Fékberendezések III ABS, ESP

ABS A blokkolásgátló fékrendszer (Anti-lock Braking System) egy olyan aktív biztonsági eszköz, amely megvédi, illetve megakadályozza az autó megcsúszását erőteljes fékezés esetén, továbbá segít a fékezendő gépjármű egyenesen tartásában. A rendszer lényege, hogy speciális, a kerekekre szerelt érzékelőkön keresztül érzékeli a kerekek blokkolását, és ekkor a másodperc töredékére kiiktatja a fékezést.

Évtizedeken át több gyár próbálkozott a kerekek állóra fékezését megakadályozó mechanikus szerkezetekkel, inkább kevesebb, mint több sikerrel. Működőképes elektronikus vezérlésű blokkolásgátlót 1964-ben építettek be először kísérleti Mercedesekbe, de a rengeteg elemből álló készülék még nem volt elég strapabíró és megbízható az autóba történő szériaszerű beépítéshez. Végül a Bosch oldotta meg a feladatot, elsőként 1978-ban lehetett ABS-t rendelni a W116-os Mercedes S-osztályba. A szerkezet azóta gyorsabbá, precízebbé és könnyebbé vált, de már képes a fékerőt a kerekek között elosztani, és az ABS-re épül több, a menetbiztonságot javító rendszer, mint a kipörgésgátló és az ESP (Electronic Stability Program) is.

A Bosch leányvállalataként működő Teldix cégnél 1964-ben kezdődtek meg a fejlesztési munkák – s a mérnökök két évvel később már eredményesen tudták csökkenteni a kísérleti járműveken elérhető féktávolságokat. A fékezés során gépkocsik megőrizték kormányozhatóságukat, illetve kanyarmenetben a stabilitásukat. Ezekre az eredményekre alapozva fejlesztettek ki a mérnökök egy olyan rendszert, amelynél a szabályozási funkciókat már teljes mértékben elektronikus úton valósították meg. Napjaink szinte minden korszerű ABS rendszere ennek az új, ABS 1-nek nevezett berendezésnek a mintájára épül fel.

A szériabeépítésre azonban ezek a korai berendezések még alkalmatlanok voltak – ennek magyarázata a pontosan 1000 darab analóg alkatrész és az alkalmazott biztonsági kapcsolások korlátozott megbízhatósága volt. A berendezést tehát tovább kellett tökéletesíteni. A digitális technika és az integrált áramkörök megjelenésével végül sikerült a beépített alkatrészek számát 140-re leszorítani. A tizennégy hosszú évig tartó fejlesztőmunka végül 1978-ra meghozta gyümölcsét: megkezdődhetett az ABS 2-nek nevezett rendszer sorozatgyártása, amely először az S-osztályú Mercedes-ben, majd rögtön utána a 7-es sorozatú BMW-ben debütált.

1936: A Bosch bejegyezteti a “Járművek kerekeinek blokkolásig való fékezését megakadályozó berendezés” szabadalmát 1970: Az ABS 1 prototípusa teljesíti az összes elvárt funkciót, noha a berendezés megbízhatósága még nem kielégítő 1978: Megkezdődik az első ABS 2 sorozatgyártása, először a Mercedes, majd rövidesen a BMW számára 1981: Leszállítják a százezredik ABS-t Időközben megjelenik a haszongépjármű ABS

1936: A Bosch bejegyezteti a “Járművek kerekeinek blokkolásig való fékezését megakadályozó berendezés” szabadalmát 1970: Az ABS 1 prototípusa teljesíti az összes elvárt funkciót, noha a berendezés megbízhatósága még nem kielégítő 1978: Megkezdődik az első ABS 2 sorozatgyártása, először a Mercedes, majd rövidesen a BMW számára 1981: Leszállítják a százezredik ABS-t Időközben megjelenik a haszongépjármű ABS

1985: Először építenek be Bosch ABS-t az Egyesült Államok számára gyártott gépkocsikba 1986: Leszállítják az egymilliomodik ABS-t 1987: Megkezdődik az személygépkocsi ASR sorozatgyártása 1989: Az ABS 2E rendszerrel kezdődően először építik a vezérlőegységet közvetlenül a hidroaggregátr 1992: 10 millió Bosch ABS a piacon

1993: Megkezdődik az ABS 5.0 gyártása 1995: Megkezdődik az ABS 5.3 sorozatgyártása (mikrohibrid-technikával előállított, ráépített vezérlőegységgel) Megkezdődik az ESP (elektronikus stabilizáló program) sorozatgyártása 1998: A Bosch elkezdi az ABS 5.7 gyártását 1990: 50 millió Bosch ABS 2001: Az ABS 8 Bosch blokkolásgátló sorozatgyártásának beindítása 2003: 25 éve sorozatban gyártott termék az ABS

Másik tematika 1936. A blokkolásgátló fékrendszer szabadalmának bejegyzése. 1964. Elkészül az első generációs blokkolásgátló, amelynek megbízhatósága még nem teljes. 1978. Megkezdődik a blokkolásgátló fékrendszerek sorozatgyártása (Mercedes-Benz és BMW számára) 1981. Elkészítik a százezredik ABS-t. 1985. Mercedes-Benz S osztály elsőként kap szériában ABS fékrendszert. 1986. Elkészítik az egymilliomodik ABS-t. 1987. Megkezdődik a személygépkocsik számára ASR (kipörgésgátló) gyártása. 1995. Megkezdődik az ESP (elektronikus stabilizáló program) sorozatgyártása.

ABS – különleges kiegészítőből alapfelszerelés A műszaki haladás oda vezetett, hogy a sorozatgyártás beindítása óta az ABS egyre nagyobb számú gépkocsiban szolgálja a biztonságot. A nyolcvanas években még csak lassan emelkedett az évi eladott darabszám, a Bosch 1986-ban szállította le az egymilliomodik ABS rendszert a járműgyártóknak. A kilencvenes években aztán elkezdődött a rendszer elterjedése a közép- és kompakt gépkocsiosztályban is. Az évről évre növekedő darabszámnak köszönhetően 1999-re egyedül a Bosch által összesen addig eladott ABS-k száma elérte az 50 milliót. 2004 ben elérkezett az az idő, amikor – legalábbis Európában – egyetlen ABS nélküli autó sem hagyta el a gyártósorokat – az európai autógyártók szövetsége önként vállalt kötelezettséget arra, hogy a 2004-es év közepétől minden Európában eladott újautóban szériafelszerelés lesz ez a biztonsági berendezés.

A blokkolásgátló rendszer feladata Az autó tapadása nagyban meghatározza annak gyorsulási és lassulási képességeit. Egy autó tapadása pedig akkor jó, ha kerekének futófelülete (az a rész, ami az úttal érintkezik) nem csúszkál az úthoz képest. Ebből következik, hogy a blokkolásig fékezett kerekekkel csúszó autó több időt – hosszabb fékutat – igényel a teljes megálláshoz, mint annak, amelynek kerekeit valamilyen módon forgásban tartják lassulás közben. Ezt a feladatot látja el a blokkolásgátló rendszer. A forgó kerék ezen kívül a lassuló autó iránytartását (kormányzását) is lehetővé teszi, ami állóra fékezett kerekekkel gyakorlatilag lehetetlen feladat.

A rendszer nem minden esetben csökkenti a fékutat, egyes esetekben hosszabb is lehet. Az ABS fő célja, hogy vészfékezés esetén fenntartsa a jármű irányíthatóságát, így az esetlegese féktávolságon belül észlelt akadályt fékezéssel, és kikerüléssel el tudjuk kerülni, illetve csúszós úton segít meggátolni az autó megpördülését fékezés közben.

Blokkolásgátló, ABS

Vészfékezés blokkolásgátló rendszerrel A vészfékezést mindig hirtelen, rúgásszerű lábmozdulattal kell indítani. A fék lenyomásával egyidőben történjen meg a kuplung lenyomása is, ugyanis egy tárcsafék 3 tized másodperc alatt blokkolja a kereket, majd 5 tizeden belül leáll a motor. Motor nélkül pedig nincs szervokormány, fékrásegítés és ABS. A fékpedált erősen, folyamatosan kell nyomni. Ilyenkor a pedál ugrálhat, remeghet a lábunk alatt, illetve kattogó, kerregő hangot adhat. Ilyenkor sem szabad felengedni, sőt ha lehet, még erősebben kell taposni. ABS-szel szerelt járművekben nem szabad alkalmazni a korábban tanított, úgynevezett pumpáló fékezést, ugyanis ez a módszer összezavarja a központi egységet!

A blokkolásgátló fékrendszer előnyei Az esetek többségében csökkentheti a fékutat. Vészfékezés közben irányíthatóságot biztosít a forgó kerekek miatt.

A blokkolásgátló működése A rendszer érzékelőből, szelepekből, visszatöltő pumpákból és egy számítógépből áll. A szenzorok az autók kerekeinél, időnként a tengelyen vagy a differenciálműben helyezkednek el, és a kerekek sebességét mérik. A szelepek felelősek a féknyomás csökkentéséért, a hozzájuk kapcsolódó pumpák a csökkentett féknyomás visszatöltéséért. A vezérlő, egy miniszámítógép hangolja össze a különböző részegységek munkáját.

Az érzékelőkből jövő adatokat a vezérlőegység figyeli, és túlzott mértékű lassulás esetén utasítja a szelepeket, hogy a blokkolást megelőzendő mérsékeljék a féknyomást. Az ABS agya addig csökkenti a nyomást, míg újra gyorsulást nem érzékel, ekkor a visszatöltő pumpa lép működésbe, egészen addig, amíg a kerék lassulása túl nem lépi az autó lassulását. Ezt a kört egyes ABS-ek másodpercenként akár 15-20-szor is képesek megtenni. Ennek eredménye, hogy a kerekek lassulása nem lépi túl a kerekek tapadási határát, így nincs blokkolás, ráadásul a fék folyamatosan a maximális erőkifejtés közelében dolgozik. A szelepek folyamatos ki-be csukódásából adódik az is, hogy az ABS működése közben a fékpedál egyes modelleken erős pulzáló mozgást végez.

Fajtái 1 vagy 2 csatornás, 2 kerékre ható: Az ABS rendszerek működését az általuk alkalmazott érzékelők és szelepek száma szerint osztályozhatjuk. 1 vagy 2 csatornás, 2 kerékre ható: Ezt az elrendezést főleg teherautókon alkalmazzák. A hátsó kerekeken egy-egy érzékelő helyezkedik el, amik vagy egy közös szelephez (1 csatornás) vagy két külön szelephez (2 csatornás) csatlakoznak A rendszer hátránya, hogy mindkét kerék blokkolása szükséges a működéshez, így előfordulhat, hogy az egyik hátsó kerék blokkolása csökkenti a fékezés hatásosságát, de nem hozza működésbe az ABS-t.

2 csatornás, 4 kerékre ható, kereszt elrendezésű: Az ilyen típusú ABS rendszerben minden kerékhez csatlakozik egy szenzor, amik két keresztben elhelyezett (bal első-jobb hátsó, jobb első-bal hátsó) szelephez csatlakoznak. A bal első kerék blokkolása esetén a bal első és a jobb hátsó kerék lassulásának szabályozása együtt történik.

3 csatornás, 4 kerékre ható: Ez a leggyakoribb elrendezés a személyautóknál. Egy érzékelő jut minden kerékre, az első kerekeken külön-külön, míg a hátsókon egy közös csatornán elhelyezkedő szelep dolgozik. Az első kerekek egymástól és a hátsóktól függetlenül fékeződnek, a hátsók pedig közösen.

4 csatornás, 4 kerékre ható: Négy szenzorból és négy szelepből áll, így az elérhető legjobb hatásfokkal képes lassítani. 4 csatornás ABS egy 1995-ös Fiat Punto-ban.

Blokkolásgátló, ABS

Blokkolásgátló, ABS 1 Aszfalt vizes aszfalt 0,8 súrlódási együttható 0,6 laza kavics 0,4 0,2 laza hó -100 -50 jég 50 100 Szlip [%] -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1

Blokkolásgátló, ABS

Blokkolásgátló, ABS 1. póluscsap, 2. póluskerék, 3 állandó mágnes.

A kerék szögsebesség érzékelője A póluskerék és a szögsebesség érzékelő beépítése a hátsókerék mellett. 1. érzékelő, 2. póluskerék. Az első kerék szögsebesség érzékelője. 1. póluskerék, 2. érzékelő.

A jármű lassulásérzékelői Higanyos lassulásérzékelő.

Nyomásszabályozó

A jármű lassulásérzékelői Szerkezete, egy primer és szekunder tekercs között elmozdítható vasmag, amely a lassulás hatására előre lendül és megváltoztatja a tekercseken átmenő áram feszültségét. A megváltozott feszültség a jármű lassulásáról ad információt a számítógépnek Rezgőkörös lassulásérzékelő. 1. primer tekercs, 2. szekunder tekercs, 3. vasmag.

A jármű lassulásérzékelői HALL-elemes lassulásérzékelő . 1. szeizmikus tömeg 2. csillapítómágnes 3. a ház 4. az érzékelo mágnese 5. a hibridáramkör kerámiája a HALL elemmel 6. trapézrugó 7. rögzítés.

Az ABS szabályzás fázisai nyomástartás, nyomáscsökkentés, nyomásnövelés.

1. szögsebesség érzékelő. 2. vezérlő elektronika. 3 1. szögsebesség érzékelő 2. vezérlő elektronika 3. elektromágnes szelep ház 4. a szelep tolattyúja 5. nyomás tároló 6. szívószelep 7. szivattyú 8. nyomószelep.

Az ABS szabályzás alaptípusai Nyomáscsökkentés és visszaszivattyúzás Dinamikus fékfolyadék beáramlású rendszer Expanziós rendszer

Nyomáscsökkentés és visszaszivattyúzás 1. fofékhenger 5. visszacsapó szelep 2. kerék fékszerkezet 6. visszacsapó szelep 3. elektromágneses szelep 7. tárolótér. 4. szivattyú

Dinamikus fékfolyadék beáramlású rendszer 1. főfékhenger 2. elsőkerék fékszerkezet 3. fékfolyadék tartály 4. nyomástároló 5. elektromágneses szelepek 6. hátsókerék fékszerkezet 7. fékrásegítő 8. szivattyú 9. visszacsapó szelep

Expanziós rendszer 1. fő fékhenger 2. kerék fékszerkezet 3. ABS szabályozó expanziós henger 4. fékfolyadék tartály 5. szivattyú 6. nyomástároló 7. elektromágnes szelep.

Zárt rendszerű ABS egyik csatornája 1. fékpedál 6. kalibrált kimeneti keresztmetszet 11. körhagyó 2. főfékhenger 7. visszacsapószelep 12. dugattyús szivattyú 3. fékfolyadék tartály 8. kerékfékhenger 13. visszacsapószelep 4. háromutas szelep 9. kisnyomású tároló 14. csillapítókamra. 5. kalibrált bemeneti 10. visszacsapószelep keresztmetszet

Nyitott ABS rendszer fékfolyadék szivattyúval 1. fékpedál 2. speciális főfékhenger 3. fékfolyadék tartály 4. nyomásnövelő szelep 5. visszacsapószelep 6. kerékfékhenger 7. nyomáscsökkentő szelep fojtással 8. fékfolyadék szivattyú 9. visszacsapószelep.

A blokkolásgátló továbbfejlesztése