ABS: cel i zasada działania

Jeden z pierwszych układów ABS: Bosch ABS 2

Jeden z pierwszych układów ABS: Bosch ABS 2

System ABS jest czasami całkowicie błędnie nazywany systemem antypoślizgowym. Naprawdę jego rola jest inna — ma utrzymywać poślizg kół na pewnym, ściśle określonym poziomie. Do czego potrzebny jest poślizg i dlaczego ma mieć określoną wartość? O tym w dalszej części tekstu.

Zadania układu ABS:

  1. zapobieganie utracie stabilności samochodu podczas hamowania,
  2. zapewnianie kierowalności podczas hamowania,
  3. skrócenia drogi hamowania.

Trzeci punkt jest najmniej ważny i czasami, z uwagi na priorytety (1 i 2), nie jest osiągany.

Spójrzmy na wykres:

Przedstawia on siły przenoszone przez oponę w zależności od poślizgu. Poślizg wzdłużny koła podczas hamowania definiujemy jako:
poślizg = (prędkość samochodu — prędkość obwodowa koła) / (prędkość samochodu) * 100%

Łatwo zauważyć, że gdy koło będzie miało tę samą prędkość co samochód to poślizg wyniesie 0%, gdy koło się zatrzyma (zablokuje) to 100%. Skupmy się najpierw na niebieskiej krzywej określającej stosunek siły wzdłużnej do nacisku na koło — czasami nazywany współczynnikiem przyczepności1 wzdłużnej. Widzimy, że przy poślizgu 0%, opona nie przenosi żadnej siły2. Czyli nie zachodzi hamowanie. Z najskuteczniejszym hamowaniem mamy do czynienia w punkcje A. Jednocześnie siła poprzeczna (krzywa czerwona) jest na tyle wysoka, że zapewnia możliwość skręcania samochodem.

Zobacz również: Tylko na Autokult.pl

Wspaniale, to wciskajmy pedał tak by utrzymywać się na punkcie A! Problem w tym, że jeśli choć minimalnie przekroczymy ten punkt to siła wzdłużna zacznie spadać. Tymczasem nacisk na tarcze hamulcowe pozostanie ten sam (trzymamy pedał w tej samej pozycji) i koło zostanie zatrzymane. Znajdziemy się wtedy w punkcie B, gdzie no dość, że hamowanie jest mniej skuteczne, to jeszcze tracimy możliwość kierowania pojazdem - siła poprzeczna zbliżona jest do zera. Samochód może wtedy też utracić stabilność, szczególnie gdy zablokowaniu ulegną koła osi tylnej.

Prawdziwość tego wykresu można udowodnić na przykładzie korka od butelki. Łatwiej go wyciągnąć (siła poprzeczna) jednocześnie obracając (poślizg wzdłużny).

ABS wkracza do akcji

Nie ma kierowcy o tak szybkiej reakcji by potrafił cofnąć pedał (po przekroczeniu A) nim poślizg dojdzie do punktu B. Elektronika potrafi sobie z tym poradzić.
ABS próbuje utrzymać poślizg na poziomie rzędu 10–30% procent — na wykresie oznaczono to pogrubioną niebieską linią. Koło nieustanie zwalnia i przyspiesza, tak by odległość od punktu A była jak najmniejsza.

Elementy składowe
Na ABS składają się:

  • czujniki prędkości kół (przy każdym z kół), najczęściej magnetoindukcyjne, współpracujące z tarczami zębatymi przy kołach lub specjalnymi łożyskami,
  • modulatory ciśnienia — obecnie najczęściej indywidualne dla każdego z kół,
  • sterownik zarządzający systemem.
Współczesny zintegrowany Bosch ABS 8.1

Obecnie modulatory zostały zintegrowane wraz ze sterownikiem w pojedynczej obudowie.

Czy ABS zawsze skraca drogę hamowanie?

Nie zawsze. Są luźne nawierzchnie typu śnieg, piach, gdzie punkt B z naszego wykresu leży wyżej niż A. Wtedy bardziej opłacalne jest zablokowanie kół.
Również gdy podczas hamowania lewe i prawe koła toczą się po różnych nawierzchniach może dość do wydłużenie drogi hamowania. Dla przykładu: lewe koła znajdują się na asfalcie, prawe na poboczu. Bez ABS można by zablokować prawe jednocześnie lepiej wykorzystując siłę hamowania lewych. Wtedy jednak może dojść do zarzucenia pojazdu. ABS ograniczy siłę hamowania i wydłuży jego drogę, ale zapewni znacznie lepszą stabilność pojazdu.

Problem z odczytem prędkości

ABS powinien znać poślizg koła. Problem w tym, że kiedy wszystkie cztery koła są hamowane to z żadnego z nich nie można odczytać prędkości pojazdu.
ABS musi wtedy posiadać specjalny algorytm przewidujący prędkość samochodu na bazie zachowania kół lub współpracować z akcelorometrem mierzącym opóźnienie samochodu. W tym drugim przypadku znając prędkość samochodu sprzed hamowania i całkując opóźnienie możemy wyliczyć aktualną prędkość.

Polski akcent

Mało znanym faktem jest to, że w Polsce opracowywano systemy ABS zarówno dla samochodów osobowych jak i ciężarowych. Próby dowodzące jego skuteczności przeprowadzano już na Fiacie 125p. Smaczku dodaje fakt, że wtedy sami Włosi (Fiat) nie produkowali samochodów z ABS.

1. Pomiędzy oponą a nawierzchnią.

2. Zawsze gdy hamujemy, przyspieszamy czy skręcamy zachodzi poślizg — zwykle tak mały (1–2%), że niezauważalny dla kierowcy. Stąd określenie "wpaść w poślizg" nie jest prawidłowe. Najczęściej gdy go używamy mamy do czynienia z pracą opony w nieastabilnej części charakterystyki — w przypadku hamowania pomiędzy punktami A i B.

Zobacz więcej artykułów z serii: Bezpieczeństwo

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Poradniki i mechanika:

Leki zaburzające zdolność prowadzenia pojazdu [poradnik] Regeneracja wtryskiwaczy Common Rail Smarowanie mechanizmów różnicowych - czy wymiana oleju jest konieczna? Eksploatacja świec zapłonowych – ocena wyglądu świecy Łańcuchy tekstylne - lepsza alternatywa dla stalowych? Świece zapłonowe - budowa i zasada działania Jak eksploatować samochód z instalacją gazową? Tramwaj czy auto - kto ma pierwszeństwo? Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia - ciecze magnetoreologiczne Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia - sterowanie zaworami elektromagnetycznymi Porównanie napędu Mazda SKYACTIV kontra Škoda TSI&DSG Opony zimowe - na co zwrócić uwagę Škoda Octavia 1,2 TSI - którą wersję silnika i jaką skrzynię lepiej wybrać? Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia Jak dbać o oświetlenie pojazdu? Jaka prędkość na autostradzie jest najlepsza? Strefa ruchu i strefa zamieszkania - czym się różnią? Dlaczego opona zimowa lepiej sprawdza się podczas zimy? Jak kupować używane auto z instalacją LPG? – strona techniczna Czujniki ciśnienia w oponach TPMS – jak to działa? Czy zakup oszczędnego silnika się zwróci? Wtryskiwacze Common Rail – zasada działania Jak zabezpieczyć auto przed solą? Światła w samochodzie - kiedy włączyć jakie?

Popularne w tym tygodniu:

Marki, których samochody najczęściej mają problemy ze skrzynią biegów Jak zapobiec wcześniejszemu zużyciu łożysk kół? Ich wymiana kosztuje coraz więcej i jest coraz trudniejsza Kary i mandaty z zagranicy: kiedy nie warto płacić? Standardowy silnik czy dopłata za mocniejszy? Zobacz, jak producenci aut łatwo zarabiają Uważaj na głębokie kałuże! Łatwo poważnie uszkodzić auto i zapłacić kilka tysięcy złotych za naprawę Jak skleić, polakierować i pomalować zderzak w samochodzie? Ile oleju wlewać do silnika i jak wybrać najlepszy? Jak działa i jak sprawdzić regulator napięcia? Jak prawidłowo zapiąć pas bezpieczeństwa oraz jak odblokować i naprawić uszkodzony pas? Jak naprawić błotnik? Usuwanie rdzy, klepanie i reperaturka błotnika Jak hamować silnikiem i czy warto to robić? Jak naprawić karoserię? Sposoby na rysy, rdzę, dziury i wgniecenia