Понимание тормозной системы
1.БракingСистема
Замедление или даже остановка движущегося автомобиля, поддержание автомобиля, движущегося под уклон с постоянной скоростью, и удержание остановленного автомобиля на месте в совокупности называются автомобильным торможением. Внешняя сила, которая тормозит автомобиль, — это тормозная система.
Тормозная система состоит из тормозов и механизмов приведения тормозов в действие. Тормоза являются компонентами тормозного усилия, которые препятствуют движению или тенденции движения транспортного средства, включая замедлитель во вспомогательной тормозной системе. Механизм привода тормозов включает функциональные устройства, устройства управления, устройства трансмиссии, устройства регулировки тормозного усилия и вспомогательные устройства, такие как устройства сигнализации и устройства защиты от давления.
Существует множество типов автомобильных тормозных систем, которые в зависимости от их функций можно разделить на следующие категории:
①.Рабочая тормозная система:устройство, замедляющее или даже останавливающее транспортное средство.
②.Стояночная тормозная система:устройство, удерживающее остановившееся транспортное средство на месте.
③.Вторичная тормозная система:устройство, которое обеспечивает возможность замедления или остановки автомобиля в случае отказа рабочей тормозной системы.
④ .Вспомогательная тормозная система:устройство, используемое для стабилизации скорости транспортного средства при движении по длинному склону.
Тормозную систему можно разделить на следующие категории в зависимости от энергии торможения:
①.Система торможения Manpower:Тормозная система, использующая тело водителя в качестве единственного источника энергии торможения.
②.Система торможения с усилителем:Тормозная система, которая использует исключительно потенциальную энергию в виде давления воздуха или гидравлического давления, преобразуемого из мощности двигателя для торможения.
③.Сервоприводная тормозная система:тормозная система, использующая для торможения как человеческую силу, так и мощность двигателя.
Тормозную систему также можно классифицировать по газогидравлическому контуру:
①.Одноконтурная тормозная система:Трансмиссия использует один газогидравлический контур. Если одна часть повреждена, вся система выйдет из строя.
②.Двухконтурная тормозная система:Газогидравлические линии рабочего тормоза относятся к двум изолированным контурам. Это гарантирует, что при повреждении одного контура вся система сможет нормально функционировать. С 1 января 1988 года в Китае требуется, чтобы все автомобили были оснащены двухконтурной тормозной системой.
2. Тормоза
Тормоз — это компонент тормозного усилия в тормозной системе, который используется для создания тормозного усилия для остановки движения или тенденции транспортного средства. Когда тормозной момент тормоза прикладывается непосредственно к колесу, он называется колесным тормозом; когда тормозной момент должен быть распределен на колесо после прохождения через ведущую ось, он называется центральным тормозом. Колесные тормоза обычно используются для ведущих тормозов, а также для вторичных и стояночных тормозов; центральные тормоза обычно используются только для стояночных и вспомогательных тормозов. Ведущие тормоза, стояночные тормоза и вторичные тормоза в основном используют силу трения, создаваемую неподвижными элементами и вращающимися элементами в качестве тормозной силы, которая называется фрикционным тормозом. Фрикционные тормоза, которые в настоящее время используются в автомобилях, можно условно разделить на две категории: дискового типа и барабанного типа.
2.1 БарабанBграбли
Барабанные тормоза используют тормозной барабан в качестве вращающегося элемента в паре трения, а его рабочая поверхность представляет собой цилиндрическую поверхность. Барабанные тормоза можно разделить на тормоза с колесным цилиндром, кулачковые тормоза и клиновые тормоза в зависимости от их конструкции. Тормоза с колесным цилиндром используют гидравлические тормозные цилиндры в качестве исполнительного устройства и используют гидравлическое приведение в действие для приведения тормозной колодки в контакт с тормозным барабаном для создания трения, тем самым торможения. В зависимости от принципа работы и тормозного момента существует много типов, включая тип ведущей колодки, тип двойной ведущей колодки, тип двухсторонней двойной ведущей колодки, тип двойной следующей колодки и тип с самоусиливающимся усилителем. Структура кулачковых тормозов и клиновых тормозов в основном такая же, как и у тормозов с колесным цилиндром, и отличается только исполнительное устройство. Тип кулачка использует тормозной кулачок, а тип клина использует тормозной клин.
2.2 ДискBграбли
Фрикционным элементом в паре трения дискового тормоза является металлический диск, работающий на торце, и этот диск называется тормозным диском. По сравнению с барабанными тормозами дисковые тормоза имеют следующие преимущества:
①Эффективность торможения стабильна и меньше зависит от коэффициента трения;
②. Дисковый тормоз передает тепло на обе стороны, а диск легко охлаждается и нелегко деформируется;
③. После длительного использования тепловое расширение тормозного диска по толщине крайне мало;
④. Эффективность торможения снижается меньше после погружения в воду;
⑤. Конструкция проста, размер и вес невелики, обслуживание удобно, а автоматическая регулировка зазора легко осуществима.
Главным недостатком является низкая эффективность торможения. Чтобы компенсировать это, обычно отдельно устанавливается система сервопривода. В настоящее время дисковые тормоза широко используются в автомобилях. Дисковые тормоза можно условно разделить на суппортный дисковый тип и полнодисковый тип в соответствии с их различными элементами крепления. По сравнению с этими двумя, суппортный дисковый тип имеет более широкое применение, поэтому я остановлюсь на нем здесь.
Суппорт дискового тормоза состоит из тормозного диска и тормозного суппорта. Тормозная колодка, состоящая из фрикционного блока и его металлической задней пластины, и ее привод установлены в скобе в форме зажима, образуя тормозной суппорт. Тормозной суппорт можно разделить на два типа: тип фиксированного суппорта диска и тип плавающего суппорта диска.
Принцип работы дискового тормоза с фиксированным суппортом заключается в следующем. Корпус суппорта закреплен на оси, а с каждой стороны корпуса суппорта имеется тормозной цилиндр и поршень. При торможении масло из главного цилиндра поступает в два идентичных гидравлических цилиндра в корпусе суппорта через масляный вход, а фрикционная накладка прижимается к тормозному диску поршнем, тем самым тормозя колесо.
Принцип работы дискового тормоза с плавающим суппортом заключается в следующем. По сравнению с дисковым тормозом с фиксированным суппортом, суппорт дискового тормоза с плавающим суппортом является плавающим и может перемещаться относительно тормозного диска. Он использует только гидравлический цилиндр на внутренней стороне тормозного диска для приведения в действие внутренней колодки, в то время как внешняя колодка закреплена на корпусе суппорта и перемещается в осевом направлении вместе с корпусом суппорта. При торможении внутренний поршень и фрикционная пластина перемещаются влево и прижимаются к тормозному диску под действием гидравлической силы. В то же время сила реакции гидравлического давления толкает корпус суппорта для перемещения вправо, так что внешняя фрикционная пластина также прижимается к тормозному диску, тем самым достигая эффекта торможения.
3. Сервоприводная тормозная система
Система сервопривода тормозов формируется путем добавления системы сервопривода к ручной гидравлической тормозной системе, т. е. тормозной системы, которая использует как рабочую силу, так и двигатель в качестве энергии торможения. При нормальных обстоятельствах большая часть энергии торможения поставляется системой сервопривода. Если система сервопривода выходит из строя, она может быть полностью предоставлена водителем. Система сервопривода тормозов может быть разделена на следующие типы в зависимости от типа энергии сервопривода:
① Вакуумный сервопривод
② Пневматический сервопривод
③ Гидравлический сервопривод
В зависимости от различных режимов работы контроллер можно разделить на две категории:
①．Тип с усилителем- устройство управления напрямую приводится в действие механизмом педали тормоза, а его выходное усилие также воздействует на главный гидравлический цилиндр.
②．Тип с наддувом- устройство управления приводится в действие гидравлическим давлением, вырабатываемым механизмом педали тормоза через главный цилиндр, а выходное усилие сервосистемы и гидравлическое давление главного цилиндра совместно воздействуют на промежуточный трансмиссионный цилиндр, так что гидравлическое давление, вырабатываемое цилиндром на колесном цилиндре, значительно превышает гидравлическое давление главного цилиндра.
Вот подробное введение в вакуумную сервотормозную систему. Вакуумный усилитель в системе имеет диафрагму, которая делит его на переднюю и заднюю камеры. Передняя камера соединена с впускным коллектором двигателя вакуумным односторонним клапаном, а задняя камера соединена с наружным воздухом. Две камеры соединены каналом. Когда двигатель работает, вакуумный односторонний клапан открывается и закрывается, и в передней и задней камерах вакуумного усилителя создается определенное количество вакуума. Если в это время нажать педаль тормоза, педаль тормоза дополнительно приведет в действие регулирующий клапан, чтобы закрыть каналы передней и задней камер сервовоздушной камеры и открыть впускной клапан задней камеры. Воздух, поступающий в заднюю камеру, создает вакуумный дифференциал с передней камерой, создавая тягу. Эта тяга действует непосредственно на главный цилиндр, чтобы компенсировать недостаток усилия педали.
Принципиальная схема вакуумного усилителя сервотормозной системы выглядит следующим образом. Когда двигатель работает, под действием вакуума во впускной трубе воздух в вакуумном резервуаре всасывается в двигатель через вакуумный обратный клапан, тем самым создавая и накапливая определенный вакуум в резервуаре, который служит источником энергии в сервотормозной системе. При нажатии на педаль тормоза выходное гидравлическое давление главного тормозного цилиндра сначала передается на вспомогательный цилиндр, одна сторона передается на тормозной колесный цилиндр как давление срабатывания тормоза, а другая сторона подается на регулирующий клапан как давление управления. Под управлением гидравлического давления главного цилиндра регулирующий клапан позволяет рабочей камере сервовоздушной камеры Zhenkang проходить через вакуумный резервуар или атмосферу и обеспечивает, чтобы выходное усилие сервовоздушной камеры находилось в возрастающей функциональной связи с гидравлическим давлением главного цилиндра, усилием педали тормоза и ходом педали. Выходное усилие вакуумной сервовоздушной камеры действует на вспомогательный цилиндр вместе с гидравлическим усилием от главного цилиндра.
4. Система усилителя тормозов
В системе силового тормоза энергия, используемая для торможения, представляет собой энергию давления воздуха, вырабатываемую воздушным компрессором, или гидравлическую энергию, вырабатываемую гидравлическим насосом, а воздушный компрессор или гидравлический насос приводятся в действие двигателем транспортного средства. Таким образом, можно видеть, что система силового тормоза использует двигатель транспортного средства как единственный начальный источник энергии торможения, а тело водителя используется только как источник энергии управления, а не как источник энергии торможения. Система силового тормоза в целом может быть разделена на следующие три категории:
①. Пневматическая тормозная система:Устройство подачи энергии и передающее устройство — все пневматические. Большинство устройств управления состоят из пневматических элементов управления, таких как механизмы педалей тормоза и тормозные клапаны.
②. Воздушно-жидкостная тормозная система:Устройство энергоснабжения и управления такие же, как у пневматической тормозной системы, а передаточное устройство включает пневматическую и гидравлическую части.
③.Полностью гидравлическая тормозная система:За исключением механизма педали тормоза, все устройства питания, управления и трансмиссии гидравлические.
5. Система регулировки тормозного усилия
Теоретически, чем больше тормозное усилие, тем легче тормозить. Однако, если тормозное усилие больше силы сцепления, колеса перестанут вращаться и будут пробуксовывать. Если передние колеса заблокированы, автомобиль потеряет курсовую устойчивость и не сможет повернуть; если заблокированы задние колеса, а передние колеса катятся, автомобиль потеряет курсовую устойчивость и способность противостоять боковым силам и пробуксовке. Исходя из вышеизложенной ситуации, нам необходимо распределить и отрегулировать тормозное усилие, чтобы избежать вышеизложенной ситуации.
5.1 АБС
ABS — антиблокировочная система тормозов.Система состоит из трех частей: датчика скорости вращения колеса, электронного контроллера и гидравлических компонентов.
Конкретные рабочие процессы примерно следующие:
① Обычное торможение:Электромагнитный клапан не находится под напряжением, а главный цилиндр и колесный цилиндр могут в любой момент времени управлять увеличением и уменьшением тормозного давления.
② Декомпрессия колесного цилиндра:Когда датчик скорости транспортного средства подает сигнал блокировки колеса на электронный блок управления, ABS начинает работать, большой ток подается на электромагнитный клапан, плунжер перемещается вверх, главный цилиндр и активный канал колесного цилиндра отсекаются, колесный цилиндр и резервуар соединяются, тормозная жидкость поступает в резервуар, и давление в тормозной системе снижается. В то же время приводной двигатель запускает гидравлический насос, который нагнетает тормозную жидкость, текущую обратно в резервуар, и подает ее в главный цилиндр для подготовки к следующему торможению.
③ Процесс поддержания давления в колесном цилиндре:Когда датчик скорости транспортного средства выдает сигнал блокировки, электромагнитный клапан пропускает ограниченный ток, и плунжер перемещается в положение, в котором все каналы перекрываются для поддержания давления в системе.
④ Давление в колесном цилиндре:После снижения давления скорость вращения колеса увеличивается. В это время электронный блок управления отключает ток на электромагнитном клапане, плунжер возвращается в крайнее нижнее положение, главный цилиндр и колесный цилиндр снова соединяются, тормозная жидкость снова поступает в колесный цилиндр, и давление в тормозной системе увеличивается.
5.2 ЭБД
EBD - Электрическое распределение тормозного усилия, электрически управляемая система распределения тормозного усилия. EBD на самом деле является вспомогательной функцией ABS. Это управляющее программное обеспечение, добавленное к управляющему компьютеру ADAS. Механическая система точно такая же, как ABS. Это эффективное дополнение к системе ABS. Обычно она используется в сочетании с ABS для повышения эффективности ABS. В момент торможения EBD может быстро вычислить различные значения трения, вызванные различным сцеплением четырех шин, а затем быстро отрегулировать тормозное устройство для распределения тормозного усилия в соответствии с ранее установленной программой, чтобы обеспечить устойчивость и безопасность транспортного средства. Когда колеса заблокированы во время экстренного торможения, EBD сбалансировал эффективное сцепление с дорогой каждого колеса перед ABS, что может предотвратить занос и боковое движение, а также сократить тормозной путь.
5.3 АСР
ASR - Регулировка скольжения при ускорении, противобуксовочная система привода транспортного средства. Эту функцию можно понимать как расширение и дополнение к функции системы ABS. Основные компоненты системы ASR могут быть общими с системой ABS. Функция системы ASR заключается в предотвращении пробуксовки транспортного средства во время ускорения, особенно на асимметричных дорогах с низким коэффициентом трения или при вращении ведущих колес вхолостую во время поворота. ASR состоит из датчика скорости колеса, датчика положения дроссельной заслонки, регулятора давления тормозов, привода дроссельной заслонки и электронного блока управления. Он может сравнивать скорость вращения каждого колеса, когда ведущее колесо пробуксовывает. Если электронный блок управления определяет, что ведущее колесо пробуксовывает, он автоматически и немедленно уменьшает объем впуска дроссельной заслонки, снижает частоту вращения двигателя и, таким образом, снижает выходную мощность. Он также может тормозить пробуксовывающее ведущее колесо, чтобы контролировать скорость пробуксовки ведущего колеса в целевом диапазоне.
5.4 ТКС
TCS — система контроля тяги.Эта система определяет, проскальзывает ли ведущее колесо, на основе числа оборотов ведущего колеса и числа оборотов трансмиссионного колеса. Если первое больше второго, она снижает скорость ведущего колеса. TCS очень похожа на ABS в том, что обе используют датчики и контроллеры тормозов. Когда TCS обнаруживает проскальзывание колеса, она сначала изменяет угол опережения зажигания двигателя через компьютер управления двигателем, снижает выходной крутящий момент двигателя или применяет колесные тормоза, чтобы предотвратить проскальзывание колеса. Если проскальзывание очень сильное, она будет управлять системой подачи топлива двигателя. TCS использует компьютер для определения скорости четырех колес и угла поворота рулевого колеса. Когда автомобиль ускоряется, если он обнаруживает, что разница в скорости между ведущим и неведущим колесом слишком велика, компьютер немедленно определяет, что движущая сила слишком велика, и посылает командный сигнал для уменьшения подачи топлива двигателем, уменьшения движущей силы и, таким образом, снижения скорости проскальзывания шины ведущего колеса. Система может использовать датчик угла поворота рулевого колеса для определения состояния движения транспортного средства, определения того, движется ли транспортное средство прямо или поворачивает, и соответственно изменять скорость скольжения каждой шины. Однако система контроля тяги также имеет недостатки. Когда водитель использует открытие акселератора для регулировки состояния движения транспортного средства, система вмешивается в намерение водителя вождения.
5.5 ЭСП
ESP — электронная система стабилизации.ESP на самом деле можно рассматривать как комбинацию и расширение функций ABS, ASR, EBD и TCS. Он состоит из датчика рулевого управления, датчика скорости колеса, датчика скольжения, датчика поперечного ускорения и блока управления. Анализируя состояние движения кузова транспортного средства на основе информации, предоставленной различными датчиками, он затем выдает инструкции по коррекции для ABS и ASR, чтобы помочь транспортному средству поддерживать динамический баланс. ESP может поддерживать оптимальную устойчивость транспортного средства в различных условиях эксплуатации и особенно эффективна в условиях недостаточной или избыточной поворачиваемости. Если датчик ESP обнаруживает, что транспортное средство имеет недостаточную поворачиваемость, ESP применяет дополнительное тормозное усилие к внутренним колесам; если транспортное средство имеет избыточную поворачиваемость, ESP применяет дополнительное тормозное усилие к внешним колесам.