Статья позаимствована с сервера Иркутский экспресс


Автомобиль потерял управление на повороте и покинул трассу

Автомобиль потерял управление на повороте и покинул трассу

 
 
 
"На ралли в Монте-Карло в 1968г. я пережил страшные минуты. Было скользко. Хотел обогнать автобус. Неожиданно на встречной полосе появился грузовик. На спидометре - 140 км/ч. Обгон завершить не успеваю! Торможу. Ежесекундно возникает блокировка колес. Применяю торможение импульсами. Перед самым ударом с грузовиком отпускаю тормоз и успеваю нырнуть вправо за ушедший вперед автобус. Спасся!"
Из воспоминаний известного польского автогонщика Собеслава Засады

Автомобиль с АБС послушен в управлении и следует по трассе

Автомобиль с АБС послушен в управлении и следует по трассе

Антиблокировочная система тормозов (АБС), как и противобуксовочная система (ПБС), "пришли" в Россию вместе с иномарками. За рубежом эти необходимые устройства давно входят в перечень стандартного оборудования, а наши автозаводы пока проводят эксперименты...

АБС предназначена для того, чтобы вне зависимости от условий торможения обеспечивать оптимальное сочетание устойчивости и тормозной эффективности автомобиля. Другими словами, система не допускает блокировки (или "юза") колес, при которой не только увеличивается тормозной путь и теряется управление автомобилем, но и возникает опасность "вылета" в кювет со всеми вытекающими отсюда последствиями. На скользком участке дороги при экстренной остановке не многие водители вспоминают о приеме импульсного торможения, о котором в свое время они узнали в автошколе. К тому же, прием этот требует определенного навыка: ведь отпускать педаль тормоза нужно на самой границе начала блокировки колес, а граница эта зависит от множества факторов... Решить эти проблемы за водителя и призвана АБС, давно применявшаяся на железнодорожном транспорте и в авиации.

Первые попытки переноса авиационной АБС на автомобиль делались еще в 50-х годах. Они не увенчались успехом из-за различий в условиях торможения самолета и автомобиля. Дело в том, что диапазон изменения коэффициента сцепления на взлетно-посадочной полосе аэродрома значительно уже, качество покрытия можно оценить заблаговременно и установить нужный уровень регулирования давления в тормозной системе самолета. По аналогичной причине не подошли и железнодорожные АБС.К концу 60-х развитие электроники позволило решить проблему. В 1969г. появился легковой автомобиль "Ford" с АБС. Вслед за ним последовали модели "Mercedes-Benz", "BMW", "GM", "Chrysler", в которых АБС предлагали за дополнительную плату. Постепенно новая система, по мере налаживания ее производсва крупнейшими специализированными фирмами, стала более дешевой, и это открыло ей дорогу для установки на массовые недорогие модели, такие, как, например, "Fiat Uno".

1 - сухой асфальт; 2 - мокрый бетон;
3 - мокрая брусчатка;
4 - укатанный снег;
5 - значения (y) на сухом асфальте
График изменения коэффициентов сцепления колеса с дорогой в продольном (x) и поперечном (y) направлениях в зависимости от его относительного проскальзывания (в %) при разных дорожных условиях.
 
В основе работы АБС лежит принцип оптимального соотношения между коэффициентом сцепления колеса с дорогой и его относительным проскальзыванием на оси. При относительном проскальзывании 15-30 % отмечается "пик" коэффициента сцепления, после чего он начинает падать. Именно это значение проскальзывания обеспечивает одновременно и максимальную эффективность и достаточную безопасность торможения. Сказанное иллюстрирует график зависимости коэффициента сцепления колес jх от степени их проскальзывания в процентах. (Коэффициент сцепления jх равен отношению горизонтальной реакции дороги (X) к вертикальной нагрузке (Z), приходящейся на колесо в точке контакта, т. е. jх=X/Z). Естественно, сцепление колес зависит и от состояния дороги, и от характеристик шин. Важно отметить, что сопротивление колеса боковым воздействиям уменьшается сразу же после начала проскальзывания. Именно поэтому автомобиль так легко входит в занос, теряя курсовую устойчивость. Причиной заноса может стать любая едва заметная неровность дороги или легкая асинхронность срабатывания тормозов по правому и левому бортам машины.
Границу противостояния боковым силам определяет коэффициент сцепления в поперечном направлении jy, величина которого также зависит от состояния дороги и типа шин (jy=Y/Z, где Y - поперечная реакция дороги при воздействии боковых сил). Таким образом АБС должна при значениях jх, близких к максимальным, обеспечивать достаточную величину коэффициента jy, "отвечающего" за боковую устойчивость машины.Водителю, сколь угодно опытному, практически невозможно конкурировать с АБС, которая решает свою задачу с помощью автоматики.
 
1 - электрический кабель;
2 - постоянный магнит;
3 - корпус;
4 - обмотка;
5 - сердечник;
6 - зубчатый диск.
Датчик угловой скорости колеса в разрезе.
 
Все современные АБС содержат три основных узла: датчики угловой скорости колес, электронный блок обработки данных и управления, подающий команды, и собственнно исполнительный механизм - модулятор давления тормозной жидкости. А теперь рассмотрим, как работает АБС.
Индуктивно-частотный датчик установлен на ступичном узле колеса так, что рядом с ним с минимальным зазором вращается зубчатый ротор, или перфорированное кольцо, закрепленное на тормозном барабане. Датчик представляет собой катушку индуктивности, в которой наводится электрический ток, частота которого пропорциональна угловой скорости вращения колеса, количеству зубцов или просечек ротора. Обработку сигнала ведет электронный "мозг" системы, отслеживая, в свою очередь, моменты блокировки колес. От "мозга" исходят команды модуляторам на изменение давления в тормозной магистрали автомобиля. Модуляторы содержат, как правило, два электромагнитных клапана. Назначение первого - перекрыть доступ жидкости в магистраль, соединяющую главный тормозной цилиндр с рабочим (колесным). Второй клапан при избыточном давлении открывает доступ жидкости в резервуар гидроаккумулятора. Важнейшая характеристика модуляторов - частота цикла. Обычно она в пределах 4-17 Гц.
 
Схемы установки элементов АБС на автомобилях (квадратик) - модулятор;
(перечеркнутый квадратик) - канал блока управления;
(кружок) - датчик.

Известны различные варианты установки элементов АБС на автомобилях. На схеме а показана самая эффективная и дорогая система с индивидуальным регулированием давления на каждом колесе. В этом случае количество датчиков угловой скорости, модуляторов давления и каналов управления в блоке равно числу колес. Упрощенная схема б содержит лишь два колесных датчика, один общий модулятор и один канал управления, а схема в представляет более распространенную систему, с датчиками на каждом колесе, двумя модуляторами и двумя каналами управления. Схема г - трехканальная с четырьмя датчиками угловой скорости. Три модулятора работают по трем каналам, производя индивидуальную регулировку давления тормозной жидкости передних колес и задней оси.

Познакомимся подробнее с АБС немецкой фирмы "Bosch" - мирового лидера в производстве таких систем, первой освоившей их серийное производство. Размещение основных узлов АБС серии 2S представлено на рисунке ниже.Регулировка происходит по трем каналам, соответственно модулятор оснащен тремя электроклапанами. Он располагается рядом с главным тормозным цилиндром и выполнен в виде отдельного блока.

Расположение на автомобиле элементов АБС
фирмы "Bosch" серии 2S.
1 - датчики угловой скорости;
2 - колесные тормозные цилиндры;
3 - модулятор;
4 - главный тормозной цилиндр;
5 - электронный блок управления;
6 - индикаторная лампа на приборном щитке.
Система "Bosch" модели 2S работает в режиме так называемого трехфазного цикла по принципу обратного нагнетания. При обычном торможении без блокировки электроклапан соединяет колесный тормозной цилиндр с главным цилиндром, и тормозная система работает так, как если бы и не было антиблокировочной системы. При блокировке электронный блок управления посылает сигнал в виде электрического тока на соленоид электроклапана. Сердечник начинает продольное перемещение и торцевым клапаном перекрывает магистраль, одновременно открывая путь сливу тормозной жидкости из тормозной системы в специальную демпфирующую камеру. (Впоследствии насос перегонит ее снова в резервуар главного тормозного цилиндра). Это приводит к уменьшению давления в магистрали. Затем следует фаза выдержки, когда электроклапан разъединяет все магистрали системы перед фазой повышения давления, которая наступает тогда, когда электроклапан переводится в первоначальное положение, закрывает сливное отверстие, и давление тормозной жидкости снова увеличивается. Ниже представлены устройство электроклапана и схема работы модулятора по трехфазному циклу.Преимущество рассмотренной АБС - возможность использования трехпозиционных электроклапанов вместо шести двухпозиционных, применявшихся ранее. Дальнейшим шагом на пути развития АБС явилось объединение главного тормозного цилиндра вместе с усилителем и модулятором в единый блок, т.е. создание интегрированной антиблокировочной системы, сборка которой на конвейере стала намного проще. Примером подобной АБС может служить система, показанная ниже. В настоящее время развитие АБС идет по двум диаметрально противоположным направлениям. Для автомобилей высокого класса создаются наиболее эффективные интегрированные четырехканальные АБС, а для массовых дешевых моделей ведется разработка упрощенных вариантов, встраиваемых в серийные тормозные системы в качестве дополнительного оборудования. АБС перевернула представление об уровне безопасности движения. Сегодня эта система входит в список дополнительного оборудования практически каждой новой модели. Во всех развитых странах большинство автомобилистов убеждены: экономить на АБС нельзя. Не за горами и обязательное применение АБС. На сегодняшний день международные и национальные требования (в частности, Директива 71/320 ЕЭС и приложение 13 к Правилам 13 ЕЭК ООН) предусматривают обязательное наличие АБС только на грузовых автомобилях общей массой более 16 т, прицепах и полуприцепах полной массой более 10 т и международных автобусах полной массой свыше 12 т, поскольку последствия аварий этих транспортных средств могут быть самыми трагическими.
Схема работы трехпозиционного электроклапана модулятора АБС фирмы "Bosch" серии 2S
   1 -
датчик угловой скорости;
   2 -
колесный тормозной цилиндр;
   3 -
модулятор;
   3a -
соленоидный клапан;
   3b -
аккумуляторная емкость;
   3c -
возвратный насос;
   4 -
главный тормозной цилиндр;
   5 -
электронный блок управления;
   a -
обычное торможение: давление тормозной жидкости увеличивается, тормозная жидкость поступает к колесным цилиндрам, соленоидный клапан обесточен;
   b -
фаза выдержки: давление постоянно, на клапан подан ток с блока управления, жидкость к колесным цилиндрам не поступает;
   c -
"фаза слива" под действием еще большей величины тока, подаваемого на соленоидный клапан: давление в колесных цилиндрах падает.
Схема АБС фирмы "Teves" с интегрированным узлом управления
A - элементы системы на передних колесах;
B - элементы системы на задних колесах;
C - интегрированный блок управления;
Хочется надеяться, что антиблокировочная система и для российских автомобилистов станет такой же необходимой "новой реальностью", как уже привычные ремни безопасности.

Что дает АБС?

  1. АБС в любых условиях торможения обеспечивает автомобилю сохранение курсовой устойчивости. Это позволяет не только легко удерживать автомобиль на прямой, но и спокойно объехать препятствие, а при торможении на повороте избежать заноса.
  2. Наиболее совершенные и дорогие АБС улучшают эффективность торможения автомобиля.
  3. В случае отказа АБС водитель информируется световым индикатором на приборном щитке. АБС не препятствует работе обычной тормозной системы.
  4. Работа АБС не ухудшает комфортабельность автомобиля. Изменение тормозных сил на колесах не приводит к неприятным для пассажиров толчкам.
  5. АБС не усложняет техническое обслуживание автомобиля, не требует от водителя особых навыков управления, при этом стоимость автомобиля существенно не повышается.
  6. АБС способствует увеличению срока службы шин.

"Новости авторынка"

На Главную страницу

Возврат обратно