. | ||
Agregat
hydrauliczny TEVES MK II |
||
10. Historia ABS Czy ABS to technologiczna rewolucja? W żadnym wypadku nie! Pierwszy patent układów ABS pochodzi z lat dwudziestych XX wieku. W 14 wydaniu Poradnika Samochodowego Bussiena (1941 r.) jest mowa: " W próbach są urządzenia (regulatory Piganeau), które przeciwdziałają niebezpiecznemu blokowaniu hamulców. Regulator, który czyni hamulce możliwymi do wykorzystania w każdych warunkach, wielkim postępem na drodze do podniesienia bezpieczeństwa ruchu samochodowego." Niemieckie próby około roku 1940 (Ostwald) z układem mechanicznym, w którym zastosowano zawór i przesłonę sterowane mechanicznie pomocą masy bezwładnościowej wykazały, że jest on mało precyzyjny i odznacza się zbyt dużą zwłoką w działaniu. Od roku 1948 zastosowano układ ABS w samolotach (np. Dunlop MaxaretAntiSkid).Chodziło tu głównie o uniknięcie uszkodzenia opon w czasie lądowania, wskutek nadmiernych ilości ciepła wydzielających się z blokowanych kół. Te próby nie miały większego wpływu na konstrukcję samochodu, gdyż zastosowanie lotniczego układu ABS było za drogie. Pewną odmianę układów zapobiegających blokowaniu kół wynaleziono także dla pojazdów szynowych (np. Rapidbremse). Zapobiegały one długotrwałemu blokowaniu kół podczas hamowania, a co za tym idzie zeszlifowaniu obręczy kół kolejowych na pewnej długości ich obwodów. Z tego czasu pochodzi określenie układ antyblokujący, który obecnie w literaturze fachowej został zastąpiony określeniem "układ regulacji hamowania", bardziej pasującym do rozwiązań współczesnych. W przypadku pojazdów szynowych nie trzeba uwzględniać działania sił bocznych. Także w przypadku samolotu stabilizację ruchu zapewnia działanie usterzenia. Tylko w przypadku samochodu trzeba dodatkowo uwzględniać to uwarunkowanie szczególnie, jeśli występuje różna przyczepności dla strony prawej (np. w czasie jazdy po zaśnieżonej krawędzi drogi),co może spowodować różnice sił hamowania między stroną lewą i prawą oraz doprowadzić do obrotu pojazdu wokół osi pionowej. Gdy tylko na początku lat sześćdziesiątych pojawiły się do dyspozycji zespoły elektroniczne, które mogły zapewnić uzyskanie sygnału i kompleksową regulację, rozpoczął się światowy rozwój układów ABS. Zaoferowany w 1970 roku, przez firmy Mercedes Benz i Bosch, układ ABS, składał się z około 1000 pojedynczy elementów elektronicznych. Także w USA powstały w 1973 roku układy ABS widziane szczególnie do pojazdów ciężarowych, również oparte na mikrozespołach elektronicznych. Te rozwiązania jednak jeszcze nie dorosły do ostrych wymagań stawianych samochodom. W efekcie NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) musiała dostosować do tych wymagań normę FMVSS 121 dotyczącą zastosowania układów ABS. Burzliwy rozwój elektroniki, w działaniu układów analogowych i cyfrowych, umożliwił przedstawienie w końcu 1978 roku pierwszego układu ABS, nadającego się produkcji wielkoseryjnej. Został on poddany badaniom i próbom na trasie 35 milionów kilometrów. Nowe rozwiązanie składało się tylko ze 130 elementów. Technicy w tym czasie znacznie zbliżyli się do ideału regulacji hamulców. Zastosowanie układu AB S zapewnia wiele korzyści. Na suchej nawierzchni wprawdzie nie zaobserwowano znaczących postępów w skróceniu drogi hamowania, jednak układ zapewnia jednakową współpracę opon z nawierzchnią i pozwala na uniknięcie spłaszczeń wskutek blokowania kół. Można osiągać większe opóźnienia na wilgotnej nawierzchni, ich poziom nie odbiega wiele od uzyskiwanych na nawierzchni suchej. Przy dowolnym stanie nawierzchni oddziaływanie sił bocznych jest skompensowane, nawet w przypadku pełnego hamowania. Dzięki temu kierowca, w razie konieczności dokonywania skrętu kierownicą, może w pełni skoncentrować się na samym kierowaniu pojazdem. Koszt układu ABS jest obecnie niższy niż wartość czterech nowych opon, które trzeba by zakupić po hamowaniu awaryjnym (z blokowaniem), z dużej prędkości. Już po pierwszym takim hamowaniu układ ABS amortyzuje się Dzięki temu coraz więcej producentów seryjnie wyposaża samochody w ABS. Obecnie funkcje ABS przyjmuje układ noszący nazwę ASR. Układ ASR (Antriebs-Schlupf Regelung) jest logiczną odwrotnością układu ABS. Dzięki niemu, przy ruszaniu na śliskiej nawierzchni, kierowca może bardziej wykorzystać przyczepność, nie grozi mu przy tym ześlizgnięcie się do rowu, i może jeszcze skręcać pojazdem. Silnik, jako jedyne źródło napędu, nie może doprowadzić całej siły napędowej do koła lewego, znajdującego się na nawierzchni o dobrej przyczepności, a nie napędzać przy tym koła prawego, stojącego na śniegu. Mechanizm różnicowy dba o to, aby oba koła otrzymały taki sam moment napędowy. Ale prawy hamulec może zahamować koło takim momentem, który koło lewe przetworzy w moment napędowy. Właściwie układ ABS dostarcza wszystkich niezbędnych elementów do konstrukcji układu ASR. Jeśli jedno koło zaczyna ślizgać się przy ruszaniu, co jest śledzone przez czujniki ABS, następuje uruchomienie silnika elektrycznego. Pompa tłokowa czerpie płyn hamulcowy z pompy hamulcowej i dostarcza go do hamulca koła, koło zostaje przyhamowane. Jeśli ciśnienie okaże się zbyt duże, to podobnie jak w przypadku ABS, zostanie ono zmniejszone do takiego poziomu, aby koko mogło stabilnie przyspieszać. Szczególnie w przypadku silników dużej mocy, elektryczne połączenie miedzy modułem sterującym ABS i ASR a sterowaniem pracą silnika jest uzasadnione, pozwalając ograniczyć nadmiar mocy i obciążenie hamulców, przez zmianę parametrów pracy silnika. Określenie ASR stosuje się także do rozwiązań, które wyłącznie wpływają na pracę silnika, co osiąga się za pomocą dodatkowej przepustnicy, opóźniania zapłonu lub redukcji mocy.
11. Badania nad niezbędnością stosowania układu ABS
W ramach szwedzkiego programu ESV przeanalizowano wypadki, przy których wystąpiło zablokowanie kół. Ich udział w ogólnej liczbie przebadanych wypadków (1603) wyniósł 10,5% (168). Z tych 168 wypadków sześć nastąpiło wskutek kolizji z pojazdem nadjeżdżającym z przeciwka na zakręcie, 8 wskutek zjechania z pasa jezdni przy próbie ominięcia przeszkody, a 7 nastąpiło wskutek utraty kontroli nad pojazdem i zjechania z pasa jezdni na zakręcie z innych przyczyn niż nadmierna prędkość. Można by było z pewnością uniknąć tych 21 wypadków, gdyby zastosowano układ ABS. W pełni reprezentatywne badania 28469 wypadków przeprowadziła firma Volvo. Udział wypadków związanych z działaniem hamulców osiągnął 48%, a z zablokowanymi kołami 14,2%. Badania niemieckie pozwoliły ustalić, to od 5,2% do 8,4% wypadków z ofiarami w ludziach nastąpiło w czasie hamowania na zakrętach, przy śliskiej nawierzchni. Podsumowując można stwierdzić, że do 40% wszystkich wypadków samochodowych dochodzi w czasie hamowania. Od 4% do 7,5% wypadków można było uniknąć stosując ABS, a skutki dalszych 5% do 8% mogłyby być znacznie mniej poważne. |