Układy ABS.pdf

Ukáady ABS

Spis treĞci:

WstĊp

Zasada dziaáania ukáadu ABS

Zasadnicze cechy ukáadu ABS Mecatronic

Dziaáanie ukáadu ABS

Dziaáanie ukáadu TCS

Zespðá silnika i pompy

Zespðá sterujący ukáadem hydraulicznym (HCU)

Moduáy ABS Mecatronic

Skrzynka przekaĨnikowa

Silnik krokowy regulacji poáoĪenia przepustnicy (tylko w modelach z TCS)

Wáącznik Ğwiateá hamulcowych

Lampka ostrzegawcza ukáadu ABS

Lampka ostrzegawcza ukáadu TCS

Wyáącznik ukáadu TCS

SkutecznoĞü hamowania za pomocą klasycznego ukáadu hamulcowego zaleĪy nie tylko od

jego konstrukcji, lecz takĪe od rodzaju (stanu) opon i nawierzchni drogi. JeĞli przyczepnoĞü

kðá w konkretnych warunkach drogowych okazuje siĊ niewystarczająca, pojazd ± mimo

silnych hamulcðw i energicznego naciĞniĊcia dĨwigni hamulca przez kierowcĊ ± porusza siĊ

nadal w sposðb zupeánie niekontrolowany. OstroĪnoĞü nakazuje w takich sytuacjach naciskaü

dĨwigniĊ hamulca delikatniej, co z kolei powoduje niepeáne wykorzystanie posiadanego

ukáadu hamulcowego. Wytrawni kierowcy rozwiązują ten problem hamując ostro ± aĪ do

zablokowania kðá, po czym zwalniają dĨwigniĊ hamulca dla odzyskania przyczepnoĞci, by

hamowaü ponownie. NastĊpnie powtarzają ten cykl stosowną iloĞü razy. ABS jest systemem

automatycznym, wykorzystującym tĊ wáaĞnie metodĊ ± niezaleĪnie od poziomu kwalifikacji i

dyspozycji psychicznej kierowcy w stresującej sytuacji. Poza tym ± w przeciwieĔstwie do

kierowcy - ABS ma moĪliwoĞü dozowania siáy hamującej osobno dla kaĪdego z hamowanych

kðá.

Zastosowanie ABS-u nie zmienia teoretycznych parametrðw ukáadu hamulcowego, pozwala

tylko na efektywniejsze ich wykorzystanie w praktyce, nie zwalniając jednak kierowcy z

obowiązku rozwaĪnej jazdy, ABS nie jest w stanie zwiĊkszyü przyczepnoĞci kðá do Ğliskiej

jezdni ani skorygowaü nadmiernej prĊdkoĞci w momencie wynoszenia pojazdu z zakrĊtu. W

normalnych warunkach eksploatacyjnych ABS speánia rolĊ podobną do roli kolejowego

hamulca bezpieczeĔstwa. To znaczy uĪywany jest bardzo rzadko, lecz w potrzebie musi siĊ

odznaczaü peáną niezawodnoĞcią.

Dziaáanie urządzeĔ przeciwpoĞlizgowych.

Podstawą funkcjonowania systemu jest staáy pomiar prĊdkoĞci obrotowej wszystkich kðá za

pomocą elektrycznych czujnikðw. Dziaáają one podobnie jak indukcyjne nadajniki sygnaáðw

w bezstykowych aparatach zapáonowych, czyli indukują przemienne napiĊcie elektryczne na

koĔcach uzwojenia cewki pod wpáywem ruchu biegunðw magnetycznych. Szybszy ruch

wirującego wraz z koáem magnesu lub Īelaznej zwory w formie tarczy zĊbatej, wpáywa na

wzrost czĊstotliwoĞci sygnaáu elektrycznego, przesyáanego z danego czujnika do jednostki

sterującej.

Ukáad elektroniczny tej jednostki umoĪliwia:

rejestracjĊ aktualnej prĊdkoĞci poszczegðlnych kðá;

uĞrednianie uzyskanych wynikðw;

porðwnywanie rzeczywistej prĊdkoĞci danego koáa ze Ğrednią wartoĞcią wszystkich kðá.

W koáach wirujących szybciej niĪ pozostaáe siáa hamowania ulega automatycznie zwiĊkszeniu

przez wzrost ciĞnienia w cylinderku danego zacisku lub rozpieracza. W koáach wirujących

wolniej, czyli z wiĊkszym poĞlizgiem, ciĞnienie to ulega zredukowaniu, by koáo mogáo

odzyskaü przyczepnoĞü. Rðwnoczesny poĞlizg wszystkich kðá sygnalizowany jest

gwaátownym spadkiem czĊstotliwoĞci sygnaáðw wysyáanych przez poszczegðlne czujniki i

powoduje w konsekwencji obniĪenie ciĞnienia w caáym ukáadzie ± aĪ do momentu

odblokowania hamulcðw. Wtedy nastĊpuje samoczynny wzrost ciĞnienia i powtðrna faza

maksymalnego hamowania. Cykl taki powtarza siĊ 2-6 razy w ciągu sekundy i skáada siĊ z

nastĊpujących etapðw:

wzrost ciĞnienia;

utrzymanie ciĞnienia;

spadek ciĞnienia.

W tym czasie noga kierowcy utrzymuje dĨwigniĊ hamulca w pozycji maksymalnie wciĞniĊtej.

Zmniejszenie ciĞnienia nie nastrĊcza wiĊkszych konstrukcyjnych problemðw poza eliminacją

dezorientującego dla kierowcy efektu zapadania siĊ dĨwigni hamulca, charakterystycznego

dla awarii klasycznego ukáadu hamulcowego. Natomiast powtðrny wzrost ciĞnienia moĪliwy

jest tylko dziĊki niezaleĪnemu od dĨwigni hamulca i pompy hamulcowej akumulatorowi

ciĞnienia, czyli dodatkowemu zbiornikowi páynu hamulcowego, w ktðrym wysokie ciĞnienie

utrzymywane jest stale przez dodatkową pompĊ hydrauliczną, napĊdzaną z reguáy osobnym

silnikiem elektrycznym. Spadek ciĞnienia w zbiorniku akumulacyjnym powoduje

automatyczne wyáączenie siĊ ABS-u i zapalenie siĊ ostrzegawczej Īðátej kontrolki na tablicy

wskaĨnikðw. Hamulce samochodu dziaáają wðwczas jak w ukáadzie klasycznym, ale bez

wspomagania lub ze wspomaganiem podciĞnieniowym, jeĞli konstruktor przewidziaá takie

rozwiązanie.

PrzewaĪnie dla uproszczenia budowy i obniĪenia kosztðw w samochodach osobowych

sygnaáy ± przetworzone w centralnej jednostce sterującej ± regulują przy pomocy zaworðw

elektromagnetycznych ciĞnienie tylko w trzech, a nie w czterech sektorach hydraulicznego

ukáadu hamulcowego: osobno dla poszczegðlnych kðá przednich i wspðlnie dla obu kðá

tylnych.

Zasada dziaáania ukáadu ABS

Ukáad ABS Mecatronic zostaá opracowany przez firmĊ Bendix. Zostaá on skonstruowany jako

Äukáad zamkniĊty´ z moduáem ABS/TCS (1) stanowiącym integralną jego czĊĞü. Pojawiá siĊ

on po raz pierwszy na początku lat dziewiĊüdziesiątych. Ukáad ten, podobnie jak ukáady MK

IV-GI oraz MK 20-I, jest tak zwanym Äurządzeniem dodatkowym´. Oznacza to, Īe jego

podstawą jest konwencjonalny ukáad hamulcowy, a zespðá sterujący jest tylko zamontowany

pomiĊdzy dwusekcyjną pompą hamulcową oraz przekątnie dziaáającymi obwodami

hamulcowymi. W przypadku awarii ukáadu ABS, konwencjonalny ukáad hamulcowy jest

nadal sprawny. Ukáad Mecatronic po raz pierwszy pojawiá siĊ w modelu FORD Mondeo wraz

z peánym ukáadem przeciwpoĞlizgowym TCS zapobiegającym zrywaniu przyczepnoĞci przy

przyspieszaniu, ktðry dziaáa za poĞrednictwem ukáadu hamulcowego, wykorzystując

jednoczeĞnie moment obrotowy silnika. W tym celu moduá ABS/TCS przesyáa dane do

elektronicznego moduáu sterującego pracą silnika. W przypadku gdy oba koáa osi napĊdowej

wpadają w poĞlizg, nastĊpuje zmniejszenie momentu obrotowego silnika przez odpowiednie

sterowanie silnikiem krokowym regulacji poáoĪenia przepustnicy, aĪ do osiągniĊcia

optymalnego przyspieszenia. Wzajemne powiązanie dziaáania hamulcðw z wartoĞcią

momentu obrotowego silnika odbywa siĊ w sposðb samoczynny. DziĊki temu moĪliwe jest

osiągniĊcie moĪliwie najlepszej przyczepnoĞci kðá w kaĪdych warunkach drogowych.

Podczas ruszania z miejsca i przyspieszania sterowanie momentem obrotowym silnika i

sterowanie hamulcami jest ze sobą ĞciĞle powiązane dla osiągniĊcia optymalnej

przyczepnoĞci kðá i utrzymania kierunku jazdy. Przy wyĪszych prĊdkoĞciach jazdy

utrzymanie kierowalnoĞci (statecznoĞci i kierunku jazdy pojazdu) ma wiĊksze znaczenie niĪ

maksymalne wykorzystanie momentu napĊdowego. W takich przypadkach ukáad

przeciwpoĞlizgowy TCS steruje przede wszystkim poprzez regulacjĊ momentu obrotowego

silnika. W kaĪdym jednak przypadku skuteczne hamowanie pojazdu jest istotniejsze niĪ

dziaáanie ukáadu przeciwpoĞlizgowego. Wáączenie hamulcðw automatycznie powoduje

wyáączenie ukáadu przeciwpoĞlizgowego.

Zasadnicze cechy ukáadu ABS Mecatronic

Ukáad jest Äurządzeniem dodatkowym´;

Ukáad zamkniĊty z zasobnikiem niskociĞnieniowym;

Zintegrowany moduá ABS;

Ukáad przeciwpoĞlizgowy (TCS) dziaáający poprzez hamulce i korekty momentu obrotowego

silnika

Ukáad ABS (zapobiegający blokowaniu hamulcðw)

Rys.1. Rozmieszczenie podzespoáðw ukáadu Mecatronic w pojeĨdzie.

1. Czujniki prĊdkoĞci kðá

2. Obwody hamulcowe

3. Urządzenie wspomagające ukáad hamulcowy

4. Záącze testu wáasnego

5. Zespðá sterujący ukáadem hydraulicznym HCU

6. Zintegrowany moduá ABS

7. Skrzynka przekaĨnikowa zblokowana z moduáem

8. Lampka ostrzegawcza ABS

9. Dwusekcyjna pompa hamulcowa

Ukáad Mecatronic II to z pewnoĞcią jedno z najnowoczeĞniejszych rozwiązaĔ w dziedzinie

ukáadðw kontroli trakcji. PoniĪej wymienione zostaáy najwaĪniejsze cechy tego ukáadu:

Dwuobwodowy ukáad hamulcowy z obwodami dziaáającymi po przekątnej;

Ukáad ABS wáączany oddzielnie dla kaĪdego z kðá, cztery czujniki prĊdkoĞci kðá, trzy kanaáy

sterowania (ukáad 4/3);

Dwutáokowa pompa hydrauliczna;

Ukáad zamkniĊty;

Zespðá sterujący ukáadem hydraulicznym (HCU), pompa ABS i moduá ABS tworzą jeden

zespðá o zwartej budowie (zespðá sterujący ABS Mecatronic II);

Moduá ABS jest zblokowany ze skrzynką przekaĨnikową;

Zintegrowany program diagnostyczny elektrycznych i elektronicznych podzespoáðw ukáadu

za poĞrednictwem záącza diagnostycznego (SCL) lub ± w przypadku nowszych modeli ±

poprzez záącze transmisji danych (DLC);

Lampka ostrzegawcza ABS.

Ukáad TCS (ukáad zapobiegający zrywaniu przyczepnoĞci kðá napĊdzanych przy

przyspieszaniu)

Rys.2. Rozmieszczenie podzespoáðw ukáadu Mecatronic II z TCS w pojeĨdzie.

1. Czujniki prĊdkoĞci kðá

2. Obwody hamulcowe

3. Záącze testu wáasnego

4. Zespðá sterujący ABS/TCS

5. Moduá ABS/TCS

6. Silnik krokowy regulacji poáoĪenia przepustnicy

7. Skrzynka przekaĨnikowa

8. Lampka ostrzegawcza ABS

9. Lampka ostrzegawcza TCS

10. Wáącznik Ğwiateá hamulcowych

PoniewaĪ ukáad Mecatronic jest takĪe dostĊpny w wersji poszerzonej o ukáad TCS to poniĪej

podano kilka cech wyrðĪniających odmianĊ ABS/TCS od zwykáego ABS-u:

Wáącznik ukáadu TCS oraz lampka ostrzegawcza TCS;

Regulacja momentu obrotowego silnika w czasie dziaáania ukáadu TCS poprzez silnik

krokowy regulacji poáoĪenia przepustnicy;

Sterowanie ukáadem przeciwpoĞlizgowym (TCS) za poĞrednictwem moduáu ABS/TCS z

wykorzystaniem elementðw ukáadu ABS.

Dziaáanie ukáadu ABS

Podobnie jak w przypadku ukáadu MK IV-GI, ukáad Mecatronic skáada siĊ z

konwencjonalnego ukáadu hamulcowego z przekątnymi obwodami hamulcowymi oraz

zespoáu sterującego ABS. Zespðá sterujący ABS skáada siĊ z nastĊpujących podzespoáðw:

Zespoáu sterującego ukáadem hydraulicznym (HCU), obejmującego zespðá silnika i pompy

oraz zespðá zaworðw;

Moduáu ABS zblokowanego ze skrzynką przekaĨnikową.

Sygnaáy z danymi o prĊdkoĞci kaĪdego z kðá jezdnych konieczne do sterowania ukáadem są

odbierane z czterech czujnikðw prĊdkoĞci kðá (1). Moduá ABS (6) analizuje sygnaáy i

porðwnuje je z wartoĞciami granicznymi zapisanymi w pamiĊci moduáu ABS. W przypadku

gdy podczas hamowania prĊdkoĞü jednego z kðá lub wiĊkszej liczby kðá zbliĪa siĊ do progu,

po przekroczeniu ktðrego nastĊpuje ich zablokowanie, moduá ABS (6) uruchamia

odpowiednie zawory elektromagnetyczne. Powoduje to spadek ciĞnienia uruchamiającego

hamulce w danym obwodzie. Páyn hamulcowy spáywa do niskociĞnieniowych zasobnikðw

zespoáu sterującego HCU. JeĪeli prĊdkoĞü koáa jest teraz wyĪsza niĪ prðg zablokowania

moduá ABS (6) wáącza silnik i pompĊ. Páyn hamulcowy jest pompowany z powrotem z

zasobnikðw do zaciskðw hamulcðw. Powstaáy w ten sposðb wzrost ciĞnienia ma niewielką

wartoĞü i nigdy nie przekracza wartoĞci ciĞnienia wymaganego w chwili wáączenia hamulca

przez kierowcĊ. W fazie wzrostu ciĞnienia w ukáadzie zawory elektromagnetyczne są

wyáączone.

Opisany proces nazywany czĊstotliwoĞcią wáączania ABS moĪe byü powtarzany wielokrotnie

w ciągu sekundy, w zaleĪnoĞci od warunkðw panujących na drodze i dáugoĞci czasu

hamowania. W opisywanym ukáadzie ABS czĊstotliwoĞü wáączania moĪe dochodziü do ok.

20 Hz. Ukáad ABS nie wáącza siĊ przy prĊdkoĞciach poniĪej 5 km/h. We wczeĞniejszych

modelach pojazdðw ukáad ABS ma dwa záącza diagnostyczne (4), w nowszych modelach

ukáad dysponuje záączem transmisji danych (DLC). Lampka ostrzegawcza ABS (8) Ğwieci siĊ

w przypadku usterki ukáadu.

Dziaáanie ukáadu TCS

Ukáad TCS jest czĊĞcią ukáadu ABS. Dla obu ukáadðw wspðlne są nastĊpujące podzespoáy i

elementy:

Zespðá sterujący ukáadem hydraulicznym (HCU);

Moduá ABS (w ukáadzie ABS/TCS są dwa moduáy);

Czujniki prĊdkoĞci kðá.

Sygnaáy z danymi o prĊdkoĞci kaĪdego z kðá jezdnych konieczne do sterowania ukáadem są

odbierane z czterech czujnikðw prĊdkoĞci kðá (1). Moduá ABS/TCS (5) zainstalowany w

ukáadzie analizuje sygnaáy i porðwnuje je z wartoĞciami granicznymi zapisanymi w pamiĊci.

JeĪeli przy prĊdkoĞci pojazdu poniĪej 50 km/h dojdzie do poĞlizgu jednego lub wiĊkszej iloĞci

kðá napĊdzanych, nastĊpuje wyhamowanie tego koáa (kðá) poprzez uruchomienie

odpowiedniego ciĞnienia inicjowanego przez zespðá sterujący ABS/TCS (4). JednoczeĞnie

nastĊpuje zmniejszenie momentu obrotowego silnika za poĞrednictwem silnika krokowego

regulacji poáoĪenia przepustnicy (6) aĪ do osiągniĊcia optymalnej wartoĞci przyspieszenia.

Podczas ruszania z miejsca i przyspieszania funkcje sterowania momentem obrotowym

silnika oraz ukáadem hamulcowym są ĞciĞle powiązane dla utrzymania optymalnej

przyczepnoĞci kðá oraz zachowania kierunku jazdy. Przy wyĪszych prĊdkoĞciach (powyĪej 50

km/h do prĊdkoĞci maksymalnej) utrzymanie panowania nad pojazdem (utrzymanie kierunku

przy jeĨdzie na wprost) ukáad stawia na pierwszym miejscu przed maksymalnym

wykorzystaniem momentu napĊdowego. W takich przypadkach ukáad przeciwpoĞlizgowy

dziaáa gáðwnie poprzez funkcjĊ korygowania momentu obrotowego silnika. Ukáad TCS nie

ma wpáywu na hamowanie. NaciĞniĊcie dĨwigni hamulca przez kierowcĊ w czasie jazdy gdy

dziaáa ukáad TCS jest natychmiast sygnalizowane moduáowi ABS/TCS przez wáącznik

Ğwiateá hamulcowych (10). Moduá ABS/TCS natychmiast ± w uáamku sekundy ± przestawia

siĊ na funkcjĊ sterowania ABS. Wáączenie ukáadu TCS jest sygnalizowane zaĞwieceniem siĊ

lampki ostrzegawczej TCS (9) na tablicy przyrządðw. W tym samym czasie wyczuwalny staje

siĊ niezaleĪny ruch dĨwigni przyspieszenia. Ukáad TCS zapobiega poĞlizgowi i zrywaniu

przyczepnoĞci kðá napĊdzanych, przede wszystkim podczas pokonywania podjazdðw na

zapiaszczonej nawierzchni, a takĪe na nawierzchniach zaĞnieĪonych, Ğliskich i mokrych.

Dziaáanie zespoáu sterującego ukáadem hydraulicznym (HCU)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: