Pregunte sobre el principio de funcionamiento del ABS y solicite respuestas detalladas.

Se puede decir que el ABS (sistema de frenos antibloqueo automático) son los tres inventos más importantes en la historia de la seguridad en la conducción (los otros dos son los airbags y los cinturones de seguridad, también es un ejemplo de otros). dispositivos de seguridad (como la conducción ESP, la base del sistema de estabilidad dinámica y el sistema de distribución de la fuerza de frenado EBD). Este año se cumple el 25 aniversario del nacimiento del sistema ABS. En los últimos veinticinco años, el sistema ABS ha salvado la vida de casi 15.000 conductores norteamericanos. Aprovechemos esta oportunidad para revisar el desarrollo del sistema ABS y su impacto en la industria automotriz.

2004. Este año se cumple el 25º aniversario del nacimiento del primer ABS (sistema de frenos antibloqueo) civil producido en masa de la historia. Durante el último cuarto de siglo, los sistemas ABS no solo continuaron mejorando y mejorando, sino que también ayudaron a muchos propietarios de automóviles a escapar de la muerte. Además de presentar las grandes contribuciones del sistema ABS durante los últimos 25 años, también queremos revisar la historia del desarrollo del ABS.

El principio del "frenado antibloqueo automático" no es difícil de entender. En caso de emergencia, un vehículo sin sistema ABS no tiene tiempo para reducir la velocidad y frenar por etapas y sólo puede frenar. pisoteado hasta morir inmediatamente. Debido a la inercia de la carrera del vehículo, pueden ocurrir en un instante situaciones peligrosas como deslizamiento lateral, desviación de la trayectoria de conducción y dirección incontrolada del vehículo. Cuando las ruedas de un vehículo equipado con sistema ABS están a punto de alcanzar el punto crítico de bloqueo, los frenos se pueden aplicar de 60 a 120 veces en un segundo, lo que equivale a frenar y relajar constantemente, similar al "punto acción de frenado" de la automatización mecánica. Esto puede evitar el control direccional y el deslizamiento lateral de las ruedas durante el frenado de emergencia y, al mismo tiempo, aumentar la fricción de los neumáticos, haciendo que la eficiencia de frenado alcance más del 90%.

Desde un análisis microscópico, la fricción entre el neumático y el suelo alcanza su máximo en el punto crítico cuando el neumático pasa de rodar a deslizarse. Cuando el automóvil arranca, la potencia del motor se puede utilizar por completo (acortando el tiempo de aceleración) y al frenar, el efecto de desaceleración es mayor (la distancia de frenado es la más corta). El controlador del sistema ABS utiliza un dispositivo hidráulico para controlar la presión del freno para oscilar repetidamente en el punto crítico donde el neumático patina, de modo que el disco de freno repita continuamente el proceso de contacto y separación mientras mantiene el agarre del neumático más cercano al máximo teórico. valor para lograr el mejor efecto de frenado.

El principio de funcionamiento del ABS parece simple, ¡pero el proceso desde cero ha experimentado muchos contratiempos (falta de tecnologías clave)! En 1908, el ingeniero británico J. E. Francis propuso la teoría del "controlador de bloqueo y deslizamiento de ruedas para vehículos ferroviarios", pero no pudo ponerla en práctica. Durante los siguientes 30 años, intentos como el "controlador de fuerza de frenado" de Karl Wessel, el "dispositivo de seguridad de freno hidráulico" de Werner Mhl y el "antibloqueo de ruedas" de Richard Trappe fracasaron. En el "Automobile Technology Handbook" publicado en 1941, escribió: "Hasta ahora, cualquier intento de prevenir el peligro de bloqueo de las ruedas mediante dispositivos mecánicos no ha tenido éxito. El día que este dispositivo tenga éxito, será un hito en la historia". "Un hito importante". Desafortunadamente, el autor del libro probablemente no esperaba que este día tuviera que esperar otros 30 años.

¿Cuál fue el cuello de botella técnico en el desarrollo de dispositivos antibloqueo de frenos en ese momento? En primer lugar, el dispositivo requiere un sistema para monitorear los cambios de velocidad de los neumáticos en tiempo real y ajustar inmediatamente la presión de los frenos a través del sistema hidráulico. En esa era sin circuitos integrados y computadoras, ¡ningún dispositivo mecánico podría lograr una respuesta tan rápida! Cuando el nacimiento del sistema ABS mostró su luz, ya era a principios de la década de 1960 cuando la tecnología de semiconductores había alcanzado su escala inicial.

El origen del sistema ABS desarrollado por Bosch, empresa alemana especializada en sistemas electrónicos de automoción, se remonta a 1936, cuando Bosch solicitó una patente para un "dispositivo de bloqueo antifrenos para vehículos de motor". ".

En 1964 (año también en el que nacieron los circuitos integrados) Bosch reanudó el plan de investigación y desarrollo del ABS, y finalmente llegó a la conclusión de que "es factible evitar el bloqueo de las ruedas mediante el control de dispositivos electrónicos". Sistema de frenado) en la historia ¡Apareció por primera vez! El primer prototipo de ABS del mundo apareció en 1966, demostrando al mundo que "acortar la distancia de frenado" no es una tarea imposible. Debido a que la inversión fue demasiado grande, la aplicación inicial del ABS se limitó a vehículos ferroviarios o aviones. Teldix GmbH colaboró ​​con Mercedes-Benz en 1970 para desarrollar el primer prototipo para vehículos de carretera, el ABS 1. Este sistema tiene la base para la producción en masa, pero su fiabilidad es insuficiente y la unidad de control consta de más de 1.000 componentes. Si el costo es demasiado alto, también es propenso al fracaso.

En 1973, Bosch compró el 50% del capital de Teldix GmbH y sus resultados de investigación y desarrollo en el campo del ABS. En 1975, AEG, Teldix y Bosch llegaron a un acuerdo para confiar completamente a Bosch el plan de desarrollo. del sistema ABS para su integración y ejecución. ¡"ABS 2" nació después de 3 años de arduo trabajo! A diferencia del ABS 1, que utiliza componentes electrónicos analógicos, el sistema ABS 2 está completamente diseñado con componentes digitales. No sólo el número de componentes en la unidad de control cae drásticamente de 1000 a 140, sino que también reduce el costo y mejora en gran medida la confiabilidad. y mejora significativamente la velocidad de cálculo. Tres ventajas principales de la aceleración. Dos fabricantes de automóviles alemanes, Mercedes-Benz y BMW, decidieron instalar ABS 2, un sistema de alta tecnología, en sus modelos Clase S y Serie 7 a finales de 1978.

En los primeros tres años de su existencia, el sistema ABS sufrió el alto costo y no pudo desarrollar el mercado. Desde 1978 hasta finales de 1980, Bosch vendió sólo 24.000 sistemas ABS. Afortunadamente, el número aumentó a 76.000 unidades en el segundo año. Al recibir una respuesta positiva del mercado, Bosch inició el plan de investigación y desarrollo del sistema de control de seguimiento TCS. El peso del sistema ABS 2S lanzado en 1983 se redujo de 5,5 kg a 4,3 kg y el número de componentes de control se redujo a 70. A mediados de la década de 1985, la proporción de sistemas ABS instalados en vehículos de nueva fabricación en todo el mundo superó el 1% por primera vez, y General Motors también decidió hacer del ABS una característica estándar en sus principales modelos Chevrolet.

1986 fue otro año memorable. Además de celebrar la venta de su sistema ABS número 1 millón, Bosch lanzó el primer ciclador TCS/ASR para vehículos civiles. La función del TCS/ASR es evitar que las ruedas motrices patinen durante el proceso de arranque y aceleración del automóvil, especialmente para evitar que las ruedas motrices patinen cuando el vehículo toma una curva, y controlar el deslizamiento dentro del rango del 10% al 20%. Dado que el ASR se controla ajustando el par de las ruedas motrices, también se le llama sistema de control de la fuerza motriz y también se llama TRC o TRAC en Japón.

Existen muchas similitudes en los principios de funcionamiento de ASR y ABS. El uso combinado de los dos puede lograr mejores resultados, formando un sistema de control antideslizamiento de ruedas motrices (ABS/ASR). . Este sistema consta principalmente de un sensor de velocidad de la rueda, un controlador ECU ABS/ASR, un controlador ABS, un controlador ASR, un controlador auxiliar del acelerador y sensores de posición del acelerador principal y auxiliar. Durante el proceso de arranque, aceleración y conducción del automóvil, la ECU del motor ingresará al programa anti-ralentí cuando determine que el deslizamiento de las ruedas motrices excede el límite superior según la señal ingresada por el sensor de velocidad de las ruedas. Primero, la ECU del motor baja el acelerador auxiliar para reducir la cantidad de consumo de combustible, reduciendo así el par de salida de potencia del motor. Cuando la ECU determina que es necesario intervenir la rueda motriz, enviará una señal al conductor del ASR para que controle la rueda motriz (generalmente la rueda delantera) para evitar que la rueda motriz se deslice o evitar que la rueda motriz se deslice dentro de un rango seguro. rango. El primer modelo nuevo equipado con un sistema ASR apareció en 1987 y la Clase S de Mercedes-Benz volvió a hacer historia.

A medida que el precio unitario de los sistemas ABS disminuyó gradualmente, el número de automóviles nuevos equipados con sistemas ABS superó el punto crítico de crecimiento explosivo en 1988 y comenzó a crecer rápidamente ese año, las ventas anuales de ABS de Bosch. Los sistemas superaron los 3 millones de unidades por primera vez. Un avance tecnológico permitió al sistema ABS 2E lanzado por Bosch en 1989 cambiar el diseño que originalmente estaba separado en la sala del motor (componente de propulsión hidráulica) y la consola central (componente de control electrónico) y tenía que depender de complejas conexiones de cableado por primera vez. ¡Es hora de una "integración de dos componentes" "Diseñada para uno"! El sistema ABS 2E es también el primer sistema ABS de la historia que abandona los circuitos integrados y utiliza un microprocesador (CPU) con una velocidad de cálculo de 8 kbytes para ser responsable de todo el trabajo de control, lo que una vez más marca un nuevo hito. Ese año Porsche anunció oficialmente que todos los coches de serie estaban equipados con ABS. Tres años más tarde (1992), Mercedes-Benz también decidió seguir los pasos de Porsche.

En la primera mitad de la década de 1990, los sistemas ABS se fueron popularizando poco a poco en los coches producidos en serie. Bosch lanzó una versión mejorada del ABS 2E en 1993: el sistema ABS 5.0 Además de ser más pequeño y ligero, el ABS 5.0 estaba equipado con un procesador con el doble de velocidad de cálculo (16 kbytes). mismo año Se vendió el sistema ABS número 10 millones.

Los sistemas ABS y ASR/TCS han sido reconocidos por propietarios de automóviles de todo el mundo, pero el equipo de ingeniería de Bosch no está satisfecho y se fija un objetivo más desafiante: ESP (Programa Electrónico de Estabilidad, Dinámica de Conducción) Estable. sistema) ¡Adelante! A diferencia del ABS y el TCS, que sólo pueden aumentar la estabilidad durante el frenado y la aceleración, el ESP puede mantener el equilibrio dinámico óptimo del vehículo y la ruta de conducción en cualquier momento durante la conducción. El sistema ESP incluye un sensor de dirección (monitorea el ángulo de rotación del volante para determinar si el automóvil viaja en la dirección correcta), un sensor de rueda (monitorea la velocidad de cada rueda para determinar si la rueda patina) y un sensor de velocidad de balanceo. sensor (registra el movimiento del automóvil alrededor del eje vertical para determinar si el automóvil está resbalando) y sensor de aceleración lateral (que mide la aceleración centrífuga en las curvas para determinar si el automóvil pierde agarre en las curvas). La unidad de control utiliza los datos de estos sensores para juzgar el estado de funcionamiento del vehículo y luego indica una o La presión de freno en varias ruedas se establece o libera mientras el par del motor se ajusta con la precisión más precisa, en algunos casos incluso hasta 150 veces por segundo. El ESP, que integra ABS, EBD, EDL, ASR y otros sistemas, permite a los propietarios de automóviles concentrarse en la conducción mientras permiten que la computadora haga frente fácilmente a diversas emergencias.

Continuando la práctica pasada cuando nacieron el ABS y el ASR, el Mercedes-Benz Clase S fue el primer modelo en utilizar el sistema ESP (en 1995). Cuatro años más tarde, Mercedes-Benz anunció oficialmente que todas las series de coches incluirían ESP como equipamiento de serie. Al mismo tiempo, los sistemas ABS 5.7 y ABS 8.0 lanzados por Bosch en 1998 y 2001 siguen luchando por alcanzar la excelencia. El peso total de todo el sistema se ha reducido de 2,5 kilogramos a 1,6 kilogramos y se ha mejorado la velocidad de cálculo del procesador. de 48 kbytes a 128 kbytes Los principales competidores de Mercedes-Benz, BMW y Audi, también anunciaron en 2001 que todas las series de automóviles incluirían ESP como equipamiento estándar. La fábrica de automóviles Bosch celebró en 2003 la venta de más de 100 millones de sistemas ABS y 10 millones de sistemas ESP. Según un estudio de la ACEA (Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles), hoy en día todos los coches nuevos producidos en Europa continental están equipados con un sistema ABS. Más del 60% de los coches nuevos del mundo cuentan con este dispositivo.

"El sistema ABS mejora enormemente la estabilidad de frenado y acorta la distancia necesaria para frenar", afirma Wolfgang Drees, miembro de la junta directiva de Robert Bosch GmbH (el nombre completo de la empresa Bosch).

A diferencia de los airbags y los cinturones de seguridad (que se pueden analizar dividiendo el número de muertes por el número de accidentes automovilísticos), el sistema ABS, que es un sistema "cortado de raíz", es difícil de probar con datos reales. ¿Salvará de la muerte? Sin embargo, según un estudio de la Asociación Alemana de Seguros y la Sociedad de Seguridad del Automóvil que analizó las causas de los accidentes de tráfico con víctimas graves, el 60% de los accidentes de tráfico mortales fueron causados ​​por colisiones laterales, y entre el 30 y el 40% fueron causados ​​por exceso de velocidad, giros bruscos o funcionamiento inadecuado de. Tenemos razones para creer que el ABS y sus sistemas derivados ASR y ESP pueden reducir significativamente la posibilidad de que un vehículo pierda el control en una emergencia. La NHTSA (Administración de Seguridad en las Carreteras de América del Norte) estimó una vez que el sistema ABS salvó la vida de 14.563 conductores norteamericanos.

Del ABS al ESP, los esfuerzos de los ingenieros automotrices por mejorar la estabilidad de conducción parecen haber llegado a su límite (han pasado casi 10 años desde que nació el sistema ESP civil), pero por muy avanzado que sea el ordenador , aún requiere un manejo adecuado por parte del conductor para lograr la máxima efectividad. Al final del artículo te contamos ¿cómo hacer un buen uso del sistema ABS?

La mayoría de propietarios de automóviles nunca se han encontrado con una emergencia (y esperan que nunca la suceda), pero ¿tienen que saber cómo afrontar los momentos críticos? Cuando pisa los frenos en una emergencia, el cilindro de freno del sistema ABS se activará rápidamente y el pedal del freno producirá inmediatamente vibraciones anormales y ruidos significativos (fenómenos normales en el funcionamiento del sistema ABS en este momento). No dude en aplicar los frenos con fuerza (a menos que el automóvil tenga un dispositivo de asistencia de fuerza de frenado EBD, la mayoría de los conductores tienen una fuerza de frenado insuficiente). Además, el ABS puede evitar el bloqueo de las ruedas durante el frenado de emergencia, por lo que las ruedas delanteras aún pueden controlar la dirección. de la carrocería del vehículo. Los conductores deben frenar y girar para evitar emergencias. Por ejemplo, para evitar obstáculos en el camino hacia la izquierda, deben presionar el pedal del freno con fuerza, girar rápidamente el volante 90 grados hacia la izquierda, girar el volante 180 grados hacia la derecha. y finalmente gira la rueda nuevamente 90 grados hacia la izquierda. Lo último que hay que mencionar es que el sistema ABS se basa en sofisticados sensores de velocidad de las ruedas para determinar si se ha producido un bloqueo. Los sensores de cada rueda siempre deben mantenerse limpios para evitar que lodo, aceite y especialmente sustancias magnéticas se adhieran a sus superficies, lo que puede provocar que los sensores fallen o introduzcan señales erróneas y afecten el funcionamiento normal del sistema ABS. Antes de conducir, siempre debe prestar atención a la luz indicadora de falla del ABS en el tablero. Si parpadea o permanece encendida, es posible que el sistema ABS haya fallado (especialmente el sistema anterior) y debe acudir a un taller de reparación para solucionar el problema lo antes posible. lo más posible.

Por último, me gustaría recordar a los lectores que, aunque el sistema ABS/ASR/ESP es la cristalización de la alta tecnología, no es omnipotente y no conduzca rápido solo gracias a estos sistemas activos de seguridad en la conducción. De hecho, el ABS ha salvado la vida de muchos conductores en el pasado, pero no puede garantizar que todos los conductores se salven del peligro, ¿verdad?

También hay información sobre el ABS, que se comparte de la siguiente manera:

En la actualidad, el último ABS se ha desarrollado hasta la quinta generación (alguna información dice que es la octava generación, No sé si es cierto o no). Del ABS actual también han derivado otros sistemas de control electrónico, como por ejemplo:

1.

2. Programa Electrónico de Estabilidad (ESP)

3. Freno Auxiliar (BA)

(Nota: Cada fabricante tiene nombres diferentes para los sistemas anteriores. Pero el principio es el mismo, y la mayoría de los sistemas ESP son de Bosch)

Hablemos de la clasificación del ABS:

Según la clasificación mecánica y electrónica, ambos tienen las siguientes diferencias:

1. El ABS electrónico está diseñado según diferentes modelos de automóviles. Su instalación requiere habilidades profesionales. Si se instala en otro vehículo, se debe cambiar el diseño del circuito y la capacidad de la batería. Es muy versátil y se puede utilizar en cualquier vehículo con dispositivo de freno hidráulico. Se puede instalar de un vehículo a otro y la instalación solo toma 30 minutos.

2. El ABS electrónico es de gran tamaño y es posible que el vehículo terminado no tenga suficiente espacio para instalar el ABS electrónico. Por el contrario, el ABS mecánico es más pequeño y ocupa menos espacio.

3. El ABS electrónico comienza a funcionar cuando las ruedas están bloqueadas y funciona de 6 a 12 veces por segundo; el ABS mecánico comienza a funcionar cuando se aplican los frenos y funciona cada segundo dependiendo de la velocidad del vehículo. usado 60-120 veces.

4. El coste del ABS electrónico es mayor. En comparación, utilizar ABS mecánico es más económico y práctico.

Según la clasificación de los canales de control, existen los siguientes tipos:

Tipo de cuatro canales, características: utilización de alto coeficiente de adherencia y se puede aprovechar la máxima adherencia de cada rueda para en mayor medida durante el frenado. Sin embargo, si los coeficientes de adherencia de las ruedas izquierda y derecha del automóvil son muy diferentes (como agua o hielo en la superficie de la carretera), afectará la estabilidad de la dirección de frenado del automóvil. Guangzhou Honda utiliza un dispositivo ABS de cuatro canales.

Características del tipo de tres canales: El coche tiene buena estabilidad direccional al frenar en diversas condiciones. El ABS de tres canales se utiliza habitualmente en los automóviles.

Características del tipo de dos canales: es difícil que el ABS de dos canales tenga en cuenta todos los aspectos de la estabilidad direccional, el control de la dirección y el rendimiento de frenado, y actualmente rara vez se utiliza.

> Tipo monocanal, Características: estructura simple, bajo costo, etc., ampliamente utilizado en camionetas livianas.

Los componentes básicos del sistema de frenos antibloqueo:

El ABS generalmente consta de sensores de velocidad de las ruedas, reguladores de presión de freno, dispositivos de control electrónico y luces de advertencia del ABS. la forma estructural y el principio de funcionamiento del dispositivo regulador de la presión de freno son a menudo diferentes, y la estructura interna y la lógica de control del dispositivo de control electrónico también pueden ser diferentes.

Todos los tipos de ABS son iguales en los siguientes aspectos:

(1) El ABS solo funciona después de que la velocidad del automóvil excede una cierta velocidad (como 5 km/h u 8 km/h ). La presión de los frenos antibloqueo se ajustará para las ruedas que tienden a bloquearse durante el frenado.

(2) Durante el proceso de frenado, solo cuando la rueda controlada tiende a bloquearse, el ABS realizará un ajuste antibloqueo en la presión de frenado de la rueda que tiende a bloquearse cuando la rueda controlada está; no bloqueado, el proceso de frenado es exactamente el mismo que el de un sistema de frenado convencional

(3) El ABS tiene una función de autodiagnóstico y puede monitorear las condiciones de funcionamiento del sistema una vez encontrado, cuando lo hay. Una falla que afecta el funcionamiento normal del sistema, el ABS se apagará automáticamente y la luz de advertencia del ABS se encenderá para enviar una señal de advertencia al conductor. El sistema de frenos del automóvil aún puede frenar como un sistema de frenos convencional.

Características de uso del ABS:

1. Al frenar en una carretera con bajo coeficiente de adherencia, se debe presionar el pedal del freno con un pie.

2. Deténgase dentro de la distancia de frenado más corta

3. El coche tiene una alta estabilidad direccional al frenar