную скорость (через EDC) и поддерживает соответствующую дистанцию. Система может использоваться при скоростях от 25 км/ч и выше, хотя понятно, что основная ее область применения – автомагистрали. Функция адаптивного круиз-контроля позволяет снизить нагрузку на водителя, что положительно сказывается на безопасности дорожного движения, кроме того, используя функцию торможения, она отчасти может исправить ситуацию, когда из-за невнимательности член профсоюза не отреагировал на замедление впереди идущего ТС.

Интересные цифры приведены в совместном исследовании Allianz Centre for Technology и MAN Nutzfahrzeuge AG. Так, если сегодня оснастить все коммерческие автомобили и автобусы в Германии ACC, количество ДТП с их участием удалось бы снизить на 28%. Совместные действия водителя и АСС при торможении позволяют снизить количество ДТП, связанных с наездом сзади, на 34%, при этом, если система не будет отключаться на скоростях ниже 25 км/ч, снижение может составить 78%.

 

 

***

А что в России? Просто наболело, особенно после принятия новых таможенных пошлин. Когда же наши законодатели наконец проснутся? Ведь в очередной раз все достижения мирового автобусостроения рассматриваются исключительно через «выхлопную трубу» (экологический стандарт двигателя), а не через требования обеспечения высокого уровня пассивной и активной безопасности импортируемых и производимых ТС…

Ведь реально, и мы об этом писали, по-прежнему только трезвый и опытный водитель – единственная гарантия нашей безопасности на дороге, а его мастерство принято «стимулировать» лишь регулярным увеличением штрафов даже за вынужденные отступления от требований ПДД.

Мимоездом

  

В ней установлены основные права граждан по безопасности дорожного движения. Они служат для их защиты от травм и смерти в результате дорожно-транспортных происшествий. Означенные основаны на общем положении, что участники дорожного движения не хотят причинять вред себе или другим независимо от условий использования дорог.

Участники дорожного движения, особенно водители, имеют множество обязанностей, тщательно разработанных за многие годы. Все должны знать и выполнять их даже при отсутствии внешнего контроля. Однако остается фактом то, что на сегодня дорожно-транспортная система не является безопасной даже для тех участников дорожного движения, которые ответственно и эффективно ее используют.

Статьи:

– Каждый имеет право пользоваться дорогами и улицами, не подвергая опасности свою жизнь или здоровье.

– Каждый имеет право на безопасное перемещение, не причиняющее вреда другим участникам дорожного движения: в дорожно-транспортной системе безопасность и непричинение вреда должны дополнять друг друга.

– Каждый имеет право пользоваться дорожно-транспортной системой, при этом не создавая даже неумышленных угроз жизни или здоровью других участников дорожного движения.

– Каждый имеет право на информацию об общих проблемах и уровне безопасности компонентов, продуктов, действий или услуг дорожно-транспортной системы.

– Каждый имеет право ожидать систематического и постоянного улучшения безопасности. Все заинтересованные лица, связанные с дорожно-транспортной системой, обязаны в случае выявления новой угрозы безопасности или детализации ранее выявленной принимать все меры для ее уменьшения или устранения.

 

Для справки: Тюльёсанд – пригород шведского города Хальмстадт. Там в 2007 году была подписана декларация, которая касалась выработки наиболее эффективных мер по предотвращению смертности на дорогах. Информация Volvo.