V tomto blogovom príspevku sa pozrieme na princípy a úlohu systému ABS – základného bezpečnostného prvku v automobiloch – a prečo je to taká dôležitá technológia pre všetky vozidlá.
Vodiči zvyčajne používajú nožnú brzdu a parkovaciu brzdu. Existuje však brzdový systém, ktorý funguje bez priameho zásahu vodiča – rovnako ako tieto brzdy. Týmto systémom je ABS. Prečo by malo auto mať takýto brzdový systém, ak ho vodič ani priamo neobsluhuje? Najprv sa pozrime, čo je ABS.
Začnime s ESC, termínom, ktorý vám je pravdepodobne známejší ako ABS. ESC je skratka pre Electronic Stability Control (elektronická kontrola stability). Táto technológia je systém riadenia stability vozidla vyvinutý na základe ABS a slúži na stabilizáciu vozidla, keď začne šmýkať alebo stratí kontrolu. Inými slovami, ABS je jednou z hlavných technológií, ktoré tvoria ESC.
Ako už názov napovedá, tieto systémy elektronicky riadia pohyb vozidla na základe údajov zhromaždených z rôznych senzorov nainštalovaných vo vozidle. Možno ich opísať ako bezpečnostné zariadenia, ktoré pomáhajú stabilizovať vozidlo v náhlych situáciách, keď je pre vodiča ťažké reagovať pokojne, alebo v momentoch príliš krátkych na to, aby človek zareagoval.
Teraz sa bližšie pozrime na ABS. ABS je skratka pre Protiblokovací brzdový systém, čo je brzdový systém určený na zabránenie zablokovaniu kolies. Prečo však musia brzdy zabrániť zablokovaniu kolies? Aby sme to pochopili, musíme najprv pochopiť, čo je „zablokovanie kolies“.
Zablokovanie kolies, ako už samotný termín napovedá, označuje situáciu, keď sa kolesá prestanú otáčať, ale auto sa naďalej šmýka v dôsledku zotrvačnosti. V tomto stave, aj keď vodič otočí volantom, auto sa nepohne požadovaným smerom. Možno ste už videli scény vo filmoch, kde auto idúce vysokou rýchlosťou prudko zabrzdí a bez ohľadu na to, ako veľmi vodič otočí volantom, nezmení smer a jednoducho sa naďalej šmýka. Presne to je zablokovanie kolies.
Prečo je teda tento jav nebezpečný?
Keď sa kolesá zablokujú, auto nemôže zmeniť smer. Predpokladajme napríklad, že sa pred vozidlom náhle objaví prekážka, zatiaľ čo sa šmykne. Vodič otočí volantom, aby sa prekážke vyhol, ale ak sú kolesá zablokované, vozidlo sa nepohne požadovaným smerom. Ak vozidlo nedokáže správne spomaliť ani po zabrzdení a nedokáže zmeniť smer ani po otočení volantu, vzniká veľmi nebezpečná situácia.
V skutočnosti k mnohým dopravným nehodám dochádza preto, že vozidlá nedokážu dostatočne spomaliť alebo sa vyhnúť prekážkam. Preto, ak vozidlo dokáže riadiť aj počas brzdenia, pravdepodobnosť, že sa vyhne zrážke, sa výrazne zvyšuje. Technológia vyvinutá na riešenie tohto problému je ABS.
Pred skúmaním toho, ako ABS pomáha vozidlu udržiavať smer, je potrebné najprv pochopiť rozdiel medzi odvaľovaním sa a prešmykovaním kolesa.
Keď povieme, že auto „jazdí“, znamená to, že kolesá sa normálne otáčajú. Existujú dva hlavné spôsoby, akými sa okrúhly predmet, napríklad koleso, pohybuje po zemi: jeden sa kotúľa a druhý sa šmýka.
V stave valivého pohybu sa koleso a zem pri pohybe do seba zapájajú. Jednoducho povedané, princíp je podobný ako u kruhového ozubeného kolesa a rovného ozubeného kolesa, ktoré do seba zasahujú a otáčajú sa. Naproti tomu klzný stav je podobný tomu, ako keby jeden predmet škriabal o druhý bez toho, aby do seba správne zapadával.
Rozdiel medzi týmito dvoma stavmi je kľúčový, pretože určuje, či je možné auto ovládať alebo nie.
Predstavme si situáciu, keď auto uviazlo v blate. Bez ohľadu na to, ako silno stlačíte plynový pedál, motor bude stále hlasnejší, ale auto sa nepohne dopredu. Kolesá sa jednoducho rýchlo otáčajú a rozstrekujú blato všade naokolo. Presne to znamená, keď kolesá prešmykujú.
Ako je tu znázornené, keď sa kolesá voľne otáčajú, auto sa nemôže pohybovať dopredu bez ohľadu na to, aký výkon motora použijete. Je to preto, že auto môže získať hybnosť vpred iba vtedy, keď sa jeho kolesá pevne držia zeme. Ak kolesá nedokážu správne priľnúť k zemi a naďalej prešmykujú, výkon motora sa nedá preniesť do pohybu dopredu.
Kolesá sa môžu prešmykovať aj počas jazdy auta. Takéto situácie sú v skutočnosti viac spojené s dopravnými nehodami v reálnom svete.
Pre zjednodušenie vysvetlenia si uveďme extrémny príklad. Predpokladajme, že auto visí vo vzduchu, akoby vykonávalo skok na lyžiach. V tejto situácii, bez ohľadu na to, o koľko zvýšite výkon motora, aby sa kolesá otáčali rýchlejšie, auto nebude lietať rýchlejšie. Naopak, aj keď prudko zabrzdíte, kým je auto vo vzduchu, jeho rýchlosť letu sa nezníži. Pokiaľ kolesá nie sú v kontakte so zemou, pohyb auta sa nezmení bez ohľadu na to, ako veľmi zmeníte rýchlosť otáčania kolies.
Kolesá musia mať dobrý kontakt s vozovkou, aby prenášali pohonnú a brzdnú silu. Ak je však rýchlosť otáčania kolies v porovnaní s rýchlosťou vozidla nadmerne vysoká – alebo naopak príliš nízka – kolesá sa nemôžu správne prichytiť k vozovke a budú sa prešmykovať. To isté platí pre zatáčanie. V tomto stave sa vozidlo bez ohľadu na to, ako veľmi otočíte volantom, nepohne požadovaným smerom. Je to preto, že kolesá nemajú dobrý kontakt s vozovkou a jednoducho sa po nej kĺžu.
Stav, keď sa auto pohybuje dopredu, ale kolesá sa prešmykujú vzhľadom na povrch vozovky, sa nazýva zablokovanie kolies. V tomto stave, aj keď zmeníte rýchlosť otáčania kolies, nemôžete ovládať pohyb vozidla; preto hovoríme, že kolesá sú „zablokované“.
Tento jav sa nevyskytuje len v extrémnych situáciách, napríklad keď auto uviazne v blate. Môže sa ľahko vyskytnúť, keď je cesta čiastočne zľadovatená, na mokrých cestách s nízkou trakciou alebo v situáciách, keď sa rýchlosť otáčania kolesa prudko zmení v okamihu, napríklad pri núdzovom brzdení.
Predstavte si napríklad, že položíte činku na piesočnatú pláž a silno otočíte iba rukoväťou. Ak rukoväťou otočíte rýchlo, činka sa bude otáčať na mieste, akoby sa kĺzala, a nie kotúľala. Naopak, ak činku pred otočením pritlačíte k zemi, aby ste zabezpečili dostatočné trenie, bude sa kotúľať, a nie šmýkať.
Kolesá automobilov fungujú na rovnakom princípe. Na povrchu vozovky s nedostatočným trením, ak hnacia alebo brzdná sila prenášaná na kolesá prekročí limit, ktorý povrch vozovky znesie, kolesá prekonajú trenie a začnú prešmykovať. Je to podobné ako v príklade s prevodom, ktorý bol vysvetlený vyššie, kde na jeden prevodový stupeň pôsobí príliš veľká sila, čo bráni jeho správnemu záberu a spôsobuje jeho prešmykovanie.
Napríklad na ceste s nízkym trením – ako je mokrá cesta – ak prudko zrýchlite alebo zabrzdíte, kolesá sa rýchlo prešmyknú bez toho, aby sa správne priľnuli k povrchu vozovky. V tomto stave, aj keď sa kolesá dotýkajú zeme, vozidlo sa nedá správne ovládať, akoby sa vznášalo vo vzduchu.
Nakoniec, nebezpečná situácia opísaná vyššie nastáva, pretože kolesá sa prešmykujú, čo znemožňuje zmenu smeru. ABS je systém navrhnutý tak, aby zabránil zablokovaniu kolies a zabezpečil tak, aby vozidlo zostalo ovládateľné.
Princíp fungovania systému ABS je nasledovný: Každé koleso je vybavené snímačom, ktorý meria rýchlosť otáčania, a riadiaca jednotka pomocou týchto informácií v reálnom čase určí, či sa koleso otáča normálne alebo prešmykuje.
Ak sa konkrétne koleso začne prešmykovať, riadiaca jednotka veľmi rýchlo zopakuje proces krátkodobého zníženia a následného zvýšenia brzdného tlaku na danom kolese. Tým sa zabráni úplnému zablokovaniu kolesa a umožní sa jeho obnovenie.
Predpokladajme napríklad, že vodič v núdzovej situácii prudko zabrzdí. Pri konvenčnom brzdovom systéme by sa kolesá zablokovali, čím by sa zvýšila pravdepodobnosť šmyku vozidla. Systém ABS však automaticky a jemne upravuje brzdný tlak – aj keď vodič naďalej silno brzdí – aby zabránil úplnému zablokovaniu kolies. Vďaka tomu si vozidlo zachováva brzdnú silu a zároveň zostáva ovládateľné, čo zvyšuje pravdepodobnosť vyhýbania sa prekážkam.
Tento regulačný proces sa opakuje počas veľmi krátkeho časového obdobia. V moderných vozidlách, v závislosti od modelu a systému, ABS upravuje brzdný tlak desiatkykrát za sekundu alebo aj častejšie a vodiči to môžu pociťovať ako vibrácie brzdového pedálu.
ABS je preto kľúčovým bezpečnostným prvkom, ktorý zabraňuje zablokovaniu kolies a znižuje počet situácií, keď vozidlo stratí kontrolu nad vozidlom. V dôsledku toho je teraz inštalovaný ako štandardný bezpečnostný prvok vo väčšine osobných a úžitkových vozidiel a v mnohých krajinách – vrátane Južnej Kórey – sa ABS stal fakticky povinným bezpečnostným vybavením podľa bezpečnostných noriem pre automobily.
ABS je jednou z popredných pokročilých bezpečnostných technológií používaných v automobiloch. Zatiaľ čo pre ľudí je ťažké okamžite robiť presné rozhodnutia v náhlych nebezpečných situáciách, ABS pomáha vodičovi pri manévroch a pomáha vozidlu pohybovať sa stabilnejšie. Toto je ukážkový príklad toho, ako sa technológia vyvinula nie preto, aby nahradila ľudí, ale aby kompenzovala ľudské obmedzenia.
Samozrejme, bez ohľadu na to, aká pokročilá je technológia, nemôže úplne eliminovať všetky riziká. Keďže senzory a elektronické riadiace jednotky sú mechanické zariadenia, vždy existuje možnosť poruchy. Okrem toho je ABS iba pomocný systém určený na pomoc pri brzdení a riadení; nie je to zariadenie schopné poskytovať výkon, ktorý presahuje fyzické limity. Vodiči si preto musia vždy udržiavať dostatočnú vzdialenosť od vozidla a jazdiť rýchlosťou primeranou podmienkam na vozovke. Je dôležité vnímať ABS ako pomôcku pre bezpečnú jazdu, a nie mu vkladať nadmernú dôveru.
Vodiči by nemali predpokladať, že nainštalovaný systém ABS im zaručuje, že sa vyhnú nehodám v každej situácii. Najmä na povrchoch s veľmi nízkym trením – ako sú zľadovatené alebo zasnežené cesty – môže byť brzdná dráha dlhšia, aj keď je systém ABS aktivovaný. Avšak aj v týchto situáciách zohráva ABS kľúčovú úlohu tým, že zabraňuje zablokovaniu kolies a pomáha udržiavať kontrolu nad riadením, čím zvyšuje schopnosť vodiča vyhnúť sa prekážkam.
Automobilová technológia sa bude naďalej zlepšovať. Bez ohľadu na to, aká pokročilá môže byť bezpečnostná technológia, najdôležitejším bezpečnostným opatrením sú správne jazdné návyky vodiča. Je dôležité mať na pamäti, že ABS nie je systém, ktorý nahrádza vodiča, ale skôr spoľahlivý asistent, ktorý chráni bezpečnosť vodiča v nebezpečných chvíľach.
