Техника безопасности. Физические основы движения

Содержание

Слайд 2

Физические основы движения

Физические основы движения

Слайд 3

АВ 344 Предпосылки Увеличение скорости и плотности движения требуют создания автомобиля

АВ 344

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 систем-дальнейшее развитие антиблокировочной тормозной системы ABS
Слайд 4

Угловая скорость вращения колес: w=V/R Fтр max = Kт*N АВ 344

Угловая скорость вращения колес: w=V/R

Fтр max = Kт*N

АВ 344

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.

Крутящий момент (момент силы) M равен произведению силы F на плечо: M = F*R

Сила трения

Сдвигающая сила Fкт = Mк/R

Крутящий момент двигателя Mдв: Mдв = EMк

Слайд 5

АВ 344 ABS/ESP- физические основы движения Fрт = EFкт

АВ 344

ABS/ESP- физические основы движения

Fрт = EFкт

Слайд 6

АВ 344 ABS/ESP- физические основы движения Вес автомобиля P можно разложить

АВ 344

ABS/ESP- физические основы движения

Вес автомобиля P можно разложить на две

составляющие:

Psina = - 4Fрт

Pcosa = - N

4Fрт max = kтN = kтPcosa

Слайд 7

АВ 344 ABS/ESP- физические основы движения Скорость автомобиля Скорость колеса Проскальзывание

АВ 344

ABS/ESP- физические основы движения

Скорость автомобиля Скорость колеса

Проскальзывание

Слайд 8

Нагрузка на колесо АВ 344 ABS/ESP- физические основы движения Max сила сцеп. = Нагрузка x Коэф.сцеп.

Нагрузка на колесо

АВ 344

ABS/ESP- физические основы движения

Max сила сцеп. = Нагрузка

x Коэф.сцеп.
Слайд 9

АВ 344 ABS/ESP- физические основы движения Тяговое усилие (1), сила торможения

АВ 344

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

Слайд 10

АВ 344 ABS/ESP- физические основы движения Чем меньше сцепление, тем меньше

АВ 344

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

Слайд 11

ABS

ABS

Слайд 12

АВ 344 Обзор сокращений

АВ 344

Обзор сокращений

Слайд 13

АВ 344 Обзор сокращений

АВ 344

Обзор сокращений

Слайд 14

АВ 344 Классификация по режиму движения

АВ 344

Классификация по режиму движения

Слайд 15

АВ 344 Преимущества ABS При экстренном торможении на сырой дороге происходит

АВ 344

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

Слайд 16

АВ 344 Компоненты системы ABS

АВ 344

Компоненты системы ABS

Слайд 17

АВ 344 Схема гидравлических контуров ABS

АВ 344

Схема гидравлических контуров ABS

Слайд 18

АВ 344 Принцип работы системы ABS

АВ 344

Принцип работы системы ABS

Слайд 19

АВ 344 Принцип работы системы ABS

АВ 344

Принцип работы системы ABS

Слайд 20

АВ 344 Принцип работы системы ABS

АВ 344

Принцип работы системы ABS

Слайд 21

АВ 344 Принцип работы системы ABS

АВ 344

Принцип работы системы ABS

Слайд 22

Дополнительные системы с ABS

Дополнительные системы с ABS

Слайд 23

АВ 344 Функция EBV предотвращает передачу на задние колеса большого тормозного

АВ 344

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

Система электронного перераспределения тормозных усилий (EBV)

EBV это система ABS, действующая только на задние колеса!

Слайд 24

АВ 344 Принцип работы системы EBV

АВ 344

Принцип работы системы EBV

Слайд 25

АВ 344 Электронная блокировка дифференциала (EDS) Автомобиль может разгоняться только при

АВ 344

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!

Слайд 26

АВ 344 Электронная блокировка дифференциала (EDS)

АВ 344

Электронная блокировка дифференциала (EDS)

Слайд 27

АВ 344 Принцип работы системы EDS

АВ 344

Принцип работы системы EDS

Слайд 28

АВ 344 Принцип работы системы EDS

АВ 344

Принцип работы системы EDS

Слайд 29

АВ 344 Ассистент торможения двигателем (MSR) MSR распознает начинающееся проскальзывание ведущих

АВ 344

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:
Педаль акселератора не нажата.
Колеса ведущей оси проскальзывают или блокируются.
Включена передача.
Включено сцепление.

Слайд 30

АВ 344 Функциональная схема системы MSR

АВ 344

Функциональная схема системы MSR

Слайд 31

ASR

ASR

Слайд 32

АВ 344 Воздействие на тормозную систему и двигатель (ASR) Воздействие на

АВ 344

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!

Слайд 33

АВ 344 Функционирование системы ASR Автомобиль ускоряется на скользкой дороге. Колеса

АВ 344

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

Слайд 34

АВ 344 Функциональная схема системы ASR

АВ 344

Функциональная схема системы ASR

Слайд 35

АВ 344 Корректирующие функции двигателя

АВ 344

Корректирующие функции двигателя

Слайд 36

АВ 344 Схема гидравлических контуров ASR

АВ 344

Схема гидравлических контуров ASR

Слайд 37

АВ 344 Принцип работы ASR

АВ 344

Принцип работы ASR

Слайд 38

ESP

ESP

Слайд 39

АВ 344 Воздействие на тормоза, двигатель и АКПП (ESP) Б/У двигателем

АВ 344

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!

Слайд 40

АВ 344 Схема гидравлических контуров ESP

АВ 344

Схема гидравлических контуров ESP

Слайд 41

АВ 344 Принцип работы системы ESP Водитель Система ESP

АВ 344

Принцип работы системы ESP

Водитель

Система ESP

Слайд 42

АВ 344 Компоненты системы ESP

АВ 344

Компоненты системы ESP

Слайд 43

АВ 344 Алгоритм работы системы ESP

АВ 344

Алгоритм работы системы ESP

Слайд 44

АВ 344 Блок-схема системы ESP

АВ 344

Блок-схема системы ESP

Слайд 45

АВ 344 Движение в поворотах с ESP

АВ 344

Движение в поворотах с ESP

Слайд 46

АВ 344 Контрруление

АВ 344

Контрруление

Слайд 47

Датчики и компоненты

Датчики и компоненты

Слайд 48

АВ 344 Датчики и компоненты

АВ 344

Датчики и компоненты

Слайд 49

АВ 344 Датчики и компоненты Блок управления ESP J104 Управление ESP,

АВ 344

Датчики и компоненты

Блок управления ESP J104

Управление ESP, ABS, EDS, ASR,

EBV, MSR,
Постоянный контроль над всеми электронными системами,
диагностическая помощь в сервисном центре.

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.

Функции

Гидроблок

Блок управления

Слайд 50

АВ 344 Датчики и компоненты

АВ 344

Датчики и компоненты

Слайд 51

АВ 344 Индуктивные датчики вращения

АВ 344

Индуктивные датчики вращения

Слайд 52

АВ 344 Принцип действия индуктивного датчика вращения

АВ 344

Принцип действия индуктивного датчика вращения

Слайд 53

АВ 344 Активные датчики вращения (датчики Холла) При выходе из строя

АВ 344

Активные датчики вращения (датчики Холла)

При выходе из строя датчика вращения

ABS и ESP не функционируют!
Слайд 54

АВ 344 Датчик угла поворота рулевого колеса G85

АВ 344

Датчик угла поворота рулевого колеса G85

Слайд 55

АВ 344 Датчик передает на устройство управления ABS с EDS/ASR/ESP данные

АВ 344

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

Датчик угла поворота рулевого колеса G85

При выходе из строя датчика ABS активно!

Слайд 56

АВ 344 Датчики ускорения и вращения

АВ 344

Датчики ускорения и вращения

Слайд 57

Ёмкостный принцип измерения основывается на том, что ёмкость конденсатора зависит от

Ёмкостный принцип измерения основывается на том,
что ёмкость конденсатора зависит от расстояния
между

его пластинами.

АВ 344

Принцип работы датчика ускорения G200/G251

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.

G251 – датчик продольного ускорения
G200 - датчик поперечного ускорения

Слайд 58

АВ 344 Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202 Угол поворота вычисляется

АВ 344

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.
Слайд 59

АВ 344 Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202 Датчик скорости поворота

АВ 344

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.
Слайд 60

АВ 344 Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202 Принцип его действия

АВ 344

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.
Слайд 61

АВ 344 Принцип работы датчика вращения (Кориолиса) G202 В момент приложения

АВ 344

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.
Слайд 62

В этом блоке объединены датчик поперечного ускорения G200, датчик продольного ускорения

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

АВ 344

Блок датчиков ESP G419

При выходе из строя датчиков ABS активно!

Слайд 63

АВ 344 Датчик давления в тормозной системе G201 Датчик тормозного давления

АВ 344

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!

Слайд 64

Если тормозная жидкость оказывает давление на пьезоэлектрический элемент, распределение зарядов в

Если тормозная жидкость оказывает давление на пьезоэлектрический элемент, распределение зарядов

в элементе меняется.

Центр устройства содержит пьезоэлектрический элемент (а), на который может оказывать давление тормозная жидкость и электронный датчик (b).

АВ 344

Датчик давления в тормозной системе G201

Величина напряжения, таким образом, является непосредственной мерой тормозного давления.

Слайд 65

АВ 344 Выключатель стоп-сигнала F Выключатель с функцией дублирования: Выключатель стоп-сигнала

АВ 344

Выключатель стоп-сигнала F

Выключатель с функцией дублирования:

Выключатель стоп-сигнала F

Магнитное кольцо

Алюминиевый сдвоенный главный

тормозной цилиндр

Корпус

Датчик Холла I

Датчик Холла II

Электрические компоненты датчика

Слайд 66

АВ 344 Датчик положения сцепления Поршень с постоянным магнитом Толкатель Датчик

АВ 344

Датчик положения сцепления

Поршень с постоянным магнитом

Толкатель

Датчик положения педали сцепления

Сигнал датчика

Холла 1: БУ двигателя
Слайд 67

АВ 344 Подкачивающий насос ESP V156 При наличии системы ABS при

АВ 344

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.
Слайд 68

АВ 344 Контрольные органы системы ESP

АВ 344

Контрольные органы системы ESP

Слайд 69

Дополнительные функции системы ESP

Дополнительные функции системы ESP

Слайд 70

АВ 344 Гидравлический тормозной ассистент (HBA) Неопытный водитель нажимает педаль тормоза

АВ 344

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

Слайд 71

1. Водитель нажимает педаль тормоза. Выключатель стоп-сигнала передаёт сигнал о нажатии

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.

Принцип работы

АВ 344

Гидравлический тормозной ассистент (HBA)

Слайд 72

АВ 344 Гидравлический тормозной ассистент (HBA) Фаза 1: начало срабатывания тормозного

АВ 344

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.
Слайд 73

Фаза 2: срабатывание системы ABS АВ 344 Гидравлический тормозной ассистент (HBA)

Фаза 2: срабатывание системы ABS

АВ 344

Гидравлический тормозной ассистент (HBA)

Система ABS удерживает

давление несколько ниже
порога блокирования колёс. Регулирование давления
происходит по трём фазам: «удержание давления»,
«сброс давления» и «увеличение давления».
Слайд 74

АВ 344 Гидравлический тормозной ассистент (HBA) Фаза 3: завершение работы тормозного

АВ 344

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.
Слайд 75

Система сравнивает фактическое тормозное давление с тем, каким оно должно быть

Система сравнивает фактическое тормозное
давление с тем, каким оно должно быть при

такой
силе и скорости нажатия педали тормоза водителем.

АВ 344

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.

Слайд 76

АВ 344 Функция стабилизации автопоезда Раскачивание прицепа передается на буксирующий автомобиль

АВ 344

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.
Слайд 77

Системы поддержки водителя

Системы поддержки водителя

Слайд 78

Ассистент трогания на подъёме облегчает трогание на подъёме, позволяя выполнить его,

Ассистент трогания на подъёме облегчает трогание на
подъёме, позволяя выполнить его, не

прибегая
к помощи стояночного тормоза.

АВ 344

Ассистент трогания на подъеме (НHС)

Тем самым предотвращается скатывание автомобиля
назад, пока сила тяги ещё недостаточна для
компенсации скатывающей силы.

Слайд 79

Блок управления ABS/ESP получает по шине данных CAN сообщение, что сигнал

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.

АВ 344

Система подсушивания тормозов (BSW)

Принцип работы

Слайд 80

Обязательным условием для реализации на автомобиле системы подсушивания тормозов BSW является

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.

АВ 344

Система подсушивания тормозов (BSW)

Тормозное давление при этом
не превышает 2 бар.

Слайд 81

АВ 344 Ассистент рулевой коррекции (DSR) Для реализации требуется ESP и электроусилитель руля!

АВ 344

Ассистент рулевой коррекции (DSR)

Для реализации требуется ESP и электроусилитель руля!

Слайд 82

Тормозные системы

Тормозные системы

Слайд 83

Если из шины выходит воздух, участок пути, проходимый шиной за один

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 давлением.

АВ 344

Функция контроля давления в шинах (ТРМ)

Слайд 84

АВ 344 Система курсовой устойчивости

АВ 344

Система курсовой устойчивости

Слайд 85

АВ 344 Электрогидравлический блок управления ESP 8.0

АВ 344

Электрогидравлический блок управления ESP 8.0