¿Qué es el ABS?
En el "Manual de tecnología del automóvil" publicado en 1941, escribió: "Hasta ahora, cualquier intento de utilizar dispositivos mecánicos para evitar el peligro de bloqueo de las ruedas ha sido infructuoso. Cuando un dispositivo de este tipo tiene éxito, También representa un hito importante en la historia de la seguridad vial”
Según una encuesta de ACEA (Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles), cada automóvil nuevo producido hoy en Europa está equipado con un sistema ABS, y más. Más del 60% de los coches nuevos del mundo están equipados con este dispositivo.
2004 marca el 25º aniversario del nacimiento del primer ABS (sistema de frenos antibloqueo automático) civil producido en serie. Durante el último cuarto de siglo, los sistemas ABS no solo continuaron mejorando y mejorando, sino que también ayudaron a muchos propietarios de automóviles a escapar de las puertas de la muerte. Además de presentar las grandes contribuciones del sistema ABS durante los últimos 25 años, también debemos revisar la historia del desarrollo del ABS.
El principio del "frenado antibloqueo automático" no es difícil de entender. En caso de emergencia, los vehículos sin sistema ABS no pueden reducir la velocidad por etapas y sólo pueden morir pisoteados inmediatamente. Debido a la inercia del sprint del vehículo, pueden ocurrir en un instante situaciones peligrosas como deslizamiento lateral, desviación de trayectoria y pérdida de dirección del vehículo. Cuando un vehículo equipado con un sistema ABS está a punto de alcanzar el punto crítico de bloqueo de las ruedas, los frenos pueden actuar de 60 a 120 veces en un segundo, lo que equivale a un frenado y relajación constante, es decir, un "frenado puntual" similar al mecánico. acción de automatización. Esto puede evitar el control direccional y el deslizamiento lateral de las ruedas durante el frenado de emergencia, al tiempo que aumenta la fricción de los neumáticos y hace que la eficiencia de frenado alcance más del 90%.
Microscópicamente, el neumático cambia de rodar a deslizarse en el punto crítico, y la fricción entre el neumático y el suelo alcanza el máximo. Durante el arranque automático, la potencia del motor se puede utilizar por completo (acortando el tiempo de aceleración) y el efecto de desaceleración es mayor durante el frenado (la distancia de frenado es la más corta). El controlador en el sistema ABS utiliza un dispositivo hidráulico para controlar la presión del freno para oscilar repetidamente en el punto crítico de deslizamiento del neumático, de modo que el agarre del neumático se mantenga más cercano al valor teórico máximo durante el contacto repetido y la separación del disco de freno para lograr el mejor efecto de frenado.
El principio de funcionamiento del ABS parece simple, ¡pero el proceso desde cero ha experimentado muchos contratiempos (falta de tecnologías clave)! En 1908, el ingeniero británico J. E. Francis propuso la teoría del "controlador de bloqueo y deslizamiento de ruedas para vehículos ferroviarios", pero no pudo llevarla a la práctica. Durante los siguientes 30 años, incluido el "Controlador de fuerza de freno" de Carl Wessel, Werner M? El "dispositivo de seguridad de frenos hidráulicos" de Hl y el "dispositivo de prevención de bloqueo de ruedas" de Richard Trappe fallaron. En el "Automobile Technology Handbook" publicado en 1941, escribió: "Hasta ahora, cualquier intento de utilizar un dispositivo mecánico para evitar el peligro de bloqueo de las ruedas ha fracasado. El día en que dicho dispositivo tenga éxito será un hito importante en la historia". de la seguridad vial." Desafortunadamente, el autor de este libro probablemente no esperaba que este día tuviera que esperar otros 30 años.
¿Cuál fue el obstáculo técnico en el desarrollo de dispositivos antibloqueo de frenos en ese momento? En primer lugar, el dispositivo requiere un sistema para monitorear los cambios en la velocidad de los neumáticos en tiempo real y ajustar instantáneamente la presión de los frenos a través del sistema hidráulico. En esa era anterior a los circuitos integrados y las computadoras, ¡ningún dispositivo mecánico podía lograr una respuesta tan ágil! Cuando el nacimiento del sistema ABS mostró un rayo de luz, fue a principios de la década de 1960 cuando la tecnología de semiconductores había alcanzado su escala inicial.
El origen del sistema ABS desarrollado por Bosch, empresa alemana especializada en sistemas electrónicos de automoción, se remonta a 1936, cuando Bosch solicitó una patente para el "dispositivo de frenado antibloqueo de vehículos de motor" . En 1964 (también el año en que nació el circuito integrado), Bosch lanzó nuevamente el plan de investigación y desarrollo del ABS y finalmente llegó a la conclusión de que "es factible evitar el bloqueo de las ruedas mediante el control de un dispositivo electrónico". ¡El ABS (sistema de frenos antibloqueo) apareció en la historia! El primer prototipo de ABS del mundo apareció en 1966, demostrando al mundo que "acortar la distancia de frenado" no es una tarea imposible. Debido a la enorme inversión, la aplicación inicial del ABS se limitó a vehículos ferroviarios o aviones. Teldix GmbH desarrolló en 1970 el primer prototipo de vehículo de carretera, el ABS 1, en colaboración con Mercedes-Benz. Este sistema tiene la base para la producción en masa, pero su confiabilidad es insuficiente. La unidad de control tiene más de 1.000 componentes, lo que no sólo es costoso sino también propenso a fallar.
En 1973, Bosch adquirió el 50% de Teldix GmbH y sus resultados de investigación y desarrollo en el campo del ABS. En 1975, AEG y Teldix llegaron a un acuerdo con Bosch y confiaron a Bosch la implementación del plan general de desarrollo del sistema ABS. ¡"ABS 2" nació después de tres años de arduo trabajo! A diferencia del ABS 1, que utiliza componentes electrónicos analógicos, el sistema ABS 2 está diseñado completamente con componentes digitales, lo que no sólo reduce el número de componentes en la unidad de control de 1.000 a 140, sino que también tiene tres ventajas principales: coste reducido, gran mejora. confiabilidad y operación significativamente más rápida. A finales de 1978, dos fabricantes de automóviles alemanes, Mercedes-Benz y BMW, decidieron instalar ABS 2, un sistema de alta tecnología, en sus coches Clase S y Serie 7.
En los primeros tres años de su existencia, el sistema ABS sufrió altos costos y no pudo abrir el mercado. Desde 1978 hasta finales de 1980, Bosch vendió sólo 24.000 sistemas ABS. Afortunadamente, el número aumentó a 76.000 unidades en el segundo año. Al recibir una respuesta positiva del mercado, Bosch inició el plan de investigación y desarrollo del sistema de control de seguimiento TCS. El peso del sistema ABS 2S lanzado en 1983 se redujo de 5,5 kg a 4,3 kg, y el número de componentes de control también se redujo a 70. A mediados de 1985, la proporción de sistemas ABS instalados en automóviles nuevos en todo el mundo superó el 1% por primera vez, y General Motors también decidió fabricar ABS como equipo estándar en su principal serie de automóviles Chevrolet.
1986 es otro año memorable. Además de celebrar la venta de su sistema ABS número 10.000, Bosch lanzó el primer sistema de control de seguimiento TCS/ASR para vehículos civiles de la historia. La función del TCS/ASR es evitar que las ruedas motrices patinen al arrancar y acelerar el automóvil, especialmente para evitar que las ruedas motrices patinen cuando el vehículo toma una curva, 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, también se le llama sistema de control de la fuerza motriz. También se le llama TRC o TRAC.
Existen muchas similitudes en los principios de funcionamiento de ASR y ABS. La combinación de ASR y ABS puede lograr mejores resultados, formando un sistema ABS/ASR para el control antibloqueo de las ruedas y el control antideslizante de las ruedas motrices. El sistema consta principalmente de un sensor de velocidad de la rueda, un controlador ECU ABS/ASR, un controlador ABS, un controlador ASR, un controlador auxiliar del acelerador y sensores de posición del acelerador principal y auxiliar. Durante el proceso de arranque, aceleración y conducción del automóvil, la ECU del motor ingresará al programa antirrotación cuando determine que el deslizamiento de las ruedas motrices excede el límite superior según la señal ingresada por el sensor de velocidad de las ruedas. Primero, la ECU del motor reduce el acelerador auxiliar, reduce la cantidad de entrada de aceite y reduce el par de salida de potencia del motor. Cuando la ECU determina que es necesaria una intervención en las ruedas motrices, enviará una señal al conductor del ASR para que controle las ruedas motrices (generalmente las ruedas delanteras) para evitar que las ruedas motrices patinen o para evitar que las ruedas motrices patinen dentro de un margen de tiempo. 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.
A medida que el precio unitario de los sistemas ABS disminuyó gradualmente, el número de automóviles nuevos equipados con sistemas ABS superó el punto crítico de crecimiento explosivo en 1988 y comenzó a crecer rápidamente. Ese año, las ventas anuales de sistemas ABS de Bosch superaron por primera vez los 3 millones de unidades. Un avance tecnológico permitió a Bosch lanzar el sistema ABS 2E en 1989. Por primera vez, la sala del motor original (componentes de accionamiento hidráulico) y la consola central (componentes de control electrónico) estaban separados y debían depender de complejas conexiones de cableado. ¡Cambiado al diseño "dos partes en una"! El sistema ABS 2E es también el primer sistema ABS de la historia que abandona los circuitos integrados y utiliza un microprocesador (CPU) con una velocidad de cálculo de 8 kilobytes para ser responsable de todo el trabajo de control, lo que una vez más marca un nuevo hito. Ese año, la fábrica de automóviles Porsche anunció oficialmente que todos los coches estarían equipados con ABS. Tres años más tarde (1992), la fábrica de automóviles Mercedes-Benz también decidió seguir los pasos de Porsche.
En la primera mitad de 1990, los sistemas ABS comenzaron a popularizarse gradualmente en los vehículos producidos en serie. En 1993, Bosch lanzó una versión mejorada del ABS 2E: el sistema ABS 5.0. Además de ser más pequeño y ligero, ABS 5.0 está equipado con un procesador dos veces más rápido (16 kbytes). A mediados del mismo año, Bosch celebró la venta de su sistema ABS número 100.000.
Los sistemas ABS y ASR/TCS han sido reconocidos por propietarios de automóviles de todo el mundo, pero el equipo de ingeniería de Bosch no está satisfecho. Al contrario, avanzan hacia el siguiente objetivo más desafiante: el ESP (control electrónico de estabilidad). ). A diferencia del ABS y el TCS, que sólo pueden aumentar la estabilidad durante el frenado y la aceleración, el ESP puede permitir que el vehículo mantenga el mejor equilibrio dinámico y la mejor ruta de conducción en cualquier momento durante la conducción. El sistema ESP incluye un sensor de dirección (monitorea el ángulo de rotación del volante para determinar si el automóvil viaja en la dirección correcta), un sensor de rueda (monitorea la velocidad de cada rueda para determinar si la rueda patina) y una velocidad de giro. sensor (registra el movimiento del automóvil alrededor del eje vertical para determinar si el automóvil está patinando) y un sensor de aceleración lateral (que mide la aceleración centrífuga en las curvas para determinar si el automóvil está perdiendo agarre en las curvas). Al mismo tiempo, la unidad de control determina el estado de conducción del vehículo a través de los datos de estos sensores, y luego ordena el establecimiento o liberación de una o más presiones de freno de las ruedas, mientras realiza los ajustes más precisos del par motor, en algunos casos. casos incluso por segundo. Responde con una frecuencia de 150 veces. El ESP que integra ABS, EBD, EDL, ASR y otros sistemas permite a los propietarios de automóviles concentrarse en la conducción y permite que la computadora responda fácilmente a diversas emergencias.
Siguiendo la práctica pasada cuando nacieron el ABS y el ASR, el Mercedes-Benz Clase S fue el primer modelo en utilizar el sistema ESP (1995). Cuatro años más tarde, Mercedes-Benz anunció oficialmente que el ESP se incluiría de serie en todos los sistemas del vehículo. Al mismo tiempo, se siguen mejorando los sistemas ABS 5.7 y ABS 8.0 lanzados por Bosch en 1998 y 2001. El peso total de todo el sistema se reduce de 2,5 kg a 1,6 kg y la velocidad de cálculo del procesador se actualiza de 48 kbytes a 128 kbytes. Los principales competidores de Mercedes-Benz son BMW y Audi. Bosch Automotive celebra la venta de más de 100 millones de sistemas ABS y 654,38 millones de sistemas ESP en 2003.
Según una encuesta de ACEA (Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles), todos los coches nuevos producidos en Europa hoy en día están equipados con un sistema ABS, y más del 60% de los coches nuevos en todo el mundo están equipados con este dispositivo.
Wolfgang Drees, miembro de la junta directiva de Robert Bosch AG, afirma: "El sistema ABS mejora enormemente la estabilidad de frenado y acorta la distancia de frenado. A diferencia de los airbags y la seguridad (se puede analizar dividiendo el número de Según la Asociación Alemana de Seguros, al sistema ABS, que es una "medida preventiva", le resulta difícil demostrar con datos reales cuántas personas volverán a la vida. y el Automobile Safety Institute Según investigaciones, el 60% de los accidentes de tráfico mortales son causados por colisiones laterales, y entre el 30% y el 40% son causados por exceso de velocidad, giros bruscos o funcionamiento inadecuado. Tenemos razones para creer que el ABS y su derivado ASR. y los sistemas ESP han reducido en gran medida el riesgo de accidentes. La NHTSA (Administración de Seguridad en las Carreteras de América del Norte) estimó que el sistema ABS salvó la vida de 14.563 conductores norteamericanos. p> Del ABS al ESP, parece que los ingenieros automotrices han mejorado la estabilidad de conducción. Los esfuerzos han llegado al límite (han pasado casi 10 años desde el nacimiento del sistema ESP civil), pero no importa cuán avanzada sea la computadora, aún así. requiere el correcto funcionamiento del conductor para ejercer su máximo efecto. Al final del artículo, te contamos cómo hacer un buen uso del sistema ABS.
La mayoría de los propietarios de automóviles nunca se han encontrado en una emergencia. y esperemos que nunca lo haga), pero no pueden evitar saber cómo responder cuando pisa los frenos en una emergencia. El cilindro de freno del sistema actuará rápidamente y el pedal del freno producirá inmediatamente una vibración anormal y un ruido evidente (un fenómeno normal). cuando el sistema ABS está en funcionamiento), no debe dudar en aplicar los frenos con fuerza (a menos que el automóvil tenga un dispositivo de asistencia de fuerza de frenado EBD, la mayoría de los conductores no tienen suficiente fuerza de frenado). evita que se bloquee durante el frenado de emergencia, por lo que el conductor aún puede controlar la dirección del automóvil. Por ejemplo, evita el lado izquierdo de la carretera frenando. Para evitar un obstáculo, debe presionar el pedal del freno con fuerza y girar rápidamente el volante. 90 grados a la izquierda, 180 grados a la derecha y finalmente 90 grados a la izquierda. Finalmente, el sistema ABS se basa en sensores precisos de velocidad de las ruedas. Determine si se produce un bloqueo. Mantenga siempre limpios los sensores de cada rueda para evitar suciedad y aceite. , y especialmente sustancias magnéticas se adhieran a sus superficies, lo que puede provocar que los sensores fallen o envíen señales incorrectas y afecten el funcionamiento normal del sistema ABS. Preste atención a la luz indicadora de falla del ABS en el tablero si parpadea o permanece encendida. durante mucho tiempo, puede haber una falla en el sistema ABS (especialmente el sistema anterior), y debe acudir a un taller de reparación para solucionar el problema lo antes posible.
Último recordatorio. Aunque el sistema ABS/ASR/ESP es el resultado de alta tecnología, no es omnipotente solo porque estos sistemas de seguridad activa han salvado la vida de muchos conductores en el pasado, pero no puede. Garantizar que todos los conductores morirán. Todos los conductores pueden evitar el peligro. La conducción segura es un tema eterno.