Историята на ABS спирачките от самолети до автомобили

Антиблокиращите системи (ABS) са налични във всяка кола, продавана нова от повече от век, просто не винаги е била електронна или автоматична. В началото водачът трябваше да изпълнява функциите на ABS чрез многократно натискане на педала на спирачката, за да предотврати блокиране на колелата при рязко спиране. Отне десетилетия – и заобикаляне през авиационната индустрия – преди инженерите да измислят как да създадат сензори, които могат да предотвратят блокиране на колелата при спиране.

Германският инженер Карл Весел получава патент за автомобилен регулатор на спирачната сила през 1928 г., но така и не успява да въведе своя дизайн в производство. Въпреки че необходимостта от регулиране на хидравличното налягане, изпращано към колелата при силно спиране, беше очевидна, липсата на подходящи технологията в края на 20-те години на миналия век попречи на инженери като Wessel да разработят комерсиално жизнеспособна антиблокираща система (ABS) за автомобили. Поддържането му евтино би го направило твърде сложно; поддържането му просто би го направило твърде скъпо. Шофьорите продължаваха да излизат извън контрол като хокейни шайби, докато технологията узряваше.

ABS започна да се появява в самолети и във влакове, два вида превозни средства, които се нуждаеха от способността да спират без поднасяне, през 50-те години на миналия век. Базираната в Англия Dunlop изигра пионерска роля в разработването на технологията и нарече своята механична ABS система Maxaret. Функцията остава скъпа, но беше много по-лесно да се компенсират разходите й при изграждането на самолет в сравнение с производството на кола. Авиокомпаниите бяха отворени към идеята да плащат повече за модел, оборудван с Maxaret, тъй като функцията може да помогне те спестяват пари, като намаляват износването на гумите и дори им помагат да правят повече пари, като позволяват на самолетите да носят повече тегло.

„В резултат на тестовете е изчислено, че допустимото експлоатационно тегло на конкретен съвременен пътнически транспорт, оборудван с Maxaret може да се увеличи с до 15%, цифра, представляваща около осем пътника“, оптимистично пише списание Flight през 1953 г.

Британският автомобилен производител Jensen дърпа пръст върху пулса на авиационната индустрия. Неговите инженери решават да направят спортна кола, оборудвана с ABS технология, след като наблюдават как тежки самолети, оборудвани с Maxaret, безопасно спират на шокиращо къси писти. The FF който Jensen представи през 1966 г., се открои като първия сериен автомобил, направен с ABS, и дори дойде с постоянно задвижване на четирите колела, но това не беше масово произвеждан модел, на който всеки можеше да се наслади. Това беше скъпо купе с малък обем, продавано само на няколко пазара. Дженсън е направил около 320 екземпляра от FF до 1970 г.

FF използва специфична за автомобила еволюция на технологията Maxaret на Dunlop. Въпреки че моделът Jensen никога не е бил официално продаван в Съединените щати, американските производители на автомобили чуха за него и създадоха партньорства с доставчици, за да осигурят ABS на техните по-скъпи автомобили толкова бързо, колкото възможен. Ford разработи система, наречена Sure-Track с Kelsey-Hayes, и я пусна през средата на 1969 г. на Thunderbird, както и на Lincoln Continental Mark III. AC Electronics помогна на General Motors да разработи Track Master, който беше наличен в Cadillac Eldorado, и True Track, който Oldsmobile предлагаше на Vista Cruiser (да, като тази на Ерик Форман) и Торонадо. И двете системи са въведени през 1970 г.

Трите гореспоменати системи действаха само на задните колела, защото те бяха по-склонни да блокират от предните. На пръв поглед този аргумент има смисъл: тежестта се премества към предната част на автомобила при силно спиране, така че има по-малко маса над задната ос. Въпреки това предните колела – които осигуряват по-голямата част от спирачната сила – остават на милостта на физиката. Те все още можеха да блокират, когато водачът натисна педала на спирачката до метал, което правеше колата неуправляема, особено на мокри или заледени пътища.

Следващият пробив в ABS технологията не идва от Mercedes-Benz, както мнозина твърдят, а донякъде изненадващо от Chrysler. Базираният в Детройт автомобилен производител се обедини с Bendix, за да разработи електронна ABS система за четири колела, наречена Four-Wheel Sure Brake, която е по-тясно свързана със системата, монтирана на всяка кола, камион, и SUV продаден нов 2019г.

Крайслер сияеше от гордост. Той нарече своята система против поднасяне Sure Brake „първата компютърно управлявана спирачна система против поднасяне на четирите колела, предлагана на американски автомобил“. Това не спря дотук; той твърди, че Sure Brake разчита на технологията на „компютъра от космическата ера“, за да държи колата насочена в правилната посока при силно спиране. Функцията стана достъпна срещу допълнително заплащане на 19-футовия дълъг Империал, водещият модел на Chrysler, за моделната 1971 година.

Напредъкът в областта на електрониката направи Sure Brake значително по-напреднал от Maxaret. Системата разчита на данни, предоставени от малка предавка, свързана с всяко колело. Сензори измерват скоростта на въртене на зъбното колело чрез преброяване на зъбите му и преобразуват тази информация в електронни импулси, изпратени до компютър, който е малко по-малък от кутия за обувки. Компютърът прекъсна хидравличното налягане, когато установи, че колелото е на път да блокира (колелото се забави, преди да блокира) и изпрати отново налягане част от секундата по-късно, за да продължи да спира колата. Този цикъл имаше същия ефект като натискането на спирачките, но се случваше до четири пъти в секунда, което беше по-бързо, отколкото човек можеше да управлява.

Sure Brake измерва скоростта на всяко колело независимо, така че Imperial можеше да спре безопасно, дори ако две от колелата му бяха върху лед. Chrysler вгради син индикатор с надпис Sure Brake в арматурното табло, за да помогне на водачите да разберат системата. Индикаторът свети, когато системата е активна, и остава включен, за да покаже проблем. Фирмата подчерта, че системата е безпроблемна, така че огромният Imperial ще спре нормално, ако Sure Brake се изключи по някаква причина.

Four-Wheel Sure Brake беше изключително новаторски и съответно скъп. През 1971 г. Chrysler Imperial имаше базова цена от $6 044 (около $38 000 през 2019 г.). През същата година Chrysler таксува $351,50 (приблизително $2200 през 2019 г.) за Four-Wheel Sure Brake. За да добавите контекст, AM/FM стерео с осем песни струва $419,70, докато затъмнените стъкла добавят $58,45, цифри, които представляват съответно $2500 и $370. Инженерите изпитаха системата с почти суеверно страхопочитание, но купувачите на Imperial искаха лукс от старата школа, не е авангардна технология и мнозина отказаха да плащат допълнително за това, което смятаха за безполезно, прекалено сложно gizmo. Chrysler се отказа от функцията през 1973 г.

Най-общо казано, шофьорите не приемаха предимствата на ABS технологията до 1980-те години. Дори тогава системите си оставаха скъпи и отне още няколко години, за да проникнат в царството на икономичните автомобили. През 90-те години на миналия век беше нещо обичайно да се видят автомобили, гордо носещи емблема на ABS на капака на багажника, и с право. Chrysler таксува купувачите на LeBaron $954 (приблизително $2000 през 2019 г.) за дискови спирачки на четирите колела с ABS през 1989 г. Не всеки би могъл да си позволи да постави отметка в квадратче за $2000 в лист за поръчка.

От друга страна, Mercedes-Benz направи технологията стандартна за всички свои автомобили, от началното ниво 190 до могъщата S-класа, започваща през 1984г. Това решение представляваше изненадващо количество далновидност. Европейските служители направиха ABS задължителен за всички нови автомобили през 2004 г. Функцията се изисква – заедно с електронния контрол на стабилността – от 2013 г. на леки автомобили и камиони, продавани в Съединените щати.

През 2019 г. всеки автомобил, независимо от пазарния сегмент, цена или стил на купето, е разработен с мисъл за ABS от самото начало. Съвременните ABS системи са значително по-усъвършенствани от Maxaret или Four-Wheel Sure Brake, но изпълняват същата основна функция. Bosch, компанията, която помогна на Mercedes да разработи и пусне първата си производствена ABS система през 1978 г., обясни ABS също така служи като основа за дълъг списък от електронни помощни средства за шофиране, които са или общи, или задължителни за всички нови автомобили.

„Добавихме допълнителни функции, като контрол на стабилността, адаптивен круиз контрол и асистент за задържане по наклон, но всичко все още по някакъв начин се базира на ABS технология. Автоматичното аварийно спиране също се нуждае от него. Технологията също така поддържа функцията за регенеративно спиране в хибридни превозни средства. Този път води нагоре към развитието на високо автоматизирано шофиране функции“, каза Майкъл Кунц, вицепрезидент по инженерна безопасност на Bosch Северна Америка, пред Digital Trends.

Препоръки на редакторите

• Задвижваният от машинно обучение радар на Aptiv вижда дори това, което вие не виждате
• Нов алгоритъм за самоуправляваща се кола ви предпазва, като постоянно предсказва гибел
• Платформата Qualcomm Ride има за цел да направи самоуправляващите се автомобили по-лесни
• Неуспех за звеното за автономни автомобили на GM, тъй като забавя пускането на услугата робо-такси
• Робо-такситата на Lyft са направили повече от 50 000 пътувания в Лас Вегас