Применение антиблокировочных систем на автомобиле

В настоящее время автомобили оснащаются в основном АБС, выпускаемыми зарубежными фирмами. Опытные отечественные АБС уступают зарубежным по надежности и эффективности. Ши­рокое применение АБС на отечественных автомобилях сдержива­ется высокой стоимостью этих систем. Однако согласно статисти­ческим данным, полученным в службах эксплуатации, примене­ние АБС снижает дорожно-транспортные происшествия с тяже­лыми последствиями, а это отодвигает проблему стоимости на задний план. За рубежом обязательна установка АБС на тяжелых грузовиках, междугородных автобусах, прицепах и некоторых ти­пах легковых автомобилей. Мировыми лидерами в производстве тормозных систем, в том числе и АБС, являются фирмы ITT Automotive, в которую входит Teves, и фирма Bosch.

В качестве примера рассмотрим систему «АБС2» типа ЗД/ЗК, IR/SL. Структурная схема размещения АБС на автомобиле пред­ставлена на рис. 7. Система является встраиваемой и не требует изменения штатной тормозной системы. АБС включает в себя: гид­равлический агрегат 8, располагаемый между главным тормозным цилиндром 1 и колесными цилиндрами; датчики угловой скоро­сти 2, монтируемые у передних колес и у главной передачи, и блок управления 7, выполняющий функции устройства управле­ния (УУ) и обработки информации (ОИ). УУ и ОИ устанавливается в салоне автомобиля или в моторном отсеке. На полноприводных автомо­билях к датчикам угловой скорости добавляется датчик продоль­ного ускорения (замедления). Его информация используется для определения коэффициента сцепления (высокий, низкий) и в алгоритм управления вводится поправка для более точного расче­та скорости автомобиля. Гидравлический агрегат 8 состоит из на­соса 4 с электродвигателем 5, модулятора с тремя электромагнит­ными двухпозиционными клапанами 3, двух аккумуляторов с демп­фирующими камерами 6.

В системе «АБС2» используется обратное нагнетание жидкости в модуляторе при трехфазном цикле. При торможении без блоки­ровки колес электромагнитный клапан 3 соединяет колесный цилиндр с соответствующей секцией главного цилиндра 1 и тор­мозная система работает обычным образом. По информации, по­ступающей с датчиков, определяется скорость автомобиля. При этом учитывается угловая скорость всех колес и выбирается наи­большая. Рассчитывается ускорение и проскальзывание. Если блок управления обнаруживает тенденцию к блокированию колеса, то электромагнитный клапан переводится в положение, при кото­ром колесный тормозной цилиндр отсоединяется от главного ци­линдра и соединяется с магистралью слива. Жидкость перетекает в демпфирующую камеру 6, а затем перекачивается насосом 4 в главный тормозной цилиндр.

Давление в колесном цилиндре умень­шается. В фазе выдержки давления электромагнитный клапан пе­реводится в положение, при котором все магистрали разъедине­ны между собой. Следующая фаза нарастания давления осуществля­ется переводом электромагнитного клапана 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.

Производятся и трехканальные интегрированные антиблоки­ровочные системы «АБСЗ», в которых главный тормозной ци­линдр, гидроусилитель и модулятор образуют единый блок. Пре­имуществом интегрированной системы является более простая сборка тормозной системы на автомобиле. Использование трехпозиционных ЭМК вместо двухпозиционных упрощает конструк­цию модулятора.

Рис. 7. Структурная схема размещения АБС на автомобиле

Наряду с интеграцией элементов АБС идет процесс их мини­атюризации. Сейчас выпускаются компактные АБС с габаритами, не превышающими габаритов обычной тормозной системы.

АБС с индивидуальным регулированием параметров движения колеса являются оптимальными с точки зрения наилучшего тормозного эффекта. Они обеспечивают минимальный тормозной путь. В этом случае требуется установка датчиков положения оси колеса (датчика угловой скорости) на каждое колесо, что усложняет си­стему.

Конструкцию АБС индивидуальным регулированием можно рассмотреть на примере АБС Bosch 2S, функциональная схема которой приведена на рис. 8.

Система управления включает в себя: устройство управления и обработки информации 1; модулятор, включающий в себя сдво­енные клапаны 2-1, обеспечивающие приток и отток рабочей жидкости, с электромагнитами 2-2, гидронасос 2-3 с элект­роприводом 2 - 4, аккумуляторы гидравлической энергии 2 - 5; главный цилиндр тормозной системы 3 с расширительным бач­ком 4; колесные цилиндры 5 (исполнительные механизмы) с тор­мозными механизмами; датчики положения оси колеса 6, состоя­щие из роторного колеса с зубцами и катушки, светового инди­катора 7 на комбинации приборов и регулятора тормозных сил 8.

Информация с датчиков положения оси колес 6 поступает в УУ и ОИ 1. На основании данных с таймера в УУ и ОИ определяют­ся скорости вращения колес и их ускорение или замедление. Ис­ходя из полученной информации и заданных значений регулиру­емых величин, определяется момент блокировки колес и форми­руются команды на управление электромагнитами 2 -2клапа­нов 2 - 1 - электропривода 2-4гидронасоса 2 -3.

В модуляторе АБС кроме электромагнитных клапанов, гидро­насоса и аккумуляторов гидравлической энергии размещены реле (усилители мощности) электромагнитных клапанов и электропри­вода насоса.

Алгоритм функционирования АБС включает три фазы:

1) тор­можение с приводом тормозных механизмов от педали через глав­ный тормозной цилиндр (обычное торможение путем притока рабочей жидкости в цилиндры колес);

2) поддержание тормозно­го усилия на постоянном уровне;

3) уменьшение тормозного уси­лия путем оттока рабочей жидкости из цилиндров колес.

Фаза обычного торможения. При обычном торможении сигнал с УУ и ОИ в виде напряжения постоянного тока не поступает. Из главного цилиндра тормозной системы рабочая (тормозная) жидкость под давлением нагнетается через клапан притока в колесные цилиндры, приводя в действие тормозные меха­низмы колес. Клапан оттока закрыт, и гидронасос не работает.

Рис. 8. Функциональная схема АБС Bosch 2S

Фаза удержания давления в цилиндрах колес на постоянном уровне. При появлении признаков блокирова­ния одного из колес УУ и ОИ формирует программу цикла работы АБС, удерживая давление на постоянном уровне путем разъеди­нения главного и соответствующего колесного цилиндров. На об­мотку клапана подается команда в виде тока силой 1_Х. Поршень клапана перемещается и перекрывает поступление рабочей жид­кости из главного цилиндров. Давление в тормозном цилиндре колеса остается постоянным.

Фаза сброса давления. Если опасность блокирования ко­лес сохраняется, УУ и ОИ выдает на обмотку клапана сигнал в виде постоянного тока силой 1₂. В результате дополнительного пе­ремещения затвора клапана открывается канал, через который рабочая жидкость сбрасывается в аккумулятор. Давление в колес­ном цилиндре падает. УУ и ОИ выдает команду на включение на­соса, который откачивает часть жидкости из аккумулятора. Педаль тормоза приподнимается. Вибрация тормозной педали, ощущае­мая водителем, является механическим сигналом работы АБС.

О включении и нормальной работе АБС сигнализирует свето­вой индикатор 7.

Если колеса задней оси будут находиться в неодинаковых сцеп­ных условиях, то тормозные силы на них также будут неодинако­выми. Для уменьшения разворачивающего момента используется регулятор тормозных сил 9.

Антиблокировочная система Bosch 2S встраивается в готовую тормозную систему в качестве дополнительного оборудования.

Антиблокировочные системы совершенствуются, объединяя все возможности известных тормозных систем. На них возлагаются функции пробуксовочных систем. В таких системах учитываются угол поворота автомобиля, степень отклонения от заданного на­правления движения и поперечное ускорение. Они стабилизиру­ют движение автомобиля на этапах ускорения и торможения пу­тем регулирования силы тяги и торможения отдельных колес.

Дальнейшее совершенствование АБС связано с появлением системы автоматического регулирования динамики автомобиля (САРДА, в латинской транскрипции FDR). В зависимости от кон­кретной ситуации и состояния дорожного полотна система FDR автоматически избирательно подтормаживает отдельные колеса.

Тормозные системы оснащаются датчиками скорости движе­ния педали (нажатия на педаль). Быстрое нажатие всегда соответ­ствует аварийному торможению. Система в этом случае помогает водителю активизировать мощность тормозной системы для оста­новки АТС.

Избыточная производительность современных микропроцессо­ров настолько велика, что позволяет создать системы управления с любыми функциями практически без дополнительных затрат.

Дата добавления: 2015-08-05