О том, что в тормозных системах вазовских машин есть «колдун», слышали многие, но о важности этого устройства знают не все. Оцениваем его влияние на эффективность торможения.
«Колдун», или, по каталогу, регулятор давления в приводе тормозных механизмов, не зря получил в народе столь меткое прозвище: как работает, никто толком не знает, но, говорят, будучи неисправным, способен преподнести неприятный сюрприз – заставить машину приплясывать при экстренном торможении. В этом-то и кроется коварство «колдуна»: при обычной эксплуатации, без торможений в пол, его работа или бездействие практически не ощущаются, а вот когда особенно необходима его помощь, ее можно не дождаться. Закисли поршни, обломилась тяга или рычаг привода, или взамен неисправного регулятора вы установили новый, но до поры не знаете, что узел бракованный или разрегулирован. Насколько это опасно?
Проверим в нашем эксперименте, как «колдовство» сказывается на эффективности тормозов при частичной и при полной нагрузке «Шевроле-Нива» и «Калины» и чего следует опасаться владельцу, не следящему за состоянием регулятора. Неисправность, от излишней активности до полного бездействия, сымитируем регулировками. Напомним, что задача регулятора – уменьшать тормозное усилие на задней оси, снижая вероятность заноса при торможении на юз. Регулятор, закрепленный на кузове и связанный упругим рычагом с балкой моста, ограничивает давление в задних тормозных механизмах в зависимости от положения задней части кузова относительно дороги, то есть от загрузки автомобиля.
Ремонт крана регулятора тормозных усилий с использованием ремкомплекта 6012030 cojali
«Колдун» – предшественник ABS, позволяющий в некоторой степени предотвратить блокировку задних колес при торможении и тем самым уменьшить вероятность заноса.
«ШЕВРОЛЕ-НИВА»
К слову, перед испытаниями шин на автомобилях без ABS мы каждый раз немного подстраиваем регулятор с учетом состояния дороги (снег, лед, асфальт), добиваясь блокировки задних колес чуть позже передних. Не будем нарушать традицию. Нашей «Шниве» оказался впору зазор между щечками регулятора в 16 мм, который и выставили упорным винтом.
Несколько торможений, и тормозной путь с 80 км/ч для машины с частичной нагрузкой определен: 34,4 м. С полной же нагрузкой… 33,6! Почти на метр короче! При этом водитель отметил потяжелевшую педаль и быстрый нагрев тормозов, потребовавших охлаждения перед каждым замером. Запомним эти параметры и внесем в регулировку «колдуна» коррективы. Для начала уменьшим зазор до 8 мм.
Теперь регулятор существенно ограничивает давление в задних тормозных механизмах, перенося почти всю тяжесть работы на передние.
Тормозить стало сложнее, удержать передние колеса от срыва в юз не так просто – они блокируются очень резко и автомобиль, естественно, теряет управление. Однако результат, к нашему удивлению, тот же, что и в базовом варианте: 34,4 м. При полной нагрузке давить на педаль приходится гораздо сильнее, передние тормоза начинают перегреваться. Результат – 37,8 м. Это на 4,2 м больше, чем при базовой регулировке (33,6 м).
Регулятор тормозных сил
«Шевроле-Нива»
Третье состояние – уменьшаем влияние регулятора, увеличив зазор от исходного также на 8 мм, то есть выставляем 24 мм. Когда в машине двое, тормозной путь практически не меняется – 34,3 м. Однако теперь блокируются задние колеса. Зато при полной нагрузке торможение очень эффективное, замедлением легко управлять и результат рекордный: всего 30,8 м!
«ЛАДА-КАЛИНА»
Выставляем регулятор так, чтобы задок чуть опаздывал с блокировкой колес. При такой настройке и частичной нагрузке машине понадобилось для остановки всего 27 м. Полностью загруженной – 29,5 м. Есть небольшие сложности с предупреждением срыва в юз передних колес. Уменьшаем зазор в регуляторе до нуля – полупустая «Калина» останавливается через 31,8 м. Увеличение тормозного пути на 4,8 м, сопровождающееся резкой блокировкой передних колес. Груженая тормозит через 35,2 м, ухудшение еще больше – 5,7 м! Усилие на педали повышенное, тормоза ощутимо нагреваются.
Теперь регулятор сдвигаем так, чтобы задние тормоза работали максимально эффективно. При частичной нагрузке задние колеса резко блокируются и автомобиль уводит с курса – приходится отпускать педаль. На грани блокировки тормозить очень сложно. Результат – 30 м, что на 3 м хуже «нормы». Полная нагрузка дала результат 26,9 м, что на 2,6 м лучше базового (29,5 м).
Замечаний относительно управления замедлением нет. При базовом положении регулятора с увеличением нагрузки тормозной путь увеличивается. При частичной нагрузке разброс результатов составляет 4,8 м, поэтому наиболее эффективно именно базовое положение. При отклонении от него в любую сторону тормозной путь увеличивается.
«КОЛДУН» ИЛИ ABS?
И все же такой регулятор на современном автомобиле – преданье старины глубокой. С ABS ему соперничать не по силам, особенно если за рулем среднестатистический водитель, не владеющий приемами экстремального вождения. Снаряженные массы «Калины» и «Приоры» почти одинаковы – разница менее процента. На тех же шинах, что стояли на «Калине», «Приора» с ABS показала лучшие результаты при любой загрузке. Причем никакого дозирования усилия на педали тормоза не требовалось, просто жмешь от души, а остальное делает электроника.
Результаты теста:
Оптимальная регулировка «колдуна» соответствует усредненным заводским настройкам, а несколько процентов можно выиграть лишь при индивидуальной коррекции под конкретные тормозные колодки, шины, загрузку автомобиля и дорожные условия. Только вряд ли кто-то будет начинать каждую поездку с пробного пробега.
Казалось бы, можно уменьшить тормозной путь за счет увеличения давления в задних тормозах, но это грозит потерей устойчивости из-за раннего блокирования задних колес. А максимальную эффективность торможения сегодня может обеспечить только ABS.
На полностью загруженном автомобиле в зависимости от положения регулятора разброс длины тормозного пути составляет 8,3 м. Лучшие результаты, как и на «Ниве», – при увеличении давления в задних тормозах. Однако на скользкой дороге даже в плавных поворотах возможна ранняя блокировка задних колес, приводящая к заносу. А при частичной нагрузке при положении регулятора, отличном от базового, тормозной путь лишь увеличивается.
Источник: www.zr.ru
Регуляторы тормозных сил. Антиблокировочные и противобуксовочные системы
Сила сцепления колес автомобиля с дорогой по аналогии с силой трения пропорциональна вертикальной нагрузке, а коэффициентом пропорциональности является коэффициент сцепления шин с дорогой (коэффициент трения). Этот коэффициент от человека не зависит. Он определяется состоянием дороги и шин.
Но чем выше сила сцепления колес с дорогой при торможении, тем будет меньше тормозной путь автомобиля. Мы знаем также, что при торможении на машину действует сила инерции. Следовательно, произойдет перераспределение вертикальных нагрузок на колеса. Поэтому при торможении на них возникнут разные тормозные силы.
В этом случае говорят о неодинаковой эффективности торможения колес разных осей. Чтобы эффективность была одинаковой, требуется регулировать тормозные силы с помощью специальных устройств. Регуляторы используют и для повышения эффективности торможения, когда машина движется порожней (без груза), так как при этом сила сцепления будет иной, чем в груженом состоянии.
Существуют статические регуляторы (для двух состояний машины — груженой и порожней) и автоматические регуляторы тормозных сил. Последние находят применение, например, в автомобилях КамАЗ.
Автоматические устройства предназначены для регулирования тормозных сил на колесах задней тележки при изменение осевой нагрузки в процессе торможения. Регуляторы способствуют максимальному использованию сил сцепления колес с дорогой при торможении, что повышает устойчивость движения автомобилей.
Известны пневматические и гидравлические регуляторы. Регулирование тормозных сил достигается за счет снижения давления подводимого к задним тормозам воздуха или тормозной жидкости (в зависимости от типа тормозной системы) при изменении вертикальной нагрузки на ось. Поскольку регуляторы гидравлического типа предназначены для легковых автомобилей (ВАЗ), рассматривать их не будем.
Пневматический регулятор тормозных сил
Пневматический регулятор тормозных сил автомобиля КамАЗ, устанавливаемый на лонжероне 7 рамы автомобиля, состоит собственно из автоматического регулятора 2 рычага 3, регулируемой тяги 4, упругого элемента 5, компенсатора 7, связанного штангой 6 с балками 8 и 9 мостов автомобиля. Механизмы и имеющиеся крепления обеспечивают компенсацию перекосов тележки, возможных при торможении на неровных дорогах. Упругий элемент защищает регулятор от повреждений при вертикальных перемещениях мостов задней тележки, а также смягчает резкие толчки и уменьшает вибрацию.
Рис. Схема установки регулятора тормозных сил: 1 — лонжерон; 2 — регулятор тормозных сил; 3 — рычаг регулятора; 4 — тяга; 5 — упругий элемент; 6 — штанга; 7 — компенсатор; 8, 9 — балки мостов; I — положение рычага регулятора при наибольшей осевой нагрузке («груженый» автомобиль); II — положение рычага при наименьшей нагрузке («порожний» автомобиль)
Рассмотрим устройство и принцип действия пневматического регулятора тормозных сил.
Рис. Автоматический регулятор тормозных сил: а — общий вид; б — конструкция; 1 — клапан; 2 — ступенчатый поршень; 3 — толкатель; 4 — рычаг; 5 — мембрана (диафрагма); 6 — шаровая пята; 7 — поршень; 8 — направляющая толкателя; 9 — вставки в корпусе; 10 — соединительная трубка; 11 — ребра поршня; I, II — полости; III — вывод в атмосферу
У груженого автомобиля рычаг 4 находится в крайнем верхнем положении. При торможении сжатый воздух поступает в полость 1. Поэтому поршень 2 переместится вниз, а по трубке 10 воздух из полости I поступит в нижнюю часть и будет оказывать давление на поршень 7 плунжерного типа, прижимая шаровую пяту 6 к толкателю 3. При перемещении поршня 2 вниз вместе с ним движется клапан 7, который посредством толкателя сначала отсоединит полость II от выхода в атмосферу, а затем отойдет от седла поршня 2. В результате полость I соединится с выходной полостью II, а сжатый воздух поступит через полость II к тормозным камерам колес.
Вставка в корпусе имеет наклонные ребра Я на которые опирается мембрана (диафрагма) 5 при верхнем положении поршня 2. Поршень 2 также имеет ребра 11. Чем ниже опустится рычаг и связанный с ним толкатель, тем ниже опустится и поршень 2. Следовательно, увеличится рабочая площадь мембраны 5, воздействующей на поршень 2.
Когда рычаг находится в верхнем положении (при полной осевой нагрузке), толкатель также расположен вверху. Для открытия клапана поршень 2 должен переместиться вниз. При небольшом его перемещении наклонные ребра 11 поршня 2 не выходят ниже ребер 9 вставки. При этом мембрана опирается только ца ребра вставки, и усилие от нее на поршень 2 не передается.
Когда рычаг находится в крайнем нижнем положении (наименьшая осевая нагрузка), поршень 2 должен максимально переместиться вниз для открытия клапана, поскольку толкатель также будет находиться в нижнем положении. В случае максимального перемещения поршня 2 вниз его наклонные ребра опустятся ниже ребер вставки. При этом активная площадь мембраны становится наибольшей. В результате в полости II установится давление воздуха, примерно равное 1/3 давления на входе в регулятор.
При растормаживании колес давление воздуха в полости 1 упадет, и поршень 2 переместится вверх. При этом клапан сядет на седло поршня 2, разобщая полости I и II, и оторвется от толкателя. В результате сжатый воздух из тормозных камер колес средней и задней осей через полость II и полый толкатель выходит в атмосферу, отгибая края резинового клапана. А все элементы регулятора возвращаются в исходное положение.
Рассмотренные регуляторы корректируют давление рабочего тела (воздуха) для обеспечения одновременной блокировки колес передней и задней осей. При этом происходит упреждающая блокировка колес передней оси. Однако такой способ торможения не является наиболее эффективным и безопасным с точки зрения сохранения устойчивости движения автомобиля при торможении. Кроме этого, происходит излишний износ шин.
Устройство регулятора
В некоторых источниках, где описывается регулятор, его называют неформальным наименованием – «колдун». Подобный агрегат не применяется в тех марках машин, на которых инженеры установили ABS. Ведь формально он является конструкционным предшественником антиблокировочной системы.
«Колдун» включает в себя кроме клапанов и поршней корпусные части. Корпус формирует пару внутренних полостей. Одна из них имеет соединение с главным цилиндром, а вторая соединена с тормозными механизмами, расположенными сзади. В процессе экстренного торможения передняя часть авто клонится. Подобное положение обеспечивает перекрытие доступов к тормозному цилиндру.
По описанной схеме работает узел, который находится в автомобилях ВАЗ, распределяя усилие на колёса задней оси. Это позволяет избегать заносов.
Следует учитывать, что регулятор «боится» механического загрязнения. От этого происходит периодическое закисание и корродирование. В результате он фиксируется в промежуточной позиции и не выполняет свои функции. Не стоит проводить какие-то несанкционированные вмешательства (тюнинг) в его конструкцию, чтобы избежать возможных повреждений.
АБС
Коэффициент сцепления колес с дорогой зависит от степени их скольжения, которая меняется в пределах от 0 (чистое качение колеса) до 100 % (полное буксование или скольжение при блокировке колес). Максимальные значения коэффициента сцепления порядка 10… 30 % (в зависимости от дорожной поверхности) будут при пробуксовке колес. Следовательно, при таком коэффициенте и степени скольжения колес можно обеспечить наибольшую эффективность и безопасность торможения. Именно это обеспечивают АБС.
Все современные АБС относятся к самонастраивающимся автоматическим системам. Они включают в себя:
- датчики угловой скорости колес
- электронно-решающий блок
- модуляторы давления
При работе АБС сигнал от датчиков угловой скорости вращения колес подается в электронно-решающий блок, в котором в соответствии с заданной программой формируются сигналы управления, поступающие на модулятор.
Рис. Схема пневматического модулятора АБС (а) и его характеристика (б): 1, 5, 6 — клапаны; 2, 3 — электромагниты; 4 — поршень; А—Д — полости; р — давление; t — время
На рисунке показана схема пневматического модулятора АБС и его характеристика (изменение во времени тормозной силы). Работа АБС сопровождается многоцикловым процессом автоматического растормаживания и торможения колес автомобиля. В каждом цикле имеются фазы автоматического растормаживания, «выдержки» и затормаживания (штриховые линии на рис. б) колес. Имеются АБС, в которых осуществляется двухфазовый цикл (фаза «выдержки» отсутствует). Работа АБС обеспечивает требуемые угловую скорость колеса и его скольжение, соответствующее максимальным сцепным характеристикам.
Проверка и регулировка колдуна
Чтобы проконтролировать состояние узла, автомобилисту потребуется помощник. Он будет наблюдать снаружи за машиной, когда водитель будет совершать маневры.
Пустой автомобиль разгоняется на ровной поверхности примерно до 40-60 км/ч. Резко выжимаем педаль тормоза. Снаружи автомобиля наблюдатель должен проконтролировать состояние задней пары колёс: будут ли они вращаться в момент торможения.
Регулятор признаётся неисправным, если после нажатия на педаль тормоза колёса вращаются и не реагируют на такое действие водителя либо моментально блокируются.
Работа пневматического модулятора
Рассмотрим подробно работу пневматического модулятора, выполненного на базе ускорительного клапана (рис. а). Сжатый воздух от тормозного крана поступает по магистрали в полость А и далее через полость Б проходит в полость В и давит на следящий поршень 4 вниз. Поршень перемещается вниз и упирается в клапан 5, отсоединяя полость Г от выхода в атмосферу. Дальнейшее перемещение поршня вниз приводит к открытию клапана 5.
В результате сжатый воздух начинает проходить из ресивера через полости Д и Г в тормозные камеры.
Если тормозящееся колесо начинает блокироваться, электронный блок посылает одновременно сигналы управления на электромагниты 2 и 3, которые закрывают клапан 1 и открывают клапан 6. При этом полости Б и В соединяется с атмосферой — происходит автоматическое растормаживание колеса. При некотором угловом ускорении колеса электронный блок снимает электрическое напряжение с электромагнита 3. В результате клапан 6 под действием пружины снова закрывается и наступает фаза выдержки.
Фаза повторного автоматического затормаживания колеса имеет место в том случае, когда колесо приобретает пороговое угловое ускорение. При этом электронный блок снимает электрическое напряжение, и с электромагнита 2, что позволяет клапану 1 открыться и соединить рабочую полость В с магистралью. Затем цикл повторяется.
Интегрированные системы активной безопасности (ИСАБ)
В настоящее время разработаны отечественные интегрированные системы активной безопасности (ИСАБ), образующие комплекс АБС и ПБС.
В отличие от АБС устанавливаемая в ИСАЕ противобуксовочная система обеспечивает требуемое движение колес не в тормозном (как при работе АБС), а в тяговом режиме. Дело в том, что при движении автомобиля, в том числе при маневрировании на дороге с различными сцепными свойствами участков поверхности, взаимодействующей с ведущим колесом, возникает разная пробуксовка.
Это может привести к потере устойчивости движения, например, при разгоне автомобиля, когда к колесам может быть подведена излишняя тяга, неуравновешенная сцепными возможностями пары «колесо — дорога». Действие ПБС в отличие от АБС основано на том, что в случае появления пробуксовки ведущего колеса автомобиля система обеспечивает на этом колесе уменьшение тягового усилия. Тем самым предотвращается пробуксовка колес и повышается устойчивость движения автомобиля. Как правило, работа ПБС основана на уменьшении топливоподачи к двигателю, т.е. сводится к снижению тягового усилия на буксующем колесе (колесах).
Tags: Тормозная система
Вперед Автопоезд. Назначение и типы автомобильных поездов
Назад Приводы управления тормозами
Как работает «колдун»
Достаточно прост принцип действия или работы любого регулятора давления системы тормозов. Водитель резко жмёт на педаль, после чего у легковушки носовая часть прижимается в сторону дорожного покрытия, а задняя часть слегка приподнимается.
Так как работает регулятор чётко, то не допускает одновременного блокирования торможения задней и передней пары. Давление задних тормозов срабатывает позже, что существенно снижает риск заноса.
Принцип работы учитывает, что происходит увеличение между днищем и задним мостом. В результате такой работы отпускается поршень, отвечающий за регулировку давления. Переток жидкости в магистрали прекращается, а колёса продолжают вращаться.
Хотя принято считать, что редукционный гидроклапан «капризничает» во время эксплуатации и от него можно избавиться, профессионалы не рекомендуют безосновательно демонтировать данный узел. Подобные действия способны спровоцировать на дороге неконтролируемый занос. Автомобиль во время торможения потеряет управляемость, что повысит риск возникновения опасной ситуации.
Источник: avto-layn.ru