2017Nr. 07 / 2017

Constructia si funcţionarea sistemului ABS

Inginerii şi-au pus problema cum să prevină blocarea roţilor încă de la începutul secolului XX – nu numai la autovehicule cât şi la vehiculele ce se deplasează pe sine şi chiar la avioane. La începutul anului 1936 Robert Bosch a patentat o invenţie care reprezenta “un mecanism ce prevenea blocarea roţilor la un vehicul cu motor”. Toate modelele vechi prezentau aceleaşi defecte: erau prea complicate şi, astfel, erau predispuse defectării şi lucrau foarte încet. Până la apariţia tehnologiei digitale, în anii ’70, un sistem anti blocare a roţilor cu o funcţionare sigură nu a putut fi dezvoltat.

Dioxidul de carbon (CO2)

Compania Bosch a început acest proiect în anul 1964 şi în doi ani inginerii au reuşit reducerea distanţei de frânare la vehiculele de test. Bazându-se pe primele modele, inginerii au fost capabili să proiecteze un sistem care, pentru prima dată, era controlat de componentele electronice. Structura de bază a acestui nou proiect – numit ABS (Anti-lock Braking System) 1 – se poate regăsi la aproximativ la toate sistemele ABS. Dar siguranţa şi durabilitatea unităţii de control electronice cu aproximativ 1000 de componente de tip analog şi cu comutatoarele de siguranţă folosite nu erau suficient de bune pentru a creşte producţia de serie – ambele trebuiau îmbunătăţite. Apariţia tehnologiei digitale şi a circuitelor integrate au permis reducerea numărului componentelor electronice la 140.

După 14 ani de dezvoltare, totul a fost finalizat în 1978: a doua generaţie a sistemului ABS Bosch – ABS 2 – a fost montat, ca echipament opţional, pentru prima dată, la maşinile Mercedes Benz Clasa S şi, imediat după acestea, la limuzinele BMW Seria 7.

De-a lungul anilor următori, producătorii s-au concentrat asupra simplificării sistemului. În 1989, inginerii Bosch au reuşit ataşarea unei unităţi de control hibride direct la modulul hidraulic. Acest lucru le-a permis îndepărtarea legăturilor (cu fir) dintre unitatea de control şi modulul hidraulic, şi, astfel, a permis reducerea greutăţii totale a sistemului ABS 2. Folosind noile valve electromagnetice, inginerii de la Bosch au reuşit dezvoltarea generaţiei 5.0 în 1993, iar în anii imediat următori versiunile 5.3 şi 5.7. Principalele caracteristici au fost, din nou, reducerea semnificativă a greutăţii şi integrarea unor funcţii adiţionale, cum ar fi distribuţia electronică a presiunii de frânare care a înlocuit mecanismul mecanic de reducere a presiunii de frânare de la puntea din spate. ABS 8 – generaţia actuală – a apărut în 2001.

Îmbunătăţirile tehnice succesive ale ABS-ului, începând cu startul producţiei sale, au condus la oferirea unei securităţi ridicate pentru foarte multe autovehicule. În 1986, Bosch a oferit sistemul ABS cu numărul 1.000.000 pentru clienţii săi. De-a lungul anilor ’90, sistemul ABS a început a fi montat la maşinile de clasă medie şi la cele compacte. Vânzările au început să crească în fiecare an: în 1999, Bosch a vândut, sistemul cu numărul 50 de milioane. Ca urmare a prevederilor asociaţiei producătorilor de autovehicule din Europa, fiecare autovehicul vândut în Europa, începând cu mijlocul anului 2004, trebuie să aibă montat standard sistemul de securitate ABS. În mai 2007 Bosch a livrat sistemul de control al frânării cu numărul 150 de milioane.

Sistemul Anti-Blocare ABS

Chiar şi o scurtă apăsare a pedalei de frână poate cauza blocarea roţilor autovehiculului, chiar şi pe un carosabil uscat. Roţile blocate nu pot reacţiona la forţe laterale şi în consecinţă autovehiculul nu poate vira in timp ce frânează.

ABS-ul recunoaşte tendinţa uneia sau mai multor roti de a se bloca si menţine constanta sau reduce presiunea de frânare si astfel rotile nu se blochează. Vehiculul rămâne manevrabil in timpul frânarii iar şoferul poate alege traiectoria dorita.

Principalele componente ale unui sistem ABS sunt:

  1. Componenta hidraulica ABS, formata din unitatea hidraulica ce intervine asupra forţelor de frânare si unitatea de comanda dotata cu microprocesor;
  2. Senzori de turaţie ce monitorizează viteza de rotaţie a fiecărei roti;
Partile componente ale sistemului ABS

Atunci când este acţionată frana, pompa de frana si amplificatorul servo crează presiunea de frânare necesara. Unitatea de comanda, ce monitorizează permanent situaţia sistemului de frânare si a senzorilor de rotaţie, intervine daca sesizează tendinţa de blocare a uneia sau mai multor roti, reglând presiunea independent pe fiecare roata.

Senzor ABS

Principiul de funcţionare este simplu si eficient. Fiecare senzor monitorizează cate o roata si când sesizează ca aceasta nu se mai învârte trimite semnal la calculator, care slăbeşte strângerea pe care o exercita plăcuţele de frana asupra discului sau tamburului permiţând rotii sa se învârtea, si astfel, să-şi păstreze aderenta, după care, când sesizează din nou mişcare, plăcutele se strânge din nou pe disc sau tambur, frânând roata. Daca senzorul sesizează din nou blocarea rotii se reia procesul. După cum se vede procesul este unul pulsatoriu, iar pe anumite intervale de timp pulsaţiile sunt neregulate. Fiecare etrier de frana este comandat hidraulic printr-o conducta separata care vine din unitatea centrala de control. Având cate un senzor pe fiecare roata si fiecare roata fiind comandata separat, atunci, oricare roata este controlata individual si poate avea comportament diferit. Sistemul funcţionează astfel: la apăsarea pedalei de frana se acţionează in mod direct asupra etrierului si începe procesul de frânare. In funcţie de informaţiile primite de la senzori, electrovalvele blochează conductele de frânare si nu mai permit lichidului sa circule către etrier, in acest fel etrierul nu mai este sub presiune si sistemul se blochează. Odată cu blocarea conductei de alimentare a etrierului, se deblochează un circuit de retur al lichidului. Totul se întâmpla la nivel de unitate centrala si este controlat automat de computer in funcţie de: forţa de apăsare a pedalei de frana, de cat timp este menţinută pedala de frana apăsată si de informaţiile primite de la senzori sau de la alte sisteme ale maşinii.

(continuarea in nr. 07/2017 al revistei AutoTehnica)

Related Articles

Back to top button
Close
Close