Antes de la aparición de los sistemas de frenos antibloqueo, todos los automóviles utilizaban sistemas de frenos de circuito abierto. Su característica es que el par de frenado del freno sólo está relacionado con la fuerza de control del conductor, la distribución y ajuste de la fuerza de frenado y el tamaño y tipo del freno. Dado que no hay señal de retroalimentación del estado de movimiento de la rueda, la velocidad y el estado de bloqueo de la rueda durante el frenado no se pueden medir y el automóvil no puede ajustar la presión de frenado del cilindro de la rueda o la cámara de aire en consecuencia. Por tanto, en caso de frenada de emergencia, es inevitable que las ruedas se bloqueen y arrastren el suelo. Cuando las ruedas se bloquean, la adherencia lateral al suelo es muy pobre y la adherencia lateral proporcionada es muy pequeña. Bajo la acción de cualquier pequeña fuerza externa, el coche se volverá inestable y propenso a sufrir accidentes de tráfico. La inestabilidad en esta dirección será más grave al frenar sobre carreteras resbaladizas o nevadas. La aparición del sistema antibloqueo de frenos (abreviado ABS) ha solucionado fundamentalmente el problema del bloqueo durante la frenada del vehículo. Su función básica es detectar el estado de movimiento instantáneo de la rueda a través del sensor y ajustar el par de frenado del freno en consecuencia de acuerdo con su estado de movimiento para evitar el bloqueo de la rueda, por lo que es un sistema de frenado de circuito cerrado.
Es una de las aplicaciones de mayor éxito de la tecnología de control electrónico en automóviles. El sistema de frenos antibloqueo puede mantener la estabilidad direccional durante el frenado, acortar la distancia de frenado y mejorar efectivamente la seguridad en la conducción.
1. Principio de funcionamiento del ABS
La diferencia entre la velocidad de las ruedas y la velocidad del vehículo durante el frenado hará que las ruedas patinen sobre la superficie de la carretera. Cuando las ruedas entran en contacto con la superficie de la carretera de forma puramente rodante, la tasa de deslizamiento es cero. Cuando las ruedas están bloqueadas, su índice de deslizamiento es 100. Cuando la relación de deslizamiento está entre 8 y 35, se puede transmitir la fuerza de frenado máxima. El principio básico del frenado antibloqueo es controlar la tasa de deslizamiento de las ruedas dentro de un rango apropiado controlando y ajustando la fuerza de frenado según los resultados de la investigación anterior, para obtener el mejor efecto de frenado. El hardware del sistema ABS consta principalmente de sensores (incluidos sensores de velocidad de las ruedas, sensores de desaceleración y sensores de velocidad del vehículo), dispositivos de control electrónico y reguladores de presión de frenos, formando un sistema de control automático que apunta a la tasa de deslizamiento. Los sensores miden la velocidad de las ruedas y transmiten estos datos a la unidad de control electrónico. La unidad de control es un microprocesador que calcula la velocidad del vehículo basándose en las señales de los sensores de velocidad de las ruedas. Durante el frenado, las velocidades de las ruedas se pueden comparar con la curva característica de la desaceleración ideal preprogramada en la unidad de control. Si el dispositivo de control determina que la rueda está desacelerando demasiado rápido y está a punto de bloquearse, enviará una señal al regulador hidráulico. El regulador hidráulico controla (actúa, mantiene, libera y reacciona) la presión del aceite del. pinza de freno o bomba de rueda según la señal del dispositivo de control. Esta operación puede ocurrir más de 10 veces por segundo.
2. Estado de desarrollo y aplicación de la tecnología ABS
Los sistemas de frenos basados en la teoría del freno antibloqueo se utilizaron por primera vez en trenes y aviones. En 1936, Bosch solicitó una patente para un dispositivo ABS de control electrohidráulico, promoviendo la aplicación de la tecnología ABS en los automóviles. El uso del ABS en automóviles comenzó con Ford Motor Company a mediados de la década de 1950. En 1954, Ford Motor Company instaló el dispositivo ABS de Air France en Lincoln. La parte de control de este dispositivo ABS es mecánica, con una estructura compleja y una función relativamente única. El freno antibloqueo sólo es efectivo en vehículos y condiciones de trabajo específicos, por lo que el efecto de frenado no es ideal. La compleja estructura mecánica hace que el dispositivo ABS tenga poca confiabilidad, baja precisión de control y alto precio. La promoción y aplicación de la tecnología ABS en los automóviles es relativamente difícil. Hasta finales de la década de 1970, el rápido desarrollo de la tecnología electrónica proporcionó un soporte técnico confiable para la aplicación de la tecnología ABS en los automóviles. La parte de control del ABS adopta un control electrónico, cuya velocidad de respuesta, precisión de control y confiabilidad mejoran significativamente, y el efecto de frenado también mejora significativamente. Al mismo tiempo, su tamaño se reduce gradualmente, su peso se reduce gradualmente, sus funciones de control y diagnóstico se mejoran continuamente y su precio se reduce gradualmente. Durante este período, muchas empresas desarrollaron diversos dispositivos ABS.
Después de entrar en la década de 1990, la tecnología ABS ha seguido desarrollándose y madurando, y la precisión del control y las funciones de control han seguido mejorando. Ahora la tecnología ABS se ha utilizado ampliamente en los países desarrollados y los dispositivos ABS se han convertido en equipos esenciales para los automóviles.
La tasa de equipamiento ABS para turismos y camiones ligeros en América del Norte y Europa Occidental alcanza más del 90%, la tasa de equipamiento ABS para automóviles es de alrededor del 60% y la tasa de equipamiento ABS para camiones que transportan mercancías peligrosas es del 100%. Los principales fabricantes de dispositivos ABS incluyen: Bosch (Alemania), utilizado principalmente en Europa, Estados Unidos, Japón y Corea del Sur; DELCO (EE.UU.), utilizado por General Motors y Daewoo Motors (BENDIX) utilizado por Chrysler en Estados Unidos; ; y TEVES, WABCO, KELSEYHAYES, etc. Los productos ABS de estas empresas se utilizan ampliamente y se desarrollan y actualizan constantemente.
En los últimos años, la tecnología ABS también se ha promocionado y aplicado en China. En la norma nacional obligatoria GB 12676-1999 "Estructura, rendimiento y métodos de prueba de los sistemas de frenado de automóviles", la instalación de ABS se considera una regulación obligatoria. Desde entonces, FAW-Volkswagen, Erqi Fukang, Shanghai Volkswagen, Chongqing Changan y Shanghai General han comenzado a adoptar la tecnología ABS, pero estos dispositivos ABS no tienen derechos de propiedad intelectual independientes en el país.
La investigación nacional sobre ABS incluye principalmente Dongfeng Motor Corporation, el Instituto de Investigación de Carreteras de Chongqing del Ministerio de Transporte, el Instituto de Investigación de Electrónica Automotriz Jinan Jet, la Universidad de Tsinghua, la Universidad Xi Jiaotong, la Universidad de Jilin, la Universidad Tecnológica del Sur de China, y la Universidad Tecnológica de Hefei y otras unidades. Aunque empezó tarde, se han logrado algunos resultados. En términos de ABS neumático, las empresas nacionales incluyen Dongfeng Electronic Technology Co., Ltd., Chongqing Juneng, Guangdong Komi, etc. Todos han formado una determinada escala de producción. Debido a la gran dificultad técnica y al estricto bloqueo de la tecnología extranjera, las empresas nacionales aún no pueden producir ABS hidráulicos de forma independiente. Sin embargo, para romper las barreras técnicas de las empresas multinacionales extranjeras, también están realizando investigaciones y desarrollo independientes y lo han hecho. algunos nuevos avances y avances. Por ejemplo, la Universidad de Tsinghua y Zhejiang Asia Pacífico emprendieron el proyecto nacional de investigación científica y tecnológica del "Noveno Plan Quinquenal" sobre sistemas de frenos hidráulicos antibloqueo de automóviles y lograron logros en tecnologías clave como la teoría y los métodos de control del ABS y las unidades de control electrónico. , unidades de control hidráulico, dispositivos de desarrollo y métodos de combinación. La teoría del poder disipado adoptada evita las limitaciones de los métodos tradicionales de investigación de umbrales lógicos, logra un avance teórico, desarrolla con éxito ABS y entra en las etapas de industrialización y producción en masa. La aplicación correspondiente de esta muestra en los autobuses ligeros Nanjing Iveco cumple plenamente con los requisitos de la norma nacional GB12676-1999 y la normativa europea EECR13. Esto tiene una importancia trascendental para la revitalización de la industria automotriz y de autopartes de mi país, y marca un paso sólido en la localización del ABS hidráulico para automóviles de mi país. Al mismo tiempo, la Universidad Tecnológica de Hefei también desarrolló un sistema electrónico de frenos antibloqueo con derechos de propiedad intelectual independientes de mi país y lo aplicó con éxito al vehículo ligero HF6700. Aunque existe una cierta brecha en la tecnología ABS hidráulica en el país y en el extranjero, con el fuerte apoyo del gobierno y abundantes recursos humanos internos, creo que China puede alcanzar el nivel internacional en algunas áreas de la tecnología ABS en un período relativamente corto. de tiempo.