Serwis pod patronatem magazynu
W „Motorze” nr 25 z 26 września 1982 r. – o pracach Volvo nad… Wbrew temu, z czym dziś automatycznie kojarzy się tytuł artykułu, wcale nie nad pojazdami autonomicznymi, a systemem stabilizacji toru jazdy poprzez zaawansowane sterowanie silnikiem. A także – o rozwiązaniach stosowanych już przez innych producentów.
W miarę rozwoju elektroniki, coraz więcej funkcji kierowcy przejmowanych jest, przynajmniej w prototypowych rozwiązaniach, przez układy zastępujące myślenie za kierownicą. Ostatnim przykładem może być system elektroniczny opracowany przez firmę Volvo, a zapobiegający zarzucaniu samochodu na śliskiej nawierzchni. Do tej pory taki nadzór realizować można było, za słoną dopłatą, jedynie podczas hamowania pojazdu. Teraz kontrola poślizgu kół odbywać się będzie mogła również w czasie normalnej jazdy.
Do określania, czy dane koło ma poślizg względem nawierzchni, tzn., czy obraca się ono szybciej niż wypadałoby z prędkości jazdy, wykorzystuje się te same systemy nadawcze, które stanowią podstawę układów zapobiegających blokowaniu kół przy hamowaniu. A więc połączone z kołami lekkie tarcze o bardzo wielu ząbkach przesuwające się przed czujnikami magnetycznymi. Każdy impuls powstający w momencie przechodzenia ząbka przed czujnikiem analizowany jest w mikroprzeliczniku.
Gdy koło napędzane znajdujące się, powiedzmy, po prawej stronie wozu zaczyna się obracać z prędkością o 5% większą niż koło nie napędzane po tej samej stronie, przelicznik wysyła sygnał „poślizg”. Sygnał ten wykorzystać można np. do uruchomienia hamulca danego koła. Tą drogą mają zamiar iść technicy z firmy Daimler Benz.
Volvo natomiast kieruje sygnał do jednostki sterującej pracą silnika. Silnik ten wyposażony jest w turbodoładowanie i elektronicznie sterowany wtrysk paliwa. Sygnał „poślizg” powoduje w pierwszej kolejności wyłączenie turbodoładowania poprzez otwarcie zaworu upustowego. Gdy to nie pomoże i koło napędzane nadal obraca się szybciej niż koło nie napędzane po tej samej stronie pojazdu, jednostka elektroniczna sterująca pracą silnika zaczyna zmniejszać dawkowanie paliwa, np. opuszczając co drugi wtrysk do każdego cylindra. Można też ograniczać liczbę pracujących cylindrów. Tak czy inaczej, moc trafiająca na koła zostaje raptownie zmniejszona. To, że jedno z kół napędzanych toczy się nadal po dobrej nawierzchni i wykazuje pełną przyczepność – będzie po prostu nie wykorzystywane.
U podstaw wynalazku firmy Volvo leży fakt, że samochody o silnikach nie rozwijających większej mocy, niezmiernie rzadko wykazują kłopoty z przekazywaniem momentu obrotowego na jezdnię. Za to wjeżdżanie pojazdem o dużym silniku na jezdnię śliską tylko po stronie prawych czy lewych kół prowadzi z reguły do zarzucenia samochodu. System Volvo to nic innego jak zamienianie, bardzo sprawne i szybkie, silnika o dużej mocy w jednostkę napędową o bardzo ograniczonych osiągach. Najmniejszy moment obrotowy przekazywany jest na koła wówczas, gdy poślizg jednego z nich przekroczy 20%. Pracuje wtedy jeden już tylko cylinder czterocylindrowego silnika, reszta przetłacza czyste powietrze.
O tym, że system Volvo działa, przekonać się można na pokazach samochodu doświadczalnego wyposażonego w urządzenie do redukcji poślizgu. Za pośrednictwem przełącznika urządzenie to daje się włączać i wyłączać. Wjeżdżanie na kontrolny łuk jezdni pokrytej jednostronnie błotem czy gołoledzią, kończy się zawsze zarzuceniem i koniecznością gwałtownej korekty za pomocą kierownicy. Jeśli kierowca nie zdąży tego zrobić, samochód wypadnie z trasy, bądź też obróci się o kąt 180 stopni. Włączenie urządzenia daje w tych samych warunkach drogowych pełne panowanie nad kierownicą.
Tak więc system regulacji poślizgu stanowi idealne uzupełnienie układu zapobiegającego blokowaniu kół przy hamowaniu. Volvo ma zresztą zamiar oferować oba te układy łącznie. Produkcja seryjna przewidywana jest za 2-3 lata. Kierowcy ubędzie wówczas jedno z zadań – czuwanie nad stanem nawierzchni, po której się porusza.
Dalej jednak w sferze marzeń przeciętnego użytkownika samochodu pozostawać będzie układ zapobiegający blokowaniu kół podczas hamowania. Wprawdzie systemy tego rodzaju znajdują się w produkcji już od paru lat, ale wytworzono ich zaledwie 200 tys. egzemplarzy i to w jednej tylko jedynej firmie. Koszt takiego urządzenia waha się od 1300 do 1700 dolarów, stanowi więc znaczny procent ceny samochodu średniej klasy. Tymczasem urządzenie przydałoby się wszystkim.
Mówi się, że w miarę wzrostu wytwarzanych urządzeń elektronicznych różnego rodzaju, gwałtownie spada ich cena. To prawda, lecz w instalacji zapobiegającej blokowaniu kół koszt elektroniki stanowi zaledwie 1/3 ceny, resztą to wydatki na bardzo skomplikowane i precyzyjne zawory hydrauliczne, dodatkowe pompy, zbiorniczki, przewody. Obniżenia kosztów szukać więc należy w pierwszym rzędzie w integracji wszystkich elementów hydraulicznych w jeden zespół, łatwiej dający się obrabiać, a więc tańszy w produkcji.
Niewątpliwie uprości się i elektronika sterująca. Już dziś liczba elementów elektronicznych w układzie sterującym wynosi 137, podczas gdy 4 lata temu było ich przeszło tysiąc. Na rok przyszły firma Bosch, producent urządzeń przeciw blokowaniu kół, przewiduje szersze wprowadzenie obwodów scalonych o wysokim stopniu integracji. Niestety, obniżenie kosztów do granicy 10% ceny samochodu popularnego możliwe będzie dopiero za 4-6 lat.
Nic więc dziwnego, że inne firmy próbują rozwiązać to zagadnienie w sposób uproszczony, ale tańszy. Japoński producent Mitsubishi, oferuje obecnie już kilka swych samochodów, oczywiście tych najdroższych, z urządzeniem zapobiegającym nie tyle blokowaniu kół, co zarzucaniu podczas hamowania. Cena urządzenia nie przekracza 500 dolarów.
W przeciwieństwie do pełnego systemu zapobiegającego blokowaniu, czujnik osadzony jest jedynie na wałku szybkościomierza połączonego z kołami tylnymi (chodzi o modele z tylnym napędem). Zadaniem czujnika jest doprowadzenie do przelicznika elektronicznego sygnału, z jaką prędkością obracają się koła. Drugi sygnał nadchodzi z układu określającego opóźnienie pojazdu. Układ ten to sprężyna i ciężarek, z odpowiednim tłumieniem olejowym. Ugięcie sprężyny pod wpływem oddziaływującego na nią ciężarka przetwarzane jest na sygnał elektryczny.
Z dwóch sygnałów przelicznik wyciąga wniosek, czy opóźnianie pojazdu odbywa się zgodnie z zaprogramowanym przez konstruktora, idealnym przebiegiem. Jeśli nie, wysłany zostaje rozkaz do modulatora ciśnienia, a ten zmniejsza ciśnienie w obwodzie hamowania kół tylnych.
Czy system taki działa? Tak, lecz skuteczność jest dość ograniczona. Próby wykazują, że przy hamowaniu z zablokowanymi kołami system Mitsubishi daje pełną stateczność kierunkową przy jeździe na wprost. Niestety, jeśli konieczność hamowania wystąpi na łuku drogi, wówczas pojazd wyposażony w system Mitsubishi pojedzie prosto, dokładnie prosto, opuszczając przy tym drogę. Jazda takim samochodem przy próbie nagłego ominięcia przeszkody też nie różni się niczym od jazdy samochodem konwencjonalnym, nie wyposażonym w żadne urządzenia dodatkowo zabezpieczające przed poślizgiem. Wydaje się więc, że nie tędy droga. Trzeba poczekać na potanienie produkcji pełnego układu zabezpieczającego przed blokowaniem.
Tekst: Tomasz Sobiecki; „Motor” 25/1982
