Практична робота № 5.

Тема: СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ГІДРАВЛІЧНИМИ ГАЛЬМАМИ.

Мета: ознайомлення з будовою та роботою системами керування гідравлічними гальмами.

Завдання: вивчити будову та роботу систем керування гідравлічними гальмами і їх компонентів.

Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитись із системами керування гідравлічними гальмами.

Рівномірне сповільнення руху автомобіля за рахунок сповільнення швидкості обертання всіх 4-х коліс одночасно практично неможливо. Навіть якщо всі колісні циліндри передають гальмівним барабаном (чи дискам) одинакові гальмівні зусилля, то і в такому випадку через неодноріде зчеплення коліс з дорогою будуть створюватись різні гальмівні сили, різниця яких створюватиме крутний момент, що діє на автомобіль.

На слизьких дорогах (наприклад, на мокрих чи вкритих льодом) під час різкого гальмування колеса легко блокуються. Якщо блокуються лише задні колеса, то бічні сили спричиняють бічне ковзання (занос), а якщо блокуються передні колеса, то керування автомобілем практично неможливе і часто призводить до аварій.

Різке збільшення швидкості обертання коліс (різкий газ) на слизькій дорозі також призводить до заносу ведучих коліс.

Зберегти керованість автомобіля в цих випадках водієві дуже важко, а тому на сучасних автомобілях встановлюються системи керування гальмами, котрі в нештатних ситуаціях адаптуються під умови руху і виконують свої функції автоматично. Такими системами є система антиблокування гальм (ABS - від німецьких слів Antiblock Bremsystem); система блокування диференціалу ведучого моста (EDS - також від німецьких слів Differential System) та інші.

Позитивний вплив гальмівних антиблокувальних систем (ABS) на безпеку руху транспортних засобів в усьому світі зараз не вимагає доказу: проблеми їх створення і серійного випуску для світового автомобілебудування вирішені. Зараз завершується етап регламентації їх властивостей в міжнародних вимогах, після чого слід очікувати, що ABS стане такою ж невід'ємною частиною автомобіля, як і самі гальма. Зокрема, вже існують вимоги до ABS (Додаток 13 до Правил № 13 ЄЕК ООН), а також угода про обов'язкове обладнання цієї системою деяких категорій транспортних засобів. В країнах Європейського ринку експлуатація міжміських і туристичних автобусів, а також великотонажних автомобілів та автопоїздів, не обладнаних АВ8, заборонена з 1 жовтня 1991 р.

Але і без цього обмеження, не дивлячись на значну ціну (4-7% ціни транспортного засобу) число замовлень на автомобілі з ABS стрімко зростає.

Під час руху автомобіля з постійною швидкістю різниці в швидкостях обертання коліс не виникає. При цьому не виникає також різниці між приведеною швидкістю руху автомобіля К та середньою швидкістю обертання коліс Vk тобто Va = Vk. При цьому під середньою швидкістю обертання коліс приймається величина:

Vk = (Vk1+ Vk2+ Vk3+ Vk4)/4

де Vk1… Vk4 - швидкості обертання кожного колеса окремо.

Коли починається процес гальмування, приведена швидкість кузова автомобіля Va починає перевищувати середню швидкість Vk обертання коліс, так як кузов «обганяє» колеса під дією сили інерції маси автомобіля, тобто Va > Vk.

В цьому разі між колесами і дорогою виникає явище рівномірного помірного ковзання. Це ковзання є робочим параметром гальмівної системи і визначається як:

S = [(Va - Vk)/ Va]∙100%.

Фізично робоче ковзання на відмінність від аварійного юзу реалізується за рахунок прогинання протектора колісних шин, зсуву малих фракцій на поверхні дороги, та за рахунок амортизації автомобільної підвіски. Ці фактори утримують автомобіль від юзу і відображають корисну сутність робочого ковзання колеса при його гальмуванні. Зрозуміло, що при цьому сповільнення обертання колеса відбувається поступово і керовано, а не миттєво як при блокуванні.

Величина S названа коефіцієнтом ковзання і вимірюється в процентах. Якщо S = 0%, то колеса обертається вільно без впливу на них дорожнього покриття.

Коефіцієнт ковзання S = 100% відповідає юзу колеса коли воно переходить в заблокований стан.

При появі ефекту робочого ковзання при якому все ще має місце нормальне кочення коліс між ними та дорогою виникає рівномірно зростаючий опір тертя Rд, котрий є функцією від робочого ковзання S та створює силу гальмування автомобіля Fr:

Fr = K∙Rд∙ (S), де К - конструктивний коефіцієнт пропорційності, який залежить від стану протектора шини, гальмівних колодок, гальмівних дисків і гальмівних супортів.

Максимальне значення величини Fr досягає при значеннях в інтервалі від 10% до 30%.

Таким чином, зрозуміло, що основним завданням ABS є автоматичне (без участі водія) підтримання коефіцієнта ковзання в межах від 10% до 30%, коли гальмівна сила автомобіля максимальна.

2. Вивчити функціональну схему розташування компонентів ГГС з ABS на автомобілі.

На сучасних легкових автомобілях застосовується достатньо велика кількість різних варіантів систем антиблокування гальм. Загальним для всіх ABS є те, що вони доповнюють робочі функції гідравлічної гальмівної системи (ГГС) автомобіля принципово новою якістю - здатністю інтенсивного гальмування без блокування коліс. Для досягнення цієї мети кожна система ABS крім основних компонентів ГГС включає в свій склад датчики частоти обертання коліс КД, електронний блок керування ABS (ЕБК АВ8) та центральний виконавчий механізм (ЦВМ), котрий роздільно керує колісними гальмівними циліндрами (КГЦ), а сам керується від електричних сигналів ЕБК ABS (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Чотирьохконтурна ГГС, доповнена функціями системи ABS

Різновидності систем ABS класифікуються за чотирма ознаками:

- конструктивні особливості системи;

- функціональні можливості системи;

- компонентний склад;

- експлуатаційні властивості.

Для пояснення принципу дії системи автоматичного антиблокування гальм (ABS) розглянемо роботу трьохканальної трьохпозиційної електроклапанної ABS з гідронасосом низького тиску (ABS-ГЗ). Складовими елементами такої системи ABS є:

1. Колісні датчики числа обертів (КД);

2. Колісні гальмівні циліндри (КГЦ);

3. Центральний гідравлічний вузол системи ABS (центральний виконавчий механізм ЦВМ);

4. Головний гальмівний циліндр (ГГЦ);

5. Електронний блок керування (ЕБК- ABS);

6. Контрольна лампа ABS;

7. Також може включатись датчик уповільнення інерційного типу для автомобілів 4WD.

Перераховані компоненти встановлюються на автомобілях по різному. Прикладом може служити німецький автомобіль «ВМW», розташування елементів ABS якого показано на рисунку 5.2.

Рисунок 5.2 - Розташування компонентів системи ABS на автомобілі

1 - бачок гальмівноїсистеми з гальмівною рідиною; 2 - ЕБК ABS;
3 - гідропідсилювач; 4 - головний гальмівний циліндр; 5 - колісний датчик частоти обертання; 6 - центральний виконавчий механізм