Антиблокировочная тормозная система

<час />

Фон

Безопасная остановка - одна из важнейших функций, которые может выполнять автомобиль. Отказ тормозной системы почти всегда приводит к материальному ущербу, травмам или даже смерти. Следовательно, за последние девять десятилетий большое внимание уделялось совершенствованию тормозной системы грузовых и легковых автомобилей. Одним из последних улучшений является антиблокировочная тормозная система, которая, как следует из названия, предотвращает блокировку тормозов автомобиля и занос во время резких остановок на мокрой или обледенелой дороге.

Проблема заноса выявляет одну подавляющую слабость всех тормозных систем транспортных средств:они сильно зависят от коэффициента статического трения между шиной и дорогой. Если по какой-либо причине шина на мгновение теряет сцепление с дорогой при включенных тормозах, трение тормозов о барабаны или роторы надежно блокирует колесо, и шина начинает скользить по дороге. В этом состоянии тормозная сила этого колеса зависит от трения скольжения между шиной и дорогой, которое намного меньше, чем трение покоя. Во влажных или обледенелых условиях трение скольжения снижается еще больше, что приводит к значительному увеличению тормозного пути. Кроме того, когда передние колеса находятся в таком состоянии, они не могут использоваться для управления транспортным средством; независимо от угла наклона передних колес, транспортное средство продолжает заносить в любом направлении, направленном его инерцией, пока водитель не отпустит тормоза или транспортное средство не столкнется с чем-то достаточно твердым, чтобы остановить его.

Поколения водителей были обучены справляться с этим состоянием, быстро нажимая и отпуская или накачивая тормоза во время заноса. Однако это обучение часто терялось во время панических ситуаций. Кроме того, даже самый спокойный и хорошо обученный водитель не мог нажимать на тормоза быстрее, чем два или три раза в секунду, что ограничивало эффективность техники.

Лучший способ справиться с заносом при торможении использовался на самолетах в течение десятилетий, прежде чем он был введен в наземную технику. Самолеты находились в тех же условиях низкой тяги, что и легковые и грузовые автомобили, а буксирующий самолет - уже лишь незначительно управляемый - действительно представлял опасность для пассажиров и окружающих. Для решения этой проблемы многие самолеты были оснащены антиблокировочной тормозной системой, известной как ABS, которая предотвращала блокировку тормозных колес и занос на скользкой взлетно-посадочной полосе.

Сначала это было достигнуто за счет сложных и дорогостоящих гидравлических средств управления, которые быстро включали и выключали тормоза, позволяя самолету управлять в скользких условиях, сохраняя при этом значительную тормозную способность. Позже электронное управление позволило антиблокировочной системе действовать в большей степени с учетом реальных условий грунта.

По мере того, как электронные и гидравлические части авиационной АБС становились меньше и дешевле, производители грузовиков и автомобилей начали проявлять к ней интерес. Поначалу антиблокировочные тормозные системы разрабатывались только для большегрузных автомобилей. Большие полуприцепы - автопоезда с тягачом и прицепом весом до 80 000 фунтов (36 364 кг) - были особенно опасны для проезжающих мимо них, когда они буксовали, поскольку они не только выходили из-под контроля водителя, но и шарнирно шарнирно складывались или складывались, и часто переворачивался. Сегодня антиблокировочная тормозная система входит в стандартную комплектацию многих легковых и грузовых автомобилей.

Независимо от производителя или типа автомобиля, все антиблокировочные тормозные системы работают одинаково. Датчики скорости вращения колес размещены на каждом управляемом колесе. Каждый датчик скорости обычно имеет зубчатое колесо, подобное шестерне, которое вращается с той же скоростью, что и колесо или ось транспортного средства. Рядом с зубчатым колесом, но не касаясь его, установлен постоянный магнит . обернутый катушкой с проволокой, называемой приемной катушкой (см. иллюстрацию). Когда каждый зуб вращается мимо постоянного магнита, это заставляет магнитное поле концентрироваться и немного увеличиваться. Это, в свою очередь, вызывает небольшой импульс тока в катушке с проволокой. Количество импульсов в секунду прямо пропорционально скорости колеса. Чем быстрее вращается колесо, тем быстрее зубья проходят через магнит и тем выше частота пульса.

• 5 Компоненты электронного контроллера припаяны к печатной плате.
• 6 Плата вставлена ​​в защитный кожух и закреплена на литом алюминиевом основании радиатора. Предусмотрены внешние электрические соединения для входной проводки от каждого датчика скорости и выходной проводки к соленоидам в главном тормозном цилиндре.

Установка АБС

• 7 На автомобильном заводе тормозные магистрали из стальных труб устанавливаются в каркас кузова. Они проходят от перегородки между моторным отсеком и пассажирским отсеком, называемой брандмауэром, в непосредственной близости от каждого колеса. Электрические провода для АБС также проходят от каждого колеса к месту контроллера и от контроллера к межсетевому экрану.
• 8 Главный тормозной цилиндр прикреплен болтами к перегородке в моторном отсеке рядом с педалью тормоза. Тормозные магистрали подсоединяются к соответствующим портам на корпусе соленоида, а электрические провода подсоединяются.
• 9 Зубчатые колеса датчика прижимаются к внешним шарнирам равных угловых скоростей или концам осей оси так, что они движутся внутри колес. После того, как оси прикреплены к раме, присоединяются тормозные магистрали и устанавливаются приемные катушки так, чтобы конец катушек был близко к зубчатым колесам. Затем измерительные катушки электрически соединяются с проводами, ведущими к контроллеру.
• 10 Контроллер устанавливается либо под панелью приборов, либо в багажнике автомобиля. Выполнены электрические соединения, в том числе подключение питания от аккумуляторной батареи автомобиля через блок предохранителей.

Контроль качества

Некоторых людей беспокоит идея о том, что электронная система может взять на себя работу тормозов транспортного средства. По этой причине работа системы заранее тщательно проверяется, а качество монтажа постоянно проверяется.

Кроме того, все антиблокировочные тормозные системы спроектированы так, чтобы быть отказоустойчивыми, то есть любой отказ любого компонента приведет к отказу системы таким образом, чтобы по-прежнему обеспечивать общую безопасную работу тормозов.

Будущее

Существует большая вероятность того, что федеральное правительство в ближайшем будущем потребует использования антиблокировочной тормозной системы на некоторых транспортных средствах. АБС используется уже несколько лет, и появляется все больше свидетельств ее преимуществ, в частности ее способности улучшать тормозной путь и поддерживать управляемость транспортного средства в чрезвычайно скользких дорожных условиях.

Однако эти результаты не бесспорны. Первоначальные заявления о преимуществах АБС были значительно преувеличены, и многие водители пришли к выводу, что АБС дает им мало преимуществ в их конкретной ситуации или совсем не дает. В этом отношении спор немного похож на споры о ремнях безопасности.

Были разработаны дополнительные системы, которые увеличивают преимущества базовой АБС. Одна из таких систем - автоматический контроль тяги, называемый ATC. ATC использует те же компоненты, что и ABS, но работает на другом конце диапазона скоростей - запускает автомобиль на скользкой дороге. В процессе работы он определяет скорость каждого колеса, чтобы определить, когда одно или несколько колес «отрываются» и начинают вращаться. Когда это происходит, он тормозит это колесо от 12 до 15 раз в секунду, чтобы оно замедлилось и восстановило сцепление с дорогой. Во время демонстраций автомобили удерживались блоками на покрытом льдом грунте. Когда машины трогаются с места и блоки отодвигаются, транспортное средство без УВД раскручивает колеса и медленно скользит назад по уклону, в то время как транспортное средство, оборудованное УВД, поднимается по льду.

Ожидается, что популярность АБС, наряду с другими новыми продуктами для автомобилей, будет продолжать расти по мере того, как цена снижается, а преимущества становятся все более очевидными.