Historia układu ABS - część 2 | MOTOFAKTOR

Historia układu ABS - część 2

person Andrzej Glajzer 4/05/2021

Początki układu ABS sięgają lat 20. ubiegłego wieku i mają związek z lotnictwem.

Pierwszą część historii rozwoju układu ABS zakończyliśmy na opisie systemu Dunlop – Maxaret. Ale nie był to jedyny wkład w rozwój tego układu.

Nie zapominajmy o Ameryce

Wcześniej przed Jensenem, bo już w 1954 r. problem blokowania kół samochodu podczas hamowania starano się rozwiązać u Forda opracowując i wdrażając do produkcji mechaniczno-hydrauliczny system „anti-skid” oferowany pod nazwą Sure-Track.

Elementy składowe systemu Sure-Track z wczesnych lat 50.

Nie bardzo wiadomo, czy zbyt wysoka cena w stosunku do ceny samochodu, czy niezbyt precyzyjne działanie systemu (tylko na koła tylnej osi) spowodowały, że nowatorskie wówczas urządzenia nie spotkały się wtedy z zainteresowaniem klientów i Ford zrezygnował z jego montażu.

 

Do tematu powrócono w 1969 r., kiedy działy Ford Engineering przy współpracy Car System Research, Chassis System Engineering i specjalizującej się w produkcji układów hamulcowych firmą Kelsey-Haynes opracowały nowszą generację sytemu nazwanego „Sure- Track”.

 

Wtedy po raz pierwszy użyto w nazwie określenia „elektroniczno-hydrauliczny”, a to z powodu wdrożenia do produkcji tzw. modułów kontrolnych, których zadaniem było odczytywanie prędkości kół poprzez analizę częstotliwości impulsów pochodzących ze znajdujących się przy nich czujników. Moduły elektroniczne były więc głównym administratorem i nadzorcą pracy zaworów sterujących ciśnieniem w układzie hamulcowym. Tak jak w Jensenie Interceptor FF tak i w pierwszych opcjonalnie wyposażanych w układ „Sure-Track” w modelach Lincoln Continental Mark III i Thunderbird działał tylko na koła tylnej osi.

Lincoln Continental MK III z układem Sure-Track zapobiegającym blokowaniu kół tylnej osi.

Niestety zainteresowanie klientów nowością, podobnie jak poprzednio, było dość umiarkowane, a jedną z często wymienianych przyczyn (oprócz wyasygnowania dodatkowych 195 $) miała być podobno licząca kilkaset stron instrukcja obsługi dołączana przy zakupie auta.

 

Nieco późniejszą, ale za to bardziej zaawansowaną pod względem technicznym do Forda odpowiedzią General Motors było wdrożenie do produkcji w 1971 r. opracowanego wspólnie z firmą Bendix Corporation systemu „Sure-Brake”. Zastosowany również opcjonalnie (kosztował 351,50$) układ elektroniczno-hydrauliczny montowano w modelach Chrysler Imperial MK III.

 

Co ważne, był to pierwszy system zapobiegający blokowaniu hamulców sterowany elektronicznie i działający na wszystkie koła! Sure-Brake był systemem trójkanałowym i wykorzystywał jeden modulator ciśnienia hamowania dla każdego przedniego koła i jeden modulator do sterowania obydwoma hamulcami tylnych kół. Modulatory stanowiły tu rodzaj akumulatorów próżniowych, połączonych z zaworami odcinającymi tak, aby utrzymać optymalne ciśnienie płynu hamulcowego w układzie.

 

System antypoślizgowy Sure-Brake, podobnie jak zresztą nowoczesny ABS, nie „pompował” więc hamulców, a raczej, utrzymywał wysokie ciśnienie w układzie hamulcowym w przypadku zaistnienia konieczności zatrzymania awaryjnego i stopniowo redukował je w miarę wykrywania zablokowania konkretnego koła. Przy okazji należy wspomnieć, że przekaźnikiem informacji o aktualnych parametrach ruchu kół były czujniki prędkości obrotu kół przekazujące impulsy do umieszczonego w… bagażniku urządzenia elektrycznego skąd przetworzone dopiero trafiały do wspomnianych modulatorów.

 

Przez pojęcie urządzenie elektryczne należało rozumieć prosty komputer zdolny na podstawie informacji przekazywanych przez czujniki dokonać dwóch wariantów hamowania, które określano jako tętno hamowania. Owo tętno dotyczyło też charakterystycznego dźwięku powtarzającego się co 4 sekundy. W pierwszym momencie przerażał kierowcę, który mógł sądzić, że czasie hamowania nastąpiła awaria hamulców, stąd Chrysler podjął się szkolenia właścicieli aut z systemem Sure-Brake.

Chrysler Imperial- 1971 r. wyposażony w system Sure-Brake działający na wszystkie koła.

Na marginesie. Rok wcześniej klientom Cadillaców Eldorado i Oldsmobili Toranado oferowano opracowany w AC Electronic Division działający tylko na tylne koła antypoślizgowe systemy „Trackmaster” i True-Track, a mniej więcej w tym samym czasie (1971 r.) Nissan, a właściwie na jego zlecenie DENSO opracowała bardzo podobnie działający system antypoślizgowy Electro-Anti-Lock System (EAL), który znalazł praktyczne zastosowanie w prestiżowym modelu Nissan President.

 

I jeszcze jedna informacja. Zalety Sure-Brak nijak nie korelowały z ilością zamówień. Według opinii czasopisma Road Test klienci częściej wybierali opcjonalnie oferowane radioodtwarzacze stereo AM/FM niż bezpieczniejsze hamulce. Niektóre źródła podają, że w 1973 r. w Sure-Brake wyposażono mniej niż 5% sprzedanych aut.

Narodziny ABS

Mniej więcej wtedy, kiedy Amerykanie powoli decydowali się na wybór najlepiej działającego, taniego i prostego w obsłudze układu zapobiegającego poślizgowi kół podczas hamowania, do dawnego pomysłu z połowy lat 30. powrócili inżynierowie z Niemiec.

 

Co prawda mieli już w tym zakresie sporo własnych spostrzeżeń, ale nic nie szkodziło skorzystać i porównać je z doświadczeniami innych. Wspomnijmy przy tym, że w przypadku Mercedesa pierwsze podejście do ABS-u to rok 1953 i wniosek patentowy złożony przez szefa działu projektowego Hansa Schenerberga, a następnie w 1966 r. podjęcie prac nad zbudowaniem hydrauliczno-mechanicznego układu antypoślizgowego.

 

Następnie testowany w 1970 r. w Unterkircheim sterowany elektronicznie Mercedes-Benz/Teldix Anti-Block – System (ABS1) konstruowany jeszcze przed wejściem Firmy Teldix (wcześniej były to dwie firmy Telefunken i Bendix Co, które w 1973 r. weszły w struktury Boscha) i na koniec finał, czyli wytężony okres prac w latach 1975-78 uwieńczony debiutem w pełni elektronicznego układu ABS- 2 (Anti Blockierung System)!

 

I znowu należy wrócić do G.Voisina i jego idei przewodniej! Opracowany pod koniec lat 70. i po raz pierwszy zastosowany i oferowany klientom jako opcja dodatkowa w samochodach Mercedes Klasy „S” (W116) w 1978 r., a wkrótce w autach BMW system ABS różnił się zasadniczo od pierwowzoru z 1929 r. tylko w kilku aspektach. Zastosowania hydraulicznych hamulców tarczowych zamiast bębnowych, najnowszych w tym czasie zdobyczy w zakresie technologii i ELEKRTONIKI!

Aby przybliżyć zasadę działania systemu ABS2, odwołajmy się do opisu propagującego go w informacji techniczne Mercedes-Benz w 1978 r.:

 

„Układ przeciwblokujący wykorzystuje komputer do monitorowania zmiany prędkości obrotowej każdego koła podczas hamowania. Jeśli jego prędkość zmniejsza sie zbyt szybko (np. podczas hamowania na śliskiej nawierzchni) i istnieje ryzyko zablokowania koła, komputer automatycznie zmniejsza siłę hamowania. Wówczas koło ponownie przyspiesza, a ponowny wzrost ciśnienia w układzie hamowania przywraca jego hamowanie. Ten proces powtarza się kilka razy w ciągu kilku sekund”.

 

Jak to jednak jest w technice, nawet dobre z czasem staje się jeszcze lepsze, stąd również w niedługim czasie system ABS ewoluował do kolejnych jego wariantów. Na podstawie liczby zaworów i liczby czujników typowe stosowane systemy ABS można podzielić na czterokanałowe – 4-czujnkowe, trójkanałowe – 4 i 3-kanałowe, dwukanałowe, 4-czujnkowe (stosowane głównie od późnych la 80. i do połowy lat 90.) i jednokanałowe, 1-czujnikowe, dedykowane głównie do aut typu SUV i lekkich pojazdach użytkowych.

 

Jedno co pozostaje niezmienne to ,że od początku wdrożenia do praktycznego stosowania zbudowany jest z układów kontrolujących prędkość obrotową każdego z kół oraz układów zmniejszających ciśnienie oddzielnie w każdym obwodzie hamowania, lub w zależności od wersji indywidualnie na każdym kole, a do podstawowych jego części składowych należy zaliczyć: działające na zasadzie indukcji magnetycznej czujniki prędkości obrotowej kół jezdnych (tzw. enkodery), elektrozawory regulujące ciśnienie i podstawowy element – jednostkę sterującą ECU.

Oprócz wariantów ABS najbardziej istotne zmiany dotyczą szybkości przetwarzania danych i tym samym szybkości działania oraz możliwości współdziałania z innymi wdrażanymi sukcesywnie systemami zwiększającymi efektywność trakcji i bezpieczeństwo oraz ciężaru i gabarytów poszczególnych elementów systemu ABS.

 

Wracając do pierwowzoru należy wspomnieć, że pierwsze oznaczone symbolem 2,0 urządzenie ważyło 6,3 kg, a pamięć jednostki sterującej to zaledwie 8kB!

Rozwój układów ABS i ich kolejne generacje. Po lewej ogólny widok ABS-pierwszej generacji wraz z jednostką ABS-2.

W kolejnych generacjach (2E, 5.0, 5,3 , 5,7 i 8.0) z lat 1989, 92, 95, 98 i 2001 ciężar układu ABS zmniejszono do zaledwie 1,6 kg a pamięć wzrosła do 128 kB, co należy wiązać z rozpoczęciem przez firmę Trevis produkcji na masową skalę nowej generacji procesorów krystalicznych.

W praktyce oznacza to, że działanie systemu określa się obecnie w milisekundach. Spadły również koszty wytwarzania systemu, co wpłynęło na powszechność stosowania. Oczywiście należy pamiętać, że współczesne wersje ABS to nie tylko hamowanie, ponieważ już od dawna stanowi on bazę dla wielu pochodnych systemów mających bezpośredni wpływ zarówno na trakcję, jak i systemy bezpieczeństwa czynnego większości współczesnych samochodów.

 

Chronologicznie pierwszym był układ zapobiegający uślizgowi kół tylnej osi przy ruszania (ASR 1993 r. ), a następnie w 1998 r., powszechny dziś elektroniczny system kontroli trakcji (ESP), ale to tematy następnych części historii rozwoju techniki samochodowej.

W roku 2003 blisko 70% produkowanych na całym świecie samochodów standardowo wyposażana była w elektronicznie sterowany ABS, a zgodnie z dyrektywą Unii Europejskiej od 1 maja 2004 jest on standardowo koniecznym, obowiązkowym wyposażeniem wszystkich wyprodukowanych po tej dacie aut.

 

I na zakończenie polski akcent w historii układów zapobiegających blokowaniu kół pojazdów podczas hamowania. Już w 1972 r. cztery instytucje (PZL Hydral Wrocław , Wojskowa Akademia Techniczna i Politechnika Łódzka) przystąpiły do opracowania własnych urządzeń UPB (urządzenie przeciwblokujące) dla Polskiego Fiata 125p (UPB-1) oraz samochodów ciężarowych z pneumatycznymi układami hamulcowymi (UPB-2).

 

Urządzenia UPB-2 oraz modernizowane aż do UPB-7 testowano między innymi w autobusach Autosan H-9 , Jelcz PR-100 i samochodach ciężarowych Star 200.
Obok UPB równolegle realizowano też drugi projekt urządzenia pod nazwą Hamulcowy Układ Optymalno-Poślizgowy (HUOP), który zakończono w 1985 r.

 

Na podstawie zamieszczanych w fachowej prasie motoryzacyjnej (AutoTechnika Motoryzacyjna z 1987 r.) informacji wiemy, że prace zakończyły się badaniem przedprototypów i były testowane między innymi w czterech samochodach Polonez.

 

Niestety, mimo pozytywnych (w przypadku HUOP) wyników testów oraz zamieszczonej w fachowym czasopiśmie motoryzacyjnym Auto Technika Motoryzacyjna opinii stwierdzającej, że „polskie, oryginalne rozwiązania układów nie ustępują pod względem funkcjonalnym urządzeniom czołowych firm światowych” nie znalazły się one na wyposażeniu samochodów rodzimej produkcji.

 

Być może warto powrócić do tego tematu w kolejnych opracowaniach?

Ciekawostki

W 1923 r. za opcjonalne wyposażenie samochodu z opcjonalnym hydraulicznym układem hamulcowym należało dopłacić 75 $.

 

Mechaniczno-hydrauliczny system DUNLOP-MAXARET stosowany był od wczesnych lat 50. między innymi w samolotach: Avro Vulcan, Handley Page Victor, Vickers Viscount, Vickers Aliant, Havilland Comet 2C, Havilland Sea Vixen, Vickers VC10, Hawker Siddely Trident, 125, HS 748, a także w British Aerospace ATP BAC One-Eleven.

 

  • Rok 1971 – pierwsze zastosowanie w ciężarówce: system „Antislittamento” opracowany przez FiataVeicoli Industriali i zainstalowany w ciężarówce Fiat model 691N1.
  • Rok 1971 – pierwsza Toyota (Corona) z układem zapobiegającym blokowaniu kół podczas hamowania.
  • Rok 1976: WABCO rozpoczęło opracowywanie układu przeciwblokującego w pojazdach użytkowych, aby zapobiec blokowaniu się na śliskich drogach, a następnie w 1986 r. Wprowadzono elektroniczny układ hamulcowy (EBS) do pojazdów ciężarowych.
  • Rok 1982: Honda wprowadziła elektronicznie sterowane wielokanałowe ALB (Anti Locking Brakes) jako opcję dla drugiej generacji Prelude, wprowadzonej na rynek w 1982 roku. Dodatkowe informacje: Główny przedstawiciel Hondy w Norwegii wymagał, aby wszystkie Preludia na rynku norweskim posiadały System ALB w standardzie, dzięki czemu Honda Prelude jest pierwszym samochodem dostarczanym w Europie z systemem ABS w standardzie. Norweski agent generalny uwzględnił również szyberdach i inne opcje, które miały stanowić standardowe wyposażenie w Norwegii, dodając marce Hondy więcej luksusu. Jednak norweski system podatkowy spowodował, że dobrze wyposażony samochód był bardzo drogi, a sprzedaż poniosła wysokie koszty.
  • Od 1984 roku system ALB, podobnie jak inne opcjonalne funkcje Hondy, nie był już standardem w Norwegii.
  • Rok 1985 – Forda Scorpio ze standardowym systemem elektronicznym Teves.
  • Od 1987 r. system ABS jest standardowym wyposażeniem wszystkich samochodów Mercedes-Benz.
  • Rok 1988 – BMW wprowadziło na rynek pierwszy motocykl z seryjnie m montowanym układem elektrohydraulicznym ABS BMW K100.
  • Rok 1991 – Yamaha wprowadziła model FJ1200 z opcjonalnym ABS w 1991 roku.
  • Rok 1992 – pierwszy motocykl Hondy wprowadzając na rynku europejskim – model ST1100.
  • Rok 2005 – policyjne motyckle Harley-Davidson z układem ABS.
  • Rok 2007 – Suzuki wypuściło GSF1200SA (Bandit) z ABS.

 

Zapraszamy do przeczytania artykułu pt. “Historia ABS – część 1“.

 

Zdjęcia: Bosch, Mercedes-Benz, archiwum autora

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Subscribe to our newsletter

Send me your newsletter (you can unsubscribe at any time).