Принципиальные структурные схемы тормозных систем автомобилей:
а —обычная; б —с резервированием подсистем; в —с поэлементным резервированием; г — двухконтурная схема
По этой причине в тормозной системе, как ни в одной другой в автомобиле, широко применяются структурное и другие виды резервирования.
Если дублировать элементы тормозной системы, ставить на каждом колесе по два тормозных механизма, удваивать число элементов тормозного привода, то схемная надежность тормозной системы может возрасти. Однако этот путь не является очевидным, требует анализа и оценки. Это объясняется, в частности, тем, что тормозная система современного автомобиля сложна и многоэлементна.
Принципиальные схемы тормозных систем с гидравлическим приводом отличаются числом и способом включения элементов трех видов: главного цилиндра Г, тормозного механизма колеса Т и привода к нему П, включающего, помимо рабочего цилиндра, трубопроводы, связывающие элементы Г и Т.
Рассмотрим следующие схемы: а —обычную; б —с удвоенным числом элементов, представляющих собой подсистемы, соединенные параллельно (резервирование подсистем); в —с тем же числом элементов, что и в предыдущем случае, но с иным включением, когда каждая пара элементов включена параллельно (поэлементное резервирование); г — двухконтурную схему, когда главные цилиндры резервированы, а контуры тормозов передних и задних колес включены независимо один от другого.
Таким образом, вероятность появления отказа, прямо угрожающего безопасности движения, составила для обычных тормозов 1,4 %, для двухконтурной системы 0,34%. Двухконтурная система оказалась более чем в 4 раза надежнее обычной. Еще большие возможности заложены в более сложных системах с резервированием подсистем или поэлементным резервированием. Вероятность появления отказа упала до 0,02 % (в 70 раз) по сравнению с обычной системой при принятых исходных допущениях.
Эффективность торможения. Анализ вероятности потери рабо-тоспособности тормозов передних или задних колес необходимо дополнить оценкой изменения эффективности торможения. О ней можно судить по величине тормозного пути или отрицательного ускорения (замедления).
В рассмотренных схемах достаточно велика вероятность того, что тормоза хотя бы двух колес одного из мостов сохранят свою работоспособность. Однако в зависимости от того, передние или задние это колеса, легковой автомобиль или грузовой, эффективность торможения будет различной. Это объясняется перераспределением вертикальных реакций на колесах при торможении. Там, где вертикальные реакции больше, может быть передана большая тормозная сила без опасности скольжения (буксования) колес, ухудшающего их сцепление с дорогой.
Упростим задачу, полагая, что силами, действующими на автомобиль при торможении ( 18), являются сила Ga, вертикальные реакции Z\, Z2, тормозные силы FTI и FT2, а также сила инерции Fj—jfGJg, где /т — замедление при торможении (на горизонтальном участке без учета сопротивления воздуха).