новая папка / mami_auto122

На легковых автомобилях педали управления располагаются в соответствии с рис. 1.9.5 (ГОСТ Р 41.35 — 99) и табл. 1.9.3.

Для определения положения основных органов управления легковым автомобилем относительно точки R можно пользоваться данными, приведенными на рис. 1.9.5, где штриховкой выделены целесообразные зоны расположения точки А — условной точки приложения усилий ноги водителя к педалям, точки В — пятки (располагается на уровне пола), рулевого колеса и педалей (РД 37.001.003 — 82). Расстояние между точками А и В — 200 мм вдоль стопы, остальные размерные соотношения определяются с помощью координатной сетки рисунка.

Интересное рулевое колесо преложила известная своими инновациями фирма Citroen: на модели С4 она установила руль, на ступице которого собраны практически все необходимые для управления автомобилем кнопки (рис. 1.9.6). На ступице разместились кнопки управления коробкой передач, аудиоаппаратурой и многое другое. Причем новая ступица привлекает внимание не столько своей многофункциональностью, а тем, что остается на месте, несмотря на угол поворота рулевого колеса.

Рис. 1.9.6. Руль Citroen С4

Среди современных автомобилей больше становится тех, что оснащены усилителем рулевого управления (PAS). Этому способствуют два фактора. Первый - тенденция конструкторов использовать преимущества PAS для получения характеристик, которые облегчали бы управление. Другой - способность покупателя оплатить системы, облегчающие вождение.

Переход от обычного рулевого управления на привод с усилителем, вызван необходимостью снижения усилия, прикладываемого к рулевому колесу при движении с низкой скоростью и при максимальном угле поворота рулевого колеса.

103

Много лет стандартный метод обеспечения PAS энергией состоял в том, что использовался приводимый двигателем гидравлический насос, давление которого подавалось с любой стороны силового цилиндра через клапаны, управляемые поворотом рулевого колеса. Со временем гидроусилители стали более функциональными и надежными, обеспечивая такие особенности, как чувствительная к скорости степень усиления и обеспечения более высокого качества обратной связи, чтобы водитель не чувствовал, что его «разъединили» с передними колесами - недостаток большинства ранних конструкций усилителей рулевого управления, особенно в американском производстве.

Системы PAS работают, как правило, используя систему контрольных клапанов, а не управляя непосредственно через систему сервоклапанов, которая требовала бы более высоких давлений. Citroen - единственный производитель, который использовал систему высокого давления в массовом производстве, получая его от гидропневматической системы подвески. В подавляющем большинстве систем гидроусилителей давление от управляемого двигателем насоса больше необходимого. Полное использование мощности, как на Citroen, имеет множество преимуществ, включая интересную особенность рулевого управления возвращаться в нейтральное положение, когда автомобиль неподвижен, пока двигатель работает, обеспечивая усилитель энергией. Для обеспечения полной безопасности конструкция PAS должна быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечить возможность перехода к обычному ручному управлению в случае нарушения герметичности гидропровода или любой другой неисправности.

Некоторые производители оборудуют свои автомобили системой управления усилия на руле (PPS - progressive power steering). В ней с помощью компьютера усилие на руле изменяется в зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости движения автомобиля. В результате этого при парковке и низких скоростях руль крутится очень легко. А при движении по трассе с высокими скоростями это усилие значительно тяжело и руль «наливается» тяжестью.

В последнее время наблюдается тенденция перехода к усилителям, которые имеют электрогидравлический (рис. 1.9.7) или электрический (рис. 1.9.8) привод.

104

современного автомобиля уже приблизился к критической планке. Впервые серийное использование EPAS началось на небольших переднеприводных автомобилях Renault Twingo и Fiat Punto. Испытания, проведенные фирмой Delphi, которая поставляет свои EPAS для Fiat Punto, подтвердили, что переход от гидравлического к электрическому усилителю приводит к повышению эффективности и экономии. Так, при использовании EPAS была достигнута экономия топлива 0,3 л/100 км, выигрыш 0,5с при разгоне с места до 100 км/ч и 3 с при разгоне с места на дистанции в 400 м. Delphi также указывает на легкость, с которой могут быть изменены характеристики EPAS. Fiat Punto имеет выключатель, управляемый водителем, который вдвое увеличивает усиление рулевого управления при движении по городу с низкой скоростью и при постановке автомобиля на стоянку. Но если появился датчик угла поворота рулевого колеса, то почему тогда вообще не отказаться от традиционной конструкции руля? Отказ от традиционной рулевой колонки позволит исключить из салона автомобиля один из травмоопасных предметов. Кроме того, джойстик мог бы нести функции педали акселератора: качнул вперед - быстрее, качнул назад медленнее. Джойстиком, установленным на центральном пульте, могут управлять как водитель, так и пассажир, не придется строить отдельно автомобили с правым или левым рулем, можно будет использовать подушки безопасности равного объема.

1.10.Электронные системы управления автомобилем

Внастоящее время автомобиль трудно представить без широко используемой электроники.

Первые патенты на антиблокировочные системы (АБС) появились в конце 20-х гг. Однако лишь в 1969г. началась серийная установка антиблокировочной системы тормозов на легковых автомобилях, а впоследствии и на грузовых.

Применение АБС способствовало:

- повышению активной безопасности автомобиля, т. е. повышению тормозной эффективности (особенно на скользких поверхностях), улучшению устойчивости и управляемости; - увеличению средней скорости движения; - продлению срока службы шин.

По существующим международным нормам сегодня в обязательном порядке должны оборудоваться антиблокировочной системой следующие транспортные средства:

- грузовые автомобили весом более 3,5 т; - автобусы весом более 5 т; - прицепы и полуприцепы весом более 5 т.

Другие автотранспортные средства, в т. ч. легковые автомобили оборудуются АБС по желанию покупателя или по инициативе фирм-изготовителей

106

автомобилей. Следует отметить, что для большинства современных легковых автомобилей АБС уже стала штатным оборудованием.

Существующие конструкции АБС имеют различный уровень технического совершенства, поэтому их разделили на три категории (1, 2, 3) для автомобилей, на две (А, Б) — для прицепов. Так, например, междугородные и туристические автобусы могут оснащаться только самыми совершенными АБС категории 1. На других типах ТС могут применяться относительно дешевые и простые АБС, устанавливаемые, например, только на задней оси. АБС должна обеспечивать:

-минимальный тормозной путь (не менее 75 % от максимально возможного);

-устойчивость при торможении;

-сохранение управляемости при торможении;

-приспособляемость к изменяющимся внешним условиям, например сцеплению на сухой, мокрой и скользкой дороге (адаптивность);

-плавное торможение, без рывков;

-возможность торможения при выходе из строя АБС;

-минимальный расход рабочего тела;

-минимальное потребление электроэнергии;

-помехоустойчивость по отношению к внешним магнитным полям;

-сигнализацию при выходе из строя АБС, диагностику неисправности;

-общие требования (надежность, низкая стоимость и т. п.).

В состав электронной антиблокировочной системы входят (рис. 1.10.1):

-датчики (угловой скорости колеса, замедления и т. д.);

-электронный блок управления, получающий информацию отдатчиков, обрабатывающий ее и подающий сигналы на исполнительные механизмы и сигнальную лампу;

-исполнительные механизмы (модуляторы давления рабочего тела).

Для поддержания требуемого проскальзывания (пробуксовки) колес необходимо знать значения линейной скорости автомобиля в каждый момент времени, угловую скорость тормозящего колеса, рассчитывать скольжение и управлять модуляторами, установленными в тормозном приводе. С помощью модуляторов изменяют тормозное давление, поступающее к тормозным камерам или рабочим цилиндрам и тем самым, регулируют тормозные силы на колесах.

107

Различают модуляторы, работающие по двухфазовому (увеличение-сброс давления) и трехфазовому (сброс-выдержка-увеличение давления) рабочим циклам. Современные модуляторы часто имеют усложненный рабочий цикл. Например, фаза увеличения или уменьшения давления состоит из нескольких этапов, отличающихся темпом изменения давления. От частоты, с которой модулятор может осуществлять рабочий цикл, зависит качество работы АБС. Трехфазовый модулятор обеспечивает несколько меньший расход рабочего тела.

Тормозная динамика автомобиля в большой степени зависит от схемы установки элементов АБС на автомобиле и выбранного принципа регулирования.

Наиболее распространены следующие принципы регулирования скольжения колес:

-индивидуальное регулирование скольжения каждого колеса в отдельности

(Individual Regelung) — IR;

-«низкопороговое» регулирование, т. е. регулирование, предусматривающее подачу команд на растормаживание и затормаживание обоих колес оси одновременно по сигналу датчика колеса, находящегося в худших по сцеплению условиях, — «слабого» колеса (Select Low) — SL;

-«высокопороговое» регулирование колес одной оси, когда сигнал подается датчиком «сильного» колеса, т. е. находящегося в лучших по сцеплению условиях (Select High) — SH;

-модифицированное индивидуальное регулирование — Modifizierte Individual Regelung (MIR) представляет собой компромиссное регулирование между SL и IR. Смысл MIR заключается в том, что вначале регулирование осуществляется по «низкопороговому», а затем постепенно происходит переход к индивидуальному регулированию. MIR целесообразно использовать при торможении на опорной поверхности с различным сцеплением под левым и правым колесами, а также на повороте и поперечном уклоне.

Индивидуальное регулирование является оптимальным с точки зрения обеспечения наилучшей тормозной эффективности (минимального тормозного пути). Для этой цели на каждом колесе размещается датчик частоты вращения и модулятор давления и их параметры регулируются отдельным каналом управления в электронном блоке. Индивидуальное регулирование дает возможность получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии со сцепными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь. Однако если колеса одной оси будут находиться в неодинаковых сцепных условиях, то тормозные силы на них также будут неодинаковыми. В этом случае возникает разворачивающий момент, приводящий к потере устойчивости (рис. 1.10.2). Управляемость автомобиля при этом сохраняется, т. к. колеса не заблокированы и запас боковой устойчивости остается достаточным. Схема с индивидуальным регулированием является наиболее сложной и дорогой.

109

При выборе схемы АБС обычно исходят из технической и экономической целесообразности. Как показали исследования, соответствуют всем требованиям, а следовательно, относятся к категории 1 АБС имеющие схему регулирования (передние колеса/задние колеса) IR/IR и MIR/IR, а также другие схемы (MIR/SL, SL/IR) если принцип SL используется на оси (осях), обеспечивающей не более 50 % суммарной тормозной силы. АБС, использующие принцип SL на обеих осях АТС (SL/SL), относятся к категории 2. В АБС категории 3, как правило, реализуется схема — SL.

Система встраивается в штатную тормозную систему и не требует изменения ее конструкции. Преимущества таких систем заключаются в простоте и удобстве компоновки на автомобиле.

Система содержит гидравлический узел, располагаемый между главным тормозным и колесным цилиндрами, датчики частоты вращения, монтируемые у передних колес и у главной передачи, и электронный блок управления (ЭБУ), устанавливаемый в салоне или в моторном отсеке автомобиля. На полноприводных автомобилях к датчикам частоты вращения добавляется датчик продольного замедления. Гидравлический узел состоит из насоса с электродвигателем, модулятора с тремя электроклапанами, двух аккумуляторов с демпфирующими камерами.

На рис. 1.10.3 показана схема системы АБС 2-го поколения, разработанная фирмой Bosch для легковых автомобилей с гидравлическим тормозным приводом.

110