Разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости
Лабораторная работа № 35 АБС
Цель Изучение общего устройства и принципа работы Антиблокировочной системы автомобиля;
Контрольные вопросы: 1. Назначение АБС;
2. Типы АБС;
3 Основные детали АБС и их назначение
Антиблокировочные системы
Силы, действующие в контакте колеса с дорогой
При экстренном торможении (особенно на мокром дорожном покрытии) значительное усилие на педаль тормоза может привести к блокировке колес. Сцепление шин с дорожным покрытием в этом случае резко ослабевает и управляемость падает с возникновением заноса. Это связано с тем, что при блокировке колеса весь запас по сцеплению колеса с дорогой используется в продольном направлении и оно перестает воспринимать боковые силы, которые удерживают автомобиль на заданной траектории (смотри рис.).
Торможение колеса без блокировки позволяет реализовывать как продольные силы Fu в контакте колеса с дорогой (торможение), так и поперечные Fs(управляемость, устойчивость). Кроме того, как было отмечено выше, катящееся колесо имеет больший запас по сцеплению, чем заблокированное.
Первые патенты на антиблокировочные системы (АБС) появились в конце 20-х гг. Однако лишь в 1969 г. началась серийная установка антиблокировочной системы (АБС) тормозов на легковом автомобиле, а впоследствии и на грузовом.
АБС способствует:
— повышению активной безопасности автомобиля, т. е. повышению тормозной эффективности (особенно на скользких поверхностях), улучшению устойчивости и управляемости;
— увеличению средней скорости движения;
— продлению срока службы шин.
По существующим международным нормам сегодня в обязательном порядке должны оборудоваться антиблокировочной системой следующие транспортные средства:
— грузовые автомобили весом более 3,5 т;
— автобусы весом более 5 т;
— прицепы и полуприцепы весом более 5 т.
Другие автотранспортные средства, в том числе легковые автомобили, оборудуются АБС по желанию покупателя или по инициативе фирм-изготовителей автомобилей. Для большинства современных легковых автомобилей АБС уже стала штатным оборудованием.
Существующие конструкции АБС имеют различный уровень технического совершенства, поэтому их разделили на три категории(1, 2, 3) для автомобилей, на две (А, Б) — для прицепов и предъявляют к ним различные требования, допускают к установке на конкретные типы автомобилей. Так, например, междугородные и туристические автобусы могут оснащаться только самыми совершенными АБС категории 1. На других типах ТС могут применяться относительно дешевые и простые АБС, устанавливаемые, например, только на задней оси.
АБС должна обеспечивать:
— минимальный тормозной путь (не менее 75 % от максимально возможного);
— устойчивость при торможении;
— сохранение управляемости при торможении;
— приспособляемость к изменяющимся внешним условиям, например сцеплению на сухой, мокрой и скользкой дороге (адаптивность);
— плавное торможение, без рывков;
— возможность торможения при выходе из строя АБС;
— минимальный расход рабочего тела;
— минимальное потребление электроэнергии;
— помехоустойчивость по отношению к внешним магнитным полям;
— сигнализацию при выходе из строя АБС, диагностику неисправности;
— общие требования (надежность, низкая стоимость и т. п.).
|
|
|
|
|
|
Схема электронной АБС:
1 — датчик;
2 — замер скорости;
3 — модулятор;
4 — блок управления;
5 — тормозной цилиндр;
6 — замер давления
В состав электронной антиблокировочной системы входят:
— датчики (угловой скорости колеса, замедления и т. д.);
— электронный блок управления, получающий информацию от датчиков, обрабатывающий ее и подающий сигналы на исполнительные механизмы и сигнальную лампу;
— исполнительные механизмы (модуляторы давления рабочего тела).
Для поддержания требуемого проскальзывания (пробуксовки) колес необходимо знать значения линейной скорости автомобиля в каждый момент времени, угловую скорость тормозящего колеса, рассчитывать скольжение и управлять модуляторами, установленными в тормозном приводе. С помощью модуляторов изменяют тормозное давление, поступающее к тормозным камерам или рабочим цилиндрам и тем самым регулируют тормозные силы на колесах.
Угловую скорость колеса определяют датчиками, установленными в ступице колеса, или, реже, в главной передаче. Датчик состоит из ротора в виде зубчатого диска (или перфорированного кольца), закрепленного на колесе, и катушки индуктивности, установленной неподвижно с некоторым зазором относительно зубцов диска.
Линейную скорость автомобиля чаще всего определяют косвенным путем — перерасчетом значений, полученных от датчиков угловой скорости колес. Иногда, например, на полноприводных автомобилях линейную скорость рассчитывают по значению замедления в продольном направлении, определяемому с помощью датчика замедления. При достижении величины заданного относительного скольжения (порогового значения) блок управления подает соответствующую команду исполнительному механизму.
Существуют различные принципы регулирования: по величине замедления тормозящего колеса; по заданной величине угловой скорости тормозящего колеса; по заданной величине относительного скольжения; по давлению рабочего тела и т. д.
В подавляющем большинстве случаев для выполнения всех требований по адаптивности применяется регулирование тормозящего колеса по его замедлению и скольжению.
Исполнительные механизмы (модуляторы) АБС могут иметь различное устройство: клапанное, золотниковое, диафрагменное, смешанное. Модуляторы по командам блока управления изменяют давление рабочего тела в тормозных камерах или цилиндрах.
Различают модуляторы, работающие по двухфазовому (увеличение-сброс давления) и трехфазовому (сброс-выдержка-увеличение давления) рабочим циклам. Современные модуляторы часто имеют усложненный рабочий цикл. Например, фаза увеличения или уменьшения давления состоит из нескольких этапов, отличающихся темпом изменения давления. От частоты, с которой модулятор может осуществлять рабочий цикл, зависит качество работы АБС. Трехфазовый модулятор обеспечивает несколько меньший расход рабочего тела.
|
|
|
|
|
|
Схемы установки АБС
Схемы установки АБС. Тормозная динамика автомобиля в большой степени зависит от схемы установки элементов АБС на автомобиле и выбранного принципа регулирования.
Наиболее распространены следующие принципы регулирования скольжения колес:
— индивидуальное регулирование скольжения каждого колеса в отдельности (Individual Regelung) — IR;
— «низкопороговое» регулирование, т. е. регулирование, предусматривающее подачу команд на растормаживание и затормаживание обоих колес оси одновременно по сигналу датчика колеса, находящегося в худших по сцеплению условиях, — «слабого» колеса (Select Low) — SL;
— «высокопороговое» регулирование колес одной оси, когда сигнал подается датчиком «сильного» колеса, т. е. находящегося в лучших по сцеплению условиях (Select High) — SH;
— модифицированное индивидуальное регулирование — Modifizierte Individual Regelung (MIR) представляет собой компромиссное регулирование между SL и IR. Смысл MIR заключается в том, что вначале регулирование осуществляется по «низкопороговому», а затем постепенно происходит переход к индивидуальному регулированию. MIR целесообразно использовать при торможении на опорной поверхности с различным сцеплением под левым и правым колесами, а также на повороте и поперечном уклоне.
Индивидуальное регулирование является оптимальным с точки зрения обеспечения наилучшей тормозной эффективности (минимального тормозного пути). Для этой цели на каждом колесе размещается датчик частоты вращения и модулятор давления и их параметры регулируются отдельным каналом управления в электронном блоке. Индивидуальное регулирование дает возможность получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии со сцепными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь. Однако если колеса одной оси будут находиться в неодинаковых сцепных условиях, то тормозные силы на них также будут не одинаковыми.
Разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости
В этом случае возникает разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости. Управляемость автомобиля при этом сохраняется, так как колеса не заблокированы и запас боковой устойчивости остается достаточным. Схема с индивидуальным регулированием является наиболее сложной и дорогой.
При выборе схемы АБС обычно исходят из технической и экономической целесообразности. Как показали исследования, соответствуют всем требованиям, а следовательно, относятся к категории 1 АБС имеющие схему регулирования (передние колеса/задние колеса) IR/IR и MIR/IR, а также другие схемы (MIR/SL, SL/IR) если принцип SL используется на оси (осях), обеспечивающей не более 50 % суммарной тормозной силы. АБС, использующие принцип SL на обеих осях АТС (SL/SL), относятся к категории 2. В АБС категории 3, как правило, реализуется схема — SL.
Схема системы AБС 2-го поколения фирмы Bosch для легкового автомобиля:
1 — датчик;
2 — сигнальная лампа;
3 — блок управления;
4 — модулятор
Система АБС второго поколения встраивается в штатную тормозную систему и не требует изменения ее конструкции. Преимущества таких систем заключаются в простоте и удобстве компоновки на автомобиле.
Система содержит гидравлический узел, располагаемый междуглавным тормозным и колесным цилиндрами, датчики частоты вращения, монтируемые у передних колес и у главной передачи, и электронный блок управления (ЭБУ), устанавливаемый в салоне или в моторном отсеке автомобиля. На полноприводных автомобилях к датчикам частоты вращения добавляется датчик продольного замедления. Гидравлический узел состоит из насоса с электродвигателем, модулятора с тремя электроклапанами, двух аккумуляторов с демпфирующими камерами.
В системе используется трехфазный рабочий цикл. При торможении без блокировки колес электроклапан соединяет колесный цилиндр с соответствующей секцией главного цилиндра и тормозная система работает обычным образом. Если ЭБУ выявляет тенденцию к блокированию колеса, то электроклапан переводится в положение, при котором колесный тормозной цилиндр отсоединяется от главного тормозного цилиндра и, наоборот, соединяется с магистралью слива. Жидкость перетекает в демпфирующую камеру, а затем перекачивается насосом в главный тормозной цилиндр. Давление в колесном цилиндре уменьшается. В фазе выдержки давления электроклапан переводится в положение, при котором все магистрали разъединены между собой. Следующая фаза нарастания давления осуществляется переводом электроклапана в первоначальное положение. Жидкость из главного тормозного цилиндра вновь поступает в колесный цилиндр.
В случае отказа насоса торможение с антиблокировочной функцией прекращается, но работоспособность тормозного привода сохраняется.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!