V tomto blogovém příspěvku se jednoduše podíváme na principy a roli ABS – základního bezpečnostního prvku v automobilech – a proč je to tak důležitá technologie pro všechna vozidla.
Řidiči obvykle používají nožní brzdu a parkovací brzdu. Existuje však brzdový systém, který funguje bez přímého zásahu řidiče – stejně jako tyto brzdy. Tímto systémem je ABS. Proč by auto mělo takový brzdový systém, když ho řidič ani přímo neovládá? Nejprve se podívejme, co je ABS.
Začněme s ESC, termínem, který vám je pravděpodobně bližší než ABS. ESC je zkratka pro Electronic Stability Control (elektronický stabilizační systém). Tato technologie je systém řízení stability vozidla vyvinutý na základě ABS a slouží ke stabilizaci vozidla, když začne smykat nebo ztrácet kontrolu. Jinými slovy, ABS je jednou z klíčových technologií, které tvoří ESC.
Jak název napovídá, tyto systémy elektronicky řídí pohyb vozidla na základě dat shromážděných z různých senzorů instalovaných ve vozidle. Lze je popsat jako bezpečnostní zařízení, která pomáhají stabilizovat vozidlo v náhlých situacích, kdy je pro řidiče obtížné reagovat klidně, nebo v okamžicích příliš krátkých na to, aby na ně člověk dokázal reagovat.
Nyní se blíže podívejme na ABS. ABS je zkratka pro protiblokovací brzdový systém, což je brzdový systém navržený tak, aby zabránil zablokování kol. Proč ale brzdy musí zabránit zablokování kol? Abychom to pochopili, musíme nejprve pochopit, co to „zablokování kol“ je.
Zablokování kol, jak už název napovídá, označuje situaci, kdy se kola přestanou otáčet, ale auto se v důsledku setrvačnosti nadále smyká. V tomto stavu se auto, i když řidič otočí volantem, nepohne požadovaným směrem. Možná jste viděli scény ve filmech, kde auto jedoucí vysokou rychlostí prudce brzdí a bez ohledu na to, jak moc řidič otočí volantem, nezmění směr a jednoduše se stále smyká. Přesně to je zablokování kol.
Proč je tedy tento jev nebezpečný?
Když se kola zablokují, auto nemůže změnit směr. Předpokládejme například, že se před vozidlem náhle objeví překážka, zatímco vozidlo jede ve smyku. Řidič otočí volantem, aby se překážce vyhnul, ale pokud jsou kola zablokovaná, vozidlo se nepohne požadovaným směrem. Pokud vozidlo nedokáže správně zpomalit ani při brzdění a nemůže změnit směr ani při otočení volantu, vzniká velmi nebezpečná situace.
Ve skutečnosti k mnoha dopravním nehodám dochází proto, že vozidla nedokážou dostatečně zpomalit nebo se vyhnout překážkám. Pokud tedy vozidlo dokáže řídit i při brzdění, výrazně se zvyšuje pravděpodobnost, že se srážce vyhne. Technologie vyvinutá k řešení tohoto problému je ABS.
Než se podíváme na to, jak ABS pomáhá vozidlu udržovat směr, je nutné nejprve pochopit rozdíl mezi odvalováním a prokluzováním kol.
Když říkáme, že auto „jede“, znamená to, že se kola normálně otáčejí. Kulatý předmět, například kolo, se po zemi pohybuje dvěma hlavními způsoby: jedním je odvalování a druhým je klouzavý pohyb.
V odvalovacím stavu se kolo a terén při pohybu do sebe zasahují. Jednoduše řečeno, princip je podobný jako u kruhového a přímého ozubeného kola, které do sebe zasahují a otáčejí se. Naproti tomu kluzný stav je podobný tomu, jako když jeden objekt škrábe o druhý, aniž by do sebe správně zasahoval.
Rozdíl mezi těmito dvěma stavy je zásadní, protože určuje, zda lze auto ovládat, či nikoli.
Představme si situaci, kdy auto uvízlo v bahně. Ať sešlápnete plynový pedál sebevíc, motor bude hlasitější, ale auto se nepohne dopředu. Kola se jen rychle otáčejí a rozstřikují bláto všude kolem. Přesně to znamená, když kola prokluzují.
Jak je zde znázorněno, když se kola volně otáčejí, auto se nemůže pohybovat vpřed bez ohledu na to, jak velký výkon motoru vyvinete. Je to proto, že auto může nabrat hybnost vpřed pouze tehdy, když se jeho kola pevně drží země. Pokud kola nedokážou správně držet zem a nadále prokluzují, výkon motoru nelze přenést do pohybu vpřed.
Kola mohou prokluzovat i za jízdy. Takové situace jsou ve skutečnosti více spjaty s reálnými dopravními nehodami.
Pro zjednodušení vysvětlení uvažujme extrémní příklad. Předpokládejme, že auto se vznáší ve vzduchu, jako by provádělo skok na lyžích. V této situaci, bez ohledu na to, jak moc zvýšíte výkon motoru, aby se kola otáčela rychleji, auto nepoletí o nic rychleji. Naopak, i když prudce zabrzdíte, když je auto ve vzduchu, jeho letová rychlost se nesníží. Dokud se kola nedotýkají země, pohyb auta se nezmění, bez ohledu na to, jak moc změníte rychlost otáčení kol.
Kola se musí správně přilnat k zemi, aby mohla přenášet hnací a brzdnou sílu. Pokud je však rychlost otáčení kol v porovnání s rychlostí vozidla příliš vysoká – nebo naopak příliš pomalá – kola se nemohou správně přilnat k zemi a budou prokluzovat. Totéž platí pro zatáčení. V tomto stavu se vozidlo nepohne požadovaným směrem bez ohledu na to, jak moc otočíte volantem. Je to proto, že kola se správně nepřilnají k povrchu vozovky a jednoduše se po něm kloužou.
Stav, kdy se vůz pohybuje vpřed, ale kola prokluzují vzhledem k povrchu vozovky, se nazývá zablokování kol. V tomto stavu, i když změníte rychlost otáčení kol, nemůžete ovládat pohyb vozidla; proto říkáme, že kola jsou „zablokovaná“.
K tomuto jevu nedochází pouze v extrémních situacích, například když auto uvízne v blátě. Může k němu snadno dojít, když je silnice částečně zledovatělá, na mokrých vozovkách s nízkou trakcí nebo v situacích, kdy se rychlost otáčení kola drasticky změní v okamžiku, například při nouzovém brzdění.
Představte si například, že položíte činku na písečnou pláž a silně otočíte pouze rukojetí. Pokud rukojetí otočíte rychle, činka se bude otáčet na místě, jako by se klouzala, nikoli kutálela. Naopak, pokud činku před otáčením přitlačíte k zemi, abyste zajistili dostatečné tření, bude se kutálet, nikoli klouzat.
Kola automobilů fungují na stejném principu. Na vozovce s nedostatečným třením, pokud hnací nebo brzdná síla přenášená na kola překročí limit, který vozovka zvládne, kola překonají tření a začnou prokluzovat. Je to podobné jako v dříve vysvětleném příkladu s převodem, kde na jeden převod působí příliš velká síla, což brání jeho správnému záběru a způsobuje prokluzování.
Například na vozovce s nízkým třením – jako je mokrá vozovka – pokud prudce zrychlíte nebo zabrzdíte, kola rychle proklouznou, aniž by se správně přizpůsobila povrchu vozovky. V tomto stavu, i když se kola dotýkají země, nelze vozidlo správně ovládat, jako by se vznášelo ve vzduchu.
K výše popsané nebezpečné situaci nakonec dochází, protože kola prokluzují, což znemožňuje změnu směru. ABS je systém navržený tak, aby zabránil zablokování kol a zajistil tak, že vozidlo zůstane ovladatelné.
Princip fungování ABS je následující: Každé kolo je vybaveno senzorem, který měří rychlost otáčení, a řídicí jednotka na základě těchto informací v reálném čase určuje, zda se kolo odvaluje normálně, nebo prokluzuje.
Pokud určité kolo začne prokluzovat, řídicí jednotka velmi rychle zopakuje proces krátkého snížení a následného zvýšení brzdného tlaku na daném kole. Tím se zabrání úplnému zablokování kola a umožní se jeho obnovení.
Předpokládejme například, že řidič v nouzové situaci prudce zabrzdí. S konvenčním brzdovým systémem by se kola zablokovala, což by vedlo k vysoké pravděpodobnosti smyku vozidla. Systém ABS však automaticky a jemně upravuje brzdný tlak – i když řidič nadále silně brzdí – aby zabránil úplnému zablokování kol. Výsledkem je, že vozidlo si zachovává brzdnou sílu a zároveň zůstává řiditelné, což zvyšuje pravděpodobnost vyhnutí se překážkám.
Tento regulační proces se opakuje po velmi krátkou dobu. V moderních vozidlech, v závislosti na modelu a systému, ABS upravuje brzdný tlak desítkykrát za sekundu nebo i častěji, což řidiči mohou pociťovat jako vibrace brzdového pedálu.
ABS je proto klíčovým bezpečnostním prvkem, který zabraňuje zablokování kol a snižuje počet situací, kdy vozidlo ztratí kontrolu. V důsledku toho je nyní standardním bezpečnostním prvkem ve většině osobních i užitkových vozidel a v mnoha zemích – včetně Jižní Koreje – se ABS fakticky stalo povinným bezpečnostním vybavením v rámci bezpečnostních norem pro automobily.
ABS je jednou z předních pokročilých bezpečnostních technologií používaných v automobilech. I když je pro lidi obtížné okamžitě a přesně se rozhodovat v náhlých nebezpečných situacích, ABS pomáhá řidiči při manévrech a pomáhá vozidlu pohybovat se stabilněji. Toto je ukázkový příklad toho, jak se technologie vyvinula nikoli proto, aby nahradila člověka, ale proto, aby kompenzovala lidská omezení.
Samozřejmě, bez ohledu na to, jak pokročilá je technologie, nemůže zcela eliminovat všechna rizika. Vzhledem k tomu, že senzory a elektronické řídicí jednotky jsou mechanická zařízení, vždy existuje možnost selhání. ABS je koneckonců pouze pomocný systém určený k podpoře brzdění a řízení; není to zařízení schopné poskytovat výkon, který překračuje fyzikální limity. Řidiči proto musí vždy dodržovat dostatečnou vzdálenost od vozidla a jet rychlostí odpovídající stavu vozovky. Je důležité vnímat ABS jako pomůcku pro bezpečnou jízdu, spíše než v něj přehnaně důvěřovat.
Řidiči by se neměli domnívat, že nainstalovaný systém ABS zaručuje, že se nehodám vyhnou v každé situaci. Zejména na površích s velmi nízkým třením – jako jsou zledovatělé nebo zasněžené silnice – může být brzdná dráha i při aktivaci systému ABS delší. I v těchto situacích však ABS hraje klíčovou roli tím, že zabraňuje zablokování kol a pomáhá udržovat kontrolu nad řízením, čímž zvyšuje schopnost řidiče vyhýbat se překážkám.
Automobilová technologie se bude i nadále vyvíjet. Nicméně bez ohledu na to, jak pokročilá může být bezpečnostní technologie, nejdůležitějším bezpečnostním opatřením jsou správné jízdní návyky samotného řidiče. Je důležité si uvědomit, že ABS není systém, který řidiče nahrazuje, ale spíše spolehlivý asistent, který chrání řidičovu bezpečnost v nebezpečných okamžicích.
