На скользких дорогах, мокрых или покрытых ледяной коркой, экстренное торможение с целью быстро остановить автомобиль либо резко снизить его скорость приводит обычно к прямо противоположному результату. Все это зачастую приводит к дорожно-транспортным происшествиям. Сила трения качения в зоне контакта вращающейся шины с дорогой больше силы трения скольжения при заблокированном колесе, вследствие чего тормозной путь при таком методе можно несколько сократить. Для предотвращения блокировки колес в процессе торможения в автомобилях применяются антиблокировочные системы (АБС) тормозов.
АБС - это устройство, призванное помочь водителю добиваться наиболее эффективного торможения автомобиля и сохранять контроль над машиной в любых условиях и содержит систему датчиков, контролирующих скорости вращения колес и скорость автомобиля.
Основными показателями эффективности АБС являются тормозной путь Sтор и управляемость автомобиля во время процесса торможения. Тормозной путь транспортного средства зависит от начальной скорости торможения V0, веса транспортного средства GTC и суммарной тормозной силы всех колес
где k - количество колес автомобиля, Gi - вес автомобиля, приходящий на i-ое колесо, а φі - соответствующий коэффициент сцепления шин с опорной поверхностью, т. е.:
В этой зависимости коэффициенты сцепления φі - единственные параметр, на которые влияет работа АБС. Остальные параметры нельзя изменить антиблокировочным регулированием, хотя они оказывают не меньшее влияние на тормозной путь. Следовательно, АБС должна работать таким образом, чтобы коэффициенты сцепления шин с полотном дороги были максимальными.
Управляемость каждого отдельного колеса зависит от того, вращается ли колесо во время процесса торможения, т.е. от угловой скорости ωк и ускорения 
колеса:
Автомобиль должен устойчиво двигаться по направлению, заданному водителем, что возможно при вращающихся колесах. Заблокированные колеса не дают такой возможности, и в этом случае автомобиль не реагирует на управляющие воздействия водителя, что очень опасно при возникновении аварийной ситуации на дороге.
АБС состоит из трех основных элементов: электронного блока управления, гидравлического блока и датчиков скорости колес. АБС приводится в рабочее состояние после включения зажигания и достижения автомобилем некоторой скорости движения.
Процесс антиблокировочного регулирования можно разделить на три фазы: создание давления, удержание давления и снижение давления. Тормозное давление создается главным тормозным цилиндром при нажатии на педаль тормоза. В процессе торможения без тенденции к блокированию колес магнитные клапаны находятся в состоянии покоя, т.е. впускные клапаны открыты, выпускные - закрыты. Тормозное давление в тормозных контурах беспрепятственно увеличивается, скорость вращения колеса уменьшается
При появлении тенденции к блокированию колеса сначала для прекращения дальнейшего повышения давления на впускной клапан подается напряжение, и клапан закрывается. На выпускной клапан напряжение не подается, и он тоже закрыт. Тормозное давление между впускным и выпускным клапанами остается постоянным, хотя водитель продолжает давить на педаль тормоза.
Если число оборотов колеса по-прежнему стремительно снижается, хотя тормозное давление считается постоянным, и все еще существует тенденция блокирования, тормозное давление должно снижаться. Для этого на выпускной клапан подается напряжение, и вследствие этого он открывается. Тормозное давление перемещается в накопитель давления. На впускной клапан продолжает подаваться напряжение, и он остается закрытым. Гидронасос перекачивает тормозную жидкость из накопителя давления в главный тормозной цилиндр. Педаль тормоза при этом немного перемещается вверх. Находящееся под угрозой блокировки колесо снова ускоряется и набирает число оборотов.
Для оптимального торможения снова требуется создание давления с определенного числа оборотов колеса. На впускной клапан подается напряжение, и он открывается. На выпускной клапан также подается напряжение, вследствие чего он закрывается. Гидронасос продолжает качать остальную массу тормозной жидкости из накопителя давления и подает ее в тормозной контур (гидравлическая поддержка силы торможения). С ростом тормозного давления колесо вновь тормозится, и число оборотов снова уменьшается.
Эти фазы антиблокировочного регулирования повторяются примерно десять раз в секунду. АБС с одной стороны должна обеспечивать максимально возможное замедление при торможении и соответственно минимально возможный при данных условиях тормозной путь. С другой - сохранить управляемость и устойчивость автомобиля, не давая колесам заблокироваться, что чревато некоторым увеличением тормозного пути. Решение этих двух противоречивых задач возложено на электронный блок управления, от программного и аппаратного обеспечения которого зависит эффективность работы АБС.
Работа представлена на заочную электронную конференцию «Автомобиле- и тракторостроение: проектирование, конструирование, расчет и технологии ремонта и производства», 15-20 июня 2008 г. Получена в редакцию 02.03.09г.
Библиографическая ссылка
Ломаев А.В., Филькин Н.М. АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ АНТИБЛОКИРОВОЧНОИ СИСТЕМОЙ ТОРМОЗОВ АВТОМОБИЛЯ // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 4. – С. 73-74;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=26327 (дата обращения: 21.11.2024).