Similar presentations:
Техника безопасности. Физические основы движения
1.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Содержание
1. Техника безопасности
2. Физические основы движения
3. ABS
4. Дополнительные системы с ABS
5. ASR
6. ESP
7. Датчики и компоненты
8. Дополнительные функции системы ESP
9. Системы поддержки водителя
10. Тормозные системы автомобилей
1
2009
2.
SIMPLY CLEVERФизические основы движения
2
2009
3.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Предпосылки
Увеличение скорости и
плотности движения требуют
создания автомобиля с
высокими динамическими
качествами и максимальным
уровнем безопасности. Это
вызывает рост числа систем
поддержки водителя в
сложных ситуациях.
Большая часть таких системдальнейшее развитие
антиблокировочной
тормозной системы ABS
3
2009
4.
АВ 344SIMPLY CLEVER
ABS/ESP- физические основы движения
Радиус колеса R для простоты везде и всегда будем считать равным
внешнему радиусу покрышки, допуская, что деформация колеса в зоне
контакта с дорогой невелика.
Угловая скорость вращения колес: w=V/R
Крутящий момент (момент силы) M равен произведению силы F на
плечо: M = F*R
Сила трения
Fтр max = Kт*N
Крутящий момент двигателя Mдв: Mдв = EMк
Сдвигающая сила Fкт = Mк/R
4
2009
5.
АВ 344SIMPLY CLEVER
ABS/ESP- физические основы движения
Fрт = EFкт
5
2009
6.
АВ 344SIMPLY CLEVER
ABS/ESP- физические основы движения
Вес автомобиля P можно разложить на две составляющие:
Psina = - 4Fрт
Pcosa = - N
4Fрт max = kтN = kтPcosa
6
2009
7.
АВ 344SIMPLY CLEVER
ABS/ESP- физические основы движения
Сухой бетон
Мокрый асфальт
Снег, Гравий
Лед
Проскальзывание
s
Нагрузка на колесо
Max сила сцеп. = Нагрузка x Коэф.сцеп.
FHmax
=
FR
x
Скорость автомобиля
Скорость колеса
7
2009
8.
АВ 344SIMPLY CLEVER
ABS/ESP- физические основы движения
Сила торможения
Боковая сила
ABS/область регулирования
Нагрузка на колесо
Max сила сцеп. = Нагрузка x Коэф.сцеп.
Боковая сила
Сила торможения
8
2009
9.
АВ 344SIMPLY CLEVER
ABS/ESP- физические основы движения
Тяговое усилие (1),
сила торможения (2), которая действует в
направлении, противоположном направлению
силы тяги
боковые силы (3), которые поддерживают
управляемость автомобиля, и
сила сцепления (4), которые, помимо прочего,
является следствием трения и притяжения Земли
Момент рыскания (I), стремящийся развернуть
автомобиль вокруг вертикальной оси,
момент инерции (II), стремящийся сохранить
выбранное направление движения,
и прочие силы, как, например, сопротивление
воздуха
9
2009
10.
АВ 344SIMPLY CLEVER
ABS/ESP- физические основы движения
Чем меньше сцепление, тем меньше радиус (а), при
хорошем сцеплении радиус больше (b).
Основу круга трения составляет параллелограмм
сил (боковая сила (S), сила торможения или тяговое
усиление (В) и результирующая общая сила (G)).
Пока общая сила остается внутри круга,
автомобиль находится в состоянии стабильности
(I). Как только общая сила выходит за границу круга,
автомобиль теряет управляемость (II).
Легкая управляемость
При торможении боковая сила уменьшается
Колесо блокируется. Автомобиль неуправляем
10
2009
11.
SIMPLY CLEVERABS
11
2009
12.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Обзор сокращений
12
2009
13.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Обзор сокращений
13
2009
14.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Классификация по режиму движения
14
2009
15.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Преимущества ABS
При экстренном
торможении на сырой
дороге происходит
блокировка и занос
автомобиля
Уменьшение давления
в тормозных
механизмах
соответствующих
колес предотвращает
их блокирование на
сыром покрытии
15
2009
16.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Компоненты системы ABS
16
2009
17.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Схема гидравлических контуров ABS
17
2009
18.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы ABS
18
2009
19.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы ABS
19
2009
20.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы ABS
20
2009
21.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы ABS
21
2009
22.
SIMPLY CLEVERДополнительные системы с ABS
22
2009
23.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Система электронного перераспределения тормозных усилий
(EBV)
80%
20%
Функция EBV предотвращает
передачу на задние колеса
большого тормозного усилия,
чемони могут принять без
блокирования. Электронная
функция перераспределения
тормозных усилий
представляетсобой программное
расширение системы ABS
EBV это система ABS,
действующая только на задние
колеса!
58%
42%
23
2009
24.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы EBV
24
2009
25.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Электронная блокировка дифференциала (EDS)
Автомобиль может
разгоняться только при
тяговом усилии
прокручивающегося
колеса
Колесо, находящееся на
скользкой поверхности
подтормаживается и его
проскалбзывание
ограничивается
Блокировка задействуется при трогании и разгоне!
25
2009
26.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Электронная блокировка дифференциала (EDS)
26
2009
27.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы EDS
27
2009
28.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы EDS
28
2009
29.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Ассистент торможения двигателем (MSR)
MSR распознает начинающееся
проскальзывание ведущих
колес, вызванное торможением
двигателем и отдает команду на
увеличение крутящего момента,
чтобы прекратить
проскальзывание
MSR задействуется при следующих условиях:
1. Педаль акселератора не нажата.
2. Колеса ведущей оси проскальзывают или блокируются.
3. Включена передача.
4. Включено сцепление.
29
2009
30.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Функциональная схема системы MSR
30
2009
31.
SIMPLY CLEVERASR
31
2009
32.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Воздействие на тормозную систему и двигатель (ASR)
Воздействие на
двигатель, а так
же АКПП
ASR работает при
ускорении
автомобиля, а так
же во всем
диапазоне
скоростей!
32
2009
33.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Функционирование системы ASR
Автомобиль ускоряется на
скользкой дороге. Колеса
начинают пробуксовывать, и
автомобиль разгоняется
медленно или не
разгоняется вовсе
ASR уменьшает крутящий
момент, передаваемый
ведущими колесами на
дорожное покрытие, и
уменьшает тем самым их
проскальзывание 33
2009
34.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Функциональная схема системы ASR
34
2009
35.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Корректирующие функции двигателя
35
2009
36.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Схема гидравлических контуров ASR
36
2009
37.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы ASR
37
2009
38.
SIMPLY CLEVERESP
38
2009
39.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Воздействие на тормоза, двигатель и АКПП (ESP)
Б/У двигателем
Воздействие на
тормоза, двигатель и
АКПП
Б/У АКПП
ESP работает во всех диапазонах скоростей!
39
2009
40.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Схема гидравлических контуров ESP
40
2009
41.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы системы ESP
Водитель
Система ESP
41
2009
42.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Компоненты системы ESP
42
2009
43.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Алгоритм работы системы ESP
43
2009
44.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Блок-схема системы ESP
44
2009
45.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Движение в поворотах с ESP
45
2009
46.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Контрруление
46
2009
47.
SIMPLY CLEVERДатчики и компоненты
47
2009
48.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчики и компоненты
48
2009
49.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчики и компоненты
Блок управления ESP J104
Функции
Управление ESP, ABS, EDS, ASR,
EBV, MSR,
Постоянный контроль над всеми
электронными системами,
диагностическая помощь в
сервисном центре.
Гидроблок
Блок управления
Последствия выхода из строя
При маловероятном выходе из
строя всех компонентов
устройства управления в
распоряжении водителя остается
стандартная тормозная система
без ABS, EBS, ASR и ESP.
49
2009
50.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчики и компоненты
50
2009
51.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Индуктивные датчики вращения
51
2009
52.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип действия индуктивного датчика вращения
52
2009
53.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Активные датчики вращения (датчики Холла)
При выходе из строя датчика вращения ABS и ESP не
53
функционируют!
2009
54.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчик угла поворота рулевого колеса G85
54
2009
55.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчик угла поворота рулевого колеса G85
4
3
1
2
5
Датчик передает на устройство
управления ABS с EDS/ASR/ESP
данные по углу поворота
рулевого колеса.
Диапазон восприятия составляет
±720º, что составляет четыре
полных поворота рулевого
колеса
При выходе из строя датчика ABS активно!
55
2009
56.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчики ускорения и вращения
56
2009
57.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы датчика ускорения G200/G251
G251 – датчик продольного
ускорения
G200 - датчик поперечного
ускорения
Ёмкостный принцип измерения
основывается на том,
что ёмкость конденсатора зависит
от расстояния
между его пластинами.
При смещении общей
пластины ёмкость одного из
конденсаторов
уменьшается, а другого —
увеличивается и, таким
образом, по изменению
соотношения ёмкостей C1 и
C2 можно судить о величине
ускорения, с которым
перемещается датчик.
57
2009
58.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202
Угол поворота вычисляется по
данным измерения кориолисова
ускорения. Обратимся к примеру:
Если, например, в северном
полушарии Земли пушка выстрелит,
сообщив ядру горизонтальную
траекторию, оно отклонится от нее
достаточно заметно для
наблюдателя, вращающегося вместе
с
землей. Причиной наблюдатель
считает силу, которая ускоряет ядро
против направления вращения Земли
и смещает его по отношению к
прямой траектории – кориолисову
силу.
58
2009
59.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202
Датчик скорости поворота автомобиля
использует
принцип резонанса для определения скорости
вращения автомобиля вокруг вертикальной
оси
Для этого на одну из половин
чувствительного
элемента, представляющего собой двойной
камертон
(«двойную вилку»), подаётся переменное
напряжение, приводящее её в колебательное
движение. При вращении датчика под
влиянием
силы Кориолиса изменяются резонансные
характеристики второго камертона.
59
2009
60.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202
Принцип его действия также
удобнее рассмотреть на
упрощенной схеме. Представим,
что в постоянном магнитном поле
Земли между Северным и
Южным полюсами находится
груз, способный колебаться. На
нее нанесены насечки,
представляющие сенсор.
В настоящем датчике такое
строение в целях безопасности
продублировано дважды.
60
2009
61.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202
В момент приложения переменного
напряжения U подвижный груз с
нанесенными насечками начинает
колебаться в магнитном поле.
Если на эту конструкцию начинает
действовать вращающее ускорение,
колеблющийся груз в силу своей
инертности «ведет себя» так же, как и
описанное выше ядро. Он отклоняется от
прямой траектории колебания из-за
воздействия кориолисова ускорения. Так
как это происходит в магнитном поле,
электрические параметры насечек
меняются. Измерение этого изменения
определяет силу и направление
кориолисова ускорения. Вычислительная
электроника по этой величине
рассчитывает угол поворота.
61
2009
62.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Блок датчиков ESP G419
В этом блоке объединены датчик
поперечного
ускорения G200, датчик
продольного ускорения
G251 и датчик скорости поворота
автомобиля G202.
Оба датчика ускорения работают по
ёмкостному
принципу
При выходе из строя датчиков ABS активно!
62
2009
63.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчик давления в тормозной системе G201
Датчик
тормозного
давления
сообщает устройству управления
данные по давлению в тормозной
системе. Устройство управления
по этим данным вычисляет силы
колесных тормозов и продольное
усиление,
действующее
на
автомобиль. В случае, если
необходимо активировать ESP,
устройство управления по ним же
вычисляет боковые силы.
При выходе из строя ESP отключается. ABS активно!
63
2009
64.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчик давления в тормозной системе G201
Центр устройства содержит
пьезоэлектрический элемент (а), на который
может оказывать давление тормозная
жидкость и электронный датчик (b).
Если тормозная жидкость оказывает
давление на пьезоэлектрический элемент,
распределение зарядов в элементе меняется.
Величина напряжения, таким образом,
является
непосредственной
мерой
тормозного давления.
64
2009
65.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Выключатель стоп-сигнала F
Выключатель с функцией дублирования:
Алюминиевый сдвоенный главный
тормозной цилиндр
ючатель стоп-сигнала
F
Магнитное
кольцо
Корпус
Датчик Холла I
Датчик Холла II
Электрические
компоненты датчика
65
2009
66.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Датчик положения сцепления
Поршень
с постоянным
магнитом
Толкатель
Сигнал датчика Холла 1: БУ
двигателя
Датчик
положения педали
сцепления
66
2009
67.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Подкачивающий насос ESP V156
При наличии системы ABS при нажатии на
педаль тормоза достаточно небольшого
количества тормозной жидкости в
противовес большому давлению. Эту
функцию выполняет возвратный насос.
Он также способен обеспечить наличие
большого количества тормозной
жидкости, даже при малом давлении (или
его отсутствии) на педаль, так как при
низких температурах тормозная жидкость
обладает высокой вязкостью.
Поэтому система ESP предусматривает
наличие дополнительного
гидравлического насоса, создающего
необходимое начальное давление в
возвратном насосе.
67
2009
68.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Контрольные органы системы ESP
К118
К47
К155
Зажигание включено
Система в исправном состоянии
Включение воздействия системы ASR/ESP
Зонд ASR/ESP выключен
ABS остается активной,
ESP выключена, функционирует в случае действия ABS.
Выход из строя ASR/ESP
Ошибки в работе датчика частоты вращения, поперечного ускорения, угла поворота или тормозного
давления, при выходе из строя ABS аварийная версия ESP продолжает функционировать.
EBV активна
Выход из строя ABS
Все системы отключаются
68
2009
69.
SIMPLY CLEVERДополнительные функции системы ESP
69
2009
70.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Гидравлический тормозной ассистент (HBA)
Неопытный водитель
нажимает педаль тормоза
достаточно быстро, но
недостаточно интенсивно. В
тормозной системе не
создается максимальное
давление
HBA компенсирует недостаточно
интенсивное нажатие тормоза.
Исходя из скорости и силы
нажатия на педаль распознает
наличие ситуации и увеличивает
давление в тормозной системе
пока не сработает ABS
70
2009
71.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Гидравлический тормозной ассистент (HBA)
Принцип работы
1. Водитель нажимает педаль тормоза. Выключатель
стоп-сигнала передаёт сигнал о нажатии педали
тормоза.
2. Автомобиль движется с определённой
минимальной скоростью. Датчики угловой
скорости колёс сообщают информацию о скорости
автомобиля.
3. Скорость нажатия педали тормоза превышает
определённое минимальное значение, заложенное
в памяти тормозного ассистента. Датчик давления
в тормозной системе передаёт сигнал об усилии
нажатия педали тормоза и о том, как оно
изменялось во времени.
71
2009
72.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Гидравлический тормозной ассистент (HBA)
Фаза 1: начало срабатывания тормозного ассистента
Переключающий клапан в гидравлическом блоке
закрывается, а клапан высокого давления
открывается. На насос обратной подачи подаётся
управляющий сигнал, и насос начинает работать.
72
2009
73.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Гидравлический тормозной ассистент (HBA)
Фаза 2: срабатывание системы ABS
Система ABS удерживает давление несколько ниже
порога блокирования колёс. Регулирование давления
происходит по трём фазам: «удержание давления»,
«сброс давления» и «увеличение давления».
73
2009
74.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Гидравлический тормозной ассистент (HBA)
Фаза 3: завершение работы тормозного ассистента
Созданное тормозным ассистентом давление
постепенно снижается до тех пор, пока оно не
сравняется с давлением, задаваемым нажатием
педали тормоза.
74
2009
75.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Гидравлический усилитель тормозов (НВА)
В определённых режимах работы двигателя
(особенно во время прогрева)
вырабатываемого им
вакуума не хватает для полноценной работы
усилителя тормозов. Для обеспечения
усиления
в таких ситуациях предназначен
гидравлический
усилитель тормозов.
Система сравнивает фактическое тормозное
давление с тем, каким оно должно быть при
такой
силе и скорости нажатия педали тормоза
водителем.
75
2009
76.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Функция стабилизации автопоезда
Раскачивание прицепа
передается на буксирующий
автомобиль в виде поперечных
ускорений и рыскания. Они
улавливаются датчиками
системы ESP и информация о
них передается в блок ABS/ESP.
Полученные данные (вращение
колес, ускорения, угол поворота
руля и.т.д.) сравниваются с
программой блока ESP. При
превышении граничных
значений включается функция
стабилизации автопоезда.
Загораются стоп-сигналы.
76
2009
77.
SIMPLY CLEVERСистемы поддержки водителя
77
2009
78.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Ассистент трогания на подъеме (НHС)
Ассистент трогания на подъёме облегчает трогание на
подъёме, позволяя выполнить его, не прибегая
к помощи стояночного тормоза.
Тем самым предотвращается скатывание автомобиля
назад, пока сила тяги ещё недостаточна для
компенсации скатывающей силы.
78
2009
79.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Система подсушивания тормозов (BSW)
Принцип работы
Блок управления ABS/ESP получает по шине
данных
CAN сообщение, что сигнал скорости
соответствует
> 70км/ч. Далее системе требуется сигнал работы
электродвигателя стеклоочистителя.
По нему система BSW делает вывод, что идёт
дождь и
на дисках тормозов возможно образование
водяной
плёнки, приводящей к замедлению
срабатывания
тормозов. После этого система BSW включает
тормозной цикл.
79
2009
80.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Система подсушивания тормозов (BSW)
Обязательным условием для реализации на
автомобиле системы подсушивания тормозов BSW
является наличие на нём системы ESP. Условия
включения системы подсушивания тормозов BSW:
● автомобиль движется со скоростью не менее
70 км/ч и
● стеклоочиститель включён.
Тормозное давление при этом
не превышает 2 бар.
80
2009
81.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Ассистент рулевой коррекции (DSR)
Для реализации требуется ESP и электроусилитель руля!
81
2009
82.
SIMPLY CLEVERТормозные системы
82
2009
83.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Функция контроля давления в шинах (ТРМ)
Если из шины выходит воздух, участок пути, проходимый шиной за
один оборот, становится меньше. Из-за
этого для прохождения определенного расстояния шине с
уменьшенным давлением придется совершить
большее число оборотов по сравнению с шиной с нормальным
2009
давлением.
83
84.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Система курсовой устойчивости
84
2009
85.
АВ 344SIMPLY CLEVER
Электрогидравлический блок управления ESP 8.0
85
2009
86.
SIMPLY CLEVERПомните!
Электронная система курсовой устойчивости является
средством активной безопасности автомобиля, однако не
может изменить существующие физические законы.
86
2009