ABS: kdo ho vynalezl a jak funguje
ABS nevynalezl jediný člověk ani jediná firma. Protiskluzové brzdy vznikly v letectví a na železnici, Dunlop Maxaret je od počátku padesátých let používal u letadel a v roce 1966 s ním jel Jensen FF. První sériový elektronický čtyřkolový systém s digitální jednotkou představily Mercedes-Benz a Bosch v srpnu 1978. Brzdnou dráhu ABS nezkracuje všude, na štěrku ji podle měření prodlužuje.
Ve zkratce
- Patent na regulátor brzdné síly pro auta získal v roce 1928 Karl Wessel, nikdy se ale nevyráběl.
- Dunlop Maxaret byl mechanický systém z letadel a od počátku padesátých let se používal na britských strojích.
- Jensen FF z let 1965 až 1966 nesl Maxaret v autě, otáčky ale snímal z pohonu, ne z každého kola.
- Mercedes-Benz a Bosch představily druhou generaci ABS v srpnu 1978, klíčová byla digitální řídicí jednotka.
- ABS má hlavně zachovat ovladatelnost vozu, brzdnou dráhu zkracuje jen na některých površích.
- Na sypkém štěrku naměřil americký úřad NHTSA dráhu delší o 27 až 28 procent.
- ESP z ABS vychází a od roku 1995 přidává data o natočení volantu a stáčení vozu.
Předchůdci v železnici a letectví
Protiskluzové systémy existovaly v letectví a na železnici dřív než v silničních vozech. Uvádí to i sám Mercedes-Benz, který zmiňuje letadlový systém a železniční ochranu značky Knorr. Automobil tak přebíral nápad, který se osvědčil jinde, a musel ho přizpůsobit menším a levnějším součástem.
Wessel a patent z roku 1928
Karl Wessel dostal v roce 1928 patent na regulátor brzdné síly pro auta. Podle Bosche i Mercedesu zůstal jen na papíře a nikdy se nezačal vyrábět.
Dunlop Maxaret v letadlech
Za první široce používaný systém tohoto druhu se označuje Dunlop Maxaret z počátku padesátých let. Byl čistě mechanický: setrvačník se při náhlém zpomalení kola začal oproti hřídeli „předbíhat“, sepnul spínač a elektromagnet přestavil ventil podtlakového posilovače tak, aby tlak v brzdě klesl. Používaly ho například Avro Vulcan, Handley Page Victor nebo Vickers Viscount. Ubylo také prasklých pneumatik a plošek vybroušených zablokovaným kolem.
Jensen FF: protiblokovací brzdy dřív, než přišla elektronika
V říjnu 1965 ukázal Jensen na výstavě Earls Court prototyp CV8 FF, první sériový kus byl zaregistrován v září 1966. FF znamená Ferguson Formula, čtyřkolový pohon licencovaný od firmy Harry Ferguson Research. Na brzdách pracoval letecký Maxaret upravený pro silnici. Jeho hřídel se otáčela podle středového diferenciálu pohonu, takže neměřila otáčky každého kola zvlášť.
Cesta k sérii: Teldix, digitální jednotka a rok 1978
Daimler-Benz spolupracoval od roku 1966 s heidelberskou firmou Teldix, kterou později převzal Bosch. V roce 1970 předvedl v Untertürkheimu analogový systém Anti-Bloc. Analogová elektronika byla složitá a poruchová, proto se vývoj obrátil k digitální technice.
Mezi 22. a 25. srpnem 1978 pak Mercedes-Benz a Bosch na témže místě představily druhou generaci. Bosch dodal první plně digitální řídicí jednotku, která vyhodnocovala data ze snímačů a během milisekund vysílala pulzy do elektromagnetických ventilů brzd. Od prosince 1978 se ABS dalo objednat u třídy S (řada W116) jako příplatková výbava.
Kdo byl první, záleží na definici
Sériový vůz s protiblokovací brzdou se prodával už před rokem 1978, byl jím Jensen FF s mechanickým systémem. Mercedes a Bosch uvádějí „světovou premiéru“ pro čtyřkolový elektronický systém s digitální jednotkou, a to je přesně vymezený nárok.
| Rok | Událost | Povaha systému |
|---|---|---|
| 1928 | Patent Karla Wessela | jen patent, nikdy nevyrobeno |
| počátek 50. let | Dunlop Maxaret v letadlech | mechanický, setrvačník a podtlak |
| 1965 až 1966 | Jensen FF, prototyp a první sériový vůz | mechanický Maxaret |
| 1970 | Systém Mercedes-Benz/Teldix v Untertürkheimu | analogová elektronika |
| 1978 | Druhá generace ABS, třída S W116 | digitální řídicí jednotka |
| 1995 | První sériové ESP ve třídě S | ABS plus snímání stáčení vozu |
Jak ABS funguje
Řídicí jednotka sleduje změnu otáček každého kola a když kolo hrozí zablokovat, sníží v jeho brzdě tlak. Kolo se znovu roztočí, tlak se vrátí a cyklus se při plném brzdění opakuje několikrát za sekundu. Snímače byly na předních kolech a na zadní nápravě, k nim patřily řídicí a hydraulická jednotka.
Snímače otáček
Důležité nejsou samotné otáčky, ale jejich prudké zpomalení, které signalizuje blížící se zablokování. Snímače musí podle Mercedesu zaznamenat zpomalení i zrychlení přesně také v zatáčce a ve špinavém prostředí.
Modulace tlaku
Hydraulická jednotka má elektromagnetické ventily, které umějí tlak v brzdě udržet, snížit nebo zvýšit. Moderní systémy mají samostatný kanál pro každé kolo. Smyslem je držet kolo těsně pod hranicí zablokování, kde se ještě odvaluje.
Proč ABS nezkracuje brzdnou dráhu vždy
Hlavním cílem ABS je zachovat ovladatelnost a stabilitu vozu při plném brzdění, zkrácení dráhy je výsledek jen na některých površích. Americký úřad NHTSA zkoušel v letech 1988 až 1991 čtrnáct vozidel, každé s aktivním i vypnutým ABS. V 494 zkouškách přímého brzdění na stejnorodém povrchu nedošlo s ABS ani jednou ke smyku vozu.
| Povrch | Změna mediánu brzdné dráhy s ABS |
|---|---|
| suchý beton | kratší o 5 procent |
| mokrý asfalt nebo beton | kratší o 14 procent |
| kluzká mokrá epoxidová vrstva | kratší o 10 procent |
| štěrk | delší o 28 procent |
Novější zkouška devíti sériových vozů z konce devadesátých let zjistila, že na většině povrchů je brzdění s ABS kratší, výjimkou je sypký štěrk, kde se dráha prodloužila průměrně o 27,2 procenta. Autoři vysvětlují příčinu tak, že kola zarývající se do štěrku vytvářejí větší brzdné síly než kola, která se odvalují, a že jde o kompromis konstrukce ABS.
Sníh
U sněhu uvádějí české zdroje stejný mechanismus: zablokované kolo tlačí před sebou hromádku sněhu, která vůz zpomaluje. Americká zpráva z roku 1994 ale píše, že není známo, zda by se sníh choval jako štěrk. Tvrzení o sněhu stojí na vysvětlení, ne na stejně pevných číslech.
Neznamená to, že je ABS horší: NHTSA uvádí, že zlepšuje stabilitu a zachovává řiditelnost. O dalším bezpečnostním prvku, který vznikal postupně, vypráví text o tom, proč airbag není polštář, ale pyrotechnika. Mechanickou stranu brzd popisuje text o tom, kdy stačí destičky a kdy i kotouče.
Od ABS k ESP
Bosch uvádí, že ESP z ABS vychází a že výzkum začal v roce 1983. ESP porovnává data z ABS s natočením volantu, stáčením vozu a příčným zrychlením. Poprvé se objevilo v roce 1995 ve třídě S Mercedesu-Benz.
| Systém | Co sleduje | Co dělá |
|---|---|---|
| ABS | otáčky jednotlivých kol při brzdění | brání zablokování kol |
| ESP | otáčky kol, natočení volantu, stáčení vozu, příčné zrychlení | zasahuje v kritických situacích automaticky |
Rozdíl mezi nápadem, patentem a sériovou výbavou řeší text o tom, co Volvo opravdu vynalezlo u tříbodového pásu. Na pneumatiku, jejíž přilnavost ABS využívá, se zaměřuje text o tom, kdo vynalezl pneumatiku.
Šest tvrzení o ABS, která neplatí
- Že ABS vždy zkracuje brzdnou dráhu. Na suchém betonu je zkrácení malé, na mokru větší a na štěrku zkoušky naměřily delší dráhu.
- Že ABS vynalezl Bosch v roce 1978. Bosch dodal digitální jednotku, ale patent z roku 1928, letadlové Maxarety i Jensen FF jsou starší.
- Že Jensen FF měl ABS jako dnešní auta. Měl mechanický Maxaret řízený z pohonu, ne snímače u každého kola.
- Že ABS vzniklo pro auta. Protiskluzové systémy existovaly v letectví a na železnici dřív.
- Že ABS přidává přilnavost. Využívá přilnavost, kterou pneumatika na daném povrchu má.
- Že ESP je jiný název pro ABS. ESP z ABS vychází, ale navíc sleduje natočení volantu a stáčení vozu.
Časté otázky
Kdo vynalezl ABS?
Jednoho vynálezce nemá. Karl Wessel dostal v roce 1928 patent na regulátor brzdné síly, který zůstal na papíře, Dunlop Maxaret jezdil v letadlech od počátku padesátých let a první sériový elektronický čtyřkolový systém s digitální jednotkou představily Mercedes-Benz a Bosch v srpnu 1978.
Který automobil měl ABS jako první?
Záleží na definici. Jensen FF s mechanickým systémem Maxaret byl poprvé ukázán na podzim 1965 a první sériový vůz je doložen v září 1966. Za první sériový vůz s elektronickým čtyřkolovým systémem se uvádí třída S Mercedesu-Benz řady W116, kterou bylo možné s ABS objednat od prosince 1978.
Jak ABS funguje?
Snímače měří otáčky kol, řídicí jednotka sleduje jejich zpomalení a když hrozí zablokování, hydraulická jednotka tlak v brzdě daného kola krátce sníží. Kolo se znovu roztočí, tlak se vrátí a cyklus se při plném brzdění opakuje několikrát za sekundu.
Zkracuje ABS vždy brzdnou dráhu?
Ne. Hlavním cílem je zachovat ovladatelnost. Americký úřad NHTSA naměřil ve zkouškách z let 1988 až 1991 u přímého brzdění zkrácení o medián 5 procent na suchém betonu a 14 procent na mokrém asfaltu nebo betonu, na štěrku ale prodloužení o 28 procent.
Proč je na štěrku brzdná dráha s ABS delší?
Zablokované kolo si na sypkém podkladu nahrne před pneumatiku klín štěrku a ten vůz dodatečně zpomaluje. ABS kolo odvalující se udržuje, takže se klín netvoří. Zkoušky NHTSA z konce devadesátých let daly na štěrku průměrné prodloužení o 27,2 procenta.
Je ESP totéž co ABS?
Není. ESP z ABS vychází a využívá jeho snímače otáček kol, ale přidává data o natočení volantu, stáčení vozu a příčném zrychlení. První sériové ESP přišlo v roce 1995 ve třídě S Mercedesu-Benz, vyvinul ho Bosch společně s Daimler-Benz.
Mělo ABS už letadlo dřív než auto?
Ano. Protiskluzové systémy existovaly v letectví a na železnici dřív než v osobních autech. Dunlop Maxaret se na počátku padesátých let rozšířil na britských letadlech, například u Vulcanu, Viktoru a Viscountu.
Co znamená zkratka ABS?
Je to zkratka anglického anti-lock braking system, česky protiblokovací brzdový systém. V němčině se říká Antiblockiersystem a Mercedes-Benz s firmou Teldix tak nazval už svůj analogový systém z roku 1970.
