Sistema de travagem antibloqueio - Anti-lock braking system

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Símbolo para ABS
Freios ABS em uma motocicleta BMW

Um anti-bloqueio de Travagem ( ABS ) é uma segurança anti- skid sistema de travagem usado em aeronaves e em terra veículos , tais como carros , motocicletas , caminhões e ônibus . O ABS opera evitando que as rodas travem durante a frenagem , mantendo assim o contato de tração com a superfície da estrada e permitindo que o motorista mantenha mais controle sobre o veículo.

O ABS é um sistema automatizado que usa os princípios da frenagem de limite e da cadência , técnicas que já foram praticadas por motoristas habilidosos antes que o ABS fosse amplamente difundido. O ABS opera em um ritmo muito mais rápido e mais eficaz do que a maioria dos motoristas poderia fazer. Embora o ABS geralmente ofereça melhor controle do veículo e diminua as distâncias de parada em superfícies secas e escorregadias, em cascalho solto ou superfícies cobertas de neve o ABS pode aumentar significativamente a distância de frenagem , ao mesmo tempo que melhora o controle de direção. Desde que o ABS foi introduzido nos veículos de produção, esses sistemas tornaram-se cada vez mais sofisticados e eficazes. As versões modernas podem não apenas evitar o travamento das rodas durante a frenagem, mas também alterar a polarização do freio dianteiro-traseiro. Esta última função, dependendo de suas capacidades e implementação específicas, é conhecida como distribuição eletrônica da força de frenagem , sistema de controle de tração , assistência à frenagem de emergência ou controle eletrônico de estabilidade (ESC).

História

Primeiros sistemas

O conceito de ABS é anterior aos sistemas modernos introduzidos na década de 1950. Em 1908, por exemplo, JE Francis apresentou seu 'Regulador de Prevenção de Escorregamento para Veículos Ferroviários'.

Em 1920, o pioneiro automotivo e aeronáutico francês Gabriel Voisin experimentou sistemas que modulavam a pressão de frenagem hidráulica nos freios de sua aeronave para reduzir o risco de escorregamento dos pneus, já que a frenagem inicial em aeronaves é quase impossível. Esses sistemas usavam um volante e uma válvula acoplada a uma linha hidráulica que alimenta os cilindros do freio. O volante está preso a um tambor que funciona na mesma velocidade que o volante. Na frenagem normal, o tambor e o volante devem girar na mesma velocidade. No entanto, quando uma roda fica mais lenta, o tambor faz o mesmo, deixando o volante girando mais rápido. Isso faz com que a válvula se abra, permitindo que uma pequena quantidade de fluido de freio desvie do cilindro mestre para um reservatório local, diminuindo a pressão no cilindro e liberando os freios. O uso do tambor e volante significava que a válvula só abria quando a roda estava girando. Nos testes, foi observada uma melhoria de 30% no desempenho de frenagem, porque os pilotos imediatamente aplicaram os freios a fundo em vez de aumentar lentamente a pressão para encontrar o ponto de derrapagem. Um benefício adicional foi a eliminação de pneus queimados ou estourados.

O primeiro reconhecimento adequado do sistema ABS veio mais tarde com o engenheiro alemão Karl Waessel, cujo sistema de modulação da potência de frenagem foi oficialmente patenteado em 1928. Wessel, no entanto, nunca desenvolveu um produto funcional e nem Robert Bosch, que produziu uma patente semelhante por oito anos mais tarde.

No início dos anos 1950, o sistema antiderrapante Dunlop Maxaret era amplamente utilizado na aviação no Reino Unido, com aeronaves como o Avro Vulcan e Handley Page Victor , Vickers Viscount , Vickers Valiant , English Electric Lightning , de Havilland Comet 2c , de Havilland Sea Vixen e aeronaves posteriores, como o Vickers VC10 , Hawker Siddeley Trident , Hawker Siddeley 125 , Hawker Siddeley HS 748 e derivado British Aerospace ATP , e BAC One-Eleven , e o Dutch Fokker F27 Friendship (que excepcionalmente tinha uma alta Dunlop sistema pneumático de pressão (200 Bar) em vez do sistema hidráulico para frenagem, direção da roda do nariz e retração do trem de pouso), sendo equipado com Maxaret como padrão. O Maxaret, ao mesmo tempo em que reduz as distâncias de frenagem em até 30% em condições de gelo ou chuva, também aumenta a vida útil do pneu e tem a vantagem adicional de permitir decolagens e pousos em condições que impossibilitariam o vôo em aeronaves não equipadas com Maxaret.

Em 1958, uma motocicleta Royal Enfield Super Meteor foi usada pelo Road Research Laboratory para testar o freio antibloqueio Maxaret. Os experimentos demonstraram que os freios antibloqueio podem ser de grande valor para motocicletas, nas quais a derrapagem está envolvida em uma alta proporção de acidentes. As distâncias de parada foram reduzidas na maioria dos testes em comparação com a frenagem de roda travada, especialmente em superfícies escorregadias, nas quais a melhoria pode chegar a 30%. O diretor técnico da Enfield na época, Tony Wilson-Jones, viu pouco futuro no sistema, no entanto, ele não foi colocado em produção pela empresa.

Um sistema totalmente mecânico teve uso limitado em automóveis na década de 1960 no carro de corrida Ferguson P99 , no Jensen FF e no Ford Zodiac experimental com tração nas quatro rodas , mas não viu mais uso; o sistema provou ser caro e não confiável.

O primeiro sistema de frenagem antibloqueio totalmente eletrônico foi desenvolvido no final da década de 1960 para a aeronave Concorde .

O moderno sistema ABS foi inventado por Mario Palazzetti (conhecido como 'Mister ABS') no Fiat Research Center e agora é padrão em todos os carros. O sistema foi chamado de Antiskid e a patente foi vendida para a Bosch, que o batizou de ABS.

Sistemas modernos

Um carro com um adesivo na parte traseira que informa sobre ter recursos de ABS e EBD.

A Chrysler , junto com a Bendix Corporation , apresentou um ABS nas quatro rodas computadorizado, de três canais e quatro sensores chamado "Freio Seguro" para seu 1971 Imperial . Ele esteve disponível por vários anos a partir de então, funcionou como pretendido e provou ser confiável. Em 1969 1/2, a Ford introduziu um sistema de travagem antibloqueio denominado "Sure-Track" nas rodas traseiras do Lincoln Continental Mark III e do Ford Thunderbird , como opção; tornou-se padrão em 1971. O sistema de freios Sure-Track foi projetado com a ajuda de Kelsey-Hayes. Em 1971, a General Motors introduziu o ABS "Trackmaster" apenas na roda traseira como uma opção em seus modelos Cadillac de tração traseira e no Oldsmobile Toronado . No mesmo ano, a Nissan ofereceu um EAL (Electro Anti-lock System) desenvolvido pela empresa japonesa Denso como uma opção no Nissan President , que se tornou o primeiro ABS eletrônico do Japão .

1971: Imperial tornou-se o primeiro carro de produção com um sistema de travagem antibloqueio operado por computador nas 4 rodas. A Toyota introduziu freios antiderrapantes controlados eletronicamente no Toyota Crown . Em 1972, os Triumph 2500 Estates com tração nas quatro rodas foram equipados com sistemas eletrônicos Mullard como padrão. No entanto, esses carros eram muito raros e poucos sobrevivem hoje.

1971: Primeira aplicação de caminhão: Sistema de "Antislittamento" desenvolvido pela Fiat Veicoli Industriali e instalado no caminhão Fiat modelo 691N1.

1976: A WABCO iniciou o desenvolvimento do sistema de frenagem antibloqueio em veículos comerciais para evitar o travamento em estradas escorregadias, seguido em 1986 pelo sistema de frenagem eletrônico (EBS) para veículos pesados.

1978: Mercedes-Benz W116 como um dos primeiros, usou um sistema eletrônico de travagem antibloqueio multicanal nas quatro rodas (ABS) da Bosch como uma opção a partir de 1978.

1982: Honda introduziu ALB multicanal controlado eletronicamente (Freios Antibloqueio) como uma opção para a segunda geração do Prelude, lançado mundialmente em 1982. Informações adicionais: O agente geral da Honda na Noruega exigia que todos os Preludes para o mercado norueguês tivessem o Sistema ALB de série, tornando o Honda Prelude o primeiro automóvel entregue na Europa com ABS de série. O agente geral norueguês também incluiu um teto solar e outras opções como equipamento padrão na Noruega, adicionando mais luxo à marca Honda. No entanto, o sistema tributário norueguês tornou o carro bem equipado muito caro e as vendas sofreram altos custos. A partir de 1984, o sistema ALB, bem como os outros recursos opcionais da Honda, não eram mais um recurso padrão na Noruega.

Em 1985, o Ford Scorpio foi introduzido no mercado europeu com um sistema eletrónico Teves em toda a gama de série. Por isso, o modelo foi premiado com o cobiçado Prêmio de Carro Europeu do Ano em 1986, com elogios muito favoráveis ​​de jornalistas automotivos. Após esse sucesso, a Ford começou a pesquisar sistemas anti-travamento para o resto de sua linha, o que encorajou outros fabricantes a seguir o exemplo.

Desde 1987, o ABS tem sido o equipamento padrão em todos os automóveis Mercedes-Benz .

Em 1988, a BMW apresentou a primeira motocicleta com ABS eletro-hidráulico : a BMW K100 . Yamaha introduziu o modelo FJ1200 com ABS opcional em 1991. A Honda fez o mesmo em 1992 com o lançamento de sua primeira motocicleta ABS no ST1100 Pan European. Em 2007, a Suzuki lançou seu GSF1200SA (Bandit) com ABS. Em 2005, a Harley-Davidson começou a oferecer uma opção de ABS em bicicletas policiais.

Em 1993, a Lincoln se tornou uma das primeiras empresas automotivas a fornecer freios antibloqueio nas quatro rodas e airbags duplos em todos os seus veículos.

Operação

O controlador de freio antibloqueio também é conhecido como CAB (Controlador de freio antibloqueio).

Normalmente o ABS inclui uma unidade de controle eletrônico central (ECU), quatro sensores de velocidade das rodas e pelo menos duas válvulas hidráulicas dentro do sistema hidráulico do freio . A ECU monitora constantemente a velocidade de rotação de cada roda; se detectar a rotação da roda significativamente mais lenta do que a velocidade do veículo, uma condição indicativa de bloqueio iminente da roda, ele aciona as válvulas para reduzir a pressão hidráulica para o freio na roda afetada, reduzindo assim a força de frenagem nessa roda; a roda então gira mais rápido. Por outro lado, se a ECU detecta uma roda girando significativamente mais rápido do que as outras, a pressão hidráulica do freio na roda é aumentada para que a força de frenagem seja reaplicada, reduzindo a velocidade da roda. Este processo é repetido continuamente e pode ser detectado pelo motorista através da pulsação do pedal do freio. Alguns sistemas antibloqueio podem aplicar ou liberar a pressão de frenagem 15 vezes por segundo. Por causa disso, as rodas dos carros equipados com ABS são praticamente impossíveis de travar, mesmo durante a frenagem de pânico em condições extremas.

A ECU é programada para ignorar as diferenças na velocidade de rotação das rodas abaixo de um limite crítico porque, quando o carro está girando, as duas rodas em direção ao centro da curva giram mais devagar do que as duas externas. Por esse mesmo motivo, um diferencial é utilizado em praticamente todos os veículos rodoviários.

Se uma falha se desenvolver em qualquer parte do ABS, uma luz de advertência geralmente será acesa no painel de instrumentos do veículo e o ABS será desabilitado até que a falha seja corrigida.

O ABS moderno aplica pressão de freio individual a todas as quatro rodas por meio de um sistema de controle de sensores montados no cubo e um microcontrolador dedicado . O ABS é oferecido ou é o padrão na maioria dos veículos rodoviários produzidos hoje e é a base para os sistemas de controle de estabilidade eletrônicos, que estão crescendo rapidamente em popularidade devido à grande redução no preço dos eletrônicos veiculares ao longo dos anos.

Os modernos sistemas eletrônicos de controle de estabilidade são uma evolução do conceito ABS. Aqui, um mínimo de dois sensores adicionais são adicionados para ajudar o sistema a funcionar: estes são um sensor de ângulo do volante e um sensor giroscópico . A teoria de operação é simples: quando o sensor giroscópico detecta que a direção tomada pelo carro não coincide com o que o sensor do volante informa, o software ESC irá travar as rodas individuais necessárias (até três com as mais sofisticadas sistemas), para que o veículo siga o caminho que o motorista pretende. O sensor do volante também auxilia na operação do Cornering Brake Control (CBC), pois dirá ao ABS que as rodas do lado de dentro da curva devem frear mais do que as rodas do lado de fora, e em quanto.

O equipamento ABS também pode ser usado para implementar um sistema de controle de tração (TCS) na aceleração do veículo. Se, ao acelerar, o pneu perder a tração, o controlador do ABS pode detectar a situação e tomar as medidas cabíveis para que a tração seja recuperada. Versões mais sofisticadas também podem controlar os níveis de aceleração e freios simultaneamente.

Os sensores de velocidade do ABS são algumas vezes usados ​​no sistema de monitoramento indireto da pressão dos pneus (TPMS), que pode detectar a pressão insuficiente do (s) pneu (s) pela diferença na velocidade de rotação das rodas.

Componentes

Existem quatro componentes principais do ABS: sensores de velocidade das rodas , válvulas , uma bomba e um controlador .

Sensores de velocidade ABS
Sensores de velocidade (codificadores)
Um sensor de velocidade é usado para determinar a aceleração ou desaceleração da roda. Esses sensores usam um ímã e um sensor de efeito Hall , ou uma roda dentada e uma bobina eletromagnética para gerar um sinal. A rotação da roda ou diferencial induz um campo magnético ao redor do sensor. As flutuações deste campo magnético geram uma tensão no sensor. Como a tensão induzida no sensor é resultado da roda em rotação, este sensor pode se tornar impreciso em velocidades baixas. A rotação mais lenta da roda pode causar flutuações imprecisas no campo magnético e, portanto, causar leituras imprecisas para o controlador.
Válvulas
Existe uma válvula na linha de freio de cada freio controlado pelo ABS. Em alguns sistemas, a válvula tem três posições:
  • Na posição um, a válvula está aberta; a pressão do cilindro mestre é passada diretamente para o freio.
  • Na posição dois, a válvula bloqueia a linha, isolando aquele freio do cilindro mestre. Isso evita que a pressão aumente ainda mais se o motorista apertar o pedal do freio com mais força.
  • Na posição três, a válvula libera parte da pressão do freio.
Unidade de controle hidráulico de quatro canais parcialmente desmontada contendo motor, bomba e válvulas

A maioria dos problemas com o sistema de válvula ocorre devido a válvulas entupidas. Quando uma válvula está entupida, ela não consegue abrir, fechar ou mudar de posição. Uma válvula inoperante impedirá que o sistema module as válvulas e controle a pressão fornecida aos freios.

Módulo de controle eletrônico
Bombear
A bomba no ABS é usada para restaurar a pressão dos freios hidráulicos depois que as válvulas os liberam. Um sinal do controlador irá liberar a válvula na detecção de patinagem da roda. Depois que uma válvula libera a pressão fornecida pelo usuário, a bomba é usada para restaurar a quantidade desejada de pressão para o sistema de frenagem. O controlador irá modular o status da bomba para fornecer a quantidade desejada de pressão e reduzir o escorregamento.
Controlador
O controlador é uma unidade do tipo ECU no carro que recebe informações de cada sensor individual de velocidade das rodas. Se uma roda perde tração, o sinal é enviado ao controlador. O controlador irá então limitar a força de frenagem (EBD) e ativar o modulador ABS que ativa e desativa as válvulas de frenagem.

Usar

Existem muitas variações e algoritmos de controle diferentes para uso em ABS. Um dos sistemas mais simples funciona da seguinte maneira:

  1. O controlador monitora os sensores de velocidade o tempo todo. Ele está procurando desacelerações fora do comum na roda. Logo antes de uma roda travar, ela experimentará uma desaceleração rápida. Se não fosse controlada, a roda pararia muito mais rapidamente do que qualquer carro poderia. Um carro pode levar cinco segundos para parar de 96,6 km / h (60 mph) em condições ideais, mas uma roda travada pode parar de girar em menos de um segundo.
  2. O controlador do ABS sabe que uma desaceleração tão rápida do carro é impossível (e na realidade a desaceleração rápida significa que a roda está prestes a escorregar), então ele reduz a pressão para aquele freio até ver uma aceleração, então ele aumenta a pressão até ele vê a desaceleração novamente. Ele pode fazer isso muito rapidamente antes que a roda possa realmente mudar significativamente a velocidade. O resultado é que a roda desacelera na mesma proporção que o carro, com os freios mantendo as rodas muito próximas do ponto em que começarão a travar. Isso dá ao sistema a potência máxima de frenagem.
  3. Isso substitui a necessidade de bombear manualmente os freios ao dirigir em uma superfície escorregadia ou de baixa tração, permitindo dirigir mesmo na maioria das condições de frenagem de emergência.
  4. Quando o ABS está em operação, o motorista sente uma pulsação no pedal do freio; isso vem da rápida abertura e fechamento das válvulas. Essa pulsação também informa ao motorista que o ABS foi acionado.

Tipos de freio

Os sistemas de frenagem antibloqueio usam esquemas diferentes dependendo do tipo de freio em uso. Eles podem ser diferenciados pelo número de canais: ou seja, quantas válvulas são controladas individualmente - e o número de sensores de velocidade.

1) ABS de quatro canais e quatro sensores
Há um sensor de velocidade nas quatro rodas e uma válvula separada nas quatro rodas. Com esta configuração, o controlador monitora cada roda individualmente para se certificar de que está atingindo a força de frenagem máxima.
2) ABS de três canais e quatro sensores
Há um sensor de velocidade em todas as quatro rodas e uma válvula separada para cada uma das rodas dianteiras, mas apenas uma válvula para ambas as rodas traseiras. Os veículos mais antigos com ABS nas quatro rodas costumam usar esse tipo.
3) ABS de três canais e três sensores
Esse esquema, comumente encontrado em picapes com ABS nas quatro rodas, possui um sensor de velocidade e uma válvula para cada uma das rodas dianteiras, com uma válvula e um sensor para as duas rodas traseiras. O sensor de velocidade das rodas traseiras está localizado no eixo traseiro. Este sistema fornece controle individual das rodas dianteiras, para que ambas possam atingir a força de frenagem máxima. As rodas traseiras, no entanto, são monitoradas juntas; ambos precisam começar a travar antes que o ABS seja ativado na parte traseira. Com esse sistema, é possível que uma das rodas traseiras trave durante uma parada, reduzindo a eficácia do freio. Este sistema é fácil de identificar, uma vez que não existem sensores de velocidade individuais para as rodas traseiras.
4) ABS de dois canais e quatro sensores
Esse sistema, comumente encontrado em carros de passageiros do final dos anos 80 até meados dos anos 90, usa um sensor de velocidade em cada roda, com uma válvula de controle para cada uma das rodas dianteiras e traseiras como um par. Se o sensor de velocidade detectar travamento em qualquer roda individual, o módulo de controle aciona a válvula para ambas as rodas naquela extremidade do carro.
5) ABS de um canal e um sensor
Esse sistema é comumente encontrado em picapes, utilitários esportivos e vans com ABS nas rodas traseiras. Possui uma válvula, que controla as duas rodas traseiras, e um sensor de uma velocidade, localizado no eixo traseiro. Este sistema opera da mesma forma que a extremidade traseira de um sistema de três canais. As rodas traseiras são monitoradas juntas e as duas precisam começar a travar antes que o ABS comece a funcionar. Nesse sistema, também é possível que uma das rodas traseiras trave, reduzindo a eficácia do freio. Este sistema também é fácil de identificar, pois não há sensores de velocidade individuais para nenhuma das rodas.

Eficácia

Um estudo australiano de 2004 do Centro de Pesquisa de Acidentes da Monash University descobriu que o ABS:

Em superfícies de alta tração, como betume ou concreto , muitos (embora não todos) carros equipados com ABS são capazes de atingir distâncias de frenagem melhor (ou seja, mais curtas) do que aqueles que seriam possíveis sem o benefício do ABS. Em condições do mundo real, mesmo um motorista alerta e experiente sem ABS teria dificuldade em igualar ou melhorar o desempenho de um motorista típico com um veículo moderno equipado com ABS. O ABS reduz as chances de colisão e / ou a gravidade do impacto. A técnica recomendada para motoristas não experientes em um carro equipado com ABS, em uma emergência típica de frenagem total, é pressionar o pedal do freio o mais firmemente possível e, quando apropriado, contornar obstáculos. Em tais situações, o ABS reduzirá significativamente as chances de derrapagem e subsequente perda de controle.

Em gravilha, areia e neve profunda, o ABS tende a aumentar as distâncias de frenagem. Nessas superfícies, as rodas travadas cravam e param o veículo mais rapidamente. O ABS impede que isso ocorra. Algumas calibrações de ABS reduzem esse problema diminuindo o tempo de ciclagem, permitindo que as rodas travem e destravem repetidamente por breves instantes. Alguns fabricantes de veículos fornecem um botão "off-road" para desligar a função ABS. O principal benefício do ABS em tais superfícies é aumentar a capacidade do motorista de manter o controle do carro em vez de derrapar, embora a perda de controle permaneça mais provável em superfícies macias como cascalho ou em superfícies escorregadias como neve ou gelo. Em uma superfície muito escorregadia, como uma camada de gelo ou cascalho, é possível travar várias rodas de uma vez, e isso pode derrotar o ABS (que depende da comparação de todas as quatro rodas e da detecção de derrapagem de rodas individuais). A disponibilidade do ABS alivia a maioria dos motoristas de aprender a frenagem de limite.

Um estudo de junho de 1999 da National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) descobriu que o ABS aumentou as distâncias de parada em cascalho solto em uma média de 27,2%.

De acordo com a NHTSA,

"O ABS funciona com seu sistema de frenagem normal, bombeando-os automaticamente. Em veículos não equipados com ABS, o motorista precisa bombear manualmente os freios para evitar o travamento das rodas. Em veículos equipados com ABS, seu pé deve permanecer firmemente plantado no pedal do freio, enquanto o ABS aciona os freios para que você possa se concentrar na direção com segurança. "

Quando ativados, alguns ABSes anteriores faziam com que o pedal do freio pulsasse visivelmente. Como a maioria dos motoristas raramente ou não freia com força suficiente para causar o travamento do freio, e os motoristas normalmente não lêem o manual do proprietário do veículo, isso pode não ser perceptível até uma emergência. Portanto, alguns fabricantes implementaram um sistema de assistência à frenagem que determina que o motorista está tentando uma "parada de pânico" (detectando que o pedal do freio foi pressionado muito rapidamente, ao contrário de uma parada normal onde a pressão do pedal normalmente aumentaria gradualmente. Alguns sistemas adicionalmente monitorar a taxa na qual o acelerador foi liberado e / ou o tempo entre a liberação do acelerador e a aplicação do freio) e o sistema aumentará automaticamente a força de frenagem onde não for aplicada pressão suficiente. A frenagem brusca ou de pânico em superfícies acidentadas, devido aos solavancos que fazem com que a velocidade da (s) roda (s) se tornem erráticas, também pode acionar o ABS, às vezes fazendo com que o sistema entre no modo de gelo, onde o sistema limita severamente a potência máxima de frenagem disponível. No entanto, o ABS melhora significativamente a segurança e o controle para os motoristas na maioria das situações na estrada.

Os freios antibloqueio são o assunto de alguns experimentos centrados na teoria de compensação de risco , que afirma que os motoristas se adaptam aos benefícios de segurança do ABS dirigindo de forma mais agressiva. Em um estudo de Munique , metade de uma frota de táxis estava equipada com freios antibloqueio, enquanto a outra metade tinha sistemas de freio convencionais. A taxa de colisões foi substancialmente a mesma para os dois tipos de cabine, e Wilde conclui que isso se deveu aos motoristas de cabines equipadas com ABS assumindo mais riscos, presumindo que o ABS cuidaria deles, enquanto os motoristas sem ABS dirigiam com mais cuidado desde o ABS não estaria lá para ajudar em caso de uma situação perigosa.

O Instituto de Seguros para Segurança Rodoviária divulgou um estudo em 2010 que encontrou motocicletas com ABS 37% menos probabilidade de se envolver em um acidente fatal do que modelos sem ABS.

ABS em motocicletas

O sensor ABS de um BMW K 1100 LT
Um sensor ABS de roda dentada. Estes são os discos de freio dianteiro de um BMW R1150GS. O anel dentado ABS indica que esta bicicleta foi fabricada antes de novembro de 2002.
Outro sensor ABS de roda dentada. Esta é uma motocicleta BMW K75 .

Em uma motocicleta, um sistema de freio antibloqueio evita que as rodas de um veículo motorizado de duas rodas travem durante as situações de frenagem . Com base nas informações dos sensores de velocidade das rodas, a unidade ABS ajusta a pressão do fluido de freio para manter a tração durante a desaceleração para evitar acidentes. O ABS da motocicleta ajuda o piloto a manter a estabilidade durante a frenagem e diminuir a distância de parada. Ele fornece tração mesmo em superfícies de baixo atrito . Enquanto os modelos ABS mais antigos são derivados de carros, o ABS recente é o resultado de pesquisas, orientadas nas especificidades das motocicletas no que diz respeito ao tamanho, peso e funcionalidade. Organizações nacionais e internacionais avaliam o ABS para motocicletas como um fator importante para aumentar a segurança e reduzir o número de acidentes com motocicletas. A Comissão Europeia aprovou legislação em 2012 que tornou obrigatória a instalação com ABS para todas as motocicletas novas acima de 125 cm 3 a partir de 1º de janeiro de 2016. Relatórios de consumidores disseram em 2016 que "ABS é comumente oferecido em modelos grandes e caros, mas tem sido espalhando-se para várias bicicletas esportivas de nível básico e bicicletas de médio porte ".

História do ABS para motocicletas

Em 1988, a BMW introduziu um ABS eletrônico / hidráulico para motocicletas, dez anos depois que a Daimler Benz e a Bosch lançaram o primeiro ABS para veículos de quatro rodas para produção em série. As motocicletas da série BMW K100 foram equipadas opcionalmente com o ABS, que adicionou 11 kg à moto. Ele foi desenvolvido em conjunto com a FAG Kugelfischer e regulava a pressão nos circuitos de frenagem por meio de um pistão de êmbolo . Os fabricantes japoneses seguiram com uma opção ABS em 1992 na Honda ST1100 e na Yamaha FJ1200 .

A Continental apresentou seu primeiro ABS integral para motocicleta (MIB) em 2006. Ele foi desenvolvido em cooperação com a BMW e pesava 2,3 kg. Enquanto a primeira geração da motocicleta ABS pesava em torno de 11 kg. A geração atual (2011) apresentada pela Bosch em 2009 pesa 0,7 kg (ABS base) e 1,6 kg (ABS aprimorado) com frenagem integral.

Principio básico

Os sensores de velocidade das rodas montados nas rodas dianteiras e traseiras medem constantemente a velocidade de rotação de cada roda e fornecem essas informações a uma Unidade de Controle Eletrônico (ECU). A ECU detecta, por um lado, se a desaceleração de uma roda excede um limite fixo e, por outro lado, se o deslizamento do freio, calculado com base na informação de ambas as rodas, sobe acima de uma determinada porcentagem e entra em uma zona instável. Estes são indicadores de uma grande possibilidade de uma roda com travamento. Para contrabalançar essas irregularidades, a ECU sinaliza à unidade hidráulica para manter ou liberar a pressão. Depois que os sinais mostram o retorno à zona estável, a pressão é aumentada novamente. Os modelos anteriores usavam um pistão para o controle da pressão do fluido . Os modelos mais recentes regulam a pressão abrindo e fechando rapidamente as válvulas solenóides . Embora o princípio básico e a arquitetura tenham sido herdados do ABS para automóveis de passageiros, as características típicas das motocicletas devem ser consideradas durante os processos de desenvolvimento e aplicação. Uma característica é a mudança da carga dinâmica da roda durante a frenagem. Em comparação com os carros, as mudanças de carga das rodas são mais drásticas, o que pode levar à elevação e à queda das rodas. Isso pode ser intensificado por uma suspensão macia. Alguns sistemas estão equipados com uma funcionalidade de mitigação de elevação da roda traseira. Quando os indicadores de uma possível decolagem traseira são detectados, o sistema libera a pressão do freio na roda dianteira para combater esse comportamento. Outra diferença é que no caso da motocicleta a roda dianteira é muito mais importante para a estabilidade do que a roda traseira. Se a roda dianteira travar entre 0,2-0,7s, ela perde as forças girostáticas e a motocicleta começa a oscilar devido ao aumento da influência das forças laterais que operam na linha de contato da roda. A motocicleta fica instável e cai.

Sistema de travagem antibloqueio (ABS)

Sistemas de pistão : A liberação de pressão neste sistema é realizada através do movimento de um pistão tensionado por mola. Quando a pressão deve ser liberada, um motor linear puxa o pistão do êmbolo e abre mais espaço para o fluido. O sistema foi usado, por exemplo, no ABS I (1988) e no ABS II (1993) da BMW. O ABS II diferia em tamanho e uma embreagem de fricção controlada eletronicamente foi montada no eixo em vez de um êmbolo. Outros sensores de deslocamento registram a distância de percurso do pistão para permitir à unidade de controle uma regulagem mais precisa. A Honda também usa esse sistema de modulação de pressão para grandes esportes e motos de turismo .

Sistemas de válvula e bomba : As partes principais que fazem parte do sistema de modulação de pressão são válvulas solenóides de entrada e saída, uma bomba, motor e acumuladores / reservatórios. O número de válvulas difere de modelo para modelo devido a funcionalidades adicionais e ao número de canais de freio. Com base na entrada da ECU, as bobinas operam as válvulas de entrada e saída. Durante a liberação de pressão, o fluido de freio é armazenado em acumuladores. Nessa abordagem de sistema aberto, o fluido é então trazido de volta ao circuito de freio por meio de uma bomba operada por um motor que é sentido através da pulsação na alavanca do freio.

Sistema de Frenagem Combinado (CBS)

Diferente de carros, aviões ou trens, as rodas traseiras e dianteiras da motocicleta são controladas separadamente. Se o motociclista só freia com uma roda, esta roda com freio tende a travar mais rápido do que se os dois freios tivessem sido aplicados. Um Sistema de Frenagem Combinado, portanto, distribui a força de frenagem também para a roda não freada para diminuir a possibilidade de travamento, aumentar a desaceleração e reduzir o passo da suspensão .

Com um único CBS [traseiro], a pressão do freio aplicada no freio traseiro (pedal) é simultaneamente distribuída para a roda dianteira. Uma válvula de retardo corta a pressão hidráulica para garantir que somente quando uma frenagem forte for aplicada, a pressão também seja criada na roda dianteira. A primeira motocicleta de rua da Honda com sistema de freio combinado (então chamada de Frenagem Unificada) foi a GL1100 de 1983 . Este sistema foi derivado da bicicleta de corrida de resistência mundial RCB1000 dos anos 1970 .

Modelos maiores com dois discos frontais usam um sistema CBS duplo. O sistema foi instalado pela primeira vez pela Moto Guzzi em 1975. Aqui, a pressão de freio aplicada na frente também é aplicada na roda traseira e vice-versa. Se a alavanca frontal for aplicada, a pressão aumenta em 4 dos 6 potes nos 2 compassos da frente. Um cilindro mestre secundário na roda dianteira distribui a pressão restante para a roda traseira por meio de uma válvula de controle proporcional e atua em 2 das 3 pinças. Se uma forte força de frenagem for aplicada na roda traseira, a força também será distribuída para 2 dos 6 potenciômetros da roda dianteira. CBS duplo mais moderno usa pinças dianteiras e traseiras (e todos os potenciômetros) de acordo com uma proporção de carga predefinida da frente para a traseira. A proporção era originalmente controlada por complexos sistemas totalmente hidráulicos interligando a frente e a traseira, com um atraso fixo ou detectando mudanças na distribuição de peso. Já em 2001, um sistema eletro-hidráulico foi introduzido pela BMW.

CBS e ABS

O CBS ajuda a reduzir o perigo de travamento das rodas e quedas, mas em certas situações, é possível que o CBS cause uma queda. Se a pressão do freio for distribuída da roda traseira para a roda dianteira e o atrito das superfícies mudar repentinamente (poça, gelo na rua), a roda dianteira pode travar mesmo que apenas o freio traseiro tenha sido aplicado. Isso levaria a uma perda de estabilidade e uma queda. O CBS é, portanto, combinado com o ABS para evitar isso em uma motocicleta. Diferentes abordagens são possíveis para realizar esta combinação: Sem pressão ativa Build up Single Version: Um terceiro canal adicional liga o circuito da roda traseira por meio de uma válvula de retardo ao freio dianteiro. A forte pressão de freio na roda traseira (ou em ambas as rodas) pressuriza ambos os circuitos de freio, porém essa pressão é ajustada de acordo com a velocidade da roda e patinagem do freio.

A versão dupla combina Hondas Dual CBS com um cilindro mestre secundário e uma válvula de controle proporcional [com ABS de pistão] Um modulador regula a pressão para cada um. Com o aumento da pressão ativa Em 2009, a Honda introduziu o ABS combinado controlado eletronicamente para seus esportes de alto desempenho bicicletas que utilizam a tecnologia Brake by Wire. A entrada de freio do piloto é medida por sensores de pressão e as informações são fornecidas a uma ECU. Juntamente com as informações dos sensores de velocidade das rodas, a ECU calcula a distribuição ideal de pressão para evitar travamentos e fornecer a melhor desaceleração possível. Com base nessa saída, um motor para cada roda opera uma bomba que acumula e regula a pressão do freio na roda. Este sistema oferece um tempo de reação rápido devido à funcionalidade de freio por fio.

O MIB (sistema de travagem integral da motocicleta) da Continental Teves e o eCBS (CBS eletrônico) no motor ABS para motocicleta aprimorado da Bosch são resultados de outra abordagem. Esses sistemas são baseados na abordagem de bomba e válvula. Por meio de válvulas adicionais, bombas mais fortes e um motor mais potente, o sistema pode aumentar ativamente a pressão. A pressão de entrada do piloto é medida com sensores de pressão na alavanca e no pedal. A bomba então cria pressão adicional ajustada às condições de uso. Um sistema integral parcial é projetado para trabalhar em apenas uma direção: dianteiro → traseiro ou traseiro → dianteiro. Um sistema totalmente integrado funciona em ambas as direções.

Como esses sistemas são controlados eletronicamente e são capazes de criar pressão ativamente, eles oferecem a oportunidade de ajustar o comportamento de frenagem da motocicleta ao motociclista. CBS e ABS podem ser desligados por pilotos experientes e também diferentes modos de regulação com limiares mais altos e mais baixos podem ser escolhidos. Como o modo chuva ou liso no BMW S1000RR.

Segurança e legislação

Segurança

O Instituto de Seguros para Segurança Rodoviária (IIHS) conduziu um estudo sobre a eficácia do ABS para motocicletas e chegou à conclusão de que motocicletas acima de 250 cm 3 sem ABS têm 37 por cento mais probabilidade de se envolver em acidentes fatais e um estudo da Estrada Sueca A administração chegou à conclusão de que 48% de todos os acidentes graves e fatais com motocicletas acima de 125 cm 3 poderiam ser evitados devido ao ABS da motocicleta.

Esses estudos levaram a comissão da UE a iniciar um processo legislativo em 2010 que foi aprovado em 2012 e fez com que o ABS para motocicletas acima de 125 cm 3 se tornasse obrigatório a partir de 2016. Organizações como a Fédération Internationale de l'Automobile e o Instituto de Motoristas Avançados (IAM) exigiram a implementação desta legislação já para 2015. Por outro lado, alguns motociclistas estão protestando contra um ABS obrigatório para todas as bicicletas porque pedem um possibilidade de desligar o sistema, para uso fora de estrada ou por outros motivos. Em 2011, a Organização das Nações Unidas (ONU) deu início à Década de Ação pela Segurança Viária . O principal objetivo é salvar 5 milhões de vidas até 2020 por meio da cooperação global. Uma parte de seu plano global é: Incentivar a implantação universal de tecnologias de prevenção de colisões com eficácia comprovada, como Controle Eletrônico de Estabilidade e Sistemas de Frenagem Antibloqueio em motocicletas.

Em 2000, um estudo britânico considerou que o ABS não funcionava totalmente porque as pessoas não entendiam como ele funciona.

Leis e regulamentos

O ABS é obrigatório em todos os carros de passageiros novos vendidos na UE desde 2004. Nos Estados Unidos, a NHTSA determinou o ABS em conjunto com o Controle Eletrônico de Estabilidade de acordo com as disposições do FMVSS 126 a partir de 1 de setembro de 2013.

O Regulamento nº 78 da ONU, relacionado à frenagem de veículos das categorias L1, L2, L3, L4 e L5 (motocicletas), é aplicado pela União Europeia, Rússia, Japão, Turquia, Ucrânia, Austrália e Reino Unido.

O regulamento técnico global número 3 relacionado a sistemas de freios para motocicletas é aplicado pelo Canadá, União Europeia, Japão, Rússia e Estados Unidos.

Veja também

Leitura adicional

  • Mayersohn, Norman S. (agosto de 1988). Finalmente, os freios antibloqueio . Mecânica popular . Página visitada em 2013-04-18 .
  • Brown, Stuart F. (maio de 1987). Freios Antibloqueio para Motos . Popular Science . Página visitada em 2013-04-18 .

Referências

links externos