Управление при скольжении автомобиля

На скользких дорогах, например мокрых или покрытых льдом, при резком торможении шины легко блокируются. Если в этом случае происходит блокирование задних колес, то действие боковых сил приводит к боковому скольжению. При блокировании передних колес управление рулевым колесом становится невозможным. Устройство, которое обеспечивает безопасность движения и быструю остановку автомобиля при резком торможении, называют антиблокировочной системой. Увеличивая и уменьшая давление тормозной жидкости так, чтобы не было блокирования колес, она поддерживает оптимальное значение коэффициента сцепления шин с дорожным покрытием. Существуют 2 основных типа систем: с управлением четырьмя колесами (управление как задними, так и передними колесами) и с управлением двумя задними колесами.

Управление двумя колесами, предотвращая блокирование задних колес, повышает безопасность движения и сокращает тормозной путь.

Управление четырьмя колесами позволяет, кроме того, предотвратить блокирование и передних колес, поэтому оно гарантирует соответствие траектории поворота рулевого колеса и при резком торможении позволяет избежать столкновения с препятствием.

Коэффициент сцепления колеса с дорогой зависит от состояния дороги, типа и состояния шин. На сухой дороге он больше, на влажной - меньше.

Как показано на рисунке 12.11, до той области, где коэффициент продольного сцепления становится максимальным, он увеличивается в зависимости от коэффициента продольного скольжения почти линейно, однако затем он, наоборот, несколько падает.

Рис. 12.11 График зависимости коэффициента сцепления от коэффициента продольного скольжения S (сплошной линией изображена зависимость коэффициента продольного сцепления, прерывистой - коэффициента поперечного сцепления).

Коэффициент бокового сцепления (характеризует силу сопротивления боковому скольжению) также зависит от коэффициента продольного скольжения; при коэффициенте, равном 100% (состояние блокирования колес), этот коэффициент равен нулю. Как можно понять из графика, обеспечить одновременно оптимальные значения коэффициентов продольного и бокового сцепления невозможно. Однако если управление производить таким образом, чтобы коэффициент продольного скольжения находился в области максимального коэффициента трения, то можно получить хотя и не максимальное, но оптимальное значение силы сопротивления боковому скольжению и обеспечить эффективное торможение.

Управление при скольжении производится таким образом, чтобы коэффициент продольного скольжения в случае резкого торможения был равен 15—20%. Вместе с тем осуществить управление на основе непосредственного вычисления коэффициента продольного скольжения не представляется возможным.

При непосредственном увеличении давления тормозной жидкости скорость вращения колес в той области, где коэффициент продольного сцепления не достигает максимального значения, будет быстро падать. Учитывая это обстоятельство, управление давлением осуществляется, исходя из некоторых предположений относительно окрестности максимального значения коэффициента сцепления, основанных на величине падения скорости и замедлении. Такое управление позволяет получить коэффициент продольного скольжения в пределах 15 - 20%, предотвратить блокирование колес при торможении и не утратить курсовую устойчивость движения автомобиля. При этом также обеспечивается остановка автомобиля с минимальным тормозным путем.

Структура антиблокировочной системы

На рисунке 12.12 в качестве примера показана структура антиблокировочной системы управления четырьмя колесами.

Д 1 и Д 2 — датчики угловой скорости правого и левого передних колес, соответственно; Д 3—датчик угловой скорости задних колес

Рис. 12.12 Пример системы управления при скольжении («Тойота»)

Система содержит следующие основные устройства: ЭБУ, датчик угловой скорости колес и исполнительный механизм.

Датчики угловой скорости колес устанавливаются по одному на правое и левое передние колеса. Один общий датчик угловой скорости правого и левого задних колес расположен в трансмиссии. Существуют системы оборудованные двумя задними датчиками скорости. Эти датчики вырабатывают сигналы скорости, на основании которых ЭБУ посылает сигнал на исполнительные механизмы для управления в соответствии со скоростью и состоянием дороги. Исполнительный механизм по сигналу ЭБУ регулирует давление тормозной жидкости в цилиндре каждого колеса.