Пятница, 23.06.2017, 09:54
Регистрация RSS
Приветствую Вас, Гость
Статистика



Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Мини-чат
Ресурсы

Канал YOUTUBE autoscienceAiD

Профиль Google+ Autoscience

Группа Вконтакте Autoscience

Главная » 2013 » Декабрь » 19 » Антиблокировочная система гидравлических тормозных механизмов
01:31
Антиблокировочная система гидравлических тормозных механизмов

Торможение автомобиля достигается путем исполь­зования двух видов тормозных сил:

1) RT – тормозного сопротивления трению тормозных колодок о тормозные поверхности колес (дисков или барабанов);

2) RX – дорожного сопротивления трению шин колес автомобиля о поверхность дороги.

При движении автомобиля прямолинейно с постоянной скоростью Va, скорости вращения всех его колес Vкi равны друг другу. В этом случае средняя скорость вращения колес определяемая как: Vк = ΣVкi /i будет равна скорости движения автомобиля Vк = Vа.

В процессе интенсивного торможения (рис. 1), когда RX равно силе сцепления колеса с дорожным покрытием (RT < RX) скорость автомобиля Va превышает среднюю скорость Vк вращения колес – кузов "обгоняет" колеса под действием силы инерции массы автомобиля, т.е. Vк < Vа. Между колесами и дорогой возникает скольжение определяемое коэффициентом скольжения S:

S=(Va-Vk)/Va.                                                                                        


Рис. 1. Схема сил и моментов, действующих на колесо в процессе торможения

FZ – нормальная нагрузка на колесо со стороны автомобиля; FX – продольная сила, действующая на колесо со стороны автомобиля; RZ – нормальная реакция дороги, смещенная на величину а; δ – угол бокового увода колеса; RR – результирующая сила

Замедление движения автомобиля реализуется за счет изгиба выступов протек­торов шин и частичного их скольжения относительно дороги. При этом колеса замедляются постепенно и плавно, тем самым сохраняется управляемость автомобиля, которая определяется величиной силы сопротивления боковому уводу колес RY (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость силы торможения к·RX и силы сопротивления боковому уводу RY от коэффициента скольжения S

к – конструктивный коэффициент состояния протекторов шин и тормозных устройств (колодок, дисков, барабанов, суппортов)

Если S = 0, то колесо вращается свободно, без воздействия на него до­рожного сопротивления скольжению RX.

При S = 1 возникает юз колеса – его полная остановка при продолжающемся движении автомо­биля. Юз колеса вследствие его блокировки приводит к потере устойчи­вости движения автомобиля. При блокировании управляемых колес (передних), управление автомобилем с помо­щью рулевого управления становится невозможным, т.к. RY = 0. При блокировке задних колес из-за раз­ницы величин сцепных свойств правого и лево­го колеса станет воз­можным занос задней части автомобиля. При полной блоки­ровке всех четырех ко­лес движение автомоби­ля становится неуправляемым и непредсказуе­мым.

S = 0 – 0,07 сила торможения линейно зависит от скольжения, обеспечивая наиболее комфортное торможе­ние (плавное и медленное на­жатие на педаль тормоза).

S = 0,1 – 0,3 – оптимальный интервал величин полезного скольжения, при которых сила торможения достигает максимальных значений при продолжающемся нормальном качении ко­леса. При более интенсивном торможении скольже­ние S растет, а сила торможения к·RX обычно умень­шаться.

Основной задачей АБС является автоматическое (без участия водителя) под­держание коэффициента скольжения S в пределах 0,1 – 0,3, когда сила торможения автомобиля максимальна, т.е. возможна максимальная реализация тормозного момента исходя из состояния дорожного покрытия. Эта задача решается путем включения в рабочую тормозную систему устройств, автоматически препятствующих блокировке колес.

Существует множество вариантов конструктивного исполнения антиблокировочных устройств. Наибольшее распространение на современных легковых автомобилях получили четырехканальные АБС, например ABS BOSCH 5. В таких системах (рис. 3) каждое колесо имеет отдельный гидравлический тормозной контур с автоматическим регулированием давления, для обеспечения торможения каждого колеса в отдельности.


Рис. 3. Схема 4-х канальной АБС

ЭБУ – электронный блок управления; ЭГК – электроуправляемые гидравлические клапаны; ГН – гидравлический откачивающий насос; ГТЦ – главный тормозной цилиндр; ПТ – педаль тормоза; ДП – датчик нажатия педали тормоза; ДР – диагностический разъем; КЛ-А – контрольная лампа АБС; КЛ-Ж – контрольная лампа минимального уровня тормозной жидкости в бачке; КД-1 - 4 – колесный датчик угловой скорости; КТЦ-1 - 4 – колесный тормозной цилиндр

Для реализации 4-х контурной гидравлической тормозной системы с автомати­ческим управлением, в каждом контуре имеются электроуправляемые гидравлические клапаны (ЭГК), с помощью ко­торых обеспечивается регулирование давления тор­мозной жидкости в колесном тормозном цилиндре (КТЦ), путем его стравливания с помощью откачивающего гидравлического насоса (ГН). Такие ЭГК всех колес, ГН и ЭБУ конструк­тивно объединяют в центральный исполнительный механизм, называемый электрогидравлическим блоком (ГБ) (рис. 5, рис. 6).

Алгоритм автоматиче­ского управления ЭГК и ГН осуществляется пу­тем сравнения скоростей вращения колес Vк с приве­денной скоростью движения кузова автомобиля Va, что реализуется в ЭБУ, который получает сигналы о скоро­сти вращения колес от колесных датчиков (КД). В случае необходимости снижения давления PКТЦ в КТЦ (при отставании скорости конкретного колеса от скорости автомобиля) (рис. 4), с ЭБУ на соленоиды соответствующих ЭГК подается ток управления Iw, они срабатывают и переключают гидравлический тормозной контур (рис. 5) в режим принудительного растормаживания колеса, в результате, скорость колеса повышается и ЭБУ отключает питание ЭГК, переводя систему в штатный режим. Таким образом, постоянно обес­печивается автоматическая корректировка эффек­тивности торможения каждого колеса в отдельно­сти. Такое управление гидравлическими тормозами не допускает блокировки колес в любых условия торможения автомобиля.


Рис. 4. Зависимость скорости автомобиля Vа, скорости Vк и ускорения aк колеса, тока соленоида Iw и давления в КТЦ PКТЦ от времени торможения t

За все время движения автомобиля с датчиков угловых скоростей колес на блок управления АБС поступают электрические сигналы, характеризующие значения текущих скоростей вращения колес. В качестве датчиков скоростей колес обычно используются индуктивные датчики ИД (рис. 7).


Рис. 5. Схема 4-х канальной АБС; 1-4 – колесные тормозные цилиндры;  И – испаритель; Н – накопитель; Вп-1-4 – впускные ЭГК АБС; Вып-1-4 – выпускные ЭГК АБС; ОК – обратный клапан


Рис. 6. Электрогидравлический блок АБС:

 а) блок АБС в сборе; б) внутреннее устройства блока АБС; 1-разъем подключения; 2-ЭБУ; 3-гидравлический блок; 4-гидравлический насос; 5-реле; 6-уплотнительная прокладка; 7-соленоид; 8-контакты питания гидравлического насоса; 9-корпус ЭГК; 10-каналы с резьбой для крепления гидравлических контуров

ИД скорости вращения представляет собой генератор импульсов напряжений, частота которых прямо пропорционально зависит от частоты вращения задающего диска. Задающий диск из ферромагнитного материала имеет по периметру чередующиеся выступы (зубцы) и впадины (рис. 7 б) или изготавливается в виде диска с прорезями (рис. 7 а). В корпусе датчика 2 располагается катушка 3, сердечник (магнитопровод) 4 и постоянный магнит 1. При вращении ЗД величина воздушного зазора между ним и ИД постоянно меняется, т.е. меняется магнитное сопротивление воздушного зазора, что ведет к соответствующему изменению магнитного потока через витки катушки и появлению в них переменной по направлению ЭДС.

При торможении автомобиля, из-за неодинаковых тормозных условий разных колес возникает разница в величинах их скоростей и скоростью движения автомобиля. Если эта разница не значительна, АБС находится в режиме сбора информации с датчиков, гидравлическая система тормозов работает классически (рис. 8 а). При этом впускные и выпускные клапаны в гидравлическом блоке обесточены – впускные клапаны нормально открыты, а выпускные – закрыты.

Рис. 7. Датчик скорости вращения колеса:

а) схема размещения: ТД – тормозной диск; ЗД – задающий диск; ИД – индуктивный датчик; б) типичная конструкция: 1-постоянный магнит; 2-корпус; 3-катушка; 4-магнитопровод; 5- задающий диск; в) типичная характеристика

Если с ИД колес на ЭБУ АБС приходят сигналы рассогласованные значительно, например, при заданной минимальной угловой скорости (блокировке) одного из колес, то он подает питание (рис. 9) на реле гидравлического насоса РГН и реле электромагнитных клапанов РЭМК. Включается гидравлический откачивающий насос ГН, на ЭМК подается положительный потенциал. И в зависимости от того, какое колесо (или колеса) необходимо растормозить, цепь питание соответствующих клапанов замыкается (с ЭБУ подается отрицательный потенциал). Тем самым при расторможении определенного колеса закрывается его впускной клапан и открывается выпускной клапан. Гидравлический насос откачивает жидкость через выпускной клапан и давление в тормозном колесном цилиндре снижается (рис. 8 б), колесо приобретает скорость. Если при дальнейшем торможении скорости колес становятся близки, то ЭБУ отключает РГН и РЭМК, тем самым останавливается ГН и открываются впускной, и закрывается  выпускной клапаны. Если торможение продолжается (педаль тормоза нажата) и скорость колеса опять снижается ниже заданной минимальной, то процесс снижения давления в КТЦ повторится.

Рис. 8. Схемы режимов работы гидравлики АБС на примере контура одного колеса: а) режим торможения без АБС; б) режим снижения давления; Вп – впускной ЭГК; Вып – выпускной ЭГК; Н – накопитель; ГН – гидравлический откачивающий насос; ОК – обратный клапан


Рис. 9. Электрическая схема 4-х канальной АБС; Пр – предохранитель;  ВЗ – выключатель зажигания; ЛСТ – лампа сигнала торможения; РЭМК – реле электромагнитных клапанов; РГН – реле гидравлического насоса

Как уже было отмечено ранее, существует множество различных по конструкции и принципу работы АБС. Например, существуют системы, в которых кроме режима снижения давления реализуется режим удержания давления в КТЦ, когда впускной и выпускной ЭГК закрыты. В некоторых вариантах исполнения АБС, ГН одновременно является и гид­роусилителем тормозов.

При некоторых состояниях дорожного покры­тия работа АБС может привести к увеличению тор­мозного пути автомобиля по сравнению с этим пока­зателем для случая интенсивного торможения без АБС, но при этом устойчи­вость движения автомобиля не гарантирована, а из­нос шин и тормозных поверхностей (колодок, дисков, барабанов) резко взрастает. В системах с регулированием каждого колеса при разных силах сцепления левого и правого колес возникает поворачивающий момент. В большинстве случаев тормозная си­стема с АБС эффективнее классической тормозной системы.
Просмотров: 3890 | Добавил: AlexKn | Теги: abs, колесо, wheel, управление, тс, АБС, Тормоз | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]