Разбиране на спирачната система
1.Бракинжсистема
Забавянето или дори спирането на движеща се кола, поддържането на кола, движеща се надолу със стабилна скорост и задържането на спряла кола неподвижна, се наричат колективно автомобилно спиране. Външната сила, която спира автомобила, е спирачната система.
Спирачната система се състои от спирачки и механизми за задействане на спирачките. Спирачките са компоненти на спирачната сила, които възпрепятстват движението или тенденцията на движение на превозното средство, включително ретардера в спомагателната спирачна система. Спирачният задвижващ механизъм включва функционални устройства, устройства за управление, устройства за предаване, устройства за регулиране на спирачната сила и спомагателни устройства като алармени устройства и устройства за защита от налягане.
Има много видове автомобилни спирачни системи, които могат да бъдат разделени в следните категории според техните функции:
①.Работна спирачна система:устройство, което забавя или дори спира автомобила.
②.Ръчна спирачна система:устройство, което задържа спряло превозно средство на място.
③.Вторична спирачна система:устройство, което гарантира, че автомобилът все още може да намали скоростта или да спре, ако работната спирачна система откаже.
④ .Спомагателна спирачна система:устройство, използвано за стабилизиране на скоростта на превозното средство, когато превозното средство се спуска по дълъг наклон.
Спирачната система може да бъде разделена на следните категории според спирачната енергия:
①.Спирачна система за работна ръка:Спирачна система, която използва тялото на водача като единствен източник на спирачна енергия.
②.Силова спирачна система:Спирачна система, която разчита единствено на потенциална енергия под формата на въздушно налягане или хидравлично налягане, преобразувано от мощността на двигателя за спиране.
③.Серво спирачна система:спирачна система, която използва както човешка сила, така и мощност на двигателя за спиране.
Спирачната система също може да бъде класифицирана според газохидравличната верига:
①.Еднокръгова спирачна система:Трансмисията използва единична газово-хидравлична верига. Ако една част е повредена, цялата система ще се провали.
②.Двукръгова спирачна система:Газохидравличните тръбопроводи на работната спирачка принадлежат към две изолирани вериги. Това гарантира, че ако една верига е повредена, цялата система все още може да функционира нормално. От 1 януари 1988 г. Китай изисква всички автомобили да бъдат оборудвани с двукръгова спирачна система.
2. Спирачки
Спирачката е компонент на спирачната сила в спирачната система, който се използва за генериране на спирачна сила за спиране на движението или тенденцията на превозното средство. Когато спирачният момент на спирачката се прилага директно към колелото, той се нарича спирачка на колелото; когато спирачният момент трябва да се разпредели към колелото след преминаване през задвижващата ос, това се нарича централна спирачка. Спирачките на колелата обикновено се използват за задвижващи спирачки и се използват също за вторични и ръчни спирачки; централните спирачки обикновено се използват само за ръчни и спомагателни спирачки. Задвижващите спирачки, спирачките за паркиране и вторичните спирачки основно използват силата на триене, генерирана от неподвижни елементи и въртящи се елементи като спирачна сила, която се нарича фрикционна спирачка. Фрикционните спирачки, използвани в момента в автомобилите, могат грубо да бъдат разделени на две категории: дискови и барабанни.
2.1 БарабанBгребла
Барабанните спирачки използват спирачния барабан като въртящ се елемент във фрикционната двойка, а работната му повърхност е цилиндрична повърхност. Барабанните спирачки могат да бъдат разделени на спирачки с цилиндрични колела, гърбични спирачки и клиновидни спирачки според тяхната конструкция. Спирачките на цилиндъра на колелото използват хидравлични спирачни цилиндри на колелата като задействащо устройство и използват хидравлично задействане, за да доведат спирачната челюст в контакт със спирачния барабан, за да генерират триене, като по този начин спират. Според принципа на работа и спирачния момент има много видове, включително тип водеща обувка, тип двойна водеща обувка, двупосочен тип двойна водеща обувка, тип двойна следваща обувка и тип самозахранване. Структурата на гърбичните спирачки и клиновите спирачки е основно същата като тази на спирачките с цилиндър на колелото и само задвижващото устройство е различно. Типът гърбица използва спирачна гърбица, а типът клин използва спирачен клин.
2.2 ДискBгребла
Триещият елемент в фрикционната двойка на дисковата спирачка е метален диск, който работи върху челото, и този диск се нарича спирачен диск. В сравнение с барабанните спирачки, дисковите спирачки имат следните предимства:
①. Спирачната ефективност е стабилна и по-малко се влияе от коефициента на триене;
②. Дисковата спирачка пренася топлина от двете страни, а дискът лесно се охлажда и не се деформира лесно;
③. След продължителна употреба термичното разширение на спирачния диск по посока на дебелината е изключително малко;
④. Ефективността на спиране е по-малко намалена след потапяне във вода;
⑤. Структурата е проста, размерът и теглото са малки, поддръжката е удобна и автоматичното регулиране на празнината е лесно за постигане.
Основният недостатък е ниската спирачна ефективност. За да се компенсира това, сервосистемата за мощност обикновено се инсталира отделно. В момента дисковите спирачки се използват широко в автомобилите. Дисковите спирачки могат грубо да бъдат разделени на тип дискови спирачки и тип пълен диск според различните им монтажни елементи. В сравнение с двата типа шублерен диск има по-широко приложение, затова тук ще се спра на него.
Дисковата спирачка с челюст се състои от спирачен диск и спирачен апарат. Спирачната накладка, която се състои от фрикционния блок и неговата метална задна плоча, и нейният задвижващ механизъм са монтирани в скоба с форма на скоба, за да образуват спирачен апарат. Спирачният апарат може да бъде разделен на два типа: неподвижен дисков апарат и тип плаващ дисков апарат.
Принципът на работа на дисковата спирачка с фиксиран шублер е както следва. Тялото на шублера е фиксирано към оста и има цилиндър на спирачното колело и бутало от всяка страна на тялото на шублера. При спиране маслото от главния цилиндър навлиза в двата еднакви хидравлични цилиндъра в тялото на шублера през входа за масло и фрикционната накладка се притиска върху спирачния диск от буталото, като по този начин спира колелото.
Принципът на работа на дисковата спирачка с плаващ шублер е както следва. В сравнение с дисковата спирачка с фиксиран шублер, шублерът на дисковата спирачка с плаващ шублер е плаващ и може да се движи спрямо спирачния диск. Той използва само хидравличен цилиндър от вътрешната страна на спирачния диск, за да задвижва вътрешната накладка, докато външната накладка е фиксирана към тялото на шублера и се движи аксиално с тялото на шублера. При спиране вътрешното бутало и фрикционната плоча се преместват наляво и притискат спирачния диск под хидравличната сила. В същото време силата на реакция на хидравличното налягане избутва тялото на шублера да се движи надясно, така че външната фрикционна плоча също се притиска към спирачния диск, като по този начин се постига спирачен ефект.
3. Серво спирачна система
Серво спирачната система се формира чрез добавяне на силова серво система към ръчната хидравлична спирачна система, т.е. спирачна система, която използва както работната сила, така и двигателя като спирачна енергия. При нормални обстоятелства по-голямата част от спирачната енергия се доставя от силовата серво система. Ако захранващата серво система се повреди, тя може да бъде напълно доставена от водача. Серво спирачната система може да бъде разделена на следните видове според вида на серво енергията:
① Тип вакуумно серво
② Тип пневматично серво
③ Тип хидравлично серво
Според различните режими на работа на контролера, той може да бъде разделен на две категории:
①．Тип с мощност- устройството за управление се управлява директно от механизма на спирачния педал и неговата изходяща сила действа също върху главния хидравличен цилиндър.
②．Зареден тип- управляващото устройство се задейства от хидравличното изходно налягане от механизма на спирачния педал през главния цилиндър, а изходната сила на сервосистемата и хидравличното налягане на главния цилиндър съвместно действат върху междинен трансмисионен цилиндър, така че хидравличното налягане мощността от цилиндъра към цилиндъра на колелото е много по-висока от хидравличното налягане на главния цилиндър.
Ето подробно въведение във вакуумната серво спирачна система. Вакуумният усилвател в системата има диафрагма, която го разделя на предна и задна камера. Предната камера е свързана с всмукателния колектор на двигателя чрез вакуумен еднопосочен клапан, а задната камера е свързана с външния въздух. Двете камери са свързани с канал. Когато двигателят работи, вакуумният еднопосочен клапан се отваря и затваря и се създава известно количество вакуум в предната и задната камера на вакуумния усилвател. Ако педалът на спирачката е натиснат в този момент, педалът на спирачката ще задейства допълнително контролния клапан, за да затвори каналите на предната и задната камери на серво въздушната камера и да отвори всмукателния клапан на задната камера. Въздухът, влизащ в задната камера, създава вакуумен диференциал с предната камера, създавайки тяга. Тази тяга действа директно върху главния цилиндър, за да компенсира липсата на сила на педала.
Схематичната диаграма на серво спирачната система на вакуумния усилвател е както следва. Когато двигателят работи, под действието на вакуума във всмукателната тръба, въздухът във вакуумния резервоар се засмуква в двигателя през вакуумния възвратен клапан, като по този начин се генерира и натрупва определен вакуум в резервоара, който служи за енергия източник в серво спирачната система. Когато педалът на спирачката е натиснат, изходното хидравлично налягане на главния спирачен цилиндър първо се предава към спомагателния цилиндър, едната страна се предава към цилиндъра на спирачното колело като налягане за задействане на спирачката, а другата страна се предава към контролния клапан като управление налягане. Под контрола на хидравличното налягане на главния цилиндър, контролният клапан позволява на работната камера на серво въздушната камера Zhenkang да премине през вакуумния резервоар или атмосферата и гарантира, че изходната сила на серво въздушната камера е в нарастваща функционална връзка с хидравличното налягане на главния цилиндър, силата на спирачния педал и хода на педала. Изходната сила на вакуумната серво въздушна камера действа върху спомагателния цилиндър заедно с хидравличната сила от главния цилиндър.
4, Електрическа спирачна система
В силовата спирачна система енергията, използвана за спиране, е енергията на въздушното налягане, генерирана от въздушния компресор или хидравличната енергия, генерирана от хидравличната помпа, а въздушният компресор или хидравличната помпа се задвижват от двигателя на превозното средство. Следователно може да се види, че силовата спирачна система използва двигателя на превозното средство като единствен първоначален източник на енергия за спиране, а тялото на водача се използва само като източник на енергия за управление, а не като източник на енергия за спиране. Силовата спирачна система може най-общо да бъде разделена на следните три категории:
①. Пневматична спирачна система:Устройството за захранване с енергия и предавателното устройство са пневматични. Повечето от контролните устройства се състоят от пневматични контролни елементи като механизми на спирачния педал и спирачни клапани.
②. Спирачна система въздух-над-течност:Устройството за захранване с енергия и устройството за управление са същите като тези на пневматичната спирачна система, а предавателното устройство включва пневматични и хидравлични части.
③.Пълна хидравлична спирачна система:С изключение на механизма на спирачния педал, захранването, управлението и предавателните устройства са всички хидравлични.
5, система за регулиране на спирачното усилие
На теория, колкото по-голяма е спирачната сила, толкова по-лесно е спирането. Ако обаче спирачната сила е по-голяма от силата на сцепление, колелата ще спрат да се въртят и колелата ще се плъзгат. Ако предните колела са блокирани, колата ще загуби контрол върху посоката и няма да може да завие; ако задните колела са блокирани и предните колела се търкалят, колата ще загуби стабилност на посоката и способността да устои на странични сили и приплъзване. Въз основа на горната ситуация трябва да разпределим и регулираме спирачната сила, за да избегнем горната ситуация.
5.1 ABS
ABS - Антиблокираща спирачна система.Системата се състои от три части: сензор за скорост на колелото, електронен контролер и хидравлични компоненти.
Конкретните работни процеси са приблизително както следва:
① Конвенционално спиране:Електромагнитният клапан не се захранва и главният цилиндър и цилиндърът на колелото могат да контролират увеличаването и намаляването на спирачното налягане по всяко време.
② Декомпресия на цилиндъра на колелото:Когато сензорът за скорост на превозното средство подаде сигнал за блокиране на колелата към електронния блок за управление, ABS започва да работи, към електромагнитния клапан се подава голям ток, буталото се движи нагоре, главният цилиндър и проходът на активния цилиндър на колелото се прекъсват, цилиндърът на колелото и резервоарът са свързани, спирачната течност се влива в резервоара и спирачното налягане се намалява. В същото време задвижващият мотор стартира хидравличната помпа, създавайки налягане върху спирачната течност, която тече обратно към резервоара и я доставя към главния цилиндър в подготовка за следващото задействане на спирачката.
③ Процес на поддържане на налягането в цилиндъра на колелото:Когато сензорът за скорост на превозното средство изведе сигнал за заключване, соленоидният клапан пропуска ограничен ток и буталото се придвижва до позиция, в която всички канали са прекъснати, за да се поддържа налягането в системата.
④ Налягане на цилиндъра на колелото:След като налягането се намали, скоростта на колелото се увеличава. По това време електронният блок за управление прекъсва тока към електромагнитния клапан, буталото се връща в най-ниско положение, главният цилиндър и цилиндърът на колелото се свързват отново, спирачната течност навлиза отново в цилиндъра на колелото и спирачното налягане се увеличава.
5.2 EBD
EBD - Електрическо разпределение на спирачното усилие, система за разпределение на спирачното усилие с електрическо управление. EBD всъщност е спомагателна функция на ABS. Това е контролен софтуер, добавен към контролния компютър ADAS. Механичната система е абсолютно същата като ABS. Той е ефективно допълнение към ABS системата. Обикновено се използва в комбинация с ABS за подобряване на ефективността на ABS. В момента на спиране EBD може бързо да изчисли различните стойности на триене, причинени от различната адхезия на четирите гуми, и след това бързо да регулира спирачното устройство, за да разпредели спирачната сила според предварително зададената програма, така че да осигури стабилност и безопасност на автомобила. Когато колелата са блокирани по време на аварийно спиране, EBD балансира ефективното сцепление на всяко колело със земята преди ABS, което може да предотврати поднасяне и странично движение и също така да скъси спирачния път.
5.3 ASR
ASR - Регулиране на приплъзването при ускорение, противоплъзгаща система на задвижването на автомобила. Тази функция може да се разбира като разширение и допълнение към функцията на ABS системата. Основните компоненти на системата ASR могат да бъдат споделени със системата ABS. Функцията на системата ASR е да предотврати приплъзване на автомобила по време на ускорение, особено на асиметрични пътища с ниско триене или когато задвижващите колела се въртят на празен ход по време на завиване. ASR се състои от сензор за скорост на колелото, сензор за положение на дросела, регулатор на спирачното налягане, задвижващ механизъм на дросела и електронен блок за управление. Той може да сравни скоростта на всяко колело, когато задвижващото колело се приплъзва. Ако електронният блок за управление определи, че задвижващото колело се приплъзва, той автоматично и незабавно намалява обема на всмукване на газта, намалява оборотите на двигателя и по този начин намалява изходната мощност. Той може също да спира плъзгащото се задвижващо колело, за да контролира скоростта на плъзгане на задвижващото колело в целевия диапазон.
5.4 TCS
TCS - Система за контрол на сцеплението.Тази система определя дали задвижващото колело се приплъзва въз основа на броя обороти на задвижващото колело и броя обороти на трансмисионното колело. Ако първият е по-голям от последния, той намалява скоростта на задвижващото колело. TCS е много подобен на ABS, тъй като и двата използват сензори и спирачни контролери. Когато TCS усети приплъзване на колелото, той първо променя времето за запалване на двигателя чрез компютъра за управление на двигателя, намалява изходния въртящ момент на двигателя или прилага спирачки на колелото, за да предотврати приплъзването на колелото. Ако приплъзването е много силно, то ще контролира системата за подаване на гориво на двигателя. TCS използва компютър, за да разпознае скоростта на четирите колела и ъгъла на завъртане на волана. Когато автомобилът ускори, ако установи, че разликата в скоростта между задвижващото колело и незадвижващото колело е твърде голяма, компютърът незабавно определя, че задвижващата сила е твърде голяма и изпраща команден сигнал за намаляване на подаването на гориво на двигателя, намаляване движещата сила и по този начин намалява скоростта на приплъзване на гумата на задвижващото колело. Системата може да използва сензора за ъгъл на волана, за да открие състоянието на шофиране на автомобила, да определи дали автомобилът се движи направо или завива и съответно да промени степента на приплъзване на всяка гума. Системата за контрол на сцеплението обаче има и недостатъци. Когато водачът използва отвора на газта, за да регулира състоянието на шофиране на автомобила, системата пречи на намерението на водача да шофира.
5.5 ESP
ESP - електронна програма за стабилност.ESP всъщност може да се разглежда като комбинация и разширение на функциите на ABS, ASR, EBD и TCS. Състои се от сензор за управление, сензор за скорост на колелата, сензор за приплъзване, сензор за странично ускорение и контролен блок. Чрез анализиране на състоянието на шофиране на каросерията на автомобила въз основа на информацията, предоставена от различните сензори, той след това издава инструкции за корекция на ABS и ASR, за да помогне на автомобила да поддържа динамичен баланс. ESP може да поддържа оптимална стабилност на автомобила при различни работни условия и е особено ефективен при условия на недозавиване или презавиване. Ако ESP сензорът открие, че автомобилът е недозавиващ, ESP прилага допълнителна спирачна сила към вътрешните колела; ако превозното средство е презавило, ESP прилага допълнителна спирачна сила към външните колела.