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.

Плюсы и минусы системы EBD
Преимущества	Недостатки
Повышение потенциала торможения	Увеличение тормозного пути при использовании шипованой резины
Уменьшение тормозного пути	В случае блокировки передних колес EBD отключается
Уменьшение риска заноса на поворотах	—
Отсутствие или минимизация блокировки колес	—

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:

Распределение тормозных сил по колесам автомобиля

У разных производителей имеет названия:
Electronic Brake Force Distribution – EBD
Elektronishe Bremskraftverteilung – EBV

Система электронного распределения тормозных сил (РТС) обеспечивает одинаковое торможение всех колес автомобиля. РТС перераспределяет тормозные усилия между колесами так, чтобы обеспечить наибольшую эффективность торможения без потери управления автомобилем даже при максимальном усилии торможения. Это обеспечивается вне зависимости от количества находящихся в салоне пассажиров, массы груза и соответственно нагрузки на каждое колесо. Система также срабатывает, когда под действием сил инерции на поворотах или при торможении колеса нагружаются по-разному.
Система РТС работает совместно с АБС и вступает в действие раньше ее.

Рисунок:
Схема работы РТС:
а – вход в поворот без торможения;
б – начало торможения (тормозное усилие равномерно распределено по колесам на осях – риск заноса);
в – РТС подключена – перераспределение тормозных сил на колесах

EBD заменяет собой известные по обычным тормозным системам клапаны управления давлением в тормозной системе или межосевые регуляторы тормозных сил. Задача EBD — предотвращение создания избыточного тормозного усилия на задних колесах еще до срабатывания ABS.
Если проскальзывание одного из колес, определенное датчиком АБС, превышает критическое значение, открывается выпускной клапан и давление в тормозном контуре снижается.
Насос высокого давления при этом не задействуется.
Если, несмотря на это, колесо блокируется, включается система ABS. EBD требует точной регулировки давления, поэтому в ней часто применяются пропорциональные клапаны, открытием которых можно управлять плавно, тем самым точно регулируя давление в тормозных контурах.
EBD в поворотах обеспечивает стабильность автомобиля при торможении в повороте, включается она «в предзоне» срабатывания ABS.
Из-за динамического перераспределения нагрузок при прохождении поворота, относительные нагрузки на внешние колеса увеличиваются, а на внутренние — уменьшаются. Поэтому при торможении внутренние в повороте колеса будут более подвержены блокированию. Система распределения тормозных сил в поворотах снижает давление в тормозных контурах внутренних колес, в результате чего боковая сила остается неизменной. Оценка необходимости снижения давления в тормозной магистрали делается по степени проскальзывания колес.
При проезде крупных неровностей на проезжей части может происходить кратковременный разрыв контакта колеса с дорогой, когда колесо не успевает «вовремя опуститься». Если в этот момент водитель нажмет на педаль тормоза, то такое колесо окажется мгновенно заблокированным. В обычной системе ABS блокирование колеса вызовет немедленное и снижение тормозного давления в соответствующем контуре. В результате этого колесо не будет заторможено и после восстановления контакта с дорожным покрытием не будет создавать тормозного усилия, увеличивая тормозной путь. Система управления амортизаторами получает сигналы от датчиков хода подвески и на их основе оценивает состояние дорожного покрытия. Сигнал передается модулю управления ABS, и он переключается в специальный режим, в котором снижение давления в тормозных контурах замедляется.

Распределение тормозных сил по колесам подвижного состава

При торможении на горизонтальной дороге сила инерции, приложенная в центре тяжести и действующая на плече h_ц, приводит к перераспределению нагрузки по колесам. При этом нагрузка на передние колеса увеличивается, а на задние – уменьшается. Нормальные реакции, воспринимаемые колесами при торможении, значительно отличаются от нагрузок G₁ и G₂, приходящиеся на колеса в статическом состоянии. Изменение нагрузок на колесах при торможении оценивается коэф.изменений реакций, который для передних и задних колес соответственно выражается формулами: При экстренном торможении на горизонтальной дороге: Уравнение моментов имеет вид Спроецируем все силы на вертикальную плоскость Нормальные реакции дороги, действующих на передние и задние колеса при торможении: Величина коэф.изменения реакций при торможении для передних и задних колес соответственно: Предельная величина коэф.изменения реакций составляет 1,5…2 для передних колес и 0,5…0,7 — для задних. Наибольшая интенсивность торможения подвижного состава достигается при полном использовании сцепления всеми его колесами, что возможно только на дороге с определенным оптимальным коэффициентом сцепления = 0,4…0,45. Тормозные системы современного подвижного состава выполнены так, что между тормозными силами передних и задних колес существует неизменное соотношение. Оно оценивается коэф.распределения тормозных сил по колесам , где — тормозная суммарная сила передних колес; — тормозная сила автомобиля. Оптимальным распределением тормозных сил по колесам подвижного состава считается такое, при котором передние и задние колеса могут быть одновременно доведены до юза (блокировки). В этом случае коэф.распределения тормозных сил . Для того чтобы подвижной состав можно было затормозить в любых дорожных условиях с максимальным замедлением, необходимо, чтобы тормозные силы на его колесах всегда были пропорциональны нагрузкам или нормальным реакциям, приходящимся на колеса:

Служебное торможение.

Такой режим торможения, при котором тормозные силы на колесах подвижного состава не достигают величины максимально возможной по сцеплению. Максимальная величина замедления при служебном торможении не превышает 4 м\с 2 . Обычно в эксплуатации используется плавное служебное торможение, при котором величина замедления составляет 1,5…2,5 м\с 2 .

1.Торможение двигателем осуществляется без использования тормозных механизмов колес. В этом случае тормозом является двигатель, который не отсоединяется от трансмиссии, но работает на режиме холостого хода (с уменьшенной подачей горючей смеси). Ведущие колеса принудительно вращают коленвал двигателя. В результате в двигателе за счет трения возникает сила сопротивления, которая замедляет движение. Применяется в горных условиях, на затяжных спусках, обеспечивает плавность торможения, сохранность колесных тормозных механизмов и устойчивость автомобиля против заноса), вреден для окр.среды. 2. Торможение с отключенным двигателем осуществляется только тормозными механизмами колес и без использования двигателя. Двигатель отключается от трансмиссии выключением сцепления или установкой нейтральной передачи. Торможение с отключенным двигателем – основной способ служебного торможения. Оно чаще используется в эксплуатации, тк обеспечивает необходимую величину замедления. Однако это торможение уменьшает устойчивость подвижного состава на дорогах с малым коэф.сцепления (скользких, обледенелых). 3. Торможение с неотключенным двигателем – комбинированный способ торможения, который осуществляется совместно тормозными механизмами колес и двигателем. Перед приведением в действие тормозных механизмов колес уменьшается подача горючей смеси в цилиндры двигателя. Угловая скорость коленвала двигателя уменьшается, чему препятствуют ведущие колеса, принудительно вращающие коленвал через трансмиссию. Увеличивает срок службы тормозных механизмов, которые при длительных торможениях отъединенным двигателем сильно нагреваются и выходят из строя. Оно также увеличивает устойчивость подвижного состава против заноса вследствие более равномерного распределения тормозных сил по колесам подвижного состава. 4. Торможение с периодическим прекращением действия тормозной системы обеспечивает наибольший эффект при торможении. Колеса необходимо удерживать на грани юза, не допуская их скольжения. Колесо, катящееся и нескользящее, обеспечивает большую тормозную силу, а при движении юзом его сцепление с дорогой резко уменьшается. При скольжении колеса в месте контакта шины с дорогой резина протектора нагревается и размягчается. При многократном последовательном нажатии на тормозную педаль и затем частичном ее отпускании с дорогой соприкасаются новые (ненагретые) части протектора шины, вследствие чего сохраняется макс.сцепление колеса с дорогой. 5. Торможение тормозом-замедлителем производится с помощью вспомогательного механизма, действующего на вал трансмиссии подвижного состава. Этот способ обеспечивает плавное торможение с замедлением 1…2м/с 2 в течение длительного времени. Повышается безопасность движения и уменьшается износ тормозных механизмов, шин и двигателя.