Тормозная система - краткая теория
Общее описание работы противобуксовочной системы при невысокой скорости движения
- Общее описание работы противобуксовочной системы при невысокой скорости движения
- Screenshot_54.jpg (104.17 КБ) 184 просмотра
При трогании с места на скользкой поверхности происходит следующее.
Ведущее колесо с более низким сцеплением с покрытием начинает буксовать. Когда скорость проскальзывания колеса достигнет 8,5 км/ч, противобуксовочная система начинает модулировать давление для подтормаживания буксующего колеса.
При подтормаживании колеса дополнительное тяговое усилие передается на другое колесо, которое все еще имеет сцепление с дорогой. Противобуксовочная система предотвращает проскальзывание ведущих колес путем контроля тормозного момента, что улучшает разгонную динамику и устойчивость автомобиля.
Если во время разгона одно из ведущих колес имеет тенденцию к пробуксовке из за излишнего крутящего момента двигателя, давление в тормозном цилиндре данного колеса увеличивается, что предотвращает пробуксовку. Момент начала пробуксовки определяется по сигналам датчиков скорости вращения колес.
- Общее описание работы противобуксовочной системы при невысокой скорости движения
- Screenshot_55.jpg (170.33 КБ) 184 просмотра
Цикл работы противобуксовочной системы
Фаза 0 – фаза 1: при обнаружении тенденции колеса к пробуксовке.
Фаза 1 – фаза 2: при уменьшении тенденции колеса к пробуксовке.
Фаза 2 – фаза 3: если замедление колеса становится ниже порога регулирования и если его скорость вращения уменьшается ниже заданного предела проскальзывания.
Фаза 3 – фаза 4: если скорость вращения колеса находится в допустимых пределах проскальзывания.
Фаза 4 – фаза 5: если ускорение колеса превышает порог регулирования
и если его скорость вращения больше заданного предела проскальзывания.
Цикл управления вращением колес, описанный выше, непрерывно повторяется, а предел допустимого проскальзывания изменяется, что обеспечивает максимальный разгон автомобиля на любом покрытии.
Автомобили с комплексной противобуксовочной системой FTCS
Если дорожное покрытие имеет низкий коэффициент сцепления, другое колесо может начать буксовать, и когда его скорость вращения станет равной 6,5 км/ч, блок управления TCS/ABS направит в блок управления двигателем или блок управления трансмиссией запрос на снижение крутящего момента двигателя, что приведет к прекращению пробуксовки. Верхний предел допустимой пробуксовки колеса, определяемый до момента срабатывания системы, постепенно снижается, пока скорость автомобиля не достигнет 22 км/ч. Как только это произойдет, этот предел снова увеличивается и регулировка происходит путем ограничения крутящего момента двигателя или подтормаживанием колес. При начале движения допускается сравнительно высокая степень пробуксовки колеса. Это сделано для того, чтобы придать автомобилю спортивный характер. Кроме того, это позволяет колесам лучше сцепиться с твердой поверхностью, когда это необходимо.
Логика определения перегрева тормозного диска
- Логика определения перегрева тормозного диска
- Screenshot_56.jpg (156.48 КБ) 183 просмотра
Логика расчета температуры тормозных дисков применяется для предотвращения перегрева тормозных дисков ведущих колес во время работы противобуксовочной системы. Температура рассчитывается по специальной формуле для каждого колеса в отдельности. После включения зажигания производится расчет при исходной температуре 30°C, затем рассчитывается температура диска каждого ведущего колеса в соответствии с продолжительностью воздействия противобуксовочной системы на тормоза. Если расчетная температура превышает 400°C, противобуксовочная система временно прекращает подтормаживать соответствующее колесо. Противобуксовочная система включается снова, когда расчетная температура станет ниже 250°C. При обнаружении перегрева ЭБУ противобуксовочной системы записывает в память диагностический код неисправности «Перегрев тормозов», который можно удалить с помощью прибора HI SCAN Pro.
Входные и выходные сигналы
- Входные и выходные сигналы
- Screenshot_57.jpg (159.85 КБ) 181 просмотр
ЭБУ составляет одно целое с гидроблоком ABS/TCS. Колесные датчики посылают сигналы скорости вращения колеса в ЭБУ. В ЭБУ TCS подаются также следующие входные сигналы:
- сигнал выключателя стоп-сигналов;
- сигнал включения режима полного привода.
Блок управления постоянно запитывается по цепи контакта «+30», рабочее напряжение блока 9 16 В. При включении зажигания на ЭБУ поступает напряжение питания, и на время проверки работы системы загорается контрольная лампа TCS. Если система исправна, лампа гаснет через 3 5 секунд. Как и в системе ABS, работа всех элементов противобуксовочной системы постоянно контролируется ЭБУ. В основу работы системы положен принцип безопасного торможения. Клапаны противобуксовочной системы включены в гидравлическую систему и обеспечивают торможение ведущих колес. Для предотвращения перегрева тормозных механизмов из-за работы противобуксовочной системы температура тормозных дисков рассчитывается при каждом включении системы. Поэтому при превышении некоторого значения температуры противобуксовочная система отключается. ЭБУ управляет ABS и EBD (подробные сведения см. в разделе по ABS).
Блок управления контролирует внутренние цепи и работу других элементов ABS/TCS. При неисправности ЭБУ генерируется диагностический код неисправности, загорается контрольная лампа ABS или TCS, и система ABS/TCS отключается.
Сигнал выключателя стоп-сигналов
- Сигнал выключателя стоп-сигналов
- Screenshot_58.jpg (91.4 КБ) 176 просмотров
При нажатии на педаль тормоза ток поступает к блоку управления через выключатель стоп сигналов.
Информация о состоянии выключателя стоп-сигналов (включен/выключен) используется блок управления следующем образом.
Если педаль тормоза нажата при работающей противобуксовочной системе (загораются лампы стоп-сигналов), эта система отключается и задействуется тормозная система.
Выключатель TCS и контрольная лампа
- Выключатель TCS и контрольная лампа
- Screenshot_59.jpg (158.16 КБ) 175 просмотров
Противобуксовочную систему можно включать и отключать выключателем на панели приборов. Выключатель соединен с ЭБУ ABS/TCS и коммутационным блоком салона. Коммутационный блок салона подает к выключателю напряжение питания «+», аккумуля-торный разъем (30), при нажатии на выключатель цепь соединяется с «массой», и противо-буксовочная система включается или выключается в зависимости от состояния тока в цепи. При выключении противобуксовочной системы в комбинации приборов загорается контрольная лампа TCS OFF, которая также включается при обнаружении неисправности ЭБУ TCS.
Обратите внимание на то, что выключатель TCS на автомобилях c противобуксовочной системой может отсутствовать.
Контрольная лампа включения TCS
- Контрольная лампа включения TCS
- Screenshot_60.jpg (121.72 КБ) 174 просмотра
Гидравлический клапанный блок
- Гидравлический клапанный блок
- Screenshot_61.jpg (260.14 КБ) 173 просмотра
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.
Описание гидравлического контура
- Описание гидравлического контура
- Screenshot_62.jpg (265.77 КБ) 172 просмотра
Гидравлическая система показана при отпущенной педали тормоза. Трехходовой золотник и клапан противобуксовочной системы открыты.
Работа гидравлического контура при нормальном торможении
- Работа гидравлического контура при нормальном торможении
- Screenshot_63.jpg (172.95 КБ) 171 просмотр
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) 168 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) 168 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) 168 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.
Устройство системы BTCS Bosch 5.3
- Устройство системы BTCS Bosch 5.3
- Screenshot_68.jpg (218.48 КБ) 167 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.