Антиблокировочная система автомобиля
Федеральное
агентство по образованию
ВОЛГОГРАДСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
Кафедра
«Техническая эксплуатация и ремонт
автомобилей»
Семестровая работа
по дисциплине
«Электрооборудование автомобиля»
«АНТИБЛОКИРОВОЧНАЯ
СИСТЕМА АВТОМОБИЛЯ»
Выполнил:
ст.гр. АЭ-512
Парнюк
Е.В.
Проверил:
доц. Комаров
Ю.Я.
Волгоград
2010
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………
- Конструкция
современных АБС, установка элементов
на автомобиле……………………………………………………
……….5 - Проблемы эксплуатации АБС……………………………………….12
- АБС на практике……………………………………………………….
15
Заключение……………………………………………………
Список использованной
литературы………………………………………...19
Введение
Как ни странно, многие аварии происходят именно из-за высокой эффективности тормозов. На скользких дорогах - мокрых или покрытых ледяной коркой - экстренное задействование тормозов с целью быстро остановить автомобиль либо резко снизить его скорость приводит обычно к прямо противоположному результату. Колеса блокируются и теряют сцепление с дорожным покрытием, а автомобиль нисколько не уменьшает скорость и, более того, вовсе перестает слушаться руля.
Статистика неумолима - 10% аварий происходит из-за того, что заблокированные передние колеса на льду, снегу и мокром асфальте не могут изменить направления движения автомобиля. Поэтому необходимо применять на автомобиле антиблокировочную систему.
Наверное, одним из самых ярких свидетельств применения современных электронных технологий в автомобилестроении являются антиблокировочные системы тормозов (anti-lock braking system). Достаточно сказать, что в США и Канаде АБС имеют три четверти автомобилей, а Европа и Япония постепенно подтягиваются по этому показателю к лидерам. В настоящее время, согласно директиве 71/320 ЕЭС, Правилу № 13 ЕЭК ООН, национальным требованиям США и других стран, туристические и междугородние автобусы, большегрузные автомобили и автопоезда, не оснащенные АБС, к эксплуатации не допускаются.
«Устройство для предотвращения жесткого торможения колес» немецкая фирма Bosch запатентовала в далеком 1936 году. А начало современной истории АБС было положено в 1964 году, когда дипломированный инженер Гейнц Либер (Heinz Leiber), в то время работавший в компании TELDIX GmbH из Гейдельберга (Heidelberg) разработал фундаментальные основы таких систем. Позже он возглавил отделение электрики и электроники автомобилей в фирме Mercedes-Benz (входящей в холдинг Daimler-Benz) из Штуттгарт-Унтертюркхайма (Stuttgart-Unterturkheim). Уже 9 декабря 1970 профессор Ханс Шеренберг (Hans Scherenberg), один из высших управляющих Daimler-Benz, 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, AБС с электронным управлением появились несколько позже и первую такую систему разработала в 1978 году фирма Bosch. Вполне естественно, что впервые устанавливать АБС на серийных автомобилях с 1978 года стала именно фирма Daimler-Benz. Это были автомобили Mercedes-Benz S-класса. С 1 октября 1992 года антиблокировочные системы входят в стандартную комплектацию всех автомобилей Mercedes, а вскоре после этого – BMW 7-ой серии.
С
момента представления системы ABS
на мировой рынок, компания Bosch основательно
усовершенствовала и
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).
1. Конструкция современных АБС, установка элементов на автомобиле.
АБС (рис.1) состоит из электронного блока управления 1, гидравлического исполнительного устройства (модулятора), датчиков скорости вращения колес 2. 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.
Рисунок 1. Антиблокировочная система
Датчики. В зависимости
от принятого в АБС алгоритма функционирования
могут применяться различные датчики,
дающие первичную информацию о скорости
или ускорения автомобиля, давлении тормозном
приводе. Необходимая производная информация
получается путем дифференцирования
или интегрирования первичной
информации в блоке управления АБС.
По конструкции датчики могут быть механическими, электрическими, гидравлическими, пневматическими, радарными и др. В настоящее время широко применяются электрические датчики различных типов, дающие непрерывную информацию об угловой скорости тормозящего колеса. Дифференцирование выдаваемых датчиками данных дает возможность получать в блоке управления непрерывную информацию об угловом замедлении или ускорении колеса.
Среди электрических датчиков наиболее широкое применение нашли датчики индуктивно-частотного типа. Схема такого датчика приведена на рис. 2.
Рисунок 2. Дисковый индуктивно-частотный датчик
Датчик состоит из ротора, представляющего собой зубчатый диск (или перфорированное кольцо) из магнитного сплава, закрепленного на колесе (обычно на тормозном барабане), и катушки индуктивности, установленной неподвижно (часто на тормозном щите). Между сердечником катушки и зубчатым диском предусматривается небольшой зазор (индуктивно-частотный датчик бесконтактный). При вращении ротора в катушке индуктивности наводится импульсная ЭДС, частота и амплитуда которой пропорциональна угловой скорости диска, а следовательно, колеса. Частота импульсной ЭДС зависит от числа зубьев ротора, колеблющегося в выполненных конструкциях в пределах 60...200. Как отмечалось, дифференцирование в блоке управления непрерывных данных об угловой скорости дает возможность получать непрерывные сведения об ускорении и замедлении колеса; можно также получать в блоке управления данные о линейной скорости автомобиля. Для этого необходимо предусмотреть в блоке управления запоминание угловой скорости в момент начала торможения и вычислять линейную скорость по выражению
где ω0к — угловая скорость колеса в момент начала торможения.
Следует иметь в виду, что указанные вычисления производятся с некоторыми погрешностями, что отражается на качестве регулирования тормозного момента.
Гидро- и пневмодатчики, дающие непрерывную информацию о давлении в тормозном приводе, применяют сравнительно редко, так как алгоритмы функционирования, в которых используется эта информация, не получили широкого применения.
Блок управления АБС. Качество регулирования тормозных моментов на колесах автомобиля в большой степени зависит от степени учета инерционности как элементов самого автомобиля (колес, тормозного привода, тормозных механизмов), так и инерционности элементов АБС (датчиков, модуляторов, блоков управления).
Наибольшее применение нашли электронные блоки управления, обладающие минимальной инерционностью. Кроме того, только в электронных блоках возможно такое регулирование тормозных моментов, при котором можно учитывать как инерционность элементов тормозной системы, так и ряд других факторов: скорость автомобиля, упругие свойства шин и рессор, гистерезисные потери и др.
Электронные блоки могут быть аналоговыми, цифровыми и комбинированными. В настоящее время некоторое распространение получили аналоговые блоки, которые собирают на печатной плате. Цифровые блоки управления строят с применением интегральных схем, они могут обеспечить высокое качество регулирования, но имеют высокую стоимость.
Современный аналоговый блок управления включает примерно 250...300 электронных элементов: резисторов, конденсаторов и пр. Цифровой блок имеет во много раз большее число элементов.
Электронный
блок усложняется рядом
В блок управления непрерывно поступает информация от датчиков. Здесь происходит логическая обработка полученных данных: дифференцирование, интегрирование, сравнение с заданными установками, усиление и выдача команд модуляторам давления.
Модуляторы. Выполняют команду модуляторы, содержащие, как правило, два электромагнитных клапана. Первый перекрывает доступ жидкости в магистраль, идущую от главного цилиндра к колесу, второй - при избыточном давлении открывает путь тормозной жидкости в резервуар гидроаккумулятора. Частота работы модулятора колеблется, обычно от четырех до семнадцати Гц.
Свои функции современные АБС
системы выполняют по
На сегодняшний день
В новейших ABS с помощью компьютера оценивается динамика движения автомобиля, угол наклона дорожного полотна, сцепление с поверхностью дороги, влияние включенного круиз-контроля при замедлении автомобиля и другие факторы и, на основании этой информации определяет какое нужно давление в тормозной магистрали. Определив величину давления, его обеспечивают подачей или стравливанием тормозной жидкости в гидроаккумулятор.
Конструкторы концерна Daimler-Chrysler совместно с компанией Lucas недавно решили еще одну задачу. В случае, когда есть необходимость срочно остановить автомобиль (как правило в таких случаях водитель жмет на педаль тормоза быстрее и сильнее - "бьет" по тормозам), система АБС с помощью бортового компьютера определяет оптимальное давление и минимальный тормозной путь, достижимые в конкретных дорожных условиях и, с помощью изменения давления в магистрали, действую за водителя, исполняет его желание самым лучшим способом.
В зависимости от фирмы-производителя АБС существует несколько схем установки этих систем на автомобиле:
1)
наиболее эффективная и
2)
упрощенная схема, имеющая два
колесных датчика, один общий
модулятор и один канал
3) самая распространенная схема, имеющая датчики на каждом колесе - два модулятора и два канала управления.
4)
трехканальная схема с
Тормозная динамика автомобиля с АБС зависит от принятой схемы установки элементов АБС. С точки зрения тормозной эффективности, наилучшей является схема с автономным регулированием каждого колеса (рис. 3, а). Для этого необходимо установить на каждое колесо датчик, в тормозном приводе модулятор давления и блок управления. Эта схема наиболее сложная и дорогостоящая.
Существуют более простые схемы АБС. На рис. 3, б показана схема АБС, где регулируется торможение двух задних колес. Для этого используются два колесных датчика угловых скоростей и один блок управления. В такой схеме применяют так называемое «низкопороговое» или «высокопороговое» регулирование. «Низкопороговое» регулирование предусматривает управление тормозящим колесом, находящимся в худших по сцеплению условиях («слабым» колесом). В этом случае тормозные возможности «сильного» колеса недоиспользуются, но создается равенство тормозных сил, что способствует сохранению курсовой устойчивости при торможении при некотором снижении тормозной эффективности. «Высокопороговое» регулирование, т. е. управление колесом, находящимся в лучших по сцеплению Условиях, дает более высокую тормозную эффективность, хотя устойчивость при этом несколько снижается. «Слабое» колесо при этом способе регулирования циклически блокируется.
Еще более простая схема приведена на рис. 3, в. В этой схеме один датчик угловой скорости, размещенный на карданном валу, один модулятор давления и один блок управления. По сравнению с предыдущей эта схема имеет меньшую чувствительность.
На рис. 3, г приведена схема, в которой применены датчики угловых скоростей на каждом колесе, два модулятора, два блока управления. В такой схеме может применяться как «низкопороговое», так и «высокопороговое» регулирование. Часто в таких схемах используют смешанное регулирование (например, «низкопороговое» для колес передней оси и «высокопороговое» для колес задней оси). По сложности и стоимости эта схема занимает промежуточное положение между рассмотренными.
Рисунок 3. Схема установки АБС на автомобиле
2. Проблемы эксплуатации АБС
Современные ABS обладают достаточно
высокой надежностью и могут
длительное время работать не
выходя из строя. Электронные
блоки ABS отказывают крайне редко,
поскольку защищены
Место расположения этих датчиков благополучным
никак не назовешь: различные загрязнения
или даже слишком большой люфт в подшипниках
ступицы способны вызывать сбои в работе
датчиков, которые и становятся чаще всего
виновниками неполадок в работе ABS.
Кроме того, на работоспособность
ABS влияет величина напряжения между клеммами
аккумулятора. При уменьшении напряжения
до 10,5 В и ниже ABS вообще может самостоятельно
выключиться через предохранительный
электронный блок.
Предохранительное реле может
также сработать при недопустимых колебаниях
и всплесках напряжения в сети автомобиля.
Чтобы этого не случилось, вот обещанные
рекомендации: нельзя разъединять электрические
разъемы при включенном зажигании и работающем
двигателе, не желательно заводить двигатель
методом "прикуривания" от постороннего
аккумулятора либо предоставлять для
этой цели в качестве "донора" собственный
автомобиль и, кроме того, необходимо строго
следить за состоянием контактных соединений
на генераторе. Если автомобилю потребовался
ремонт с применением сварки, то перед
началом работ следует отсоединить проводку
от электронного блока управления ABS. Кроме
того, этот блок не рекомендуется подвергать
нагреву свыше 85 градусов по Цельсию более
двух часов. Это к тому, если автомобиль
предполагается красить, а затем сушить
горячим методом в специальной камере.
О том, что ABS неисправна, свидетельствует
загорание контрольной лампы на панели
приборов. Слишком нервно реагировать
на это не следует, без тормозов автомобиль
не останется, но при торможении будет
вести себя как машина, в которой ABS отсутствует.
Если контрольная лампочка ABS загорелась
во время движения, необходимо остановить
автомобиль, заглушить двигатель и проверить
напряжение между клеммами аккумулятора.
Если оно окажется ниже 10,5 В, то можно продолжать
движение, а при первой возможности зарядить
аккумулятор. Если лампочка ABS периодически
загорается и гаснет, то, скорее всего,
барахлит какой-нибудь контакт в электрической
цепи ABS. Автомобиль следует загнать на
смотровую канаву, проверить все провода
и зачистить электрические контакты. Если
причина мигания лампы ABS не будет обнаружена,
то дальнейшие поиски неисправности следует
продолжить в специализированном автосервисе.
Существует ряд особенностей,
связанных с обслуживанием или ремонтом
тормозной системы с ABS. Например, перед
заменой тормозной жидкости следует разрядить
аккумулятор давления в гидроблоке ABS.
Для этого при выключенном зажигании необходимо
раз двадцать нажать на педаль тормоза.
Следует помнить, что, включая зажигание,
вы одновременно подключаете электронасос
в гидроблоке ABS. Если система разгерметизирована,
то жидкость из нее просто выгонит. Но
этот же прием можно использовать при
прокачке системы – зажигание включают
ровно настолько, сколько из прозрачного
шланга, надетого на штуцер для прокачки,
будут выходить пузырьки воздуха.
Часто виновниками
Бывает, что к сбоям в работе ABS приводит поломка выключателя стоп-сигнала. Происходит это в автомобилях, где «концевик» передает на ЭБУ сигнал о положении педали.
Случается, что давление в
Опасность во время
На некоторых моделях нельзя
ездить, если снят электрический
разъем модулятора, поскольку возможно
несанкционированное
3. АБС на практике
Со времени появления АБС
Как известно, эффективное управление
автомобилем, в том числе его торможение
зависит от сцепления колес с поверхностью
дороги. При потере сцепления, при торможении
с заблокированными колесами увеличивается
тормозной путь, автомобиль становиться
неуправляемым. При торможения на скользкой
поверхности опытные водители удерживают
колеса на грани блокировки, использую
прием прерывистого торможения.
Отчасти, "техника" работы
АБС заимствовала опыт, накопленный человеком.
Если в движении одного из колес автомобиля
оборудованного АБС появляются признаки
блокировки, частота вращения становиться
ниже определенного критического значения,
блок управления системой на основе сигнала
датчика частоты вращения посылает управляющий
сигнал к соленоидному распределительному
клапану для прекращения роста давления
тормозной жидкости в тормозном механизме
для предотвращения опасности блокировки.
Для создания постоянного давления в тормозной
системе используется отдельный насос.
Современная антиблокировочная система
не просто следит за тем, чтобы то или иное
колесо не было заблокировано, но еще и
сравнивает работу каждого из колес и
регулирует тормозные усилия таким образом,
чтобы не допустить потери курсовой устойчивости.
И все же, если у современной
АБС так много преимуществ и почти нет
недостатков, почему асы ее недолюбливают?
Известно, что подготовленный водитель
использует акселератор и тормоз не только
для разгона и торможения, но и для управления
автомобилем, причем арсенал специальных
приемов у спортсменов весьма широк. Что
касается электроники, то основной принцип
работы АБС, как мы и говорили - не дать
колесам заблокироваться. Но бывает, блокировка
выгодна.
Представим, что неожиданно
возник занос - и автомобиль разворачивает
поперек дороги. Если ничего не предпринимать,
через мгновение колеса восстановят сцепление
и потянут автомобиль с дороги. Кратковременная
блокировка колес может погасить интенсивность
вращения, а длительная - заставит автомобиль
вращаться, сохранив при этом первоначальное
направление. Проще говоря, машина с заблокированными
колесами будет вращаться вокруг своей
оси, но двигаться прямо и не уходить с
дороги.
Важно помнить, что приемы вождения
с АБС и без нее разнятся. Антиблокировочная
система становиться, к примеру, эффективной,
когда превышено некоторое усилие на педали
тормоза. Известно, что в экстренной ситуации
водитель может развить на педали тормоза
усилие до 50 кгс, при этом необходимое
для блокировки колес на льду усилие на
педали тормоза у современного автомобиля
без АБС составляет 5-8 кгс. При помощи электроники
усилие будет оптимизировано. При этом,
на машине с АБС нужно смело жать на тормоза,
а не "гладить" их.
Важно помнить, что если
при покупке автомобиля есть выбор - комплектации
с АБС или без нее, не надо отдавать преимущество
более дешевому варианту. Хотя бы потому,
что у автомобилей, спроектированных под
электронную систему, очень чувствительная
педаль тормоза. Это делается специально,
чтобы порог блокировки был превышен уже
при небольших усилиях на педали.
Глобальный вопрос: а нужна ли вообще АБС в России? Вот специалисты Renault не сомневаются: нужна всем! Они это доказали весьма просто - собрали народ, плохо знакомый с системой, и дали покататься. Результат обобщили. Странный, вроде, вопрос: разве можно сомневаться в АБС? Раз "буржуи" пользуются, почему же нам нельзя? Тоже хотим, чтоб педаль дрожала. Вон у них целые эксперименты проводятся. Говорят, что хорошо тормозить без юза.
Специалисты Renault знали что делали.
В их эксперименте участвовали
100 водителей безо всякой
Тем не менее избежать
Если же математически представить
результаты эксперимента, то получается,
что АБС дает в среднем 20% прибавку безопасности
и целых 45% для тех, кто умеет грамотно
пользоваться преимуществами антиблокировочной
системой тормозов.
Заключение
Прогресс рождает на свет всё более
продвинутые системы. Оперирующие большим
количеством показаний, они способны адаптироваться
под тип дорожного покрытия и тормозить
по одному из заранее заложенных эффективных
алгоритмов. Конечно же, электронику нельзя
воспринимать как панацею от всех бед,
но статистика вещь упрямая: грамотно
настроенная ABS при всех исправных
системах автомобиля на сухом и мокром
покрытии в среднем помогает экономить
до 20% тормозного пути и оставляет водителю
шанс маневрировать. Стоит ли говорить,
что от этих драгоценных метров могут
зависеть жизнь и здоровье? А на здоровье,
как говориться, экономить нельзя. И пусть
существующие системы антиблокировочных
систем дорогостоящи, но они оказывают
ощутимую помощь водителю. Конечно, использование
электронных систем отнюдь не превращает
авто в интеллектуального робота. Во главе
по-прежнему остается водитель, который
обязан критически осмысливать дорожную
ситуацию и реальные возможности своей
машины. Электронные системы лишь облегчают
работу водителя и исправляют мелкие оплошности. Постоянное
совершенствование конструкции систем
вместе со снижением их стоимости вскоре
приведет к тому, что они станут неотъемлемой,
стандартной частью легковых автомобилей
всех классов.
СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- Григоренко Л.В., Колесников В.С. «Динамика автотранспортных средств. Теория, расчет передающих систем и эксплуатационно-технических качеств»,- Волгоград:Комитет по печати и информации, 1998. – 544с.
- Ревин А.А. «Автомобильные автоматизированные тормозные системы». Учебное пособие. – Волгоград. Изд. ВолгПИ, 1991г., 76с.
- Электронный ресурс: VIBIRAEM.COM АБС

- Антиблокировочная система тормозов
- Антиблокировочная система тормозов
- Антиблокировочная система тормозов
- Антиблокировочная система тормозов
- Антивакцинаторство в России
- Антивакцинаторство в России
- Антивещество
- Антибіотики, вітаміни та їх біосинтез
- Антибластомная резистентность и противоопухолевый иммунитет
- Антибластомные вещества
- Антиблокировочная система ABS. Принцип работы
- Анти-блокировочная система автомобилей
- Анти-блокировочная система автомобилей
- Анти-блокировочная система автомобилей