Kilitlenme önleyici fren sistemi - Anti-lock braking system

ABS sembolü
Bir BMW motosikletinde ABS frenler

Bir sistem fren kilitlenmeyi önleyici ( ABS ) bir olan güvenlik anti skid kullanılan fren sistemi uçaklar ve kara üzerinde araç gibi, arabalar , motosikletler , kamyon ve otobüsler . ABS, frenleme sırasında tekerleklerin kilitlenmesini önleyerek çalışır , böylece yol yüzeyi ile çekici teması korur ve sürücünün araç üzerinde daha fazla kontrol sahibi olmasını sağlar.

ABS, ABS yaygınlaşmadan önce usta sürücüler tarafından uygulanan eşik frenleme ve kadans frenleme ilkelerini kullanan otomatik bir sistemdir . ABS, çoğu sürücünün yönetebileceğinden çok daha hızlı ve daha verimli çalışır. ABS genel olarak gelişmiş araç kontrolü sunmasına ve kuru ve bazı kaygan yüzeylerde, gevşek çakıllı veya karla kaplı yüzeylerde durma mesafelerini azaltmasına rağmen ABS , direksiyon kontrolünü iyileştirmeye devam ederken fren mesafesini önemli ölçüde artırabilir . ABS, üretim araçlarında kullanılmaya başladığından beri, bu tür sistemler giderek daha karmaşık ve etkili hale geldi. Modern versiyonlar sadece frenleme sırasında tekerleklerin kilitlenmesini engellemekle kalmaz, aynı zamanda önden arkaya fren eğilimini de değiştirebilir. Bu son işlev, özel yeteneklerine ve uygulamasına bağlı olarak, elektronik fren gücü dağıtımı , çekiş kontrol sistemi , acil durum fren desteği veya elektronik denge kontrolü (ESC) olarak çeşitli şekillerde bilinir .

Tarih

Erken sistemler

ABS konsepti, 1950'lerde tanıtılan modern sistemlerden önce gelir. Örneğin 1908'de JE Francis, 'Raylı Araçlar için Kayma Önleme Regülatörü'nü tanıttı.

1920'de Fransız otomobil ve uçak öncüsü Gabriel Voisin , uçakta eşik frenlemesi neredeyse imkansız olduğundan, lastik kayma riskini azaltmak için uçak frenlerindeki hidrolik fren basıncını modüle eden sistemlerle deneyler yaptı. Bu sistemler , fren silindirlerini besleyen bir hidrolik hatta bağlı bir volan ve valf kullanıyordu. Volan, tekerlek ile aynı hızda çalışan bir tambura bağlıdır. Normal frenlemede kampana ve volan aynı hızda dönmelidir. Bununla birlikte, bir tekerlek yavaşladığında, tambur da aynı şeyi yapacak ve volanın daha hızlı dönmesini sağlayacaktı. Bu, valfin açılmasına ve az miktarda fren sıvısının ana silindiri yerel bir rezervuara atlamasına, silindir üzerindeki basıncı düşürmesine ve frenleri serbest bırakmasına neden olur. Tambur ve volanın kullanılması, valfin yalnızca tekerlek dönerken açılması anlamına geliyordu. Testte, fren performansında %30'luk bir iyileşme kaydedildi, çünkü pilotlar kayma noktasını bulmak için yavaş yavaş artan basınç yerine hemen tam fren uyguladı. Ek bir fayda, yanmış veya patlamış lastiklerin ortadan kaldırılmasıydı.

ABS sisteminin ilk doğru tanınması, daha sonra, frenleme gücünü modüle etme sistemi resmi olarak 1928'de patenti alınan Alman mühendis Karl Waessel ile geldi. Ancak Wessel, hiçbir zaman çalışan bir ürün geliştirmedi ve sekiz yıl boyunca benzer bir patent üreten Robert Bosch da yapmadı. sonra.

1950'lerin başında, Dunlop Maxaret patinaj önleme sistemi, Avro Vulcan ve Handley Page Victor , Vickers Viscount , Vickers Valiant , English Electric Lightning , de Havilland Comet 2c , de Havilland gibi uçaklarla Birleşik Krallık'ta yaygın havacılık kullanımındaydı. Deniz Vixen , ve bu şekilde daha sonra hava, Vickers VC10 , Hawker Siddeley Trident , Hawker Siddeley 125 , Hawker Siddeley HS 748 ve türetilmiş İngiliz Havacılık ATP ve BAC Tek onbir , ve Hollanda Fokker F27 Friendship alışılmadık Dunlop en yüksek olmuştur ( frenleme, burun tekerleği yönlendirme ve iniş takımlarının geri çekilmesi için hidrolik yerine basınçlı (200 Bar) pnömatik sistem, standart olarak Maxaret ile donatılmıştır. Maxaret, buzlu veya ıslak zeminde fren mesafesini %30'a varan oranda kısaltırken, lastik ömrünü de artırmış ve Maxaret donanımlı olmayan uçaklarda hiç uçmayı engelleyecek koşullarda kalkış ve iniş yapabilme avantajına sahip olmuştur.

1958'de, Yol Araştırma Laboratuvarı tarafından Maxaret kilitlenme önleyici freni test etmek için bir Royal Enfield Süper Meteor motosikleti kullanıldı . Deneyler, kilitlenme önleyici frenlerin, patinajın yüksek oranda kazaya karıştığı motosikletler için çok değerli olabileceğini gösterdi. Kilitli tekerlek frenleme ile karşılaştırıldığında, özellikle kaygan yüzeylerde, iyileştirmenin yüzde 30'a kadar çıkabileceği testlerin çoğunda durma mesafeleri azaltıldı. Enfield'ın o zamanki teknik direktörü Tony Wilson-Jones, sistemde çok az gelecek gördü ve şirket tarafından üretime alınmadı.

1960'larda Ferguson P99 yarış otomobilinde, Jensen FF'de ve deneysel dört tekerlekten çekişli Ford Zodiac'ta tamamen mekanik bir sistem sınırlı otomobil kullanımını gördü, ancak başka bir kullanım görmedi; sistem pahalı ve güvenilmez olduğunu kanıtladı.

İlk tam elektronik kilitlenme önleyici fren sistemi, 1960'ların sonlarında Concorde uçakları için geliştirildi.

Modern ABS sistemi Mario Palazzetti ("Mister ABS" olarak bilinir) tarafından Fiat Araştırma Merkezi'nde icat edildi ve artık her arabada standart. Sisteme Antiskid adı verildi ve patent, ABS adını veren Bosch'a satıldı.

Modern sistemler

Arkasında ABS ve EBD özelliklerine sahip olduğunu bildiren bir çıkartma bulunan bir araba.

Chrysler , Bendix Corporation ile birlikte , 1971 Imperial için "Sure Brake" adı verilen bilgisayarlı, üç kanallı, dört sensörlü dört tekerlekten bir ABS'yi tanıttı . Bundan sonra birkaç yıl boyunca mevcuttu, amaçlandığı gibi çalıştı ve güvenilir olduğunu kanıtladı. 1969 1/2'de Ford , isteğe bağlı olarak Lincoln Continental Mark III ve Ford Thunderbird'ün arka tekerleklerine "Sure-Track" adlı bir kilitlenme önleyici fren sistemi sundu ; 1971'de standart hale geldi. Sure-Track fren sistemi Kelsey-Hayes'in yardımıyla tasarlandı. 1971'de General Motors , arkadan çekişli Cadillac modellerinde ve Oldsmobile Toronado'da bir seçenek olarak "Trackmaster" arka tekerlek sadece ABS'yi tanıttı . Aynı yıl Nissan , Japonya'nın ilk elektronik ABS'si olan Nissan President'ta opsiyonel olarak Japon şirketi Denso tarafından geliştirilen EAL'yi (Elektro Kilitlenmeyi Önleyici Sistem) sundu .

1971: Imperial , 4 tekerlekli bilgisayarla çalışan kilitlenme önleyici fren sistemine sahip ilk üretim otomobili oldu. Toyota, Toyota Crown'da elektronik olarak kontrol edilen kaymayı önleyici frenleri tanıttı . 1972'de dört tekerlekten çekişli Triumph 2500 Estates, standart olarak Mullard elektronik sistemleriyle donatıldı . Ancak bu tür arabalar çok nadirdi ve bugün çok azı hayatta kaldı.

1971: İlk kamyon uygulaması: Fiat Veicoli Industriali tarafından geliştirilen ve Fiat kamyon modeli 691N1'e kurulan "Antislittamento" sistemi .

1976: WABCO , kaygan yollarda kilitlenmeyi önlemek için ticari araçlarda kilitlenme önleyici fren sisteminin geliştirilmesine başladı ve bunu 1986'da ağır hizmet araçları için elektronik fren sistemi (EBS) izledi.

1978: Mercedes Benz W116 sistemi (ABS), frenleme elektronik bir dört tekerlekli çok kanallı bir anti-kilidi kullanılan ilkleri olarak bir, Bosch 1978 arasında bir seçenek olarak.

1982: Honda, 1982'de dünya çapında piyasaya sürülen ikinci nesil Prelude için bir seçenek olarak elektronik olarak kontrol edilen çok kanallı ALB'yi (Kilitlenmeyi Önleyici Frenler) tanıttı. Ek bilgi: Honda'nın Norveç'teki genel temsilcisi, Norveç pazarı için tüm Prelüdlerin Standart bir özellik olarak ALB sistemi, Honda Prelude'u Avrupa'da standart bir özellik olarak ABS ile teslim edilen ilk otomobil yapıyor. Norveçli genel acente ayrıca bir sunroof ve diğer seçenekleri de Norveç'te standart donanım olarak dahil ederek Honda markasına daha fazla lüks kattı. Ancak Norveç vergi sistemi, iyi donanımlı arabayı çok pahalı hale getirdi ve satışlar yüksek maliyetlerden zarar gördü. 1984'ten itibaren ALB sistemi ve Honda'nın diğer isteğe bağlı özellikleri artık Norveç'te standart bir özellik değildi.

1985 yılında Ford Scorpio , ürün yelpazesinde standart olarak bir Teves elektronik sistemi ile Avrupa pazarına sunuldu. Bunun için model, 1986'da otomobil gazetecilerinden çok olumlu övgü ile imrenilen Avrupa Yılın Otomobili Ödülü'ne layık görüldü. Bu başarının ardından Ford, ürün yelpazesinin geri kalanı için Anti-Lock sistemlerini araştırmaya başladı ve bu da diğer üreticileri de aynı şeyi yapmaya teşvik etti.

1987'den beri ABS, tüm Mercedes-Benz otomobillerinde standart donanımdır . Lincoln , 1993'te aynı şeyi yaptı.

1988 yılında, BMW birinci kişiye motosiklet , bir ile elektro-hidrolik : ABS BMW K100 . Yamaha , 1991'de isteğe bağlı ABS'li FJ1200 modelini tanıttı. Honda , 1992'de ST1100 Pan European'da ilk motosiklet ABS'sini piyasaya sürmesiyle aynı şeyi yaptı . 2007'de Suzuki , ABS'li GSF1200SA'yı (Haydut) piyasaya sürdü . 2005 yılında Harley-Davidson, polis bisikletlerinde bir ABS seçeneği sunmaya başladı.

Operasyon

Kilitlenme önleyici fren denetleyicisi, CAB (Kontrolör Kilitlenme Önleyici Fren) olarak da bilinir.

Tipik olarak ABS, bir merkezi elektronik kontrol ünitesi (ECU), dört tekerlek hız sensörü ve fren hidroliği içinde en az iki hidrolik valf içerir . ECU , her bir tekerleğin dönüş hızını sürekli olarak izler ; tekerleğin aracın hızından önemli ölçüde daha yavaş döndüğünü algılarsa, bu durum tekerlek kilitlenmesinin yaklaştığının bir göstergesidir, etkilenen tekerlekteki frene giden hidrolik basıncı azaltmak için valfleri çalıştırır, böylece o tekerlek üzerindeki fren kuvvetini azaltır; tekerlek daha sonra daha hızlı döner. Tersine, ECU bir tekerleğin diğerlerinden önemli ölçüde daha hızlı döndüğünü algılarsa, tekerleğe giden fren hidrolik basıncı artar, böylece frenleme kuvveti yeniden uygulanır ve tekerleği yavaşlatır. Bu işlem sürekli olarak tekrarlanır ve sürücü tarafından fren pedalının titreşimi ile algılanabilir. Bazı kilitlenme önleyici sistemler, saniyede 15 kez fren basıncı uygulayabilir veya serbest bırakabilir. Bu nedenle, aşırı koşullarda panik frenleme sırasında bile ABS ile donatılmış araçların tekerleklerinin kilitlenmesi neredeyse imkansızdır.

ECU, kritik bir eşiğin altındaki tekerlek dönüş hızındaki farklılıkları göz ardı edecek şekilde programlanmıştır, çünkü araba dönerken, virajın merkezine doğru olan iki tekerlek, dıştaki ikisinden daha yavaş döner. Aynı nedenle, neredeyse tüm karayolu araçlarında bir diferansiyel kullanılır.

ABS'nin herhangi bir yerinde bir arıza meydana gelirse, araç gösterge panelinde genellikle bir uyarı ışığı yanar ve arıza giderilene kadar ABS devre dışı kalır.

Modern ABS, göbeğe monte edilmiş sensörlerden oluşan bir kontrol sistemi ve özel bir mikro denetleyici aracılığıyla dört tekerleğe de ayrı ayrı fren basıncı uygular . ABS, bugün üretilen çoğu karayolu taşıtında standart olarak sunulur veya standart olarak gelir ve yıllar içinde araç elektroniği fiyatlarındaki büyük düşüş nedeniyle popülaritesi hızla artan elektronik stabilite kontrol sistemlerinin temelidir.

Modern elektronik stabilite kontrol sistemleri, ABS konseptinin bir evrimidir. Burada, sistemin çalışmasına yardımcı olmak için minimum iki ek sensör eklenir: bunlar bir direksiyon simidi açı sensörü ve bir jiroskopik sensördür. Çalışma teorisi basittir: jiroskopik sensör, araba tarafından alınan yönün direksiyon simidi sensörünün bildirdiği ile uyuşmadığını tespit ettiğinde, ESC yazılımı gerekli münferit tekerlekleri frenler (en fazla üç taneye kadar) sistemleri), böylece araç sürücünün istediği gibi gider. Direksiyon simidi sensörü ayrıca Virajda Fren Kontrolü'nün (CBC) çalışmasına da yardımcı olur , çünkü bu ABS'ye virajın içindeki tekerleklerin dışarıdaki tekerleklerden daha fazla fren yapması gerektiğini ve ne kadar fren yapması gerektiğini söyler.

ABS ekipmanı , aracın hızlanması üzerinde bir çekiş kontrol sistemi (TCS) uygulamak için de kullanılabilir . Hızlanma sırasında lastik çekişi kaybederse, ABS kontrolörü durumu algılayabilir ve çekişin yeniden kazanılması için uygun önlemleri alabilir. Bunun daha gelişmiş versiyonları aynı zamanda gaz kelebeği seviyelerini ve frenleri de kontrol edebilir.

ABS'nin hız sensörleri bazen dolaylı lastik basıncı izleme sisteminde (TPMS) kullanılır; bu sistem , tekerleklerin dönüş hızındaki farkla lastiklerin/lastiklerin yetersiz şiştiğini tespit edebilir.

Bileşenler

ABS'nin dört ana bileşeni vardır: tekerlek hız sensörleri , valfler , pompa ve kontrolör .

ABS hız sensörleri
Hız sensörleri (Enkoderler)
Tekerleğin hızlanmasını veya yavaşlamasını belirlemek için bir hız sensörü kullanılır. Bu sensörler , bir sinyal üretmek için bir mıknatıs ve bir Hall etkisi sensörü veya bir dişli çark ve bir elektromanyetik bobin kullanır. Tekerleğin veya diferansiyelin dönüşü, sensörün etrafında bir manyetik alan oluşturur. Bu manyetik alanın dalgalanmaları sensörde bir voltaj oluşturur. Sensörde indüklenen voltaj dönen çarkın bir sonucu olduğundan, bu sensör düşük hızlarda hatalı olabilir. Tekerleğin daha yavaş dönmesi, manyetik alanda hatalı dalgalanmalara ve dolayısıyla kontrolörde hatalı okumalara neden olabilir.
Vanalar
ABS tarafından kontrol edilen her frenin fren hattında bir valf bulunmaktadır. Bazı sistemlerde valfin üç konumu vardır:
  • Birinci konumda, valf açıktır; ana silindirden gelen basınç doğrudan frene iletilir.
  • İkinci konumda, valf hattı bloke ederek bu freni ana silindirden izole eder. Bu, sürücünün fren pedalına daha fazla basması durumunda basıncın daha fazla yükselmesini önler.
  • Üçüncü pozisyonda valf, frenden gelen basıncın bir kısmını serbest bırakır.
Motor, pompa ve valfleri içeren kısmen demonte dört kanallı hidrolik kontrol ünitesi

Valf sistemindeki sorunların çoğu tıkalı valflerden kaynaklanmaktadır. Bir valf tıkandığında açılamaz, kapanamaz veya konum değiştiremez. Çalışmayan bir valf, sistemin valfleri modüle etmesini ve frenlere sağlanan basıncı kontrol etmesini önleyecektir.

Elektronik kontrol modülü
Pompa
ABS'deki pompa, valfler serbest bıraktıktan sonra hidrolik frenlere basıncı geri yüklemek için kullanılır. Tekerlek kayması algılandığında kontrolörden bir sinyal valfi serbest bırakacaktır. Bir valf, kullanıcıdan sağlanan basıncı serbest bıraktıktan sonra, pompa, fren sistemine istenen miktarda basıncı geri yüklemek için kullanılır. Kontrolör, istenen basınç miktarını sağlamak ve kaymayı azaltmak için pompanın durumunu modüle edecektir.
Denetleyici
Kontrolör, arabadaki her bir tekerlek hız sensöründen bilgi alan ECU tipi bir ünitedir. Bir tekerlek çekişi kaybederse, sinyal kontrolöre gönderilir. Kontrolör daha sonra fren kuvvetini (EBD) sınırlandıracak ve fren valflerini açıp kapatan ABS modülatörünü etkinleştirecektir.

Kullanmak

ABS'de kullanım için birçok farklı varyasyon ve kontrol algoritması vardır . Daha basit sistemlerden biri aşağıdaki gibi çalışır:

  1. Kontrolör, hız sensörlerini her zaman izler. Tekerlekte alışılmışın dışında olan yavaşlamaları arar. Bir tekerlek kilitlenmeden hemen önce hızlı bir yavaşlama yaşayacaktır. Kontrol edilmezse, tekerlek herhangi bir arabadan çok daha hızlı durur. İdeal koşullar altında bir arabanın saatte 96.6 km/s'den durması iki ila dört saniye sürebilir, ancak kilitlenen bir tekerlek bir saniyeden daha kısa sürede patinaj yapmayı bırakabilir.
  2. ABS kontrolörü, arabanın bu kadar hızlı bir şekilde yavaşlamasının imkansız olduğunu bilir (ve aslında hızlı yavaşlama, tekerleğin kaymak üzere olduğu anlamına gelir), bu nedenle, bir hızlanma görene kadar o frene olan basıncı azaltır, sonra da tekrar yavaşlamayı görüyor. Bunu, tekerlek hızı gerçekten önemli ölçüde değiştirmeden önce çok hızlı bir şekilde yapabilir. Sonuç olarak, frenler tekerlekleri kilitlenmeye başlayacakları noktaya çok yakın tutarken, tekerlek otomobille aynı oranda yavaşlar. Bu, sisteme maksimum frenleme gücü verir.
  3. Bu, kaygan veya düşük çekişli bir yüzeyde sürerken frenleri manuel olarak pompalama ihtiyacını ortadan kaldırarak çoğu acil frenleme koşulunda bile direksiyon hakimiyetini sağlar.
  4. ABS çalışırken, sürücü fren pedalında bir titreşim hissedecektir; bu, valflerin hızlı açılıp kapanmasından kaynaklanır. Bu darbe ayrıca sürücüye ABS'nin tetiklendiğini bildirir.

Fren türleri

Kilitlenme önleyici fren sistemleri, kullanılan fren tipine bağlı olarak farklı şemalar kullanır. Kanal sayısına göre ayırt edilebilirler: yani, ayrı ayrı kontrol edilen valf sayısı ve hız sensörlerinin sayısı.

1) Dört kanallı, dört sensörlü ABS
Dört tekerleğin hepsinde bir hız sensörü ve dört tekerleğin tümü için ayrı bir valf vardır. Bu kurulumla kontrolör, maksimum frenleme kuvveti elde ettiğinden emin olmak için her bir tekerleği ayrı ayrı izler.
2) Üç kanallı, dört sensörlü ABS
Dört tekerleğin hepsinde bir hız sensörü ve ön tekerleklerin her biri için ayrı bir valf var, ancak arka tekerleklerin her ikisi için sadece bir valf var. Dört tekerlekli ABS'li eski araçlar genellikle bu tipi kullanır.
3) Üç kanallı, üç sensörlü ABS
Dört tekerlekli ABS'li kamyonetlerde yaygın olarak bulunan bu şema, her iki arka tekerlek için bir valf ve bir sensör ile ön tekerleklerin her biri için bir hız sensörüne ve bir valfe sahiptir. Arka tekerlekler için hız sensörü arka aksta bulunur. Bu sistem, ön tekerleklerin bireysel kontrolünü sağlar, böylece her ikisi de maksimum frenleme kuvvetine ulaşabilir. Ancak arka tekerlekler birlikte izlenir; ABS arkada devreye girmeden önce her ikisinin de kilitlenmeye başlaması gerekiyor. Bu sistemle, durma sırasında arka tekerleklerden birinin kilitlenmesi ve fren etkinliğinin azalması mümkündür. Arka tekerlekler için ayrı hız sensörleri olmadığından bu sistemin tanımlanması kolaydır.
4) İki kanallı, dört sensörlü ABS
80'lerin sonundan 1990'ların ortalarına kadar binek otomobillerde yaygın olarak bulunan bu sistem, her tekerlekte bir çift olarak ön ve arka tekerlekler için bir kontrol valfi bulunan bir hız sensörü kullanır. Hız sensörü herhangi bir tekerlekte kilitlenme algılarsa, kontrol modülü aracın o ucundaki her iki tekerlek için valfe darbe verir.
5) Tek kanallı, tek sensörlü ABS
Bu sistem genellikle kamyonetlerde, SUV'lerde ve arka tekerlek ABS'li kamyonetlerde bulunur. Her iki arka tekerleği kontrol eden bir valfe ve arka aksta bulunan tek hız sensörüne sahiptir. Bu sistem, üç kanallı bir sistemin arka ucuyla aynı şekilde çalışır. Arka tekerlekler birlikte izlenir ve ABS devreye girmeden önce her ikisinin de kilitlenmeye başlaması gerekir. Bu sistemde ayrıca arka tekerleklerden birinin kilitlenmesi ve fren etkinliğinin azalması da mümkündür. Herhangi bir tekerlek için ayrı hız sensörü olmadığından bu sistemin tanımlanması da kolaydır.

Verimlilik

Monash Üniversitesi Kaza Araştırma Merkezi tarafından 2004 yılında yapılan bir Avustralya araştırması, ABS'nin:

Bitüm veya beton gibi yüksek çekişli yüzeylerde , çoğu (hepsi olmasa da) ABS donanımlı otomobiller, ABS'nin faydası olmadan mümkün olanlardan daha iyi (yani daha kısa) frenleme mesafelerine ulaşabilirler. Gerçek dünya koşullarında, ABS'siz uyanık ve deneyimli bir sürücü bile, modern bir ABS donanımlı araçla tipik bir sürücünün performansını eşleştirmeyi veya iyileştirmeyi zor bulacaktır. ABS, çarpma olasılığını ve/veya çarpmanın şiddetini azaltır. Tipik bir tam frenleme durumunda, ABS donanımlı bir arabada uzman olmayan sürücüler için önerilen teknik, fren pedalına mümkün olduğunca sıkı basmak ve uygun olduğunda engellerin etrafından dolaşmaktır. Bu gibi durumlarda ABS, kayma ve ardından kontrol kaybı olasılığını önemli ölçüde azaltacaktır.

Çakıl, kum ve derin karda ABS, frenleme mesafelerini artırma eğilimindedir. Bu yüzeylerde kilitli tekerlekler kazarak aracı daha hızlı durdurur. ABS bunun olmasını engeller. Bazı ABS kalibrasyonları, döngü süresini yavaşlatarak bu sorunu azaltır, böylece tekerleklerin tekrar tekrar kısaca kilitlenip açılmasına izin verir. Bazı araç üreticileri, ABS işlevini kapatmak için bir "yol dışı" düğmesi sağlar. ABS'nin bu tür yüzeylerdeki birincil faydası, sürücünün kaymaya girmek yerine arabanın kontrolünü koruma yeteneğini arttırmaktır, ancak kontrolün çakıl gibi yumuşak yüzeylerde veya kar gibi kaygan yüzeylerde daha olası olmasına rağmen. veya buz. Buz tabakası veya çakıl gibi çok kaygan bir yüzeyde, birden fazla tekerleği aynı anda kilitlemek mümkündür ve bu, ABS'yi (dört tekerleğin tümünü karşılaştırmaya ve tek tek tekerleklerin patinajını algılamaya dayanan) yenebilir. ABS'nin mevcudiyeti, çoğu sürücüyü frenleme eşiğini öğrenmekten kurtarır.

Haziran 1999 Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi (NHTSA) araştırması, ABS'nin gevşek çakıl üzerinde durma mesafelerini ortalama yüzde 27,2 artırdığını buldu.

NHTSA'ya göre,

"ABS, normal fren sisteminizle otomatik olarak pompalayarak çalışır. ABS ile donatılmamış araçlarda, tekerlek kilitlenmesini önlemek için sürücünün frenleri manuel olarak pompalaması gerekir. ABS ile donatılmış araçlarda ayağınız fren pedalına sıkıca basmalıdır, ABS sizin için frenleri pompalarken, siz güvenliğe yönlendirmeye konsantre olabilirsiniz."

Etkinleştirildiğinde, daha önceki bazı ABS'ler, fren pedalının belirgin şekilde atmasına neden oldu. Çoğu sürücü nadiren veya frenin kilitlenmesine neden olacak kadar sert fren yapmadığından ve sürücüler genellikle aracın kullanım kılavuzunu okumadığından, bu durum acil bir duruma kadar fark edilmeyebilir. Bu nedenle bazı üreticiler, (pedal basıncının genellikle kademeli olarak artırıldığı normal bir duruştan farklı olarak, fren pedalına çok hızlı basıldığını algılayarak) sürücünün bir "panik durdurma" girişiminde bulunduğunu belirleyen bir fren destek sistemi uygulamıştır . gaz pedalının bırakıldığı hızı ve/veya gaz pedalının bırakılması ile frenin uygulanması arasındaki süreyi izleyin) ve sistem, yeterli basıncın uygulanmadığı durumlarda frenleme kuvvetini otomatik olarak artırır. Tümsekler nedeniyle tekerleklerin hızının dengesizleşmesine neden olan tümsekler nedeniyle sert veya panik frenleme de ABS'yi tetikleyebilir ve bazen sistemin maksimum kullanılabilir frenleme gücünü ciddi şekilde sınırladığı buz moduna girmesine neden olabilir. Yine de ABS, çoğu yol koşulunda sürücüler için güvenliği ve kontrolü önemli ölçüde artırır.

Kilitlenme önleyici frenler, sürücülerin daha agresif sürerek ABS'nin güvenlik avantajına uyum sağladığını öne süren risk telafisi teorisi etrafında odaklanan bazı deneylerin konusudur . Münih'te yapılan bir araştırmada, taksi filosunun yarısı kilitlenme önleyici frenlerle donatılırken, diğer yarısı geleneksel fren sistemlerine sahipti. Çarpışma oranı, her iki kabin tipi için de büyük ölçüde aynıydı ve Wilde, bunun, ABS'li kabinlerin sürücülerinin daha fazla risk alması nedeniyle olduğu sonucuna varıyor, çünkü ABS'nin onlarla ilgileneceğini varsayarsak, ABS olmayan sürücüler ABS'den beri daha dikkatli sürüyordu. tehlikeli bir durumda yardım etmek için orada olmayacaktı.

Otoyol Güvenliği Sigorta Enstitüsü ABS olmadan modellere göre daha ölümcül kazasına karıştı olasılığı daha düşük ABS% 37 ile motosiklet bulundu, 2010 yılında bir çalışma yayınladı.

motosikletlerde ABS

BMW K 1100 LT'nin ABS sensörü
Dişli tekerlek ABS sensörü. Bunlar bir BMW R1150GS'deki ön fren diskleridir. Dişli ABS halkası, bu bisikletin Kasım 2002'den önce üretildiğini gösterir.
Başka bir dişli tekerlek ABS sensörü. Bu bir BMW K75 motosikletinde.

Bir motosiklette, bir kilitlenme önleyici fren sistemi, elektrikli iki tekerlekli bir aracın fren durumlarında tekerleklerinin kilitlenmesini önler . ABS ünitesi , tekerlek hız sensörlerinden gelen bilgilere dayanarak, kazaları önlemek için yavaşlama sırasında çekişi korumak için fren hidroliğinin basıncını ayarlar . Motosiklet ABS, sürücünün frenleme sırasında dengeyi korumasına ve durma mesafesini azaltmasına yardımcı olur. Düşük sürtünmeli yüzeylerde bile çekiş sağlar . Daha eski ABS modelleri otomobillerden türetilmiş olsa da, yeni ABS, boyut, ağırlık ve işlevsellik durumunda motosikletlerin özelliklerine odaklanan araştırmaların sonucudur. Ulusal ve uluslararası kuruluşlar, Motosiklet ABS'yi güvenliği artırmak ve motosiklet kaza sayılarını azaltmak için önemli bir faktör olarak değerlendirmektedir. Avrupa Komisyonu 125 cm üzerindeki tüm yeni motosikletler için ABS ile fitment yapılan 2012 yılında bir yasa geçti 3 1 Ocak 2016 den zorunlu olması Tüketici Raporları ABS Genellikle büyük, pahalı modellerde sunulan" olduğunu 2016 yılında söyledi, ama olmuştur birkaç giriş seviyesi spor motosikletine ve orta boy motosikletlere yayılıyor".

Motosiklet ABS'nin Tarihçesi

1988'de BMW , Daimler Benz ve Bosch'un seri üretim için ilk dört tekerlekli araç ABS'sini piyasaya sürmesinden on yıl sonra, motosikletler için elektronik/ hidrolik ABS'yi piyasaya sürdü. BMW K100 serisinin motosikletleri isteğe bağlı olarak bisiklete 11 kg ekleyen ABS ile donatıldı. FAG Kugelfischer ile birlikte geliştirildi ve bir piston pistonu aracılığıyla fren devrelerindeki basıncı düzenledi . Japon üreticiler bunu 1992'de Honda ST1100 ve Yamaha FJ1200'de bir ABS seçeneğiyle izlediler .

Continental, 2006 yılında ilk Motosiklet Entegre ABS'sini (MIB) sundu. BMW ile işbirliği içinde geliştirildi ve 2,3 kg ağırlığındaydı. İlk nesil motosiklet ABS ise yaklaşık 11 kg ağırlığındaydı. Bosch tarafından 2009 yılında sunulan mevcut nesil (2011), entegre frenleme ile 0,7 kg (ABS tabanı) ve 1,6 kg (ABS geliştirilmiş) ağırlığındadır.

Temel prensip

Ön ve arka tekerleğe monte edilen tekerlek hız sensörleri , her bir tekerleğin dönüş hızını sürekli olarak ölçer ve bu bilgiyi bir Elektronik Kontrol Ünitesine (ECU) iletir . ECU iki şeyi algılar: 1) bir tekerleğin yavaşlaması sabit bir eşiği aşıyorsa ve 2) her iki tekerleğin bilgisine göre hesaplanan fren kaymasının belirli bir yüzdenin üzerine çıkıp dengesiz bir bölgeye girip girmediğini. Bunlar, yüksek bir kilitleme tekerleği olasılığı için göstergelerdir. Bu düzensizlikleri ölçmek için ECU, hidrolik üniteye basıncı tutması veya serbest bırakması için sinyal verir. Sinyaller kararlı bölgeye dönüşü gösterdikten sonra basınç tekrar yükseltilir. Geçmiş modeller, sıvı basıncının kontrolü için bir piston kullanırdı . En yeni modeller, solenoid valfleri hızla açıp kapatarak basıncı düzenler . Binek araç ABS'den temel ilke ve mimari taşınmış olsa da , geliştirme ve uygulama süreçlerinde tipik motosiklet özellikleri dikkate alınmalıdır. Bir karakteristik, frenleme sırasında dinamik tekerlek yükünün değişmesidir. Arabalarla karşılaştırıldığında, tekerlek yükü değişiklikleri daha şiddetlidir ve bu da tekerleklerin kalkmasına ve devrilmesine neden olabilir. Bu, yumuşak bir süspansiyon ile yoğunlaştırılabilir. Bazı sistemler, arka tekerlek kaldırma azaltma işleviyle donatılmıştır. Olası bir arka kalkışın göstergeleri algılandığında, sistem bu davranışa karşı koymak için ön tekerlek üzerindeki fren basıncını serbest bırakır. Diğer bir fark, motosiklet durumunda ön tekerleğin denge için arka tekerlekten çok daha önemli olmasıdır. Ön tekerlek 0,2-0,7 s arasında kilitlenirse, jirostatik kuvvetleri kaybeder ve tekerlek temas hattı üzerinde çalışan yan kuvvetlerin artan etkisi nedeniyle motosiklet salınmaya başlar. Motosiklet dengesizleşir ve düşer.

Kilitlenmeyi Önleyici Fren Sistemi (ABS)

Piston Sistemleri : Bu sistemde basınç tahliyesi yaylı bir pistonun hareketi ile gerçekleşir. Basıncın serbest bırakılması gerektiğinde, lineer bir motor, piston pistonunu geri çeker ve sıvı için daha fazla alan açar. Sistem örneğin BMW'nin ABS I (1988) ve ABS II (1993) modellerinde kullanılmıştır. ABS II'nin boyutu farklıydı ve mil üzerine bir piston yerine elektronik olarak kontrol edilen bir sürtünmeli kavrama monte edildi. Diğer yer değiştirme sensörleri, kontrol ünitesinin daha hassas bir düzenlemeye izin vermesi için pistonun hareket mesafesini kaydeder. Honda ayrıca bu basınç modülasyon sistemini büyük sporlar ve tur bisikletleri için kullanır .

Valf ve Pompa Sistemleri : Basınç modülasyon sisteminin ana parçaları solenoid giriş ve çıkış valfleri, pompa, motor ve akümülatörler/haznelerdir. Valf sayısı, ek işlevler ve fren kanallarının sayısı nedeniyle modelden modele farklılık gösterir. ECU'nun girişine bağlı olarak, bobinler giriş ve çıkış valflerini çalıştırır. Basınç tahliyesi sırasında fren hidroliği akümülatörlerde depolanır. Bu açık sistem yaklaşımında, sıvı daha sonra fren kolundaki titreşim yoluyla hissedilen bir motor tarafından çalıştırılan bir pompa aracılığıyla fren devresine geri getirilir.

Kombine Fren Sistemi (CBS)

Arabalardan veya trenlerden farklı olarak, motosikletin arka ve ön tekerlekleri ayrı ayrı kontrol edilir. Sürücü yalnızca bir tekerlekle fren yaparsa, bu frenli tekerlek, her iki frenin de uygulanmasından daha hızlı kilitlenme eğilimindedir. Bu nedenle Kombine Fren Sistemi , kilitlenme olasılığını azaltmak, yavaşlamayı artırmak ve süspansiyon eğimini azaltmak için fren kuvvetini frensiz tekerleğe de dağıtır .

Tek bir [arka] CBS ile arka frene (pedal) uygulanan fren basıncı aynı anda ön tekerleğe dağıtılır. Bir geciktirme valfi, hidrolik basıncı keserek yalnızca güçlü frenleme uygulandığında basıncın ön tekerlekte de oluşmasını sağlar. Honda'nın kombine fren sistemine sahip ilk sokak motosikleti (daha sonra Birleşik Frenleme olarak adlandırıldı) 1983 GL1100 idi . Bu sistem 1970'lerin RCB1000 dünya dayanıklılık yarış bisikletinden türetilmiştir .

İki ön diskli daha büyük modeller, çift ​​CBS Sistemi kullanır. Sistem ilk olarak 1975 yılında Moto Guzzi tarafından kurulmuştur. Burada önden uygulanan fren basıncı arka tekerleğe de uygulanır ve bunun tersi de geçerlidir. Ön kol uygulanırsa, öndeki 2 kaliperdeki 6 potanın 4'ünde basınç oluşur. Ön tekerlekteki ikincil bir ana silindir, kalan basıncı bir orantısal kontrol valfi aracılığıyla arka tekerleğe dağıtır ve 3 kaliperden 2'sine etki eder. Arka tekerleğe kuvvetli bir fren kuvveti uygulanırsa, kuvvet ön tekerin 6 potasından 2'sine de dağıtılır. Daha modern ikili CBS, önden arkaya önceden ayarlanmış bir yük oranına göre ön ve arka kaliperleri (ve tüm kapları) kullanır. Oranlama, başlangıçta, sabit bir gecikmeyle veya ağırlık dağılımı değişikliklerini algılayarak ön ve arkayı birbirine bağlayan karmaşık tamamen hidrolik sistemler tarafından kontrol edildi. 2001 gibi erken bir tarihte BMW tarafından bir elektrohidrolik sistem tanıtıldı.

CBS ve ABS

CBS, tekerlek kilitlenmesi ve düşme tehlikesini azaltmaya yardımcı olur, ancak bazı durumlarda CBS'nin düşmeye neden olması mümkündür. Fren basıncı arka tekerlekten ön tekerleğe dağıtılırsa ve yüzeylerin sürtünmesi aniden değişirse (yolda su birikintisi, buz), sadece arka fren uygulansa bile ön tekerlek kilitlenebilir. Bu, stabilite kaybına ve düşmeye yol açacaktır. Bu nedenle, bir motosiklette bunu önlemek için CBS, ABS ile birleştirilmiştir. Bu kombinasyonu gerçekleştirmek için farklı yaklaşımlar mümkündür: Aktif basınç olmadan Oluşturma Tekli Versiyon: Üçüncü bir ek kanal, bir geciktirme valfi aracılığıyla arka tekerlek devresini ön frene bağlar. Arka tekerlekte (veya her iki tekerlekte) güçlü fren basıncı her iki fren devresini de basınçlandırır ancak bu basınç tekerlek hızına ve fren kaymasına göre ayarlanır.

İkili versiyon Hondas Dual CBS'yi ikincil bir ana silindir ve bir orantısal kontrol valfi ile birleştirir [Piston ABS'li] Bir modülatör her biri için basıncı düzenler Aktif Basınç Oluşumu ile 2009'da Honda, yüksek performanslı sporları için elektronik kontrollü kombine ABS'yi tanıttı tel teknolojisi ile fren kullanan bisikletler. Sürücünün fren girişi, basınç sensörleri tarafından ölçülür ve bilgi bir ECU'ya sağlanır. ECU, tekerlek hız sensörlerinin bilgileriyle birlikte, kilitlenmeleri önlemek ve mümkün olan en iyi yavaşlamayı sağlamak için optimum basınç dağılımını hesaplar. Bu çıktıya dayalı olarak, her tekerlek için bir motor, tekerlek üzerindeki fren basıncını oluşturan ve düzenleyen bir pompayı çalıştırır. Bu sistem, kablolu fren işlevi sayesinde hızlı tepki süresi sunar.

Continental Teves'in MIB (Motosiklet entegre Fren sistemi) ve Bosch'un geliştirilmiş Motosiklet ABS'sindeki eCBS (elektronik CBS) başka bir yaklaşımın sonucudur. Bu sistemler pompa ve valf yaklaşımına dayanmaktadır. Ek valfler, daha güçlü pompalar ve daha güçlü bir motor sayesinde sistem aktif olarak basınç oluşturabilir. Sürücünün giriş basıncı, kol ve pedaldaki basınç sensörleri ile ölçülür. Pompa daha sonra sürüş koşullarına göre ayarlanmış ek basınç oluşturur. Kısmi integral Sistem yalnızca bir yönde çalışmak üzere tasarlanmıştır: ön → arka veya arka → ön. Tam entegre bir sistem her iki yönde de çalışır.

Bu sistemler elektronik olarak kontrol edildiğinden ve aktif olarak basınç oluşturabildiğinden, motosikletin frenleme davranışını sürücüye ayarlama fırsatı sunar. CBS ve ABS, deneyimli sürücüler tarafından kapatılabilir ve ayrıca BMW S1000RR'deki yağmur veya kaygan mod gibi daha yüksek ve daha düşük eşiklere sahip farklı düzenleme modları seçilebilir.

Güvenlik ve mevzuat

Emniyet

Otoyol Güvenliği Sigorta Enstitüsü (IIHS) motosikletler için ABS etkinliği üzerine bir çalışma yürüten 250 cm yukarıda motosikletler sonucuna vardı 3 ABS olmadan 37 daha muhtemel ölümcül kazalarında yüzde ve İsveç Road bir çalışma vardır İdare 125 cm üzerindeki tüm ciddi ve ölümcül motosiklet kazalarının yüzde 48 olduğu sonucuna vardı 3 sebebiyle motosiklet ABS ile önlenebilir.

Bu çalışmalar, AB komisyonu 125 cm yukarıda motosikletler için ABS ile 2012 yılında geçti ve önderlik etti 2010 yılında bir yasama süreci başlatmak için neden 3 itibaren 2016 den zorunlu hale. Fédération Internationale de l'Automobile ve Institute of Advanced Motorists (IAM) gibi kuruluşlar, bu mevzuatın 2015 yılı için uygulanmasını talep etti. Öte yandan, bazı motosiklet sürücüleri, tüm motosikletler için zorunlu ABS'yi protesto ediyor çünkü off-road kullanımı veya başka nedenlerle sistemi kapatma imkanı. 2011 yılında Birleşmiş Milletler (BM) Karayolu Güvenliği için On Yıl Eylemini başlattı . Ana hedef, küresel işbirliği ile 2020 yılına kadar 5 milyon hayat kurtarmaktır. Küresel planlarının bir parçası şudur: Motosikletlerde Elektronik Stabilite Kontrolü ve Kilitlenmeyi Önleyici Fren Sistemleri gibi etkinliği kanıtlanmış, çarpışmadan kaçınma teknolojilerinin evrensel olarak yaygınlaştırılmasını teşvik etmek .

2000 yılında bir İngiliz araştırması, ABS'nin tam olarak performans göstermediğini, çünkü insanların nasıl çalıştığını anlamadığını düşündü.

Kanunlar ve yönetmelikler

ABS, 2004'ten beri AB'de satılan tüm yeni binek otomobillerde zorunludur. Amerika Birleşik Devletleri'nde, NHTSA, 1 Eylül 2012 itibariyle FMVSS 126 hükümleri uyarınca Elektronik Stabilite Kontrolü ile bağlantılı olarak ABS'yi zorunlu kılmıştır.

L1, L2, L3, L4 ve L5 (motosikletler) kategorilerindeki araçların frenlenmesine ilişkin 78 sayılı BM Yönetmeliği Avrupa Birliği, Rusya, Japonya, Türkiye, Ukrayna, Avustralya ve Birleşik Krallık tarafından uygulanmaktadır.

Motosiklet fren sistemleriyle ilgili 3 numaralı küresel teknik düzenleme Kanada, Avrupa Birliği, Japonya, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri tarafından uygulanmaktadır.

Ayrıca bakınız

daha fazla okuma

  • Mayersohn, Norman S. (Ağustos 1988). Kilitlenmeyi Önleyen Frenler Sonunda . Popüler Mekanik . 2013-04-18 alındı .
  • Brown, Stuart F. (Mayıs 1987). Motosikletler için Kilitlenmeyi Önleyici Frenler . Popüler Bilim . 2013-04-18 alındı .

Referanslar

Dış bağlantılar