Распределение тормозных сил между осями автомобиля

При торможении автомобиля на горизонтальной дороге (рис. 8.3) образуется сила инерции P_и, приложенная к центру тяжести и равная сумме тормозных сил. В этом случае происходит перераспределение нормальных нагрузок по осям: нагружается передняя, а разгружается задняя ось.

Рисунок 8.3 – Схема к расчету нагрузок на оси автомобиля при торможении

В статическом состоянии автомобиля нагрузки на оси определяются расстояниями a и b центра масс O от передней и задней осей:

Нормальные реакции дороги, действующие на передние и задние колеса при торможении, определятся как:

Нормальные реакции R_Z1 и R_Z2, воспринимаемые колесами при торможении, отличаются от нагрузок, приходящихся на колеса в статическом состоянии. Перераспределение веса по осям оценивается коэффициентами изменения реакций m_p1, m_p2, которые для горизонтальной дороги равны:

Тогда нормальные реакции дороги имеют вид:

При торможении предельные значения коэффициентов изменения реакций составляют 1,5–2,0 передних колес и 0,5–0,7 – для задних.

Наибольшая интенсивность торможения автомобиля достигается при полном использовании сцепления всеми колесами, что возможно только на дороге с оптимальным коэффициентом сцепления φ_опт = 0,40–0,45.

На дорогах с другими значениями коэффициента сцепления полное использование сцепления невозможно без блокировки колес одного из мостов. Так, при торможении на дорогах с коэффициентом сцепления, большим оптимального (φ_х > φ_опт), первыми будут блокироваться задние колеса, что может вызвать занос и нарушение устойчивости автомобиля. Πри торможении на дорогах с коэффициентом сцепления, меньшим оптимального (φ_х

Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 6979 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Изменение распределения тормозных усилий: что это даёт вашему автомобилю?

Объясняем все «за» и «против» системы распределения тормозных усилий

Важность и значимость тормозной системы любого автомобиля сложно переоценить, именно поэтому в большинстве стран мира законодательно запрещено владельцу транспортного средства вносить в неё изменения. В подавляющем большинстве случаев людей полностью устраивает заводское исполнения этого узла и его составляющих, однако бывают и обратные случаи.

Современные исследования показали, что увеличение эффективности тормозов за счёт установки более производительных механизмов – не самое лучшее решение. Более того, было доказано, что наилучшее поведение автомобиля в определённых режимах достигается, когда распределение тормозных усилий отлично от стандартного равномерного разделения между передней и задней осью.

Любой автомобиль, если это, конечно, не спорткар с идеальной развесовкой, воздействует на переднюю и заднюю ось с разной силой. Как правило, вес, воспринимаемый передними колёсами, гораздо больше. Ввиду этого оптимальные результаты достигаются в том случае, если тормозные усилия пропорционально разделены между осями в соответствии с воспринимаемой весовой нагрузкой.

К огромному сожалению, максимальная эффективность этого, безусловно, важного механизма может сделать ваш автомобиль идеальным на гоночном треке, но совершенно неприспособленным к использованию на дорогах общего пользования.

Для спортивных автомобилей максимальная отдача от всех узлов и механизмов – залог победы, что же касается машин для повседневной эксплуатации, то их замедление должно быть более плавным, иначе это приведёт к возникновению аварийных ситуаций.

Что может повлиять на тормозное усилие

Фактически, любое внесение изменений в конструкцию автомобиля в той или иной мере оказывает влияние и на эффективность тормозов. Так, даже аэродинамический обвес, создающий прижимную силу, существенно повышает коэффициент сцепления на поверхности контакта с дорогой. Изменение центра тяжести машины путём добавления весомых конструктивных элементов или их удаления также сказывается на её поведении в процессе замедления. Естественно, что основным решающим фактором является выбор резины, диаметра тормозных дисков, а также их суппортов.

Применение шин с высоким коэффициентом сцепления существенно усилит тормозной эффект на задней оси, а резина с низким сопротивлением качения – на передней.

При понижении центра тяжести автомобиля наблюдается повышение тормозного усилия на передней оси. Таким образом, нехитрые манипуляции с кузовом и подвеской автомобиля позволяют кардинально изменить характер его поведения и без внесения изменений в тормозную систему.

Естественно, что по своей эффективности такие меры существенно проигрывают установке тормозных дисков увеличенного диаметра, увеличению количества тормозных суппортов или применению современных колодок.

Наиболее часто к изменению характера торможения прибегают мотоциклисты, поскольку они имеют в своём распоряжении два независимых контура, оказывающих воздействие на каждое из колёс в отдельности. Дело в том, что при наличии пассажира наиболее эффективным становится торможение задним колесом.

К чему может привести излишнее тормозное усилие на одной из осей

Прежде всего, при самом плохом стечении обстоятельств переизбыток тормозного усилия на одной из осей может привести к блокировке колёс при экстренном замедлении, что автоматически приводит к резкому падению эффективности торможения и возникновению заноса. Эта ситуация особенно опасна на скользком или мокром покрытии, при слабом сцеплении резины.

Если же распределение усилий менее значительно, то оно приводит к преждевременному истиранию тормозных колодок, а также к неравномерному износу шин на осях. Увеличение тормозного усилия на передней оси приводит к снижению общей эффективности замедления по сравнению со стандартным сбалансированным автомобилем, но позволяет легче управлять им в экстремальной ситуации.

Передача большего усилия на заднюю ось требует высокого профессионализма водителя, даже у профессиональных гонщиков могут возникнуть из-за этого непредвиденные ситуации. Однако именно такой характер поведения автомобиля позволяет быстрее входить в повороты, сопровождая этот процесс контролируемым заносом.

Для того, чтобы понять, как это происходит, достаточно даже в плавном повороте воспользоваться рычагом ручного тормоза. Существуют целые направления автоспорта, для которых величина и продолжительность заноса играет определяющую роль. Это реализуемо только на специальных трассах с покрытием, близком к идеальному, на реальных дорогах достичь управляемого заноса сложно.

Как можно сбалансировать тормозные усилия для оптимального вождения

Современные автомобили в дополнение к антиблокировочной имеют и систему EBD, которая автоматически в зависимости от дорожной ситуации и поведения автомобиля распределяет тормозные усилия.

Что же касается спортивных автомобилей, предназначенных для соревнований, то они штатно оснащаются системой переключателей, позволяющих изменить настройки прямо на ходу. Естественно, что для повседневного использования такая система не подойдёт, поскольку для управления ей нужна высокая квалификация и мастерство. Кроме того, расходные материалы, такие как колодки или резина, при её использовании изнашиваются довольно быстро.

В гонках Формулы 1, например, болиды настраиваются как под особенности конкретной трассы, так и исходя из погодных условий, а также стиля вождения пилота.

Если же стандартные настройки вам кажутся неприемлемыми, то для калибровки тормозной системы следует обратиться к профессионалам, обладающим высококлассным диагностическим оборудованием и специализированным стендом, позволяющим оценить весовую нагрузку, воспринимаемую каждой из осей. Для серьёзной настройки имеет значение даже то, что вы возите в багажнике. Прежде всего, необходимо оценить работоспособность уже установленных тормозов, и только потом приступать к их модификации.

После внесения малейших изменений, следует повторная проверка, калибровка основных показателей на предмет соответствия предъявляемым требованиям.

Основные способы настройки

Наиболее действенным способом изменения характера поведения автомобиля является использование резины, наиболее подходящей по стилю вождения. Рекомендуется использовать только одобренные производителем размерности и виды, в противном случае можно получить обратный эффект.

Внесение изменений должно осуществляться постепенно, шаг за шагом, чтобы прийти к идеальному варианту именно для данной модели автомобиля. Зачастую для получения рекордных результатов использование штатных комплектующих недопустимо, именно поэтому серьёзные тюниг-ателье практикуют изготовление узлов и механизмов на заказ, по заранее определённым параметрам.

Большинство автомобилей, предназначенных для активного вождения, настроены таким образом, чтобы передавать на переднюю ось на 5-10% тормозного усилия больше, чем на заднюю. Это позволяет обеспечить разумный компромисс между эффективностью торможения и стабильностью поведения автомобиля. Именно прогнозируемость поведения в экстремальной ситуации и является основным приоритетом, особенно для гражданских машин, поскольку потеря устойчивости является худшим показателем эффективности работы тормозной системы.

И самое главное – никогда не пытайтесь вносить изменения в тормозную систему самостоятельно, поскольку даже если в обычном режиме езды вы и получите хороший результат, последствия экстренного торможения в аварийно опасной ситуации могут иметь непредсказуемые последствия.

Ввиду сказанного можно сделать вывод, что тормозная система, особенно оснащённая современной электроникой, подготовлена к эксплуатации гораздо лучше, чем самостоятельно видоизменённая в гаражных условиях. Вносить изменения в неё можно только с помощью дорогостоящего оборудования и квалифицированных механиков. Эти действия оправданы в том случае, если автомобиль готовится к соревнованиям хотя бы любительского уровня, иначе проводимые изменения не имеют смысла и не дадут желаемого результата.

Система распределения тормозных усилий — принцип работы, нюансы

Рассмотрим устройство и принцип работы системы распределения тормозных усилий. Основные компоненты, плюсы, минусы и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы EBD.

Содержание статьи:

• Что такое EBD
• Устройство
• Принцип работы системы
• Плюсы и минусы
• Видео

Система распределения тормозных усилий – предназначена деблокировки колес задней оси, благодаря управлению тормозными механизмами. Чаще всего в перечне систем автомобиля механизм числится под названием EBD или EBV. Механизм позволяет предотвратить занос машины, тем самым избежав аварии и уменьшив тормозной путь. Принцип работы системы подобный до ABS, но EBD работает с каждым колесом отдельно.

Что такое система распределения тормозных усилий?

Электронная система распределения тормозных усилий, чаще всего встречается как EBD (Electronic Brake Distribution), работает в паре с ABS и является программным дополнением, нежели физическим механизмом. В зависимости от нагрузки на автомобиль, программное обеспечение распределяет тормозное усилие на колеса, тем самым обеспечивая устойчивость машины и управляемость.

Как правило, в случае резкого торможения вся сила нагрузки (центр тяжести) на автомобиль переходит на переднюю часть, тем самым ослабляя заднюю ось. Уменьшив нагрузку на заднее колесо (независимо от типа привода), есть огромная вероятность того, что они полностью могут быть заблокированы. В результате при плохом дорожном сцеплении автомобиль может понести в сторону, а задняя часть стать неконтролируемой. Именно для того, чтоб не было подобной ситуации в новые автомобили, параллельно с ABS стали внедрять механизм EBD.

Как устроена система EBD?

Как уже говорили, система распределения тормозных усилий это дополнительное программное обеспечение, которое для работы использует систему ABS. Специалисты выделяют три основные элементы, которые входят в механизм EBD:

Самыми основными считаются датчики системы ABS. Они фиксируют частоту вращения каждого колеса, тем самым указывая на пробуксовку или блокировку колеса;

Электронный блок управления системы распределения тормозных усилий (общий для системы ABS и EBD). Основной задачей считается получение и обработка сигналов, а так же отправка команд исполняющим устройствам;

Гидравлический блок (исполняющее устройство) от системы ABS. Выполняет и следит за давлением в тормозном механизме. В зависимости от поступившего сигнала от блока управления, повышает или понижает давление на каждом из колес автомобиля.

Как видно из строения, это та же ABS только модернизированная и более функциональна. Система распределения тормозных усилий, в паре с алгоритмом работы механизма ABS позволяет достичь лучшего результата в стабилизации и управлении автомобилем.

Принцип работы системы EBD

Так как система распределения тормозных усилий паразитирует на основе механизмов ABS, соответственно и принцип работы будет таким же. Весь цикл работы от начала и до конца можно разделить на 5 основных этапов:

Система EBD анализирует и сравнивает тормозные усилия между всеми колесами автомобиля. Как правило, выполняется за счет блока управления ABS. В блоке управления есть стандартизированные данные. Если снятая информация с датчиков превышает заданную величину, то включается алгоритм действия системы EBD, зашитый в блок управления.

Второй этап срабатывания механизма EBD предусматривает закрытие клапанов, чтоб удержать давление в тормозной системе определенного колеса или нескольких колес одновременно. В момент срабатывания блокировки, механизм фиксирует давление и в дальнейшем решает о его повышении или понижении.

После анализа ситуации, механизм EBD для деблокировки колес открывает впускной клапан, тем самым понижая давление. Если же такое понижение давление безрезультатно, то механизм открывает клапан рабочего контура, тем самым понижая давление во всей системе.

Не исключено, что колесо может недостаточно тормозить. В случае, если скорость вращения колеса не превышает порог блокировки, то система EBD открывает впускной клапан тормозного механизма. Таким образом, повышается давление, соответственно колесо притормаживает больше и соответствует заданному водителем уровню.

На самый крайний случай, если происходит блокировка передних колес, отвечающих за траекторию, то в работу подключается механизм ABS, так как EBD в большей части контролирует заднюю ось автомобиля.

Отсюда можно сделать вывод, что EBD не может существовать без ABS. Чаще всего работу механизма распределения тормозных усилий можно увидеть в случае транспортировки габаритного груза в багажнике или на задних сиденьях. В таком случае распределение тормозных усилий будет равномерным, нежели в ситуации, когда центр тяжести максимально перемещается на переднюю ось автомобиля.

Недостатки и преимущества системы EBD

Как и любой механизм, механизм распределения тормозных усилий имеет свои плюсы и минусы. Для сравнения наведем таблицу преимуществ и недостатков.

Рассмотрев все нюансы EBD (системы распределения тормозных усилий), можно сказать, что это скорей идеально дополнение ABS, нежели отдельно работающий модуль. Механизм EBD срабатывает до момента начала работы ABS, тем самым подготавливая автомобиль к худшей ситуации. От момента расчетов электронного блока управления, до момента срабатывания механизмов, проходит доли секунды. Поэтому водитель в принципе нечего не сможет заметить, за исключением результатов работы тормозной системы.

Видео-обзор принципа работы системы EBD: