ABS idzie ku 40-tce!
Czas szybko mija i wiele rozwiązań, które kiedyś były na wskroś innowacyjnymi i trudnymi do zrozumienia, dziś znajduje się w tak powszechnym użytkowaniu, że nikt nie zwraca na nie uwagi. Jednym z takich rewolucyjnych, jak na swoje czasy, rozwiązań jest system ABS (z ang. Anti-Lock Braking System), montowany w standardzie w każdym nowym samochodzie. Mimo, iż od premiery upłynęły już prawie cztery dekady, nie wszyscy zmotoryzowani znają zasadę jego działania. Warto zatem przybliżyć szczegóły związane z funkcjonowaniem jednego z najstarszych układów bezpieczeństwa stosowanych w pojazdach.
Pasywne i aktywne
Najważniejszymi elementami systemu ABS są czujniki obrotu kół samochodowych. Ich podstawowym zadaniem jest zbieranie informacji na temat prędkości obrotowej każdego koła i przekazywanie ich do sterownika całego układu. W pierwszych wersjach ABS-u stosowane były tzw. czujniki pasywne. W ich cewce następowała pulsacja pola magnetycznego wywołana ruchem obrotowym koła samochodu i koła sygnałowego. Zmienne napięcie czujnika było następnie przekształcane w prąd, stanowiąc sygnał dla sterownika. Z kolei następne generacje systemu przeciwdziałającego blokowaniu kół, wykorzystywały już tzw. czujniki aktywne. Najważniejszą zmianą było to, iż zamiast magnesów w cewce zastosowano koła impulsowe. Początkowo montowano po dwa czujniki obrotu kół w tzw. systemie 2-kanałowym – oba na osi przedniej lub po jednym na lewym kole osi przedniej i prawym tylnej. Rozszerzenie stanowił system 3-kanałowy (trzy czujniki) – dwa na przedniej osi i jeden na tylnej. Obecnie, w najbardziej rozbudowanych wersjach ABS montuje się cztery czujniki obrotu, po jednym przy każdym z kół pojazdu (tzw. system 4-kanałowy, w wariantach przód-tył lub krzyżowym).
Z prędkością obrotową
Jak już zostało powiedziane, informacje z czujników trafiają do sterownika, stanowiąc tym samym podstawę do określania różnic w prędkościach obrotowych każdego koła i uzyskania odpowiedniego ciśnienia w układzie hamowania. W nowszych rozwiązaniach sygnały z czujników trafiają do układów TPMS, które mierzą ciśnienie powietrza w poszczególnych oponach. W przypadku wystąpienia nieprawidłowości, na desce rozdzielczej wyświetla się informacja o nieodpowiednim ciśnieniu w danej oponie.
Siedem faz w cyklu
Jak zatem działa system ABS krok po kroku? W funkcjonowaniu tego układu można wyróżnić siedem kolejnych faz. W pierwszej fazie hamowania rośnie ciśnienie w układzie hamulcowym, a następnie zamykany jest zawór ciśnieniowy, aby utrzymać jego prawidłową wartość. Jednocześnie następuje zmniejszenie prędkości koła, na którym wykryty został poślizg. Na początku drugiej fazy hamowania koło zaczyna się ślizgać, a wraz z nim otwarty zostaje zawór ciśnieniowy w celu zmniejszenia ciśnienia w układzie hamulcowym (jest ono utrzymywane na stałym poziomie przez cały czas trwania fazy trzeciej). W kolejnej, czwartej już fazie sterownik daje sygnał przyspieszenia koła, a w piątej ciśnienie w układzie ulega ponownemu zwiększeniu, w szóstej zaś jest utrzymywane na stałym poziomie. W ostatniej, siódmej fazie pracy ABS-u ciśnienie w układzie jest zwiększane, aż do momentu wystąpienia uślizgu koła. Cykl jest powtarzany (faza po fazie) do momentu zmniejszenia nacisku na pedał hamulca lub całkowitego zatrzymania się samochodu.
Jak to z ABS-em było …
I na koniec trochę historii. Po raz pierwszy system przeciwdziałający blokowaniu kół, zastosowano w 1978 roku w Mercedesie klasy S. Jego funkcjonowanie było zbliżone do obecnie stosowanych układów ABS, choć oczywiście różniło się czułością działania. Działanie pierwszego systemu przeciwdziałającego blokowaniu kół, przypominało hamowanie pulsacyjne: w przypadku wykrycia blokowania się któregoś z kół, następowało krótkotrwałe zmniejszenie ciśnienia w układzie hamulcowym, a następnie jego zwiększenie.