Анализ тормозных систем автомобиля.

 

Основной задачей тормозной системы автомобиля является снижение до минимума тормозного пути и сохранение устойчивости и управляемости автомобиля.

Максимальная нагрузка на систему происходит в режиме экстренного торможения. Идеальное торможение возможно лишь тогда, когда полностью используются силы сцепления колес с дорогой, но без блокировки колес.

Первым помощником водителя при торможении стал регулятор, распределяющий давление в тормозных контурах передних и задних колес. Основным фактором, обуславливающим необходимость регулировать величину тормозных моментов, является широкое варьирование коэффициента сцепления шин с дорогой.

Идеальный регулятор должен обеспечивать выполнение двух функций:

 

1. всегда устанавливать оптимальное соотношение давлений в контурах привода передних и задних тормозов;

2. в случае экстренного торможения поддерживать давление в контурах привода передних и задних тормозов на уровне, обеспечивающем полную реализацию сил сцепления, в течение всей фазы установившегося замедления.

 

Реализация первой функции обеспечивает наибольший запас устойчивости и управляемости автомобиля и одновременность подвода колес к предельному по сцеплению состоянию. Реализация второй обеспечивает минимальный тормозной путь. К сожалению, создание идеального регулятора – задача чрезвычайно сложная и дорогостоящая. Поэтому в настоящее время на практике нашли применение регуляторы, которые лишь частично решают указанные задачи. Используемые регуляторы можно разделить на две группы: регуляторы без обратной связи и регуляторы с обратной связью.

Использование регуляторов тормозных сил существенно повышает эффективность экстренного торможение автомобиля. Однако, рабочие характеристики как статических, так и динамических регуляторов еще пока далеки от оптимальных. Основной недостаток существующих регуляторов заключается в том, что при экстренном торможении они не исключают как недотормаживания колес (как правило, задней оси), так и их перетормаживания (как правило, колес передней оси). Это связано с тем, что рассмотренные выше регуляторы не отслеживают фактический режим качения колеса и не обеспечивают оптимальный для данных конкретных условий подбор предельных давлений в приводе передних и задних колес.

В результате этого происходит неполное использование сил сцепления и блокировка колес. Особенно значим второй недостаток, т.к. блокировка переход колес в юз вызывают два негативных последствия:

1. снижение продольного сцепления шин с полотном дороги (особенно значительное на скользких дорогах);

2. падение способности воспринимать боковые силы.

 

При этом снижение коэффициента сцепления φ_х вызывает увеличение длины тормозного пути, а потеря способности к восприятию поперечных реакций – потерю управляемости автомобиля (при юзе передних колес) или заносу (при юзе задних колес).

Снижение φ_х при переходе колес в юз объясняется изменением характера взаимодействия шин с опорной поверхностью. На сухих асфальтобетонных дорогах снижение сил сцепления относительно мало, но на скользких дорогах падение φ_х может достигать 50% по сравнению с тем, что реализуется при оптимальном режиме проскальзывания колес.

Если проскальзывания увеличиваются, то коэффициент поперечных реакций резко падает, т.е. колеса теряют способность воспринимать боковые усилия.

Таким образом, переход колес в блокируемое состояние крайне нежелателен, т.к. влечет снижение, как эффективности, так и безопасности экстренного торможения автомобиля. Это дало толчок к разработке и практическому применению таких регуляторов, которые предохраняют колеса от блокировки и поддерживают давление в приводе, обеспечивающие 15%…30% проскальзывание колес. Такие автоматические регуляторы получили название антиблокировочных систем (АБС), или антиблокировочных устройств (АБУ).

АБС по принципу регулирования могут быть разделены на три основных группы:

1. с индивидуальным регулированием каждого колеса (Individual Regulizung)-IR;

2. с “низкопороговым регулированием”, т.е. одновременным регулированием обоих колес оси по сигналам датчика колеса, находящегося в худших условиях по сцеплению (Select Low)-SL;

3. с “высокопороговым регулированием”, т.е. одновременным регулированием колес одной оси по сигналу датчика колеса, находящегося в лучших условиях по сцеплению(Select High)-SH.

 

АБС могут быть реализованы на различной элементной базе и выполнены по существенно отличающимися друг от друга принципиальным схемам. Вместе с тем, общность задач и объекта регулирования обуславливает наличие в рассматриваемой системе функциональных структур и узлов, служащих аналогичным целям. К таким структурам, прежде всего, относится исполнительный механизм с приводом, осуществляющий непосредственное регулирование тормозного момента; датчики состояния функциональных систем автомобиля, контролирующие изменение того или иного параметра, и блок управления на основе поступающей информации.

Для оптимального сочетания эффективности торможения и устойчивости автомобиля необходимы системы с обратной связью.