Основы теории, принцип действия, конструкция, основные характеристики и методы диагностирования серийно выпус­каемых антиблокировочных систем (АБС), предназначенных для уста­новки на грузовые автомобили, автобусы и прицепы.. Страница 1



Рассмотрены основы теории, принцип действия, конструкция, основные характеристики и методы диагностирования серийно выпус­каемых антиблокировочных систем (АБС), предназначенных для уста­новки на грузовые автомобили, автобусы и прицепы. Особое внимание уделено устройству и диагностике наиболее распространенных АБС.
Для студентов, обучающихся по специальностям «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (Автомобильный транспорт)» направления подготовки «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования», будет полезно для специалистов.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.....................................3
1. Общие сведения..............................5
1.1. Принцип работы АБС..................................5
1.2. Требования к антиблокировочным системам................9
1.3. Структура АБС и ее компоненты........................14
1.4. Описание системы АБС/ПБС...........................16
2. Конструкции АБС грузовых автомобилей,
автобусов и прицепов............................23
2.1. АБС фирмы WABCO.................................23
2.2. АБС фирм Bosch и Клогг...............................29
2.3. АБС фирмы Lucas Girling..............................38
2.4. АБС фирмы Bendix...................................47
2.5. Использование АБС в США............................52
3. Другие элементы АБС..........................59
3.1. Интерфейс передачи данных............................60
3.2. Интерфейс диагностики................................61
3.3. Диагностика.........................................62
3.3.1. Организация памяти ошибок.......................64
3.3.2. Автоматическое стирание.........................64
3.3.3. Функциональный тест при помощи
диагностического оборудования.........................65
3.3.4. Диагностика при помощи световых мигающих кодов ... 66 3.3.4.1. Системный режим..............................68
3.3.5. Диагностика СИСТЕМЫ WABCO АБС С ...........68
3.3.5.1. Использование диагностических кодов.............68
3.3.5.2. Расположение диагностируемых компонентов...... -79
3.3.5.3. Использование диагностического адаптера..........81
3.3.6. Диагностика СИСТЕМЫ WABCO АБС D ...........84
3.3.7. Диагностика СИСТЕМ WABCO АБС VARIO COMPACT И WABCO АБС EASY STOP.................84
Литература..................................85
ВВЕДЕНИЕ
Повышение безопасности и производительности продолжает оставаться основным направлением развития автотранспортных средств (АТС). В настоящее время все автомобильные фирмы, выпускающие грузовые автомобили, автобусы и прицепы, идут по пути создания различных автоматических систем управления, функциональные возможности которых уже сейчас во многом превышают возможности водителя (оператора). Созданы элект­ронные системы управления двигателем, сцеплением, коробкой передач и т.д., направленные на повышение эксплуатационных свойств автомобиля и безопасности движения.
В тормозном управлении отечественных и зарубежных авто­мобилей и прицепов в настоящее время широко применяются ан­тиблокировочные системы (АБС), которые позволяют сохранить устойчивость АТС при торможении с некоторым повышением тормозной эффективности.
Назначение антиблокировочных систем (АБС) - предотвра­щать блокировку колес транспортного средства, возникающую в результате приложения избыточного тормозного момента к ко­лесам, преимущественно на дорогах с низким коэффициентом сцепления. Предотвращение блокировки позволяет сохранять боковую силу на колесах даже при экстренном торможении. Тем самым повышается стабильность движения и управляемость ав­томобиля или автопоезда. Одновременно достигается оптималь­ное сцепление шин с дорожным покрытием при торможении, в результате чего обеспечивается максимальное замедление транс­портного средства и минимальный тормозной путь.
После начала опытной эксплуатации упрощенного варианта АБС в США в середине 1970-х гг. более эффективные АБС для грузовых автомобилей были впервые представлены в конце 1981г. фирмами Mercedes-Benz и WABCO, после чего началось их по­всеместное использование.
Устройство и принцип управления четырехканальной систе­мы (4 колесных датчика и 4 канала управления (модулятора) -
в дальнейшем 4Д/4К4) стали популярны сначала на европейском рынке грузовых автомобилей, а затем стали применяться во всем мире.
Электронные АБС доказали свою исключительную надеж­ность при эксплуатации грузовых автомобилей в различных кли­матических условиях.
В России, в других европейских странах (Японии, Корее, Ав­стралии, ЮАР) регламентировано обязательное использование антиблокировочных систем для определенных категорий грузо­вых транспортных средств (автомобили с полной массой более 3,5 т и прицепы полной массой более 3,5 т).
Введение в действие этих нормативов привело к более широ­кому использованию АБС и, соответственно, к возрастанию ко­личества производимых систем. В настоящее время АБС собст­венной разработки выпускаются из стран СНГ в России и Бело­руссии. Лицензионные АБС фирм WABCO и KNORR HALDEX, BENDIX выпускаются по всему миру.
Современные АБС базируются на разработках в области электроники, таких как эффективные микрокомпьютеры и сис­темы хранения информации, и учитывают новые принципы диа­гностики. Трех-, четырех- и шестиканальные АБС для грузовых транспортных средств имеют возможность обмениваться ин­формацией с системой электронного управления двигателем. В качестве опции есть возможность использовать встроенный ограничитель скорости движения. При движении по грунтовым дорогам имеется возможность использовать специальные режи­мы работы АБС.
Данный обзор ставит своей целью ознакомить с конструк­цией и принципами работы серийно выпускаемых АБС, предназ­наченных для установки на грузовые автомобили, а также автобу­сы и прицепы.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. ПРИНЦИП РАБОТЫ АБС
Описание цикла управления АБС
На грузовых автомобилях и прицепах средней и большой гру­зоподъемности, на автобусах средней и большой пассажировме-стимости применяются пневматический, пневмогидравлический и электропневматический приводы тормозов. Все они имеют пневматическую исполнительную часть. Основные ее элементы -ресивер с запасом сжатого воздуха, тормозной кран, регулирую­щий давление в приводе, и тормозные камеры, преобразующие давление воздуха в усилие на штоке, перемещающее колодки тормозных механизмов. Если давление в приводе, а следователь­но, и тормозной момент на колесе превышают некоторую требуе­мую величину, то колесо при торможении блокируется. Задача любой АБС, в том числе встроенной в пневмопривод, не допус­кать полного блокирования колеса, регулируя тормозное давле­ние. Такая регулировка осуществляется циклически.
В общем виде, цикл управления современной АБС выглядит следующим образом. В случае когда наступает блокировка коле­са, давление в тормозной камере колеса сначала понижается, за­тем сохраняется постоянным в течение определенного времени и потом повышается.
На рис. 1.1 показаны графики рабочего цикла АБС.
В алгоритме используются уставки по замедлению колеса «+а» и «-а» и уставки по относительному скольжению Х] и Х2. Это объясняется тем, что хотя регулирование по замедлению ко­леса и позволяет приспосабливаться к изменению сцепных усло­вий, однако при торможении на снегу или по льду, когда величи­на замедления незначительна и не превышает уставку «-а», про­исходит блокирование колеса. Регулирование только по сколь­жению также не обеспечивает качества процесса, особенно при ступенчатом изменении коэффициента сцепления ф. Удовлетво-
рительный процесс регулирования был достигнут при использо­вании одновременно уставок по замедлению и скольжению. Пе­реход при низких скоростях движения на алгоритм с регулирова­нием по скольжению позволяет избежать блокирования колеса почти до остановки.
Относительное скольжение колеса определяется сравнением скорости автомобиля Va с окружной скоростью тормозящих ко­лес. Так как текущее значение скорости автомобиля во время торможения не может быть замерено непосредственно, то оно определяется расчетным путем. Для этого в момент начала бло­кирования любого колеса производится опрос всех колесных дат­чиков. Принимается, что скорость автомобиля в этот момент (начальная скорость цикла) соответствует максимальной из ско-
'1      Скорость колеса Базовая  Скорость ТС

Рис. 1.1. Цикл управления АБС
ростей VK колес, определенных в результате опроса. В последую­щие моменты времени рабочего цикла текущее значение скоро­сти автомобиля (так называемая опорная скорость Von) рассчиты­вается по начальной скорости цикла и замедлению автомобиля, величина которого заложена заранее в алгоритм АБС.
При торможении в точке / (см. рис. 1.1) замедление jK колеса начинает превышать замедление автомобиля. Начинается расчет опорной скорости.
В точке 2 превышается уставка «-а» по замедлению колеса. Подаются команды щ и и2 на электроклапаны модулятора и начи­нается уменьшение давления рк в тормозных камерах. Уменьше­ние давления может начаться также в том случае, если уставка «-а» не превышена, но достигнута уставка X, по скольжению ко­леса. Этот случай характерен для торможения на дорогах с ма­лым коэффициентом сцепления ф.
В течение некоторого времени после начала сброса давления замедление jK колеса продолжает возрастать. Это происходит вследствие инерции колеса и уменьшения значения ф с ростом скольжения. Колесо находится в критической зоне (ф-s^диаграм­мы и может заблокироваться за 30 мс. Если сброс давления начат своевременно, то полного блокирования не происходит и через некоторое время колесо начинает разгоняться.
Растормаживание прекращается в точке 3 (достигается устав­ка «-a»). Начиная с этого момента, давление выдерживается посто­янным в течение времени Т\. Как правило, в течение этого времени ускорение колеса превышает уставку «+а» (точка 4). Давление в тормозной камере выдерживается постоянным, пока уставка остает­ся превышенной. Если уставка за время Г, не достигнута (например, на льду, когда колесо разгоняется медленно), то растормаживание будет продолжено согласно уставке Х2 по скольжению колеса.
Сигнал на повторное затормаживание подается в точке 5 (уставка «+a»). К этому времени ф находится на левой ветви диа­граммы. Увеличение давления сначала продолжается время Tj. При этом преодолевается гистерезис тормозного механизма. Величина Т2 задается для первого цикла, а для последующих рас­считывается заново. После первого интенсивного повышения давления начинается ступенчатое увеличение с более низким об­щим градиентом. Минимальная величина одного импульса роста давления составляет в обычно 0,03 МПа.
Описанный цикл повторяется с частотой до 5 Гц. Алгоритм может оперативно корректироваться в зависимости от характера блокирования колеса на дорогах с различным коэффициентом сцепления, т.е. АБС является адаптивной.
Если во время работы АБС включен моторный тормоз или тормоз замедлитель другого типа, то они, при определенных усло­виях, на время работы АБС отключаются.
Описанный выше процесс относится к одному, отдельно взя­тому колесу автомобиля. Если рассматривать ось автомобиля, имеющую два колеса, то на однородной дорожной поверхности управление обоими колесами можно сделать абсолютно одинако­вым. Сложнее на дороге, имеющей разные коэффициенты сцеп­ления у левого и правого колес оси. Очевидно, что колесо на скользкой поверхности будет блокироваться и разблокироваться иначе, чем колесо на сухой поверхности. Чтобы обеспечивать бо­лее высокую управляемость (устойчивость) предложены четыре, так называемых «принципа регулирования»: SH, SL, IR, MIR*.
Для передних колес сейчас чаще используется принцип моди­фицированного индивидуального регулирования (MIR), при ко­тором электронный блок управления АБС сравнивает сигналы с датчиков передних колес и управляет согласованным торможе­нием обоих передних колес.
При конфигурации 4Д/ЗК на переднюю ось устанавливается всего один модулятор АБС. Управление АБС осуществляется при этом по принципу SH или SL.
Для транспортных средств с колесной формулой 6x4 и 6x2 с системой АБС 4Д/ЗК подобный принцип используется для управ­ления двух задних колес одного борта, которые управляются од­ним модулятором. На заднем мосту обычно используют IR.
* SH (Select High) - принцип регулирования АБС, предусматривающий одно­временное управление тормозами моста автомобиля в зависимости от состоя­ния колеса, находящегося в лучших по сцеплению условиях. SL (Select Low) - аналогичное регулирование, но по состоянию колеса, находя­щегося в худших сцепных условиях.
IR (Individual Rcgelung) - индивидуальное регулирование колеса или группы колес.
MIR (Modifizicrtc Individual Rcgelung) - модифицированное индивидуальное регулирование. При этом принципе в начале торможения используется SL, а затем постепенно осуществляется переход к IR.
1.2. ТРЕБОВАНИЯ
К АНТИБЛОКИРОВОЧНЫМ СИСТЕМАМ
Антиблокировочная система является относительно новым элементом конструкции автомобиля, поэтому нормативные тре­бования, определяющие ее характеристики и границы примене-нения, сложились совсем недавно.
В настоящее время официально утвержденным международ­ным нормативным документом в области антиблокировочных си­стем является Приложение 13 к Правилам № 13 ЕЭК ООН. В соот­ветствии с этим документом установлены категории автотранс­портных средств, которые в обязательном порядке должны обо­рудоваться АБС.
К таким транспортным средствам относятся:
• автомобили категории N2 и N3 (грузовые полной массой более 3,5 т);
• автомобили категории М2 и Мз (автобусы с количеством пассажиров более 8);
• прицепы и полуприцепы категории Оз и 04 полной массой более 3,5 т.
Другие автотранспортные средства оборудуются АБС по жела­нию покупателя или по инициативе автомобилестроительной фирмы.
В настоящее время все АТС, указанные выше, должны иметь АБС. Следует отметить, что введению этого законодательного акта в России и Европе предшествовал длительный этап насыще­ния автомобильного парка антиблокировочными системами, уста­навливаемыми по заказу. В России на момент утверждения Пра­вил №13 ЕЭК ООН значительная часть парка была оснащена АБС. Налаженное крупносерийное производство антиблокировочных систем, предназначенных для установки на новые АТС, позволи­ло определить короткий срок переходного периода. Развитая сеть фирменного обслуживания и разработанное диагностическое оборудование обеспечивают надежную эксплуатацию АБС.
В нормативах указывается, что автомобили категории N2 и N3, автобусы категории М3 должны оснащаться АБС категории 1. На других категориях АТС наряду со сложными системами мо­гут применяться относительно дешевые и простые АБС, устанав­ливаемые, например, только на задней оси.
<<< Предыдущая страница  1  2  3    Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я