ABS (Anti-lock Braking System)
Systém ABS zabraňuje zablokování kol při krizovém brzdění. Při zablokování kol totiž hrozí ztráta přilnavosti mezi pneumatikou a vozovkou, řidič může následně ztratit kontrolu na vozidlem. Díky systému ABS je vozidlo ovladatelné i při prudkém brzdění.
Protiblokovací systém ABS (z anglického Anti-lock Braking System) je jedním ze základních prvků aktivní bezpečnosti vozidla. ABS svojí funkcí zabraňuje zablokování kol při prudkém brzdění, nebo brzdění na kluzkém povrchu. Kola vozidla vybaveného systémem ABS se i při krizovém brzdění stále odvalují. Díky tomu nedochází ke ztrátě adheze mezi koly a vozovkou, proto zůstává vozidlo řiditelné. Mějte na paměti, že zablokovaná kola nepřenáší žádnou boční sílu, více o řiditelnosti naleznete v článku Kammova kružnice.
Princip funkce ABS:
Systém ABS zabraňuje zablokování kol při brzdění tím, že automaticky reguluje brzdný účinek na jednotlivých kolech, tak nedojde k jejich zablokování. Při zablokování kola by totiž došlo ke ztrátě adheze mezi pneumatikou a vozovkou, což je pro jízdu nebezpečný stav. V takovém případě může vozidlo dostat smyk nebo se stát neřiditelným! Jinými slovy, při ztrátě adheze na předních kolech by vozidlo přestalo reagovat na pohyby volantu, při ztrátě adheze na zadních kolech by vozidlo mohlo dostat velmi nebezpečný smyk zadní nápravy.
Zjednodušeně si popišme, jak systém ABS vlastně pracuje. Jednotka ABS je umístěna mezi hlavní brzdový válec a brzdové trubičky vedoucí k jednotlivým brzdovým třmenům (brzdovým válečkům). Pokud řídicí jednotka dostane signál, že je kolo blokováno, krátkodobě sníží tlak v jeho brzdovém vedení a tím uvede kolo znovu do rotace. Nejnovější generace systému ABS dokáže takto reagovat až 40× za sekundu, tím je zajištěno téměř plynulé otáčení kol, a tedy i dobré řiditelnosti vozu. Zároveň je brzdná síla udržována na maximální možné míře, tedy na mezi adheze.
Schéma zapojení ABS je uvedeno na obrázku níže. Každé kolo je vybaveno magnetickým nebo indukčním snímačem otáček (žluté čidlo na spodním obrázku) a impulzním kolem (šedý děrovaný kotouč). Pomocí snímačů otáček zjišťuje řídicí jednotka informace o pohybu (rotaci) jednotlivých kol. Řídicí jednotka (šedá krabička) situaci vyhodnocuje a pomocí regulačního ventilu (hnědá součást v horním obrázku) snižuje v případě potřeby tlak v brzdovém systému, aby uvedla blokované kolo znovu do pohybu. Tímto způsobem zasahuje systém ABS několikrát za sekundu po celou dobu brzdění nezávisle na síle působící na pedál. Při zpomalení na minimální rychlost kolem 4 km/h se činnost ABS automaticky deaktivuje, aby bylo možné vozidlo zastavit do úplného klidu, kdy se kola vlastně taky neotáčejí.
základní části systému ABS
Video:
Historie systému ABS:
Systém ABS byl do dnešní podoby vyvinut firmou BOSCH v roce 1978. Historie však sahá ještě dál. Již na počátku 20. století se objevovaly úvahy o tom, jak by bylo možné zabránit blokování kol při prudkém brzdění. Firma Bosch ohlásila v roce 1936 patent na „Zařízení k zabránění silného brzdění kol motorového vozidla“. Tyto první systémy fungovaly pouze na mechanických principech. Teprve s příchodem elektronického řízení mohli inženýři vyvinout protiblokovací brzdný systém, který by byl dostatečně rychlý a robustní pro použití v motorových vozidlech. První komerční uplatnění nalezl systém ABS jako zvláštní výbava vozu Mercedes-Benz třídy S a krátce na to také u BMW řady 7.
Od představení systému v roce 78 prošlo ABS dalším vývojem a doznalo mnoha vylepšení. Ze začátku bylo například ABS instalováno pouze na předních kolech, která jsou při brzdění více zatížená a pro řízení důležitější. Rovněž se řešil problém integrovat ABS do bubnových brzd, jelikož je u nich obtížnější kontrola brzdného účinku a delší reakční čas. Dalším vývojem postupně docházelo k miniaturizaci ABS jednotky a zvyšování pracovních frekvencí. Aby mohl systém ABS lépe rozvrhovat brzdný účinek na jednotlivá kola, stal se postupem času vícekanálový. Tomu rozumějme tak, že pokud je počet kanálů stejný jako počet kol je to ideální stav, kdy řídicí jednotka dokáže ovládat každé kolo zvlášť.
Dalším vývojem postupně vznikaly navazující systémy jako: ASR (protiprokluzovací sytém, který zabraňuje protáčení kol při rozjíždění); ESP elektronický stabilizační program; EBV (systém elektronického rozdělování brzdné síly); apod. Snímač otáček kol se tedy stal důležitou součástí pro mnoho dalších jízdních asistentů, které pro svou práci potřebují informace o otáčkách jednotlivých kol.
Víte že …
ABS jako příplatková výbava
Systém ABS stejně jako řada dalších začínal svoji kariéru jako příplatková výbava. Je zajímavostí, že pokud si chtěl v roce 1998 motorista přikoupit ABS pro svou Škodu Octavia 1. generace musil si k základní ceně, která činila cca 350 tisíc korun, připlatit ještě dalších 26 500,- Kč, při průměrné hrubé měsíční mzdě 11 693,- Kč. Jednalo se tedy o položku, kterou každý nejdříve pečlivě zvážil.
ABS jako povinná výbava
V roce 2004 se výrobci ve sdružení ACEA dobrovolně dohodli, že ABS musí mít v EU každé nově homologované auto. Od roku 2006 se nařízení týká i dříve homologovaných vozidel.
Délka brzdné dráhy vozidla s ABS a bez ABS
Odpověď na otázku, zda má vozidlo s ABS kratší nebo delší brzdnou dráhu, nejí zcela jednoduchá. Je to klasické diskusní téma stavějící na tezích, že na suché vozovce má vozidlo s ABS delší brzdnou dráhu jelikož ABS nebrzdí na plno. Řidič s citem pro jízdu systém ABS nepotřebuje, jelikož zablokování kol sám ohlídá.
Je nutné si přiznat, že tato tvrzení jsou už trochu fousatá. Od dob prvních ABS uplynulo mnoho času a technika se velmi zdokonalila. A pokud jde o tu druhou část, přiznejme si, že citu pro řízení u většiny řidičů ubylo. Dnešní řidič téměř bezhlavě důvěřuje elektronice vozu a věří, že ho svými kouzly udrží na silnici. Že by v určitých situacích mohlo dojít k zablokování kol a co by to měla za následek dnes většina řidičů ani netuší.
Vše má ale své limity a ty jsou dané fyzikou. Brzdná síla nemůže být větší, než dovolí přilnavost mezi pneumatikou a vozovkou. Tato přilnavost však není konstantní, je ovlivněna řadou faktorů mimo jiné tzv. skluzem pneumatiky. Teorie nám říkám, že největší adhezi má pneumatika kolem hodnoty skluzu 10 – 30%, viz graf níže. Za touto hodnotou skluzu se nachází tzv. vrchol třecích sil. Pokud ještě více přitlačíte brzdový pedál kolo ještě zvětší svůj skluz vůči vozovce a tření mezi pneumatikou a vozovkou velmi rychle poklesne! Z grafu dole vyplývá, že při 100 % skluzu, tzn. zablokovaném kole, dosahuje tření pouze 60 – 70% svých původních možností. Logicky se tak při zablokovaném kole prodlužuje brzdná dráha až o třetinu!
Může se to zdát složité, ale zde se skrývá odpověď na naši otázku. Dnešní vysoce sofistikované brzdné systémy se dokáží pohybovat v mezích ideálního skluzu pneumatiky, tedy mezi deseti a třiceti procenty skluzu. Když systém vyhodnotí, že se blíží vrchol třecích sil, který by vlastně znamenal snížení adheze, sníží tlak v brzdovém vedení. Tímto způsobem se systému ABS daří maximálně využívat aktuální adhezní podmínky. Takového stavu lze citlivou nohou na brzdě jen s těží dosáhnout. Nemluvě o skutečnosti, že vícekanálové ABS dokáže ovládat každé kolo zvlášť!
Ano starší verze systému ABS nebyly tak rychlé, u některých vozidel se během delšího brzdění tzv. propadal pedál, nebo téměř nešlo zastavit na nerovném povrchu při odskakování kol. To však dnes již neplatí.
Na dolním grafu je znázorněna oblast působení systému ABS. Rovněž je zde vidět pokles adheze pro různé povrchy, od hrubého asfaltu přes nezpevněný povrch až po jízdu na sněhu a ledu. Čárkovaná čára v grafu znázorňuje pokles adheze v příčném směru. To je právě tak složka, která zajišťuje stabilitu a ochotu vozidla zatáčet.
Na výše uvedeném grafu je vidět ještě jedna zajímavost. Mírné navýšení koeficientu tření při jízdě za nezpevněném povrchu a zablokovaném kole, které je to způsobeno částečkami, které zablokované kolo jakoby hrne před sebou. Vytváří tak před kolem jakýsi klín. Velmi pěkně této skutečnosti využívá systém společnosti Volkswagen nazvaný ABSplus.
Jak poznáte činnost systému ABS?
Při prudkém brzdění na mezi adheze je slyšet přerušované brzdění, např. na mokré vozovce. Přerušování způsobuje svou činností právě ABS, když odpouští tlak v brzdovém systému. Tím sníží brzdnou sílu a kolo se odblokuje. Pedál při této činnosti jakoby kope a při delším brzdění u starších vozů může klesat k podlaze. Málo zkušený řidič by se mohl zaleknout a povolit brzdový pedál, to by ovšem byla chyba! Systém ABS zajití sám, aby nedošlo k zablokování kol a vozidlo se tzv. neutrhlo.
