Η ιστορία των φρένων ABS από τα αεροπλάνα στα αυτοκίνητα

Τα συστήματα αντιμπλοκαρίσματος (ABS) είναι διαθέσιμα σε κάθε αυτοκίνητο που πωλείται καινούργιο για περισσότερο από έναν αιώνα, απλώς δεν ήταν πάντα ηλεκτρονικό ή αυτόματο. Από νωρίς, ο οδηγός έπρεπε να εκτελεί καθήκοντα ABS αντλώντας επανειλημμένα το πεντάλ του φρένου για να αποτρέψει το μπλοκάρισμα των τροχών υπό ισχυρό φρενάρισμα. Χρειάστηκαν δεκαετίες –και μια παράκαμψη μέσω της αεροπορικής βιομηχανίας– προτού οι μηχανικοί καταλάβουν πώς να κατασκευάσουν αισθητήρες που θα μπορούσαν να αποτρέψουν το μπλοκάρισμα των τροχών στο φρενάρισμα.

Ο Γερμανός μηχανικός Karl Wessel έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για έναν ρυθμιστή δύναμης πέδησης αυτοκινήτου το 1928, αλλά ποτέ δεν κατάφερε να φέρει το σχέδιό του στην παραγωγή. Ενώ η ανάγκη ρύθμισης της υδραυλικής πίεσης που αποστέλλεται στους τροχούς υπό ισχυρό φρενάρισμα ήταν προφανής, η έλλειψη κατάλληλων Η τεχνολογία στα τέλη της δεκαετίας του 1920 εμπόδισε μηχανικούς όπως ο Wessel να αναπτύξουν ένα εμπορικά βιώσιμο σύστημα αντιμπλοκαρίσματος (ABS) για αυτοκίνητα. Η διατήρηση του φθηνού θα το έκανε πολύ περίπλοκο. κρατώντας το απλό θα το έκανε πολύ ακριβό. Οι αυτοκινητιστές συνέχισαν να γλιστρούν ανεξέλεγκτα σαν χόκεϊ ενώ η τεχνολογία ωρίμαζε.

Το ABS άρχισε να εμφανίζεται σε αεροπλάνα και τρένα, δύο τύποι οχημάτων που χρειάζονταν πολύ την ικανότητα να σταματούν χωρίς να ολισθαίνουν, κατά τη δεκαετία του 1950. Η Dunlop με έδρα την Αγγλία διαδραμάτισε πρωτοποριακό ρόλο στην ανάπτυξη της τεχνολογίας και ονόμασε το μηχανικό της σύστημα ABS Maxaret. Το χαρακτηριστικό παρέμεινε ακριβό, αλλά ήταν πολύ πιο εύκολο να αντισταθμιστεί το κόστος του κατά την κατασκευή ενός αεροπλάνου σε σύγκριση με την κατασκευή ενός αυτοκινήτου. Οι αεροπορικές εταιρείες ήταν ανοιχτές στην ιδέα να πληρώσουν περισσότερα για ένα μοντέλο εξοπλισμένο με Maxaret, επειδή η δυνατότητα θα μπορούσε να βοηθήσει εξοικονομούν χρήματα μειώνοντας τη φθορά των ελαστικών και τους βοηθούν να κερδίσουν περισσότερα χρήματα αφήνοντας τα αεροπλάνα να μεταφέρουν περισσότερα βάρος.

«Ως αποτέλεσμα δοκιμών, υπολογίστηκε ότι το επιτρεπόμενο βάρος λειτουργίας μιας συγκεκριμένης σύγχρονης μεταφοράς επιβατών εξοπλισμένη με Το Maxaret θα μπορούσε να αυξηθεί έως και 15%, ποσοστό που αντιπροσωπεύει περίπου οκτώ επιβάτες», έγραφε αισιόδοξα το περιοδικό Flight το 1953.

Η βρετανική αυτοκινητοβιομηχανία Jensen είχε το δάχτυλό της στον παλμό της αεροπορικής βιομηχανίας. Οι μηχανικοί της αποφάσισαν να κατασκευάσουν ένα σπορ αυτοκίνητο εξοπλισμένο με τεχνολογία ABS αφού παρακολούθησαν βαριά αεροπλάνα εξοπλισμένα με Maxaret να σταματούν με ασφάλεια σε συγκλονιστικά μικρούς διαδρόμους. ο FF που παρουσίασε ο Jensen το 1966 ξεχώρισε ως το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής που κατασκευάστηκε με ABS, και μάλιστα ήρθε με μόνιμη τετρακίνηση, αλλά δεν ήταν ένα μοντέλο μαζικής παραγωγής που θα μπορούσαν να απολαύσουν όλοι. Ήταν ένα ακριβό, μικρού όγκου κουπέ που πωλούνταν μόνο σε λίγες αγορές. Ο Jensen έκανε περίπου 320 παραδείγματα του FF μέχρι το 1970.

Το FF χρησιμοποίησε μια εξέλιξη της τεχνολογίας Maxaret της Dunlop για το αυτοκίνητο. Ενώ το μοντέλο Jensen δεν πωλήθηκε ποτέ επίσημα στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι αμερικανικές αυτοκινητοβιομηχανίες το άκουσαν και σφυρηλάτησαν συνεργασίες με προμηθευτές για να διαθέσουν το ABS στα πιο ακριβά αυτοκίνητά τους το συντομότερο δυνατό δυνατόν. Η Ford ανέπτυξε ένα σύστημα με το όνομα Sure-Track με την Kelsey-Hayes και το κυκλοφόρησε στα μισά του 1969 στο Thunderbird καθώς και στο Lincoln Continental Mark III. Η AC Electronics βοήθησε τη General Motors να αναπτύξει το Track Master, το οποίο ήταν διαθέσιμο στην Cadillac Eldorado και το True Track, το οποίο η Oldsmobile πρόσφερε στο Vista Cruiser (ναι, όπως του Έρικ Φόρμαν) και το Τορονάδο. Και τα δύο συστήματα εισήχθησαν το 1970.

Τα τρία προαναφερθέντα συστήματα δρούσαν μόνο στους πίσω τροχούς γιατί ήταν πιο πιθανό να μπλοκάρουν από τους μπροστινούς. Επιφανειακά, αυτό το επιχείρημα είχε νόημα: το βάρος μετακινείται στο μπροστινό μέρος του αυτοκινήτου υπό ισχυρό φρενάρισμα, επομένως υπάρχει λιγότερη μάζα στον πίσω άξονα. Ωστόσο, οι μπροστινοί τροχοί – που παρέχουν το μεγαλύτερο μέρος της δύναμης πέδησης – παρέμειναν στο έλεος της φυσικής. Θα μπορούσαν ακόμα να κλειδώσουν όταν ο οδηγός πολτοποιούσε το πεντάλ του φρένου στο μέταλλο, γεγονός που έκανε το αυτοκίνητο ακατευθυνόμενο, ειδικά σε βρεγμένους ή παγωμένους δρόμους.

Η επόμενη σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία ABS δεν ήρθε από τη Mercedes-Benz, όπως ισχυρίστηκαν πολλοί, αλλά κάπως εκπληκτικά από την Chrysler. Η αυτοκινητοβιομηχανία με έδρα το Ντιτρόιτ συνεργάστηκε με την Bendix για να αναπτύξει ένα τετρακίνητο, ηλεκτρονικό σύστημα ABS με το όνομα Four-Wheel Sure Brake που σχετίζεται πιο στενά με το σύστημα που τοποθετείται σε κάθε αυτοκίνητο. φορτηγό, και SUV πουλήθηκε καινούργιο το 2019.

Η Chrysler έλαμψε από περηφάνια. Ονόμασε το αντιολισθητικό σύστημα Sure Brake «το πρώτο αντιολισθητικό σύστημα πέδησης με τέσσερις τροχούς που λειτουργεί με υπολογιστή που προσφέρεται σε αμερικανικό αυτοκίνητο». Δεν σταμάτησε εκεί. Ισχυρίστηκε ότι η Sure Brake βασιζόταν στην τεχνολογία «υπολογιστή της διαστημικής εποχής» για να κρατήσει ένα αυτοκίνητο στραμμένο προς τη σωστή κατεύθυνση υπό ισχυρό φρενάρισμα. Η δυνατότητα έγινε διαθέσιμη με επιπλέον κόστος στο μήκος 19 ποδιών Αυτοκρατορικός, το κορυφαίο μοντέλο της Chrysler, για το μοντέλο του 1971.

Οι εξελίξεις στον τομέα των ηλεκτρονικών έκαναν το Sure Brake πολύ πιο προηγμένο από το Maxaret. Το σύστημα βασιζόταν σε δεδομένα που παρέχονται από ένα μικρό γρανάζι συνδεδεμένο σε κάθε τροχό. Οι αισθητήρες μέτρησαν την ταχύτητα περιστροφής του γραναζιού μετρώντας τα δόντια του και μετέτρεψαν αυτές τις πληροφορίες σε ηλεκτρονικούς παλμούς που έστελνε σε έναν υπολογιστή που ήταν λίγο μικρότερος από ένα κουτί παπουτσιών. Ο υπολογιστής έκοψε την υδραυλική πίεση όταν εντόπισε ότι ένας τροχός ήταν έτοιμος να κλειδώσει (ο τροχός επιβραδύνθηκε πριν κλειδώσει) και έστειλε ξανά πίεση ένα κλάσμα του δευτερολέπτου αργότερα για να συνεχίσει να σταματά το αυτοκίνητο. Αυτός ο κύκλος είχε το ίδιο αποτέλεσμα με την άντληση των φρένων, αλλά συνέβαινε έως και τέσσερις φορές το δευτερόλεπτο, κάτι που ήταν ταχύτερο από ό, τι μπορούσε να διαχειριστεί ένας άνθρωπος.

Το Sure Brake μέτρησε την ταχύτητα κάθε τροχού ανεξάρτητα, έτσι το Imperial μπορούσε να σταματήσει με ασφάλεια ακόμα κι αν δύο από τους τροχούς του ήταν στον πάγο. Η Chrysler ενσωμάτωσε μια μπλε ένδειξη με την ένδειξη Sure Brake στον πίνακα οργάνων για να βοηθήσει τους οδηγούς να κατανοήσουν το σύστημα. Η ένδειξη άναβε όταν το σύστημα ήταν ενεργό και παρέμεινε αναμμένη για να υποδείξει ένα πρόβλημα. Η εταιρεία τόνισε ότι το σύστημα ήταν ασφαλές έναντι αστοχιών, επομένως το τεράστιο Imperial θα φρενάρει κανονικά εάν το Sure Brake έκλεινε για οποιονδήποτε λόγο.

Το Four-Wheel Sure Brake ήταν εξαιρετικά καινοτόμο και αντίστοιχα ακριβό. Το 1971, το Chrysler Imperial είχε βασική τιμή 6.044 $ (περίπου 38.000 $ το 2019). Η Chrysler χρέωσε 351,50 $ (περίπου 2.200 $ το 2019) για το Four-Wheel Sure Brake την ίδια χρονιά. Για να προσθέσετε το πλαίσιο, ένα στερεοφωνικό AM/FM με οκτώ κομμάτια κοστίζει 419,70 $, ενώ τα φιμέ παράθυρα πρόσθεσαν 58,45 $, στοιχεία που αντιπροσωπεύουν $2.500 και $370, αντίστοιχα. Οι μηχανικοί βίωσαν το σύστημα με σχεδόν δεισιδαιμονικό δέος, αλλά οι αυτοκρατορικοί αγοραστές ήθελαν την πολυτέλεια της παλιάς σχολής, όχι τεχνολογία αιχμής και πολλοί αρνήθηκαν να πληρώσουν επιπλέον για κάτι που θεωρούσαν άχρηστο, υπερβολικά περίπλοκο gizmo. Η Chrysler εγκατέλειψε τη λειτουργία το 1973.

Σε γενικές γραμμές, οι αυτοκινητιστές δεν αποδέχονταν τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας ABS μέχρι τη δεκαετία του 1980. Ακόμη και τότε, τα συστήματα παρέμειναν ακριβά και χρειάστηκαν αρκετά χρόνια ακόμα για να κατέβει στη σφαίρα των οικονομικών αυτοκινήτων. Ήταν σύνηθες να βλέπουμε αυτοκίνητα να φορούν περήφανα ένα έμβλημα ABS στο καπό του πορτμπαγκάζ τη δεκαετία του 1990, και δικαίως. Η Chrysler χρέωνε τους αγοραστές LeBaron $954 (περίπου 2.000 $ το 2019) για δισκόφρενα στους τέσσερις τροχούς με ABS το 1989. Δεν μπορούσαν όλοι να αντέξουν οικονομικά να σημειώσουν ένα πλαίσιο 2.000 $ σε ένα φύλλο παραγγελίας.

Από την άλλη πλευρά, η Mercedes-Benz έκανε την τεχνολογία στάνταρ σε όλα της τα αυτοκίνητά της, από το αρχικό επίπεδο 190 στην πανίσχυρη S-Class, ξεκινώντας το 1984. Αυτή η απόφαση αντιπροσώπευε μια εκπληκτική πρόβλεψη. Οι Ευρωπαίοι αξιωματούχοι κατέστησαν υποχρεωτικό το ABS σε όλα τα νέα αυτοκίνητα το 2004. Η λειτουργία απαιτείται – μαζί με τον ηλεκτρονικό έλεγχο ευστάθειας – από το 2013 σε επιβατικά αυτοκίνητα και φορτηγά που πωλούνται στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Το 2019, κάθε αυτοκίνητο ανεξάρτητα από την κατηγορία της αγοράς, την τιμή ή το στυλ αμαξώματος αναπτύσσεται με το ABS από την αρχή. Τα σύγχρονα συστήματα ABS είναι πολύ πιο εξελιγμένα από το Maxaret ή το Four-Wheel Sure Brake, αλλά εκτελούν την ίδια βασική λειτουργία. Η Bosch, η εταιρεία που βοήθησε τη Mercedes να αναπτύξει και να λανσάρει το πρώτο της σύστημα ABS για παραγωγή το 1978, εξήγησε το ABS χρησιμεύει επίσης ως βάση για μια μακρά λίστα ηλεκτρονικών βοηθημάτων οδήγησης που είτε είναι κοινά είτε απαραίτητα σε όλα τα νέα αυτοκίνητα.

«Προσθέσαμε πρόσθετες λειτουργίες, όπως έλεγχο ευστάθειας, προσαρμοστικό cruise control και υποβοήθηση συγκράτησης σε ανηφόρα, αλλά όλα εξακολουθούν να βασίζονται κατά κάποιο τρόπο στην τεχνολογία ABS. Το χρειάζεται και το αυτόματο φρενάρισμα έκτακτης ανάγκης. Η τεχνολογία υποστηρίζει επίσης τη λειτουργία αναγεννητικής πέδησης σε υβριδικά οχήματα. Αυτό το μονοπάτι οδηγεί στην ανάπτυξη υψηλών αυτοματοποιημένη οδήγηση χαρακτηριστικά», δήλωσε στο Digital Trends ο Michael Kunz, αντιπρόεδρος μηχανικής ασφάλειας της Bosch Βόρειας Αμερικής.

Συστάσεις των συντακτών

• Το ραντάρ μηχανικής μάθησης της Aptiv βλέπει ακόμα και ό, τι δεν βλέπετε εσείς
• Ο νέος αλγόριθμος αυτοοδηγούμενου αυτοκινήτου σας κρατά ασφαλείς προβλέποντας συνεχώς την καταστροφή
• Η πλατφόρμα Qualcomm Ride στοχεύει να κάνει τα αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα πιο απλά
• Αποτυχία για τη μονάδα αυτόνομων αυτοκινήτων της GM καθώς καθυστερεί την έναρξη της υπηρεσίας ρομπο-ταξί
• Τα ρομπο-ταξί της Lyft έχουν κάνει περισσότερες από 50.000 βόλτες στο Λας Βέγκας