Тормозная система - краткая теория
Индуктивные датчики скорости вращения колеса
- Индуктивные датчики скорости вращения колеса
- Screenshot_33.jpg (199.54 КБ) 145 просмотров
ЭБУ использует сигналы (частотные) от колесных датчиков для определения скорости вращения колес. Частота и напряжение синусоидального сигнала увеличиваются с ростом скорости вращения колеса. В зависимости от исполнения датчики по-разному устанавли-ваются в зоне ступицы колеса. Независимо от исполнения датчика скорости вращения колеса сердечник должен быть обязательно точно установлен относительно зубчатого диска. Зазор между датчиком скорости вращения колеса и зубчатым диском должен составлять 1 3 мм, и допуск должен выдерживаться для получения надежного сигнала.
Примечание
На некоторых автомобилях расстояние между датчиком и зубчатым сигнальным диском регулируется и проверяется при неправильном сигнале датчика.
Активный датчик скорости вращения колеса
- Активный датчик скорости вращения колеса
- Screenshot_34.jpg (186.57 КБ) 144 просмотра
Датчики скорости вращения колес разрабатывались как основные элементы системы
ABS. Однако, в самых современных системах требуется применять датчики нового поколения, активные датчики скорости вращения колес. Активные датчики также могут входить в состав других современных систем управления, например автоматической коробки передач, навигационных систем и активной подвески.
В зависимости от потребления тока датчик генерирует сигнал. Ток небольшой силы (примерно 7 мА +/- 20%) поступает от датчика к ЭБУ. Этот ток определяется как сигнал низкого уровня. Магниторезистивный резистор соединен со схемой сравнения. Схема сравнения включает транзистор, и в блок управления поступает ток большей силы (14 мА +/- 20%). Он воспринимается как сигнал высокого уровня. Цепь подачи сигнала датчика соединена с «массой» в блоке управления через резистор на 115 Ом. Этот новый активный датчик выполнен по самой современной технологии, обеспечивающей ему высокую реакцию на изменение скорости, и включает в себя одну специализированную микросхему ASIC, чувствительные элементы Холла, электрический интерфейс и систему обработки данных. Магнитное поле изменяется при вращении зубчатого диска. Элементы Холла генерируют синусоидальный сигнал напряжения, который прямо пропорционален скорости изменения магнитного поля. Затем этот синусоидальный сигнал преобразуется в переменный цифровой с помощью микросхемы ASIC.
Активный датчик скорости вращения колеса проверяется в следующем порядке.
- Выключить зажигание.
- Подключить тройник.
- Включить зажигание.
- Проверить наличие кодов DTC.
- Измерить напряжение питания В+.
- Измерить напряжение сигнала датчика, вращая колесо автомобиля (0,5 1,2 В).
Датчик поперечного ускорения
- Датчик поперечного ускорения
- Screenshot_35.jpg (161.11 КБ) 143 просмотра
Как только включается полный привод, условия работы ABS меняются, поэтому ABS должна иметь дополнительные функции. После подключения полного привода передние и задние колеса жестко соединяются. Колеса вращаются с одной и той же скоростью, как в жесткой конструкции, что приводит к одновременному изменению скорости вращения всех колес на одну и ту же величину. При этом возникает динамическая связь между колесами автомобиля и тормозным моментом двигателя (торможение двигателем при закрытой дроссельной заслонке), поэтому сила инерции от двигателя влияет на скорость вращения всех колес. Для оптимальной эффективности ABS требуются дополнительные функции, которые зависят от особенностей системы полного привода. На основе сигнала дополнительно установленного датчика ускорения ЭБУ ABS определяет, низкий или высокий коэффициент сцепления колес с дорогой. В зависимости от этого ЭБУ ABS корректирует стратегию управления торможением. Это в принципе означает, что в режиме полного привода ЭБУ ABS более чувствителен к состоянию дорожного покрытия, срабатывает раньше и работает более продолжительное время. В результате этого предотвращается блокировка в трансмиссии.
Дорога с плохим сцеплением (лед)
- – Низкое напряжение сигнала (слабое замедление).
- – Определены низкие сцепные качества дорожного покрытия.
- – Блок управления ABS предварительно снижает гидравлическое давление.
- – Блокировка колес происходит с запаздыванием.
- – Тормозной путь увеличивается.
Дорога с высоким коэффициентом сцепления
- – Высокое напряжение сигнала (сильное замедление).
- – Определен высокий коэффициент сцепления с дорожным покрытием.
- – Блок управления ABS задерживает снижение гидравлического давления.
- – Колеса блокируется раньше.
- – Тормозной путь снижается.
Сигналы включения полного привода
- Сигналы включения полного привода
- Screenshot_36.jpg (153.88 КБ) 142 просмотра
Сигнал включения полного привода на автомобилях с интеллектуальной системой управления крутящим моментом ITM.
На некоторых автомобилях с системой ITM, например на Sportage с турбокомпрессором с изменяемой геометрией, сигнал включения полного привода передается ЭБУ ABS на ЭБУ системы ITM по мультиплексной шине CAN. При задействовании ABS, ЭБУ ABS посылает сигнал в ЭБУ системы ITM. После получения сигнала ЭБУ системы ITM отклю-чает электромагнитную муфту, предотвращая тем самым блокировку трансмиссии.
Реле электродвигателя
- Реле электродвигателя
- Screenshot_37.jpg (169.39 КБ) 141 просмотр
Электродвигатель постоянного тока соединен с насосными элементами, расположенными в гидроблоке. В зависимости от системы управление электродвигателем отличается.
На всех моделях вплоть до 1998 модельного года реле электродвигателя насоса устанавливалось в верхней части гидравлического ЭБУ или в отдельном блоке реле в моторном отсеке. Реле управляется ЭБУ ABS. При срабатывании ABS, ЭБУ ABS соединяет обмотку реле с «массой», в результате этого контакты реле замыкаются и электродвигатель приводит в действие насосные элементы. В настоящее время электродвигатель управляется реле (транзистором), расположенным в ЭБУ ABS.
Реле электродвигателя в ЭБУ ABS
- Реле электродвигателя в ЭБУ ABS
- Screenshot_38.jpg (210.12 КБ) 140 просмотров
Напряжение питания подается на электромагнитные клапаны специальным реле. В зависимости от типа ABS реле электромагнитных клапанов может располагаться в ЭБУ ABS или в отдельном блоке реле.
Гидравлический клапанный блок
- Гидравлический клапанный блок
- Screenshot_39.jpg (231.21 КБ) 139 просмотров
Клапанный блок выполнен заодно с гидравлическим блоком, управляет тормозным давлением в рабочих тормозных цилиндрах при работе ABS. В блоке размещено восемь электромагнитных клапанов: четыре впускных и четыре выпускных (по два на каждое колесо). В исходном состоянии впускной клапан открыт, а выпускной — закрыт. В клапанном блоке имеется два аккумулятора — высокого и низкого давления (по одному в каждом контуре). Блок управления проверяет работоспособность клапанов при каждом включении зажигания. Одновременно проверяется электродвигатель насоса, при этом клапаны включаются на 20 мс.
Откачивающий насос
Откачивающий насос размещен в гидроблоке и состоит из электродвигателя постоянного тока, который приводит в действие гидравлический насос. Насос работает только при открытом впускном клапане и отводит избыток тормозной жидкости в главный тормозной цилиндр. Давление в главном тормозном цилиндре определяет давление в силовой магистрали, которое, в свою очередь, напрямую зависит от усилия нажатия на педаль тормоза. Насос развивает давление примерно 250 бар, которого достаточно для всех условий торможения. При включении зажигания включается или если скорость движения превышает 6 км/ч, блок управления проверяет работу откачивающего насоса, включая его на 200 мс. Если контакты выключателя стоп-сигналов замкнуты, проверка производится при скорости 15 км/ч. Гидронасос и электродвигатель встроены в гидроблок и не могут быть заменены по отдельности.
Электромагнитные клапаны
После того как насос начинает накачивать тормозную жидкость, включаются клапаны, направляющие и регулирующие поток тормозной жидкости. Некоторые клапаны соединяются каналами, которые направляют поток жидкости. Другие клапаны управляют и регулируют давление и скорость потока. Впускной электромагнитный клапан открывает и перекрывает трубопровод, соединяющий главный тормозной цилиндр с рабочими тормозными цилиндрами. В исходном состоянии клапан открыт, он закрывается в режимах удержания и сброса давления во время работы ABS.
Обратный клапан предназначен для обеспечения возврата жидкости из рабочего в главный тормозной цилиндр при отпущенной педали. В исходном состоянии выпускной электромагнитный клапан закрыт и открывается для снижения давления в рабочем тормозном цилиндре в фазе сброса.
Аккумуляторы давления
Оба аккумулятора расположены в клапанном блоке. Тормозная жидкость под давлением действует на верхнюю часть поршня, преодолевая усилие пружины. Аккумулятор низкого давления установлен между выпускным клапаном и откачивающим насосом, он заполняется тормозной жидкостью перед включением насоса. Аккумулятор высокого давления, расположенный между откачивающим насосом и главным тормозным цилиндром, служит для снижения шума и колебаний давления во время работы насоса (при срабатывании ABS).
Описание гидравлического контура
- Описание гидравлического контура
- Screenshot_40.jpg (239.21 КБ) 138 просмотров
Работа гидравлического контура при нормальном торможении
- Работа гидравлического контура при нормальном торможении
- Screenshot_41.jpg (167.97 КБ) 137 просмотров
Когда педаль тормоза нажата, канал подвода разрежения перекрыт, а канал подвода атмосферного воздуха открыт. Поэтому на диафрагму вакуумного усилителя тормозов действует максимальное дифференциальное давление, при этом обеспечивается наибольшая степень усиления. Центральный клапан поршня привода контура «левого переднего – правого заднего тормозов» главного тормозного цилиндра перекрывает канал возврата тормозной жидкости в бачок гидравлической тормозной системы, поэтому давление за поршнем нарастает. Давление также действует и на поршень привода контура «правого переднего – левого заднего тормозов», который перемещается вперед и перекрывает центральный клапан. В гидравлическом блоке впускной клапан находится в открытом, а выпускной — в закрытом состоянии. Гидравлическое давление увеличивается в обоих тормозных контурах и, поскольку диаметр обоих поршней одинаковый, давление в контурах гидроблока будет одинаковым. Давление в тормозной системе возрастает и воздействует на поршни рабочих тормозных цилиндров, которые прижимают колодки к тормозным дискам.
Регулирование давления в тормозах системой ABS: фазы снижения, удержания и повышения давления
- Регулирование давления в тормозах системой ABS: фазы снижения, удержания и повышения давления
- Screenshot_42.jpg (153.36 КБ) 136 просмотров
Когда блок управления обнаруживает, что скорость вращения колеса слишком сильно уменьшается, он регулирует давление в течение трех фаз.
Фаза 1, режим удержания
Впускной клапан закрыт. Это предотвращает повышение давления в рабочих тормозных механизмах.
- Регулирование давления в тормозах системой ABS
- Screenshot_43.jpg (172.39 КБ) 136 просмотров
Фаза 2
Выпускной клапан открыт, одновременно открывается канал, соединяющий рабочий тормозной цилиндр с аккумулятором давления, в который отводится давление из рабочего тормозного цилиндра. Как только открывается выпускной клапан, блок управления включает откачивающий насос, который возвращает жидкость в главный тормозной цилиндр. Колесо теперь вращается быстрее.
Фаза 3
Одновременно с закрытием выпускного клапана выключается откачивающий насос. Затем открывается впускной клапан.
Эти фазы работы повторяются, пока не будет отпущена педаль тормоза или пока сцепле-ние (трение) между шиной и поверхностью дороги не станет достаточным. При обрыве или коротком замыкании в цепи клапаны возвращаются в исходное состояние, и торможение осуществляется обычным образом без включения ABS.
- Регулирование давления в тормозах системой ABS
- Screenshot_44.jpg (132.81 КБ) 136 просмотров
При отпускании педали тормоза поршни в главном цилиндре возвращаются в исходное положение и центральные клапаны поршней привода контуров «левого переднего – правого заднего тормозов» и «правого переднего – левого заднего тормозов» открываются. Давление сбрасывается через обратный клапан, и поршни всех рабочих тормозных цилиндров возвращаются за счет упругой деформации манжет в исходное состояние. В исходном состоянии (при отпущенной педали тормоза) центральные клапаны поршней привода контуров «левого переднего – правого заднего тормозов» и «правого переднего – левого заднего тормозов» главного тормозного цилиндра открыты. Впускные электро-магнитные клапаны обоих тормозных контуров открыты, и главный тормозной цилиндр и другие гидравлические элементы системы заполнены тормозной жидкостью, которая не находится под давлением. Выпускные электромагнитные клапаны находятся в исходном состоянии (закрыты). Обратные клапаны также занимают исходное положение.