Název školy Integrovaná střední škola technická, Vysoké Mýto, Mládežnická 380

Číslo a název projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0374Inovace vzdělávacích metod EU - OP VK

Číslo a název klíčové aktivity III/2 INOVACE A ZKVALITNĚNÍ VÝUKY PROSTŘEDNICTVÍM ICT

Autor Ing. Jiří Tocháček

Číslo materiálu VY_32_INOVACE_AUT_2U_TO_21_18Název Brzdové systémy - ABS, ASR, BAS, EBDDruh učebního materiálu Textový soubor - WordPředmět AutomobilyRočník První – učebního oboru „Mechanik opravář motorových

vozidel“Tématický celek Podvozky motorových vozidelAnotace Materiál uvádí ve zkratce úvod do moderních brzdových

systémů

Metodický pokyn Pro výuku je nutné použít data projektor a notebook. Látku je nutné rozdělit do několika učebních hodin. V případě je možné použít vizualizer pomocí, kterého lze promítnout schémata vzduchových brzd.

Klíčová slova ABS, ASR, BAS, EBD, ESP

Očekávaný výstup Žák je seznámen se základními brzdovými systémy moderních automobilů

Datum vytvoření 7.11.2012

Brzdové systémy ABS, ASR, BAS, EBD, ESP

Antiblokovací systémy (ABS), nazývané také automatické omezovače blokování (ABV), se používají u hydraulických a pneumatických brzdových zařízení k regulaci brzdné síly.

Úkol :Při brzdění regulovat brzdný tlak kola podle jeho přilnavosti na jízdní dráhu tak, aby se zamezilo zablokování kola.Pouze otáčející se kola jsou řiditelná a mohou přenášet boční vodící síly.

Výhody :- boční vodící síly a jízdní stabilita zůstanou zachovány, tím se snižuje nebezpečí smyku;- vozidlo zůstane řiditelné, to umožní se vyhnout překážkám;- dosažení optimální brzdné dráhy na normální silnici (žádný písek nebo sníh);- zamezí se "zploštělým místům" na pneumatikách, protože nedochází k zablokování kol.

Konstrukce :- ABS se skládá z následujících částí:

- snímač otáček kola (čidlo) s impulzními kroužky;- elektronická řídící jednotka;- magnetické ventily.

Magnetické ventily se spínají elektronickou řídící jednotkou ve třech regulačních fázích - nárůst tlaku, zachování tlaku, pokles tlaku. Zamezují zablokování kol.

Protiblokovací systémy :

Podle počtu regulačních kanálů a snímačů rozlišujeme např.u osobních automobilů většinou dva systémy:

- 4-kanálový systém (každé kolo je řízeno samostatně) se čtyřmi snímači a diagonálním zapojením brzdových okruhů, nebo zapojením brzdových okruhů "přední náprava - zadní náprava";

- 3-kanálový systém se třemi nebo čtyřmi snímači a zapojením brzdových okruhů "přední náprava - zadní náprava".

U 3-kanálových systémů se regulují přední kola samostatně (individuálně), zadní kola společně podle principu Select-low. U principu Select-low určí kolo s menší přilnavostí k vozovce společný brzdný tlak. Stáčivý moment kolem svislé osy při brzdění na jízdních drahách s rozdílnou přilnavostí je snížen, protože brzdné síly zadních kol jsou téměř shodné.

Činnost :2

- většina brzdných procesů- malý prokluz. ABS není přitom není účinný. Teprve při silném brzdění, při kterém dochází k většímu prokluzu, se aktivuje regulační obvod ABS a zamezuje zablokování kol. Regulační oblast ABS je mezi 8 a 35% prokluzu. Od asi 6 km/hod. se ABS vypíná, aby se vůz zastavil (viz.tabulka).

Ozubený impulzní kroužek otáčející se s každým kolem vytváří indukcí ve snímači otáček střídavé napětí. Jeho frekvence je proporcionální k počtu otáček kola. Napětí se vede dál na elektronickou řídící jednotku. Ta z něj pomocí logických procesů určuje referenční rychlost, která odpovídá rychlosti vozidla. Dále zjišťuje řídicí jednotka neustálým porovnáváním impulzů kola s referenční rychlostí zrychlení nebo zpomalení každého kola. Pokud má kolo při brzdění sklon k blokování a překračuje zadaný prokluz, tak řídící jednotka rozezná tento stav a přepne magnetický ventil kola na udržení tlaku. Jeho brzdný tlak zůstane nyní stejný. Zvyšuje-li se přesto prokluz a tím sklon k zablokování, tak se přepne snížení tlaku. Jestliže se nyní sníží prokluz a poklesne pod určitou hodnotu, tak magnetický ventil přepne zvýšení tlaku.Brzdný tlak se zvyšuje, prokluz se opět zvyšuje a hra začíná od začátku. Regulační cyklus se tedy opakuje tak dlouho (např. 10 krát za sekundu), dokud je brzda sešlápnutá a rychlost je větší než např. 5 km/hod.

ABS se zpětným čerpáním v uzavřeném okruhuU tohoto procesu regulace odtéká v regulačním kanálu po snížení tlaku brzdová kapalina do

tlakového zásobníku. Běžící vratné čerpadlo čerpá kapalinu zpět do příslušného brzdového okruhu hlavního válce.

Konstrukce :U tohoto systému přibývají k okruhu následující části:- snímače kol- elektronická řídící jednotka- hydroagregát- varovná kontrolka

Elektronická řídící jednotka obsahuje :

- vstupní zesilovač - upravuje impulzy snímačů;- digitální počítač - propočítává regulační signály ve dvou oddělených digitálních velkých spínacích

okruzích- výkonový výstup - ovládá magnetické ventily v hydroagregátu- bezpečnostní obvod - testuje po startu zařízení podle zadaného programu a kontroluje jej během

jízdy.

Snímače otáček kol (čidla otáček)

- umístění na každém kole. Ke každému snímači patří impulzní kroužek, který se otáčí s kolem. Mezera mezi impulsním kroužkem a snímačem otáček je 0,7 až 1 mm. Pokud by byla větší EŘJ vypne regulaci příslušného kola.

Hydroagregát

- obsahuje např. tři nebo čtyři 3/3 magnetické ventily, zásobník na brzdovou kapalinu pro každý okruh hlavního brzdového válce a elektricky poháněné vratné čerpadlo.

Varovná kontrolka

- signalizuje při startu funkční připravenost ABS. Při výpadku regulace ABS svítí. Vozidlo lze přesto brzdit.

Činnost s 3/3 magnetickými ventilyK modulaci tlaku při regulaci ABS spíná řídicí jednotka každý 3/3 magnetický ventil v

hydroagregátu vždy ve třech fázích regulace a spojuje přitom brzdové válečky kol.- při vzrůstu tlaku s příslušným brzdovým okruhem;- při udržení tlaku s žádaným přípojem- při poklesu tlaku s vratným čerpadlem To čerpá brzdovou kapalinu ze zásobníku do příslušného

brzdového okruhu.

ABS se zpětným čerpáním v uzavřeném okruhu a 2/2 magnetickými ventily

U tohoto systému je hydroagregát vybaven menšími, lehčími a rychleji reagujícími 2/2 magnetickými ventily. Každý regulační kanál nyní potřebuje jeden přívod a jeden vypouštěcí ventil.

Způsob účinku s 2/2 magnetickými ventily.Řídící přístroj spíná magnetické ventily v regulačních fázích následovně :

- při vzrůstu tlaku je přívodní ventil (PV) otevřený, vypouštěcí ventil (VV) uzavřený,

- při udržení tlaku jsou oba ventily uzavřené,- při poklesu tlaku je přívodní ventil uzavřený a vypouštěcí ventil otevřený.

4

Běžící vratné čerpadlo dopravuje přebytečnou brzdovou kapalinu ze zásobníku zpět do příslušného brzdového okruhu.

ABS se zpětným čerpáním v otevřeném okruhu

Při procesu regulace teče přebytečná brzdová kapalina bez tlaku zpět do vyrovnávací nádržky. Hydraulické čerpadlo je spínáno řídícím přístrojem přes polohu snímače dráhy pedálu. Čerpá chybějící objem brzdové kapaliny z vyrovnávací nádržky s vysokým tlakem opět do příslušného brzdového okruhu a vrací tím brzdový pedál do jeho výchozí polohy.

Konstrukce :K brzdám kol se přidají následující komponenty :- elektronická řídící jednotka (regulátor),- snímače kol,- ovládací jednotka,- jednotka hydrauliky,- varovné kontrolky

Činnost :- když je elektronickým regulátorem rozeznána tendence k blokování, např. na kole vpředu vlevo, tak uzavře jeho

přívodní ventil a otevře vypouštěcí ventil. Brzdová kapalina nyní teče bez tlaku zpět do vyrovnávací nádržky.Při zapojení na zvýšení tlaku se vypouštěcí ventil uzavře a přívodní ventil otevře. Chybějící brzdová kapalina v brzdovém válečku je doplněna pístem hlavního válce. Píst hlavního válce a brzdový pedál se tím trochu posunou. Snímač dráhy informuje řídící jednotku. Ta zapne čerpadlo hydrauliky. To nyní čerpá pro vyrovnání objemu, který byl odveden při snížení tlaku, brzdovou kapalinu z vyrovnávací

nádržky zpět do příslušného brzdového okruhu, dokud brzdový pedál a snímač dráhy nejsou opět ve své výchozí poloze. Ventily jsou v regulačních fázích zapojeny jako u ABS s uzavřeným okruhem.

Brzdový asistent (BAS)

- mnoho řidičů v kritických situacích nesešlápne brzdový pedál dostatečně silně,

- brzdná dráha je pak delší a může dojít k nehodám,- BAS zajišťuje v takových případech ihned

maximální zesílení brzdné síly, čímž se brzdná dráha podstatně zkrátí.

Konstrukce:skládá se :

- řídící jednotka BAS;spínací magnet;- snímač dráhy;- uvolňovací spínač.

Pro výměnu dat je řídící jednotka BAS přes sběrnici CAN spojena také s řídícími jednotkami jiných regulačních systémů jako např. ABS, ASR, ESP.

Pomocí speciálního bezpečnostního zapojení je brzdový asistent při poruše vypnut. Porucha je hlášena pomocí žluté výstražné kontrolky.

Protiprokluzové zařízení (ASR)

- používá se u osobních nebo užitkových automobilů k tomu, aby se omezil hnací moment vozidla, který je k dispozici, na maximálně přenositelný moment mezi pneumatikami a vozovkou. Měl by zamezit ztrátě boční vodicí síly na poháněných kolech a tím smyku.

Výhody :- zlepšení trakce při rozjezdu nebo

akceleraci;- zvýšení bezpečnosti jízdy při vyšší hnací síle;- automatické přizpůsobení momentu motoru přilnavosti;- informuje řidiče o dosažení hranic jízdní dynamiky.

6

Systémy pracují se zásahem do motoru a brzd, přičemž výměna dat probíhá většinou přes sběrnici CAN. Jednodušší systémy pracují pouze se zásahem do motoru.

Protiprokluzové zařízení se zásahem do motoruASR se zásahem do motoru a brzd.

Moderní brzdové systémy ESP

Obecně Regulace dynamiky jízdy FDRABS - zamezuje zablokování kol při brzděníABV - optimálně rozděluje brzdnou síluASR - působí proti otáčení kolGMR - zamezit otáčení vozu kolem svislé osy

Tyto systémy jsou pomocí datové sběrnice spolu propojeny a působí spolu jako elektronický stabilizační program (ESP).

Tím je v kritických jízdních situacích regulovaným zásahem brzd na jednotlivá kola stabilizován vůz, který má sklon ke smyku.

Konstrukce :Jsou použity následující snímače :

- snímač brzdného tlaku;- snímač úhlu řízení;- snímač příčného zrychlení;- snímač míry odchýlení od svislé osy (stáčení);- snímač otáček kol.

Činnost :Signály zachycené snímači, např. počet otáček kol,

pohyb řízení a příčné zrychlení jsou zaznamenány řídící jednotkou jako skutečné hodnoty a srovnány s uloženými požadovanými hodnotami. Odchylují-li se skutečné hodnoty od požadovaného a skutečného kursu (požadovaná hodnota), tak systém zasáhne a reguluje rychleji, než to umí člověk.Vozidlo je cíleně přibrzďováno tak, aby se chovalo stabilně.

Systém ESP rozlišuje :- které kolo bude a jak silně bude přibrzďováno nebo zrychlováno;- jestli se sníží moment motoru;

Hydraulický a elektrický průběh vedení systému ESP.Jestliže má vozidlo při jízdě zatáčkou nebo vyhýbacím manévru tendence k nedotáčení, tak

by se přes přední nápravu posouvalo rovně. Systém ESP řídí přes dopravní čerpadlo brzdný tlak na vnitřní zadní kolo.

Zatáčivý moment, který tím vznikne, otočí vozem kolem svislé osy a působí proti nedotáčení. Jestliže má vůz sklon k přetáčení a řidič v této situaci brzdí, tak se např. vnější kolo pomocí systému brzdí silněji tím se vůz stabilizuje.

Na obrázku je zobrazen brzdový okruh jednoho kola.

Zvýšení tlakuPřikročí-li ESP k regulačnímu zásahu, dopravuje

čerpadlo P1 brzdovou kapalinu ze zásobní nádržky do brzdového okruhu. Vratné čerpadlo P2 běží rovněž, zvyšuje brzdný tlak, dokud není kolo přibrzděno.

8

Vysokotlaký ovládací ventil Y1 a přívodní ventil Y2 je přitom otevřený. Vypouštěcí ventil Y3 je uzavřený a ovládací ventil Y4 zavírá.

Udržení tlakuV této fázi regulace uzavírá vysokotlaký ventil Y1 a přívodní ventil Y2. Brzdný tlak je konstantní.

Pokles tlakuV této fázi je vypouštěcí ventil Y3 otevřený a brzdová kapalina se může přes ovládací ventil Y4 vracet do zásobní nádržky hlavního válce.

Použité podklady:

1. Podvozky Ing. Zdeněk Jan, Ing. Bronislav Ždánský 2. Příručka pro automechanika Rolf Gscheidle a kolektiv3. Automobily Milan Pilárik, Jiří Pabst

Autoexpert – časopis pro autoopravárenstvíAutomobil Revue