Młody Technik Układ przeciwblokujący hamulce ABS Maj 2001
Trzy litery ABS ostatnio zrobiły karierę w publikacjach z zakresu motoryzacji. Spotyka się je
bardzo często i można odnieść wrażenie, że to panaceum na wszelkie kłopoty związane z
prowadzeniem pojazdu. ABS jest skrótem literowym nazw; Anti-lock Brake System, i Anti
Blocking System. Oznacza system zapobiegający blokowaniu kół podczas zbyt intensywnego
hamowania.
Aby przedstawić układ ABS trzeba rozpocząć od układu hamulcowego w ogóle. Umożliwia
on zmniejszenie prędkości jazdy oraz zatrzymanie pojazdu w określonym miejscu. Hamulce
służą też do unieruchomienia pojazdu pozostawionego na postoju. Ostatnią z wymienionych
funkcji w samochodach osobowych zazwyczaj spełnia tzw. hamulec pomocniczy, często
nazywany ręcznym (chociaż nie jest to regułą), gdyż jest uruchamiany dz
wignią, która za
pośrednictwem cięgien powoduje zadziałanie mechanizmów bębnowych lub tarczowych.
Inaczej niż hamulec pomocniczy działa hamulec główny, nazywany zasadniczym. Jest
uruchamiany nożnie, a czynnikiem powodującym zadziałanie mechanizmów hamulcowych
przy kołach jezdnych jest płyn hamulcowy popularnie nazywany hydrolem. Płyn ten znajduje
się w przewodach biegnących od pompy hamulcowej, połączonej z pedałem hamulca, do
cylinderków znajdujących się przy mechanizmach każdego z kół jezdnych. W celu
zmniejszenia ryzyka powstałego w związku z nieszczelnością przewodów, od 1970 r.
wprowadzono normy bezpieczeństwa wymagające stosowanie układów hamulcowych o co
najmniej dwóch niezależnych obwodach.
1
Wiemy już jak sterowane są hamulce, czyli mechanizmy hamulcowe przy kołach jezdnych.
Warto teraz przypomnieć, że zasada działania tych mechanizmów polega na wykorzystaniu
zjawiska tarcia między dociskanymi elementami, np. szczęki hamulcowe dociskane są do
bębnów hamulcowych obracających się razem z kołem jezdnym.
Kierowca naciskając pedał hamulca powoduje dociśnięcie do siebie elementów mechanizmów
hamulcowych i jeśli siła hamowania tych mechanizmów będzie większa niż siła tarcia opony
o nawierzchnię, nastąpi zablokowanie kół jezdnych, one przestaną obracać się.
Poślizg zablokowanych kół jest bardzo niekorzystny, nie tylko wydłuża drogę hamowania, ale
i stwarza ryzyko utraty zamierzonego kierunku jazdy. W takich sytuacjach samochód nie
reaguje na ruchy kierownicą i ślizga się na zablokowanych kołach w kierunku wypadkowej sił
działających na jego środek masy.
Doświadczeni kierowcy, broniąc się przed zablokowaniem kół, stosują metodę tzw.
pulsacyjnego hamowania, polegającą na cyklicznym nacisku pedału hamulca bez
przetrzymywania go po naciśnięciu. Jednak warunki, w jakich porusza się samochód są
bardzo zróżnicowane; różny stan nawierzchni, różne obciążenie pojazdu i różne sytuacje
drogowe. Zachowanie się wszystkich hamowanych kół jest więc bardzo trudne do
opanowania przez kierowcę. Poza tym mniej doświadczeni kierowcy w groz
nych sytuacjach
reagują przez wciśnięcie pedału do "deski" i utrzymywanie go aż ... do wystąpienia wypadku.
Wciśnięcie pedału do końca jest ułatwione dlatego, że układ hamulcowy wyposażono w
urządzenie wspomagające.
2
Zapobiegając wyżej wymienionym zjawiskom, do układu hydraulicznego ze wspomaganiem
dodano urządzenie ABS. Przy każdym kole jezdnym umieszczono czujnik elektroniczny,
który zbiera sygnały dotyczące prędkości obrotowej koła. Informacje te przekazywane są do
komputera sterującego i tam analizowane. Gdy koło zatrzyma się, komputer powoduje, że w
tym momencie otwiera się zawór umiejscowiony przy pompie hamulcowej, zmniejszone
zostaje ciśnienie płynu w układzie i tym samym zwolniony docisk okładzin ciernych do tarczy
lub bębna hamulcowego - na moment zanika więc siła hamowania i koło zaczyna się obracać.
Proces zwalniania i dociskania okładzin ciernych odbywa się wielokrotnie, nawet do około 10
razy w ciągu jednej sekundy, trwa dopóki kierowca nie zwolni pedału hamulca lub do
zatrzymania się samochodu. Awaria układu ABS sygnalizowana jest kontrolką na desce
rozdzielczej a jego działanie pulsowaniem pedału hamulca w czasie naciskania.
System ABS sprawia, że każde koło jezdne sterowane jest oddzielnie. Oznacza to możliwość
bezpiecznego hamowania na przykład prawymi kołami po betonie o dużym współczynniku
przyczepności, a lewymi po lodzie. W takich warunkach naciśnięcie pedału hamulca nie
spowoduje zablokowania kół i w wyniku tego obrócenie się samochodu. Wymagania takie
zawarte są w normach europejskich dopuszczających pojazdy do ruchu. Wymagania dotyczą
pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej powyżej 3500 kg, które muszą być wyposażone
w skutecznie działający układ ABS.
Zadaniem ABS jest nie tylko zmniejszenie długości drogi hamowania lecz przede wszystkim
utrzymanie kierowalności i stabilności ruchu hamowanego pojazdu. Pamiętać jednak należy,
że skuteczność działania ABS jest ograniczona. Na przykład nie wolno zbyt intensywnie
hamować na łuku drogi, gdy jedziemy z nadmierną prędkością. Wiedzieć też trzeba, że układ
ABS nie skróci nam w sposób "cudowny" drogi hamowania na śliskiej nawierzchni, raczej
pomoże ominąć przeszkodę.
3
Nowoczesne układy ABS współpracują z systemami; ASR (Antriebs Schlupf Regelung) -
zapobiegającym zerwaniu przyczepności kół napędowych przy ruszaniu z miejsca lub
przyspieszaniu oraz ESP (Electronic Stability Program) - kontrolującym stateczność pojazdu
w kierunku poprzecznym i stabilizującym tor jazdy.
Układy zapobiegające blokowaniu kół podczas hamowania nie są nowym wynalazkiem.
Pierwsze pomysły ich opracowania pochodzą z lat 20. ubiegłego wieku, a w 1948 r. ABS
zastosowano w samolotach. Nie były to jednak dojrzałe pomysły i dopiero pojawienie się
elektronicznych systemów sterujących zapoczątkowało szybki rozwój ABS. Pierwszy na
świecie system ABS z przeznaczeniem do samochodów osobowych wszedł do produkcji
seryjnej w 1978 r. - jego twórcą była firma Bosch, dzisiaj największy dostawca tych systemów
na świecie.
Zdzisław Podbielski
fot. Bosch i Fiat
4