Тормозная система Audi Q7

В статье рассмотрены: передние тормоза, задние тормоза, ножной стояночный тормоз, активный усилитель тормозов, система ESP, функция Braking guard, функция стабилизации автопоезда, функция стабилизации при угрозе опрокидывания, функция компенсации падения эффективности тормозов при нагреве (FBS), функция удаления влаги с тормозных дисков, внедорожный режим (Offroad), Компоненты системы ESP (гидравлический модуль и блок управления, датчик частоты вращения, реле выключения стоп-сигналов), сервисное обслуживание ESP.

Передние тормоза

С вентилируемыми тормозными дисками, датчиками износа тормозных колодок, цельнолитыми алюминиевыми суппортами.

Задние тормоза

С вентилируемыми тормозными дисками и датчиками износа тормозных колодок. Стояночный тормоз барабанного типа с эффектом самоусиления.

Ножной стояночный тормоз

Общие сведения

Q7 стал первым автомобилем Audi, оснащенным стояночным тормозом с ножным приводом. Конструкция тормоза была заимствована у VW Touareg с небольшими изменениями, затронувшими рукоятку разблокировки в передней панели и идущий от нее трос привода разблокировки.

Включение стояночного тормоза

При нажатии педаль приводит трос стояночного тормоза. В нажатом состоянии педаль фиксируется храповиком, который входит в зацепление с зубчатым сегментом, неподвижно соединенным с педалью.

Храповик подвижно закреплен на кронштейне педали и прижимается к зубчатому сегменту пружиной. При зафиксированной педали приводной трос остается натянутым, и авто удерживается стояночным тормозом.

Выключение стояночного тормоза

При нажатии на рукоятку разблокировки подпружиненный храповик фиксации педали отжимается рычагом разблокировки. При этом он выходит из зацепления с зубчатым сегментом и разблокирует педаль. Благодаря демпфирующему действию газового упора, педаль плавно возвращается в исходное положение. Приводной трос ослабляется и выключает стояночный тормоз.

Автоматическая регулировка

Постепенное растяжение троса и приработка в шарнирных соединениях вызывают прогрессирующий люфт в приводе стояночного тормоза. Поэтому для нормальной работы привод нуждается в регулировке. На Q7 такая регулировка происходит автоматически. Механизм регулировки неподвижно закреплен между педалью стояночного тормоза и тросом.

Конструкция (стояночный тормоз затянут)

Педаль стояночного тормоза соединена с тросом через зубчатую рейку. Одна сторона зубчатой рейки жестко связана с тросом. Зубчатая рейка ходит в направляющем рычаге, который шарнирно соединен с зубчатым сегментом. Направляющий рычаг прижимается к зубчатой рейке под действием нажимной пружины и стопорит рейку на педали стояночного тормоза. Этим обеспечивается жесткая связь между педалью и тросом.

Принцип регулировки стояночного тормоза

При отжимании рычага разблокировки педаль стояночного тормоза возвращается в исходное положение. При этом направляющий рычаг прижимается к упору. Двигаясь дальше, направляющий рычаг преодолевает сопротивление нажимной пружины, отжимается вверх и освобождает зубчатую рейку.

Под действием регулировочной пружины зубчатая рейка поднимается вверх ровно настолько, насколько это необходимо для того, чтобы компенсировать люфт. При очередном нажатии на педаль стояночного тормоза нажимная пружина снова прижимает направляющий рычаг к зубчатой рейке, и зубчатая рейка стопорится.

Стояночный тормоз барабанного типа с эффектом самоусиления

Через разжимной механизм натянутый трос прижимает обе колодки стояночного тормоза к тормозному барабану. Базовая регулировка стояночного тормоза выполняется, как и раньше, с помощью регулировочного винта.

Активный усилитель тормозов

В задачи активного усилителя тормозов входит нагнетание тормозного давления без участия водителя, то есть при не нажатой педали тормоза. Это необходимо для работы некоторых функций ESP. Особенно быстро давление в тормозном приводе должно нагнетаться при стабилизации авто с целью предотвращения опрокидывания и ликвидации избыточной поворачиваемости.

Для этого активный усилитель тормозов создает давление на входном трубопроводе насоса ESP. Производительность насоса ESP повышается, и давление в тормозном приводе нагнетается быстрее.

Конструкция активного усилителя тормозов

В отличие от обычного, пассивного, усилителя тормозов, активный усилитель имеет встроенный электромагнитный клапан, которым управляет электромагнит с линейной характеристикой (изменение положения прямо пропорционально току возбуждения).

Электромагнит получает управляющие сигналы от блока управления ESP. Нажатое и отпущенное положения педали тормоза распознаются с помощью выключателя, который представляет собой переключатель с двумя фиксированными положениями (с разомкнутыми и замкнутыми контактами).

Работа выключателя

Когда усилитель тормозов находится в исходном положении, или когда на него подается управляющий электрический сигнал, контакт выключателя касается корпуса усилителя и замыкает цепь 1.

Нажатие на педаль тормоза вызывает перемещение штока, который отжимает контакт выключателя от корпуса усилителя. Цепь 1 размыкается, а цепь 2 замыкается.

Работа активного усилителя тормозов

Педаль тормоза не нажата

Электромагнит обесточен, педаль тормоза не нажата. Работу активного усилителя тормозов определяют выполняющие роль клапанов уплотнительные кромки и тарельчатый уплотнитель. Давление в рабочей камере усилителя зависит от положения уплотнительных кромок (= клапанов).

На схеме видно, что когда педаль тормоза не нажата, уплотнительные кромки соприкасаются с тарельчатым уплотнителем, и поэтому оба клапана закрыты. В рабочей камере возникает разрежение, подводимое от впускного коллектора или вакуумного насоса.

Нагнетание давления

Блок управления ESP запитывает электромагнит. Под действием электромагнитного поля якорь магнита преодолевает сопротивление пружины и прижимается к статору (см. стрелку). При этом его уплотнительная кромка отходит от тарельчатого уплотнителя, то есть впускной клапан открывается.

В рабочую камеру устремляется атмосферный воздух. Теперь давление в вакуумной и рабочей камерах разное. Это заставляет мембрану перемещаться в направлении главного тормозного цилиндра (см. стрелку), нагнетая давление в тормозном приводе.

Удержание давления

Ток, подаваемый на катушку электромагнита, уменьшается. При этом пружина отжимает якорь электромагнита от статора (см. стрелку). Уплотнительная кромка якоря снова прижимается к тарельчатому уплотнителю, и впускной клапан закрывается. Разрежение в рабочей камере поддерживается на одном уровне, как и давление в тормозном приводе.

Сброс давления

Когда катушка электромагнита обесточивается, пружина еще дальше отжимает якорь от статора. При этом через уплотнительную кромку впускного клапана якорь отжимает назад тарельчатый уплотнитель. Выпускной клапан открывается. Рабочая и вакуумная камеры сообщаются между собой. Воздух устремляется из рабочей камеры в вакуумную, и давление в камерах уравнивается.

ESP

Расшифровка обозначения Mk25E1:

Mk25 = обозначение серии
Е = клапаны с линейной характеристикой— 2 шт. переключающих и 4 шт. впускных
1 = встроенный датчик давления

На Audi Q7 устанавливается новый модуль ESP фирмы Continental-Teves с обозначением Mk25E1. Его основные отличия от модуля Mk60IS нового Audi A3 состоят в следующем:

• появились дополнительные функции
• увеличился в размерах гидравлический насос
• использован более мощный электродвигатель
• увеличился объем внутренних накопительных камер
• использованы активные датчики частоты вращения с распознаванием переднего/заднего хода и величины воздушного зазора

Функции

Функции, известные по прежним системам ESP фирмы Teves

• ABS (антиблокировочная система)
• EBV (электронное распределение тормозных усилий)
• ASR (антипробуксовочная система)
• EDS (электронная блокировка дифференциала)
• MSR (регулировка крутящего момента двигателя)
• HBA (гидравлический тормозной ассистент)

Новые функции

• Braking guard (только у автомобилей с адаптивным круиз-контролем)
• Функция стабилизации автопоезда
• Стабилизация при угрозе опрокидывания
• Компенсация падения эффективности тормозов при нагреве (FBS)
• Удаление влаги с тормозных дисков
• Сигнал экстренного торможения
• Внедорожный режим (режим Offroad)

Braking guard

Это функция предупреждения водителя об угрозе столкновения с движущимся впереди транспортным средством. Для ее работы необходимо, чтобы авто был оснащен адаптивным круиз контролем (ACC). Радары ACC измеряют скорость сближения с движущимся впереди транспортным средством и расстояние до него. Блок управления ACC обрабатывает результаты измерения и на их основе определяет, существует ли опасность столкновения.

Предупреждение выдается в два этапа:

1. В качестве первого предупреждения одновременно подаются визуальный и звуковой сигналы.

2. Происходит кратковременное нагнетание давления в тормозном приводе. Для этого блок управления ACC посылает по шине CAN сообщение блоку управления ESP с требованием притормозить. Блок управления ESP включает насос обратной подачи и кратковременно притормаживает передние колеса. Функция braking guard работает даже тогда, когда активный круиз-контроль выключен.

Функция стабилизации автопоезда

Эта функция используется на автомобилях с тягово-сцепным устройством. Слабое рыскание прицепа при определенных условиях может усилиться до опасных значений. Это происходит, как правило, в скоростном диапазоне от 75 до 120 км/ч. Если прицеп начал рыскать при некоторой критической скорости, то амплитуда рыскания постоянно увеличивается (явление резонанса). Рыскание передается буксиру, который тоже начинает совершать колебательные движения влево-вправо вокруг вертикальной оси.

Такие колебательные движения регистрируются датчиком угла рысканья G202 и анализируются блоком управления ESP J104. При необходимости ESP сначала оказывает регулирующее воздействие то на одно, то на другое переднее колесо. Если этого недостаточно, блок управления ESP посылает сигнал блоку управления двигателя J220 на уменьшение оборотов, чтобы сбросить скорость. Одновременно ESP притормаживает все четыре колеса. Наличие прицепа, подключенного к электросети авто, распознается блоком управления ESP автоматически.

Стабилизация при угрозе опрокидывания

При угрозе опрокидывания авто стабилизируется за счет уменьшения поперечного ускорения, которое достигается достаточно сильным притормаживанием передних колес и одновременным снижением крутящего момента двигателя. Водитель может ощущать регулировку до проявления явных признаков опасности (при поперечном ускорении 0,6 g и более). Во время регулировки мигает контрольная лампа ESP.

Давление в тормозном приводе возрастает за счет работы активного усилителя тормозов и активного нагнетания давления со стороны ESP. Активный усилитель тормозов быстро нагнетает давление на входном трубопроводе насоса обратной подачи ESP. Благодаря этому ESP может моментально повысить давление в тормозном приводе.

Сигнал экстренного торможения

При резком торможении или торможении под контролем ABS включается аварийная световая сигнализация.

Компенсация падения эффективности тормозов при нагреве (FBS)

Падение эффективности тормозов, вызванное недостаточным сцеплением колодок с тормозными дисками, компенсируется тем, что насос ESP дополнительно увеличивает давление в тормозном приводе.

Это происходит, когда сильное нажатие на педаль тормоза не вызывает достаточной ответной реакции на колесах. Когда водитель снова ослабляет нажатие на педаль тормоза, функция выключается. Индикация, которая бы сообщала водителю об использовании функции, отсутствует.

Удаление влаги с тормозных дисков

При скорости >50 км/ч и работающих, в том числе в периодическом режиме, стеклоочистителях (сигналы передаются по шине CAN) насос ESP примерно на 8 секунд повышает до 0,8–1,2 бар тормозное давление в контуре передних колес, чтобы колодки прижались к тормозным дискам. Выделившееся в результате этого тепло приводит к испарению водяной пленки. О работе функции водителю никак не сообщается. После каждого нажатия на педаль тормоза интервал срабатывания функции отсчитывается заново.

Внедорожный режим (режим Offroad)

Основная задача этого режима заключается в оптимизации регулирующего воздействия систем ESP/ASR/EDS и ABS с учетом того, как слабые грунты влияют на тяговые усилия и торможение. Пороги включения систем ESP, ASR и ABS в работу изменяются в зависимости от скорости движения.

При включенном внедорожном режиме допускается большая пробуксовка колес. Функция EDS включается уже при незначительной разности скоростей вращения колес.

Включение:

Режим включается коротким (<3 с) нажатием на клавишу ESP.

Индикация:

Надпись Offroad на дисплее информационной системы водителя, горит желтая контрольная лампа ESP.

В режиме Offroad отсутствует возможность отключения ESP нажатием на клавишу ESP.

• Функция стабилизации автопоезда отключается, потому что поведение автомобиля в условиях бездорожья может быть ошибочно принято за рыскание прицепа.
• Включение ABS для движения задним ходом. Если бы не было этой функции, то при откатывании авто назад на подъеме система EBV притормаживала бы задние колеса в меньшей степени, чем передние. ABS компенсирует это различие, и задние колеса притормаживаются сильнее.
• Включение ассистента движения на спуске. Ассистент движения на спуске оказывает водителю помощь, воздействуя на тормоза при движении по бездорожью (уклон крутизной 10-15%, скорость до 20 км/ч). Функция включается, когда на спуске колеса начинают вращаться с разными скоростями из-за местами скользкого или неровного грунта (колеса буксуют или отрываются от земли). Задача функции - без участия водителя поддерживать на спуске постоянную скорость движения.

Компоненты системы ESP

Гидравлический модуль и блок управления

От Mk60 новый гидравлический модуль отличается большим гидравлическим насосом с более мощным электродвигателем, который способен перекачивать большее количество тормозной жидкости за единицу времени. Увеличение производительности насоса продиктовано тем, что Q7 имеет более объемные, нежели у известных до этого моделей Audi, тормозные суппорты.

В связи с этим были увеличены также внутренние накопительные камеры. Блок управления привинчен к гидравлическому модулю и имеет идентичное Mk60 расположение разъемов.

Датчики частоты вращения

На Q7 используются активные датчики частоты вращения. Их преимущество заключается в способности распознавать передний/задний ход, а также величину воздушного зазора. В основе работы датчиков лежит эффект Холла.

Реле выключения стоп-сигналов

J220 Блок управления Motronik
J104 Блок управления ESP
J53 Диагностический интерфейс шин данных
J393 Центральный блок управления систем комфорта
J508 Реле выключения стоп-сигналов
F47 Датчик на педали тормоза
F Выключатель стоп-сигналов

Программа диагностики системы не проверяет реле выключения стоп-сигналов.

Работа электромагнита активного усилителя тормозов вызывает самопроизвольные колебания педали тормоза. Педаль в свою очередь воздействует на выключатель стоп-сигнала. Информация о нажатии выключателя стоп-сигнала считывается блоком управления двигателя, который дает центральному блоку управления систем комфорта J393 сигнал на включение стоп-сигналов. Параллельно с этим блок управления J393 получает сигнал от выключателя по отдельному проводу.

Блок управления J393 включает стоп-сигналы при наличии сообщения по шине CAN или/и дискретного сигнала по отдельному проводу. Однако усилитель тормозов выполняет работу не только при нажатии на педаль тормоза, но и с целью оказания регулирующего воздействия на тормоза, при котором стоп-сигналы включаться не должны. В этом случае реле препятствует передаче дискретного сигнала. Для этого блок управления ESP включает реле и одновременно подает сигнал блокировки включения стоп-сигналов блоку управления двигателя.

Сервисное обслуживание ESP

Новое в сервисном обслуживании:

Кодирование блока управления

Кодируется следующая информация:

• оснащение тормозами
• вариант ходовой части (aas или обычная ходовая часть)
• тип двигателя
• тягово-сцепное устройство (кроме США)

Диагностика исполнительных механизмов

На последнем этапе диагностики исполнительных механизмов в действие приводятся все необходимые для функционирования EDS клапаны и насос ESP. При нормальной работе системы все колеса авто при этом затормаживаются.

Блоки измеряемых величин

В дополнение к уже известным по Audi A6 величинам появились следующие параметры:

• состояние выключателя катушки электромагнита F84 (вместо сигнала выключателя стоп-сигнала)
• распознавание прицепа
• состояние стояночного тормоза (ножного)

Аналогично другим моделям, на Q7 осуществляется проверка кодирования блока управления ESP путем сравнения записанной в нем информации с данными, хранящимися в блоке управления подушек безопасности. Сравниваются данные о типе привода и оснащении тормозами. Такое сравнение происходит при каждой инициализации (клемма 15 вкл).