1.2.2 ПБС с притормаживанием пробуксовывающего колеса. Выберем для модернизации ПБС с притормаживанием пробуксовывающего колеса, так как этот принцип предотвращения проскальзывания используется во всех противобуксовочных системах и является достаточно эффективным. Добавление же к нему других способов в целом лишь делает системы разнообразных фирм-производителей отличными друг от друга. Кроме того, такая ПБС конструктивно проще и дешевле остальных систем.

Данная система носит также название электронной блокировки дифференциала (ЭБД), так как притормаживает колесо, буксующее больше, имитируя механическую блокировку межколесного дифференциала.

Рассматриваемая ПБС является естественным развитием АБС. Она полностью выполняет функцию АБС и дополнительно предохраняет ведущие колеса от буксования при трогании и разгоне.

Склонность к пробуксовке всегда больше у ведущих колес: они уже нагружены тяговым усилием или силой торможения двигателем, поэтому при появлении боковых воздействий они раньше, чем ведомые, теряют сцепление с дорогой. Поэтому ПБС призвана не допустить пробуксовки ведущих колес при разгоне и начале движения.

Электронный блок управления ЭБУ является микропроцессорным устройством. Получая сигналы от датчиков угловой скорости колёс, имеющихся в составе АБС, ЭБУ сравнивает скорость вращения обоих ведущих колёс друг с другом и со скоростью вращения неведущих колёс. Чрезмерная скорость одного из ведущих колёс свидетельствует о проскальзывании колеса. Это колесо подтормаживается до тех пор, пока не сравняется по частоте вращения с небуксующим. При разности частот вращения порядка 110 1/мин система автоматически включается в работу и без ограничений действует при скоростях от 0 до 80 км/ч. При последующем повышении скорости система плавно выходит из рабочего режима. В результате такого регулирования возникает реактивный момент, который в случае необходимости создает эффект механически заблокированного дифференциала. В функции ЭБУ входит попеременное открытие и закрытие электромагнитных клапанов, которые требуется задействовать в соответствии с необходимым режимом работы системы.

Соответственно колесо, имеющее лучшие условия сцепления с дорожным

покрытием, может передавать большее тяговое усилие. Перераспределение тягового усилия между колесами может происходить в интервале от 0 до 100%.

В состав гидроагрегата ПБС с ЭБД, кроме штатных насоса с электродвигателем, модулятора с четырьмя электромагнитными клапанами, гидроаккумулятора, дополнительным узлом входит блок клапанов системы ПБС. При этом колесные датчики сигнализируют как о блокировке колес, так и о пробуксовке.

Принципиальная схема ПБС с притормаживанием пробуксовывающего колеса приведена на рисунке 5.

---

Главный тормозной цилиндр 4 предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к тормозной педали 16, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам (трубопроводу). С главным цилиндром объединен резервуар для тормозной жидкости 5. По контурам давление передается к колесным цилиндрам, и они прижимают тормозные колодки к дискам (в автомобилях иностранного производства чаще используются дисковые тормозные механизмы на всех колесах).

Вакуумный усилитель 6 увеличивает силу, создающую давление в тормозной системе. Для этого используется разрежение, создаваемое в вакуумной камере усилителя. Во многих автомобилях камера усилителя соединена с впускным трактом двигателя, где во время работы всегда создается разрежение.

Гидроаккумулятор давления 16 предназначен для накапливания жидкости, поступающей от гидронасоса 13, и передачи её в моменты наибольших расходов.

Электромагнитные клапаны АБС 9 и 10 - модуляторы давления - используются и в ПБС для модулирования (управления) давления тормозной жидкости в тормозных камерах ведущих колес. В каждом из контуров тормозной системы предусмотрено два клапана – впускной 9, который открывает путь жидкости из аккумулятора давления к рабочему цилиндру, когда надо увеличить тормозное усилие, и выпускной 10, позволяющий жидкости уйти обратно в аккумулятор, когда давление надо ослабить, то есть в режиме работы АБС (вся жидкость, попадающая в аккумулятор, возвращается в главный тормозной цилиндр при выключении тормозов). Эти клапаны при работе системы либо открываются поочеред-

но, либо закрыты, если давление в контуре должно сохраняться неизменным.

Открытый главный клапан подключает электромагнитные клапаны всех контуров тормозной системы в статическом режиме (без подключения систем АБС и ПБС), то есть при воздействии на тормозную педаль, закрытый - подключает пару клапанов буксующего колеса в режиме работы системы ПБС.

Первый клапан системы ПБС 11 закрыт в статическом режиме и во время

работы АБС и открыт при работе системы ПБС, так что давление может подаваться к суппортам дисковых тормозных механизмов.

Второй клапан системы ПБС 12 открыт в статическом режиме и во время работы АБС и закрыт при работе системы ПБС, предотвращая таким образом обратное течение тормозной жидкости в заправочный бачок (резервуар для тормозной жидкости).

Работа системы в режиме антиблокировочного регулирования тормозной системы (в качестве АБС): при воздействии на тормозную педаль 7 давление из гидроаккумулятора давления (давление в нём поддерживается порядка 18 МПа) подаётся в полость вакуумного усилителя 6, а оттуда через второй клапан системы ПБС 12 и главный клапан 4 – к электромагнитным клапанам 9, 10.

Работа системы в режиме ПБС: буксование одного из передних колёс распознаётся с момента его возникновения по сигналам датчика угловой скорости 3. Электроника закрывает второй клапан системы ПБС 12 (одновременно открывая первый 11) и главный клапан 4. Теперь тормозная жидкость, проходя через редукционный клапан 15 в главный тормозной цилиндр 4, создаёт в нём давление от

---

6 МПа до 7 МПа. В результате под управлением пары клапанов АБС, обслуживающей тормозной контур буксующего колеса, создаётся тормозной момент, который в сумме с возможно передаваемым на него крутящим моментом равен моменту, реализуемому на стороне с более высоким коэффициентом сцепления.

Система применяется для переднеприводных машин. Силы, обусловленные работой системы такой ПБС, настолько незначительны, что не оказывают негативного влияния на управляемость и устойчивость автомобиля при движении.

1 - сигнальные лампочки АБС и ПБС; 2- колесо; 3 - датчик угловой скорости; 4 - главный тормозной цилиндр с главным клапаном; 5 - резервуар для тормозной жидкости; 6 - вакуумный усилитель; 7 - тормозная педаль; 8 - гидроагрегат; 9 - впускной электромагнитный клапан АБС; 10 - выпускной электромагнитный клапан АБС; 11 - первый клапан системы ПБС; 12 - второй клапан системы ПБС; 13 – гидронасос; 14 – электродвигатель; 15 - редукционный клапан; 16 - гидроаккумулятор давления; 17 - задняя ось; 18 -

- ЭБУ

Рисунок 5 – Принципиальная схема ПБС с притормаживанием пробуксовывающего колеса

Общая функциональная схема трехконтурной системы ПБС изображена на

рисунке 6.

ГКЛ – главный клапан; ВКЛ – впускной клапан; ТЦ – тормозной цилиндр

Рисунок 6 – Функциональная схема трехконтурной системы ПБС

На схеме указаны следующие элементы:

а) Д_у.с.к - датчик угловой скорости колеса со встроенным преобразователем частоты вращения колеса в электрическую величину (напряжение);

б) ЭБУ - электронный блок управления, являющийся устройством управления и обработки информации. С выхода ЭБУ электрический сигнал в виде напряжения поступает на:

• клапан 1 ПБС, в результате чего на выходе клапана образуется давление, равное 7 МПа;

• главный клапан, который в соответствии поданным сигналом задействует контур правого или контур левого колеса;

• впускной клапан колеса.

в) тормозной цилиндр колеса, преобразующий давление тормозной жидкости на его входе в перемещение l поршня цилиндра, является исполнительным механизмом системы;

г) колесо - объект управления системы. Колесо имеет встроенный механизм (тормозные колодки), который и воспринимает входное перемещение l, пре-

образуя его в тормозную силу. Выходной параметр - угловая скорость колеса (частота вращения) ω;

Работает ПБС следующим образом. Информация о пробуксовке колеса поступает с датчика Д_у._с._к. Сигнал с датчика поступает на ЭБУ. Как только скорость колеса приближается к максимальной, то есть возникает опасность пробуксовки колеса, ПБС подтормаживает это колесо. После достижения скоростью данного колеса скорости, сравнимой со скоростями остальных колёс, давление в тормозных камерах снижается. Такие циклы повторяются до тех пор, пока не исчезнет угроза пробуксовки колеса, или, что то же самое, потери сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием.

---

2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Рассмотрим ПБС регулирования одного колеса, схема которой изображена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Функциональная схема одноконтурной системы ПБС

С учетом приведённой функциональной схемы построим структурную схему системы ПБС (рисунок 8).

W_ЭБУ - передаточная функция ЭБУ; W_КЛ - передаточная функция первого клапана ПБС; W_ГКЛ - передаточная функция главного клапана; W_ВКЛ - передаточная функция впускного клапана; W_ТЦ - передаточная функция тормозного цилиндра колеса; W_К - передаточная функция колеса; W_Д - передаточная функция датчика угловой скорости

Рисунок 8 - Структурная схема ПБС

Основные технические характеристики рассматриваемой ПБС:

• диапазон рабочих температур, °С от -50 до +70;

• время после пуска двигателя автомобиля, необходимое

для приведения системы в работоспособное состояние, с 10;

• время регулирования, с 2;

• соответствие требованиям ГОСТ3940-84 по вибропрочности и

ударопрочности;

• устойчивость к кондуктивным помехам по ГОСТ 28751-90;

• срок службы не менее 8 лет или 800 тысяч километров пробега

автомобиля.

Модернизация данной системы имеет целью улучшить динамические характеристики системы, в частности время регулирования процесса восстановления необходимого сцепления колес с дорожным покрытием, а значит, увеличить быстродействие системы, что в конечном итоге приведёт к большей стабильности системы, увеличению её точности и снижению опасности дорожно-транспортных происшествий. Желаемого эффекта модернизации можно достигнуть применением в разработанной структуре системы элементов с улучшенными динамическими характеристиками и выбором для них соответствующих передаточных функций.

---

3 ПОДБОР ЭЛЕМЕНТОВ ПБС И РАСЧЕТ ИХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ

3.1 Датчик угловой скорости колеса

Практическое применение в современных ПБС нашли индукционные датчики угловой скорости (частоты вращения) колес, в которых, на основании законов электромагнитной индукции, генерируются импульсы электрического тока. Индукционные датчики имеют множество достоинств, главные из которых - стабильность характеристик, хорошие динамические свойства и большой срок службы. /2/

Схематично размещение осевого датчика угловой скорости на колесе изображено на рисунке 9.

Рисунок 9 – Размещение датчика угловой скорости на колесе

Датчик состоит из катушки индуктивности и зубчатого ротора (вращающегося возбудителя), прикрепленного к тормозному диску. Создаваемое между диском и катушкой индуктивности магнитное поле позволяет контролировать скорость чередования зубьев ротора.

В основу работы колесных датчиков положен принцип электромагнитной индукции. Когда колесо вращается, в индукционной катушке при каждом прохождении зубчиков колеса генерируется электрический сигнал. Частота этих сигналов прямо пропорциональна скорости вращения колеса, и эта частота увеличивается или уменьшается в зависимости от того, вращается колесо быстрее или медленнее (рисунок 10). Электрический сигнал возникает благодаря тому, что металлические зубцы колесика датчика пересекают магнитные силовые линии катушки.

Генерирование электрического сигнала в датчике поясняется рисунком 10.

Форма волны показывает положительный потенциал сигнала, который генерируется, когда передняя часть зубца колесного тона проходит через датчик скорости. Напряжение сигнала падает до нуля, когда датчик скорости проходит центр зубца или находится между двумя зубцами. Отрицательный потенциал генерируется, когда задняя часть зубца проходит через датчик скорости.

Рисунок 10 - Формирование электрического сигнала в индукционном датчике

В качестве датчика угловой скорости был выбран датчик типа ДУС1-12АС.

Технические характеристики датчика ДУС1-12АС:

• выходной сигнал, В (при U_пит=12В) 13.5;

• максимальный нулевой сигнал, В, не более ±0,01;

• порог чувствительности, % от диапазона измерения 1.5;

• чувствительность, В 0.02;

• погрешность крутизны характеристики, % 5;

• температурный коэффициент крутизны, % 3;

• диапазон рабочих температур, °С -60...+60;

• коэффициент передачи, В/(об/с) 0.4.

Исходя из предположения, что механическое перемещение, представляющее собой входной сигнал датчика, имеет сравнительно низкую частоту по сравнению с питающим напряжением, индукционный датчик считают безынерционным звеном.

Используемый индукционный датчик угловой скорости с учётом его небольшой инерционности представляет собой пропорциональное звено:

---

Смотрите также файлы

• СПИСОК.doc

• 20%.doc

• Каля-маля.doc

• 6.doc

• 5.doc