ЭЛЕКТРОПРИВОД ТОРМОЗОВ ПРИЦЕПА ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Задачей данной работы стала разработка несложного устройства для повышения эффективности тормозной системы прицепов легковых автомобилей (например, прицеп-автодом). Предлагаемая схема электропривода позволит максимально эффективно использовать сцепной веса при торможении легкового автомобиля с прицепом, и как следствие снизить величину тормозного пути. Также разработанная схема позволяет расширить работу штатной антиблокировочной системы тормозов на колеса прицепа за счет интеграции в систему цифровой связи и управления электрическими устройствами автомобиля (CAN-шина). Существующие конструкции прицепов с электротормозом потребуют минимальной доработки, и как следствие система получается с невысокой стоимостью.

Отметим практическую ценность работы. Применение  разрабатываемого электропривода тормозов прицепа позволит:

• Снизить тормозной путь при экстренном торможении
• Снизить нагрузку на штатную тормозную систему автомобиля
• Облегчить управление автопоездом, в частности реализовать помощь водителю при спуске на крутых склонах за счет тормозной системы прицепа
• Система информирует водителя об износе колодок и наличии неисправности

Это в целом повышает безопасность движения

На данный момент существуют три схемы работы прицепов с тормозной системой -электромеханическая, инерционная и электрогидравлическая.

Вкратце опишу как работают электротормоза: при нажатии на педаль тормоза, подается ток на электромагнит (овальной формы, расположен в нижней части). Магнит прилипает к съёмной части барабана и на пружинах раскрывает колодки. Степень торможения регулируется специальным модулем, которой установлен в кабине. Схема подключения показана на рисунке 1. Общий вид элементов – на рисунках 2,3

Рисунок 1. Схема подключения контроллера

Плюсы такой системы тормозов являются: простота и дешевизна., срабатывает когда нужно, а не когда захочется.

Из минусов могу отметить что при перегреве происходит ослабление магнитов, поэтому не делают такие системы в составе рабочей тормозной системы, отсутствие АБС, неполное использование сцепного веса,,отсутствие автоматического выбора износа колодок (необходимость периодической разводки колодок вручную)

Рисунок 2. Электромеханический барабанный тормоз

Рисунок 3. Общий вид контроллера

Рассмотрим алгоритм работы электромагнитного тормоза прицепа (рисунок 4) : при нажатии на педаль тормоза, подается ток на электромагнит (овальной формы, расположен в нижней части). Магнит прилипает к съёмной части барабана и на пружинах раскрывает колодки. Степень торможения регулируется специальным модулем, которой установлен в кабине.

Оценим результаты дорожных испытаний, проведенных нами. Автомобиль KIA Sorento 2002г. (300 кг груза) +прицеп 700кг не оснащен системой торможения , дорожное покрытие асфальт сухой /мокрый, коэффициент сцепления с дорогой 0,73/0,58.

Рисунок 4. Алгоритм работы электромагнитного тормоза прицепа

Экстренное торможение осуществлялось со скорости 60 км/ч. Показатели следующие:

• Максимальное замедление: 6,7/5,0 м/с²
• Тормозной путь 18 м/ 24м
• Подключив систему торможения при тех же условиях
• Максимальное замедление: 7,0 /5,4 м/с²
• Тормозной путь 15,8м/ 20м – входит в нормы ГОСТ Р 51709-2001 Автотранспортные средства.

Как видим наибольший прирост замедления составил 8% для мокрой дороги, и тормозной путь сократился на 17%.

Рассмотрим алгоритм работы модифицированного электромагнитного тормоза прицепа (рисунок 5) – в нем учитывается усилие нажатия, скорость движения автомобиля, загрузка автомобиля и прицепа, признак блокировки колес, признак заноса . Таким образом контроллер более корректно регулирует степень торможения прицепа.

Для реализации данного алгоритма необходимы датчики АБС автомобиля-тягача. Информация от блока АБС может быть получена посредством  CAN-шины автомобиля

Рисунок 5. Алгоритм работы модифицированного электропривода тормоза прицепа

Модернизированный контроллер включается в разрыв шины CAN и таким образом получает необходимые данные (рисунок 6). Также питание контроллера – через отдельный предохранитель 20А, выходной сигнал – на розетке прицепа.

По работе  можно сделать следующие выводы.

1. применение прицепа, оборудованного тормозом всегда положительно сказывается на показателях торможения ТС

2. Наибольшую эффективность тормозов прицепа можно получить, регулируя тормозную силу, развиваемую тормозными механизмами

3. Для регулирования тормозной силы необходимо использовать штатные датчики системы АБС легкового автомобиля.

4. С минимальными доработками можно использовать инерционный тормоз прицепа, электромагнитный тормоз

Рисунок 6. Предлагаемая схема подключения электромагнитного тормоза прицепа

Список литературы

1. Про автомобили в деталях. Тормозная система  [Электронный ресурс]. –Режим доступа:https://techautoport.ru/hodovaya-chast/tormoznaya-sistema
2. Электро тормоза на прицеп. Блог Drive2.ru  [Электронный ресурс]. –Режим доступа: https://www.drive2.ru/c/2640544/
3. Устройство автомобиля. Электрический тормоз [Электронный ресурс]. –Режим доступа: https://ustroistvo-avtomobilya.ru/tormoznaya-sistema/elektricheskij-tormoz/
4. Энциклопедия по машиностроению XXL. Приводы тормозных устройств  [Электронный ресурс]. –Режим доступа: https://mash-xxl.info/info/499760/
5. Записки автолюбителя. Электрический привод   [Электронный ресурс]. –Режим доступа:http://carnote.info/Basic/Book1/page_612_0.php
6. Электрический тормоз локомотива Патент 2344952. Авторы патента: Мицкович Владимир Степанович (RU), Хохлов Дмитрий Анатольевич (RU), Багров Геннадий Викторович (RU), Ивахин Александр Иванович (RU), Никитин Сергей Викторович (RU), Травиничев Валерий Иванович (RU),  [Электронный ресурс]. –Режим доступа:http://www.findpatent.ru/patent/234/2344952.html