Тормозная система - краткая теория

[morskoj]

Гидравлический клапанный блок

Гидравлический клапанный блок

Screenshot_61.jpg (260.14 КБ) 20819 просмотров

Узел гидроблок – ЭБУ в основном имеет ту же конструкцию, что и модуль ABS (см. раздел по ABS), добавлены только два клапана противобуксовочной системы.

Примечание: в гидравлическом блоке системы ABS BOSCH 5.3 имеется 4 клапана противобуксовочной системы.

Клапанный блок, встроенный в гидравлический блок, регулирует давление тормозной жидкости в тормозных механизмах ведущих колес при включении противобуксовочной системы. В состав клапанного блока входит десять электромагнитных клапанов: четыре впускных и четыре выпускных (по два на каждое колесо), два клапана противобуксовочной системы (по одному на каждый контур). Пояснения по впускным и выпускным клапанам, а также принципы их работы даны в разделе по ABS. Клапаны противобуксовочной системы в исходном состоянии открыты и закрываются при включении противобуксовочной системы для изолирования контура задних тормозов от контура передних.

Откачивающий насос

Откачивающий насос размещен в гидроблоке и состоит из электродвигателя постоянного тока, который приводит в действие гидравлический насос. Насос работает все время, пока тормозное давление регулируется противобуксовочной системой. Гидравлический насос и электродвигатель выполнены заодно с клапанным блоком и не могут быть заменены по отдельности.

Клапан противобуксовочной системы

В исходном состоянии клапан противобуксовочной системы открыт, и давление, создаваемое в главном тормозном цилиндре, подводится к тормозу каждого колеса через этот клапан.
При пробуксовке одного (или двух) ведущих колес клапан противобуксовочной системы закрывается, и тормозная жидкость под давлением, создаваемым насосом, направляется к тормозному механизму буксующего колеса.

Редукционный клапан

После создания насосом давления во время работы противобуксовочной системы избыточное давление сбрасывается через редукционный клапан, который направляет жидкость обратно в главный тормозной цилиндр.

Трехходовой золотник

Во время работы противобуксовочной системы тормозная жидкость подается к насосу от главного тормозного цилиндра через открытый трехходовой золотник, который закрывается при нажатии на тормоз.

[morskoj]

Описание гидравлического контура

Описание гидравлического контура

Screenshot_62.jpg (265.77 КБ) 20818 просмотров

Гидравлическая система показана при отпущенной педали тормоза. Трехходовой золотник и клапан противобуксовочной системы открыты.

[morskoj]

Работа гидравлического контура при нормальном торможении

Работа гидравлического контура при нормальном торможении

Screenshot_63.jpg (172.95 КБ) 20779 просмотров

При нормальном торможении давление, созданное в главном тормозном цилиндре, действует на трехходовой клапан, перекрывающий подачу тормозной жидкости к насосу. Гидравлическая жидкость под давлением непосредственно поступает из главного тормозного цилиндра на тормозные механизмы задних колес, а к тормозным механизмам передних колес — через открытые клапаны противобуксовочной системы.

Фаза 1, повышение давления

Фаза 1, повышение давления

Screenshot_65.jpg (162.23 КБ) 20776 просмотров

Поскольку противобуксовочная система регулирует тормозное усилие без нажатия на педаль тормоза, гидроблок должен увеличить и затем регулировать давление на тормозах ведущих колес для их подтормаживания, если пробуксовка выходит за допустимые пределы. ЭБУ TCS/ABS приводит в действие противобуксовочную систему в следующих случаях:

•  если одно из ведущих колес буксует и вращается быстрее, чем это допустимо;

•  если педаль тормоза не нажата и выключатель стоп-сигналов не включен;

•  при скорости движения автомобиля ниже 100 км/ч.

При включении противобуксовочной системы с приведением в действие тормозных механизмов вакуумный усилитель, поршни привода контуров «левый передний – правый задний тормоза» и «правый передний – левый задний тормоза» главного тормозного цилиндра находятся в исходном состоянии. В клапанном блоке входные и выходные клапаны также остаются в исходном положении, т. е. входные клапаны открыты, а выходные — закрыты.
ЭБУ TCS/ABS включает откачивающий насос и закрывает клапан противобуксовочной системы, что приводит к нарастанию давления. Это обеспечивается открытием трехходового золотника, направляющего тормозную жидкость к откачивающему насосу. Жидкость под давлением подается к рабочим тормозным цилиндрам через открытый впускной электромагнитный клапан. Поскольку выпускной электромагнитный клапан закрыт, давление увеличивается в рабочем тормозном цилиндре, и колесо подтормаживается.

Фаза 2, удержание давления

Фаза 2, удержание давления

Screenshot_66.jpg (162.12 КБ) 20776 просмотров

Во время удержания давления на впускной электромагнитный клапан подается напряжение питания (клапан закрыт). Насос непрерывно создает давление, и избыток жидкости воздействует на редукционный клапан. Как только давление жидкости превысит усилие пружины редукционного клапана, клапан открывается, и избыточная жидкость возвращается в главный тормозной цилиндр.

Фаза 3, снижение давления

Фаза 2, удержание давления

Screenshot_67.jpg (173.06 КБ) 20776 просмотров

Во время снижения давления питание подается на электромагнитный впускной клапан (клапан закрыт) и электромагнитный выпускной клапан (клапан открыт). Давление стравливается через открытый выпускной электромагнитный клапан.

Давление тормозной жидкости регулируется:

•  пока сцепление между колесами и дорожной поверхностью не станет обеспечивать вращение колеса без чрезмерной пробуксовки;

•  до нажатия на педаль тормоза (до срабатывания выключателя стоп-сигналов);

•  до прекращения регулирования тормозного давления ЭБУ TCS/ABS для предотвращения перегрева тормозных механизмов.

При прекращении регулирования давления ЭБУ TCS/ABS выключает откачивающий насос, закрывает клапаны противобуксовочной системы и переводит электромагнитные впускные клапаны в исходное состояние.
Если регулирование давления противобуксовочной системы прекращается при нажатии на педаль тормоза, противобуксовочная система, управляющая тормозами, выключается, и вместо нее включается тормозная система. Противобуксовочная система, управляющая тормозами, выключается из-за опасности перегрева тормозов по истечении некоторого промежутка времени, продолжительность которого определяется ЭБУ TCS/ABS.

[morskoj]

Устройство системы BTCS Bosch 5.3

Устройство системы BTCS Bosch 5.3

Screenshot_68.jpg (218.48 КБ) 20775 просмотров

Система Bosch 5.3, которую также называют активной системой дифференциального торможения ABD, выполняет те же функции, что и комплексная противобуксовочная система, но и имеет ряд конструктивных отличий.
Клапанный блок противобуксовочной системы Bosch 5.3 состоит из 12 электромагнитных клапанов: четырех впускных, четырех выпускных, двух клапанов повышения давления и двух клапанов понижения давления. Четыре клапана, изменяющие давление, используются только во время работы противобуксовочной системы. Клапаны распределяются следую¬щим образом: по одному впускному и выпускному клапану на каждое колесо и по одному клапану повышения и понижения давления на каждое переднее колесо. Описание впускных и выпускных клапанов и аккумуляторов давления приведено в разделе «Клапанный блок, работа ABS». Описание клапанов противобуксовочной системы дано ниже.

[morskoj]

Работа гидравлического контура системы Bosch 5.3
(при отпущенной педали тормоза)

Работа гидравлического контура системы Bosch 5.3
(при отпущенной педали тормоза)

Screenshot_69.jpg (234.19 КБ) 20904 просмотра

Клапан повышения давления в нормальном состоянии закрыт и открывается ЭБУ для питания откачивающего насоса тормозной жидкостью с целью повышения давления при срабатывании противобуксовочной системы.
Клапан понижения давления в нормальном состоянии открыт, но закрывается в фазах повышения и удержания давления и открывается только при понижении давления. Это обеспечивает поддержание давления в тормозных механизмах при срабатывании противобуксовочной системы.

Клапанный блок имеет 2 обратных клапана, которые необходимы для работы системы. Если водитель нажимает на педаль тормоза во время работы противобуксовочной системы, противобуксовочная система, управляющая тормозами, выключается и вместо нее включается тормозная система. Тормозная система начинает работать без временной задержки, поскольку тормозная жидкость отводится из рабочего тормозного цилиндра через обратный клапан, установленный параллельно клапану снижения давления. Обратный клапан, расположенный после выпускного клапана, предотвращает наполнение аккумулятора тормозной жидкостью. Откачивающий насос работает постоянно, пока давление регулируется противобуксовочной системой.

Фаза 1, повышение давления (фаза заполнения)

Работа гидравлического контура системы Bosch 5.3 Фаза 1, повышение давления (фаза заполнения

Screenshot_70.jpg (221.76 КБ) 20903 просмотра

Откачивающий насос включается, клапан повышения давления (1) открывается (на определенное время), клапан понижения давления (2) закрывается. Фаза 1, повышение давления (фаза заполнения). При включении противобуксовочной системы производится заполнение рабочих тормозных цилиндров, при этом давление в рабочих тормозных цилиндрах обоих ведущих колес незначительно возрастает (на одинаковую величину) независимо от того, какое из них подтормаживается. При этом давление поддерживается постоянным в тормозе того переднего колеса, которое не подтормаживается, т. е. оба клапана (повышения и понижения давления) закрыты. Это сделано для того, чтобы сократить время срабатывания тормоза этого колеса, когда это потребуется.

Фаза 2, повышение давления

Работа гидравлического контура системы Bosch 5.3 Фаза 2, повышение давления

Screenshot_71.jpg (119.61 КБ) 20903 просмотра

Клапан повышения давления (1) открыт, клапан понижения давления (2) закрыт, откачивающий насос работает.

Клапан повышения давления буксующего колеса открывается. Это приводит к повышению давления в рабочем тормозном цилиндре, и колесо подтормаживается. Давление тормозной жидкости регулируется:

•  пока сцепление между колесами и дорожной поверхностью не станет обеспечивать вращение колеса без чрезмерной пробуксовки;

•  до нажатия на педаль тормоза (до срабатывания выключателя стоп-сигналов).

Регулирование тормозного давления ЭБУ TCS/ABS прекращается для предотвращения перегрева тормозных механизмов.

Фаза 3, снижение давления

Работа гидравлического контура системы Bosch 5.3 Фаза 3, снижение давления

Screenshot_72.jpg (122.84 КБ) 20903 просмотра

Клапан понижения давления (2) открыт, клапан повышения давления (1) закрыт, откачивающий насос работает.
Когда регулирование давления прекращается, ЭБУ TCS/ABS выключает откачивающий насос, закрывается клапан повышения давления, а клапан понижения давления откры-вается, т. е. клапаны и насос возвращаются в исходное состояние. Если регулирование давления противобуксовочной системы прекращается при нажатии на педаль тормоза, противобуксовочная система, управляющая тормозами, выключается, и вместо нее включается тормозная система. Тормозная система начинает работать без временной задержки, так как жидкость отводится от рабочих тормозных цилиндров колес через обратный клапан, установленный параллельно клапану понижения давления. Противо-буксовочная система, управляющая тормозами, выключается из-за опасности перегрева тормозов по истечении некоторого промежутка времени, продолжительность которого определяется ЭБУ TCS/ABS. Продолжительность работы противобуксовочной системы, управляющей тормозами, сравнивается с запрограммированным в памяти ЭБУ значением, и система выключается, как только это значение будет превышено.

[morskoj]

Работа комплексной противобуксовочной системы при высокой скорости движения

Работа комплексной противобуксовочной системы при высокой скорости движения

Screenshot_73.jpg (95.56 КБ) 20902 просмотра

При скорости 22 км/ч комплексная противобуксовочная система меняет режим работы и начинает ограничивать начинающее пробуксовывать колесо (с более низким сцеплением с покрытием) путем уменьшения крутящего момента двигателя. Предел регулирования подтормаживанием колес находится выше, иными словами, буксующее колесо подтормаживается, если снижение крутящего момента неэффективно. Первоначальное уменьшение крутящего момента позволяет снизить силу тяги на наружном по отношению к центру поворота ведущем колесе. В этом случае наружное колесо обладает достаточным сцеплением, чтобы обеспечить максимальную управляемость автомобиля. Водитель избежит неприятных эмоций, вызванных внезапной потерей сцепления колес с дорогой и управляемости автомобиля. При 22 км/ч допускается скорость проскальзывания колеса, равная 2 км/ч. Затем кривая на графике идет вверх в виде прямой вплоть до скорости 150 км/ч, при которой допускается проскальзывание колеса со скоростью 5,2 км/ч. На скорости 150 км/ч происходит перелом кривой, и допустимая скорость проскальзывания колеса меняется пропорционально скорости движения.

[morskoj]

Расчет крутящего момента двигателя в комплексной противобуксовочной системе

Расчет крутящего момента двигателя в комплексной противобуксовочной системе

Screenshot_74.jpg (208.26 КБ) 20901 просмотр

ЭБУ двигателя или ЭБУ трансмиссии преобразуют сигналы массового расхода воздуха и положения дроссельной заслонки в значение крутящего момента двигателя. Эта информация передается по шине CAN. Блок управления TCS/ABS использует данные о крутящем моменте двигателя для расчета текущего крутящего момента на ведущих колесах и выявления неисправности в системе. ЭБУ АКП ТСМ направляет в шину CAN информацию о передаточном отношении и включенной передаче. На автомобилях с МКП передаточное число включенной передачи определяется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и скорости движения автомобиля. На основании данных о крутящем моменте двигателя и включенной передаче ЭБУ TCS/ABS может рассчитать крутящий момент на ведущих колесах. Это позволяет рассчитать значение регулируемого тормозного давления и величину снижения крутящего момента двигателя. Если информация о крутящем моменте двигателя неверна, появляется диагностический код неисправности, и противобуксовочная система отключается.

Частота вращения коленчатого вала двигателя

ЭБУ TCS/ABS получает данные о частоте вращения коленчатого вала двигателя от ЭБУ двигателя или ЭБУ силовой передачи через шину CAN. Блок управления использует эту информацию для расчета текущего крутящего момента на ведущих колесах. Когда крутящий момент двигателя и передаточное число известны, блок управления может рассчитать крутящий момент на ведущих колесах. Этот момент используется для определения предела подтормаживания колес и ограничения крутящего момента двигателя при срабатывании противобуксовочной системы. Если данные о частоте вращения коленчатого вала двигателя, полученные от ЭБУ двигателя или ЭБУ трансмиссии, неверны при работающем двигателе, то появляется диагностический код неисправности, и противобуксовочная система отключается.

Положение педали акселератора

ЭБУ двигателя или ЭБУ трансмиссии направляет информацию о положении педали акселератора в ЭБУ TCS/ABS через шину CAN. Блок TCS/ABS использует ее для расчета степени проскальзывания колеса во время работы противобуксовочной системы. Система по степени нажатия на педаль определяет стиль вождения и увеличивает допустимую степень проскальзывания колеса при более сильном нажатии на педаль акселератора. Если данные о положении педали акселератора неверны, появляется диагностический код неисправности, и противобуксовочная система отключается.

Примечание
Сигнал положения педали акселератора не может быть проверен через ЭБУ ABS/TCS.

[morskoj]

Запрос на изменение крутящего момента двигателя в комплексной противобуксовочной системе

Запрос на изменение крутящего момента двигателя в комплексной противобуксовочной системе

Screenshot_75.jpg (112.52 КБ) 20900 просмотров

Крутящий момент двигателя может изменяться от -100 до +400 Нм. Отрицательные значения указывают на торможение двигателем. Блок управления TCS/ABS посылает запрос на изменение крутящего момента в ЭБУ двигателя или ЭБУ трансмиссии. Этот сигнал направляется через шину CAN. Запрос на изменение крутящего момента может варьироваться от +10 до +400 Нм. Если противобуксовочная система не работает, запрос равен 400 Нм. Эта информация используется ЭБУ двигателя или ЭБУ трансмиссии для корректировки крутящего момента на ведущих колесах.
Если скорость проскальзывания одного из ведущих колес превышает допустимую, блок управления TCS/ABS выдает запрос на ЭБУ двигателя или ЭБУ трансмиссии на снижение крутящего момента двигателя. ЭБУ двигателя или ЭБУ трансмиссии снижает крутящий момент двигателя в два этапа.
1. Сдвигает угол опережения зажигания в сторону запаздывания.
2. Прекращает подачу топлива в цилиндры (в один цилиндр, в два цилиндра и т. д.).