ABS

1.Analiza constructiv-functionala a sistemului de franare ABS

1.1. Introducere

in a doua parte a secolului XX. productia de autovehicule s-a dezvoltat foarte mult creandu-se motoare foarte puternice, care sunt capabile sa realizeze acceleratii si viteze foarte mari ale masinilor. Din aceasta cauza a aparut necesitatea conceperii unor sisteme moderne (mecatronice), care sa faca mai sigura circulatia pe drumurile publice. Paralel cu aceste sisteme de securitate s-au dezvoltat si sistemele pentru confortul pasagerilor si bineinteles sistemele pentru managementul motorului, care au asigurat forte si performante si mai mari ale motoarelor. Totalul sistemelor clasice si mecatronice formeaza autovehiculul mecatronic.

Unul dintre cele mai importante dintre aceste sisteme mecatronice este sistemul de franare cu ABS, care face posibila oprirea autovehiculelor in conditii de siguranta. Denumirea ABS vine de la Anti-Lock Braking System (sistem de franare cu anti-blocare).

1.2 Notiuni generale privind franarea. Avantajul sistemului de franare ABS fata de sistemul de franare conventional

Franarea consta in consumarea energiei cinetice (prin frecare), acumulate de autovehicul, ceea ce se realizeaza cu ajutorul discurilor si a placutelor de frana si a unor forte (presiuni) actionand asupra lor cu ajutorul unor actuatori hidraulici. (figura 1.1).

figura 1.1

Formula urmatoare reprezinta relatia energiei cinetice:

Ec = 0,5- m- v2 ,

unde: - m reprezinta masa autovehiculului si

- v reprezinta viteza autovehiculului.

Din formula de mai sus se poate observa ca energia cinetica creste exponential cu patratul vitezei, ceea ce inseamna ca distanta de oprire la o viteza de 100 km/h este de 4 ori mai mare, decat la o viteza de 50 km/h (bineinteles, la o forta de franare identica).

Sistemul de franare ABS a jucat un rol foarte important in cresterea sigurantei active a automobilului. Cel mai mare avantaj al ABS-ului fata de sistemul de franare conventional este ca la o franare puternica, pe un carosabil alunecos, evitand deraparea, sistemul de franare ABS face ca vehiculul sa poata efectua viraje si schimbari de directie in timpul franarii, respectiv poate sa reduca distanta de franare in anumite conditii nefavorabile (de exemplu: pe zapada, sau pe gheata avand cauciucuri de iarna cu cuie), masina adaptandu-se la conditiile de trafic si de drum. Totusi, nu trebuie sa ne asteptam ca ABS-ul sa scurteze distanta de franare in orice conditii de drum. Cand conducem pe criblura, nisip sau mai ales zapada proaspata, depusa pe un strat de gheata, masina trebuie condusa mai incet si cu multa grija, pentru ca distanta de oprire poate sa fie mult mai lunga.

1.3. Schema si functionarea sistemului de franare ABS

Schema de distributie (in plan) a sistemului de franare ABS este prezentata in figura urmatoare:

figura 1.2

Sistemul de franare ABS este compus din senzori, o unitate ECU, o unitate HCU si din actuatori hidraulici. Deci din 4 senzori, cate unul pe fiecare roata (in acest caz, pentru ca sunt variante, in care la rotile din spate se pune doar un singur senzor, mai ales cand acestia sunt rotile tractoare), care au rolul de a masura turatia rotilor si de a trimite informatiile obtinute la o unitate centrala ECU (Electronic Control Unit).

Unitatea ECU are rolul de a prelucra aceste informatii si de a trimite altele, obtinute din cele prelucrate, catre unitatea HCU (Hydraulic Control Unit). Aceasta unitate are rolul de a scade (pentru o secventa si la perioade de timp bine stabilite) presiunea uleiului, in acel circuit de franare, de la care informatiile trimise de senzori, catre ECU, au fost diferite fata de cele prestabilite a fi corecte, printr-un actuator hidraulic. Unitatea HCU va efectua aceasta operatie pana cand unitatea ECU va primi, de la senzori, informatii diferite fata cele prestabilite a fi corecte.

Unitatea de comanda (ECU + HCU) este prezentata in figura urmatoare:

figura 1.3

Sistemul de franare ABS nu functioneaza decat la o viteza mai mare de aproximativ 7 km/h. La o franare brusca, atunci cand turatia uneia dintre roti atinge un anumit nivel minim, care este prea scazuta fata de viteza masinii si roata tinde sa se blocheze, presiunea de la franele aferente se scade cu ajutorul actuatorului hidraulic comandat de unitatea de control HCU (pentru o secventa si la perioade de timp bine stabilite).

La cealalta varianta constructiva, deci cu 3 senzori (cu un singur senzor la rotile din spate), la rotile din fata aceasta presiune este reglata separat la fiecare dintre ele, iar la rotile din spate impreuna. Efectul franarii in acelasi timp pentru ambii roti din spate face ca stabilitatea masinii sa fie mentinuta cat mai mult posibil (exclusiv momentele cand una dintre rotile din spate paraseste soseaua, din cauza unui carosabil accidentat, blocandu-se, si ABS-ul slabeste franarea pentru o fractiune de secunda si pentru roata cealalta). Unitatea ECU incepe sa preia informatiile de la senzorii rotilor si sa le prelucreze, din momentul apasarii pedalei de frana.

Daca intervine vreun defect in functionarea sistemului ABS, pe bordul masinii se aprind unul sau doua becuri de semnalizare.