Антиблокировочные системы легковых автомобилей

Антиблокировочные системы легковых автомобилей представляют собой системы, оснащенные устройствами управления с обратной связью, которые предотвращают блокировку колес во время торможения и сохраняют управляемость и курсовую устойчивость автомобиля. Основными компонентами АБС являются: гидромодулятор (мультипликатор) давления тормозной жидкости; датчики скорости вращения колес; электронный блок управления.

Рис. Силы, действующие на колесо при торможении:

G – вес автомобиля; F_B – тормозная сила; F_S – поперечная сила;

ν_F – скорость автомобиля; α – угол увода; ω – угловая скорость.

Основные процессы управления с обратной связью.

При первоначальном торможении давление в приводе возрастает. Величина скольжения колеса в пятне контакта с дорогой увеличивается и достигается граница устойчивого и нестабильного диапазонов качения колес, т.е. на грани блокировки. Начиная с этого момента любое дальнейшее увеличение давления в приводе или тормозного момента не вызывает какого-либо дальнейшего повышения величины тормозной силы (F_B), даже если колеса полностью заблокируются и начнется скольжение юзом.

Рис.. Зависимость коэффициента сцепления от скольжения колес

Если в движении одного из колес появляются признаки блокировки, то резко возрастает как замедление вращения колеса, так и его скольжение. Если они превышают критические значения, то блок управления посылает сигналы к электромагнитному распределительному клапану для прекращения роста давления в тормозном цилиндре для предотвращения опасности возникновения блокировки. Давление уменьшается. Затем давление снова повышается для восстановления торможения колеса. Во время автоматического управления торможением необходимо постоянно определять диапазоны устойчивого и нестабильного качения колес и модулировать (менять) тормозное давление, создавая максимальное тормозное усилие.

Для нормальной работы системы АБС необходимо учитывать следующие факторы:

- сцепление между шиной и дорогой;

- неровности дорожного покрытия, вызывающие колебания колес;

- тормозной гистерезис;

- изменения давления в главном тормозном цилиндре при воздействии водителя на педаль тормоза;

- изменения радиуса колеса, например, при установке запасного колеса.

Контур управления АБС

1 – соленоидный клапан: 2 – главный тормозной цилиндр; 3 – колесный тормозной цилиндр; 4 – электронный блок управления; 5 – датчик скорости вращения колеса.

Система АБС должна обеспечивать:

― поддержание курсовой устойчивости автомобиля при торможении (отсутствие заносов);

― поддержание управляемости автомобиля;

― уменьшение пути торможения по сравнению с торможением с заблокированными колесами;

― быстрое изменение тормозного усилия для различных коэффициентов сце пления колес с дорожным покрытием, например, когда автомобиль движется через небольшие участки льда на дороге;

― контроль низких амплитуд изменения тормозного момента в целях предупреждения вибраций в зубчатых передачах;

― высокий уровень комфорта движения в результате незначительного влияния обратной связи на педаль тормоза и применения бесшумных исполнительных механизмов (электромагнитных клапанов).