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 2

тировать рулем траекторию автомобиля при торможении на мик­сте. По данным фирмы, быстродействие поршневого модулятора АБС DGX находится в пределах 20...25 мс.
Новая АБС Skidchek DGX имеет двухканальный микропро­цессорный блок управления. К каждому микропроцессору под­ключается одно переднее и одно заднее колесо по диагонали. Блок управления установлен в кабине автомобиля. При подаче напряжения, а также во время движения проводится самодиагно­стика исправности элементов АБС.
Создание двухканального модулятора дает возможность фирме Girling быстро разработать противобуксовочную систему. Объявлено, что завершается подготовка к выпуску комплексной АБС/ПБС.
АБС SkidcheK DGX относится к категории 1.
2.4. АБС ФИРМЫ BEINDIX
Фирма Bendix (Франция) начала производить антиблокиро­вочные системы для грузовых автомобилей в начале 1980-х гг. Первый из серийно выпускавшихся вариантов имел аналоговый блок управления и двухфазовый одноканальный модулятор без пневмопамяти, вьшолненный на базе ускорительного клапана. Этой системой предусматривалось регулирование скольжения колес лишь задней оси автомобиля-тягача по принципу SL. Глав­ное назначение такой АБС - сохранять устойчивость ведущей оси и тем самым не допускать складывания автопоезда.
Начиная с 1985 г., фирма Bendix поставляет на рынок АБС Antiskid второго поколения для автобусов и тяжелых грузовиков. Эта система устанавливается в первую очередь на французских автомобилях, в частности, фирмы RVI.
Современная АБС Bendix является трехканальной системой 4Д/ЗК SL/IR для одиночных автомобилей и тягачей и двухканаль-ной 4Д/2КIR/IR - для прицепов (полуприцепов). По классифика­ции ЕЭС она относится к категории 1.
В настоящее время в этой системе используется поршневой модулятор (рис. 2.10) с двумя электроклапанами, выполненный на основе ускорительного клапана. Конструктивная схема моду­лятора достаточно традиционна. Он имеет нормально открытый

"I
Рис. 2.10. Схема модулятор а АБС BencHx
электроклапан 1 на впуске и нормально закрытый электроклапан 2 - на выпуске. Этими клапанами регулируется давление в управ­ляющей полости А.
При торможении без блокирования колес воздух проходит от выхода I через электроклапан 1 в полость^, а при растормажива-нии - в обратном направлении. Ускорительный клапан работает, как обычно.
Наличие двух электроклапанов позволяет обеспечить трех­фазовый режим работы АБС.
При вступлении в работу АБС в фазе растормаживания на­пряжение подается на оба электроклапана 1 и 2. При этом по­лость А отсоединяется от тормозного крана (выхода I) и соеди­няется с атмосферой (выходом II). При уменьшении давления в полости А поршень 3 перемещается вверх и воздух выпускается из тормозных камер (выход III) в атмосферу через выход IV. Колеса разблокируются.
В фазе выдержки давления включен только клапан 1. В этом случае давление в полости А, а следовательно, и в тормозных ка­мерах поддерживается на постоянном уровне.
В фазе наполнения напряжение на электроклапаны не подает­ся и воздух от тормозного крана беспрепятственно проходит в по­лость А. При увеличении давления в ней поршень 3 перемещает-
ся вниз, открывает впускной пневмоклапан и пропускает воздух из ресивера в тормозную камеру.
Клапан 4 позволяет произвести растормаживание тормозным краном при отказе электроклапана 7, а также при любой фазе ра­боты модулятора в составе АБС.
В современной АБС Beildix используется микропроцессор­ный блок управления. Один из микропроцессоров обрабатывает первичную информацию датчиков, определяет скорости «слабого» и «сильного» колес, а также опорную скорость. Другой обраба­тывает эти данные в соответствии с алгоритмом и подает коман­ды на электроклапаны.
Исправность всех электрических проводов, датчиков и элект­ромагнитов модуляторов проверяется специальной схемой само­диагностики каждые 10 мс. В зависимости от вида неисправности отключается один или несколько каналов АБС, о чем водитель информируется сигнальной лампой.
Рабочий цикл АБС Bendix состоит из пяти этапов (рис. 2.11). В первой фазе первого этапа давление р в приводе увеличивается водителем. С некоторого момента это увеличение осуществляет­ся в импульсном автоматическом режиме. Такие пульсации начи­наются в момент, когда колесо достигает определенного, заранее установленного значения замедления. При этом средний темп на-

Рис. 2.11. Грдфики рдбочЕго цикла АБС BENdix
Ка - скорость автомобиля; Ук - скорость колеса; У„„ - опорная скорость; р - дав­ление в тормозной камере
растания давления уменьшается по сравнению с первой фазой первого этапа. Эти пульсации позволяют подойти к моменту бло­кирования (или начала блокирования) с меньшим градиентом из­менения давления и тем самым предотвратить перетормажива-ние колес.
Второй этап - растормаживание - начинается при определен­ном значении скольжения колеса. Если автомобиль двигался с включенным тормозом-замедлителем, то он отключается с нача­лом второго этапа и включается повторно по истечении некото­рого времени после окончания второго этапа работы АБС.
Третий этап, на котором происходит одноразовое ступенча­тое увеличение давления, введен в целях компенсации гистерези­са тормозного механизма, но не для затормаживания колеса. Ве­личина этого увеличения давления является вполне определен­ной, зависит от давления начала фазы растормаживания и, следо­вательно, от коэффициента сцепления колеса с дорогой.
На четвертом этапе происходит разгон колеса автомобиля. Давление при этом поддерживается на постоянном уровне.
По достижении определенной скорости колеса начинается импульсное ступенчатое увеличение давления в тормозной каме­ре (пятый этап). Величина и длительность импульсов, определяю­щих градиент изменения давления на этапе разгона колеса, зави­сят в основном от коэффициента сцепления. Далее рабочий цикл повторяется.
Крайне важен момент перехода от фазы выдержки давления к повторному затормаживанию колеса (от четвертого этапа к пя­тому). Если этот момент выбран рано, то существует риск забло­кировать колесо, если поздно, то ухудшаются тормозная эффек­тивность АТС и комфортабельность торможения.
Для выбора рационального принципа регулирования фирмой Bendix были проведены сравнительные испытания систем, реали­зующих принципы IR/IR, SIVIR, MIR/IR на автомобиле полной мас­сой 19 т. На однородной поверхности все три принципа обеспечи­вают почти одинаковые показатели эффективности и устойчивости.
При торможении на миксте в случае регулирования IR/IR не­обходимые для удержания траектории движения угол поворота и скорость поворота рулевого колеса выходят за установленные пределы. Принцип SL/IR обеспечивает минимальную коррекцию рулем (до 90°), a MIR/IR занимает промежуточное положение.
По экспериментальным данным, линейное отклонение перед­ней оси для всех трех принципов регулирования незначительно (менее 0,3 м). Начальная скорость торможения 47 км/ч является критической для задней оси при IR/IR (линейное отклонение бо­лее 1 м). Для автомобиля без АБС она равна 30 км/ч. В то же вре­мя принципы SL/IR, MIR/IR обеспечивают критическую ско­рость более 60 км/ч.
С точки зрения тормозной эффективности наилучший показа­тель обеспечивает принцип IR/IR. При SL/IR тормозной путь увеличивается дополнительно на 20%, а при MIR/IR - на 11%. Эта разница в тормозном пути для автопоезда уменьшается с уве­личением общего числа осей, так как уменьшается доля тор­мозной эффективности, приходящейся на переднюю ось.
На основании результатов испытаний фирма Bendix приня­ла для использования принцип SL/IR. Он требует минимальной коррекции траектории на миксте, а по тормозной эффективно­сти лишь незначительно уступает принципу MIR/IR. Кроме то­го, при управлении передней осью по принципу SL АБС оказы­вается несколько дешевле и проще, так как используется лишь один модулятор Bendix. На задней оси устанавливаются два модулятора.
Британское отделение фирмы Bendix с 1990 г. предлагает для установки на АТС с пневмоприводом тормозов антиблокировоч­ные системы CRM для грузовых автомобилей и автобусов и MDR - для прицепов и полуприцепов. Эти АБС отличаются от вышеописанных тем, что рассчитаны для установки на отдельно взятую ось. Системы одноканальные, типа 2Д/1К. Модулятор вы­полнен на базе ускорительного клапана R-12 фирмы Bendix, Непосредственно на корпусе модулятора закреплен электрон­ный микропроцессорный блок управления. При оснащении мно­гоосного автомобиля на каждой оси устанавливается автономная АБС со своим модулятором и блоком управления. Обмен инфор­мацией между электронными блоками различных осей не произ­водится. Все блоки управления подключены параллельно к сиг­нальной лампе, которая загорается при обнаружении неисправ­ности и соответственно отключении АБС на любой оси.
2.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АБС В США
В США аналоговые электронные антиблокировочные систе­мы начали широко использоваться еще в начале 1970-х гг. Раз­личные фирмы предлагали собственные конструкции АБС, при­чем было освоено крупносерийное производство. Фирма Kelsey Hayes, например, выпустила более 90 тыс. АБС, преимуществен­но для задней оси автомобиля.
Широкому распространению АБС в США способствовало введение стандарта PMVSS-121, предписывавшего жесткие тре­бования на тормозную эффективность, устойчивость, а также на отсутствие блокирования колес. Стремление выполнить все требования привело к появлению на рынке недостаточно прора­ботанных конструкций. Они имели ложные срабатывания, от­ключаясь в самый непредвиденный момент, были подвержены влиянию внешних электромагнитных полей и стоили достаточ­но дорого. Технические несовершенства АБС вынудили эксплуа­тационников обратиться в суд с жалобой на неправомочность введения в действие стандарта PMVSS-121. Решением суда в 1975 г. этот стандарт был отменен. После этого выпуск АБС в США был полностью прекращен и исследования свернуты. Только по­сле создания надежных и эффективных АБС в Европе и начала их экспорта в США американские конструкторы вновь возобно­вили свои работы.
Созданием микропроцессорных АБС сейчас занимаются фирмы Dana, Eaton, Rockwell и другие.
АБС фирма Rock Well International. Система очень простая, типа 1Д/1К(рис. 2.12).
Система имеет датчик, ротор, установленный на корпусе дифференциала, блок управления, модулятор, выполненный на базе ускорительного клапана, один или два соединительных про­вода. Датчик устанавливается непосредственно в картере зад­него моста и всегда хорошо защищен. Он соединяется с блоком управления проводом длиной всего 30 см (на европейских АБС -7-10 м). С применением такого короткого провода уменьшается влияние помех и обеспечивается более мощный выходной сиг­нал от датчика. Блок управления монтируется на кронштейне зад­него моста.
Рис. 2.12. АБС фирмы

RockweII International
/ - датчик угловой скорости; 2 - ротор; 3 - картер заднего моста; 4 - электронный блок
управления
Разработанная АБС типа 1Д/1К обеспечивает лишь устойчи­вость автопоезда при торможении без улучшений эффективно­сти и управляемости. В ряде других стран (например, в Италии, Польше) также проводятся исследовательские работы в области АБС, разработаны и испытаны опытные конструкции, однако се­рийное производство еще не освоено.
Некоторые результаты исследований и эксплуатации АБС
С практической точки зрения очень важен вопрос выбора ра­ционального принципа регулирования. В АБС грузовых автомо­билей и автобусов используются три принципа: MIR, IR, SL.
Экспериментально установлено, что на однородной, дорож­ной поверхности и при равной нагрузке на колеса моста все три принципа обеспечивают примерно одинаковую тормозную эф­фективность. В то же время при торможении на дороге с покры­тием микст, на повороте, на дороге с поперечным уклоном пока­затели тормозной эффективности устойчивости и управляемости существенно различаются.
На рис. 2.13 приведены экспериментальные характеристики изменения тормозного давления по бортам и угол поворота руле­вого колеса при торможении автобуса на миксте ср / ср = 0,5 / 0,2 со скорости 80 км/ч.
Индивидуальное регулирование является наиболее эффек­тивным, так как каждым колесом реализуется максимально воз­можная по условиям сцепления тормозная сила. Однако при торможении на миксте тормозные силы на колесах левого и пра-
вого борта автомобиля имеют различную величину, что приво­дит к появлению поворачивающего момента. Под действием этого момента происходит разворот автомобиля в сторону с лучшим сцеплением. Водитель вынужден поворотом рулевого колеса компенсировать этот разворот. Однако занос автомоби­ля часто происходит так неожиданно и резко, что средний води­тель не успевает скорректировать траекторию движения по­воротом руля. Кроме того, на рулевом колесе возникают боль­шие усилия.
При использовании принципа IR в некоторых циклах регули­рования возможно уменьшение тормозных сил на одной стороне автомобиля при увеличении на другой (см. рис. 2.13, а). Это яв­ление особенно нежелательно на управляемой оси, так как возни-

Рис. 2.17. Экспериментальные характеристики процесса торможения
а - изменение давления (регулирование IR); б - изменение давления (регули­рование SL); в - изменение давления (регулирование MIR); г - угол поворота руля при различных принципах регулирования
кающие колебания колес в горизонтальной плоскости ухудшают устойчивость автомобиля, увеличивают нагрузки на узлы руле­вого управления и подвески, ухудшают удобство управления.


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