Антиблокировочное устройство (система) – это элемент рабочей тормозной системы, который автоматически регулирует интенсивность торможения колес транспортного средства, не допуская их блокировки.
Основными элементами антиблокировочных систем (АБС) являются датчики, блок управления, модуляторы.
В зависимости от конструкции транспортного средства разработано и используется множество конструктивных схем АБС – от самых простых одноканальных, имеющих один модулятор и два датчика (схема 2Д/1М) до шестиканальных, имеющих 6 модуляторов и 6 датчиков (схема 6Д/6М).
Одноканальные АБС используются только на одноосных прицепах и полуприцепах. Двухканальные АБС 2Д/2М и 4Д/2М используются на прицепах (полуприцепах) с числом осей от 1 до 3-х. Трехканальные АБС 4Д/3М используются на двухосных и трехосных полуприцепах. На автомобилях с числом осей от двух до четырех используются трехканальные (4Д/3М), четырехканальные (4Д/4М и 6Д/4М) и шестиканальные (6Д/6М) АБС.
Современные антиблокировочные системы сложны в конструкции и привередливы при эксплуатации, так как имеют в своем составе достаточное количество электронных компонентов (блок управления), наряду с этим установка АБС на тяжеловесный полноприводный автомобиль требует значительных материальных затрат.
Таким образом, сбой в работе АБС при эксплуатации военных и специальных автомобилей в тяжелых условиях связан именно с неприспособленностью сложных электронных компонентов работать в суровых армейский условиях.
В этой связи была разработана более простая, дешевая надежная АБС [1].
Предлагаемая конструкция АБС включает в себя четыре тахогенератора на каждом колесе и четыре электромагнитных клапана в гидроприводе рабочих тормозных механизмов.
Разработанный электромагнитный клапан представлен на рисунке. Он включает в себя корпус 1, в котором установлены катушки 2 и сердечник 3 со сквозным отверстием А. Корпус 1 клапана соединен с трубопроводом 4 главного тормозного цилиндра (не показан). Клапан содержит дополнительный цилиндр 5, содержащий поршень 6 с резиновой манжетой 7 и пружиной 8. Цилиндр 5 соединен посредством канала Б со сквозным отверстием А, а через отверстие В, выполненное в нижней части корпуса 1 у передней стенки цилиндра 5, и обратный шариковый клапан 9 – с трубопроводом 4 главного тормозного цилиндра.
В сердечнике 3 выполнено сквозное отверстие Г, соединенное с одной стороны с трубопроводом 4 главного тормозного цилиндра, а с другой – с рабочим гидравлическим цилиндром 10 колесного тормозного механизма. На конце сердечника 3 выполнены направляющие канавки I, а в корпусе 1 – выступы II для предотвращения проворачивания сердечника 3. Сердечник 3 поджимается к корпусу 1 возвратной пружиной 11.
Работает данная АБС следующим образом. При осуществлении торможения без блокировки колеса, тахогенератор подает электрический сигнал на обмотки 2 электромагнитного клапана, и сердечник 3 находится в таком положении, при котором отверстие Г сообщает трубопровод 4 с рабочим гидравлическим цилиндром 10 колесного тормозного механизма, а отверстие А расположено таким образом, что гидравлический цилиндр 10 с каналом Б, а, следовательно, и с дополнительным цилиндром 5 разобщены. При этом тормозная жидкость от главного тормозного цилиндра (не показан) по трубопроводу 4 поступает в гидравлический цилиндр 10. Под действием давления тормозной жидкости обратный шариковый клапан 9 закрыт. Происходит нарастание давления в гидравлическом цилиндре 10 колесного тормозного механизма.
В случае блокирования колеса угловая скорость его вращения равна нулю, тахогенератор на обмотки 2 электромагнитного клапана никаких сигналов не подает, и сердечник 3 под действием пружины 11 занимает положение, при котором отверстие Г перекрыто и трубопровод 4 разобщен с рабочим гидравлическим цилиндром 10, а отверстие А располагается таким образом, что сообщает гидравлический цилиндр 10 с каналом Б, что позволяет тормозной жидкости проходить из гидравлического цилиндра 10 в дополнительный цилиндр 5. При этом тормозная жидкость от главного тормозного цилиндра в гидравлический цилиндр 10 не поступает, что исключает дальнейшее увеличение в нем давления жидкости и ее расход в приводе. В связи с тем, что для тормозной жидкости открывается дополнительный объем в корпусе дополнительного цилиндра 5, давление жидкости в гидравлическом цилиндре 10 падает.
Под действием стяжных пружин 12 тормозных колодок 13 тормозная жидкость выходит из гидравлического цилиндра 10, снижая давление тормозных колодок на тормозной барабан (не показан), что позволяет разблокировать колесо. Вытесняемый из гидравлического цилиндра 10 объем тормозной жидкости, преодолевая усилие пружины 8, собирается в корпусе дополнительного цилиндра 5.
Рис. 2. Электромагнитный клапан антиблокировочной системы для гидравлического тормозного привода: 1 – корпус клапана; 2 – обмотки электромагнита; 3 – сердечник; 4 – трубопровод; 5 – дополнительный цилиндр; 6 – поршень; 7 – манжета; 8 – пружина поршня; 9 – обратный клапан; 10- рабочий гидравлический цилиндр колесного тормозного механизма; 11 – пружина электромагнита; 12 – пружины тормозных колодок; 13 – тормозные колодки
Как только колесо начнет вращаться, на обмотки 2 электромагнитного клапана подается напряжение, и сердечник 3 занимает положение, при котором отверстие Г сообщает трубопровод 4 с рабочим гидравлическим цилиндром 10, а отверстие А располагается таким образом, что гидравлический цилиндр 10 разобщается с каналом Б. Все это при увеличении интенсивности торможения (дальнейшем нажатии на тормозную педаль) по совокупности приводит к повышению давления тормозной жидкости в рабочем гидравлическом цилиндре 10. Давление тормозных колодок 13 на тормозной барабан также увеличивается. Если колесо снова заблокируется, то указанный цикл повторится.
При прекращении торможения давление тормозной жидкости в тормозном приводе падает, и поршень 6 с резиновой манжетой 7 под действием пружины 8 через канал В и обратный клапан 9 вытесняет тормозную жидкость из корпуса дополнительного цилиндра 5 обратно в систему.
Перемещение сердечника 3 в корпусе 1 осуществляется направляющими канавками I вдоль направляющих выступов II, что предотвращает проворачивание сердечника 3 и перекрытие его отверстий А и Г.
Таким образом, в результате установки предлагаемой модели антиблокировочной системы на СПМ-3 достигается повышение надежности устройства за счет исключения сложной электронной аппаратуры и индивидуальной идентификации блокирования колес и управления интенсивностью их торможения. Кроме того общая стоимость установки данного типа АБС в среднем не превышает 25 тыс. рублей, что даст значительный экономический эффект при серийном внедрении разработанного конструктивного решения.