Slide 1

UNIVERZITET U SARAJEVUFAKULTET ZA SAOBRAAJ I KOMUNIKACIJEPredmet:ELEMENTI SIGURNOSTICESTOVNIH VOZILAPredmetni nastavnik:Prof.dr.Osman LindovDoc.dr.Suada DaciStudenti:Sadbera TuliOsiguranje stabilnosti vozila u procesu koenja (ABS)

uvod

ABS (Anti-lock braking system) je elektroniki sistem ugraen u gotovo sva novija vozila, ukljuujui i motore. U osnovi, funkcija ABS sistema je spreavanje blokiranja tokova pri koenju, to poveava stabilnost vozila te mu omoguava krai zaustavni put (put koenja) na vlanim i klizavim putevima. Ipak, na mekanim povrinama kao to su pijesak ili put prekriven snijegom, ABS znaajno produuje zaustavni put, ali time poboljava upravljivost (kontrolu) nad vozilom. Time je ABS jedan od najvanijih sigurnosnih sistema u automobile, koji spaava stotine hiljada vozaa svakodnevno.

SISTEM ZA KOENJE VOZILA

Zahtjevi u odnosu na bezbjednost saobraajaMaksimalna efikasnostStabilnostUpravljivost

A vvA vsvSFcB vB PKretanje vozila sa blokiranim prednjim tokovima vs

A vA vBvSB vFc PKretanje vozila sa blokiranim zadnjim tokovima

3

SISTEM ZA KOENJE VOZILAKoioni sistem mora ispuniti odreene uslove kao: Obezbjediti minimalni put koenja ili maksimalno mogue usporenje pri naglom koenju. Obezbjediti stabilnost vozila pri koenju.Obezbjediti potreban konfor putnika pri koenju. Obezbjediti dobro funkcionisanje koionog sistemaDug vijek trajanja.Siguran rad bez obzira na uslove eksploatacije.

Sile i momenti koji djeluju na koeni toak

Sile i momenti koji djeluju na koeni toak imaju sljedee znaenje:Gt normalno optereenje toka;Rj inercijalna sila;Mo pogonski moment koji djeluje u toku koenja (ako postoji);Mk koioni moment;Mf moment otpora kotrljanja;Zt normalna reakcija podloge.Pogonski moment, koji djeluje na toak, postoji samo ako se koenje vri bez iskljuivanja spojnice. Njegova vrijednost moe se izraziti u obliku:

Sile i momenti koji djeluju na koeni toakMomentna jednainaMomentna j ravnotee koenog toka

Kada se koi radnom konicom pogonski moment Me=0

Ako je kvailo iskljueno, onda samo figurie inercijalni moment Jt dt/dt, gdje je: Jt moment inercije toka za osu obrtanja toka, pa prethodna jednaina prelazi u:

ovdje je Mr=0 poto je kvailo iskljueno. Iz ove jednaine nam slijedi da je tangencijalna reaktivna sila:

Fk fiktivna obodna silaRf fiktivna sila otpora kotrljanja Jt (1/rd)(dt/dt) fiktivna inercijalna sila koja djeluje u pravcu kretanja vozila

Sile i momenti koji djeluju na koeni toakAko je za date uslove kretanja, odnosno za datu vrijednost otpora kotrljanja ( Rf ), potrebno da se ostvari sila koenja Xk, konica kojom se toak koi mora ostvariti koioni moment:Poto je sila koenja tangencijalna reakcija koja se ostvaruje u kontaktu toka i podloge, to je njena maksimalna vrijednost ograniena uslovima ovog kontakta, odnosno uslovima prijanjanja, tj:

Xk max = max Zt gdje je: max najvea vrijednost prijanjanja izmeu toka i puta.

Maksimalne vrijednosti sile koenja

Sile koje djeluju na vozilo su:sila inercije Rjk, usmjerena kao i brzina automobila;koione sile na prednjoj (K1) i zadnjoj (K2) osovini a usmjerene su nasuprot brzini automobila;otpori kotrljanja Rf1+Rf2=Rf=Gfcos, usmjereni su nasuprot brzini automobila;otpor vazduha Rv i usmjeren je nasuprot brzini automobila;otpor uspona/pada Ru=Gsin u teitu vozila, pri koenju na padu usmjeren kao i brzinaautomobila, a pri koenju na usponu usmjeren nasuprot brzii automobila.

.Maksimalna koiona sila koenja automobila

Maksimalne vrijednosti sile koenja

Raspodjela koionih sila

Konstanta R naziva se konstanta raspodjele koionih sila. Vrijednost R zavisi uglavnom od prenika koionih cilindara u prednjim i zadnjim tokovima. Pritisak u koionom sistemu se mijenja u zavisnosti od sile kojom voza pritiska pedalu konice i ukupnog prenosnog odnosa koionog sistema. Voza mora podesiti moment koenja, odnosno pritisak u koionom sistemu, prema trenutnim veliinama osovinskih optereenja i koeficijenta prijanjanja.

Kod koionog sistema instalisanog na vozilu odnos koionih sila je konstantan i iznosi R pod uslovom da nema regulisanja koionih sila.

Raspodjela koionih sila

Prikazana idealna raspodjela, naporedo sa pravom linijom koja odgovara stvarnoj raspodjeli za instalisani koioni sistem na vozilu pod pretpostavkom da nema regulacije koionih sila konstantnom raspodjelom koionih sila puno iskoritenje raspoloivog prijanjanja moe ostvariti samo pri jednom odreenom usporenju, tj. pri konom koeficijentu qR, kako je to na slici prikazano.Sa dijagrama se moe se ocijeniti i redoslijed blokiranja osovina vozila kod stvarnih koionih sistema bez regulacije (konstantna raspodjela). Za sva usporenja manja od qR (q1, q2, ..., q4) prvo e doi do blokiranja prednjih tokova, to se vidi iz injenice da je sila koenja na zadnjim tokovima manja nego u sluaju idealne raspodjele. Nasuprot ovome, za sva usporenja vea od qR (q5 q6, q7) prethodno e blokirati zadnji tokovi, poto tada sile koenja na zadnjim tokovima imaju znatno vee vrijednosti nego to je to potrebno pri idealnoj raspodjeli.

Optimalno (idealno) koenje Maksimalne sile prijanjanja pa prema tome i maksimalno usporenje se postiu kada je:

Da bi se ostavrio maksimalni efekt koenja sile koenja bi trebale u svakom trenutku proces koenja trebale biti jednake maksimalnim vrijednostima sila koenja.

Jednaina predstavlja zavisnost izmeu pritisaka koje treba dovesti u konice prednje i zadnje osovine kako bi se ostvarilo optimalno koenje. Zbog toga se ova kriva naziva kriva optimalne raspodjele pritiska.Iz izraza se vidi da je kriva optimalne raspodjele pritiska u koordinatnom sistemu p1, p2 parabola koja prolazi kroz koordinatni poetak, a iji se poloaj mijenja sa promjenom optreenja vozila, poloaja teita.

Raspodjela tangencijalnih sila Iz jednaina ravnotee svih sila u pravcu kretanja u procesu koenja,uz uslov ostvarivanja max. dinamikih reakcija i koionih sila, koji se moe postii samo kada je koeficijent iskoritenog prijanja isti po svim osovinama moe se doi i do jednaine idealne (optimalne)raspodjele koionih sila.

Izraz predstavlja parabolu idealne raspodjele tangencijalnih sila

Parabola idealne raspodjele tangencijalnih sila

ABS SISTEMOsnovni ciljevi ABS-a su:Smanjenje puta zaustavljanja u procesu koenja,Poboljanje stabilnosti vozila,Poboljanje upravljivosti vozila u procesu koenja.

Kao i svi elektronski sistemi na vozilu i ABS sistem je sastavljen od velikog broja kako elektronskih tako i mehanikih dijelova. Ipak, na polaznoj razini mogue je identificirati etiri osnovna dijela odnosno podsistema ABS sistema i to:Senzori brzine;Pumpa;Ventili;Kontrolni modul..

1.Senzori brzine

Senzori se nalaze na samim tokovima automobile, a u nekim izvedbama mogu se nalaziti i na diferencijalu automobila. Senzor se sastoji iz dva dijela: ozubljenog toka koji se jo naziva senzorski toak i koji ima 100 ili vie zubaca ovisno od izvedbe, i senzora koji kupi informacije da li se senzorski toak okree ili ne, kao i brzinu njegovog okretanja.

a) senzorski toak, b) sensor, c) kompletan senzor

Koriste se sljedee dvije izvedbe:

Induktivni senzorPrincip rada ovih senzora se zasniva na zavisnosti induktivnosti kalema od promjene magnetne otpornosti. Pribliavanjem predmeta senzoru raste induktivnost, udaljavanjem predmeta deava se suprotno. Blok ema jednog induktivnog senzora data je na slici :

Hallov senzor

Ovaj senzor blizine osjeti magnetska polja kroz indukovanu Lorencovu silu i rezultiraju Hallov napon preko senzoru. Potreban je neki tip magnetskog polja da djeluje na ili u blizini senzora za Hallov napona da varira. Zbog toga se koristi magnetski toak.

2.Pumpa i razvodnici

Pumpa i razvodnici predstavljaju najvaniji dio ABS-a, jer su oni davaoci energije za koenje. Ovisno od izvedbe ABS-a (dvokanalni, trokanalni ili etverokanalni) zavisi tip pumpe i razvodnika. U dananje vrijeme se najee koristi etverokanalni sistem, pa se zbog toga moraju ugraditi pumpa i razvodnici jer ovjek ne moe proizvesti dovoljnu silu pritiska, pritiskom na pedalu da bi zaustavio sva etiri toka.

3.Ventili

Na svakom hidraulikom ili pneumatskom vodu od glavnog cilindra do toka, postoji ventil koji je pod kontrolom ABS ureaja. Ventil moe imati tri pozicije:U poziciji dva, ventil je zatvoren i konica je odvojena od koionog cilindra. Ovo spreava porasti pritiska, bez obzira da li voza i dalje pritie pedalu konice;U poziciji tri, ventil proputa dio pritiska na koniceU poziciji jedan, ventil je otvoren, pritisak se sa glavnog koionog cilindra prenosi preko ventila na toak;4.Kontroler

Kontroler predstavlja "mozak" ovog sistema. To je, u stvari, jedna mikorprocesorska jedinica (kompjuter), koji upravlja radom cijelog ABS sistema. Kontroler prima informacije sa senzora, i u sluaju da doe do smanjenja brzine jednog ili vie tokova, on automatski aktivira ventil koji zatvara pritisak na konice. Kontroler je dio ovog sistema koji je pretrpio najvie promjena i usavravanja od prvih ureaja pa do danas, to je i razumljivo imajui u vidu nagli razvoj kompjuterske tehnike u zadnjim decenijama dvadesetog vijeka.

Vibriranje papuice Vibriranje tj. trzanje papuice konice prilikom naglog koenja kada je ukljuen ABS sasvim je uobiajena pojava. To je posljedica rada ABS-a, tanije regulatora pritiska u koionom sistemu, koji naglo smanjuje i poveava pritisak ulja to se prenosi na papuicu. Razvojem tehnologije ova se pojava na modernim ABS sistemima znatno manje izraena nego to je bila prije. Vano je da se voza na to naui i da se ne iznenadi ili uplai te popusti pritisak. ak, naprotiv, kod automobila koji imaju ABS preporuljivo je kod naglog koenja odluno i snano pritisnuti papuicu jer e ve, protupritisak od strane vozaa pomoi ABS-u da bolje regulie silu koenja.

Na emi se vidi zatvoreno regulacijsko kolo, koje u svom sastavu ima sljedee osnovne elemente: dava broja obrtaja toka senzor (1), koji daje upravljakoj jednici (2) signal ugaone brzine, na osnovu ega se odreuje ugaono usporenje ili klizanje toka. Na osnovu toga upravljaka jedinica upravlja regulacionim ventilom-modulatorom (3), tako da se u koni cilindar (4) iz rezervoara (5), a na osnovu komande saoptene konom ventilu (6), dovodi pritisak, usklaen s raspoloivim uslovima koenja(prijanjanja). Na taj nain se onemoguava da se sila aktiviranja dovede konici, to bi moglo uzrokovati blokiranje koenog toka.1 dava ugaone brzine toka2 elektronska upravljaka jedinica3 - regulacioni ventil4 koioni cilindar toka5 konica6 rezervoar7 glavni koioni cilndarFp sila na pedali koniceNAIN FUNKCIONISANJA ABS-a

Proces koenja sa ABS-om