El principio de funcionamiento dinámico del ABS
2004 es el 25º aniversario del nacimiento del primer ABS (sistema de frenos antibloqueo, sistema de frenos antibloqueo automático) civil producido en serie. Durante el último cuarto de siglo, los sistemas ABS no sólo han seguido mejorando, sino que también han permitido a muchos propietarios de automóviles escapar de las puertas del infierno. Además de presentar el sistema ABS que ha hecho grandes contribuciones en los últimos 25 años, también necesitamos revisar la historia del ABS. El principio del "frenado antibloqueo automático"
Esto no es difícil de entender. En caso de emergencia, cuando no hay tiempo para frenar, el sistema ABS no está instalado en el automóvil. Debido a la inercia del tablero del vehículo, el deslizamiento puede ocurrir instantáneamente y la desviación de la dirección de conducción y la trayectoria del movimiento del cuerpo es incontrolable, ¡lo cual es peligroso! Cuando un vehículo cuyas ruedas están a punto de alcanzar un punto crítico de bloqueo de ruedas está equipado con un sistema ABS, los frenos se pueden aplicar de 60 a 120 veces la segunda vez, lo que equivale a mantener los frenos y relajarlos, lo cual es similar a Efecto "bombeo" de la automatización mecánica. Esto puede evitar el frenado de emergencia, controlar la dirección de deslizamiento de las ruedas, aumentar la fricción de los neumáticos y hacer que la eficiencia de frenado supere el 90%.
Desde un análisis microscópico, cuando el neumático rueda hasta el punto crítico entre el neumático y la máxima fricción de deslizamiento. Comience a aprovechar al máximo la potencia del motor del automóvil (acorte el tiempo de aceleración) y, si desacelera, el efecto de frenado es mayor (la distancia de frenado es la más corta). Cuando el controlador del sistema de control de la unidad hidráulica ABS oscila repetidamente el punto crítico de deslizamiento del neumático usando la presión del freno, puede dejar el agarre más cercano al neumático y mantener el valor teórico máximo durante el contacto repetido, logrando así el mejor efecto de frenado.
Funcionamiento
El principio del ABS parece simple, ¡pero ha experimentado muchos contratiempos (falta de tecnologías clave) desde cero! En 1908, el ingeniero británico JE Francis propuso la teoría del "controlador de deslizamiento de ruedas para vehículos ferroviarios", pero no resultó práctica. Durante los siguientes 30 años, incluido el "Controlador de fuerza de frenado" de Carl Wessel, el "Dispositivo de seguridad de freno hidráulico" de Werner MHL y la "Prevención de bloqueo de ruedas" de Richard Trapp, todos los intentos fracasaron. El "Manual técnico del automóvil" publicado en 1941 escribió: "Hasta ahora, todos los intentos de utilizar dispositivos mecánicos para evitar peligros en las ruedas han sido infructuosos. En la historia del éxito, este día es un hito muy importante en la instalación de la seguridad vial. "Es una lástima que probablemente no esperaba haber estado esperando este día durante 30 años.
¿Cuáles son los obstáculos en el desarrollo de la tecnología del sistema de frenos antibloqueo? En primer lugar, es necesario monitorear el sistema de transmisión de neumáticos en tiempo real y ajustar el tamaño del sistema hidráulico de frenos en tiempo real. En la era anterior a las computadoras integradas, ¡no se necesitaba ningún dispositivo mecánico para lograr una respuesta tan rápida! No fue hasta el nacimiento del sistema ABS que hubo un rayo de esperanza. A principios de la década de 1960, la tecnología de semiconductores ganó escala inicial.
La historia del desarrollo de sistemas ABS por parte de Bosch, que se especializa en sistemas electrónicos para automóviles, se remonta a 1936, cuando Bosch solicitó una patente para el "sistema de frenado de vehículos de motor, dispositivo antibloqueo". En 1964 (año también en que nació el circuito integrado), se reinició el plan de investigación y desarrollo de la empresa Bosch ABS, y finalmente se concluyó que era factible evitar el bloqueo de las ruedas mediante el control de dispositivos electrónicos. ¡Esta es la primera vez en la historia que aparece el término ABS (sistema de frenos antibloqueo)! El primer prototipo de automóvil del mundo utilizó ABS en 1966, lo que demuestra que "acortar la distancia de frenado" es una tarea imposible. Debido a la excesiva inversión de capital, las solicitudes se limitaron a los vehículos ferroviarios o aviones ABS iniciales. Teldix Co., Ltd. desarrolló el primer prototipo de coche de carretera de fábrica de Mercedes-Benz: el ABS 1 en 1970**. El sistema tiene una base de producción, pero los componentes de control de la unidad carecen de confiabilidad. Con más de 1.000 unidades, no sólo es costoso sino también propenso a fallar.
En 1973, Bosch compró el 50% de las acciones. En 1975, la ABS desarrollada por Teldix Co., Ltd., una empresa de AEG en el sector, llegó a un acuerdo con Bosch Teldix y le confiaría íntegramente la empresa. Implementación de la solución del sistema ABS desarrollada por Bosch. ¡Después de tres años de arduo trabajo, nació "ABS 2"! A diferencia del componente electrónico analógico ABS 1, el sistema ABS 2 es un componente completamente digital. No sólo el número de unidades de componentes a controlar disminuye de 1.000 a 140, sino que también tiene tres ventajas principales: menor costo, mayor confiabilidad y operación más rápida. A finales de 1978, Mercedes-Benz y BMW finalizaron el equipamiento de alta tecnología del ABS Clase S 2 y los coches de la Serie 7.
Tres años antes de que yo naciera, el coste del sistema ABS era demasiado alto y sufría el desarrollo del mercado. Desde 1978 hasta finales de 1980, Bosch vendió sólo 24.000 sistemas ABS. Afortunadamente, hubo 76.000 unidades en el segundo año de crecimiento. Gracias a la respuesta positiva del mercado, Bosch lanzó un plan de investigación y desarrollo para el sistema de control de tracción TCS. El sistema ABS 2S introducido en 1983 se redujo a 5,5 kg, pesando 4,3 kg, y el módulo de control también se redujo a 70 kg.
A mediados de 1985, la proporción de nuevas plantas de automóviles en todo el mundo que instalaban sistemas ABS por primera vez superó el 1%, y General Motors también decidió fabricar su ABS principal como equipo estándar en los vehículos Chevrolet.
1986 es otro año memorable. Además de celebrar la venta de 10.000 sistemas ABS por parte de Bosch, lo más importante es que Bosch lanzó los primeros sistemas de control de tracción TCS y civil/ASR para automóviles. La función del TCS/ASR es evitar el deslizamiento de las ruedas cuando el automóvil acelera, especialmente para evitar que las ruedas patinen en las curvas, y controlar el deslizamiento dentro del rango del 10% al 20%. Debido a que el ASR se controla ajustando el par de las ruedas motrices, el sistema de control de la fuerza motriz también se llama TRC o TRAC en Japón.
Hay muchas similitudes en los principios de funcionamiento de ASR y ABS. La combinación de los dos crea un mejor efecto y constituye el sistema de control antideslizante y de prevención de bloqueo de ruedas (ABS/ASR). El sistema consta de un sensor de velocidad de la rueda, un controlador ECU ABS/ASR, un controlador ABS, un controlador ASR, un controlador, sensores de posición del acelerador principal y auxiliar del acelerador auxiliar, etc. Durante el proceso de arranque, aceleración y movimiento del automóvil, según la señal de entrada del sensor de velocidad de la rueda, cuando se determina que el deslizamiento de la rueda motriz excede el límite superior, la ECU del motor ingresa secuencialmente al programa de defensa aérea. La primera ECU del motor baja el acelerador durante la ingesta de combustible para reducir el par motor y la potencia de salida. Cuando la ECU determina que es necesario intervenir en la rueda motriz, envía una señal al control del ASR de la rueda motriz (generalmente la rueda delantera) para evitar que la rueda motriz patine o para mantenerla dentro de un rango seguro. El primer modelo nuevo equipado con un sistema ASR apareció en 1987 y la Clase S de Mercedes-Benz volvió a hacer historia.
Con la reducción de los precios de los sistemas ABS y la instalación de sistemas ABS, el número de automóviles nuevos superó el punto crítico en 1988 y comenzó a crecer rápidamente. Las ventas anuales del sistema ABS de Bosch superaron los 3 millones de unidades por primera vez este año. Un avance tecnológico permitió a Bosch lanzar el primer sistema ABS 2E en 1989. Inicialmente, estaba aislado del compartimiento del motor (componentes de accionamiento hidráulico) y de la consola (unidad de control electrónico), y el cableado tuvo que cambiarse a un diseño que "integre estos dos componentes en uno". También se abandonó el sistema ABS 2E, y la historia del primer circuito integrado fue sustituida por la velocidad de un microprocesador (CPU) con 8 Kbytes de computación, lo que una vez más marcó un nuevo hito. El fabricante de automóviles anunció oficialmente que un automóvil Porsche está equipado con ABS. Tres años más tarde (1992), Mercedes-Benz y Porsche Automobile Factory también decidieron seguir el ritmo de los tiempos.
En los años 90, la mitad de los sistemas ABS comenzaron a popularizarse paulatinamente en los vehículos de producción masiva. En 1993 se lanzó una versión mejorada del ABS 2E de Bosch: el sistema ABS 5.0. Además de ser más pequeño y ligero, es un procesador el doble de rápido (16 Kbytes). La empresa también celebra el sistema ABS número 100.000 vendido cada año.
Los sistemas ABS y ASR/TCS ya son reconocidos por los propietarios de automóviles en todo el mundo, pero el equipo de ingeniería de Bosch no está satisfecho y avanza hacia el siguiente objetivo más desafiante: ESP (Programa Electrónico de Estabilidad, Sistema de Estabilidad Dinámica de Conducción). )! A diferencia del ABS y el TCS, que sólo pueden aumentar la estabilidad de frenado y aceleración, el ESP puede mantener el vehículo en equilibrio dinámico durante la conducción en una ruta óptima en cualquier momento. El sistema ESP incluye un sensor de dirección (monitorea el ángulo del volante para garantizar que el vehículo viaja en la dirección correcta), un sensor de rueda (monitorea cada rueda para determinar la velocidad de deslizamiento de la rueda), un sensor de velocidad de guiñada (el eje vertical alrededor del el automóvil está filmando la dinámica del automóvil para determinar si el automóvil ha perdido el control) y sensores de aceleración lateral (aceleración centrífuga medida en las curvas para determinar si el vehículo ha perdido agarre). Al mismo tiempo, los datos de estos sensores se pueden utilizar para determinar si la unidad de control está en el estado de funcionamiento del vehículo, indicando así el establecimiento o liberación de presión de freno en una o más ruedas, mientras se ajusta el par del motor al máximo. Preciso, en algunos casos la tasa de respuesta es incluso de 150 veces por segundo. Los sistemas ABS, EBD, EDL y ASR integrados, como el ESP, permiten a los propietarios de automóviles concentrarse en la conducción y permiten que la computadora responda a diversas situaciones de emergencia con facilidad.
El nacimiento del ABS y ASR en el pasado
Continuando, el Mercedes-Benz Clase S fue el primero en utilizar el sistema ESP del modelo (1995). Cuatro años más tarde, Mercedes-Benz anunció oficialmente que toda la serie de vehículos estará equipada con ESP de serie. Al mismo tiempo, Bosch lanzó el ABS 5.7 en 1998 y 2001, y el sistema ABS 8.0 sigue siendo bueno. El peso total de todo el sistema se ha mejorado de 2,5 kg a 1,6 kg y el procesador se ha actualizado de 48 kilobytes a una velocidad de funcionamiento de 128 kilobytes. En 2006, los principales competidores de Mercedes-Benz eran BMW y Audi. Bosch vendió más de 10.000 sistemas ABS ESP y más de 654,38 millones de sistemas ABS ESP en 2003. Según las encuestas de la ACEA (Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles), cada continente europeo produce actualmente automóviles nuevos equipados con sistemas ABS, y más del 60% de todos los automóviles nuevos del mundo cuentan con este equipamiento.
Wolfgang Driss, miembro de la junta directiva de Robert Bosch GmbH (nombre completo Bosch), dijo: “El sistema de frenos ABS mejora enormemente la estabilidad y acorta la distancia de frenado.
A diferencia de las bolsas de aire y los cinturones de seguridad (la proporción del número de accidentes automovilísticos se puede dividir por el número de muertes), es mucho más difícil hacer que muchas personas regresen de un sistema ABS para "prevenir" el infierno. Sin embargo, según una investigación de la Asociación Alemana de Seguros, el análisis de las lesiones graves causadas por los coches de seguridad muestra que el 60%, el 30% y el 40% de las muertes causadas por accidentes de tráfico laterales se deben a exceso de velocidad, giros bruscos o un manejo inadecuado. Tenemos motivos para creer que los sistemas ABS, ASR y ESP se deben a la importante reducción de la incidencia de pérdida de control del vehículo en situaciones de emergencia. La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (Administración de Seguridad del Tráfico en las Carreteras del Norte) estima que el sistema ABS ha salvado a 65.438+04.563 conductores que viven en América del Norte.
Del ABS al ESP, parece que los esfuerzos de los ingenieros automotrices para mejorar la estabilidad de conducción han llegado al límite (el sistema ESP civil se ha establecido desde hace casi 10 años), pero incluso los ordenadores más avanzados todavía necesitan Para conducir correctamente los operadores pueden lograr los máximos resultados. Al final del artículo te contamos cómo utilizar el sistema ABS.
La mayoría de propietarios de automóviles nunca se han encontrado con una emergencia (esperemos que nunca), pero ¿no saben cómo afrontar los momentos críticos? Durante el frenado de emergencia, si hay una vibración y un ruido anormal evidente en el pedal del freno del sistema del cilindro de freno ABS de movimiento rápido (fenómenos normales en el funcionamiento del sistema ABS), no debe dudar en forzar los frenos (a menos que el vehículo tiene un dispositivo de asistencia de frenado EBD (la fuerza de frenado del conductor no es suficiente), el ABS evita que las ruedas se bloqueen durante el frenado de emergencia, por lo que la dirección de las ruedas delanteras aún puede ser controlada por el mecanismo. El conductor debe evitar el peligro de emergencia y aplicar los frenos laterales al mismo tiempo para evitar obstáculos en el lado izquierdo de la carretera. Por ejemplo, si pisa con fuerza el pedal del freno, el volante girará 90 grados a izquierda y derecha, las ruedas girarán 180 grados y finalmente él girará 90 grados a la izquierda. Finalmente, el sistema ABS se basa en sensores precisos de velocidad de las ruedas para determinar si se ha producido una situación de bloqueo. En circunstancias normales, cada sensor de rueda debe mantenerse limpio para evitar que el polvo, el aceite y especialmente los materiales magnéticos se adhieran a la superficie, lo que puede causar fallas en el sensor o ingresar señales erróneas, afectando el funcionamiento normal del sistema ABS. Antes de conducir, preste siempre atención a la luz indicadora de falla del ABS que parpadea en el panel de instrumentos o si se detecta durante mucho tiempo. El sistema ABS puede estar defectuoso (especialmente el sistema de etapa inicial). Repárelo y salga de fábrica para eliminar la falla lo antes posible.
Por último, conviene recordar a los lectores los sistemas ABS/ASR/ESP, pero precisamente por estos sistemas de seguridad activa, no deberían ser la cristalización de la alta tecnología para acelerar el tráfico, pero tampoco son omnipotentes. cualquiera. De hecho, el ABS ha salvado la vida de muchos conductores en el pasado, pero no hay garantía de que todos los conductores se salven, ¿verdad?
Hay información sobre el ABS, que se comparte de la siguiente manera:
El último ABS se ha desarrollado hasta la quinta generación (algunas personas dicen que es la octava generación, yo no saber si es cierto o no), y hoy en día el ABS también ha derivado otros sistemas de control electrónico, como por ejemplo:
1.
2. Programa Electrónico de Estabilidad (ESP)
3. Sistema de Asistencia de Frenado
(Nota: Cada fabricante tiene diferentes sistemas de títulos, pero el principio es el mismo . Parte del sistema ESP procede de Bosch)
Excepto ABS:
Clasificados por mecánicos y electrónicos, las diferencias entre ellos son las siguientes:
1. El ABS electrónico se basa en diferentes diseños según el modelo, la instalación requiere habilidades profesionales. No es universal si es necesario cambiar el diseño del circuito y la capacidad de la batería. El ABS mecánico es universal. Se puede cambiar de un vehículo a otro siempre que se utilice el sistema de frenado hidráulico del vehículo y la instalación solo demora 30 minutos.
2. Hay una gran cantidad de ABS electrónico y es posible que el producto terminado no tenga suficiente espacio para instalar ABS electrónico en el automóvil. En comparación, el ABS mecánico es pequeño y ocupa menos espacio.
3. La acción electrónica del ABS activa el bloqueo de las ruedas instantáneamente, 612 veces por segundo; el ABS mecánico comienza a funcionar al frenar. Dependiendo de la velocidad, la segunda función del 60% es -120. Alto grado, mayor nivel, más importante
4. El costo del ABS electrónico es más económico que el ABS mecánico.
Según la clasificación de los canales de control, existen los siguientes tipos:
Cuatro canales, función: alto coeficiente de adherencia, que puede maximizar el aprovechamiento de la máxima adherencia de cada rueda. Sin embargo, si los coeficientes de las dos ruedas unidas a los lados izquierdo y derecho del automóvil son muy diferentes (como en secciones de carretera con agua o hielo), afectará la estabilidad de la dirección de frenado del automóvil. Guangzhou Honda utiliza un sistema ABS de cuatro canales.
Tipo de tres canales, características: buena estabilidad direccional al frenar en diversas condiciones. El ABS de tres canales se utiliza ampliamente en automóviles.
Función de doble canal: El ABS de doble canal es difícil de controlar en términos de estabilidad direccional, rendimiento de dirección y frenado, y rara vez se utiliza en la actualidad.
Un tipo ranura, caracterizado por: estructura simple, bajo costo, muy utilizado en camionetas livianas.
Componentes básicos del sistema antibloqueo de frenos;
El sensor de velocidad de rueda del ABS suele incluir regulador de presión de freno, unidad de control electrónico y testigo del ABS. La estructura y el principio de funcionamiento del regulador de presión de freno en diferentes sistemas ABS suelen ser diferentes, y la estructura interna de la unidad de control electrónico y el circuito lógico de control también pueden cambiar.
El ABS es el mismo en los siguientes aspectos
Las variedades son las mismas:
(1) Cuando el vehículo con ABS excede una determinada velocidad (como 5 km /ho 8 km/h), los bloqueos de las ruedas a menudo se ajustan mediante la presión del freno antibloqueo durante el frenado.
(2) Control al frenar. Sólo cuando las ruedas están bloqueadas, el ABS tiende a ajustar la presión de frenado antibloqueo de las ruedas bloqueadas; el proceso de frenado del sistema después de que la rueda se bloquea fuera de control es exactamente el mismo que el proceso de frenado durante el frenado convencional.
(3)El ABS tiene una función de autodiagnóstico y puede ser monitoreado por el sistema de trabajo. Una vez que se descubre que afecta el funcionamiento normal del sistema, se apagará automáticamente. Cuando las luces de advertencia del ABS y del ABS no alertan al conductor, el sistema de frenos del automóvil aún puede frenar como un sistema de frenos convencional.
Características de la aplicación del ABS:
1. El coeficiente de fricción de la superficie de la carretera es bajo al frenar y el pedal del freno debe ser un solo pedal.
2. Capaz de frenar en la distancia de frenado más corta.
3. Frenar cuando el coche tenga alta estabilidad direccional.