Walka o kontrolę

BMW
10.3.2016

Jedną z najczęstszych przyczyn wypadków motocyklowych jest uślizg przedniego koła podczas gwałtownego hamowania, zwłaszcza w zakręcie. Taka sytuacja przytrafia się nawet doświadczonym motocyklistom, a sposobem na jej uniknięcie są coraz bardziej rozbudowane motocyklowe systemy ABS.

Wyposażenie, które jeszcze niedawno można było spotkać tylko w najdroższych modelach motocykli, dziś staje się standardem również w niższych klasach jednośladów. Świetnym przykładem jest system ABS, który obecnie można spotkać nawet w maszynach klasy 125. W 2013 roku już 30% wyprodukowanych w Europie motocykli było wyposażonych w układ ABS. Co więcej, już niebawem system ten stanie się nie opcjonalnym, a obowiązkowym wyposażeniem wszystkich motocykli o pojemności powyżej 125 cm3 na terenie Unii Europejskiej. Regulacja ta zacznie obowiązywać od 2017 roku dla wszystkich nowo produkowanych motocykli, a także dla tych z homologacją od roku 2016. Mniejsze jednoślady o pojemności skokowej powyżej 50 cm3 muszą być wyposażone w układ ABS lub zintegrowany układ hamulcowy, który przy uruchomieniu jednego z hamulców automatycznie włącza hamulec drugiego koła.

Reklama

 14 kg nadwagi

Historia motocyklowego ABS-u rozpoczęła się w 1988 roku w Niemczech. To właśnie tam po raz pierwszy i jako opcja trafił do seryjnego motocykla BMW K-100. Co prawda był to system żywcem przeszczepiony z samochodu i jego skuteczność pozostawiała sporo do życzenia, niemniej okazał się kamieniem milowym w pracach nad poprawą bezpieczeństwa motocyklistów. Pierwszy system zapobiegający blokowaniu kół podczas hamowania zastosowano już w 1929 roku w… samolocie. Do samochodu trafił dopiero w 1966 roku (Jensen FF). Współpracował wtedy jedynie z hamulcami tylnej osi.

Fot. 1. Układ ABS byłby bezużyteczny bez informacji na temat obrotów koła. Te odczytywane są za pomocą czujnika zamontowanego nieruchomo nad obracającą się razem z kołem tarczą impulsową.
Źródło: BMW

Oczywiście, określenie „ABS” w odniesieniu do systemu z tamtych czasów jest umowne. Technologia ta była określana najczęściej jako „system przeciwdziałający blokowaniu kół”. W 1936 firma Bosch zgłosiła do urzędu patentowego projekt, w którego opisie widniało stwierdzenie: „urządzenie zapobiegające blokowaniu kół pojazdu podczas hamowania”. W tamtych czasach wszystkie prototypy ABS-u były drogie, awaryjne i mało skuteczne. Przez lata wiele się w tej kwestii zmieniło. Dziś trudności w udoskonalaniu motocyklowych ABS-ów wynikają z kilku przyczyn. Priorytetem jest niska masa (pierwszy motocyklowy system ABS ważył 14 kg), możliwie najmniejsze gabaryty i prostota montażu. Do tego dochodzi specyfika pojazdów jednośladowych, tj. ich zachowanie podczas utraty przyczepności. Oczywiście skuteczność tych układów staje się coraz lepsza, wymiary coraz mniejsze, a technologia ogranicza awaryjność do minimum.

 Na granicy przyczepności

Reklama

Fot. 2. Schemat hydraulicznego układu hamulcowego z systemem ABS.
Źródło: BMW

Wraz ze wzrostem skuteczności i bezawaryjności zmniejsza się także liczba przeciwników tych rozwiązań. ABS nie przydaje się w codziennej jeździe i wkracza do akcji dopiero, gdy sytuacja staje się awaryjna. Wtedy hamulce muszą tak działać, by opony były możliwie blisko granicy zerwania przyczepności. Sprawa jest o tyle skomplikowana, że wpływ na sytuację ma wiele czynników. Szybkie zmiany ciśnienia w układzie hamulcowym, zanieczyszczona nawierzchnia, nierówności podłoża i nagła zmiana jego rodzaju – to wszystko ma wpływ skuteczność procesu. Zmiennych jest tyle, że do ich przetwarzania w czasie rzeczywistym potrzebne są wydajne układy obliczeniowe. Najbardziej zaawansowane prace w tej dziedzinie prowadzi firma Bosch. W jej laboratoriach testowych trwają intensywne prace nad zaawansowanymi i niezwykle precyzyjnymi wersjami systemów zapobiegających blokowaniu kół. Kilka z nich już trafiło do seryjnych motocykli. Połączony z ABS-em układ stabilizacji toru jazdy, czyli MSC (Motorcycle Stability Control) od 2013 roku zagościł na pokładzie KTM-a 1190 Adventure. Ten wykorzystujący czujniki fabrycznego układu kontroli trakcji system pozwala osiągnąć jeszcze wyższy poziom bezpieczeństwa podczas jazdy motocyklem. MSC bazuje na układzie ABS ze zintegrowanym układem hamulcowym i dodatkowo kontroluje nachylenie maszyny. Czujnik mierzy rzeczywiste nachylenie, a układ dopasowuje swoje działanie podczas hamowania i przyspieszania odpowiednio do jego kąta. Precyzyjne działanie regulacyjne zapewnia płynne i skuteczne hamowanie przy wchodzeniu w zakręt, a także większą skuteczność podczas jazdy na wprost. Analiza odchylenia od pionu i zmian przyspieszenia wzdłużnego pozwala szybciej wykryć uślizg przedniego lub tylnego koła i delikatnie ograniczyć go do możliwego minimum. Co to oznacza dla motocyklisty? Mówiąc wprost, jeśli ma na pokładzie system MSC, może - bez ryzyka utraty przyczepności - wcisnąć heble na maksa nawet w głębokim złożeniu. Działanie takie jest pomocne zwłaszcza przy pokonywaniu zakrętów o zróżnicowanym stanie nawierzchni, ponieważ, według statystyk, właśnie wtedy dochodzi do co drugiego wypadku ze skutkiem śmiertelnym. Układ MSC oferuje obecnie optymalne wspomaganie podczas przyspieszania i hamowania, także przy dużych nachyleniach motocykla. Według niemieckich badań, przeprowadzonych przez stowarzyszenie GIDAS, układ MSC może zniwelować negatywne skutki w dwóch trzecich wypadków motocyklowych na zakrętach, zawinionych przez motocyklistę.

 Modułowa technologia

W swych rozwiązaniach dotyczących kontroli nad procesem hamowania, firma Bosch oferuje system modułowy. Oznacza to, że układ ABS można dopasować do wymagań poszczególnych motocykli wyposażonych w hydrauliczny układ hamulcowy. Oferta rozpoczyna się od podstawowej wersji najnowszego systemu – ABS 9 light. Jest to niedrogie i proste rozwiązanie przeznaczone zwłaszcza na rynki wschodzące, takie jak np. Indie. Wspomaga hamowanie jedynie przedniego koła. Bardziej rozbudowana wersja ABS 9 base czuwa zarówno nad przednim, jak i tylnym kołem.

Fot. 3. Elementy składowe układu wraz z pompą i elektroniką sterującą.
Źródło: BMW

ABS 9 plus jest z kolei zaawansowanym układem dla większych motocykli o dużej mocy i wydajnych hamulcach. Układ jest skuteczny już w trakcie hamowania awaryjnego, ponieważ przy pomocy dodatkowego czujnika ciśnienia wykrywa podnoszenie się tylnego koła i zapobiega efektowi „stoppie”. Najbardziej zaawansowana wersja układu ABS 9 enhanced oferuje dodatkowo funkcję eCBS. Skrót ten pochodzi od „electronic Combined Brake System“ (elektroniczny zintegrowany układ hamulcowy). Wystarczy, aby kierowca użył jednego z dwóch hamulców – przedniego lub tylnego – a układ ABS 9 enhanced automatycznie uruchamia drugi hamulec, dzięki czemu siła hamowania rozkłada się optymalnie na oba koła, bez dodatkowego działania ze strony kierowcy i bez obniżenia siły hamowania. Układ ten nie potrzebuje również dodatkowych przewodów hamulcowych, łączących przednie zaciski hamulcowe z tylnymi, co znacznie upraszcza konstrukcję. Za rozdzielanie siły hamowania w całości odpowiada sterownik z armią czujników. Układ MSC, czyli najbardziej rozbudowane z obecnie oferowanych rozwiązań dla motocykli, bazuje na wersji ABS 9 enhanced i do swego działania dodatkowo wykorzystuje czujniki kontroli trakcji, w tym czujnik nachylenia motocykla. Elektronika ma jednak ograniczenia. Co prawda w motocyklach, które stworzono również z myślą o jeździe poza asfaltem, pojawiają się programy sterujące pracą układu podczas jazdy po luźnej nawierzchni, jednak w takich warunkach nadal najlepszym rozwiązaniem jest wyłączenie systemu. Dobrze jest o tym pamiętać przed skrętem w polną drogę.

Prąd zamiast płynu

Przyszłość układów hamulcowych to wykluczenie hydrauliki i zastąpienie jej przewodami elektrycznymi. Starzejący się płyn hamulcowy, stosunkowo spora bezwładność, konieczność konserwacji oraz podatność na uszkodzenia i wycieki. To wszystko ma odejść w niepamięć. Przed inżynierami pracującymi nad systemami wspomagającymi hamowanie stawia to nowe możliwości, ale także nowe wyzwania.

O Autorze

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę