| МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра технологии конструкционных материалов и метрологии Реферат АНТИБЛОКИРОВОЧНАЯ СИСТЕМА ТОРМОЗОВВыполнил ст. гр. СТ-3Данилов-Новорусский Н.М.Принял к.т.н., доцентГлазков В.Ф. Санкт-Петербург 2010 |
Содержание
1. Введение……………………………………………………….……3
2. История развития………………………………….…………....…..4
3. Принцип действия и устройство…………………………………..5
4. Преимущества АБС по сравнению с тормозными системами без АБС…………………………………………………………………..9
5. Типы систем………………………………………………………..10
6. Работа АБС на практике……………………………………...…...11
7. ESP…………………………………………………...……………..13
8. Заключение……………………………………...…………………14
9. Использованныеисточники………………………………………15
1. Введение
Антиблокировочные системы получили широкое распространение в течение последних двадцати лет. Сначала на дорогих и спортивных машинах, затем на более дешевых, они стали частью тормозной системы. Их невысокая стоимость существенно перекрывается преимуществами, которые получает водитель.
Антиблокировочная система (АБС, ABS), нем. antiblockiersystem англ. Anti-lock Brake System или Anti-skid system — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы состоит в том, чтобы предотвратить потерю управляемости транспортного средства в процессе резкого торможения и исключить вероятность его неконтролируемого скольжения.
2. История развития
Прогресс за полвека заметный: если раньше для остановки со 100 км/ч требовалось метров 60, то сегодня не редкость 40 м, а иным образцам автомобилей достаточно и меньше!
«Устройство для предотвращения жесткого торможения колес» немецкая фирма Bosch запатентовала в 1936 году. А начало современной истории АБС было положено в 1964 году, когда инженер Гейнц Либер разработал фундаментальные основы таких систем. В 1970 году профессор Ханс Шеренберг объявил о создании первых работоспособных образцов антиблокировочной системы. Конечно, ни о какой сложной электронике в начале 70-х прошлого века не могло идти и речи, АБС с электронным управлением появились несколько позже, и первую такую систему разработала в 1978 году фирма Bosch. Первым серийным автомобилем, оснащаемым по желанию покупателя подобного рода системой, стал "Mersedes Benz S-класса" серии W 116. Произошло это в 1979 году. С тех пор установкой АБС на свои автомобили занимаются все ведущие мировые автопроизводители. Более того, эта система все чаще применяется в качестве стандартного оборудования, а некоторые из функций выполняемые ею активно используются для обеспечения работы других систем комплекса активной безопасности автомобиля, таких как ASR, ESP и т. д. (им нужны те же самые датчики, да и управление тормозами для них также необходимо).
3. Принцип действия и устройство
Рассмотрим, что происходит с транспортным средством при необходимости его экстренной остановки. При нажатии на педаль тормоза автомобиль, обычно -, начинает замедляться, т. к. на колесо передается тормозной момент МТР, реализуемый путем прижатия тормозных колодок к диску или барабану. Величина этого момента главным образом определяется приложенным к педали усилием. В общем случае, здесь мы могли бы создать достаточно большой тормозной момент способный, казалось бы, остановить автомобиль весьма быстро. Но это не так. По мере возрастания МТР автомобиль замедляется все быстрее. Однако существует определенное значение тормозного момента, при котором все Ваши действия как водителя, направленные на увеличение эффективности замедления автомобиля, путем вдавливания в пол этой самой педали, успехом не увенчаются. Автомобиль в этом случае уже не будет катиться по поверхности дороги, он будет скользить по ней. При этом машина становится совершенно неуправляемой, т. е. если перед Вами внезапно возникло препятствие, любые манипуляции рулем, направленные на то, чтобы хоть как-нибудь изменить траекторию движения транспортного средства, уже не помогут. Вы становитесь заложником заблокированных колес. Однако ситуацию еще можно исправить, надо только отпустить педаль тормоза и, сманеврировав, уйти от столкновения.
Объяснение этому явлению довольно простое. Дело все в том, что максимальный тормозной момент, реализуемый колесом (Мтрmax), зависит от коэффициента сцепления колеса с дорогой, который может быть реализован им в данных дорожных условиях, и определяется из соотношения:
Мтр max =f*Rz*r, где:
f - коэффициент сцепления колеса с дорогой;
Rz - нормальная составляющая реакции дороги;
r - радиус качения колеса.
Если величина Мтр, передаваемого на колесо, достигнет значения величины, стоящей в правой части уравнения, то колесо мгновенно заблокируется. В результате: в лучшем случае, после ряда таких замедлений, Вы отправитесь в магазин за новой обувью для своей машины, а в худшем - потеря управления может привести к заносу и возникновению ДТП. Причем бывают случаи, когда блокировка наступает даже при легком нажатии на педаль тормоза. Так происходит, например, на обледеневшей дороге. В этом случае коэффициент сцепления весьма невелик.
Таким образом, дабы избежать этой пренеприятнейшей ситуации необходимо, чтобы постоянно, в процессе торможения автомобиля,
соблюдалось неравенство: Мтр max< f*Rz*r. А вот этого достичь очень сложно, особенно если необходима экстренная его остановка. Помочь в этой ситуации водителю в силах только АБС. Антиблокировочная система дает возможность водителю не задумываться о том, с какой силой давить на педаль тормоза. При любом усилии она не позволяет колесам автомобиля начать скольжение, балансируя величиной тормозного момента на грани блокировки, и никогда не переходя за эту грань. Таким образом, водитель удерживает педаль тормоза нажатой, а система, то притормаживает колеса, то снова дает им раскрутиться, тем самым, обеспечивая прерывистое торможение, при котором автомобиль сохраняет свою устойчивость и управляемость.
АБС состоит из электронного блока управления, гидравлического исполнительного устройства (модулятора), датчиков скорости вращения колес. Датчик состоит из катушки индуктивности и зубчатого ротора, прикрепляемого к вращающимся деталям. Система работает при условии поступления сигналов от всех колес, благодаря которым блок управления постоянно следит за скоростью вращения каждого из них. Свои функции современные АБС системы выполняют по следующему алгоритму: электромагнитные
датчики непрерывно передают в электронный блок управления информацию о скорости вращения колес автомобиля, тот обрабатывает ее и посылает соответствующие указания на исполнительное устройство, которое непосредственно регулирует давление в тормозной системе. Как только угловая скорость колеса автомобиля уменьшается настолько, что возникает угроза блокировки последнего, АБС моментально дает о себе знать - блок управления подает команду на открытие электромагнитного клапана гидроагрегата, что приводит к уменьшению давления тормозной жидкости в соответствующем рабочем контуре и уменьшению тормозного момента на данном колесе. Как только
датчик оповестит блок управления о том, что колесо опять набрало определенную скорость, клапан перекроется, и давление в причем
тормозном контуре опять повысится. Далее цикл повторится, количество циклов в секунду для современных АБС колеблется в пределах от 10 до 15.
Ощутить работу АБС можно по пульсации, передающейся на ногу водителя при нажатии на педаль тормоза. На сегодняшний день существует множество разработок антиблокировочных систем, но все они подразделяются на: двухканальные, трехканальные и четырехканальные. Двухканальные АБС имеют три датчика, устанавливаемые на передних колесах и на ведущем колесе главной передачи, но они способны регулировать тормозное усилие только попарно, на каждой оси. В отличие от двухканальных, трехканальные "умудряются" регулировать давление в тормозных механизмах передних колес по отдельности. Наиболее эффективно же свою работу выполняют более дорогие четырехканальные АБС. Они имеют четыре датчика, по одному для каждого колеса, и давление, в каждом из четырех тормозных механизмов, устанавливают индивидуально.
4. Преимущества АБС по сравнению с тормозными системами без АБС
· Так как в тормозных системах с антиблокировочной системой колеса не блокируются, износ шин происходит медленнее.
· Водитель автомобиля, оборудованного АБС, лучше контролирует машину. Даже при резком торможении автомобиль с АБС не теряет управдения.
· Автомобиль с АБС имеет уменьшенную тенденцию к аквапланированию (скольжению на водном слое при движении по мокрой дороге).
5. Типы систем
Имеются два основных типа систем АБС: с двумя и четырьмя контролируемыми колесами. Каждая группа имеет две подгруппы – компонентные и вмонтированные системы.
· Антиблокировочные тормозные системы с двумя контролируемыми колесами
Эти системы предназначены для улучшения устойчивости автомобиля и предотвращения его заноса при резком торможении. Система контролирует только задние колеса и применяется в основном на легких грузовиках и фургонах, потому что у них задняя часть без груза очень легкая, из-за чего увеличивается вероятность блокировки задних колес. Антиблокировочная тормозная система с двумя контролируемыми колесами не оказывает никакого эффекта на передние колеса, и не может предотвратить потерю управления из-за блокировки передних колес. Клапан регулировки давления в тормозной системе с такой системой АБС не нужен (хотя на некоторых автомобилях этот клапан может быть установлен). Оба задних колеса управляются от одного тормозного контура. На системах АБС с двумя контролируемыми колесами с отдельными датчиками скорости вращения, гидравлическое давление управляется на основании данных, приходящих от колеса с наименьшей тягой.