Антиблокировочная система - Anti-lock braking system

Для использования в других целях см. ABS (значения).
Символ для ABS
Тормоза с АБС на мотоцикле BMW

An антиблокировочная система (АБС) это безопасность анти-занос тормозная система, используемая на самолет и на суше автомобили, такие как легковые автомобили, мотоциклы, грузовые автомобили, и Автобусы.[1] ABS работает, предотвращая колеса от блокировки во время торможение, тем самым поддерживая тяговый контакт с поверхностью дороги и позволяющий водителю сохранять больший контроль над транспортным средством.

АБС - это автоматизированная система, использующая принципы пороговое торможение и торможение каденсом, методы, которые когда-то практиковались умелыми водителями до того, как ABS получила широкое распространение. АБС работает намного быстрее и эффективнее, чем могло бы управлять большинство водителей. Хотя ABS обычно обеспечивает улучшенный контроль над автомобилем и уменьшает тормозной путь на сухих и некоторых скользких поверхностях, на рыхлых гравийных или заснеженных поверхностях ABS может значительно увеличить тормозной путь, при этом улучшая рулевое управление.[2][3][4] С тех пор, как в серийных автомобилях была внедрена АБС, такие системы становились все более сложными и эффективными. Современные версии могут не только предотвращать блокировку колес при торможении, но также могут изменять смещение передних тормозов к задним. Эта последняя функция, в зависимости от ее конкретных возможностей и реализации, называется по-разному. электронное распределение тормозного усилия, система контроля тяги, крайняя необходимость тормозной ассистент, или электронный контроль устойчивости (ESC).

История

Ранние системы

Концепция ABS предшествовала современным системам, которые были представлены в 1950-х годах. В 1908 году, например, Дж. Э. Фрэнсис представил свой «Регулятор предотвращения скольжения для рельсовых транспортных средств».[5]

В 1920 году французы автомобиль и пионер авиации Габриэль Вуазен экспериментировал с системами, которые регулировали гидравлическое тормозное давление на тормозах его самолета, чтобы снизить риск проскальзывания шин. Эти системы использовали маховик и клапан, прикрепленный к гидравлической линии, питающей тормозные цилиндры. Маховик прикреплен к барабану, который движется с той же скоростью, что и колесо. При обычном торможении барабан и маховик должны вращаться с одинаковой скоростью. Однако, когда колесо замедляется, барабан будет делать то же самое, заставляя маховик вращаться с большей скоростью. Это заставляет клапан открываться, позволяя небольшому количеству тормозной жидкости проходить в обход главного цилиндра в местный резервуар, снижая давление в цилиндре и отпуская тормоза. Использование барабана и маховика означало, что клапан открывался только при вращении колеса. При тестировании было отмечено 30% улучшение характеристик торможения, поскольку пилоты немедленно задействовали полный тормоз вместо того, чтобы медленно увеличивать давление, чтобы найти точку заноса. Дополнительным преимуществом было устранение сгоревших или лопнувших шин.[6]

Впервые система АБС получила должное признание позже, когда немецкий инженер Карл Вессель, система регулирования тормозной мощности была официально запатентована в 1928 году. Вессель, однако, так и не разработал рабочий продукт, и тоже Роберт Бош который получил аналогичный патент восемь лет спустя.[5]

К началу 1950-х гг. Данлоп Максарет Система противоскольжения широко использовалась в авиации Великобритании, на таких самолетах, как Авро Вулкан и Хэндли Пейдж Виктор, Виккерс Виконт, Vickers Valiant, Английский Electric Lightning, Комета де Хэвилленда 2c, de Havilland Sea Vixen, а затем самолеты, такие как Vickers VC10, Hawker Siddeley Trident, Hawker Siddeley 125, Hawker Siddeley HS 748 и производный British Aerospace ATP, и BAC One-Eleven, а голландцы Fokker F27 Дружба (который необычно имел пневматическую систему Dunlop высокого давления (200 бар) вместо гидравлики для торможения, поворота носового колеса и уборки шасси), оснащенный Maxaret в стандартной комплектации.[7] Maxaret, сокращая тормозной путь до 30% в обледенелых или влажных условиях, также увеличивал срок службы шин и имел дополнительное преимущество, позволяющее выполнять взлет и посадку в условиях, которые вообще исключали бы полеты на самолетах, не оборудованных Maxaret.

В 1958 г. Роял Энфилд Супер Метеор мотоцикл использовался Лаборатория дорожных исследований для проверки антиблокировочного тормоза Maxaret.[8] Эксперименты показали, что антиблокировочная система тормозов может быть очень полезной для мотоциклов, у которых занос является причиной высокой доли аварий. В большинстве тестов тормозной путь был сокращен по сравнению с торможением при заблокированном колесе, особенно на скользкой поверхности, где улучшение могло достигать 30 процентов. Технический директор Enfield в то время, Тони Уилсон-Джонс, не видел большого будущего в этой системе, и компания не запустила ее в производство.[8]

Полностью механическая система ограниченно использовалась в автомобилях в 1960-х гг. Фергюсон P99 гоночный автомобиль Дженсен Ф.Ф., а экспериментальные полный привод Форд Зодиак, но не нашел дальнейшего использования; система оказалась дорогой и ненадежной.

Первая полностью электронная антиблокировочная тормозная система была разработана в конце 1960-х годов для Конкорд самолет.

Современная система ABS была изобретена Марио Палаццетти (известный как «Мистер АБС») в исследовательском центре Fiat и теперь входит в стандартную комплектацию каждого автомобиля. Система получила название Antiskid, и патент был продан компании Bosch, которая назвала ее ABS.[9]

Современные системы

Автомобиль с наклейкой сзади о наличии функций ABS и EBD.

Chrysler вместе с Bendix Corporation, представила компьютеризированную, трехканальную, четырехдатчиковую систему полного привода.[10] АБС назвали "Sure Brake" за свой 1971 г. Имперский.[11] После этого он был доступен в течение нескольких лет, работал по назначению и оказался надежным. В 1969 1/2, Ford представил антиблокировочную тормозную систему под названием «Sure-Track» на задние колеса автомобиля. Линкольн Континенталь Марк III и Ford Thunderbird, В качестве опции;[12] он стал стандартом в 1971 году.[13] Тормозная система Sure-Track была разработана с помощью Kelsey-Hayes. В 1971 г. Дженерал Моторс представил только заднее колесо "Trackmaster"[14] АБС как опция на их задний привод Кадиллак модели[15][16] и Oldsmobile Toronado.[17] В том же году, Nissan предложила EAL (Electro Anti-lock System), разработанную японской компанией Denso как вариант на Президент Nissan, который стал Япония Первая электронная АБС.[18]

1971: Имперский стал первым серийным автомобилем с четырехколесной антиблокировочной тормозной системой с компьютерным управлением. Toyota представила противоскользящие тормоза с электронным управлением на Toyota Crown.[19]В 1972 году полноприводный Триумф 2500 Поместья были оснащены Mullard электронные системы в стандартной комплектации. Однако такие автомобили были очень редкими и очень немногие сохранились до наших дней.

1971: Первое применение на грузовиках: система "Антислиттаменто", разработанная Fiat Veicoli Industriali и установлен на Fiat модель грузовика 691Н1.[20]

1976: WABCO начала разработку антиблокировочной тормозной системы для коммерческих автомобилей для предотвращения блокировки на скользкой дороге, за которой в 1986 году последовала электронная тормозная система (EBS) для большегрузных автомобилей.[21]

1978: Мерседес-Бенц W116 В качестве одной из первых использовалась электронная четырехколесная многоканальная антиблокировочная тормозная система (АБС) от Bosch как вариант с 1978 г.

1982: Honda представила многоканальные тормоза с электронным управлением ALB (Anti Lock Brakes) в качестве опции для второго поколения Prelude, запущенного во всем мире в 1982 году. Дополнительная информация: Генеральный агент Honda в Норвегии требовал, чтобы все Prelude для норвежского рынка имели Система ALB входит в стандартную комплектацию, благодаря чему Honda Prelude станет первым автомобилем, поставляемым в Европу с АБС в стандартной комплектации. Норвежский генеральный агент также включил в стандартную комплектацию в Норвегии люк и другие опции, добавив бренду Honda еще большей роскоши. Однако из-за норвежской налоговой системы хорошо оборудованный автомобиль стал очень дорогим, а продажи пострадали из-за высоких затрат. С 1984 года система ALB, а также другие дополнительные функции от Honda перестали быть стандартной функцией в Норвегии.

В 1985 г. Ford Scorpio была представлена ​​на европейском рынке с электронной системой Teves в стандартной комплектации. За это модель была удостоена вожделенного Европейский автомобиль года Награда 1986 года, получившая очень положительную оценку автомобильных журналистов. После этого успеха Ford начал исследования антиблокировочных систем для остальной части своего ассортимента, что побудило других производителей последовать их примеру.

С 1987 года ABS входит в стандартную комплектацию всех автомобилей Mercedes Benz.[22]

В 1988 г. БМВ представил первый мотоцикл с электрогидравлический АБС: BMW K100. Ямаха В 1991 году представила модель FJ1200 с опциональной АБС. Honda последовал их примеру в 1992 году, выпустив свою первую мотоциклетную систему ABS на ST1100 Паневропейский. В 2007, Сузуки запустил свой GSF1200SA (Бандит) с АБС. В 2005 году Harley-Davidson начал предлагать опцию ABS для полицейских мотоциклов.

В 1993 г. Линкольн стала одной из первых автомобильных компаний, которая установила стандартные четырехколесные антиблокировочные тормоза и двойные подушки безопасности для всех своих автомобилей.[23]

Операция

Контроллер антиблокировочного тормоза также известен как CAB (Контроллер антиблокировочного тормоза).[24]

Обычно АБС включает центральную электронный блок управления (ECU), четыре датчики скорости колеса, и как минимум два гидравлических клапана в тормозе гидравлика. ЭБУ постоянно контролирует скорость вращения каждого колеса; если он обнаруживает, что колесо вращается значительно медленнее, чем скорость транспортного средства, состояние, указывающее на приближающуюся блокировку колеса, он приводит в действие клапаны для уменьшения гидравлического давления на тормоз на затронутом колесе, тем самым уменьшая тормозное усилие на этом колесе; колесо тогда поворачивается быстрее. И наоборот, если ЭБУ обнаруживает, что колесо вращается значительно быстрее, чем другие, гидравлическое давление тормозной системы на колесо увеличивается, поэтому тормозное усилие повторно применяется, замедляя колесо. Этот процесс повторяется непрерывно и может быть обнаружен водителем по пульсации педали тормоза. Некоторые антиблокировочные системы могут подавать или отпускать тормозное давление 15 раз в секунду.[25][26] Из-за этого колеса автомобилей, оснащенных АБС, практически невозможно заблокировать даже при паническом торможении в экстремальных условиях.

Блок управления двигателем запрограммирован на игнорирование различий в скорости вращения колес ниже критического порога, потому что, когда автомобиль поворачивает, два колеса по направлению к центру кривой поворачиваются медленнее, чем два внешних. По этой же причине дифференциал используется практически во всех дорожных транспортных средствах.

Если неисправность возникает в любой части АБС, на приборной панели автомобиля обычно загорается сигнальная лампа, и АБС отключается до устранения неисправности.

Современная АБС применяет индивидуальное тормозное давление ко всем четырем колесам с помощью системы управления датчиков, установленных на ступице, и специального микроконтроллер. АБС предлагается или входит в стандартную комплектацию большинства производимых сегодня дорожных транспортных средств и является основой для электронных систем контроля устойчивости, популярность которых быстро растет благодаря значительному снижению цен на автомобильную электронику с годами.[27]

Современные электронные системы контроля устойчивости представляют собой эволюцию концепции ABS. Здесь добавлены как минимум два дополнительных датчика, чтобы помочь системе работать: это руль датчик угла и гироскопический датчик. Теория работы проста: когда гироскопический датчик обнаруживает, что направление, принятое автомобилем, не совпадает с тем, что сообщает датчик рулевого колеса, программное обеспечение ESC тормозит необходимое отдельное колесо (а) (до трех с самыми сложными систем), чтобы автомобиль двигался так, как задумал водитель. Датчик рулевого колеса также помогает в работе Контроль торможения на поворотах (CBC), поскольку это сообщит ABS, что колеса на внутренней стороне поворота должны тормозить больше, чем колеса на внешней стороне, и на сколько.

Оборудование ABS также может использоваться для реализации система контроля тяги (TCS) по ускорению автомобиля. Если при ускорении шина теряет сцепление с дорогой, контроллер ABS может определить ситуацию и предпринять соответствующие действия для восстановления сцепления. Более сложные версии могут также управлять уровнями газа и тормозами одновременно.

Датчики скорости АБС иногда используются косвенно. система контроля давления в шинах (TPMS), который может определять недостаточное накачивание шины (шин) по разнице в скорости вращения колес.

Компоненты

АБС состоит из четырех основных компонентов: датчики скорости колеса, клапаны, а насос, а контролер.

Датчики скорости ABS
Датчики скорости (энкодеры)
Датчик скорости используется для определения ускорения или замедления колеса. Эти датчики используют магнит и Датчик холла, или зубчатое колесо и электромагнитная катушка для генерации сигнала. Вращение колеса или дифференциала создает магнитное поле вокруг датчика. Колебания этого магнитного поля создают напряжение в датчике. Поскольку наведенное в датчике напряжение является результатом вращения колеса, этот датчик может стать неточным на малых скоростях. Более медленное вращение колеса может вызвать неточные колебания магнитного поля и, следовательно, привести к неточным показаниям контроллера.
Клапаны
В тормозной магистрали каждого тормоза есть клапан, управляемый АБС. В некоторых системах клапан имеет три положения:
  • В первом положении клапан открыт; Давление из главного цилиндра передается прямо на тормоз.
  • Во втором положении клапан блокирует магистраль, изолируя тормоз от главного цилиндра. Это предотвращает дальнейшее повышение давления, если водитель сильнее нажимает на педаль тормоза.
  • В положении три клапан снимает часть давления с тормоза.
Частично разобранный четырехканальный гидравлический блок управления, содержащий двигатель, насос и клапаны.

Большинство проблем с клапанной системой возникает из-за засорения клапанов. Когда клапан засорен, он не может открываться, закрываться или менять положение. Неработающий клапан не позволит системе управлять клапанами и контролировать давление, подаваемое на тормоза.

Электронный блок управления
Насос
Насос в АБС используется для восстановления давления в гидравлических тормозах после того, как клапаны выпустили его. Сигнал от контроллера откроет клапан при обнаружении пробуксовки колеса. После того, как клапан сбрасывает давление, подаваемое пользователем, насос используется для восстановления требуемого давления в тормозной системе. Контроллер будет изменять состояние насоса, чтобы обеспечить желаемое давление и уменьшить скольжение.
Контроллер
Контроллер - это ЭБУ тип устройства в автомобиле, который получает информацию от каждого отдельного датчика скорости колеса. Если колесо теряет сцепление с дорогой, сигнал отправляется на контроллер. Затем контроллер ограничит тормозное усилие (EBD) и активирует модулятор ABS, который включает и выключает тормозные клапаны.

Использовать

Есть много разных вариаций и управления алгоритмы для использования в АБС. Одна из более простых систем работает следующим образом:[26]

  1. Контроллер постоянно контролирует датчики скорости. Он ищет необычные замедления в колесе. Непосредственно перед тем, как колесо заблокируется, оно резко замедлится. Если его не остановить, колесо остановится гораздо быстрее, чем любой автомобиль. В идеальных условиях автомобилю может потребоваться пять секунд, чтобы остановиться на скорости 60 миль в час (96,6 км / ч), но заблокированное колесо может перестать вращаться менее чем за секунду.
  2. Контроллер ABS знает, что такое быстрое замедление автомобиля невозможно (и на самом деле быстрое замедление означает, что колесо вот-вот проскочит), поэтому он снижает давление на этот тормоз до тех пор, пока не увидит ускорение, а затем увеличивает давление до тех пор, пока он снова видит замедление. Он может сделать это очень быстро, прежде чем колесо действительно сможет существенно изменить скорость. В результате колесо замедляется с той же скоростью, что и автомобиль, при этом тормоза удерживают колеса очень близко к точке, в которой они начнут блокироваться. Это дает системе максимальную тормозную мощность.
  3. Это устраняет необходимость вручную накачивать тормоза при движении по скользкой поверхности или поверхности с низким сцеплением, позволяя управлять автомобилем даже в большинстве случаев экстренного торможения.
  4. Когда работает АБС, водитель почувствует пульсацию педали тормоза; это происходит из-за быстрого открытия и закрытия клапанов. Эта пульсация также сообщает водителю о срабатывании АБС.

Типы тормозов

В антиблокировочных тормозных системах используются разные схемы в зависимости от типа используемых тормозов. Их можно различать по количеству каналов: то есть по количеству клапанов, которые управляются индивидуально, и по количеству датчиков скорости.[26]

1) Четырехканальная четырехконтактная АБС
Есть датчик скорости на всех четырех колесах и отдельный клапан для всех четырех колес. При такой настройке контроллер контролирует каждое колесо индивидуально, чтобы убедиться, что оно достигает максимальной тормозной силы.
2) Трехканальная, четырехдатчиковая АБС
Есть датчик скорости на всех четырех колесах и отдельный клапан для каждого из передних колес, но только по одному клапану для обоих задних колес. В старых автомобилях с четырехколесной АБС обычно используется этот тип.
3) Трехканальная трехдатчиковая АБС
Эта схема, обычно встречающаяся на пикапах с четырехколесной АБС, имеет датчик скорости и клапан для каждого из передних колес, с одним клапаном и одним датчиком для обоих задних колес. Датчик скорости задних колес расположен в задней оси. Эта система обеспечивает индивидуальное управление передними колесами, поэтому они оба могут достичь максимального тормозного усилия. А вот задние колеса контролируются вместе; они оба должны начать блокировку, прежде чем сработает АБС сзади. При использовании этой системы возможно, что одно из задних колес заблокируется во время остановки, что снизит эффективность торможения. Эту систему легко идентифицировать, так как нет отдельных датчиков скорости для задних колес.
4) Двухканальная, четырехдатчиковая АБС
Эта система, обычно применяемая в легковых автомобилях с конца 80-х до середины 1990-х годов, использует датчик скорости на каждом колесе с одним регулирующим клапаном для каждого из передних и задних колес как пары. Если датчик скорости обнаруживает блокировку на каком-либо отдельном колесе, модуль управления подает импульс на клапан для обоих колес на этом конце автомобиля.
5) Одноканальная АБС с одним датчиком
Эта система обычно используется на пикапах, внедорожниках и фургонах с АБС на задних колесах. Он имеет один клапан, управляющий обоими задними колесами, и датчик скорости, расположенный на задней оси. Эта система работает так же, как задняя часть трехканальной системы. Задние колеса контролируются вместе, и они оба должны начать блокироваться, прежде чем сработает АБС. В этой системе также возможно, что одно из задних колес заблокируется, снижая эффективность торможения. Эту систему также легко идентифицировать, поскольку нет отдельных датчиков скорости для любого из колес.

Эффективность

Австралийское исследование 2004 года, проведенное Центром исследования несчастных случаев при университете Монаша, показало, что АБС:[2]

На поверхностях с высоким сцеплением, таких как битум, или бетон, многие (хотя и не все) автомобили, оборудованные АБС, способны достигать тормозного пути лучше (т.е. короче), чем тот, который был бы возможен без использования АБС. В реальных условиях даже внимательному и опытному водителю без АБС будет трудно сопоставить или улучшить характеристики типичного водителя с современным автомобилем, оборудованным АБС. ABS снижает вероятность столкновения и / или силу удара. Рекомендуемая техника для неспециалистов в автомобиле, оборудованном АБС, в типичной аварийной ситуации с полным торможением - это как можно сильнее нажать на педаль тормоза и, при необходимости, объехать препятствия. В таких ситуациях ABS значительно снизит вероятность заноса и последующей потери управления.

На гравии, песке и глубоком снегу АБС увеличивает тормозной путь. На этих поверхностях заблокированные колеса врезаются в землю и быстрее останавливают автомобиль. АБС предотвращает это. Некоторые калибровки ABS уменьшают эту проблему, сокращая время цикла, позволяя колесам многократно кратковременно блокироваться и разблокироваться. Некоторые производители автомобилей предоставляют кнопку «внедорожник» для отключения функции ABS. Основное преимущество АБС на таких поверхностях заключается в повышении способности водителя сохранять контроль над автомобилем, а не в занос, хотя потеря управления остается более вероятной на мягких поверхностях, таких как гравий, или на скользких поверхностях, таких как снег. или лед. На очень скользкой поверхности, такой как ледяной покров или гравий, можно заблокировать сразу несколько колес, и это может вывести из строя систему ABS (которая основана на сравнении всех четырех колес и обнаружении заноса отдельных колес). Наличие АБС избавляет большинство водителей от необходимости научиться тормозить на пороге.

A июнь 1999 г. Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) исследование показало, что ABS увеличивает тормозной путь на рыхлом гравии в среднем на 27,2 процента.[28]

Согласно НАБДД,

«АБС работает с вашей обычной тормозной системой, автоматически накачивая их. В автомобилях, не оборудованных АБС, водитель должен вручную нажимать на тормоза, чтобы предотвратить блокировку колес. В автомобилях, оборудованных АБС, ваша ступня должна оставаться твердо на педали тормоза, в то время как ABS накачивает тормоза за вас, чтобы вы могли сосредоточиться на рулевом управлении в целях безопасности ».

При активации некоторые более ранние системы ABS вызывали заметную пульсацию педали тормоза. Поскольку большинство водителей редко или не тормозят достаточно сильно, чтобы вызвать блокировку тормозов, а водители обычно не читают руководство по эксплуатации транспортного средства, это может быть незаметно до аварийной ситуации. Поэтому некоторые производители внедрили тормозной ассистент система, которая определяет, что водитель пытается выполнить "паническую остановку" (обнаруживая, что педаль тормоза была нажата очень быстро, в отличие от обычной остановки, при которой давление на педаль обычно увеличивается постепенно. Некоторые системы дополнительно контролируют скорость при отпускании педали акселератора , и / или время между отпусканием акселератора и торможением)[нужна цитата ] и система автоматически увеличивает тормозное усилие при недостаточном давлении. Резкое или паническое торможение на неровных поверхностях из-за неровностей, вызывающих неустойчивую скорость колеса (а), также может вызвать срабатывание АБС, иногда вызывая переход системы в ледовый режим, когда система серьезно ограничивает максимально доступную тормозную мощность. Тем не менее, АБС значительно повышает безопасность и управляемость водителей в большинстве дорожных ситуаций.

Антиблокировочная система тормозов является предметом некоторых экспериментов, связанных с компенсация риска Теория, которая утверждает, что водители адаптируются к преимуществам безопасности ABS, управляя более агрессивно. В Мюнхен исследования, половина флота такси была оснащена антиблокировочной системой тормозов, а другая половина имела обычные тормозные системы. Частота аварийных происшествий была практически одинаковой для обоих типов кабин, и Уайлд заключает, что это произошло из-за того, что водители в кабинах, оснащенных АБС, более рисковали, предполагая, что АБС позаботится о них, в то время как водители без АБС ехали более осторожно, поскольку АБС не будет там, чтобы помочь в опасной ситуации.[29]

В Страховой институт дорожной безопасности опубликовал исследование в 2010 году, которое показало, что у мотоциклов с ABS на 37% меньше шансов попасть в аварию со смертельным исходом, чем у моделей без ABS.[30]

ABS на мотоциклах

Датчик ABS в BMW K 1100 LT
Зубчатый датчик АБС. Это передние тормозные диски на BMW R1150GS. Зубчатое кольцо из ABS указывает на то, что этот велосипед был произведен до ноября 2002 года.
Еще один зубчатый датчик АБС. Это на BMW K75 мотоцикл.

На мотоцикле антиблокировочная тормозная система предотвращает перемещение колес двухколесный двигатель от блокировки во время торможение ситуации. На основании информации от датчики скорости вращения колес блок ABS регулирует давление тормозной жидкости, чтобы сохранить тяга во время замедления, чтобы избежать несчастных случаев. АБС мотоцикла помогает водителю сохранять устойчивость при торможении и сокращать тормозной путь. Обеспечивает тягу даже на низких трение поверхности. В то время как более старые модели АБС являются производными от автомобилей, последние АБС являются результатом исследований, ориентированных на особенности мотоциклов с точки зрения их размера, веса и функциональности. Национальные и международные организации оценивают АБС для мотоциклов как важный фактор повышения безопасности и снижения количества аварий на мотоциклах. В Европейская комиссия в 2012 году принял закон, согласно которому все новые мотоциклы ростом выше 125 см оснащаются АБС.3 будет обязательным с 1 января 2016 года. Потребительские отчеты сказал в 2016 году, что «ABS обычно предлагается на больших дорогих моделях, но он распространился на несколько спортивных мотоциклов начального уровня и мотоциклов среднего размера».[31]

История мотоциклетной ABS

В 1988 году BMW представила электронный /гидравлический ABS для мотоциклов, десять лет спустя после того, как Daimler Benz и Bosch выпустили первый четырехколесный автомобиль ABS для серийного производства. Мотоциклы BMW K100 Серия опционально оснащалась АБС, которая добавляла мотоциклу 11 кг. Он был разработан совместно с FAG Kugelfischer и регулировал давление в тормозных контурах плунжером поршень.[32][33] Японские производители к 1992 году предложили вариант с АБС. Honda ST1100 и Yamaha FJ1200.[34]

Continental представила свой первый мотоциклетный интегральный ABS (MIB) в 2006 году. Он был разработан в сотрудничестве с BMW и весил 2,3 кг.[35]В то время как первое поколение мотоциклов с АБС весило около 11 кг. Текущее поколение (2011 г.), представленное Bosch в 2009 г., весит 0,7 кг (базовая АБС) и 1,6 кг (усовершенствованная АБС) со встроенным тормозом.[36][37][38]

Основной принцип

Скорость колеса датчики установленный на переднем и заднем колесе, постоянно измеряет скорость вращения каждого колеса и передает эту информацию на Электронный блок управления (ЭБУ). ЭБУ определяет, с одной стороны, превышает ли замедление одного колеса фиксированный порог, а с другой стороны, превышает ли проскальзывание тормоза, вычисленное на основе информации обоих колес, определенный процент и входит ли в зону нестабильности. Это индикаторы высокой вероятности блокировки колеса. Чтобы устранить эти нарушения, ЭБУ сигнализирует гидравлическому блоку о необходимости удержания или сброса давления. После того, как сигналы показывают возврат в стабильную зону, давление снова повышается. Предыдущие модели использовали поршень для управления давление жидкости. Самые последние модели регулируют давление, быстро открывая и закрывая соленоидные клапаны.В то время как основной принцип и архитектура была перенесена из АБС легковых автомобилей, при разработке и применении необходимо учитывать типичные характеристики мотоциклов. Одной из характеристик является изменение динамической нагрузки на колеса во время торможения. По сравнению с автомобилями, нагрузка на колеса более резкая, что может привести к подъему и падению колеса. Это может быть усилено мягкой подвеской. Некоторые системы оснащены функцией предотвращения отрыва заднего колеса. Когда обнаруживаются индикаторы возможного отрыва заднего колеса, система сбрасывает тормозное давление на переднее колесо, чтобы противодействовать этому поведению.[39]Еще одно отличие состоит в том, что в случае с мотоциклом переднее колесо гораздо важнее для устойчивости, чем заднее. Если переднее колесо блокируется между 0,2-0,7 с, оно теряет гиростатические силы и мотоцикл начинает раскачиваться из-за повышенного влияния боковых сил, действующих на линии контакта колеса. Мотоцикл становится неустойчивым и падает.

Антиблокировочная тормозная система (ABS)

Поршневые Системы: Сброс давления в этой системе осуществляется за счет движения подпружиненного поршня. Когда давление должно быть сброшено, линейный двигатель оттягивает поршень плунжера и открывает больше места для жидкости. Эта система использовалась, например, в ABS I (1988) и ABS II (1993) BMW. ABS II отличался размерами и электронным управлением. фрикционная муфта был установлен на валу вместо плунжера. Дополнительные датчики перемещения регистрируют расстояние перемещения поршня, чтобы блок управления мог более точно регулировать. Honda также использует эту систему модуляции давления для больших видов спорта и туристические велосипеды.[40][41]

Клапанные и насосные системы: Основными частями, которые являются частью системы модуляции давления, являются входные и выходные электромагнитные клапаны, насос, двигатель и аккумуляторы / резервуары. Количество клапанов отличается от модели к модели из-за дополнительных функций и количества тормозных каналов. Катушки управляют впускным и выпускным клапанами в зависимости от входного сигнала ЭБУ. Во время сброса давления тормозная жидкость накапливается в аккумуляторах. В этом подходе с открытой системой жидкость затем возвращается в тормозной контур через насос, управляемый двигателем, который ощущается посредством пульсации на тормозном рычаге.[42]

Комбинированная тормозная система (CBS)

В отличие от автомобилей, самолетов или поездов, задние и передние колеса мотоцикла управляются отдельно. Если гонщик тормозит только одним колесом, это тормозное колесо имеет тенденцию блокироваться быстрее, чем если бы были задействованы оба тормоза. А Комбинированная тормозная система поэтому тормозное усилие распределяется также на колесо без тормозов, чтобы снизить вероятность блокировки, увеличить замедление и уменьшить подвеска подача.

С одним [задним] CBS тормозное давление, прикладываемое к заднему тормозу (педали), одновременно распределяется на переднее колесо. Задерживающий клапан снижает гидравлическое давление, чтобы гарантировать, что только при сильном торможении давление также создается на переднем колесе. Первым уличным мотоциклом Хонды с комбинированной тормозной системой (тогда называемой Unified Braking) был 1983 г. GL1100. Эта система появилась в 1970-х годах. RCB1000 байк для гонок на выносливость.[43][44]

Более крупные модели с двумя передними диски используйте двойную систему CBS. Система была впервые установлена ​​Moto Guzzi в 1975 году.[45] Здесь тормозное давление спереди действует также на заднее колесо и наоборот. Если задействован передний рычаг, давление создается в 4 из 6 горшков в 2 передних суппортах. Вторичный главный цилиндр на переднем колесе распределяет остаточное давление на заднее колесо через пропорциональный регулирующий клапан и воздействует на 2 из 3 суппортов. Если к заднему колесу прилагается сильное тормозное усилие, сила также распределяется на 2 из 6 опор переднего колеса. Более современные двойные CBS используют передние и задние суппорты (и все суппорты) в соответствии с заданным соотношением нагрузки спереди и сзади. Изначально дозирование контролировалось комплексными полностью гидравлическими системами, соединяющими переднюю и заднюю части, с фиксированной задержкой или путем определения изменений распределения веса. Еще в 2001 году компания BMW представила электрогидравлическую систему.[46]

CBS и ABS

CBS помогает снизить опасность блокировки колес и падений, но в определенных ситуациях возможно, что CBS вызывает падение. Если тормозное давление распределяется с заднего колеса на переднее и трение поверхностей внезапно изменяется (лужа, лед на улице), переднее колесо может заблокироваться, даже если был задействован только задний тормоз. Это приведет к потере устойчивости и падению. Поэтому CBS сочетается с ABS, чтобы избежать этого на мотоцикле. Возможны различные подходы для реализации этой комбинации:Без активного давления НарастаниеОдиночная версия: третий дополнительный канал связывает контур заднего колеса через клапан задержки с передним тормозом. Сильное тормозное давление на заднем колесе (или на обоих колесах) создает давление в обоих тормозных контурах, однако это давление регулируется в зависимости от скорости вращения колес и проскальзывания тормозов.

Двойная версия сочетает в себе Hondas Dual CBS со вторичным главным цилиндром и пропорциональным регулирующим клапаном [с Piston ABS]. Модулятор регулирует давление для каждого[47]С активным нарастанием давленияВ 2009 году Honda представила комбинированную АБС с электронным управлением для своих высокопроизводительных спортивных мотоциклов, в которых используется тормозная технология. Тормозной эффект водителя измеряется датчиками давления, и информация передается в ЭБУ. Вместе с данными датчиков скорости вращения колес ЭБУ рассчитывает оптимальное распределение давления, чтобы предотвратить блокировку и обеспечить максимально возможное замедление. На основе этой выходной мощности двигатель каждого колеса управляет насосом, который создает и регулирует тормозное давление на колесо. Эта система обеспечивает быстрое время реакции благодаря функции торможения по проводам.

MIB (встроенная тормозная система мотоцикла) от Continental Teves и eCBS (электронная система CBS) в усовершенствованной мотоциклетной ABS от Bosch являются результатами другого подхода. Эти системы основаны на принципе насоса и клапана. За счет дополнительных клапанов, более мощных насосов и более мощного двигателя система может активно наращивать давление. Давление на входе всадника измеряется датчиками давления на рычаге и педали. Затем насос создает дополнительное давление в соответствии с условиями езды. Частично интегрированная система предназначена для работы только в одном направлении: спереди → сзади или сзади → спереди. Полностью интегрированная система работает в обоих направлениях.

Поскольку эти системы имеют электронное управление и способны активно увеличивать давление, они дают возможность регулировать поведение мотоцикла при торможении для водителя. CBS и ABS могут быть отключены опытными гонщиками, а также могут быть выбраны различные режимы регулирования с более высокими и более низкими порогами. Как дождь или гладкий режим в BMW S1000RR.

Восприятие и законодательство

Восприятие

Отчет Европейского совета по безопасности на транспорте показал, что езда на мотоцикле в 20 раз опаснее, чем на автомобиле на такое же расстояние. А ситуация с авариями в Германии с 1990 по 2011 год показала, что общее количество погибших в ДТП резко снизилось (с 11 000 до 4 009), но число погибших на мотоциклах осталось неизменным.[48]

В Страховой институт дорожной безопасности (IIHS) провела исследование эффективности ABS для мотоциклов и пришла к выводу, что мотоциклы выше 250 см3 без АБС на 37 процентов чаще попадают в аварии со смертельным исходом, а исследование Шведской дорожной администрации пришло к выводу, что 48 процентов всех тяжелых и смертельных аварий на мотоциклах с высотой более 125 см3 можно избежать из-за мотоциклетной АБС.[49]

Эти исследования побудили комиссию ЕС инициировать законодательный процесс в 2010 году, который был принят в 2012 году и привел к ABS для мотоциклов выше 125 см.3 становится обязательным с 2016 года. Такие организации, как Международная автомобильная федерация и Институт передовых автомобилистов (IAM), потребовали реализации этого закона уже в 2015 году.[50]С другой стороны, некоторые мотоциклисты протестуют против обязательной АБС для всех мотоциклов, потому что они призывают к возможности выключить систему для использования на бездорожье или по другим причинам.[51][52][53]В 2011 г. Организация Объединенных Наций (ООН) начала Десятилетие действий по безопасности дорожного движения. Главная цель - спасти 5 миллионов жизней до 2020 года за счет глобального сотрудничества.[54]Одна часть их глобального плана заключается в следующем: Поощрение универсального внедрения технологий предотвращения аварий с доказанной эффективностью, таких как Электронный контроль устойчивости и антиблокировочные тормозные системы в мотоциклах.

В 2000 году британское исследование показало, что ABS не работает в полной мере, потому что люди не понимают, как это работает.[55]

Законы и правила

ABS требуется на всех новых легковых автомобилях, продаваемых в ЕС с 2004 года. В Соединенных Штатах NHTSA обязало использовать ABS в сочетании с электронным контролем устойчивости в соответствии с положениями FMVSS 126 с 1 сентября 2013 года.[56]

Правила № 78 ООН, касающиеся торможения транспортных средств категорий L1, L2, L3, L4 и L5 (мотоциклы), применяются Европейским союзом, Россией, Японией, Турцией, Украиной, Австралией и Соединенным Королевством.[57]

Глобальный технический регламент номер 3, касающийся тормозных систем мотоциклов, применяется в Канаде, Европейском Союзе, Японии, России и США.

Смотрите также

дальнейшее чтение

  • Майерсон, Норман С. (август 1988 г.). Наконец-то антиблокировочная система тормозов. Популярная механика. Получено 2013-04-18.
  • Браун, Стюарт Ф. (май 1987 г.). Антиблокировочная система тормозов для мотоциклов. Популярная наука. Получено 2013-04-18.

использованная литература

  1. ^ «Toyota Prius c оснащена системой безопасного противоскольжения (ABS)». Toyota Motor Corporation Australia. Архивировано из оригинал 7 марта 2016 г.. Получено 7 марта 2016. Prius c оборудован системой противоскольжения Toyota (ABS).
  2. ^ а б «Эффективность АБС и систем контроля устойчивости автомобиля» (PDF). Королевский автомобильный клуб Виктории. Апрель 2004 г.. Получено 2010-12-07.
  3. ^ Хайссинг, Бернд (2011), Руководство по шасси, Спрингер, ISBN  9783834897893, получено 19 февраля, 2013
  4. ^ "Скорость со стилем", Велосипедный мир, Июнь 1992 г., ISSN  0011-4286, получено 19 февраля, 2013
  5. ^ а б Джон Лоз (31 января 2014 г.). Автомобильные тормоза: руководство по модернизации, ремонту и техническому обслуживанию. Крауд. С. 207–. ISBN  978-1-84797-675-8.
  6. ^ «Противоскользящее торможение». Международный рейс. 30 октября 1953. С. 587–588.
  7. ^ "Просмотреть архив полетов исторической авиации". Flightglobal.com. Получено 2014-08-26.
  8. ^ а б Рейнольдс, Джим (1990). Лучшие британские байки. Патрик Стивенс Лтд. ISBN  1-85260-033-0.
  9. ^ Патенты Google: US3707313A - Противоскользящие тормозные системы - Патенты Google, дата обращения: 16. июля 2020 г.
  10. ^ "Указатель каталогов: Chrysler_and_Imperial / 1972 Chrysler / 1972_Imperial_Press_Kit". Oldcarbrochures.com. Получено 2014-08-26.
  11. ^ "Описание тормозной системы Chrysler Imperial Sure". ImperialClub.org. Архивировано из оригинал на 2011-07-26. Получено 2008-11-11.
  12. ^ "Указатель каталогов: Lincoln / 1970_Lincoln / 1970 Lincoln Continental Brochure". Oldcarbrochures.com. Получено 2014-08-26.
  13. ^ "Указатель каталогов: Lincoln / 1971_Lincoln / 1971_Lincoln_Continental_Brochure". Oldcarbrochures.com. Получено 2014-08-26.
  14. ^ "Указатель каталогов: Cadillac / 1972_Cadillac / 1972_Cadillac_Brochure_1". Oldcarbrochures.com. Получено 2014-08-26.
  15. ^ "История". Мы любим кадиллаки. Архивировано из оригинал на 2004-06-03.
  16. ^ «1972, первая автомобильная антиблокировочная тормозная система (ABS)». gmheritagecenter.com. Архивировано из оригинал на 2013-12-03. Получено 2011-03-17.
  17. ^ "Указатель каталогов: Oldsmobile / 1971 Oldsmobile / альбом". Oldcarbrochures.com. Получено 2014-08-26.
  18. ^ «Электро-антиблокировочная система (установлена ​​в Nissan President)». 240 достопримечательностей японской автомобильной техники. Общество автомобильных инженеров Японии, Inc. Архивировано с оригинал на 2010-07-20. Получено 2018-12-03.
  19. ^ «ГЛОБАЛЬНЫЙ ВЕБ-САЙТ TOYOTA MOTOR CORPORATION - 75 лет компании TOYOTA - Технические разработки - Шасси». toyota-global.com.
  20. ^ "Система антислиттамента Sicurezza frenata - Centro Storico FIAT - Национальный архив кино д'Импреса, 1971".
  21. ^ «ГЛОБАЛЬНЫЙ САЙТ WABCO - 150 лет WABCO». Архивировано из оригинал на 2017-01-22. Получено 2017-01-02.
  22. ^ «Mercedes-Benz и изобретение антиблокировочной тормозной системы». Daimler. Мерседес Бенц.
  23. ^ Энтони Сланда (15 июля 2007 г.). "Реклама безопасности Lincoln 1993 года" - через YouTube.
  24. ^ KI4CY (13 февраля 2003 г.). «Ram Глоссарий сокращений и терминов». Dodgeram.org. Архивировано из оригинал 22 ноября 2010 г.. Получено 2010-12-07.
  25. ^ Джек Эрджавек (2000). Автомобильные технологии: системный подход. Cengage Learning. С. 1197–. ISBN  0-7668-0673-1.
  26. ^ а б c Хорошо, Карим. Как работают "антиблокировочные тормоза". Как это работает. Проверено 2 октября 2010 года.
  27. ^ «Часто задаваемые вопросы по АБС». Образовательный альянс ABS. 2004-05-03. Архивировано из оригинал 23 мая 2010 г.. Получено 2009-10-22.
  28. ^ «Задача 4 программы исследования антиблокировочной тормозной системы легковых автомобилей NHTSA: Исследование на испытательном треке характеристик ABS легковых автомобилей на широком диапазоне поверхностей и маневров, январь 1999 года» (PDF).
  29. ^ Джеральд Дж. С. Уайлд (1994). "7. Инженерное средство?". Psyc.queensu.ca. Архивировано из оригинал на 21.09.2010. Получено 2010-12-07.
  30. ^ "Motorcycle ABS: опровергнутый скептицизм". Окончательный мотоспорт. 2012-05-16. Получено 2012-08-18.
  31. ^ «Руководство по покупке мотоциклов». Официальный веб-сайт. Потребительские отчеты. Апрель 2016 г.. Получено 2018-06-28.
  32. ^ "DER SPIEGEL 26/1978 - Nachschlag für Abs". Spiegel.de. 1978-06-26. Получено 2013-02-12.
  33. ^ "Mercedes-Benz и Erfindung des Anti-Blockier-Systems: 1978 ist ABS serienreif | Daimler Global Media Site> Classic> Daimler AG> Technologie> Sicherheit". Media.daimler.com. Архивировано из оригинал на 2014-03-01. Получено 2013-02-12.
  34. ^ «Скорость со стилем: мотоциклы GT, проселочные дороги и антиблокировочная система тормозов», Велосипедный мир, Ньюпорт-Бич, Калифорния: Hachette Filipacchi Media США, стр. 48–55, июль 1992 г., ISSN  0011-4286, получено 5 июня, 2015
  35. ^ [1][мертвая ссылка ]
  36. ^ «Honda Worldwide | Технологии крупным планом». World.honda.com. Архивировано из оригинал на 2013-05-06. Получено 2013-02-12.
  37. ^ "1998 АБС Пресс" (PDF).
  38. ^ "ABS-Spezial - Die Geschichte - Motorräder - MOTORRAD online". Motorradonline.de. Архивировано из оригинал на 2010-07-26. Получено 2013-02-12.
  39. ^ «Самая ценная особенность мотоцикла: антиблокировочная система тормозов». Архивировано из оригинал на 2013-06-15. Получено 2018-12-03.
  40. ^ "Описание BMW ABS2". Largiader.com. Получено 2013-02-12.
  41. ^ «Honda Worldwide | Технологии крупным планом». World.honda.com. Архивировано из оригинал на 2013-08-19. Получено 2013-02-12.
  42. ^ Маттиас Беккер. "ABS / ASR-Systemerklδrung". Biat.uni-flensburg.de. Архивировано из оригинал на 2013-04-22. Получено 2013-02-12.
  43. ^ «Усовершенствованные тормоза, представленные для мотоциклов компанией Honda раньше других». Honda в мире. Honda Motor Co. Архивировано с оригинал 10 марта 2016 г.. Получено 9 июля, 2018.
  44. ^ «Комбинированная тормозная система (CBS)». Honda Powersports. American Honda Motor Co., 9 декабря 2013 г. Архивировано с оригинал 10 июля 2018 г.. Получено 9 июля, 2018.
  45. ^ Фоул, Тони (2006), Управление мотоциклом и конструкция шасси: искусство и наука (Второе изд.), Стр. 12–16, ISBN  8493328634
  46. ^ Braunsperger, M .; Beulich, S .; Вагнер, HA (2001), "Новая интегральная АБС от BMW Motorrad", ATZ Worldw, 103 (5): 5–8, Дои:10.1007 / BF03226430
  47. ^ «Honda Worldwide | Технологии крупным планом». World.honda.com. Архивировано из оригинал на 2013-12-28. Получено 2013-02-12.
  48. ^ "Wirtschaftsbereiche - Verkehrsunfälle - Polizeilich erfasste Unfälle - Statistisches Bundesamt (Destatis)" (на немецком). Destatis.de. Получено 2013-02-12.
  49. ^ «ЕС - Безопасность дорожного движения - Мотоциклы». Ec.europa.eu. Получено 2013-02-12.
  50. ^ «ABS» должна быть обязательной на новых мотоциклах к 2015 году »- Последние новости транспорта - Новости транспорта - TRL News Hub». TRL. Архивировано из оригинал на 2012-12-03. Получено 2013-02-12.
  51. ^ «Демоверсия анти-байкового законодательства. 25.09.11 - Новости мотоциклов: Общие новости». Visordown. Получено 2013-02-12.
  52. ^ «Демонстрация силы (из Basingstoke Gazette)». Basingstokegazette.co.uk. 2011-09-29. Архивировано из оригинал на 2014-03-01. Получено 2013-02-12.
  53. ^ «Madnessphotography - 40 000 байкеров едут в знак протеста против ЕС». Madnessphotography.eu. 2006-05-01. Архивировано из оригинал на 2013-04-12. Получено 2013-02-12.
  54. ^ «ВОЗ | Десятилетие действий по безопасности дорожного движения 2011-2020: спасение миллионов жизней». Who.int. 2012-02-06. Получено 2013-02-12.
  55. ^ https://ec.europa.eu/transport/road_safety/specialist/knowledge/vehicle/safety_design_needs/cars_en
  56. ^ «Электронный контроль устойчивости (ESC)». nhtsa.gov. Архивировано из оригинал 18 сентября 2016 г.
  57. ^ https://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2020/ECE-TRANS-WP.29-343-Rev.28-Add.1.pdf

внешние ссылки