Главная | Обратная связь

Регулювання гальмівних сил

Для підвищення ефективності гальмування з одночасним покращенням стійкості автомобіля необхідно досягати оптимального розподілу гальмівних сил. Для цього використовуються різноманітні регулятори гальмівних сил, які за принципом роботи можуть бути поділені на дві групи: регулятори без зворотного зв’язку і регулятори із зворотним зв’язком.

Регулятори першої групи змінюють співвідношення між гальмівними силами на колесах, наближаючи його до оптимального. Оптимальний розподіл гальмівних сил між осями автомобіля характеризується залежністю

,

звідки

Задаючи різні значення коефіцієнта зчеплення можна обчислити ряд значень нормальної реакції на передні колеса та створеної на них гальмівної сили при гальмуванні з повним використанням зчіпної ваги:

Підставляючи прийняте значення j і отримане значення Р_г1, визначаємо відповідну оптимальному розподілові гальмівну силу на задніх колесах

За одержаними значеннями Р_г1 і Р_г2 можна побудувати графік залежності , який називається характеристикою гальмівних сил (рис. 34).

Рис. 34. Характеристика гальмівних сил

Оскільки координати центру мас a, b, h залежать від завантаження автомобіля, то кожному його ваговому стану відповідає своя крива залежності . На наведеному рисунку крива 1 відповідає незавантаженому автомобілеві, крива 2 – повністю завантаженому. Залежність при сталому значенні коефіцієнта розподілу b зображається прямою 3.

Оскільки гальмівні сили на передніх і задніх колесах пропорційні тискам робочого тіла (гальмівної рідини чи повітря) в контурах приводів передніх і задніх гальм, характеристика гальмівних сил може зображатися в інших координатах як залежність відповідних тисків. Графік, який показує зв'язок тиску в передньому і задньому контурах гальмового приводу, називається робочою характеристикою регулятора. За відсутності регулятора робоча характеристика зображається прямою, що виходить з початку координат під кутом 45° (p₁ = p₂).

Регулятор гальмівних сил встановлюється в контурі приводу задніх гальм. Він змінює згідно з заданим законом тиск в приводі задніх гальм залежно від тиску в приводі передніх гальм і від визначеного за прогином ресор навантаження, що припадає на задній міст. Ідеальний регулятор мав би забезпечити оптимальне співвідношення гальмівних сил при всіх режимах гальмування, але такий регулятор був би неоправдано складним і дорогим. Практичне регулювання гальмівних сил регуляторами без зворотного зв’язку здійснюється за простішими законами:

1) регулювання зміною коефіцієнта передачі регулятора (рис. 35, а). Зв'язок тисків в передньому і задньому контурах задається виразом , де a – коефіцієнт передачі регулятора. При зміні навантаження на задній міст змінюється коефіцієнт передачі. За виглядом робочої характеристики такі регулятори іноді називають променевими. Такий регулятор підвищує ефективність гальмування малозавантаженого автомобіля, недоліком його є висока ймовірність блокування задніх коліс. Застосовується при пневмоприводі гальм.

2) регулювання обмеженням тиску в задньому контурі (рис. 35, б). Тиск p₀, при якому змінюється характеристика регулятора, називається точкою спрацювання. Такі регулятори застосовуються переважно на легкових автомобілях. Недолік – невисока ефективність гальмування на дорогах з добрим зчепленням з-за неповного використання зчіпної ваги задніх коліс.

3) регулювання обмеженням тиску в задньому контурі із зміною коефіцієнта передачі (рис. 35, в). Це покращений варіант попереднього регулятора, оскільки в точці спрацювання тиск в задньому контурі не фіксується, а продовжує зростати, щоправда за іншим законом.

Рис. 35. Робочі характеристики регуляторів гальмівних сил

4) регулювання із змінною точкою спрацювання. В таких регуляторах в залежності від навантаження на задній міст змінюється точка спрацювання, в якій тиск в задньому контурі або фіксується, або змінюється за іншим законом (рис. 35, г, ґ).

5) регулювання із змінною точкою спрацювання і різним коефіцієнтом передачі після точки спрацювання (рис. 35, д). Такі регулятори найкраще відповідають вимогам оптимального регулювання гальмівних сил.

Розглянені регулятори гальмівних сил без зворотного зв’язку поліпшують гальмівні властивості автомобіля при випереджуючому блокуванні задніх коліс. Для забезпечення ефективного гальмування автомобіля в будь-яких умовах при збереженні стійкості застосовуються регулятори із зворотним зв’язком, яке називають антиблокуючими системами (АБС).

Сучасна АБС містить електронний блок керування, модулятор тиску і давач кутової швидкості колеса. Суть алгоритму роботи АБС полягає в тому, що при перевищенні проковзування колеса понад S_опт, що відповідає максимальному зчепленню, швидкість обертання колеса різко зменшується (рис. 36).

Рис. 36. Алгоритм роботи АБС

При натисканні водієм на гальмову педаль зростає тиск р в приводі гальм, отже збільшується питома гальмівна сила і кутове сповільнення ε_г (як з-за зменшення швидкості автомобіля, так і з-за збільшення проковзування при зростанні питомої гальмівної сили). В точці 1 питома гальмівна сила досягає максимального значення, починається блокування колеса і кутове сповільнення різко зростає. На основі сигналів від давача керуючий блок фіксує різне зростання сповільнення і подає сигнал в модулятор для зменшення тиску в приводі. З-за неминучого запізнення тиск починає зменшуватися в точці 2. До цього часу проковзування зросте до s_max, питома гальмівна сила дещо зменшиться.

Зменшення тиску в приводі гальма відбувається до значення p₂, дещо меншого за тиск, що відповідає s_опт – точка 3. Коли тиск досягає значення p₂, він може або одразу знову збільшуватися (двофазна АБС), або певний час утримуватися сталим, а тоді збільшуватися (трифазна АБС). Із зростанням тиску починається новий цикл роботи АБС.

Отже, АБС створює пульсуючу гальмівну силу, при якій забезпечується кочення колеса з проковзуванням, близьким до оптимального. Використання антиблокуючої системи суттєво поліпшує гальмівні властивості автомобіля, водночас забезпечується його стійкість і керованість. Правда, варто зазначити, що навіть при застосуванні АБС з незалежним регулюванням гальмівної сили на кожному колесі можливе порушення стійкості і керованості. Це трапляється у випадку неоднакових коефіцієнтів зчеплення різних коліс, внаслідок чого гальмівні сили на колесах різні.