Электроника и безопасность автомобиля




Автоматическая блокировка дифференциала ведущего моста




Современные автомобили, оборудованные ABS (АБС), нередко оснащаются дополнительными устройствами, расширяющими функциональные возможности антиблокировочной системы торможения, такими как: автоматическая электронная блокировка дифференциала ведущего моста EDS (ЭБД или АБД), противобуксовочная система ASR (ПБС) и др. Некоторые из этих функций «переросли» в отдельные системы, управляемые электроникой.

Дифференциал ведущего моста предназначен для равномерного распределения крутящего момента между ведущими колесами, обеспечивая их неодинаковые скорости при прохождении автомобилем поворотов и неровностей дороги. Это повышает устойчивость движения автомобиля и предотвращает чрезмерный износ шин из-за вынужденного проскальзывания.

Но при старте автомобиля с места и езде по скользкой дороге дифференциал является причиной значительного падения тягового усилия и потери устойчивости движения. Ведущее колесо, имеющее меньшее сцепление с дорогой, начинает пробуксовывать. Вследствие уменьшения крутящего момента из-за пробуксовки одного колеса, другое колесо имеет такое же значение подводимого момента, и суммарного момента двух колес недостаточно для движения автомобиля.
В результате одно из ведущих колес (имеющее меньший коэффициент сцепления с полотном дороги) вращается, а колесо, расположенное на менее скользком участке, не вращается вовсе - автомобиль «буксует».

блокировка дифференциала ведущего моста

***

Виды блокировок дифференциала

Конструкций блокировок межколесного дифференциала для автомобилей существует множество. Особенно актуальны эти механизмы и устройства для автомобилей повышенной и высокой проходимости. Впрочем, оборудованный блокируемым дифференциалом автомобиль обычного назначения тоже получает существенную добавку к проходимости.
Классифицировать известные и применяемые виды блокировок дифференциала можно на три существенно отличающихся типа:

Принудительные (ручные) блокировки дифференциала — водитель из кабины посредством привода может их заблокировать или разблокировать дифференциал при необходимости.
По способу включения они подразделяются на блокировки с механическим приводом (трос, рычаг), а также с пневматическим, вакуумным, гидравлическим или электромагнитным приводом.

Автоматические (самоблокирующиеся, саморазблокирующиеся) дифференциалы способны без вмешательства водителя обеспечить блокирование (или разблокирование) ведущих колес одной оси, если возникает перекос в величине передаваемого на эти колеса крутящего момента.
К таким блокировкам относятся шестеренные, винтовые (червячные) и шариковые самоблокирующиеся дифференциалы, а также дисковые и кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Автоматические электронные блокировки дифференциала применяются на современных автомобилях, оборудованных электронными системами управления (ЭСУ). Как правило, эти блокировки являются частью систем управления движением автомобиля.
В большинстве своем их принцип работы основан на сравнении скорости вращения колес ведущего моста посредством специальных датчиков (например, используемых в ABS). Сигналы датчиков поступают в электронный блок управления, который определяет насколько необходимо притормозить буксующее колесо, тем самым увеличивая крутящий момент, передаваемый на второе колесо.

***

Блокировка дифференциала может быть эффективной (мягкой) при выравнивании скорости вращения ведущих колес по мере нарастания разности тяговых усилий под ними. Такая блокировка может быть реализована путем автоматического торможения пробуксовывающего ведущего колеса. Такое торможение буксующего колеса можно реализовать с помощью ABS дополненной функциями автоматической электронной блокировки дифференциала - EDS (или ЭБД).

Для реализации автоматической блокировки дифференциала (рис. 1) гидравлические магистрали колес ведущей оси, по которым подается тормозная жидкость от главного тормозного цилиндра (ГТЦ) к колесным тормозным цилиндрам (КТЦ), оснащаются дополнительными нормально открытыми впускными клапанами (ВпД), а магистрали, по которым жидкость обратно отводиться в случае срабатывания ABS оснащаются дополнительными нормально закрытыми выпускными клапанами (ВыпД).
Когда система находится в статическом состоянии (функции ABS и EDS не исполняются или происходит торможение без ABS), дополнительный выпускной электрогидравлический клапан (ЭГК) – ВыпД закрыт, а впускной – ВпД открыт.

автоматическая блокировка дифференциала ведущего моста автомобиля

Рис. 1. Схема 4-х канальной ABS с дополнительными функциями ASR и EDS:
1...4 – колесные тормозные цилиндры; И – испаритель; Н – накопитель; Вп-1...4 – впускные ЭГК АБС; Вып-1...4 – выпускные ЭГК АБС; ОК – обратный клапан; ВпД-1-2 – впускные дополнительные ЭГК ЭБД; ВыпД-1-2 – выпускные дополнительные ЭГК ЭБД; КОД – клапан ограничения давления




При пробуксовке одного из ведущих колес на малых скоростях движения автомобиля (до 40 км/ч) или при его старте, когда например, колесо 1 (рис. 1) находится на дорожном покрытии с низким коэффициентом сцепления, а колесо 2 имеет хорошее сцепление, начинает работать дифференциал.
При этом колесо 1 – буксует, а колесо 2 имеет меньшею угловую скорость (остается на месте, не вращаясь), реализуя недостаточный крутящий момент для продолжения движения (начала движения) автомобиля из-за пробуксовки колеса 1.

В ЭБУ с датчиков частоты вращения колес (КД-1, КД-2) поступают соответствующие рассогласованные сигналы, где после их оценки, система переходит в режим электронной блокировки дифференциала (когда скорости вращения ведущих колес отличаются более чем на 1,5 об/с).
По управляющему сигналу, ЭБУ (рис. 2) замыкает реле ГН, вводя его в работу и реле ЭМК, подключая их к «плюсу». И в зависимости от того, какое колесо необходимо притормозить (колесо 1) подключается «минус» соответствующих дополнительных клапанов: ВпД-1 – закрывается, ВыпД-1 – открывается.

ГН повышает давление тормозной жидкости в КТЦ, тем самым колесо 1 притормаживается, его угловая скорость снижается, возникает реактивный момент в дифференциале, который схож с механической блокировкой – происходит «мягкая» блокировка дифференциала вследствие чего колесо 2 реализует крутящий момент на дороге с лучшими сцепными свойствами.

По мере уравнивания скоростей вращения колес, колесо 1 будет растормаживаться, и при допустимом рассогласовании сигналов скоростей ЭБУ отключит реле РЭМК и РГН (рис. 2).
Для понижения и стабилизации давления в системе предусмотрен клапан ограничения давления.

электронная блокировка дифференциала ведущего моста автомобиля

Рис. 2. Электрическая схема 4-х канальной ABS с функциями ASR и EDS:
КЛ-П – контрольная лампа EDS; СЗМ – сигнал заданного момента (на ЭБУ двигателя); СФМ – сигнал фактического момента (от ЭБУ двигателя); СФЧВ – сигнал фактической частоты вращения (от ЭБУ двигателя); САКП – сигнал управления автоматической коробкой передач; ВПЗС – выключатель ПЗС

Наличие автоматической электронной блокировки дифференциала позволяет увеличить тяговое усилие на ведущих колесах автомобиля в 5-6 раз.

***

Антиблокировочные системы торможения



Главная страница


Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты