Lukkiutumaton jarrujärjestelmä - Anti-lock braking system

ABS -symboli

BMW -moottoripyörän ABS -jarrut

Lukkiutumattomat jarrut ( ABS ) on turvallisuus anti luistavat jarrujärjestelmä käytetään lentokoneiden ja maalla ajoneuvoihin , kuten autojen , moottoripyörien , kuorma , ja bussit . ABS toimii estämällä pyörien lukkiutumisen jarrutuksen aikana, mikä ylläpitää vetävässä kosketuksessa tien pinnan ja jolloin kuljettaja voi pitää hallita ajoneuvoa.

ABS on automatisoitu järjestelmä, joka käyttää kynnysjarrutuksen ja poljinnopeusjarrutuksen periaatteita , tekniikoita, joita taitavat kuljettajat harjoittivat ennen kuin ABS oli yleinen. ABS toimii paljon nopeammin ja tehokkaammin kuin useimmat kuljettajat pystyisivät hallitsemaan. Vaikka ABS tarjoaa yleensä parempaa ajoneuvon hallintaa ja lyhentää jarrutusmatkoja kuivilla ja joillakin liukkailla pinnoilla, löysällä soralla tai lumisilla pinnoilla ABS voi merkittävästi pidentää jarrutusmatkaa ja parantaa silti ohjattavuutta. ABS: n käyttöönoton jälkeen tuotantoautoissa tällaisista järjestelmistä on tullut yhä kehittyneempiä ja tehokkaampia. Nykyaikaiset versiot eivät ainoastaan ​​estä pyörien lukkiutumista jarrutuksen aikana, vaan voivat myös muuttaa etu-takajarrun esijännitystä. Tämä jälkimmäinen vaihtoehto, riippuen sen erityisiä valmiuksia ja toteutus, tunnetaan vaihtelevasti Elektroninen jarrutusvoiman jakautumisen , luistonesto järjestelmä , hätä hätäjarrutehostin , tai elektroninen ajonvakautusjärjestelmä (ESC).

Historia

Varhaiset järjestelmät

ABS -konsepti on ennen 1950 -luvulla käyttöön otettuja nykyaikaisia ​​järjestelmiä. Esimerkiksi vuonna 1908 JE Francis esitteli '' Slip Prevention Regulator for Rail Vehicles ''.

Vuonna 1920 ranskalainen auto- ja lentokoneen edelläkävijä Gabriel Voisin kokeili järjestelmiä, jotka säätivät lentokoneen jarrujen hydraulista jarrutuspainetta vähentääkseen renkaiden luistamisriskiä, ​​koska lentokoneiden kynnysjarrutus on lähes mahdotonta. Näissä järjestelmissä käytettiin vauhtipyörää ja venttiiliä, joka oli kiinnitetty jarrusylintereitä syöttävään hydraulilinjaan. Vauhtipyörä on kiinnitetty rumpuun, joka toimii samalla nopeudella kuin pyörä. Normaalijarrutuksessa rummun ja vauhtipyörän tulee pyöriä samalla nopeudella. Kuitenkin, kun pyörä hidastuu, rumpu tekisi saman, jolloin vauhtipyörä pyörii nopeammin. Tämä aiheuttaa venttiilin avautumisen, jolloin pieni määrä jarrunestettä ohittaa pääsylinterin paikalliseen säiliöön, alentaa sylinterin painetta ja vapauttaa jarrut. Rummun ja vauhtipyörän käyttö tarkoitti, että venttiili avautui vasta pyörän pyöriessä. Testissä havaittiin jarrutustehon paraneminen 30%, koska lentäjät käyttivät välittömästi täydet jarrut hitaasti kasvavan paineen sijaan luistokohdan löytämiseksi. Lisäetuna oli poltettujen tai murtuneiden renkaiden poistaminen.

Ensimmäinen oikea tunnustus ABS -järjestelmästä tuli myöhemmin saksalaisen insinöörin Karl Waesselin kanssa, jonka jarrutustehon säätöjärjestelmä patentoitiin virallisesti vuonna 1928. Wessel ei kuitenkaan koskaan kehittänyt toimivaa tuotetta, eikä myöskään Robert Bosch, joka tuotti samanlaisen patentin kahdeksan vuotta myöhemmin.

1950-luvun alkuun mennessä Dunlop Maxaret luistonestojärjestelmä oli laajalti ilmailukäytössä Yhdistyneessä kuningaskunnassa, ja siinä oli lentokoneita, kuten Avro Vulcan ja Handley Page Victor , Vickers Viscount , Vickers Valiant , English Electric Lightning , de Havilland Comet 2c , de Havilland Sea Vixen ja myöhemmät lentokoneet, kuten Vickers VC10 , Hawker Siddeley Trident , Hawker Siddeley 125 , Hawker Siddeley HS 748 ja johdettu British Aerospace ATP , ja BAC One-Eleven sekä hollantilainen Fokker F27 Friendship (jolla oli epätavallisen korkea Dunlop paineilma (200 bar) pneumaattinen järjestelmä jarrutuksen, nokkapyörän ohjauksen ja laskutelineen sisäänvedon hydrauliikan sijasta), vakiona Maxaret. Vaikka Maxaret lyhensi jarrutusmatkoja jopa 30% jäisissä tai märissä olosuhteissa, se pidentää myös renkaiden käyttöikää, ja sillä oli lisäksi etu, että se mahdollisti lentoonlähdöt ja laskut olosuhteissa, jotka estäisivät lentämisen ilman Maxaret-koneita.

Vuonna 1958 Road Research Laboratory käytti Royal Enfield Super Meteor -moottoripyörää Maxaretin lukkiutumattomien jarrujen testaamiseen. Kokeet osoittivat, että lukkiutumattomat jarrut voivat olla arvokkaita moottoripyörille, joiden luistaminen aiheuttaa suuren osan onnettomuuksista. Pysähtymismatkoja lyhennettiin useimmissa testeissä verrattuna lukittuun pyöränjarrutukseen erityisesti liukkailla pinnoilla, joissa parannus voi olla jopa 30 prosenttia. Enfieldin tekninen johtaja Tony Wilson-Jones näki kuitenkin vähän tulevaisuutta järjestelmässä, eikä yhtiö laittanut sitä tuotantoon.

Täysmekaaninen järjestelmä näki 1960-luvulla vain vähän autokäyttöä Ferguson P99 -kilpa-autossa, Jensen FF : ssä ja kokeellisessa nelivetoisessa Ford Zodiacissa , mutta sitä ei enää käytetty. järjestelmä osoittautui kalliiksi ja epäluotettavaksi.

Ensimmäinen täysin elektroninen lukkiutumaton jarrujärjestelmä kehitettiin 1960-luvun lopulla Concorde- lentokoneita varten.

Nykyaikaisen ABS -järjestelmän keksi Fiat Research Centerissä Mario Palazzetti (tunnetaan nimellä `` Mister ABS ''), ja se on nyt vakiona kaikissa autoissa. Järjestelmän nimi oli Antiskid ja patentti myytiin Boschille, joka antoi sille nimen ABS.

Nykyaikaiset järjestelmät

Auto, jonka takana on tarra, joka kertoo ABS- ja EBD -ominaisuuksista.

Chrysler esitteli yhdessä Bendix Corporationin kanssa vuonna 1971 valmistetulle Imperialille tietokoneistetun kolmikanavaisen nelianturisen nelipyöräisen ABS-järjestelmän, nimeltään "Sure Brake" . Se oli saatavilla useita vuosia sen jälkeen, toimi suunnitellusti ja osoittautui luotettavaksi. Vuonna 1969 1/2 Ford esitteli Lincoln Continental Mark III: n ja Ford Thunderbirdin takapyöriin "Sure-Track" -nimisen lukkiutumattoman jarrujärjestelmän ; siitä tuli vakio vuonna 1971. Sure-Track -jarrujärjestelmä suunniteltiin Kelsey-Hayesin avulla. Vuonna 1971 General Motors esitteli vain Trackmaster-takapyörän ABS-lisävarusteena takavetoisissa Cadillac- malleissaan ja Oldsmobile Toronadossa . Samana vuonna, Nissan tarjosi EAL (Electro lukkiutumaton System) kehittämä japanilainen yhtiö Denso vaihtoehtona on Nissan presidentti , josta tuli Japanin ensimmäinen elektroninen ABS.

1971: Imperialista tuli ensimmäinen tuotantoauto, jossa oli nelipyöräinen tietokoneohjattu lukkiutumaton jarrujärjestelmä. Toyota esitteli elektronisesti ohjattu liukkaudentorjunta jarrut Toyota Crown . Vuonna 1972 nelivetoiset Triumph 2500 Estates varustettiin vakiona Mullard- elektronisilla järjestelmillä. Tällaiset autot olivat kuitenkin hyvin harvinaisia ​​ja hyvin harvat selviävät nykyään.

1971: Ensimmäinen kuorma -autosovellus: Fiat Veicoli Industrialin kehittämä "Antislittamento" -järjestelmä, joka on asennettu Fiat -kuorma -auton malliin 691N1.

1976: WABCO aloitti hyötyajoneuvojen lukkiutumattomien jarrujen kehittämisen estääkseen lukkiutumisen liukkailla teillä, ja vuonna 1986 seurasi raskaiden ajoneuvojen elektroninen jarrujärjestelmä (EBS).

1978: Mercedes-Benz W116 Ensimmäisenä käytti Boschin elektronista nelipyöräistä monikanavaista lukkiutumatonta jarrujärjestelmää (ABS) lisävarusteena vuodesta 1978 lähtien.

1982: Honda esitteli elektronisesti ohjatun monikanavaisen ALB: n (lukkiutumattomat jarrut) lisävarusteena toisen sukupolven Prelude-markkinoille, joka lanseerattiin maailmanlaajuisesti vuonna 1982. Lisätietoja: Hondan pääedustaja Norjassa vaati kaikkia esittelyjä Norjan markkinoille ALB-järjestelmä vakiovarusteena, joten Honda Prelude on ensimmäinen Euroopassa toimitettu auto, jossa on vakiovarusteena ABS. Norjalainen pääagentti sisälsi myös kattoluukun ja muita vaihtoehtoja vakiovarusteiksi Norjassa, mikä lisäsi ylellisyyttä Honda -brändiin. Norjan verojärjestelmä teki kuitenkin hyvin varustetun auton erittäin kalliiksi, ja myynti kärsi korkeista kustannuksista. Vuodesta 1984 lähtien ALB-järjestelmä ja muut Hondan lisävarusteet eivät olleet enää vakiona Norjassa.

Vuonna 1985 Ford Scorpio esiteltiin Euroopan markkinoilla vakiona Tevesin elektronisella järjestelmällä. Tästä syystä malli sai arvostetun Euroopan vuoden auton palkinnon vuonna 1986 moottoriajotoimittajien erittäin myönteisen kiitoksen johdosta. Tämän menestyksen jälkeen Ford aloitti lukkiutumattomien järjestelmien tutkimuksen niiden muualla, mikä kannusti muita valmistajia seuraamaan esimerkkiä.

ABS on ollut vuodesta 1987 lähtien vakiovaruste kaikissa Mercedes-Benz- autoissa. Lincoln seurasi esimerkkiä vuonna 1993.

Vuonna 1988 BMW esitteli ensimmäisen moottoripyörän kanssa sähköhydraulinen ABS: Tällä BMW K100 . Yamaha esitteli FJ1200 -mallin valinnaisella ABS: llä vuonna 1991. Honda seurasi esimerkkiä vuonna 1992, kun ensimmäinen moottoripyörä ABS lanseerattiin ST1100 Pan European -mallissa . Vuonna 2007 Suzuki toi markkinoille GSF1200SA (Bandit) -laitteen ABS -järjestelmällä . Vuonna 2005 Harley-Davidson alkoi tarjota ABS-vaihtoehtoa poliisipyörille.

Operaatio

Lukkiutumattomat jarrunsäätimet tunnetaan myös nimellä CAB (Controller Anti-Lock Brake).

Tyypillisesti ABS sisältää keskusyksikön elektronisen ohjausyksikön (ECU), neljä pyörän nopeus anturit , ja ainakin kaksi hydraulista venttiiliä sisällä jarru hydrauliikka . ECU valvoo jatkuvasti kunkin pyörän pyörimisnopeutta ; jos se havaitsee, että pyörä pyörii merkittävästi hitaammin kuin ajoneuvon nopeus, mikä on merkki lähestyvästä pyörän lukituksesta, se käyttää venttiilejä vähentääkseen hydraulista painetta jarruun kyseisellä pyörällä, mikä vähentää pyörän jarrutusvoimaa; sitten pyörä pyörii nopeammin. Päinvastoin, jos ECU havaitsee pyörän kääntyvän merkittävästi nopeammin kuin muut, jarrujen hydraulipainetta pyörään lisätään, joten jarrutusvoima kohdistuu uudelleen, mikä hidastaa pyörää. Tämä prosessi toistetaan jatkuvasti ja kuljettaja voi havaita sen jarrupolkimen sykkeen avulla. Jotkin lukkiutumisenestojärjestelmät voivat käyttää tai vapauttaa jarrutuspainetta 15 kertaa sekunnissa. Tämän vuoksi ABS: llä varustettujen autojen pyöriä on käytännössä mahdotonta lukita edes paniikkijarrutuksen aikana äärimmäisissä olosuhteissa.

ECU on ohjelmoitu jättämään huomiotta pyörien pyörimisnopeuden erot kriittisen kynnyksen alapuolella, koska kun auto pyörii, kaksi pyörää käyrän keskipistettä kohti kääntyvät hitaammin kuin kaksi ulompaa. Samasta syystä tasauspyörästöä käytetään lähes kaikissa tieliikenteessä olevissa ajoneuvoissa.

Jos vika kehittyy jossakin ABS: n osassa, ajoneuvon kojetaulussa yleensä syttyy varoitusvalo ja ABS poistetaan käytöstä, kunnes vika on korjattu.

Moderni ABS käyttää yksilöllistä jarrupainetta kaikkiin neljään pyörään napaan asennettujen antureiden ja erillisen mikro-ohjaimen ohjausjärjestelmän kautta . ABS on saatavana vakiona useimmissa nykyään valmistetuissa maantieajoneuvoissa, ja se on perusta elektronisille ajonvakautusjärjestelmille, joiden suosio kasvaa nopeasti, koska ajoneuvojen elektroniikan hinta on laskenut valtavasti vuosien varrella.

Nykyaikaiset elektroniset ajonvakautusjärjestelmät ovat ABS -konseptin kehitys. Tähän lisätään vähintään kaksi ylimääräistä anturia järjestelmän toiminnan helpottamiseksi: nämä ovat ohjauspyörän kulma -anturi ja gyroskooppinen anturi. Toimintateoria on yksinkertainen: kun gyroskooppinen anturi havaitsee, että auton suunta ei ole sama kuin ohjauspyörän anturin ilmoittama, ESC -ohjelmisto jarruttaa tarvittavat pyörät (jopa kolme kehittyneimmällä) järjestelmät), jotta ajoneuvo kulkee kuljettajan tarkoittamalla tavalla. Ohjauspyörän anturi auttaa myös kaarrejarrujen ohjauksen (CBC) käytössä, koska se kertoo ABS -järjestelmälle, että käyrän sisäpuolen pyörien jarrutetaan enemmän kuin ulkopuolisten pyörien ja kuinka paljon.

ABS -laitteita voidaan käyttää myös luistonestojärjestelmän (TCS) toteuttamiseen ajoneuvon kiihdytyksessä. Jos rengas menettää pitoa kiihdytettäessä, ABS -ohjain voi havaita tilanteen ja ryhtyä tarvittaviin toimiin, jotta pito palautuu. Kehittyneemmät versiot voivat myös ohjata kaasua ja jarruja samanaikaisesti.

ABS-nopeusantureita käytetään joskus epäsuorassa rengaspaineiden valvontajärjestelmässä (TPMS), joka voi havaita renkaiden alipaineen renkaiden pyörimisnopeuden eron perusteella.

Komponentit

ABS: ssä on neljä pääkomponenttia: pyörän nopeusanturit , venttiilit , pumppu ja säädin .

ABS -nopeusanturit

Nopeusanturit (anturit)

Nopeusanturia käytetään pyörän kiihtyvyyden tai hidastuksen määrittämiseen. Nämä anturit käyttävät signaalia magneetin ja Hall -tehosteanturin tai hammaspyörän ja sähkömagneettisen kelan avulla. Pyörän tai differentiaalin pyöriminen aiheuttaa magneettikentän anturin ympärille. Tämän magneettikentän vaihtelut tuottavat jännitteen anturiin. Koska anturiin indusoitu jännite on seurausta pyörivästä pyörästä, tämä anturi voi muuttua epätarkkaksi hitailla nopeuksilla. Pyörän hitaampi pyöriminen voi aiheuttaa epätarkkoja vaihteluja magneettikentässä ja siten aiheuttaa virheellisiä lukemia säätimelle.

Venttiilit

Jokaisen jarrun jarrulinjassa on venttiili, jota ohjaa ABS. Joissakin järjestelmissä venttiilillä on kolme asentoa:

• Asennossa yksi venttiili on auki; Pääsylinterin paine johdetaan suoraan jarruun.
• Asennossa kaksi venttiili estää linjan eristäen jarrun pääsylinteristä. Tämä estää paineen nousun entisestään, jos kuljettaja painaa jarrupoljinta voimakkaammin.
• Asennossa kolme venttiili vapauttaa osan jarrun paineesta.

Osittain purettu nelikanavainen hydraulinen ohjausyksikkö, joka sisältää moottorin, pumpun ja venttiilit

Suurin osa venttiilijärjestelmän ongelmista johtuu venttiilien tukkeutumisesta. Kun venttiili on tukossa, se ei voi avata, sulkea tai muuttaa asentoa. Toimimaton venttiili estää järjestelmää muokkaamasta venttiilejä ja säätämästä jarruihin syötettyä painetta.

Elektroninen ohjausmoduuli

Pumppu

ABS -pumppua käytetään palauttamaan paine hydraulijarruihin sen jälkeen, kun venttiilit ovat vapauttaneet sen. Säätimen signaali vapauttaa venttiilin, kun se havaitsee pyörän luistamisen. Kun venttiili vapauttaa käyttäjän syöttämän paineen, pumppua käytetään palauttamaan haluttu paineen määrä jarrujärjestelmään. Säädin muokkaa pumpun tilaa halutun paineen aikaansaamiseksi ja liukumisen vähentämiseksi.

Ohjain

Ohjain on auton ECU -tyyppinen yksikkö, joka vastaanottaa tietoja jokaisesta yksittäisestä pyörän nopeusanturista. Jos pyörä menettää pidon, signaali lähetetään ohjaimelle. Ohjain rajoittaa jarruvoimaa (EBD) ja aktivoi ABS -modulaattorin, joka käynnistää ja sammuttaa jarruventtiilit.

Käyttää

ABS: ssä on monia erilaisia ​​muunnelmia ja ohjausalgoritmeja . Yksi yksinkertaisemmista järjestelmistä toimii seuraavasti:

1. Ohjain valvoo nopeusantureita koko ajan. Se etsii epätavallisia hidastuksia pyörässä. Juuri ennen pyörän lukkiutumista se hidastuu nopeasti. Jos sitä ei valvota, pyörä pysähtyy paljon nopeammin kuin mikään auto voisi. Auton pysähtyminen nopeudesta 60 mph (96,6 km/h) voi kestää kahdesta neljään sekuntia ihanteellisissa olosuhteissa, mutta lukittuva pyörä voi lakata pyörimästä alle sekunnissa.
2. ABS -ohjain tietää, että auton nopea hidastaminen on mahdotonta (ja itse asiassa nopea hidastuvuus tarkoittaa, että pyörä on luisumassa), joten se vähentää jarrun painetta, kunnes se näkee kiihtyvyyden, ja lisää sitten painetta, kunnes se näkee jälleen hidastumisen. Se voi tehdä tämän hyvin nopeasti, ennen kuin pyörä voi todella muuttaa nopeutta merkittävästi. Seurauksena on, että pyörä hidastuu yhtä nopeasti kuin auto, jarrut pitävät pyörät hyvin lähellä kohtaa, jossa ne alkavat lukkiutua. Tämä antaa järjestelmälle maksimaalisen jarrutustehon.
3. Tämä korvaa tarpeen pumpata jarrut manuaalisesti liukkaalla tai matalalla vetopinnalla ajettaessa, mikä mahdollistaa ohjaamisen jopa useimmissa hätäjarrutusolosuhteissa.
4. Kun ABS on toiminnassa, kuljettaja tuntee pulssin jarrupolkimessa; tämä johtuu venttiilien nopeasta avaamisesta ja sulkemisesta. Tämä pulssi kertoo myös kuljettajalle, että ABS on lauennut.

Jarrutyypit

Lukkiutumattomat jarrujärjestelmät käyttävät erilaisia ​​järjestelmiä käytössä olevien jarrujen tyypin mukaan. Ne voidaan erottaa kanavien lukumäärän mukaan: eli kuinka monta venttiiliä ohjataan yksilöllisesti - ja nopeusantureiden lukumäärän mukaan.

1) Nelikanavainen, nelianturinen ABS

Kaikissa neljässä pyörässä on nopeusanturi ja kaikissa neljässä pyörässä erillinen venttiili. Tällä asetuksella ohjain valvoo jokaista pyörää erikseen varmistaakseen, että se saavuttaa suurimman jarrutusvoiman.

2) Kolmikanavainen, nelianturinen ABS

Kaikissa neljässä pyörässä on nopeusanturi ja jokaiselle etupyörälle erillinen venttiili, mutta vain yksi venttiili molemmille takapyörille. Vanhemmat ajoneuvot, joissa on nelipyöräinen ABS, käyttävät yleensä tätä tyyppiä.

3) Kolmikanavainen, kolmen anturin ABS

Tässä järjestelmässä, joka yleisesti esiintyy nelipyöräisellä ABS-pickupilla, on nopeusanturi ja venttiili kullekin etupyörälle, yksi venttiili ja yksi anturi molemmille takapyörille. Takapyörien nopeusanturi sijaitsee taka -akselissa. Tämä järjestelmä mahdollistaa etupyörien yksilöllisen hallinnan, joten molemmat voivat saavuttaa maksimaalisen jarrutusvoiman. Takapyöriä kuitenkin valvotaan yhdessä; molempien on aloitettava lukkiutuminen, ennen kuin ABS aktivoituu takana. Tämän järjestelmän avulla on mahdollista, että yksi takapyöristä lukkiutuu pysäytyksen aikana, mikä vähentää jarrutustehoa. Tämä järjestelmä on helppo tunnistaa, koska takapyörille ei ole yksilöllisiä nopeusantureita.

4) Kaksikanavainen, nelianturinen ABS

Tämä järjestelmä, joka on yleisesti käytetty henkilöautoissa 80-luvun lopulta 1990-luvun puoliväliin, käyttää nopeusanturia jokaisessa pyörässä, jossa on yksi säätöventtiili etu- ja takapyörille pareittain. Jos nopeusanturi havaitsee lukituksen jossakin yksittäisessä pyörässä, ohjausmoduuli pulssi molempien pyörien venttiiliä auton kyseisessä päässä.

5) Yksikanavainen, yksi anturi ABS

Tämä järjestelmä löytyy yleisesti pick-up-autoista, maastoautoista ja pakettiautoista, joissa on takapyörän ABS. Siinä on yksi venttiili, joka ohjaa molempia takapyöriä, ja yksi nopeusanturi, joka sijaitsee taka-akselissa. Tämä järjestelmä toimii samalla tavalla kuin kolmikanavaisen järjestelmän takaosa. Takapyöriä valvotaan yhdessä, ja niiden molempien on aloitettava lukkiutuminen ennen kuin ABS käynnistyy. Tässä järjestelmässä on myös mahdollista, että yksi takapyöristä lukkiutuu, mikä vähentää jarrutustehoa. Tämä järjestelmä on myös helppo tunnistaa, koska millekään pyörälle ei ole yksilöllisiä nopeusantureita.

Tehokkuus

Monashin yliopiston onnettomuustutkimuskeskuksen vuonna 2004 tekemässä australialaisessa tutkimuksessa todettiin, että ABS:

• Vähensi useiden auto -onnettomuuksien riskiä 18 prosenttia,
• Lisäsi maasto-onnettomuuksien riskiä 35 prosenttia.

Suurilla vetopinnoilla, kuten bitumilla tai betonilla , monet (vaikkakaan eivät kaikki) ABS-varustetuilla autoilla on jarrutusmatkoja parempi (eli lyhyempi) kuin ne, jotka olisivat mahdollisia ilman ABS: n hyötyä. Todellisissa olosuhteissa jopa valppaalla ja kokeneella kuljettajalla, jolla ei ole ABS: ää, olisi vaikeuksia sovittaa tai parantaa suorituskykyä tyypilliselle kuljettajalle modernilla ABS-ajoneuvolla. ABS vähentää kaatumisriskiä ja/tai törmäyksen vakavuutta. Suositeltava tekniikka ei-asiantunteville kuljettajille ABS-varustetussa autossa tyypillisessä täysjarrutustilanteessa on painaa jarrupoljinta mahdollisimman lujasti ja tarvittaessa ohjata esteiden ympäri. Tällaisissa tilanteissa ABS vähentää merkittävästi luistamisen ja hallinnan menetyksen mahdollisuutta.

Soralla, hiekalla ja syvällä lumessa ABS pyrkii pidentämään jarrutusmatkoja. Näillä pinnoilla lukitut pyörät kaivautuvat ja pysäyttävät ajoneuvon nopeammin. ABS estää tämän tapahtumasta. Jotkut ABS -kalibroinnit vähentävät tätä ongelmaa hidastamalla pyöräilyaikaa, jolloin pyörät lukittuvat ja avautuvat toistuvasti lyhyesti. Jotkut ajoneuvovalmistajat tarjoavat "off-road" -painikkeen, joka sammuttaa ABS-toiminnon. ABS: n ensisijainen hyöty tällaisilla pinnoilla on parantaa kuljettajan kykyä hallita autoa sen sijaan, että se ajaisi luisumaan, vaikka hallinnan menettäminen on todennäköisempää pehmeillä pinnoilla, kuten soralla tai liukkailla pinnoilla, kuten lumella tai jäätä. Erittäin liukkaalla pinnalla, kuten arkkijäällä tai soralla, on mahdollista lukita useita pyöriä kerralla, mikä voi estää ABS: n (joka perustuu kaikkien neljän pyörän vertailuun ja yksittäisten pyörien luistamisen havaitsemiseen). ABS: n saatavuus vapauttaa useimmat kuljettajat oppimasta kynnysjarrutuksesta.

Kesäkuussa 1999 National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) -tutkimus osoitti, että ABS lisäsi jarrutusmatkoja irtonaisella soralla keskimäärin 27,2 prosenttia.

NHTSA: n mukaan

"ABS toimii tavallisella jarrujärjestelmälläsi pumppaamalla niitä automaattisesti. Autoissa, joissa ei ole ABS -järjestelmää, kuljettajan on pumpattava jarrut manuaalisesti estääkseen pyörien lukkiutumisen. ABS -varustetuissa ajoneuvoissa jalkasi tulee olla tukevasti jarrupolkimen päällä, kun ABS pumppaa jarrut puolestasi, jotta voit keskittyä ohjaamiseen turvallisesti. "

Kun jotkut aikaisemmat ABS -laitteet olivat aktivoituna, jarrupoljin sykkyi huomattavasti. Koska useimmat kuljettajat harvoin tai eivät jarruta tarpeeksi voimakkaasti aiheuttaakseen jarrujen lukkiutumisen ja kuljettajat eivät yleensä lue ajoneuvon käyttöopasta, tämä ei välttämättä ole havaittavissa ennen hätätilannetta. Jotkut valmistajat ovat siksi ottaneet käyttöön jarrutusapujärjestelmän , joka määrittää kuljettajan yrittävän "paniikkipysähdystä" (havaitsemalla, että jarrupoljin painettiin hyvin nopeasti, toisin kuin tavallinen pysäytys, jossa poljinpainetta nostetaan yleensä vähitellen. seurata nopeutta, kun kaasupoljin vapautettiin, ja/tai kaasupolkimen vapauttamisen ja jarrutuksen välistä aikaa) ja järjestelmä lisää automaattisesti jarrutusvoimaa, jos paine ei ole riittävä. Kova tai paniikkinen jarrutus kuoppaisilla pinnoilla, koska pyörien nopeuden muuttumisesta johtuvat kuoppia aiheuttavat kuormat voivat myös laukaista ABS: n, mikä saattaa joskus aiheuttaa järjestelmän siirtymisen jäätilaan, jossa järjestelmä rajoittaa vakavasti suurinta käytettävissä olevaa jarrutusvoimaa. Siitä huolimatta ABS parantaa kuljettajien turvallisuutta ja hallittavuutta merkittävästi useimmissa tietilanteissa.

Lukkiutumattomat jarrut ovat joissakin kokeissa, jotka keskittyvät riskin kompensointiteoriaan , jonka mukaan kuljettajat mukautuvat ABS: n turvallisuusetuihin ajamalla aggressiivisemmin. Eräässä Münchenissä tutkimuksessa puoli laivaston taksit oli varustettu lukkiutumattomat jarrut, kun taas toinen puoli oli tavanomainen jarrujärjestelmä. Törmäysaste oli olennaisesti sama molemmilla ohjaamotyypeillä, ja Wilde päättelee tämän johtuvan siitä, että ABS-varusteisten ohjaamojen kuljettajat ottavat enemmän riskejä olettaen, että ABS huolehtii heistä, kun taas ei-ABS-kuljettajat ajoivat varovaisemmin ABS: n jälkeen ei olisi siellä avuksi vaarallisessa tilanteessa.

Insurance Institute for Highway Safety julkaissut tutkimuksen vuonna 2010 todettua moottoripyörien ABS 37% vähemmän todennäköisesti mukana kohtalokas kaatuminen kuin mallit ilman ABS.

ABS moottoripyörissä

BMW K 1100 LT: n ABS -anturi

Hammaspyöräinen ABS-anturi. Nämä ovat BMW R1150GS: n etujarrulevyt. Hammas ABS -rengas osoittaa, että tämä pyörä on valmistettu ennen marraskuuta 2002.

Toinen hammaspyörän ABS-anturi. Tämä on BMW K75 -moottoripyörällä.

Moottoripyörässä lukkiutumaton jarrujärjestelmä estää kaksipyöräisen moottoripyörän pyörien lukkiutumisen jarrutustilanteissa . Pyörimisnopeusantureiden antamien tietojen perusteella ABS -yksikkö säätää jarrunesteen painetta pitääkseen pidon hidastuksen aikana onnettomuuksien välttämiseksi. Moottoripyörän ABS auttaa kuljettajaa ylläpitämään vakautta jarrutuksen aikana ja lyhentämään jarrutusmatkaa. Se tarjoaa pitoa myös vähäkitkaisilla pinnoilla. Vaikka vanhemmat ABS -mallit ovat peräisin autoista, viimeaikainen ABS on tutkimuksen tulos, joka on suunnattu moottoripyörien erityispiirteisiin koon, painon ja toiminnallisuuden osalta. Kansalliset ja kansainväliset järjestöt arvioivat moottoripyörän ABS: ää tärkeäksi tekijäksi turvallisuuden lisäämiseksi ja moottoripyöräonnettomuuksien määrän vähentämiseksi. Euroopan komissio hyväksyi lain vuonna 2012, joka on tehnyt sovittimen ABS kaikille uusille moottoripyörille yli 125 cm ³ on pakollista 1. tammikuuta 2016. Consumer Reports sanoi 2016, että "ABS on yleisesti tarjolla suuria, kalliita malleja, mutta se on ollut leviää useisiin lähtötason urheilupyöriin ja keskikokoisiin polkupyöriin ".

Moottoripyörän ABS -historia

Vuonna 1988 BMW esitteli sähköisen/ hydraulisen ABS-moottoripyörän, kymmenen vuotta sen jälkeen, kun Daimler Benz ja Bosch julkaisivat ensimmäisen nelipyöräisen ajoneuvon ABS-sarjan. Moottoripyörien BMW K100 -sarja oli mahdollisesti varustettu ABS, joka lisättiin 11 kg pyörä. Se kehitettiin yhdessä FAG Kugelfischerin kanssa ja sääteli jarrupiirien painetta männän männän kautta . Japanilaiset valmistajat seurasivat ABS -lisävarusteella vuoteen 1992 mennessä Honda ST1100: ssa ja Yamaha FJ1200: ssa .

Continental esitteli ensimmäisen moottoripyörän integroidun ABS: n (MIB) vuonna 2006. Se on kehitetty yhteistyössä BMW: n kanssa ja se painaa 2,3 kg. Ensimmäisen sukupolven moottoripyörän ABS painoi noin 11 kg. Nykyinen sukupolvi (2011), jonka Bosch esitteli vuonna 2009, painaa 0,7 kg (ABS -pohja) ja 1,6 kg (ABS -tehostettu) integroidulla jarrutuksella.

Perusperiaate

Pyörän nopeus anturit on asennettu etu- ja takapyörän mittaa jatkuvasti pyörimisnopeutta kunkin pyörän ja toimittaa tämän tiedon kohteena on elektroninen ohjausyksikkö (ECU). ECU havaitsee kaksi asiaa: 1) jos yhden pyörän hidastuvuus ylittää kiinteän kynnyksen ja 2) nouseeko kummankin pyörän tietojen perusteella laskettu jarruliike tietyn prosenttiosuuden yläpuolelle ja siirtyy epävakaalle alueelle. Nämä osoittavat lukituspyörän suuren mahdollisuuden. Näiden epäsäännöllisyyksien mittaamiseksi ECU ilmoittaa hydrauliyksikölle pitämään paineen tai vapauttamaan sen. Kun signaalit osoittavat paluun vakaalle vyöhykkeelle, painetta nostetaan uudelleen. Aiemmat mallit käyttivät mäntää nesteen paineen säätämiseen . Viimeisimmät mallit säätelevät painetta avaamalla ja sulkemalla magneettiventtiilit nopeasti . Vaikka perusperiaate ja arkkitehtuuri on siirretty henkilöautojen ABS: stä, tyypillisiä moottoripyörän ominaisuuksia on otettava huomioon kehittämis- ja sovellusprosesseissa. Yksi ominaisuus on dynaamisen pyöränkuorman muutos jarrutuksen aikana. Henkilöautoihin verrattuna pyörän kuorman muutokset ovat jyrkempiä, mikä voi johtaa pyörän nostoon ja kaatumiseen. Tätä voidaan tehostaa pehmeällä suspensiolla. Jotkut järjestelmät on varustettu takapyörän nostovaimennuksella. Kun mahdollisen takapotkun ilmaisimet havaitaan, järjestelmä vapauttaa jarrupaineen etupyörästä tämän toiminnan estämiseksi. Toinen ero on se, että moottoripyörän tapauksessa etupyörä on vakauden kannalta paljon tärkeämpi kuin takapyörä. Jos etupyörä lukittuu 0,2–0,7 sekunnin välein, se menettää gyrostaattiset voimat ja moottoripyörä alkaa värähtää, koska pyörän kosketuslinjaan kohdistuvat sivuvoimat lisääntyvät. Moottoripyörä muuttuu epävakaaksi ja putoaa.

Lukkiutumaton jarrujärjestelmä (ABS)

Mäntäjärjestelmät : Tämän järjestelmän paineenpoisto toteutetaan jousijännitetyn männän liikkeen avulla. Kun paine on vapautettava, lineaarimoottori vetää männän mäntää taaksepäin ja avaa enemmän tilaa nesteelle. Järjestelmää käytettiin esimerkiksi BMW: n ABS I: ssä (1988) ja ABS II: ssa (1993). ABS II erosi kooltaan ja akselille asennettiin elektronisesti ohjattu kitkakytkin männän sijasta. Muut siirtymäanturit tallentavat männän matkaetäisyyden, jotta ohjausyksikkö voi säätää tarkemmin. Honda käyttää tätä painemodulaatiojärjestelmää myös suurissa urheilu- ja matkailupyörissä .

Venttiili- ja pumppujärjestelmät : Pääosat, jotka kuuluvat paineensäätöjärjestelmään, ovat magneettiventtiilit tulo- ja poistoventtiilit, pumppu, moottori ja varaajat/säiliöt. Venttiilien lukumäärä vaihtelee mallittain lisätoimintojen ja jarrukanavien lukumäärän vuoksi. ECU: n tulon perusteella kelat käyttävät tulo- ja poistoventtiilejä. Paineen vapauttamisen aikana jarruneste varastoidaan akkuihin. Tässä avoimen järjestelmän lähestymistavassa neste tuodaan sitten takaisin jarrupiiriin pumpun kautta, jota käyttää moottori, joka tuntuu jarruvivun sykkeen kautta.

Yhdistetty jarrujärjestelmä (CBS)

Poiketen autoista tai junista, moottoripyörän taka- ja etupyöriä ohjataan erikseen. Jos kuljettaja jarruttaa vain yhdellä pyörällä, tämä jarrullinen pyörä lukittuu nopeammin kuin jos molemmat jarrut olisivat olleet käytössä. Yhdistetyn jarrujärjestelmä siis jakaa jarrutusvoiman myös ei-jarruttavaan pyörään alentaa mahdollisuutta lock-up, lisäys hidastuvuus ja vähentää jousitus kentällä.

Yhdellä [taka] CBS: llä takajarruun (polkimeen) kohdistuva jarrupaine jakautuu samanaikaisesti etupyörään. Hidastusventtiili katkaisee hydraulipaineen varmistaakseen, että vain voimakkaan jarrutuksen yhteydessä paine syntyy myös etupyörään. Hondan ensimmäinen katupyörä, jossa oli yhdistetty jarrujärjestelmä (silloinen nimi Unified Braking), oli vuoden 1983 GL1100 . Tämä järjestelmä on peräisin 1970 -luvun RCB1000 -maailman kestävyyskilpapyörästä.

Suurempien mallien kaksi edessä levyjen käyttää dual CBS System. Järjestelmän asensi ensimmäisen kerran Moto Guzzi vuonna 1975. Täällä edessä oleva jarrupaine kohdistuu myös takapyörään ja päinvastoin. Jos etuvipua käytetään, paine kasvaa neljässä kuudesta astiasta edessä olevissa 2 jarrusatulalla. Etupyörän toissijainen pääsylinteri jakaa jäljellä olevan paineen takapyörälle suhteellisen säätöventtiilin kautta ja vaikuttaa kahteen kolmesta jarrusatulasta. Jos takajarruun kohdistetaan voimakas jarrutusvoima, se jakautuu myös kahteen etupyörän kuudesta ruukusta. Nykyaikaisemmassa kaksois -CBS -järjestelmässä käytetään etu- ja taka -jarrusatulat (ja kaikki ruukut) esiasetetun etu- ja takakuormasuhteen mukaan. Mittasuhteita hallittiin alun perin monimutkaisilla täyshydraulisilla järjestelmillä, jotka yhdistävät etu- ja takaosan kiinteällä viiveellä tai havaitsemalla painojakauman muutokset. Jo vuonna 2001 BMW esitteli sähköhydraulisen järjestelmän.

CBS ja ABS

CBS auttaa vähentämään pyörien lukkiutumisen ja putoamisen vaaraa, mutta tietyissä tilanteissa on mahdollista, että CBS aiheuttaa putoamisen. Jos jarrutuspaine jakautuu takapyörältä etupyörälle ja pintojen kitka muuttuu yhtäkkiä (lätäkkö, jää kadulla), etupyörä saattaa lukkiutua, vaikka vain takajarru olisi kytketty. Tämä johtaisi vakauden menetykseen ja kaatumiseen. Siksi CBS on yhdistetty ABS: ään tämän välttämiseksi moottoripyörässä. Erilaiset lähestymistavat ovat mahdollisia tämän yhdistelmän toteuttamiseksi: Ilman aktiivista painetta Kerää yksi versio: Kolmas lisäkanava yhdistää takapyöräpiirin viiveventtiilin kautta etujarruun. Voimakas jarrupaine takapyörässä (tai molemmissa pyörissä) paineistaa molempia jarrupiirejä, mutta tämä paine säädetään pyörän nopeuden ja jarrutuksen mukaan.

Kaksoisversiossa Hondas Dual CBS yhdistetään toissijaiseen pääsylinteriin ja suhteelliseen säätöventtiiliin [männän ABS: llä]. Modulaattori säätää jokaisen paineen aktiivisen paineen muodostumisen myötä Vuonna 2009 Honda esitteli elektronisen ohjatun yhdistetyn ABS: n korkean suorituskyvyn polkupyöriä, joissa käytetään lankajarrutekniikkaa. Kuljettajan jarrutulo mitataan paineanturilla ja tiedot toimitetaan ECU: lle. Yhdessä pyörän nopeusantureiden tietojen kanssa ECU laskee paineen optimaalisen jakautumisen lukkiutumisen estämiseksi ja parhaan mahdollisen hidastuksen aikaansaamiseksi. Tämän lähdön perusteella jokaisen pyörän moottori käyttää pumppua, joka rakentaa ja säätää pyörän jarrupainetta. Tämä järjestelmä tarjoaa nopean reaktioajan, koska lankajarru toimii.

Continental Tevesin MIB (moottoripyörän kiinteä jarrutusjärjestelmä) ja Boschin parannetun moottoripyörä -ABS: n eCBS (elektroninen CBS) ovat seurausta toisesta lähestymistavasta. Nämä järjestelmät perustuvat pumpun ja venttiilin lähestymistapaan. Lisäventtiilien, vahvempien pumppujen ja tehokkaamman moottorin ansiosta järjestelmä voi lisätä aktiivisesti painetta. Pyöräilijän tulopaine mitataan vivun ja polkimen paineanturilla. Pumppu muodostaa lisäpaineen ajo -olosuhteiden mukaan. Osittain integroitu järjestelmä on suunniteltu toimimaan vain yhteen suuntaan: edessä → takana tai takana → edessä. Täysin integroitu järjestelmä toimii molempiin suuntiin.

Koska nämä järjestelmät ovat elektronisesti ohjattuja ja pystyvät lisäämään painetta aktiivisesti, ne tarjoavat mahdollisuuden säätää moottoripyörän jarrutuskäyttäytymistä kuljettajan mukaan. Kokeneet ajajat voivat kytkeä CBS: n ja ABS: n pois päältä, ja myös eri säätötilat, joissa on korkeammat ja alemmat kynnykset, voidaan valita, kuten sade- tai liukastila BMW S1000RR: ssä.

Turvallisuus ja lainsäädäntö

Turvallisuus

Insurance Institute for Highway Safety (iihs) toteutti tutkimuksen vaikuttavuudesta ABS moottoripyörien ja tuli siihen tulokseen, että moottoripyörät yli 250 cm ³ ilman ABS ovat 37 prosenttia todennäköisemmin kuolemaan johtaneita kaatumisia ja tutkimus Ruotsin tielaitoksen Hallinto tuli siihen johtopäätökseen, että 48 prosenttia kaikista vakavista ja kuolemaan johtaneista yli 125 cm ^{3: n} moottoripyöräonnettomuuksista voitaisiin välttää moottoripyörän ABS: n vuoksi.

Nämä tutkimukset aiheutti EU: n komissio aloittaa lainsäädäntöprosessin vuonna 2010, että hyväksyttiin vuonna 2012 ja johti ABS moottoripyörien yli 125 cm ³ tulossa pakolliseksi vuodesta 2016 alkaen. Organisaatiot, kuten Fédération Internationale de l'Automobile ja Institute of Advanced Motorists (IAM), vaativat tämän lainsäädännön täytäntöönpanoa jo vuonna 2015. Toisaalta jotkut moottoripyöräilijät protestoivat pakollista ABS -järjestelmää vastaan ​​kaikille polkupyörille, koska ne vaativat mahdollisuus sammuttaa järjestelmä, maastossa tai muista syistä. Vuonna 2011 Yhdistyneet Kansakunnat (YK) aloitti liikenneturvallisuutta koskevan vuosikymmenen . Päätavoitteena on pelastaa 5 miljoonaa henkeä vuoteen 2020 mennessä maailmanlaajuisella yhteistyöllä. Yksi osa niiden maailmanlaajuista suunnitelmaa on: Edistää törmäysten välttämisteknologioiden, kuten elektronisen ajonvakautusjärjestelmän ja lukkiutumattomien jarrutusjärjestelmien, yleistä käyttöönottoa moottoripyörissä todistetusti tehokkaasti .

Vuonna 2000 brittiläisen tutkimuksen mukaan ABS ei toiminut täysin, koska ihmiset eivät ymmärtäneet sen toimintaa.

Lait ja määräykset

ABS vaaditaan kaikissa uusissa henkilöautoissa, joita myydään EU: ssa vuodesta 2004. Yhdysvalloissa NHTSA on valtuuttanut ABS: n yhdessä elektronisen ajonvakautusjärjestelmän kanssa FMVSS 126 -säännösten mukaisesti 1. syyskuuta 2012.

YK: n sääntöä nro 78, joka koskee luokkien L1, L2, L3, L4 ja L5 (moottoripyörät) jarrutusta, soveltavat Euroopan unioni, Venäjä, Japani, Turkki, Ukraina, Australia ja Yhdistynyt kuningaskunta.

Moottoripyöräjarrujärjestelmiin liittyvää maailmanlaajuista teknistä määräystä numero 3 sovelletaan Kanadassa, Euroopan unionissa, Japanissa, Venäjällä ja Yhdysvalloissa.

Katso myös

•  Teknologiaportaali
• Vasemman jalan jarrutus
• Hätäjarrutusapu tai jarrutusavustin (BAS)

Lue lisää

• Mayersohn, Norman S. (elokuu 1988). Lukkiutumattomat jarrut vihdoinkin . Suosittu mekaniikka . Haettu 2013-04-18 .
• Brown, Stuart F. (toukokuu 1987). Moottoripyörien lukkiutumattomat jarrut . Suosittu tiede . Haettu 2013-04-18 .

Viitteet

Ulkoiset linkit

• Media liittyvät lukkiutumattomien jarrujen järjestelmät osoitteessa Wikipedia