Temat ABS trochę mnie przerósł, nie zdawałem sobie sprawy jak obszerny to dział techniki i jak skomplikowana jest ta dziedzina techniki szczególnie dla elektronika. Moja  próba  omówienia tego temat będzie dwuetapowa, w pierwszym artykule przedstawię tylko polskie opisy patentowe z tej dziedziny, a  w drugiej części  światowe  opisy patentowe które można zaliczyć do historycznych  kamieni milowych rozwoju tej techniki w świecie.

Hamulec przeciw-blokujący, znany również jako układ zapobiegający blokowaniu kół podczas hamowania lub ABS, jest antypoślizgowym układem hamulcowym opracowanym do użytku w pojazdach lądowych, takich jak samochody osobowe, ciężarowe i motocykle, a także samoloty. Przed wynalezieniem ABS większość pojazdów, które prowadzimy, miała układ hamulcowy, który uniemożliwiał nam kierowanie kierownicą lub kontrolowanie naszego pojazdu podczas uruchamiania hamulców. Ten prymitywny system często prowadzi do wypadków i wypadków, ponieważ kierowca nie ma już kontroli nad pojazdem po uruchomieniu hamulców. Tak więc, dzięki ABS zainstalowanemu w pojeździe, kierowca będzie mógł poruszać kierownicą podczas hamowania, zyskując w ten sposób większą kontrolę nad kierunkiem, w którym jedzie pojazd. Czujnik ABS jest również nazywany czujnikiem prędkości koła ABS lub czujnikiem hamulca ABS. Układ ABS zawiera czujnik prędkości koła ABS, który mierzy prędkość obrotową koła i dostarcza te dane do komputera ABS. Sterownik ABS wykorzystuje dane z czujnika ABS, aby zapobiec zablokowaniu hamulców podczas hamowania awaryjnego. Czujniki te instaluje się na osi lub kołach pojazdu w celu obliczenia prędkości koła. Czujniki ABS mają zwykle pierścień zębaty i magnes otoczony cewką. Styk między pierścieniem zębatym a magnesem wytwarza pole elektryczne, które jest dostarczane jako sygnał do sterownika ABS. Gdy sterownik odbierze sygnał, wykorzystuje go do określenia dokładnej prędkości kół pojazdu.

PL76332B1 = US3729233A Przeciwślizgowy układ hamulcowy, Societe Anonyme D.B.A., Clichy, Data patentu: 25.08.1975

    Przedmiotem niniejszego wynalazku jest przeciwślizgowy układ hamulcowy dla pojazdów mechanicznych, który wyposażono w  boczne obejście przepływu cieczy przewidziane z równoległym przepływem, który połączony jest z ograniczonym odcinkiem przepływu cieczy kontrolowanym przez normalny zawór obejściowy przeznaczony dla ustalenia różnych ciśnień przepływu cieczy przez zawór ciśnieniowy przeznaczony do zamknięcia przelotu bocznego przy każdorazowo przyjętej różnicy ciśnienia, która posiada z góry ustaloną wartość, oraz wynik efektywnego działania ciśnienia wynikającego z przepływu cie czy za pomocą zaworu, przy reakcji poślizgu ustalonego dla danego pojazdu.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono schemat hydraulicznego przeciwślizgowego układu hamulcowego.

Układ hamulcowy posiada hydrauliczny cylinder 10 powodujący zmienne ciśnienie płynu hamulcowego, który przystosowany jest do utrzymania podwyższonego ciśnienia hydraulicznego cieczy przepływającej ze zbiornika 12 pod wpływem działania pedału 14. Otwór wylotowy hydraulicznego cylindra 10 połączony jest z zasilającym ciśnieniowym przewodem 16, który połączony jest z dwoma stanowiskami dopływu cieczy pod ciśnieniem uruchamiającym mechanizmy hamulcowe 18-19 i 22-23 na dwu parach kół 20—21 i 24—25 rozmieszczonymi na przedniej i tylnej osi nieuwidocznionego pojazdu. Wprowadzany w ruch, za pomocą energii elektrycznej, odcinający zawór 26 umieszczony jest między przewodem 16 i przewodem 28 zasilającym hamulcowe mechanizmy 22 i 23 na tylnej osi pojazdu w sposób taki, że odcina połączenie przepływu między tymi mechanizmami a hydraulicznym cylindrem 10. Uruchamiany za pomocą energii elektrycznej, o normalnie zamkniętym wylocie, zawór 30, ustawiony jest między przewodem 28 i przewodem wylotowym 32 odprowadzającymi ciecz do zbiornika 12.

Kontrolne urządzenie 38 jest przystosowane do wytwarzania kontrolnych elektrycznych sygnałów powodujących ustawienie zaworów 26 i 30 stosownie do odpowiedzi  czujnika 40, do mierzenia szybkości kątowej tylnej osi kół,  przy obciążonym działaniu hamulca pojazdu.  Układ hamulcowy zawiera również  amortyzator 44,  umieszczony jest na przewodzie 16 między wylotem z cylindra 10 i wlotem do zaworu 26, który posiada  boczne obejście 50 kontrolowane  przez grzybkowy zawór 52 oddzielający dwie przelotowe komory 51 i 53. Zawór 52 wyposażony jest w sprężynę dociskową podtrzymującą grzybek zaworowy, który normalnie jest wysunięty w otwarte położenie za pomocą nacisku na tłok 54, który może przesuwać się wzdłuż cylindra 56 w amortyzatorze 44, a który utrzymywany jest przez dociskową sprężynę 58, opierającą się z dennicą cylindra w amortyzatorze 44. Tłok 54, umieszczony wewnątrz cylindra 56, oddziela dwie przeciwległe przepływowe komory ciśnieniowe, które połączone są z częścią wlotową i wylotową odcinającego zaworu 26.

Działanie układu hamulcowego, omówionego, odnoszące się do kół ustawionych na tylnej osi odbywa się w ten sposób, że przy normalnym ciśnieniu i zwolnionym położeniu odcinający zawór 26 jest otwarty, a zawór przelotowy 30 jest zamknięty. Przy normalnym uruchomieniu hamowania przepływająca ciecz, będąca pod ciśnieniem w hydraulicznym cylindrze 10 jest przetłaczana do tylnego układu hamulcowego 22 i 23 przez zasilający przewód 16, boczne obejście 50 i zasilający przewód 28 tak długo jak długo odcinający zawór  pozostaje w swym normalnym położeniu i przez to nie powoduje różnicy ciśnień z obu stron tłoka 54.

Podczas hamowania w celu eliminacji  zjawiska przeciwślizgowego kontrolne urządzenie 38 przy pierwszym ustalającym położeniu odcina zaworu 26 w sposób taki, że następuje przerwa w przepływie przez zasilający przewód 16 między hydraulicznym cylindrem 10 i układem mechanizmu hamulcowego 22 i 23, przy czym przy drugim stopniu ustalenia położenia , przelotowy zawór 30 podlega otwarciu , co zapewnia połączenie się układu mechanizmu hamulcowego 22 i 23 z przewodem przepływu  o niskim ciśnieniu do zbiornika 12.

Spowodowanie raptownego obniżenia ciśnienia w układzie mechanizmu hamulcowego 22 i 23 pozwala kołom 24 i 25 połączonych z mechanicznym napędem na ponowny ruch obrotowy. Gdy koła te osiągną szybkość kątową w znacznym stopniu odpowiadającą szybkości liniowej pojazdu, to kontrolne urządzenie 38 spowoduje to, że cewka cylindryczna zaworu 30, a następnie cewka cylindryczna zaworu 26 wrócą do swych normalnych położeń, w wyniku czego utworzy się ponownie połączenie zasilające między zasilającym przewodem 16 i 28. Dlatego, aby uniknąć v zbyt raptownego wzrostu ciśnienia w układzie mechanizmu hamulcowego 22 i 23, przewidziano amortyzator 44.

Przeciwślizgowy układ hamulcowy wyposażony jest w zasilający ciśnieniowy przewód, który umieszczony jest między hydraulicznym cylindrem tworzącym źródło ciśnienia hamującej cieczy a ustalającymi ciśnienie cieczy hamulcowymi mechanizmami, które zastosowane są w przynajmniej jednym z kół pojazdu i które kontrolowane są za pomocą elektromagnetycznych zaworów ustalających przy stosowanych do wyjściowych kontrolnych sygnałów skompensowanych z przeciwślizgowym urządzeniem kontrolnym reagującym na położenie hamulca hamowanego pojazdu w celu połączenia zasilającego dopływu cieczy i w wyniku tego połączenia hamulcowych mechanizmów reagujących na obniżone ciśnienie przepływu do zbiornika i zabezpieczenia hamowanych kół przed zablokowaniem obrotów, charakteryzuje się tym, że posiada ograniczone przestrzenie wylotowych otworów (46 i 72), które przewidziane są w zasilającym ciśnieniowym przewodzie (16) między hydraulicznym cylindrem (10) tworzącym źródło ciśnienia hamującego a elektromagnetycznymi ustalającymi zaworami (26, 30, 62 i 63) w sposób taki, że część przepływającej cieczy do hamulcowych mechanizmów (18, 19, 22 i 23) jest otwarta i połączona z zasilającym ciśnieniowym przewodem (16).

Przedstawiony układ hamulcowy posiada dodatkowo  boczne obejście (50, 74), które przystosowane jest do sterowania równoległego przepływu cieczy w zależności od ograniczonej przestrzeni przelotowych otworów (46, 72), które kontrolowane są za pomocą otwartego bocznego obejścia zaworów i tłoków (52, 54, 76, 78) reagujących na ustalony, przy zróżnicowanym ciśnieniu, przepływ cieczy równolegle do ciśnienia ustalonego za pomocą zaworów (26, 62, 63), tworzących każdorazowo zamknięcie bocznego obejścia w przypadku, gdy zróżnicowane ciśnienie przepływu posiada ustaloną wartość. 

Boczne obejście regulowane  jest za pomocą zaworów i tłoków (52, 54, 76, 78), przy czym zawory (52 i 76) wyposażone są w sprężyny, które przystosowane są do nacisku skierowanemu przeciwko ciśnieniu cieczy podczas hamowania, w celu spowodowania powrotnego przepływu cieczy z mechanizmu hamulcowego (18, 19, 22, 23) do hydraulicznego cylindra (10) przez boczne obejście (50, 74), przy czym zawór ustalający położenie tłoka (54, 78) posiada przelot, który zależny jest od różnicy ciśnienia przepływu działającego przeciw sile obciążenia  wstępnego  dociskowej sprężyny (58, 80) w celu ustawienia zaworu (52, 76) w jego otwartym położeniu przy różnicy ciśnienia przepływu niższej od określonej z góry wartości ustalonej przy początkowym obciążeniu dociskowych sprężyn (58, 80). Podobnie przeciwślizgowy układ hamulcowy kół przednich ( 20,21)  w którym ograniczona przestrzeń i boczne obejście przewidziane są między zmiennym źródłem ciśnienia i parą trójdrogowych elektromagnetycznych zaworów kontrolujących ( 66,67) poszczególne ciśnienia przepływu do dwu stanowisk mechanizmów hamulcowych (18,19), charakteryzuje się  tym, że zawór i tłok (76, 78) kontrolowany jest przez oba zróżnicowane ciśnienia przepływu równolegle do ciśnienia ustalonego przez zawory (62, 63) w sposób taki, że następuje przyspieszenie przepływu powodujące zamknięcie bocznego obejścia (74) w każdym przypadku, gdy tylko jedna z wymienionych różnic ciśnienia stanie się niższa od pierwotnie ustalonej.

PL181813 = US6315370B1Układ uruchamiania hamulców sterowany elektronicznie. ITT AUTOMOTIVE EUROPE GMBH, Hans-Jörg Feigel,  Data patentu: 28.09.2001.

Przedmiotem wynalazku jest układ uruchamiania hamulców sterowany elektronicznie zwłaszcza dla pojazdów elektrycznych. Układ uruchamiania hamulców sterowany elektronicznie do pojazdów samochodowych. zawierający główny cylinder hamulcowy, połączony z symulatorem, źródło ciśnienia połączone z elektronicznym zespołem sterującym, podającym ciśnienie do hamulców kół, przy czym hamulce kół są łączone z głównym cylindrem hamulcowym za pomocą przynajmniej jednego połączenia hydraulicznego, zamykanego zaworami odcinającymi, urządzenie identyfikujące rodzaj hamowania, zawór dopływowy i odpływowy włączony przed każdym z hamulców kół, oraz czujniki kół wykrywające obroty kół pojazdu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że hamulce koła osi przedniej i hamulce koła osi tylnej są połączone z komorami ciśnieniowymi pierwszą i drugą co najmniej jednego zespołu tłokowo-cylindrowego poprzez zawory dopływowe i odpływowe, zaś zespół tłokowo-cylindrowy jest połączony z cylindrem głównym poprzez zawór zwrotny.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiony jest na rysunku, na którym Fig. 1,2,3 przedstawiają schematy instalacji układu uruchamiania hamulców w pierwszym, drugim i trzecim przykładzie wykonania.

Układ uruchamiania hamulców według niniejszego wynalazku zawiera dwuobwodowy główny cylinder hamulcowy, czyli tandemowy cylinder główny 2 uruchamiany pedałem hamulcowym 1. Tandemowy cylinder główny 2 zawiera komory ciśnieniowe pierwszą 5 i drugą 6 rozdzielone względem siebie, ograniczone przez dwa tłoki pierwszy 3 i drugi 4 i połączone ze zbiornikiem 30 płynu ciśnieniowego bez ciśnienia. Pierwsza komora ciśnieniowa (główna komora ciśnieniowa) 5 tandemowego cylindra głównego 2 dołączona jest do pierwszej komory ciśnieniowej 10 zespołu tłokowo-cylindrowego  9  za pomocą zamykanego pierwszego przewodu hydraulicznego 11. Na przykład, hamulec 7 koła osi przedniej i hamulec 8 koła osi tylnej dołączone są do zespołu tłokowo-cylindrowego 9, który jest dwuobwodowy. Przewód hydrauliczny 11 zamknięty jest za pomocą pierwszego zaworu odcinającego 16. W każdą z części przewodu hydraulicznego 11 miedzy pierwszą komorą ciśnieniową 10 zespołu tłokowo-cylindrowego 9, a hamulcami 7, 8 kół osi przedniej i tylnej włączony jest uruchamiany elektromagnetycznie, korzystnie normalnie otwarty (NO), zawór dopływowy 12, 13. Poza tym do komory ciśnieniowej 10 za pośrednictwem zaworu zwrotnego 17 otwierającego się w kierunku tej komory ciśnieniowej 10 dołączony jest akumulator niskociśnieniowy 36. Akumulator 36 dołączany jest do każdego z hamulców 7, 8 kół, za pośrednictwem jednego z uruchamianych elektromagnetycznie, korzystnie normalnie zamkniętych (NC) zaworów odpływowych 14, 15. Druga komora ciśnieniowa 6 głównego cylindra hamulcowego 2, do której może być dołączony czujnik ciśnienia 18, dołączona jest do drugiej komory ciśnieniowej 20 zespołu tłokowo-cylindrowego 9 z jednej strony, a z drugiej strony do drugiej pary hamulców kół (nie przedstawione) za pośrednictwem przewodu hydraulicznego 25, który jest zamykany drugim zaworem odcinającym 19. Ponieważ konfiguracja układu hydraulicznego dołączonego do drugiej komory ciśnieniowej 6 głównego cylindra hamulcowego 2 jest identyczna, jak opisanego w odniesieniu do pierwszego obwodu hamulcowego 11, to nie ma potrzeby jej omawiania w poniższym tekście. 

Wspomniany powyżej zespół tłokowo-cylindrowy 9, który jest wykorzystywany jako niezależne pomocnicze źródło ciśnienia, z kolei zawiera cylinder hydrauliczny 21 o konstrukcji tandemowej, którego dwa tłoki 22, 23 są przesuwne, ograniczając wspomniane powyżej komory ciśnieniowe 10, 20. Pierwszy tłok 22 może być napędzany przez silnik 24, korzystnie nawrotny, prądu stałego. Elektroniczny blok sterujący 26 jest wykorzystywany do wspólnego uruchamiania silnika 24 prądu stałego i elektromagnetycznych zaworów dopływowych 12, 13, odpływowych 14, 15 i odcinających pierwszego 16 i drugiego 19. Sygnały wyjściowe z uruchamianego czujnika 29 drogi współdziałającego z pedałem hamulcowym 1, i z wspomnianego powyżej czujnika ciśnienia 18 przesyłane są w charakterze sygnałów wejściowych do bloku sterującego 26, przy czym sygnały te umożliwiają identyfikację życzenia hamowania kierowcy. Jednakże do identyfikowania życzenia kierowcy możliwe jest wykorzystywanie innych elementów, na przykład czujnika siły, wykrywającego silę działającą na pedał hamulcowy 1. Sygnały wyjściowe czujników kół, reprezentatywne dla prędkości jazdy pojazdu, przesyłane są w charakterze dodatkowych zmiennych wejściowych do elektronicznego bloku sterującego 26. Czujnikiem kół przyporządkowanym do hamulców kół 7, 8 przyporządkowano odnośniki 27, 28. Ponadto, stosuje się przetwornik 31 kąta obrotu na napięcie, który wykrywa położenie kątowe wirnika silnika 24 prądu stałego, umożliwiając dzięki temu bezpośrednie wyznaczenie położenia tłoków 22, 23 zespołu tłokowo-cylindrowego 9. Między pedał hamulcowy 1, a główny cylinder hamulcowy 2 jest włączony symulator 32 oddziaływania zwrotnego. Symulator 32 zawiera tuleję 33, pozostającą w sprzężeniu siłowym   z pedałem hamulcowym 1 i stanowiącą część składową pierwszego tłoka 3 cylindra głównego, oraz sprężynę 34 symulatora 32 umieszczoną wewnątrz tulei 33. Sprężyna 34 symulatora 32 jest wsparta osiowo na tłoku 3, z jednej strony, a z drugiej strony na tulei 33.

Działanie układu uruchamiającego hamulce w przykładzie wykonania z Fig. 1 jest następujące. Kiedy następuje zainicjowanie hamowania przez naciśnięcie pedału hamulcowego 1, uruchamiający czujnik 27 drogi rozpoznaje stan hamowania i powiadamia elektroniczny blok sterujący 26. Sygnały sterujące bloku sterującego 26 powodują przełączenie zaworów odcinających pierwszego 16 i drugiego 19, i w ten sposób odcięcie komór ciśnieniowych 5, 6 cylindra głównego od głównych komór ciśnieniowych pierwszej 10 i drugiej 20 zespołu tłokowo-cylindrowego 9. Do elektronicznego bloku sterującego 26, w celu wygenerowania sygnałów uruchamiających silnik  24  prądu stałego, drugi raz sygnalizowane jest przez czujnik ciśnienia 18  życzenie kierowcy odnoszące się do hamowania, wysyłana jest zadana druga standardowa rzeczywista wartość ciśnienia. Silnik 24 rozpoczyna przemieszczani e tłoków 22, 23 w kierunku uruchamiania, a zatem ciśnienie w hamulcach 7, 8, kół wzrasta. Drugi czujnik ciśnienia 35, który jest połączony z pierwszą komorą ciśnieniową 10 zespołu tłokowo – cylindrowego 9, dokonuje regulacji nominalnych wartości i wartości rzeczywistych. Kierowca podczas hamowania odczuwa opór ściskanej sprężyny 34 symulatora.

Przy powrotnym przemieszczaniu się tłoków 22, 23 następuje zmniejszenie ciśnienia, ewentualnie przez aktywne odwrócenie kierunku wirowania silnika 24 prądu stałego.  Nadmiarowa objętość płynu ciśnieniowego przy operacjach sterujących ABS może być magazynowana w akumulatorach niskociśnieniowych 36. Podczas sterowania kołem, występują zmiany ciśnienia powodowane zaworami dopływowymi 12, 13 i odpływowymi 14, 15, a opróżnianie akumulatora niskociśnieniowego 36 może się odbywać za pośrednictwem zaworu zwrotnego 17 w wyniku przemieszczenia powrotnego zespołu tłokowo-cylindrowego 9. Zawory odcinające 16, 19 zamykane są w operacji sterowania poślizgowego lub operacji sterowania stabilnością prowadzenia. Niezbędne ciśnienie hamowania jest generowane przez zespół tłokowo-cylindrowy 9. Fazę utrzymywania ciśnienia osiąga się przez przełączenie zaworu (NO) dopływowego 12 lub 13. Zmniejszenie ciśnienia można zrealizować przez przełączenie normalnie zamkniętego (NC) zaworu dopływowego 12, 13 i równoczesne zmniejszenie prądu doprowadzanego do silnika 24 prądu stałego. Wspomniany powyżej zawór zwrotny 17 umożliwia przepływ powrotny płynu ciśnieniowego w kierunku zespołu tłokowo-cylindrowego 9  po, lub nawet podczas, operacji sterowania.

 PL90278B1 = US3918767A Układ sterowania nadciśnieniowych hamulców pojazdów mechanicznych, zapobiegający blokowaniu kół tych pojazdów, Wabco Westinghouse GmbH, Data publikacji : 31.05.1977.

 Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania nadciśnieniowych hamulców pojazdów mechanicznych, zapobiegający blokowaniu kół tych pojazdów. W myśl wynalazku, zadanie powyższe zostało rozwiązane w ten sposób, że pojazd zaopatrzony jest w ogranicznik ciśnienia, którego działanie opiera się na porównaniu ciśnień  hamulcach dwóch kół jednej osi i zostaje wywarte na hamulec o wyższym ciśnieniu z chwilą, gdy różnica ciśnień w obu hamulcach przekroczy pewną określoną wartość. W takim przypadku układ według wynalazku pozwala na powolne obniżanie tego wyższego ciśnienia, jego utrzymywanie na określonym poziomie, lub też powolne podwyższanie, tak by można było nie dopuścić do powstania nadmiernej różnicy między siłami hamowania. Dzięki wynalazkowi następuje poprawa stateczności kierunkowej pojazdu, dzięki możliwości dobrego wykorzystywania siły hamowania.

Udoskonalenie układu sterowania, zabezpieczającego przed blokowaniem kół samochodu podczas hamowania, można w myśl dalszej cechy wynalazku osiągnąć dzięki temu, że ukształtowany jest w sposób zapobiegający przekroczeniu ustalonej z góry wartości różnicy ciśnień, czyli że wyższe ciśnienie nie może przekroczyć niższego o z góry określoną wartość. W przypadku różnych dla obu stron pojazdu wartości współczynnika przyczepności i odpowiednim obniżeniu się ciśnienia w cylinderkach hamulcowych koła toczącego się po jezdni o mniejszej przyczepności, drugie koło wykazuje w swych elementach układu hamulcowego ciśnienie wprawdzie wyższe, lecz ograniczone do wspomnianej wyżej wartości maksymalnej. Tę ostatnią dobiera się tak, by kierowca pojazdu mógł utrzymać jego stateczność kierunkową drogą lekkich korektur za pomocą koła kierowniczego.

Na Fig.1 przedstawiono układ według wynalazku, z jednym elektro-pneumatycznym przełącznikiem, sterowanym przez różnicę ciśnień; Fig.2 przedstawia układ ograniczający ciśnienie, z dwoma zaworami ograniczającymi różnicę ciśnień; Fig.3 – zawór ograniczający różnicę ciśnień o zmniejszonej przestrzeni martwej: Fig. 4 i 5 pokazano dalsze postaci wykonania przedmiotu wynalazku w odniesieniu do zaworu ograniczającego różnicę ciśnień.

Na Fig.1 pokazano urządzenie do ograniczania ciśnienia według wynalazku drogą kontroli ciśnień w cylinderkach hamulcowych o regulacji indywidualnej, przeznaczonych dla kół jednej osi. Od pompy głównej hamulcowej 11 prowadzą dwa przewody 12 i 13 odpowiednio do kompletnych zaworów regulacyjnych 14, względnie 15, z których każdy, w zależności od sygnałów regulacyjnych, nadawanych przez nie pokazane na rysunku pomiarowe urządzenie czujnikowe, steruje ciśnieniem odpowiednio w jednym lub w drugim, czyli lewym lub prawym podłączonym poprzez przewód hamulcowy 16 względnie 17, cylinderku hamulcowym 18 względnie 19. Elektro-pneumatyczny przełącznik 21 sterowany różnicą ciśnień posiada dwa podłączenia 22 i 23 dla przewodów nadciśnieniowych. Podłączenie lewe 22 połączone jest poprzez odgałęzienie 24 z prawym przewodem 16, podczas gdy podłączenie prawe 23, poprzez drugie odgałęzienie 25 połączone jest z lewym przewodem hamulcowym 17.

W obudowie sterowanego różnicą ciśnień przełącznika 21 umieszczony jest przesuwny tłok przełączający 26, który rozdziela wnętrze obudowy na dwie komory nadciśnieniowe, 27, 28. Każda z tych komór ma odpowiednie podłączenie, 22 względnie 23. Tłok przełączający 26 poddany jest na swej lewej powierzchni czołowej 29 działaniu opierającej się o lewą powierzchnię czołową 31 sprężyny ściskanej 32, od strony zaś swej prawej czołowej powierzchni 33 – działaniu sprężyny ściskanej 35, opierającej się o występ pierścieniowy 34 obudowy. W przypadku gdy ciśnienie w obydwóch komorach 27 i 28 jest jednakowe, tłok 26 zajmuje położenie neutralne pomiędzy obydwoma podłączeniami 22 i 23. Prawa powierzchnia 33 tłoka przełączającego 26 ma występ przełącznikowy 36, na którym osadzony jest podłączony na masę elektryczny element przełącznikowy 37, który przy neutralnym położeniu tłoka 26 usytuowany jest pomiędzy dwoma stykami elektrycznymi 38 i 39. Prawy styk 38 połączony jest poprzez przewód elektryczny 41 z częścią elektroniczną 42 prawego zaworu regulacyjnego 14, podczas gdy lewy styk 39, poprzez drugi przewód elektryczny 43 połączony jest z częścią elektroniczną 44 prawego zaworu regulacyjnego 15.

Działanie opisanego wyżej układu jest następujące. Ciśnienie wywołane w pompie głównej hamulcowej 11 zostaje przekazane, poprzez kompletne zawory regulacyjne 14 i 15 do cylinderków hamulcowych 18 i 19 w kołach oraz do komór nadciśnieniowych 27 i 28 przełącznika 21 sterowanego przez różnicę ciśnień. Zakłada się, że lewe koło pojazdu działa w warunkach niskiej przyczepności, prawe koło natomiast w warunkach przyczepności wysokiej. Prawe koło jako pierwsze wykazuje skłonność do blokowania. Prawy kompletny zawór regulacyjny 14, który na podstawie odpowiednich sygnałów regulacyjnych, których uzyskiwanie i przetwarzanie jest jako takie z samego założenia znane, rozdziela połączenie między główną pompą hamulcową 11 i prawym cylinderkiem hamulcowym 18 koła, co pociąga za sobą spadek ciśnienia w tymże cylinderku 18, a co za tym idzie w lewej komorze nadciśnieniowej 27 przełącznika 21 sterowanego różnicą ciśnienia.

Wzrastające w dalszym ciągu w lewym cylinderku hamulcowym koła, a pozostające bez zmiany w prawej komorze nadciśnieniowej 28 ciśnienie powoduje przesunięcie tłoka 26 przełącznika 21 sterowanego różnicą ciśnień w lewo, wbrew sile sprężyny ściskanej 32. Im silniej ściskana jest sprężyna 32, tym większa jest jej siła, jaką musi przezwyciężyć tłok 26, podczas gdy siła wywierana przez drugą, popychającą tłok 26 w kierunku jego ruchu sprężynę, maleje ze wzrostem przesunięcia tłoka. Z chwilą gdy różnica ciśnień my cylinderkami hamulcowymi osiągnęła pewną, określoną doborem sprężyn 32 i 33 wartość, to również i tłok 26 przebył pewien określony odcinek w wyniku czego elektryczny element przełącznikowy 37 spowodował zwarcie z lewym stykiem elektrycznym 39. Lewa część elektroniczna 44 otrzymuje sygnał, w wyniku którego następuje, odpowiednio do danych sprzężeń logicznych, działanie lewego kompletnego zaworu regulacyjnego 15 bądź to w kierunku powolnego wzrostu ciśnienia, bądź to utrzymania go na stałym poziomie, bądź też spadku tego ciśnienia. Pozwala to tym sposobem na uniknięcie zbyt dużych różnic efektywnych ciśnień w cylinderkach hamulcowych kół jednej osi. W przypadku, gdy założona różnica ciśnień zostanie przekroczona poza dolną wartość graniczną, następuje ponowne rozwarcie zestyku elektrycznego 39, po czym ciśnienia w cylinderkach hamulcowych kół znowu podlegają regulacji indywidualnej. 

WNIOSKI

Kierowca naciska pedał hamulca. Zaczyna działać układ hamulcowy. Płyn hamulcowy pod odpowiednim ciśnieniem kierowany jest do pompy układu ABS. Dalej trafia do poszczególnych zacisków hamulcowych. Nacisk ze strony płynu hamulcowego powoduje, że w zaciskach wysuwają się tłoczki hamulcowe. Przez to klocki zaczynają trzeć o tarcze. Przednie koła samochodu wjechały na śliską nawierzchnię. Bieżnik opon stracił przyczepność. Koła zablokowały się. Czujniki prędkości obrotowej ABS na przednich kołach przekazały sygnał do sterownika ABS o tym, że przednie koła uległy zablokowaniu. Sterownik porównuje dane ze wszystkich czujników, z czterech kół i stale je porównuje. Stąd „wie”, które koła uległy zblokowaniu. Sterownik uruchomił pompę ABS. Pompa ABS zaczęła modulować przepływ płynu hamulcowego do przednich kół (zblokowanych), przerywając go kilka razy na sekundę. To tzw. hamowanie pulsacyjne. Bieżnik opon odzyskał przyczepność. Koła znów zaczęły się kręcić. Sterownik ABS otrzymał sygnał i zaprzestał modulacji przepływu płynu hamulcowego. Działanie ABS jest odczuwalne przez kierowcę – na pedale hamulca czuć silne wibracje. Działanie ABS jest monitowanie przez system diagnostyki pokładowej. W przypadku awarii systemu ABS, na desce rozdzielczej auta pojawia się kontrolka ostrzegawcza.

Sterownik ABS odpowiada za zbieranie informacji dostarczanych przez każdy czujnik prędkości obrotowej kół, ich analizę oraz sterowanie na ich podstawie rozdzielaczami hydraulicznymi. W nowoczesnych układach ABS sterowniki są zintegrowane z modulatorami ABS, które to modulatory zarządzają ciśnieniem wytwarzanym przez pompę hamulcową. Ciśnienie to powstaje na skutek naciśnięcia kierowcy na pedał hamulca, następnie trafia do modulatora i przekazywane jest (rozdzielane) dalej na poszczególne koła samochodu w taki sposób, aby zapobiec zablokowaniu się kół podczas hamowania. Modulator ciśnienia ze sterownikiem elektronicznym, to urządzenie sterowane jest za pomocą wbudowanego w niego sterownika. Sterownik odbierając sygnały z czujników zamontowanych na piastach każdego z kół kieruje modulatorem, który rozdziela ciśnienie pochodzące z pompy hamulcowej na koła, kontrolując ich poślizg i uniemożliwiając ich całkowite zablokowanie. Kierowca będzie odczuwał wibracje na pedale hamulca związane z gwałtowną zmianą ciśnienia. Powinien on wtedy przytrzymać mocno wduszony pedał hamulca, aby jak najlepiej wykorzystać możliwości systemu. Modulator ABS jest najczęściej usytuowany w komorze silnika.

Zadaniem ABS-u jest rozdział siły hamowania poprzez zmniejszenie ciśnienia w układzie hamulcowym. W ten sposób koła ślizgają się tylko w 10-40%, dzięki czemu nie dochodzi do ich pełnego zablokowania jak w przypadku całkowitego poślizgu. Takie kontrolowane ślizganie się, a następnie blokowanie kół pozwala na przywrócenie stabilności pojazdowi, odzyskanie przyczepności na drodze i korektę toru jazdy z wciśniętym pedałem hamulca. To wszystko odbywa się bardzo szybko dzięki indywidualnym czujnikom prędkości obrotowej na każdym z kół oraz sterownika, który w ułamku sekundy odbiera odczyty z czujników, a ciśnienie w kołach jest odpowiednio zmniejszane, a następnie ponownie zwiększane za pomocą modulatora ciśnienia. Układ przeciwblokujący spełnia również swoją rolę podczas nagłego hamowania na prostym odcinku drogi. W przypadku mokrej nawierzchni droga hamowania znacznie się skraca, a przy hamowaniu na suchej drodze opony pozostają w dobrym stanie technicznym ze względu na brak całkowitego blokowania kół.

How an ABS Motor Works https://youtu.be/IKi5O3ZlSu4