Файл: Петров М.А. Работа автомобильного колеса в тормозном режиме.pdf

II]Iя угловых скоростей (Дю= 3,3 1/сек). Спустя время запаз­ дывания tb-c = 0,047 сек, начинается растормаживаппе коле­ са, при этом падение угловой скорости блокируемого колеса составляет 8,75 I/сек, т. е. значительную величину. Блокиро­ вание колеса заканчивается в точке d и начинается его раз­ гон. Вследствие времени запаздывания tn-i' разгон заканчи­ вается в зоне качения колеса, т. е. наблюдается излишнее растормаживаппе.

Рис. 6.4. Осциллограмма процесса торможения колеса с устранением блокирования по принципу сравнения угловых скоростей:

1 — тормозной момент; 2 — угловая скорость ведомого колеса; 3; 4 — угловая скорость затормаживаемого колеса и ее производная; 5; 6 — от­ метки углового пути затормаживаемого колеса и бегового барабана; Мтах— максимальный момент по сцеплению; М <рр— реализуемый мо­ мент по сцеплению.

Подача сигнала на затормаживание с предварением по­ зволяет сократить излишнее растормаживание до 6,7%. Полу­ чаемая при этом реализация максимального значения коэф­ фициента сцепления составляет 88%, несмотря на значитель­ ное падение угловой скорости колеса.

156

§5. Противоблокировочное устройство как регулятор тормозного момента

Избежать появления излишнего растормаживания можно лишь в том случае, если сигнал на повышение тормозного мо­ мента будет формироваться до окончания разгона колеса [15]. Согласно приведенной диаграмме (рис. 6.3) начало нового за­ тормаживания должно быть в точке / для достижения полной реализации сцепных свойств.

Отличительной особенностью такого цикла является ра­ венство интегралов замедления и ускорения колеса относи­ тельного значения, соответствующего линейному замедлению оси (заштрихованные площади на диаграмме). Путем сравне­ ния указанных интегралов возникает принципиальная воз­ можность к формированию воздействия на поисковое смеще­ ние начала затормаживания в положение, когда устранение блокирования будет происходить без излишнего растормажнвания. Отклонение цикла в сторону излишнего растормажи­ вания сопровождается появлением вполне определенного вре­ мени запаздывания от момента окончания разгона до начала нового блокирования (время і іП- п на диаграмме). Измерение величины этого времени в принципе является достаточным ос­ нованием для формирования дополнительного воздействия в сторону поискового смещения системы регулирования к опти­ мальному режиму, когда наряду с обеспечением разгона ко­ леса и исключением его блокирования реализуются полностью сцепные свойства, причем в области максимального значения коэффициента сцепления.

Интегрирование относительно величины е ѵ, требующее ус­ тановку датчика линейного замедления автомобиля с введе­ нием поправки на проскальзывание, можно заменить интег­ рированием относительно нулевой линии. В этом случае ра­ венство указанных интегралов возможно лишь в цикле, сим­ метричном относительно замедления, определенного на­ стройкой.

В условиях более низкого сцепления за время цикла t

где I—со I и |+со| — абсолютные величины интегралов замед­ ления и ускорения по времени.

Отклонения от оптимального режима нарушают равенство таким образом:

157

Формирование величины е¥ t значительно усложняет сис­ тему, поэтому регулирование можно построить по схеме поис­ кового смещения цикла в сторону излишнего растормаживания, а по величине запаздывания задавать продолжи­ тельность растормаживания в последующем цикле.

Противоблокировочное устройство превращается в экстре­ мальный регулятор, практическая реализация которого не мо­ жет вызвать принципиальных затруднений [16].

Введение экстремального регулирования с целью устране­ ния излишнего растормаживания позволяет рассматривать противоблокировочное устройство как регулятор тормозного момента в соответствии с моментом по сцеплению и оценивать качество регулирования величиной потерь в установившемся и переходном режимах. Большие возможности для оптимиза­ ции работы такого регулятора создаются в случае использо­ вания чувствительных элементов, выдающих непрерывную ин­ формацию о движении колеса в виде угловой скорости и ее производной.

Опубликованные результаты испытаний противоблокпровочной системы «Teldix» [17; 18], выполненной на базе элект­ рического чувствительного элемента, показывают ее высокую эффективность и надежность в работе. Такие системы могут включать в себя счетно-решающие устройства, обеспечиваю­ щие оптимальность подачи сигналов регулирования в различ­ ных условиях торможения.

Возможность введения экстремального регулирования по упрощенной схеме подтверждается испытаниями разработан­ ного противоблокировочного устройства, в качестве чувстви­ тельного элемента которого был использован генератор посто­ янного тока [15].

На рис. 6.5 показана осциллограмма установившегося ре­ жима торможения (ИУ-4), когда система регулирования ис­ пытывает возмущения лишь в связи с неравномерной работой исполнительного органа и изменениями сцепных свойств бе­ гового барабана стенда. В рассматриваемом случае сигнал на снижение тормозного момента подается при замедлении коле­ са « 3 0 1/сек2, отпускание же реле, управляющего цепыо ис­ полнительного органа, происходит при разгоне колеса. При­ чем этот момент корректируется интегрирующим звеном (см. § 6), осуществляющим поддержание определенного соотноше­ ния интегралов замедления и ускорения, соответствующего, в

158

Рис. 6. 5. Осциллограмма процесса торможения колеса с устранением его блокирования (противоблокнровочное устройство работает как регулятор тормозного момента):

1 — тормозной момент; 2 — тормозная сила; 3 — давление в приводе; 4 — угловая скорость ведомого колеса; 5 — угловая скорость затормаживаемого колеса; 6 — производная угловой скорости затормаживаемого колеса; 7 — отметки углового пути затормаживаемого колеса; 8 — отметки углового пути бегового барабана; М —максимальный момент по сцеплению; М —

реализуемый момент по сцеплению.

данном случае, линейному замедлению оси колеса в 1 м/сек2. Поддержание определенного соотношения интегралов обеспе­ чивает практически полную реализацию сцепления, что под­ тверждается нанесенными на осциллограмму максимальными значениями сцепной силы и момента (штриховые линии). До­ пущенное в цикле (а — d — е — I'■— п) излишнее расторма­ живанію составляет за время разгона 2,6 кгсм (менее 3,5% от момента по сцеплению).

Однако такое незначительное растормаживанію сопровож­ дается существенным изменением характерных параметров.

159

Так, соотношение интегралов замедления и ускорения пока­ зывает среднее за цикл ускорение, соответствующее 0,57 м/сек2. Тогда как в предшествующем и последующем циклах оно равно соответственно 1,3 и 0,95 м/сек2. Продолжительность времени в цикле (а — d — e — l' — п) от момента изменения знака производной угловой скорости до появления сигнала на следующее разблокирование составляет 0,046 сек, в предществующем цикле это время равно 0,025 сек, в последую­ щем — 0,023 сек.

Скорость скольжения колеса в контакте при этом состав­ ляет 0,5ч-0,8 м/сек, т. е. проскальзывание находится в интер­ вале 6-нЗО°/о (для скорости 20 км/час). С повышением скорос­ ти интервал проскальзывания сокращается.

§ 6. Экспериментальное исследование устранения блокирования колеса на стенде

с беговым барабаном

Разработанное противоблокировочное устройство было подвергнуто всесторонним испытаниям на стенде с беговым барабаном (ИУ-4). Исполнительный орган противоблокировочного устройства представлял собой регулятор давления с электромагнитным приводом, работающий по принципу изме­ нения объема в тормозной системе [19]. В качестве чувстви­ тельного элемента использовался генератор постоянного тока с независимым возбуждением.

Испытание проводилось для различных схем противоблокировочных устройств, приведенных на рис. 6.6.

По'схеме а противоблокировочное устройство устраняет блокирование одного колеса. По этой схеме проводилась про­ верка возможности организовать экстремальное регулирова­ ние тормозного момента.

Создаваемое тахогенератором на сопротивлении R0 напря­ жение дифференцируется, и возникающее напряжение на соп­ ротивлении R1 подается на вход усилителя. На выходе уси­ лителя установлено поляризованное реле РП-4, которое при определенной величине замедления колеса замыкает цепь про­ межуточного реле РП-6, соединяющего тяговые электромаг­ ниты исполнительного органа с цепью питания.

Момент замыкания реле РП-4 определяется его настрой­ кой, отпускание реле происходит при ускорении затормажива­ емого колеса, этот момент корректируется интегрирующим

160

Рис. 6.6. Принципиальные электрические схемы противоблокнровочного устройства:

а — экстремальный регулятор тормозного момента; б — ре­ гулятор угловой скорости колеса; в — регулятор тормозного момента для двух колес автомобиля.

6 З ак аз 6471

звеном R2 C2 . Коррекция осуществляется следующим образом:

за время блокирования колеса конденсатор получает заряд, пропорциональный падению угловой скорости колеса; при из­ менении знака .производной, разряжаясь на обмотку реле, конденсатор задерживает его отпускание. Эта задержка воз­ растает при значительном падении угловой скорости колеса II малой интенсивности последующего разгона.

Таким способом создается возможность исключить излиш­ нее растормаживанію в установившемся режиме и сохранить в определенной мере способность устройства устранять бло­ кирование при различных возмущениях.

Схема b соответствует устранению блокирования по прин­ ципу сравнения угловых скоростей двух колес. Напряжение тахогенераторов подается на обмотки поляризованного реле. При появлении определенной разности напряжений (разности угловых скоростей колес) поляризованное реле замыкает цепь промежуточного реле, управляющего цепыо тяговых электро­ магнитов. Снижение давления в приводе производится до вы­ равнивания угловых скоростей колес. По этой схеме проводи­ лась проверка устранения блокирования устройством, рабо­ тающим как регулятор угловой скорости затормаживаемого колеса.

По схеме с противоблокировочное устройство устраняет блокирование двух задних колес автомобиля ГАЗ-21 в режи­ ме регулятора тормозного момента. В этом случае напряже­ ние тахогенераторов суммируется и, таким образом, произво­ дится имитация установки одного чувствительного элемента с приводом от карданного вала.

При испытаниях торможения с устранением блокирования чередовались с торможением заблокированными колесами для определения реализации коэффициента трения и с плав­ ным затормаживанием для определения реализации коэффи­ циента сцепления. Получаемые таким образом величины ис­ пользовались для определения степени реализации макси­ мального значения коэффициента сцепления.

В случае работы противоблокировочного устройства по принципу сравнения угловых скоростей величина порога рас­ согласования на срабатывание устройства задавалась равной 3 1/сек. Наибольшая степень реализации сцепления при поро­ ге на срабатывание 3 1/сек и пороге на опускание реле 1 1/сек получена при скорости изменения тормозного момента К\ = =/(2=2004-350 кгсм/сек и составили (0,84-0,9) сртах.

Введение переключения управляющего реле с предвареии-

162