16. fejezet - Intelligens fékrendszerek szerkezeti elemeinek analízise

Tartalom
16.1. Haszonjárművek blokkolásgátló rendszerei
16.1.1. ABS-re vonatkozó alapismeretek
16.1.2. ABS szabályzási módok
16.1.3. Kiegészítő ABS működések
16.1.4. Vontató gépkocsi ABS rendszerének részegységei
16.1.4.1. A Knorr-Bremse ABS 6 típusa ESP rendszerré bővíthető
16.1.5. Pótkocsi ABS rendszer
16.1.5.1. KB 91-A pótkocsi ABS rendszere
16.1.5.2. Pótkocsi ABS relészelep
16.1.5.3. Pótkocsi ABS modul TABS
16.2. Haszonjárművek elektronikus légfékrendszerei
16.2.1. Az EBS rendszer előnyei
16.2.2. Elektronikus légfékrendszerek adatátvitele a CAN hálózaton
16.2.3. A motoros (vontató) gépkocsik EBS rendszere
16.2.4. Az EBS rendszer működésmódjai
16.2.4.1. Alapműködés
16.2.4.2. Járműstabilitást és dinamikát támogató funkciók
16.2.4.3. Fékbetét kopást csökkentő, illetve összehangoló működésmódok
16.2.4.4. Fék állapotára figyelmeztető működések
16.2.4.5. Kiegészítő működések
16.2.5. ABS szabályozás
16.2.6. ASR szabályozás
16.2.6.1. Differenciális fékezés
16.2.6.2. Motor nyomaték szabályozás (DTC)
16.2.6.3. ASR kapcsoló
16.2.7. Fékbetét kopás kiegyenlítés
16.2.8. Kerékfék állapot megfigyelése
16.2.9. Kapcsolóponti erőszabályozás
16.2.10. Kiegészítő EBS működések
16.2.10.1. Fék-asszisztens
16.2.10.2. Az előre borulás megakadályozása (Tilt Prevention)
16.2.10.3. Automatikus befékezve tartás lejtőn (Hill Start Assistance)
16.2.10.4. Automatikus befékezés nyitott ajtónál (Door Brake)
16.2.10.5. Borulás elleni védelem (Roll Stability Program - RSP)
16.2.10.6. Külső fékezési igény (XBR)
16.2.11. Az EBS rendszer részei
16.2.11.1. EBS központi elektronika
16.2.11.2. Az EBS rendszer ellenőrzőlámpái
16.2.11.3. Terhelés érzékelő
16.2.11.4. Fékpedál modul a fékezési jeladóval
16.2.11.5. Egy csatornás nyomásmodul
16.2.11.6. Kétcsatornás nyomásmodul
16.2.11.7. Pótkocsi fék vezérlő modul (TCM)
16.2.12. Elektronikus stabilitás program (ESP)
16.2.12.1. Az ESP (elektronikus stabilitás program) alkalmazása és működése
16.2.12.2. ESP beavatkozás túlkormányzott gépkocsinál
16.2.12.3. ESP beavatkozás alulkormányzott gépkocsinál
16.2.12.4. Az ESP rendszer különleges érzékelői:
16.2.12.5. Az ESP rendszer öndiagnosztikája
16.2.13. Pótkocsik elektronikus légfék rendszere
16.2.13.1. A TEBS felépítés és működése
16.2.13.2. Kiegészítő működések
16.2.13.3. Az elektronikus pótkocsi fékrendszer részegységei
16.2.13.4. Pótkocsi EBS modul
16.2.13.5. Diagnosztikai lehetőségek a pótkocsik elektronikus fékrendszerénél
16.2.13.6. Pótkocsi ABS relészelep
16.2.13.7. Konténer-kapcsoló szelep
16.2.13.8. Elektronikusan vezérelhető liftestengely-vezérlő szelep
16.2.14. A TEBS második generációja
16.2.14.1. A második generációs TEBS G2 modul
16.2.14.2. TEBS G2 működése
16.2.14.3. Az elektronikus pótkocsi fék rendszer TEBS diagnosztikája
16.3. Wabco EBS rendszerek
16.3.1. Az EBS előnyös tulajdonságai
16.3.2. Fékezési jeladó (pedálszelep)
16.3.3. EBS központi elektronika
16.3.4. Arányos működésű relé szelep
16.3.5. Redundancia szelep
16.3.6. Tengelymodulátor
16.3.7. Pótkocsi fékvezérlő szelep
16.3.8. Pótkocsik elektronikus fékrendszere

16.1. Haszonjárművek blokkolásgátló rendszerei

16.1.1. ABS-re vonatkozó alapismeretek

Intenzív, pánikszerű fékezéskor a gépkocsi kerekei blokkolhatnak, mert a gumiabroncs és az útfelület között a tapadást a csúszó súrlódás váltja fel. Ennek a súrlódási tényezője kisebb, mint a jól tapadó keréké. A blokkoló kerekekkel végrehajtott fékezésnél csökken, vagy meg is szűnik az oldalvezető erő, melynek az eredménye a stabilitásvesztés.

Stabilitás vesztés és fékút növekedés blokkoló keréknél

Ha hirtelen fékezéskor előbb az első kerekek blokkolnak, a gépkocsi kormányozhatatlanná válik. Egyenesen halad tovább. Ha a hátsó kerekek blokkolnak előbb, az oldalerő hatására a gépkocsi farol, vagy megperdül. Csúszó kerekekkel fékezve a fékút is meghosszabbodik ahhoz képest, mint amikor még gördültek a kerekek. Amikor fékezés közben csúszik a kerék, a futófelületén intenzív helyi kopás keletkezik. Ezt követően már nem lesz egyenletes a gördülés, az abroncsot ki kell cserélni.

A blokkolásgátló alkalmazásának a célja

Azért szerelik be a blokkolásgátlót a gépkocsiba, hogy megőrizhető legyen a menetstabilitás és a kormányozhatóság fékezés közben. Függetlenül attól, hogy milyen a vezetési stílus és milyenek az útviszonyok. Ezt lehetőleg ne befolyásolják a vezető képességei sem. A cél az, hogy a fékút a lehető legrövidebb legyen. Ha sikerül elkerülni a kerekek blokkolását, elkerülhető lesz a gépkocsi stabilitásvesztése is. Megállapítható tehát, hogy a gépjárművek aktív biztonságát valamennyi újabb műszaki megoldás közül a blokkolásgátló növeli a leghatékonyabban. A korszerű blokkolásgátlók elektronika nélkül elképzelhetetlenek. Így tehát az ABS beszerelésével kezdetét vette az elektronika alkalmazása a féktechnikában.

A blokkolásgátló az érzékelőkkel folyamatosan figyeli a kerekek fordulatszámát. Ezen jelek feldolgozása alapján szabályozza a kivezérelt fékező nyomásokat. A fizikai törvények lehetőségein belül a gépkocsinak optimális fékutat, oldalvezető erőt, kormányozhatóságot biztosít.

Az ABS elektronika az érzékelők jelei alapján kiszámítja a kerekek sebességét, azok gyorsulását. Egy algoritmussal meghatározza az úgynevezett referenciasebességet, mely durva közelítéssel átlagsebességnek is tekinthető. Ehhez hasonlítja az egyes kerekek pillanatnyi sebességét. Ezt egészíti ki a kerék kerületi lassulásának meghatározása és kiértékelése. Így tudja felismerni a szabályzó algoritmus egy, vagy több kerék blokkolás közeli állapotát. A kerekek pillanatnyi mozgásállapotától függően a szabályzó logika a fékező nyomás csökkentéséről, szinten tartásáról, vagy növeléséről dönt. Az elektromágneses szelepek működtetésével a fékező nyomást úgy szabályozza, hogy a kerekek az optimális csúszás tartományában maradjanak.

Egy blokkolóra fékezett kerék futófelületén az intenzív helyi kopás szükségessé teszi az abroncs cseréjét
16.1. ábra - Egy blokkolóra fékezett kerék futófelületén az intenzív helyi kopás szükségessé teszi az abroncs cseréjét


A blokkolásgátlókra vonatkozó nemzetközi előírások

Az EU tagországokban 1991 október 1-től az új forgalomba helyezésű haszonjárműveknél előírták az ABS beszerelési kötelezettséget. Ez először a 16 t-nál nehezebb teherautókra és nyerges vontatókra, a 10 t feletti pótkocsikra, valamint a 12 t feletti turista autóbuszokra vonatkozott. 1998 október 1-től ezt az előírást kiterjesztették valamennyi autóbuszra, 1999 október 1 után pedig a 3,5 t-nál nagyobb tömegű teherautókra és pótkocsikra.

A blokkolásgátlók az EU 98/12 71/320 EWG előírás X függelékének, illetve az EGB 13. előírás 13. melléklet, továbbá SAE J46: Wheel Slip Brake Control System Road Test Code, és a SAE J1230: Minimum Requirements for Wheel Slip Brake Control System Malfunction Signals előírásait kell teljesítsék.

A korszerű elektronikus működésű blokkolásgátlók az előzőekben felsorolt előírásokban definiált, legszigorúbb első kategória követelményeinek felelnek meg. Továbbá teljesítik a veszélyes áruk közúti szállítására vonatkozó nemzetközi követelményeket (GGVS = Gefahrgutverordnung Straβe, illetve az ADR előírásokat is).

Fogalom meghatározások:

Blokkolásgátló rendszer

Az üzemi fékrendszernek az a része, amely fékezés közben a jármű egy vagy több kerekén önműködően szabályozza a kerékcsúszást (szlip) a kerék, illetve a kerekek forgásának irányában.

Fordulatszám érzékelő

Az a szerkezeti rész, amely a szabályzó elektronikának továbbítja a kerék vagy kerekek forgásának, illetve a jármű mozgásdinamikájának fizikai jellemzőit.

Szabályozó elektronika

Az érzékelők jeleit kiértékeli, beavatkozó parancsokat ad a fékhatást módosító szelepeknek, továbbá folyamatosan ellenőrzi a teljes rendszer hibátlan működését és tárolja a bekövetkezett hibák kódjait.

ABS nyomásszabályzó szelep

A szabályozó elektronikától kapott jelnek megfelelően változtatja a fékező nyomásokat a munkahengerekben.

ABS ellenőrzőlámpa

A hatósági előírásoknak megfelelően az ABS, illetve az ASR rendszert el kell látni ellenőrzőlámpával. A gépkocsivezető számára jól láthatóan kell elhelyezni a műszerfalon. Mindkettő világít a gyújtás bekapcsolásakor. Ha hibátlan a rendszer, néhány másodpercen belül kialszanak. Régebbi ABS rendszereknél az ABS ellenőrző lámpa csak akkor alszik el, ha a gépkocsi átlépi a kb. 6 km/h sebességet és a kerékfordulatszám érzékelők jelszintje megfelelő.

Közvetlenül szabályozott kerék

A fékező nyomását saját kerékfordulatszám érzékelőjének jele alapján változtatja az elektronika.

Közvetve szabályozott kerék

A fékező nyomását egy vagy több másik kerék fordulatszám érzékelőjének jele alapján változtatja az elektronika.

Teljes szabályozási ciklus

Az a periódus, melynél a blokkolásgátló ismételten módosítja a fékező nyomást azért, hogy megakadályozza a közvetlenül szabályozott kerekek állóra fékezését.

Referencia sebesség

A gépkocsi valamennyi keréksebességének figyelembe vételével, egy bizonyos algoritmussal képzett sebesség. Ez helyettesíti az ismeretlen járműsebességet. Ehhez hasonlítja az elektronika mindegyik keréknek a kerületi sebességét, és ez alapján határozható meg a kerékcsúszás.

A kerékcsúszás és a gumiabroncs fékezés irányú tapadási tényezője

A kerékcsúszás a kerék és a gépkocsi sebességkülönbsége alapján határozható meg, melyet a gépkocsi sebességére vonatkoztatunk.

 

λ =   v k e r é k     v g é p k o c s i v g é p k o c s i

 

A szabadon gördülő keréknél a kerékcsúszás (szlip) 0%.

A blokkoló keréknél a kerékcsúszás (szlip) 100%.

A tapadási tényező nagysága egyrészt az útburkolat fajtájától, másrészt az időjárási viszonyoktól függ. A diagramon ábrázolt menetirányú tapadási tényező a fékezés kezdetén szinte lineárisan növekszik. Ezt stabil szakasznak nevezzük, mely addig tart, amíg eléri a legnagyobb értékét. Ezután növekvő kerékcsúszásnál csökkenni kezd a tapadási tényező és a kerék kb. 120-150 ms-on belül blokkolni fog. Ezt a csökkenő tendenciájú szakaszt instabilnak nevezzük. A kerék blokkolása csak jelentős fékezőnyomás csökkentéssel kerülhető el.

A gumiabroncs tapadása különböző útfelületeken
16.2. ábra - A gumiabroncs tapadása különböző útfelületeken


Egy kerék ABS szabályozása

A fenti diagram stabil szakaszán növekszik a fékező nyomás, melynek hatására a kerék sebessége egyre kisebb lesz a gépkocsi sebességéhez képest, vagyis növekszik a kerékcsúszás. Hamarosan elérjük a tapadási tényező maximumát, majd az ezt követő instabil szakaszban egyre jobban közelíti a blokkolási határt. Az elektronika még a kerék blokkolása előtt parancsot ad a nyomáscsökkentésre. Gerjesztő áramot kapcsol a nyomáscsökkentő elektromágneses szelepre. Amikor túl nagy a kerékcsúszás csökken a fékerő és az oldalvezető erő is. A nyomáscsökkentés hatására a kerék gyorsulni kezd. Ezt követően a fékező nyomás állandó értéken marad a nyomástartási parancs miatt. Ez addig tart, amíg a kerék sebesség megközelíti a gépkocsi sebességét. Az elektronika nem mindig hasonlítja a keréksebességet a gépkocsi sebességhez, sokszor az is elegendő, ha a kerék gyorsulása befejeződik, és enyhén lassulni kezd.

Az egyik kerék fékező nyomás szabályozása az ABS működése közben
16.3. ábra - Az egyik kerék fékező nyomás szabályozása az ABS működése közben


Amikor a kerékcsúszás értéke messze van az optimumtól a fékező nyomást ismét növelni kell, hogy a kerék mozgásállapota a lehető legkedvezőbb legyen. Gyakran az útviszonyok gyorsan változnak, inhomogén az útburkolat, emiatt a tapadási tényező maximális értéke is eltolódik. Az ABS elektronika nem tudja, hogy elérte-e a tetőpontot a tapadási görbén egészen addig, amíg ismét át nem halad rajta. A tapadási tényező maximuma mindkét irányban eltolódhat, ezért csak fokozatos lehet a nyomásnövelés. Ha az előző ciklus legnagyobb tapadáshoz tartozó fékező nyomását állítaná be az elektronika, akkor lehet, hogy gyorsan a tapadási görbe instabil szakaszára kerülne. Ez anélkül következhet be, hogy nem tudja meg a jelenlegi optimális fékező nyomást és a kerék nagyon gyorsan blokkolna. Ilyen állapotban az ABS szelep nagy frekvenciával csökkentené és növelné a nyomást, ami jelentős sűrített levegő fogyasztást eredményezne. Ezért csak az előző nyomás 70 - 80%-ával kezdődik a nyomás növelés, majd a nyomást lassabban fokozatosan növelve éri el a pillanatnyi maximális tapadási értéket.

Ha a fékezőnyomás nagyon kicsi, a kerék alulfékezett, ami jelentős fékútnövekedést okoz. Ez az állapot azonban hatékonyan növeli a menetstabilitást és a kormányozhatóságot. A hatósági előírás megkövetel egy bizonyos fék hatásosságot az ABS működése közben is. Ez mérhető a fékutak összehasonlításával ABS működése közben, illetve ABS nélkül ugyanolyan körülmények között. Az ABS szabályzás beállításánál ügyelni kell a fékútnövekedés kiküszöbölésére.

A haszonjárművek ABS rendszerének speciális követelményei:

  • A különböző haszonjárművek mérete és tömege között jelentősek az eltérések. Ehhez az ABS – nek igazodnia kell.

  • Egy járművön belül is szélsőséges terhelési állapotok alakulhatnak ki (üres, terhelt állapot).

  • A haszonjárművekből sokféle típusváltozat készül. Például különböző a futóművek száma és rendeltetése (hajtott, szabadonfutó, felemelhető stb.).

  • Menet közben szélsőségesen alakulhatnak a dinamikus tengelyterhelések.

  • A hajtóműnél és a kereknél is nagy tehetetlenségi nyomatékokkal kell számolni.

  • A speciális járművekről sem szabad megfeledkezni.

16.1.2. ABS szabályzási módok

„gép állapot” szabályozás (state machine)

Az ABS működéséhez a „gép állapot” szabályozást használják a kezdeti alkalmazások óta. Ez a kifejezés azt jelenti, hogy bizonyos fizikai jellemzők mérésével az elektronika figyeli a pillanatnyi menetállapotot és ennek megfelelő beavatkozásokat kezdeményez. Ilyen fizikai jellemzők lehetnek például a kerekek csúszása és a kerületi lassulás. Azért, hogy minél jobb legyen a működés, általában mindkét előbb említett fizikai jellemző használatával működő, úgynevezett kombinált szabályozást alkalmaznak.

„gép állapot” szabályozás: a kerékcsúszás és a kerületi gyorsulás alapján működő úgynevezett kombinált szabályozás
16.4. ábra - „gép állapot” szabályozás: a kerékcsúszás és a kerületi gyorsulás alapján működő úgynevezett kombinált szabályozás


PID szabályozás

Az újabb ABS elektronikák már az úgynevezett PID szabályozást alkalmazzák, melynek az előnye az, hogy működése közben nem következnek be annyira drasztikus nyomásváltozások, mint a korábbi változatnál. Ez egyébként észlelhető fékezés közben a gépkocsi dinamikai viselkedésén is.

ABS szabályozási filozófiák

A fejlesztések során különböző ABS szabályozási filozófiákat fejlesztettek ki. Ezek fékezés közben alapvetően meghatározzák a gépkocsi menetdinamikáját. Befolyásolják a gépkocsira ható perdítő nyomatékot és a fékút hosszát. A következő szabályozási filozófiákat szokták alkalmazni:

A vontatónál alkalmazott szabályozások:

Egyedi szabályzás = IR (Individual Regelung)

Haszonjárműveknél ezt többnyire a hátsó kerekeknél szokták alkalmazni. A kerekeknél a fékező nyomását egymástól függetlenül, vagyis „egyedileg” úgy szabályozzák, hogy az éppen ne érje el a blokkolási határt. Így tehát mindig a pillanatnyi tapadási tényezőnek megfelelő lesz a fékező nyomás. Az előnye az, hogy a tapadási tényező optimálisan kihasználható és emiatt a lehető legrövidebb fékút valósul meg. Az a hátránya viszont, hogy amikor az útfelület tapadási tényezője a bal, illetve a jobb oldalon jelentősen eltér egymástól, (5 – 8 –szoros érték) az egyedi szabályozás miatt nagy lesz a fékerő különbség, ezért a gépkocsira jelentős perdítő nyomaték fog hatni. Ezért a gépkocsivezető ellenkormányzást kell végezzen. Fontos szempont a perdítő nyomaték keletkezésének gyorsasága, azért hogy a vezető képes ennek megfelelően gyorsan ellenkormányozni. Ezt, mint a szabályozással szembeni követelményt a nemzetközi előírások is tartalmazzák.

Módosított egyedi szabályzás = MIR (Modifizierte Individual Regelung)

Haszonjárműveknél az első kerekeinél szokták alkalmazni ezt a változatot. Ha jobb és bal oldali kerekek alatt jelentősen eltérő a tapadási tényező, a fékező nyomás a nagyobb tapadási tényezőjű keréknél az alkalmazott algoritmusnak megfelelően csak lassan, fokozatosan fog növekedni. Ezért a fékerő különbség, mely a gépkocsira ható perdítő nyomatékot határozza meg, csak lassabban fog kialakulni. A vezető ezt már képes lesz kormánykorrekcióval kiegyenlíteni, és így a járművet az úton tartani. A gépkocsi uralható marad. A nemzetközi előírás megadja, hogy maximálisan mennyi lehet a szükséges kormánykorrekció az első 60 másodpercben és a megállásig. Ezeket az értékeket az ember teljesítőképességének megfelelően állapították meg.

Alsószintű szabályzás = SL (Select Low Regelung)

Az ABS működésekor a jobb- és bal oldali kerekek fékkamráiban a nyomás egyformán fog változni úgy, hogy a kisebb tapadási tényezőjű útfelületen fékezett kerék se blokkoljon. Ez a szabályzás nagy tapadási tényező eltérés esetén (ötszörös, nyolcszoros különbség) is jó nyomtartást biztosít a gépkocsinak, tehát nem jön létre perdítő nyomaték. Hátránya az, hogy a jobban tapadó keréknél a lehetséges érték alá csökken a fékező nyomás. Ennél a keréknél valójában nincs blokkolási veszély. Ebből adódik a hátrányos tulajdonsága, hogy megnövekszik a fékút.

Pótkocsiknál használatos speciális ABS szabályzások

Módosított tengelyszabályzás = MAR (Modifizierte Achsregelung)

A szabályzás az alsószintű (Select-Low) változatnak felel meg. A jól tapadó útfelületen futó kerék éppen a blokkolási határ alatt marad, a kisebb tapadási tényezőjű felületen lévő kerék rövid időre blokkolhat. Ha kicsi a tapadási tényező különbség, a szabályzás jósága összemérhető az egyedi szabályzáséval (IR). Nagy tapadási tényező különbség esetén ez a szabályzás jobb, mint az alsószintű (SL).

Oldalanként együttvezérelt = SMS (Seitenweise mitgesteuert)

Ez elsősorban a nyerges félpótkocsiknál alkalmazott szabályozási mód. Az egyik oldalon közvetlenül egymás után lévő kerekek fékkamráit oldalanként egy szeleppel együtt szabályozzák. A fordulatszám érzékelővel ellátott kerék lehet egyedi (IR), vagy módosított egyedi (MIR) szabályzású. Ezen szabályzás előfeltétele a kerekek azonos blokkolási hajlama, úgy statikusan, mint dinamikusan, terhelt és terheletlen állapotban egyaránt.

Tengelyenként együtt vezérelt = AMS (Achsweise mitgesteuert)

Egy, vagy több futómű fékkamrái egy szeleppel együtt szabályozottak. A fordulatszám érzékelővel ellátott kerekek módosított tengelyszabályzásnak (MAR) felel meg a fékezőnyomás moduláció. Az együttvezérelt tengelyek blokkolási hajlama meg kell egyezzen az érzékelővel ellátottakéval. Az ABS hibái mindig az összes kerékre hatnak. Ha a jobb és a baloldal között nagy a tapadási tényező különbség nem lehet a lehető legnagyobb fékerőt megvalósítani.

Módosított oldalszabályzás = MSR (Modifizierte Seitenregelung)

Mindegyik oldalon két fordulatszám érzékelőt helyeznek el, de csak egy-egy elektromágneses szelepet. A szabályzás elvileg egyezik a módosított tengelyszabályzáséval (MAR). Azonban a tapadási tényező különbség az egyik oldalon általában kicsi. Ha mindegyik kerék blokkolási hajlama hasonló, a kerekek éppen a blokkolási határ alatt maradnak.

Az ABS szabályozási filozófiák eredményei, a fékutak és a perdítő nyomatékok összehasonlítása
16.5. ábra - Az ABS szabályozási filozófiák eredményei, a fékutak és a perdítő nyomatékok összehasonlítása


16.1.3. Kiegészítő ABS működések

Az ABS terep fokozata (offroad ABS)

Ezt a működésmódot a gépkocsivezető a műszerfalon elhelyezett kapcsolóval aktiválhatja, ha a gépkocsi sebessége kisebb 40 km/h-nál és nem szilárd burkolatú úton halad járművével. Ebben az üzemállapotban folyamatosan villog az ABS ellenőrző lámpa, ami nem hibát, hanem ezt az üzemállapotot jelenti.

A terep fokozat nagyobb kerékcsúszást engedélyez, mint az országúti. Ez a változtatás az ABS szabályozásnál azért eredményes, mert laza talajon (sár, homok, sóder, laza friss hó), a blokkoló kerék maga előtt éket túr a laza anyagból. Ez pedig alakzárásával csökkenti a fékutat. Ha a gépkocsi sebessége nagyobb 40 km/h-nál, illetve a gyújtás kikapcsolását követően az ABS automatikusan visszakapcsol a normál „országúti” működésre.

Az ABS terep fokozat kapcsolója és az ABS ellenőrző lámpák
16.6. ábra - Az ABS terep fokozat kapcsolója és az ABS ellenőrző lámpák


ABS terep fokozatnál a keréksebesség változása
16.7. ábra - ABS terep fokozatnál a keréksebesség változása


Kipörgésgátló (ASR)

Az ABS rendszereknek ez volt az első kiegészítő működése. A nyitott féklámpa kapcsolónál az ABS/ASR elektronika ASR szabályozást végez, vagyis kipörgésgátlóként működik. Ez csúszós úton megkönnyíti az elindulást, illetve gyorsításkor megakadályozza a kerék kipörgését, a gépkocsi stabilitásának elvesztését.

A kerékfordulatszám érzékelők jelei alapján végzi az elektronika a különböző beavatkozásokat. Az ASR szabályozást gyakran kikapcsolható módon szerelik be a gépkocsiba.

Az ASR különböző kiépítési változatai:

  • Az első kiépítési fokozatnál csak az ASR információs lámpát szerelik be. Hiányzik a tulajdonképpeni ASR szabályzás. Az ASR információs lámpa a hajtott kerék kipörgését jelzi a gépkocsivezetőnek. Ezzel figyelmezteti a mérsékeltebb gázadásra.

  • A második kiépítési fokozathoz az ASR információs lámpán kívül a motor nyomaték szabályzás is működik. Ezzel jelentősen javul a menetstabilitás. A hiányzó fékezési beavatkozás miatt különösen, ha a tapadási tényező nagyon eltérő a bal és a jobb oldalon, nem lesz optimális a vonóerő.

  • A teljes kiépítettség esetén a rendszert az ASR információs lámpán, a motor nyomaték szabályzáson kívül differenciális fékezéssel is kiegészül. Ez a változat a legkedvezőbb menetstabilitást és a legnagyobb vonóerőt adja. Jelenleg ezt alkalmazzák a leggyakrabban.

ASR szabályzás kis sebességnél (v < 40 km/h)

Ha az egyik kerék kipörög, azt az ASR rendszer szabályozottan lefékezi azt. A differenciális fékezésnek (BC = brake control)) köszönhetően a másik hajtott keréken nagyobb lehet a vonóerő, mint amikor kipörög a kerék.

Ennél a beavatkozásnál a fékezendő kerékhez tartozó ASR fékező szelepe nyit, és kivezérli a tartálynyomást. Az ABS nyomásszabályzó szelep fogja beállítani az éppen szükséges fékező nyomást, mellyel a kerék kipörgése megakadályozható. Ha ezt követően a másik hajtott kerék is kipörög, a túl nagy nyomatékot a motorszabályzás csökkenti fogja.

Ha a gépkocsi hajtott tengelye elé, vagy mögé „segédtengelyt” építenek be, akkor az ASR szabályzásnál a hajtott tengelytől le kell választani az együtt vezérelt tengely fékkamráit. Ehhez többféle egyszerű pneumatikus vagy elektro-pneumatikus kapcsolás is alkalmazható.

ASR szabályzás nagy sebességnél (v > 40 km/h)

Amikor a gépkocsi sebessége nagyobb 40 km/h-nál, a menetstabilitás megőrzése érdekében nem alkalmazzák a differenciális fékezést. Csak a motor nyomatékát csökkentik, (EC = engine control) mely a motor változattól függően többféle módon lehetséges:

  1. Pneumatikus motorszabályozás: Egy sűrített levegővel működtetett munkahenger az adagoló gáz rudazatát a kisebb dózis irányába mozdítja. A megfelelő nyomást egy arányos működésű elektromágneses szelep vezérli ki a munkahenger felé.

  2. Elektromos léptetőmotorral történő motor nyomaték szabályozás: Ezzel a megoldással régebbi haszonjárműveknél találkozunk. Az adagoló gáz rudazatát az annak közelében felszerelt elektromos léptetőmotor állítja az elektronika utasításának megfelelően.

  3. Beavatkozás a CAN hálózaton keresztül: Az E-GAS (elektronikus gázpedál) állítótagja, vagy az EDC (elektronikus dízel befecskendezés) pozitív jelszélességének módosításával történhet a szabályzás. Az erre vonatkozó parancsot az ABS/ASR elektronika a CAN hálózaton keresztül adja a motor elektronikájának.

Az ASR terepfokozata

Az ASR szabályzás programja laza talajon egy kapcsoló segítségével megváltoztatható. Ha aktív a terep fokozat, nagyobb lehet a megengedett kerékcsúszás. Hasonlóan, mint fékezéskor az ABS terep fokozatánál.

Kipörgésgátló beavatkozása differenciális fékezéskor nagyobb vonóerőt tesz lehetővé
16.8. ábra - Kipörgésgátló beavatkozása differenciális fékezéskor nagyobb vonóerőt tesz lehetővé


Motor fékezőnyomaték szabályozás (DTC: drag torque control)

Ha a gépkocsi kis tapadási tényezőjű felületen halad, és a vezető visszaengedi a gázpedált, a motor fékezőnyomatéka a hajtott kerekek megcsúszását okozhatja. Ha a hajtott kerekek sebessége jelenősen eltér a gépkocsi sebességétől, a központi elektronika CAN hálózaton keresztül üzenetet küld a motor-elektronikának az alapjárati motorfordulatszám növelésére. Ezzel stabilizálni tudja ilyen esetben a gépkocsit.

Motor fékezőnyomaték szabályozás
16.9. ábra - Motor fékezőnyomaték szabályozás


Elektronikus fékerő felosztás (EBV - Elektronische Bremskraft Verteilung) vagy angolul (EBD electronic brakeforce distribution)

Fékasszisztens

A személygépkocsikhoz hasonlóan a korszerű haszonjárműveket is ellátják fékasszisztenssel. Ez pánikszerű fékezésnél városi közlekedésnél (50 km/h sebességnél) kb. 2,5 – 3 m –el rövidíti a fékutat. Az elektronika érzékelő segítségével méri a fékpedál lenyomásának a sebességét. Ez történhet közvetlenül elmozdulás érzékelővel, vagy közvetett módon nyomás érzékeléssel is. Ha a fékpedál elmozdulási sebessége egy bizonyos határértéket átlép, az elektronika kivezérli a maximális fékező nyomást. A blokkolásgátló pedig megakadályozza a kerék csúszását.

Retarder vezérlés

Ha a gépkocsira tartós lassító féket (retardert) szerelnek, jeges, csúszós úton annak fékező hatása is blokkolhatja a hajtott kerekeket. Ennek különösen akkor nagy a valószínűsége, ha üres a gépkocsi. A kerékcsúszást az ABS elektronika ismeri fel, és reléken keresztül kikapcsolja a retardert. Ha a kerék blokkolási veszélye elmúlt az ABS eletronika a relékkel fokozatonként egy kis késleltetéssel visszakapcsolja a retardert. Így a tartós lassító fék működése közben a kerekek az optimális csúszás tartományában maradnak. Ez a működésmód örvényáramú és hidrodinamikus retardernél egyaránt használható. A retarder kikapcsolása után a fékező nyomaték csökkenése egy kis késedelemmel fog megtörténni.

Differenciálzárak felügyelete (difflock control) A differenciálzárakat szétkapcsolja az ABS rendszer működésekor, hogy hatásos legyen a működés.

Vevő specifikus ABS működések

Az ABS szabályzás közben relé működtetéssel, bizonyos kiegészítő elemek ki-, illetve visszakapcsolhatók, mint például:

  • motorfék,

  • retarder,

  • automatikus sebességváltó,

  • hosszanti differenciálzár összkerékhajtású gépkocsiknál,

  • fékezőnyomás csökkentés, pneumatikusan együtt vezérelt tengelyeknél,

  • sebességhatárolás a 92/24 EWG előírás szerint.

16.1.4. Vontató gépkocsi ABS rendszerének részegységei

A motoros haszonjármű ABS rendszere a következő részegységekből áll:

  • kerékfordulatszám érzékelő és póluskerék

  • elektronika

  • ABS nyomásszabályzó szelepek

  • ellenőrzőlámpa és relé

  • relé a tartós lassító fék működtetéséhez

  • vezetékek

  • pótkocsi felismerés

  • ABS terep fokozat kapcsoló

Tehergépkocsi blokkolásgátló rendszere
16.10. ábra - Tehergépkocsi blokkolásgátló rendszere


Kerékfordulatszám érzékelő

A kerékfordulatszám érzékelőt a futóműre szerelik a kerék közelébe. A kerékagyra felsajtolt póluskerékkel együtt az ABS/ASR szabályzásnál a kerekek fordulatszámát folyamatosan, érintésmentesen érzékeli. Az érzékelő belsejében állandó mágnes, póluscsap és tekercs van.

Az érzékelés induktív elven történik. A póluskerék forgása közben a fogak és a fogárkok periodikus elmozdulása fordulatszámmal arányosan változtatja a mágneses fluxust. Ez indukálja a tekercsben a szinuszos váltakozó feszültséget. A feszültség a fordulatszámtól és az érzékelő, valamint a póluskerék közötti távolságtól is függ. A frekvencia viszont csak a kerékfordulatszámmal arányos, ezért ez az elektronika bemeneti információja. A jel akkor lesz kiértékelhető, ha az érzékelő és a póluskerék között a távolság a lehető legkisebb.

Az érzékelőt a rugalmas anyagból készített szorítóhüvely súrlódással tartja a furatban. Beszerelés előtt az 18 H11-es furatot hőálló zsírral célszerű bekenni a későbbi szerelések megkönnyítése miatt. A szorítóhüvely behelyezése után a furatba az érzékelőt a póluskerékhez ütközésig be kell nyomni. A fordulatszám érzékelő és a póluskerék közötti hézag a kerék első körülfordulásakor automatikusan beáll. Ez a lehető legkisebb legyen, de mindenképpen kisebb 0,8 mm-nél.

ABS kerékfordulatszám érzékelő belső szerkezete
16.11. ábra - ABS kerékfordulatszám érzékelő belső szerkezete


Póluskerék

A kerékagyra rögzített póluskerék fogszáma a kerékmérettől függően haszonjárműveknél rendszerint 80 - 120 közötti. Az elektronika algoritmusát úgy alkották meg, hogy 800 mm - es gumiabroncs átmérőhöz 80 fog tartozik. Ebből adódóan egy fogosztáshoz 31,4 mm út megtétele rendelhető hozzá. Ettől a megengedett eltérés a különböző gépkocsiknál +20% / -10%. A póluskerék készülhet mágnesesen vezető anyagból hagyományos fogazással, mely viszonylag drágább technológia. Újabban sokkal olcsóbban már lemezből kivágással és sajtolással gyártják. Fontos a fogak és a foghézagok pontos mérete és a tűrések betartása. A póluskerék homlokütése a felszerelés után kisebb kell legyen 0,2 mm-nél.

Hagyományos fogazással gyártott ABS kerékfordulatszám érzékelő póluskereke és az érzékelő rögzítési helye
16.12. ábra - Hagyományos fogazással gyártott ABS kerékfordulatszám érzékelő póluskereke és az érzékelő rögzítési helye


Új kivitelű lemezből sajtolt ABS póluskerék a kerékagyra szerelve
16.13. ábra - Új kivitelű lemezből sajtolt ABS póluskerék a kerékagyra szerelve


ABS elektronika

Az elektronika az ABS/ASR rendszer központi szabályzó egysége. Az időjárás viszontagságaitól védetten leggyakrabban a vezetőfülkében, vagy autóbuszoknál az utastérben helyezik el. Pótkocsinál rendszerint védődobozba kerül az elektronika és a dobozt szerelik az alvázra. Már gyártanak alvázra szerelhető kivitelű elektronikákat is.

Az elektronika részáramkörei:

Az ABS elektronika részegységei
16.14. ábra - Az ABS elektronika részegységei


  • A feszültségellátó egység szűrt és stabilizált 5 Volt-os tápfeszültséggel látja el az érzékelőket.

  • A bemeneti áramkör szűri a beérkező jeleket és digitalizálja, előkészíti, hogy a mikroprocesszorok feldolgozhassák. Ennek az egységnek egy speciális része az, ahova az úgynevezett „K” diagnosztikai vezeték becsatlakozik, mely lehetővé teszi, hogy a működéshez szükséges adatokat bevigyék az elektronikába. Lehetővé teszi továbbá a diagnosztikai adatok kiolvasását is.

  • A szabályozó egység CAN-kontrollert és két mikroprocesszort tartalmaz. Ezek határozzák meg a kerekektől érkező jelekből a kerekek sebességét. Képezi a szabályozás működéséhez szükséges referencia sebességet. Továbbá ezek hozzák létre az elektromágneses szelepek működtetéséhez szükséges jeleket, melyeket az ABS és az ASR rendszer használ. Ezen kívül a felismert hibák esetén hibakódot generál és tárolja azokat a hibakód tárolóban.

  • A CAN-kontroller lehetővé teszi a kommunikációt a CAN-busz hálózaton keresztül a gépkocsiba szerelt többi elektronikával.

  • A kimeneti egység működteti az elektromágneses szelepeket és a többi kimeneti perifériális egységet, továbbá a tartós lassító fék relét, az ellenőrző lámpákat. A visszacsatoláshoz jelet küld a mikroprocesszoroknak a hibák elemzéséhez.

  • Testet kapcsoló áramkör Ez kapcsolja testre az elektromágneses szelepek tekercseinek az egyik kivezetését. Ezt nevezik Field-Effect-Tranzisztor-nak (FET). Akkor kapcsolnak testet, amikor a szabályozó áramkör kész a működésre. Ha a szabályozó egység nem kap tápfeszültséget a tekercsek testre kapcsolása is megszakad. Hiba esetén is megszakad a testre kapcsolás.

  • A szelep relé feszültséggel látja el a kimeneti egységet, ha a szabályozó áramkör kész a működésre. Ha a szabályozó áramkör nincs ellátva feszültséggel, lekapcsolják a tápfeszültséget a kimeneti egységről a szelep relé segítségével.

  • Biztonsági ellenőrzés. Amikor az elektronika megkapja a tápfeszültséget, először statikus rendszerellenőrzést hajtja végre. Az önellenőrzést a két mikroprocesszor hajtja végre. Ebbe beleértendő a RAM és a ROM, az ütemadó, az aritmetikai és a logikai működések ellenőrzése is. A statikus ellenőrzéshez tartozik a szelep relé, a kimeneti áramkör a tekercsek, a DBR-relé és a kerékfordulatszám érzékelők ellenőrzése. Amint valamennyi kerékfordulatszám érzékelő jele érzékelhető, következik a dinamikus vizsgálat, ehhez tartozik a plauzibilitási, vagyis az elfogadhatósági vizsgálat is. Az ellenőrzés aktív a teljes működés közben és valamennyi részegység kifogástalan működését figyeli. A kerékfordulatszám érzékelőknél az összes hiba, rövidzárlat, testzárlat, és a +24 V -al a zárlat, vagy a jelvezeték szakadása felismerhető, továbbá a póluskerék és az érzékelő közötti távolság megváltozása is. A tekercseknél valamennyi hibát felismeri az elektronika, mert amikor éppen nincs ABS, vagy ASR szabályozás a hiba felismerést teszt impulzusokkal ellenőrzi.

Az ABS rendszer viselkedése hiba esetén

Ha az elektronika elektromos hibát ismert fel az ABS/ASR rendszer teljesen, vagy részlegesen kikapcsol. A részleges kikapcsolás átlónként történik. Erről a vezetőt az ellenőrző lámpa folyamatos világítása tájékoztatja. Ha két egység hibásodott meg az elektronika a teljes ABS működést kikapcsolja.

Három egymástól független, egymást kölcsönösen ellenőrző szintekkel nagy biztonságot valósítanak meg. Az intelligens teljesítmény végfokozatok működtetik az egyes elektromágneses szelepeket és visszajelzik a kimenetek állapotát.

Külön egységek reléken keresztül működtetik az ABS és az ASR ellenőrzőlámpákat és az elektromágneses szelepek reléit, valamint az ABS relét. Egy „nem felejtő” EEPROM tárolja a konfigurációt és a többi adatot, valamint a működés közben keletkező hibakódokat. Ezeket a diagnosztikai csatlakozón keresztül lehet kiolvasni. Azért, hogy minden hiba felismerhető legyen, három egymástól független ellenőrzési szintet alakítottak ki.

  • az elektronika önvizsgálata,

  • periféria (érzékelők és beavatkozók) ellenőrzése rövidzárlat, testzárlat, szakadás és az elektromágneses szelepek tápfeszültsége szempontjából,

  • a rendszer fizikai viselkedésének elfogadhatósági vizsgálata.

Minden fellépő hibát a biztonsági áramkör elemez. Ennek eredményétől függ, hogy mely részegységeket kell kikapcsolni, miközben minden esetben a minél teljesebb körű működés megtartása a cél. A részleges kikapcsolást követően is minden esetben világítani kezd az ABS ellenőrzőlámpa.

Az elektronika névleges feszültség: 24 V DC, az amerikai kiviteleknél 12 V DC.

Üzemi feszültség: 22 V DC - 29 V DC

Megengedett hőmérséklet tartomány: -40 °C  +80 °C

Az ABS6 elektronika panelje
16.15. ábra - Az ABS6 elektronika panelje


Az elektronika védelme érdekében ívhegesztéskor, vagy védőgázos ívhegesztéskor előbb a kábelcsatlakozókat ki kell húzni. Az elektronika maximum +75°C hőmérsékletet képes elviselni. Ezt a fényezést követő szárításnál kell figyelembe venni. Célszerű az elektronikát a szárítás előtt kiszerelni a fülkéből.

Az újabb elektronikáknál alkalmazott Tyco elektromos csatlakozók kihúzásához felül a középső biztosító fület le kell nyomni
16.16. ábra - Az újabb elektronikáknál alkalmazott Tyco elektromos csatlakozók kihúzásához felül a középső biztosító fület le kell nyomni


Diagnosztika

A gyors és hatékony hibakeresés érdekében az elektronikát öndiagnosztikai egységgel is ellátják. Ez lehetővé teszi a hibakódok tárolását, kiolvasását és törlését. Az elektronikát az ISO / DIN 9141 szabvány szerinti univerzális diagnosztikai csatlakozóval látják el. Az elektronika a tápfeszültség bekapcsolásakor az egyirányú adatforgalmat lehetővé tevő diagnosztikai vezetéken keresztül folyamatosan ismétlődő adatcsoportokat továbbít a kijelző egységhez. Ez tartalmazza az elektronika típusát, a konfigurációt és a hibakód tárolóban lévő információkat.

ABS nyomásszabályzó szelep

Az ABS nyomásszabályzó szelep egy-, vagy több fékkamra nyomását szabályozza. A fékkamra közelében az alvázra szerelik. Két db. 2/2 –es, nagy keresztmetszetű membrán szelepből áll. Mindkettőt elektromágneses elő-vezérlő szelepek működtetik. Árammentes állapotban a sűrített levegő az 1-es csatlakozótól a 2-eshez áramlik.

Knorr-Bremse ABS nyomásszabályzó szelep (metszet)
16.17. ábra - Knorr-Bremse ABS nyomásszabályzó szelep (metszet)


ABS szelep menetállás
16.18. ábra - ABS szelep menetállás


ABS szelep fékezéskor
16.19. ábra - ABS szelep fékezéskor


ABS beavatkozás nyomástartás
16.20. ábra - ABS beavatkozás nyomástartás


ABS beavatkozás nyomáscsökkentés
16.21. ábra - ABS beavatkozás nyomáscsökkentés


Menethelyzet

Az 1-es és a 2-es csatlakozók nyomásmentesek. Az elektromágneses szelepek árammentesek és zárva vannak.

Fékezés ABS beavatkozás nélkül

Az 1-es csatlakozón beáramló sűrített levegő a rugó ellenében nyitja az első membránszelepet. A sűrített levegő a fékkamrákba áramlik a 2-es csatlakozón keresztül.

Fékezés ABS-el – nyomástartás

Az első elektromágnes behúz, sűrített levegőt enged a membránszelep mögé, ami lezár. Emiatt a 2-es csatlakozónál és a fékkamrában a nyomás nem növekszik és nem is csökken.

Fékezés ABS beavatkozással - nyomáscsökkentés

Az első elektromágnes behúz és kivezérelt sűrített levegő beáramlik az első membránszelep mögé. Annak felületére ható nyomás zárja a membránt. A gerjesztő áram hatására behúz a második elektromágnes is. A membránszelep mögötti teret a környezet felé üríti, a fékkamrába kivezérelt nyomás segítségével nyit a második membránszelep. A szabadba engedi a fékkamrából a nyomást.

Fékezés ABS-sel - nyomásnövelés

Az elektromágneses szelepek árammentesek és alaphelyzetben vannak. A fékező nyomás az 1-es csatlakozón belép és a rugó ellenében a membránszelepet átbillenti, ami nyit. A nyomás a házon keresztül megjelenik a 2-es csatlakozónál. Onnan a fék munkahengerbe áramlik.

Az ABS szelep beépítése és a csövezés

A nyomásszabályzó szelepet a kerék közelében úgy kell felszerelni, hogy a mechanikai sérülésektől, pl. kőfelverődés megóvható legyen. Az ABS szelep és a fékkamrák, illetve -munkahenger között a sűrített levegő cső hossza és belső átmérője olyan legyen, hogy 8 bar-ról 0 bar-ra történő nyomáscsökkentésnél Δp / Δt = 20 - 30 bar/s nyomás-gradiens megvalósulhasson.

ABS relék

Az ABS rendszernél alkalmazott relék a gépjárműveknél szokásos követelményeinek kell megfeleljenek. A reléket olyan helyre kell beszerelni, hogy azok karbantartása és javítása könnyen elvégezhető legyen. A relék bekapcsolt gyújtásnál folyamatosan behúzott állapotban vannak, ezért a veszteség teljesítmény melegíti azokat. Ezt a körülményt figyelembe kell venni a relék megválasztásánál.

ASR Motorszabályzó szelep

A szelepet az ABS/ASR rendszernél a motorszabályzásra használják. Annak a munkahengernek a nyomását növeli, illetve csökkenti, mely a befecskendező szivattyú töltésállító karját mozgatja. Ezzel befolyásolja a motor nyomatékát.

Az elektromágneses szelep árammentes állapotban zárt. Az állító munkahenger a 2-es csatlakozón és a nyomáscsökkentő szelepen keresztül a környezettel van összeköttetésben. Ha az ASR beavatkozás szükségessé válik, az elektronika áramot kapcsol a tekercsre. Megszűnik az állító munkahenger összeköttetése a környezeti levegővel és a 2-es csatlakozón keresztül feltöltődik sűrített levegővel.

ASR fékezőszelep

a – Szelepülék nyomásnövelés; b – Szelepülék nyomáscsökkentés; I – Tekercs; Csatlakozók: 1 – Légtartály; 2 – Kétutas szelep; 3 – Környezet;

16.22. ábra - ASR fékezőszelep


arányos működésű szelep

a – Szelepülék nyomásnövelés; b – Szelepülék nyomáscsökkentés; c – Szelepcső; d – Rugótányér; I – Tekercs; Csatlakozók: 1 – Légtartály; 2 – Állító munkahenger; 3 – Környezet;

16.23. ábra - arányos működésű szelep


Állító munkahenger

1 – Adagolószivattyú; 2 – Rugóterhelésű dugattyúrúd; 3 – Dugattyú; 4 – Ház;

16.24. ábra - Állító munkahenger


Arányos működésű szelep

A motorszabályzás, illetve a sebességhatárolás állító munkahengerének nyomását változtatja.

Árammentes állapotban az 1-es és a 2-es csatlakozó között zárt az összeköttetés. Ha a motorszabályzás, illetve a sebességhatárolás nem aktív az 1-es csatlakozónál és a zárt nyomásnövelő szelep előtt tartálynyomás van. A 2-es csatlakozó a 3-ason keresztül nyomásmentes. Szabályzáskor az elektronika jelszélesség modulált pozitív feszültséget kapcsol az elektromágnesre. Ekkor záródik a nyomáscsökkentő szelep és a nyomásnövelő szelepen keresztül az állító munkahengerben növeli a nyomást. A 2-es csatlakozón lévő nyomás az elektromágnes gerjesztő áramával arányos.

ASR fékező szelep

A szelepet az ABS/ASR rendszernél a kerékfékezés aktiválására használják. Sűrített levegőt vezérel ki a légtartályból a két-utas- szelep. Ezt a nyomást az ABS nyomásszabályzó szelepen fogja módosítani a pillanatnyi kerék csúszásnak megfelelően és így jut el a kipörgő kerék fékkamrájához. Az elektromágneses szelep árammentes állapotban zár. Ha szükségessé válik az ASR fékezés a tekercsre gerjesztő áramot kapcsol az elektronika. Az 1-es csatlakozón jelen lévő tartálynyomás megjelenik a 2-es csatlakozónál.

Az ASR fékező szelep áteresztő szelepen keresztül az üzemi fék 1. illetve 2. köréhez, vagy közvetlenül a mellék-felhasználók légtartályához csatlakozik. A nyomás az üzemi-fék 1. és 2. körének légtartályaiban a biztosított nyomásnál 5,4 - 0,3 bar (ha az üzemi nyomás 7,3 bar) nagyobb kell legyen.

Állító munkahenger

Az állító munkahengert ASR szabályzáskor, illetve sebességhatárolás esetén az adagolószivattyú töltésállító karjának elmozdítására használják. Ilyen megoldással csak régebbi gépkocsiknál találkozhatunk. A sűrített levegő flexibilis csövön csatlakozik hozzá. A munkahenger belsejébe rugóval alaphelyzetben tartott dugattyút szerelnek. A munkahenger a menetpedál és az adagoló töltésállító karja közötti rudazathoz csatlakozik és a típustól függően húzó, illetve nyomó irányban működik. Ha az 1-es csatlakozón keresztül sűrített levegő áramlik be, a rugó ellenében a dugattyúrúd elmozdul.

A pneumatikus egységek beépítése

A pneumatikus egységeket pl. ASR motorszabályzó szelepet, állító munkahengert, arányos működésű szelepet a motor közelében úgy kell beszerelni úgy, hogy a hő-terhelésük ne lépje túl a megengedett értéket.

Az ABS rendszer ellenőrzése

A sűrített levegő csatlakozások ellenőrzése szemrevételezéses és tömítettség vizsgálatra korlátozódik. Fontos a fordulatszám érzékelők, a nyomásszabályzó szelepek és a fék munkahengerek helyes bekötését és az összetartozásukat ellenőrizni.

Új gépkocsiknál minden esetben el kell végezni a következő vizsgálatokat, melyekkel a nemzetközi törvényes előírások betartását ellenőrizzük:

  • energiafelhasználás,

  • tapadási tényező kihasználás,

  • menetstabilitás hirtelen fékezés esetén,

  • fékezési stabilitás:

    • jól tapadó útfelületen,

    • hirtelen tapadási tényező változás esetén (μ - ugrás),

    • a jobb- és baloldal között, ha eltérő a tapadási tényező (μ - hasadék).

Ha a kipörgésgátló energiaellátását (sűrített levegő) nem a segéd felhasználók légtartálya biztosítja, ellenőrizni kell, hogy a rendszer megfelel-e az RREG 71/320/EWG I/2.2.1.16, illetve az ECE-R 13/06 előírás 5.3.2.16 függelékének.

16.1.4.1. A Knorr-Bremse ABS 6 típusa ESP rendszerré bővíthető

Az ESP már nem csak a jármű hosszdinamikáját képes befolyásolni, hanem a kereszt irányút is. Például nagy sebességű kanyarodáskor, ha gépkocsi nem a vezető szándékának megfelelő pályán halad először figyelmeztető jelzést ad. Ha a vezető nem változtat a gépkocsi sebességén, és irányán beavatkozik. Erre több lehetősége is van. Csökkenti a motor nyomatékát, illetve egy kerék impulzusszerű fékezésével a megfelelő pályára kényszeríti a gépkocsit. A közlekedésbiztonságra gyakorolt rendkívül pozitív hatása miatt a 3,5 t-nál nehezebb haszonjárművek számára az új gépkocsi forgalomba helyezésekor a közeljövőben kötelezővé teszik felszerelését. Ez indokolt, mert az ESP rendszer nagyon pozitív hatással van a gépjárművek menetstabilitásra és súlyos baleseteket tesz elkerülhetővé.

Az ESP rendszerré bővítéshez alkalmazott elektromágneses relé szelep és az ABS szelepek előszerelhetők
16.25. ábra - Az ESP rendszerré bővítéshez alkalmazott elektromágneses relé szelep és az ABS szelepek előszerelhetők


ABS 6 bővítve ESP rendszerré

1 - ABS 6 Advance elektronika; 2 - ABS szelep; 3 - Elektromágneses relé szelep; 4 - Kormánykerék elfordítás érzékelő; 5 - Perdülés érzékelő; 6 - Pedálszelep; 7 - Kerék fordulatszám érzékelő; 8 - Kombinált fék munkahenger; 9 – Fékkamra

16.26. ábra - ABS 6 bővítve ESP rendszerré


A Knorr-Brense ABS 6 Advance típusú elektronikája már olyan kivitelű, hogy lehetővé teszi az ESP rendszerré történő bővítést. Ehhez be kell szerelni tengelyenként egy – egy elektromágneses relé szelepet, mely lehetőséget ad az elektronikának a vezetőtől független fékezési beavatkozásokra. Ezen kívül az ESP rendszer működéséhez fel kell szerelni a kormánykerék elfordítás érzékelőt, és a perdülés érzékelőt is. Mindkettő a CAN-hálózaton keresztül létesít kapcsolatot az elektronikával. Ezeket intelligens érzékelőknek nevezzük, hiszen a saját elektronikájuk értékeli ki a mérések eredményét, megvizsgálja annak elfogadhatóságát és ezután lesz hozzáférhető valamennyi elektronika számára. Az ESP rendszer működéséről és érzékelőiről részletes ismertetése az elektronikus légfék rendszernél olvasható.

16.1.5. Pótkocsi ABS rendszer

A pótkocsikat önálló ABS rendszerrel látják el. A vontató biztosítja a sűrített levegő ellátást és a tápfeszültséget. A pótkocsi ABS rendszerének ellenőrző lámpáját a vontató műszerfalán helyezik el. A járműszerelvény két tagja között a kapcsolatot a kapcsolófejek, és az ABS elektromos csatlakozója hozza létre az ISO 7638 szabvány szerint. Az alábbi képen is látható, hogy két érintkező az ABS csatlakozónál nincs ellátva érintkezővel. Oda az EBS fékrendszernél a CAN hálózat vezetékeit kötik be.

Pótkocsi ABS elektromos csatlakozó
16.27. ábra - Pótkocsi ABS elektromos csatlakozó


Kéttengelyes, kétvezetékes pótkocsi fékrendszere ABS-szel szerelve

1 – kapcsolófejek; 2 – csőszűrők; 3 – kézi kapcsoló szelep; 4 – pótkocsi fékvezérlő szelep; 5 – légtartály; 6 – fékerőszabályzó; 7 – nyomásvisszatartó szelep; 8 – ABS relészelep; 9 – kétutas szelep; 10 – korlátozott visszaáramlású szelep;

16.28. ábra - Kéttengelyes, kétvezetékes pótkocsi fékrendszere ABS-szel szerelve


Pótkocsik blokkolásgátló rendszerei

1 – töltővezeték; 2 – fékerővezeték; 3 – ECU; 4 – fordulatszám érzékelő vezeték; 5 – ABS vezérlővezeték; 6 – fordulatszám-jeladó; 7 – ABS relészelep

16.29. ábra - Pótkocsik blokkolásgátló rendszerei


16.1.5.1. KB 91-A pótkocsi ABS rendszere

A különböző pótkocsi változatoknál az eltérő tengelyszám és a különböző felfüggesztés megköveteli a pontos elemzést, hogy optimális lehessen az adott pótkocsi ABS fékrendszere. (4S/4K, 2S/2K változat)

A pótkocsi ABS részegységei:

  • ABS elektronika védődobozzal és az ISO 7683 szabvány szerinti csatlakozóval (áramellátás és információ átvitel).

  • kerékfordulatszám érzékelők és póluskerekek, mint a vontatónál.

  • ABS relé-szelep.

  • vezetékek.

  • az újabb változatoknál az ABS modul tartalmazza az elektronikát és a nyomásszabályozó szelepeket is.

Pótkocsi ABS elektronika

Az elektronikát lehetőleg a pótkocsi alvázának belső felére kell rögzíteni, hogy a mechanikai sérülésekkel szemben védett legyen. A kábelkimenetek oldalt legyenek elhelyezve. A furat viszont alulra kerüljön. Először mindig a fehér csatlakozót (áramellátás) kell lehúzni, illetve azt kell utoljára csatlakoztatni.

A 4 db M6 x 50-es imbuszcsavar kicsavarása után az elektronika a házról levehető.

A dugós kábelcsatlakozó k színei

  • Csatlakozó rendeltetése

  • Szín

  • Modulátor (ABS relészelep)

  • Kék

  • Kerékfordulatszám érzékelő

  • Sárga és piros

  • Áramellátás

  • Fehér

  • Villogókód aktiváló dugasz

  • Fekete

A tápfeszültség az elektronika bekapcsolásakor 22 V és 29 V közötti kell legyen. Ha a tápfeszültség 35 V-nál nagyobb, meghibásodást okozhat. Működés közben a tápfeszültség 19 V-ig csökkenhet anélkül, hogy az elektronika működésképtelenné válna. Ha a feszültség túl nagy, vagy túl kicsi, világít az ABS ellenőrző lámpa, de hibakód az elektronikában nem tárolódik.

Az elektronika mindjárt az üzembe helyezéskor felismeri a rendszer összes csatlakoztatott elemét. A tároló áramkör a rendszerben keletkezett hibákat kódolt formában tárolja. Ezeket villogókódként, vagy diagnosztikai műszerrel lehet lekérdezni. Az elektronikánál a hőmérséklet nem lehet nagyobb +75 °C-nál.

16.1.5.2. Pótkocsi ABS relészelep

Ez a pótkocsi ABS rendszerének speciális szerelvénye, melyet egy, vagy több fékkamra nyomáskivezérlésére és ABS szabályzására használják. Két főbb egységből áll, egy relé-szelepből (alsó rész) és két elektromágneses szelepből (felső rész). Az ABS relészelepet a pótkocsi alvázához a kerékfordulatszám érzékelővel ellátott tengely közelében, védett helyre, szilárdan kell rögzíteni. Vonóháromszöges pótkocsinál az első tengely ABS relészelepét a forgózsámolyon kell elhelyezni.

Pótkocsi ABS relészelep metszet. Felül az elektromágnesek, alul a relészelep
16.30. ábra - Pótkocsi ABS relészelep metszet. Felül az elektromágnesek, alul a relészelep


ABS relészelep menetállás
16.31. ábra - ABS relészelep menetállás


ABS relészelep fékezés; mindkét elektromágnes árammentes
16.32. ábra - ABS relészelep fékezés; mindkét elektromágnes árammentes


Menet helyzet

A 4-es csatlakozó nyomásmentes, az 1-es csatlakozónál tartálynyomás van. A fékkamra a 2-es csatlakozóhoz van bekötve és jelenleg nyomásmentes. Mindkét elektromágnes árammentes, így azok alaphelyzetben vannak.

Fékezés ABS nélkül

A 4-es csatlakozón, majd az elektromágneses szelepeken keresztül sűrített levegő áramlik a relé-szelep dugattyúja feletti térbe. Ennek hatására a dugattyú lefelé mozdul és kettős szelepe segítségével a normál relészelephez hasonlóan a légtartályból sűrített levegőt vezérel ki. Ez a 2-es csatlakozón keresztül a fékkamrába áramlik.

ABS relészelep nyomástartás a bal oldali elektromágnes kap gerjesztő áramot
16.33. ábra - ABS relészelep nyomástartás a bal oldali elektromágnes kap gerjesztő áramot


ABS relészelep nyomáscsökkentés a jobb oldali elektromágnes kap gerjesztő áramot
16.34. ábra - ABS relészelep nyomáscsökkentés a jobb oldali elektromágnes kap gerjesztő áramot


Fékezés ABS-sel – nyomástartás

Az első elektromágnes behúz így zár és megakadályozza, hogy a fékpedál további lenyomása nagyobb nyomást eredményezzen a relé-szelep dugattyúja feletti térben. A fék munkahengerben a nyomás nem nő, de nem is csökken. Ha a vezető az ABS relé-szelep nyomástartási fázisa közben visszaengedi a fékpedált, a dugattyú feletti térből a nyomás a visszacsapó szelepen keresztül és a pótkocsi fékező szelepen keresztül a szabadba távozik.

Fékezés ABS-sel – nyomás csökkentés

A második elektromágnes gerjesztő áramot kap átvált, annak egyik szelepüléke nyit, a másik pedig záródik. A sűrített levegő a relé-szelep dugattyúja feletti térből a 3-as csatlakozón át a szabadba áramlik. A dugattyú felfelé mozdul és a relé-szelep kettős szelepe a korábbi fékezőnyomást a 3-as csatlakozón keresztül a szabadba engedi.

Kettős ABS relé-szelep

Ezt a szelep egységet a pótkocsik ABS szabályozásához fejlesztették ki. A közös házban kialakított iker ABS relészelep egyike a jobb oldali a másik pedig a bal oldali kerekek fékező nyomását szabályozza. Közös bemeneti csatlakozójuk van ezért egyszerűbb a sűrített levegő csövek bekötése.

Két egymással szembe fordított „iker kivitelű” pótkocsi ABS relészelep
16.35. ábra - Két egymással szembe fordított „iker kivitelű” pótkocsi ABS relészelep


Kábelek:

Az áramellátó kábel az ISO 7638 szabvány szerint a pótkocsi áramellátását biztosítja a vontató járműtől. Ha a forgózsámolyos, vagy a központi tengelyes pótkocsi, ha használaton kívüli van, a csatlakozó megóvása miatt használjuk a „tartó aljzatot”.

A csatlakozó kábel az elektronika beavatkozó jeleit továbbítja a modulátor, illetve az ABS relé-szelep felé.

A hosszabbító kábel a fordulatszám érzékelők jeleit továbbítja az elektronikának.

16.1.5.3. Pótkocsi ABS modul TABS

A kétcsatornás nyomásszabályozó modul tetejére építették az elektronikát. Az alatta lévő alumínium öntvényben vannak az elektromágneses szelepek és a relészelepek. A kerékfordulatszám érzékelők jelei alapján a pótkocsik bal és jobb oldali kerekeinek fékező nyomását szabályozza. Vonóháromszöges pótkocsinál az első tengelyhez egy ABS relészelepet szerelnek be. Ennek működtetését is a modulra szerelt elektronika végzi. A többi ABS rendszerhez hasonlóan ellátták hibakód tárolóval. Csatlakoztatható hozzá a TIM (Trailer Info Modul), mely a hibakódok kiolvasásán kívül a km számláló feladatát is ellátja. Az elektronika átkonfigurálható.

KB4TA pótkocsi ABS modul
16.36. ábra - KB4TA pótkocsi ABS modul


Háromtengelyes nyerges félpótkocsi KB4TA blokkolásgátló rendszere.

1 – Töltővezeték kapcsolófej légszűrővel; 2 – Fékezővezeték kapcsolófej légszűrővel; 3 – ABS elektromos csatlakozó; 4 – Kombinált kettős kapcsolószelep; 5 – Pótkocsi légtartály; 6 – Manuális víztelenítő szelep; 7 – Pótkocsi fékerő szabályzó; 8 – KB4TA pótkocsi ABS modul; 9 – Membrános fékkamra; 10 – Rugóerőtárolós kombinált munkahenger; 11 – Fordulatszám érzékelő; 12 – Légrugó; 13 – Szintszabályozó; 14 – Vizsgáló csatlakozó; 15 – Elektromos csatlakozó

16.37. ábra - Háromtengelyes nyerges félpótkocsi KB4TA blokkolásgátló rendszere.


16.2. Haszonjárművek elektronikus légfékrendszerei

Az ABS / ASR rendszer diagnosztikai vizsgálata

Jelenleg az alábbi módszereket alkalmazzák:

  • hibakeresés az ABS/ASR univerzális vizsgálóbőrönddel,

  • ABS Diagnosztika ECUtalk programmal,

  • MTS diagnosztika,

  • NEO ABS diagnosztika.

Az egyes vizsgálati módszerek részletes leírásai a gyártók kezelési útmutatóiban találhatók.

EBS az elektronikus fékrendszer (Knorr-Bremse)

Az elektronikus légfékrendszer (EBS) új fejezetet nyitott a haszonjárművek féktechnikájában. A fékezési parancs nem a sűrített levegő nyomásváltozásaként, hanem elektromos jelként a CAN hálózaton keresztül érkezik a nyomásmodulátorokhoz, melyeket a fékkamrák közelében helyeznek el. Ezek fogják a közeli légtartályokból kivezérelni a fékkamrákba a nyomást. Ehhez a működéshez hozzá tartozik az ABS nyomás moduláció is. A járműszerelvény valamennyi kerékfék szerkezete szinte egyszerre lép működésbe ennél a fékrendszernél. Így hatékonyan rövidül a fékút. A fékezéshez szükséges energiát változatlanul a sűrített levegő biztosítja.

A hagyományos légfék rendszer és az elektronikus légfékrendszer működésének összehasonlítása
16.38. ábra - A hagyományos légfék rendszer és az elektronikus légfékrendszer működésének összehasonlítása


16.2.1. Az EBS rendszer előnyei

  • Az EBS jelentősen csökkenti a fékkésedelmi időt, lehetővé teszi a vontató és a pótkocsi között a fékezés optimális összehangolását. Mindez most már szoftveresen és automatikusan történik. Kiegészítő érzékelők és szoftverek segítségével az EBS hatékonyan növeli a járműszerelvény menetstabilitását.

  • A másik előny az, hogy az EBS fékrendszer lényegesen kevesebb szerelvényt tartalmaz, mint a hagyományos légfékrendszerek.

  • Az EBS legfőbb előnye azonban az, hogy a fékezőnyomást az elektronikus rendszer minden korlátozás nélkül tudja szabályozni. Ez a különleges működések széles skáláját teszi lehetővé, melyekhez hagyományos szelepekből jó néhányat be kellene ahhoz építeni, hogy megvalósulhasson.

  • További előnye az elektronikus jelátvitelnek és moduláris felépítésnek a rugalmas konfigurálhatóság. A modularitás azt jelenti, hogy az EBS azonos elemei a különböző járműtípusoknál más módon konfigurálhatók, így a járműgyártók eltérő igényei egyszerűen kielégíthetők.

  • Az elektronikus jelátvitel miatt a fékezés kezdetén rövid lesz a felfektetési-, illetve a megszólalási idő, és a fékoldás is sokkal dinamikusabb, mint a hagyományos fékrendszernél.

  • A gépkocsi terhelése nem csak érzékelhető, hanem bizonyos számítási algoritmusokkal meg is határozható érzékelő nélkül is. Ez azért fontos, mert ez alapján történik a fékezőnyomás kivezérlés.

  • A futóművek között megvalósulhat a fékbetét kopás kiegyenlítése.

  • Elektromos meghibásodás esetén két körös sűrített levegős biztonsági fékrendszer (back up) teszi lehetővé a fékezést.

  • A CFC (Coupling Force Control) program (kapcsolóponti erőszabályozás) révén az optimális fékerő arány automatikusan létrejön a vontató és a pótkocsi között.

  • A fékerő optimálisan szabályozható.

  • Továbbá a hagyományos fékműködés mellett, magába ötvözi az ABS-t (blokkolásgátló rendszert), az ASR-t (kipörgésgátlót), az elektronikus fékerő felosztást, a fékasszisztenst, és a retarder működtetést is. Kezdetben opció volt az ESP, Elektronikus Stabilizációs Program, de már ez is hozzá tartozik a széia kivitelhez.

  • Egyszerűsödött a fékrendszer, így pl. a Knorr-Bremse az EBS5-nél a pótkocsi fékvezérlő modulnál egyik sűrített levegős kört az elektronikus rendszer helyettesíti oly módon, hogy gyújtás levétel után a fékpedál lenyomására a pedálmodulba beépített kapcsoló segítségével „felébreszti” az elektronikát, mely biztosítja a második vezérlő kört.

Elektronikus légfékrendszer
16.39. ábra - Elektronikus légfékrendszer


16.2.2. Elektronikus légfékrendszerek adatátvitele a CAN hálózaton

CAN elektronikus adatátvitelt alkalmaznak, mely gyors, hatékony és biztonságos.

További előnyei:

  • Kevesebb vezeték és csatlakozó szükséges.

  • Az érzékelők és a beavatkozó egységek jeleit a gépkocsi többi elektronikus rendszere is fel tudja használni.

  • A gépkocsiba szerelt különböző gyártóktól érkező elektronikus rendszerei egymással adatcsere kapcsolatban állhatnak, mert a CAN adatbuszokat szabványosították.

A CAN hálózatnál az elektronikákat két adatvezeték (CAN-high, CAN-low) köti össze, így a digitális jelek valamennyi elektronikához eljutnak. A rendszerhez csatlakoztathatók érzékelők és beavatkozó egységek is.

Az EBS rendszer CAN hálózatai
16.40. ábra - Az EBS rendszer CAN hálózatai


Az elektronikus légfék működéséhez több CAN hálózatot is használnak:

  • A CAN –Powertrain: az EBS és a gépkocsi más elektronikus rendszeri közötti kapcsolatot teszi lehetővé, például a retarder, az automatikus sebességváltó, vagy a dízelmotor elektronika, az EDC. Erre az adatcserére vonatkoznak a SAE J1939 és az ISO 21898 szabványok.

  • A CAN-Trailer: a vontató és a pótkocsi között végzi az adatcserét, az ISO 11992 és az ISO 7638 szabványoknak megfelelően. A vontató és a pótkocsi közötti CAN vezetéket az ISO 11992 szabvány szerinti ABS / EBS csatlakozón keresztül építik ki. A kapcsolat az ISO 7638 szabvány szerint jön létre.

  • A CAN-Brake az EBS központi elektronika és az egyes futóművek közelébe felszerelt nyomásmodul, valamint a pótkocsi fékezésére szolgáló nyomásmodul közötti adatátvitelt biztosítja.

A CAN brake és a CAN powertrain hálózatok résztvevői.
16.41. ábra - A CAN brake és a CAN powertrain hálózatok résztvevői.


16.2.3. A motoros (vontató) gépkocsik EBS rendszere

Bekapcsolt gyújtásnál és fékoldási helyzetben az EBS rendszer aktív. Az üzemi fékrendszer egykörös tápfeszültséget kap. A pedál-modul által kivezérelt sűrített levegő nem jut el a fékkamrákig, mert az egyes modulok elektromágneses back-up szelepe zárak, amikor az öndiagnosztika nem észlel elektromos hibát. A pedálmodul fékezési jeladója elektromos jelként (két csatornás feszültség jel) adja meg a fékrendszer elektronikájának a vezető lefékezettségi igényét. Ebből az információból az elektronika meghatározza az egyes tengelyekhez kivezérelendő fékező nyomásokat és az erre vonatkozó parancs a gépkocsi CAN hálózatán keresztül jut el a nyomásmodulátorokhoz. Ezeknek az elektronikái fogadják a fékezési parancsot és ennek megfelelően működtetik az elektromágneses szelepeket, amelyek a megfelelő fékezőnyomást kivezérlik.

Az EBS egyik üzemi fék csatornájának felépítése
16.42. ábra - Az EBS egyik üzemi fék csatornájának felépítése


Kikapcsolt gyújtásnál, ha a légtartályok nyomása megfelelő a kétkörös pneumatikus fékrendszer (back up) aktív. Ekkor az első és a hátsó futómű közötti fékerő arány 1 : 1,5.

A pótkocsi fékezéséhez a sárga fékező vezetéknél mérhető 0,4 bar felfektetési nyomást programoznak be.

A vontató és a pótkocsi csatlakoztatásához szükséges:

  • Kétvezetékes sűrített levegő rendszer az ISO 1728 szabvány szerint.

  • Elektromos ABS csatlakozó az ISO 7638 szabvány szerint, melynek 6-os és 7-es kapcsaira a CAN vezetékeket kötik be.

EBS rendszer elemei egy kéttengelyes nyerges vontatón
16.43. ábra - EBS rendszer elemei egy kéttengelyes nyerges vontatón


16.2.4. Az EBS rendszer működésmódjai

16.2.4.1. Alapműködés

  • Elektro-pneumatikus fékerő szabályozás

    • Érzékelő nélküli szabályozás (lassulás-kontrol és szlip-kontrol, ISC)

    • Terhelés alapú nyomás szabályozás (2009-től)

16.2.4.2. Járműstabilitást és dinamikát támogató funkciók

  • ABS működés (off-road mód kapcsolható)

  • ASR motor és fék vezérlés, off-road mód kapcsolhat (ATC)

  • Motor fékezőnyomaték szabályozás (DTC)

  • Differenciálzár vezérlés (DLC)

    • Differenciálzár védelem

    • Differenciálzár aktív kerékfordulat szinkronizálással

    • Automatikus differenciálzár

  • Dinamikus menetstabilizáló funkció (ESP)

    • Kicsúszás gátlás

    • Borulás gátlás

16.2.4.3. Fékbetét kopást csökkentő, illetve összehangoló működésmódok

  • Tartós fék (retarder) integráció

    • Retarder blending (a retarder és a súrlódásos fék együttműködése)

    • Fékpedál állással arányos retarder aktiválás

  • Kapcsolóponti erőszabályozás

  • Betétkopás kiegyenlítés

16.2.4.4. Fék állapotára figyelmeztető működések

  • Fékbetét kopás figyelmeztetés

  • Fékbetét kopás előzetes becslése

  • Féktárcsa hőmérséklet figyelmeztetés

  • Kerekenkénti fékhatás ellenőrzés és figyelmeztetés

16.2.4.5. Kiegészítő működések

  • Fék asszisztens

  • Elgurulás gátlás, emelkedőn való indulás támogatása (Hill Start Aid)

  • Megállóhelyi fék (ajtónyitásra)

  • Külső fékerő kívánság végrehajtása (XBR)

    • Becsuklás-gátlás (csuklós busz tolatásnál)

    • ACC - Automatikus követési távolság szabályozás

    • Felépítmény-vezérelt biztonsági fék

Ezek közül néhány fontosabb részletezve.

16.2.5. ABS szabályozás

A kerékfordulatszám érzékelők a közvetlenül a hozzájuk tartozó nyomásmodulok elektronikáihoz vannak bekötve. Az digitalizálja és továbbküldik a CAN hálózaton keresztül az EBS központi elektronikájának. Ez alapján határozza meg a gépkocsi referenciasebességét. Ez szintén a CAN hálózaton keresztül visszajut a nyomásmodulátorok elektronikáihoz. Az elektronika által előre meghatározott fékező nyomást az ABS szabályozás a megengedett kerékcsúszásnak megfelelően módosítja. ABS szabályozáskor a fék elektronika kimenetéről, vagy a CAN hálózaton keresztül a tartós lassító féket kikapcsolja.

Ezt a rendszert is ellátták az úgynevezett terep ABS működéssel, melyet a gépkocsivezető kapcsol be és ilyemkor nagyobb lehet az engedélyezett kerékcsúszás. Ez laza talajon rövidíti a fékutat.

16.2.6. ASR szabályozás

16.2.6.1. Differenciális fékezés

Induláskor és gyorsításkor, ha valamelyik hajtott kerék kipörög, azt az elektronika szabályozott módon automatikusan lefékezi. A differenciálművön keresztül a másik hátsó keréknél nagyobb vonóerő alakul így ki. Ha a gépkocsi sebessége nagyobb 40 km/h-nál ez a működési mód kikapcsol és csak a motor hajtónyomaték szabályozása marad aktív.

16.2.6.2. Motor nyomaték szabályozás (DTC)

Ha mind a két hajtott kerék kipörög, vagy a jármű sebessége nagyobb 40 km/h-nál, akkor a motor hajtó nyomatékát csökkenti az elektronika egészen addig, amíg a hajtott kerekek fordulatszámának az átlaga csak kicsit lesz nagyobb, mint az első keréké. Az elektronikus fékrendszer a motorelektronikával a CAN-buszon keresztül áll kapcsolatban.

16.2.6.3. ASR kapcsoló

Ha a vezető működteti az ASR kapcsolót, terepen nagyobb kerékcsúszást engedélyez az elektronika. Ilyenkor villog a műszerfalon elhelyezett ellenőrzőlámpa.

16.2.7. Fékbetét kopás kiegyenlítés

Ez kétféle módon is történik. Egyrészt az üzemi- és a tartós lassító fék együttműködése révén a fékpedál lenyomásakor kezdetben a súrlódásos fék lassít, de amint kialakul a tartós lassító fék megfelelő nyomatéka, kopásmentes módon átveszi a lassítás feladatát. Kisebb sebességnél, amikor csökken a tartós lassító fék nyomatéka, a lassítás egyre nagyobb részét ismét az üzemi fék fogja végezni.

A másik megoldás lényege pedig az, hogy a fékbetét kopás szabályozáshoz az elektronika tengelyenként minden pillanatban meghatároz egy korrekciós tényezőt. Ezt az elektronikus fékerő felosztásnál veszik figyelembe. Ezzel az előre megadott fékerők összege állandó marad és összehangolt lesz a fékbetétek kopása. Meghosszabbodik a fékbetétek használati ideje. Ez a kiegyenlítés nem kerekenként, hanem tengelyenként történik.

A fékbetét kopás kiegyenlítés csak a normál üzemszerű fékezéseknél működik. Ha ez aktív, a vastagabb fékbetétű tengely lesz csak fékezett. Intenzív lassításoknál, pánikszerű fékezéseknél ez a működésmód nem aktív. A fékbetét kopás kiegyenlítés az üzemeltető számára kedvező, mert a teljes járműszerelvénynél megközelítőleg egyidejűleg kell a fékbetéteket kicserélni. Az járműgyártók igényeihez igazodva van olyan programváltozat, melynél a fékbetét vastagság érzékelőt az új fékbetét beszerelését követően a diagnosztikai műszerrel „nullázni” kell és van olyan változat is ahol ez az algoritmus automatikusan felismeri az új fékbetétek beszerelését és felesleges a „nullázás”.

16.2.8. Kerékfék állapot megfigyelése

Az EBS figyelmeztető jelzést ad, ha a fékbetét elérte a megengedett kopáshatárt és akkor is, amikor a féktárcsa túlhevült. Ez utóbbit egy a szoftver integrális részét képező matematikai modellel becsléssel tudja megállapítani. A fékbetét kopási tendenciák alakulást figyelembe veszi a szerviz üzemóra számlálónál. Ennek megfelelően a következő kötelező karbantartás időpontját akkorra teszi, amikor aktuálissá válik a fékbetét csere.

16.2.9. Kapcsolóponti erőszabályozás

A CFC (Coupling Force Control) kapcsolóponti erőszabályozás feladata, hogy a vontató és a pótkocsi között a fékező nyomás felosztás optimális legyen. Kiegyenlíti a vontató és a pótkocsi felfektetési nyomásai közötti különbséget. A vontató járműnél ezt az értéket a szerelősor végén programozzák be (End of Line test). Mint az elektronika működési paraméterét adják meg. A pótkocsiét viszont több fékezést követően határozza meg az elektronika.

Felfektetési nyomás kompenzáció
16.44. ábra - Felfektetési nyomás kompenzáció


Gyengén fékező pótkocsinál az összehangolás úgy történik, hogy a fékezővezeték nyomását növeli a vontató. A tömeg számítását több bemeneti paraméter figyelembevételével végzi az elektronika. Az induló érték ennél a tengelyterhelési jel. Pótkocsis szerelvénynél a vontató terhelésének 1,5 szerese. Annak érdekében, hogy a gépjármű pontos tömege meghatározható legyen a meghajtott és a szabadon futó kormányozott kerekek fordulatszámát hasonlítják össze. Figyelembe veszik a motor nyomatékát is a számításnál. A gázpedálhelyzet, a motor fordulatszám és a befecskendezett gázolaj mennyiség jelentik a bemeneti információkat. Az EDC elektronikától a CAN hálózaton keresztül érkeznek ezek az információk. A számítást befolyásolja még a menetellenállás a légellenállás, a motor fékezőnyomatéka, illetve a retarder nyomatéka.

16.2.10. Kiegészítő EBS működések

16.2.10.1. Fék-asszisztens

Pánikszerű fékezéskor 1,5 – 2 szeres fékezőnyomást vezérel ki, mint ami hasonló körülmények között normál fékezéskor az adott fékpedál helyzethez tartozna. Így intenzívebben lassítja a gépkocsit, tehát rövidül a fékút. Ehhez a működésmódhoz a légtartályokban tárolt sűrített levegő megfelelő energia tartalékot biztosít.

16.2.10.2. Az előre borulás megakadályozása (Tilt Prevention)

Ez a nyerges vontatókhoz kifejlesztett biztonsági program. Intenzív fékezéskor a vontatmány nélkül közlekedő nyerges vontató előre billenését akadályozza meg. A beavatkozás a fékező nyomás határolásával történik, amely csak az első tengelyre van hatással.

16.2.10.3. Automatikus befékezve tartás lejtőn (Hill Start Assistance)

Lejtőn megtartja a fékező nyomást akkor is, amikor a vezető visszaengedi a fékpedált. A járműszerelvény álló helyzetben tartásával egyszerűbbé és biztonságosabbá teszi az elindulást.

16.2.10.4. Automatikus befékezés nyitott ajtónál (Door Brake)

Autóbuszoknál alkalmazzák ezt a működés módot. Nyitott ajtónál automatikus fékezést aktivál, és befékezve tartja a járművet egészen addig, amíg az ajtó nyitva van. A diagnosztikai műszerrel aktiválható, illetve tiltható le ez a működés, illetve beprogramozható, hogy melyik tengelyt, illetve mekkora nyomással fékezze ilyenkor.

16.2.10.5. Borulás elleni védelem (Roll Stability Program - RSP)

Különösen a magas tömegközéppontú haszonjárműveknél van nagy jelentősége az ESP egyik alprogramjaként működő borulás elleni védelemnek, az RSP programnak. Ez a különböző manőverek közben a fizikai törvényszerűségek határain belül működik. A veszélyhelyzet kezdetén a kanyarodó jármű egyik oldalú kerekeinek terhelése lecsökken, ami jelzi a borulásveszélyt. A beavatkozás a motor nyomatékának csökkentésével és fékezéssel lehetséges.

A baloldali képen a borulást a kitámasztó mankókerék a jobb oldalin az RSP akadályozta meg
16.45. ábra - A baloldali képen a borulást a kitámasztó mankókerék a jobb oldalin az RSP akadályozta meg


16.2.10.6. Külső fékezési igény (XBR)

Ennek a szakmában elterjedt angol elnevezése az External Brake Request, illetve az XBR rövidítés. A fékezési igény a jármű más elektronikus rendszereitől érkezhet. Automatikus fékezés történhet például az autóbusznál a becsuklás-gátló, vagy a követési távolság szabályozó rendszer, az Adaptive Cruise Control (ACC) radarérzékelőjének jele alapján.

16.2.11. Az EBS rendszer részei

16.2.11.1. EBS központi elektronika

Ez az elektronikus légfékrendszer központi szabályozó egysége. Csöpögő, illetve felfreccsenő vízzel szemben védetten a vezetőfülkébe, vagy az utastérbe szerelik be az európai változatnál. Az amerika változat csöpögő vízzel szemben is védett ezért az alvázra is szerelhető. Ez a változat 12 V –os tápfeszültséggel működik. Az elektronika felrögzítési felülete sík kell legyen. Az elhelyezés hőtől védett kell legyen. A saját melegedésből származó hő megfelelő elvezetéséről gondoskodni kell. Figyelembe kell venni, hogy a csatlakozóknál megfelelő helyet kell biztosítani a szerelhetőség érdekében.

A központi elektronika végzi az úgynevezett „magas szintű” műveleteket. Ezek közé tartozik például, egyebek között a fékrendszer egyes elemeinek, a nyomásmodulok működésének összehangolása. Ezekkel az egységekkel a CAN hálózaton keresztül létesít kapcsolatot. Ezen keresztül kapja meg a kerékfordulatszám érzékelők, fékbetét kopás érzékelők, és a fékezőnyomás érzékelők jeleit is. A központi elektronika által kért nyomás létrehozását a nyomásmodulok végzik. A központi elektronika fogadja a fékpedál-modul analóg elektromos jeleit (két csatornás feszültség jel 0 – 5 V tartományban), melyek a vezető fékezési igényével arányosak. Ezekből, valamint a moduloktól érkező jelek alapján kiszámítja a kerekenként szükséges fékező nyomást. Ezt a nyomásigényt a CAN hálózaton keresztül elküldi a moduloknak, amelyek előállítják azokat.

Az elektronika fogadja a rögzítő fék nyomás-kapcsolójának a jelét is. Amikor a rögzítő fék aktív, ezen jel alapján tiltja le az üzemi fék nyomáskivezérlését. Ezzel elkerülhetővé válik, hogy a két fékrendszer együttes működésének hatása ne okozzon a kerékfékszerkezetnél túlterhelést (addíció gátlás).

Az elektronika fontos feladata a működési paraméterek és hibakódok tárolása. A gyári új elektronikával nem lehet közlekedni, csak miután a jármű gyártója, vagy az erre felhatalmazott szakműhely az elektronikát készre programozta.

Az elektronika működés ellenőrzése

Az EBS elektronika a következő egységeket ellenőrzi:

  • kerékfordulatszám érzékelők,

  • fékbetét kopás érzékelők,

  • nyomásérzékelők.

Minden nyomáskivezérlésnél valamennyi elektromágneses szelep megfelelő működését is figyeli, a kivezérelt nyomás elfogadhatóságát is megvizsgálja.

EBS diagnosztika

A diagnosztikai csatlakozó adatcserét tesz lehetővé az EBS elektronika és a diagnosztikai eszköz között. Az EBS elektronika által felismert hibákat szöveges üzenetként jeleníti meg. Lehetőség van a hibakódok törlésére. A diagnosztikai csatlakozón keresztül lehet elvégezni a szerelősor végi programozást és vizsgálatot (EOL = End of Line). A régebbi járműveknél típus-specifikus diagnosztikai csatlakozókat szereltek fel, általában az elektronika közelében. A diagnosztikai műszer ennek megfelelő speciális kábellel csatlakoztatható. Újabban erre a célra is az EOBD csatlakozót használják. Jelenleg még nem szabványosították, hogy melyik kapocsra kötik be az EBS diagnosztikai vezetéket.

16.2.11.2. Az EBS rendszer ellenőrzőlámpái

Azért, hogy az elektronika az EBS rendszer pillanatnyi állapotáról tájékoztassa a gépkocsivezetőt, négy ellenőrzőlámpát működtet (pótkocsis szerelvény). Ebből kettő a vontató, kettő pedig a pótkocsi ABS, illetve EBS rendszeréhez tartozik.

A piros színű EBS ellenőrzőlámpa:

  • A gyújtás bekapcsolását követően 3 másodpercre felvillan,

  • világít, ha lecsökkent a tartálynyomás,

  • világít, ha meghibásodott az elektronikus rendszer, melynek következtében a törvényesen előírt fékhatás jól tapadó útfelületen nem érhető el. A tartálynyomás információ a CAN hálózaton keresztül érkezik meg az EBS elektronikához. Kis tartálynyomásnál először az ASR szabályozásokat tiltja le.

A sárga színű EBS ellenőrzőlámpa

  • A gyújtás bekapcsolását követően 3 másodpercre felvillan,

  • Felismert, de kevésbé veszélyes elektromos hibánál világít, például olyan elektromos rendszerhibánál, amikor valamely rész-szabályozás működésképtelen, de a törvényesen előírt fékhatás jól tapadó útfelületen elérhető marad. Ilyen lehet például az ABS szabályozás.

A sárga színű EBS ellenőrzőlámpa villog, ha a kerékfordulatszám érzékelő a határtartományban működik.

Sárga színű ASR info-lámpa: a villogókód és információk kijelzésére is alkalmas, ha aktiválták a villogókód kiolvasását. Az ellenőrzőlámpák mindegyikét az EBS elektronika működteti.

Az ASR ellenőrző lámpa világít:

  • 3 másodpercig a gyújtáskulcs elfordítását követően,

  • ha az ASR-nél aktív a motor nyomaték szabályozás, vagy fékezési beavatkozás történik. Ezzel figyelmezteti a vezetőt a csúszós útra,

  • ha az EBS és az EDC elektronika között csatlakozási hiba van,

  • ha az ASR-t terep fokozatra kapcsolták át,

  • ha a görgős fékpadi működést állították be.

Pótkocsi piros ellenőrző-lámpa

A műszerfalon elhelyezett ellenőrző lámpát a pótkocsi EBS elektronikája az elektromos összekötő vezeték DIN ISO 7638 szabvány szerinti 5-ös kapcsán keresztül működteti.

BVA ellenőrzőlámpa

A fékbetét kopáshatár jelző feszültség jelet ad, amikor a fékbetét kopása eléri a megengedett határértéket.

16.2.11.3. Terhelés érzékelő

A jármű tengelyterhelését a légrugós felfüggesztésnél a nyomásérzékelő, laprugósnál pedig, a potenciométerrel ellátott terhelés érzékelő közvetíti elektromos jelként az elektronikának.

A terhelésérzékelőt a gépkocsi alvázára szerelik. Egy elfordítható karral és egy függőleges rúddal csatlakozik a futóműhöz. A rugó elmozdulási útjával arányos jelet ad. A nyomásérzékelőt a légrugóhoz kötik be.

Ha a terhelésérzékelőt ki kell cserélni, a rugóútnak megfelelő helyes beállításhoz a jármű gyártójának rendelkezését kell betartani.

16.2.11.4. Fékpedál modul a fékezési jeladóval

Az elektronikus légfékrendszernél fékpedál modult (FBM) alkalmaznak. Fékezéskor kétkörös nyomáskivezérlés történik, a hagyományosnak tekinthető, de annál kisebb fő-fékszelep részen. Ez azonban csak a biztonsági fék működéshez használatos (back up funkció). A pedálmodul része a fékezési jeladó (BWG), amely két ellentétes elmozdulású potenciométer. Az egyiknél az ellenállás a fékpedál helyzetével arányosan növekszik, a másiknál pedig csökken. Ha az elektromos jeladó meghibásodik, a pneumatikus úgynevezett „Back up” rész fogja a gépkocsit fékrendszerét működtetni. A fékpedál modul 21-es és a 22-es kimenetnél jelenik meg a pneumatikus fékező nyomás. Ha elektromos hiba miatt ez fékez, az ABS / ASR szabályozás és az elektronikus fékerő felosztás nem fog működni. Az elektronika bekapcsolja az EBS ellenőrzőlámpát, jelezve ezzel a vezetőnek a rendellenességet.

EBS pedálmodul
16.46. ábra - EBS pedálmodul


16.2.11.5. Egy csatornás nyomásmodul

A nyomásmodul egy összetett mechatronikai egység, melyet a kerék közelében szerelnek fel az alvázra. A felső záró fedél alá szerelik be a saját elektronikáját. közvetlenül ehhez csatlakoznak a nyomás modulációt végző szelepek elektromágnesei. A központi EBS elektronika jelei a CAN hálózaton keresztül érkeznek hozzá. Ennek megfelelően fékező nyomást vezérel ki a fékkamrába és a pillanatnyi menetdinamikai állapotnak megfelelően szabályozza azt.

Az egycsatornás nyomásmodul részei:

  • saját elektronika,

  • 3 db elektromágneses szelep,

  • relé-szelep,

  • hangtompító.

A nyomásmodul elektronikájához csatlakozik a saját kerékfordulatszám érzékelője, valamint a fékbetét kopás érkezője. Ezek jelét előkészíti, digitalizálja és a CAN hálózaton keresztül tovább küldi az EBS központi elektronikának. A sűrített levegős szelepegység 1-es csőcsatlakozója a légtartállyal áll kapcsolatban, a 2-es pedig a fékkamrával.

EBS egycsatornás nyomásmodul
16.47. ábra - EBS egycsatornás nyomásmodul


Amikor az EBS rendszer hibamentes:

Menethelyzetben a 2-es és a 4-es csatlakozók nyomásmentesek. A „Back up” szelep (1) nyitott, a nyomásnövelő és a nyomáscsökkentő szelepek (2 és 3) zártak.

Fékezéskor: először a „back-up” szelep záródik (1). Ezért a 4-es vezérlő bemenethez érkező sűrített levegő nyomása hatástalan lesz a fékezésre. A modul saját nyomáskivezérlést végez az elektronika parancsára. A nyomásnövelő (2) és a nyomáscsökkentő (3) szelepek periodikus működtetésével állítja be az „a” térben a nyomást. Ez hat a 6-os relé-szelep dugattyújára, ami lefelé mozdul és a saját kettős szelepével beállítja a vezérlő nyomásnak megfelelő fékkamra nyomást, ami megjelenik a 2-es számú kimenetén. A nyomásérzékelő (4) visszajelzi a modul elektronikájának a fékkamra nyomást. Az ABS/ASR szabályozás közben is a (2) és a (3)-as nyomásnövelő, illetve nyomáscsökkentő szelepek végzik a nyomásváltoztatást, amit a relé-szelep lemásol.

Elektromos hiba esetén, amikor például a modul áramellátása, vagy a CAN hálózati kapcsolat megszakad a Back up szelep nyitva marad és ezen keresztül a pedálmodultól a (4)-es vezérlőcsatlakozóhoz érkező sűrített levegő fog fékezni. Ilyenkor a nyomásmodul relé-szelepként fog működni.

A nyomásmodul elektronikája menet közben a következő jeleket ellenőrzi:

  • kerékfordulatszám érzékelők,

  • fékbetét kopás érzékelők,

  • nyomásérzékelő.

Valamennyi nyomáskivezérlésnél az elektronika felügyeli az elektromágneses szelepek megfelelő működését. Plauzibilitási (elfogadhatósági) vizsgálatot is végez.

A modult úgy kell beépíteni, hogy a lefújó szelep alul legyen.

16.2.11.6. Kétcsatornás nyomásmodul

A kétcsatornás nyomásmodul működését a központi EBS elektronika irányítja a CAN hálózaton keresztül. A parancsnak megfelelően fékezőnyomást vezérel ki egymástól függetlenül egy futómű bal és jobb oldali fékkamráiba. A szelepegység olyan keresztmetszetű, hogy az ikertengely két baloldali és két jobb oldali fékkamráját is el tudja látni sűrített levegővel. Ennek a nyomásmodulnak a tetejére is elektronikát szereltek az egycsatornáshoz hasonlóan. Ez négy kerékfordulatszám érzékelő és négy fékbetét kopás érzékelő jeleit fogadja. Az egységbe szerelt két darab back-up szelep, a hat darab elektromágneses szelep és két darab relészelep ugyan úgy működik, mint az egycsatornás változatnál.

Mindkét csatornának van tápfeszültség ellátása és CAN kapcsolata. Az elektronika működése is hasonló az egycsatornás változatéhoz.

EBS kétcsatornás nyomásmodul
16.48. ábra - EBS kétcsatornás nyomásmodul


16.2.11.7. Pótkocsi fék vezérlő modul (TCM)

Ha a vontató és a pótkocsi is EBS rendszerrel van ellátva, a pótkocsi fékezése a CAN hálózaton keresztül a pótkocsi elektronikájának küldött üzenettel valósul meg. Ha hagyományos fékrendszerű a pótkocsi a TCM (Trailer Control Modul) a pótkocsi felé a fékezővezeték nyomását szabályozza és a kapcsolóponti erőszabályozást valósítja meg a vontató és a vontatmány között. A pótkocsi leszakadáskor az automatikus befékeződés a hagyományos módon működik. A TCM alapvetően egy kétkamrás relé-szelep, melynek egyik kamrája az üzemi- a másik a rögzítő fékhez tartozik. Ezt egészíti ki a kétállású kétutas szelep, az elektromágneses szelepek (nyomásnövelő és nyomáscsökkentő), a back-up szelep, egy nyomásérzékelő és az integrálisan ráépített elektronika. A TCM újabb változatának nincs saját elektronikája, hanem az EBS központi elektronikája vezérli a TCM elektromágneses szelepeit.

Pótkocsi fék vezérlő modul, a TCM részei:

  • elektromágneses szelepek (1 db. back-up, 1 db. nyomásnövelő- 1. db. nyomáscsökkentő),

  • nyomásérzékelő,

  • elektromos csatlakozók,

  • két vezérlőkamrás relé-szelep rész az üzemi fékkörökhöz,

  • egy vezérlőkamrás relé-szelep rész a rögzítő fékhez,

  • hangtompító.

Pótkocsi fék vezérlő modul
16.49. ábra - Pótkocsi fék vezérlő modul


Menethelyzet

Az 1-es 21 és a 43-as sűrített levegő csatlakozóknál tartálynyomás van. A 22 és a 42-es csatlakozók nyomásmentesek.

Fékezés üzemi fékkel

Az EBS központi elektronika működteti a TCM elektromágneses szelepeit a pótkocsi fékezésekor. Ennek közreműködésével valósul meg a „kapcsolóponti erőszabályozás”, vagyis a vontató és a pótkocsi fékjének összehangolása. Az EBS pedálmodultól csak az egyik „back-up” kört kötik be. Hibamentes állapotban a „back-up” szelep zár. A fékező nyomást a nyomásnövelő és a nyomáscsökkentő szeleppel állítja be az elektronika. A pótkocsi fékező vezeték kapcsolófejéhez a nyomást az egységbe integrálisan beépített relé-szelep vezérli ki és a nyomásérzékelő jelzi vissza.

Fékezés rögzítő fékkel

A rögzítő fék szelep működtetésekor a 43-as csatlakozó nyomásmentessé válik. A belső szeleptest fölfelé mozdul és a 22-es csatlakozóhoz, nyomás vezérlődik ki.

Elektromos hiba:

Ilyenkor a back-up szelep nyitva marad, a 42-es csatlakozón keresztül a vezérlőkamrába nyomás kerül. A relé dugattyú lefelé mozdul és 22-es kimenetnél megjelenik a fékező nyomás. A leszakadáskor történő befékeződés a hagyományos pótkocsi fékvezérlő szelephez hasonlóan egy integrálisan beépített 2/2-es szelep révén valósul meg.

Leszakadási befékeződés

A pótkocsi fékező vezetéknél a leszakadási befékeződés a modulátorhoz illesztett 2/2 szelep segítségével a hagyományos módon működik.

16.2.12. Elektronikus stabilitás program (ESP)

A személygépkocsiknál is sikeres ESP rendszer, kritikus menethelyzetekben is képes stabilizálni a gépkocsi és így elkerülhetővé válnak olykor egyébként súlyos balesetek. A haszonjárműveknél ennek a működésmódnak még nagyobb a jelentősége, mert a nagyobb tömegük révén nagy mozgásenergiával rendelkeznek. A haszonjárművek a magasabb tömegközéppontjuk miatt hajlamosak a felborulásra. Ezek elkerülhetővé válnak az ESP rendszerrel és az azt kiegészítő borulás-gátlóval.

Az ESP -rendszerre vonatkozó Európai Uniós előírások

A közlekedésbiztonságra gyakorolt kedvező hatása miatt az ESP rendszer beszerelése a következő jármű kategóriákba lesz kötelező 2014. október 29-e után.

  • autóbuszokba, 3,5 t felett,

  • teherautókba és pótkocsikba.

Ezeknek a járműveknek a homologizációja 2012. október 29. után már csak ESP-vel felszerelve lehetséges.

A fent említett járműkategóriáknál az ACC (Automatic Cruise Control – automatikus követési távolság szabályozó), amely veszély esetén automatikus fékezéssel avatkozik be, szintén kötelező lesz az alkalmazása 2015. október 29. után. A járművek homologizációja 2013. október 29. után már csak ACC rendszerrel ellátva lesz lehetséges.

Az optikai érzékelővel működő forgalmi sáv tartását biztosító berendezés beszerelése 2015 október 29.-e után válik kötelezővé. A járművek homologizációja 2013. október 29. után már csak ezzel a rendszerrel felszerelve lesz lehetséges.

16.2.12.1. Az ESP (elektronikus stabilitás program) alkalmazása és működése

A németországi statisztikai adatok szerint évente 400-an vesztik életüket egy résztvevős haszonjármű baleset miatt. Ezek háromnegyed részénél a gépkocsi elhagyta az útpályát, 25%-ánál pedig felborult a jármű. Egy hatékony asszisztens rendszer, az ESP a veszélyessé váló manőverek jelentős részénél elkerülhetővé teszi a balesetet.

A haszonjárművek ESP rendszere akkor lép működésbe, amikor például a nyerges szerelvény valamelyik kereke elveszíti a tapadást és emiatt kisodródásra válik hajlamossá, vagy a jármű megközelíti a borulási határt. Elektronikus szabályozások révén megvalósított beavatkozásokkal stabilizálható a szerelvény.

Az ESP rendszer CAN hálózata
16.50. ábra - Az ESP rendszer CAN hálózata


Az ESP CAN-hálózata közvetíti a kormánykerék elfordítás érzékelő, továbbá a perdülés-, és keresztirányú gyorsulás érzékelő jeleit. Ezeket a központi elektronika kiértékeli, és ezek alapján megvalósulhat az ESP szabályozás. A jelek alapján az elektronika megállapítja, hogy a gépkocsivezető milyen pályán szeretne autójával haladni. Azt is kiszámítja, hogy milyen a gépkocsi tényleges menetpályája. Ezeket egymással összehasonlítva állapítja meg, hogy szükséges –e valamilyen ESP beavatkozás. Nem fog beavatkozni, ha a két pálya egyezik egymással. Ha eltérnek egymástól, következik egy újabb kalkuláció. Meg kell állapítani ugyanis, hogy a gépkocsi éppen alul-, vagy túlkormányozott módon viselkedik. Ettől függően a bal első, vagy a jobb hátsó kerékre kell egy fékezési impulzust kiadni és ezzel stabilizálható a vezető szándéka szerinti menetpálya.

Ezen kívül az ESP rendszernek is hasonlóan az ABS-hez fontos alapinformációja a kerékfordulatszám érzékelőktől érkezik. Ugyanis az ESP szabályozás egyik alrendszere az ABS működés. A jelek alapján a központi EBS elektronika meghatározza az úgynevezett „referencia sebesség”-et. Mindegyik kerék sebességét ehhez hasonlítva megállapítható a kerekek menetirányú csúszása.

Az ESP rendszernél a tengelyenként beszerelt nyomásmodulok, estenként ABS szeleppel is kiegészítve, lehetővé teszik az ABS működésen kívül, a vezetőtől független fékezőnyomás kivezérléseket a kerek fékkamráiba. Ez egy fontos beavatkozási lehetőség a csúszó kerék lefékezésére. A beavatkozás másik lehetősége a motor nyomatékának csökkentése, ehhez az EBS elektronika az alváz CAN-hálózaton keresztül tud parancsot küldeni a motor elektronikának. Az ESP rendszernek külön CAN hálózata van. Ez juttatja el a központi elektronikához a kormánykerék elfordítás- és a perdülés-érzékelő jeleit.

Az ESP rendszer elvi működési vázlata
16.51. ábra - Az ESP rendszer elvi működési vázlata


16.2.12.2. ESP beavatkozás túlkormányzott gépkocsinál

Amikor egy hátsókerék hajtású gépkocsi túlkormányozott módon viselkedik, kezdetén a motorelektronika a kapott parancsnak megfelelően csökkenti a hajtó nyomatékot. Hatására a kerekeken növekszik az oldalvezető erő. Ez azonban gyakran nem elegendő a menetstabilitás visszanyeréséhez. Ilyenkor következik a második beavatkozás. Az elektronikus fékrendszer a vezetőtől függetlenül a kanyar külső első kerékhez fékező nyomást vezérel ki. Ennek kettős hatása van, egyrészt a gépkocsi kissé lassul, másrészt pedig a gépkocsira az egyetlen fékerő a tömegközéppont körül nyomatékot fejt ki. Ez a gépkocsit a megfelelő irányba fordítja.

Elektronikus légfékre épülő ESP rendszernél az egy és két csatornás EBS nyomás modulok végzik az egyes kerekekhez a megfelelő fékező nyomás kivezérlést. Ez a beavatkozás a vezetőtől függetlenül az elektronika parancsára fog megvalósulni.

Ilyen esetben az elektronika a kanyar belső hátsó keréknél is végez szabályozott fékezést. Az így megvalósított bizonyos mértékű kerékcsúszásnál egyrészt csökken a gépkocsi sebessége, másrészt az adott keréknél csökken az oldalvezető erő és emiatt a gépkocsi perdülési reakciója növekszik. A differenciálművön keresztül gyorsul a másik hátsó kerék.

ESP beavatkozás túlkormányozott gépkocsinál
16.52. ábra - ESP beavatkozás túlkormányozott gépkocsinál


16.2.12.3. ESP beavatkozás alulkormányzott gépkocsinál

Ilyen esetben az elektronika a kanyar belső hátsó keréknél végez szabályozott fékezést. Az így megvalósított bizonyos mértékű kerékcsúszásnál egyrészt csökken a gépkocsi sebessége, másrészt az adott keréknél csökken az oldalvezető erő és emiatt a gépkocsi perdülési reakciója növekszik. A differenciálművön keresztül gyorsul a másik hátsó kerék.

A beavatkozás után az érzékelők által küldött újabb jelei alapján meghatározható, hogy az akció sikeres volt -e. Ha szükséges újabb beavatkozás fog következni. Ha nem szükséges, akkor az ESP elektronika tovább figyeli a gépkocsi viselkedését és elmarad a beavatkozás.

ESP beavatkozás túlkormányozott gépkocsinál
16.53. ábra - ESP beavatkozás túlkormányozott gépkocsinál


16.2.12.4. Az ESP rendszer különleges érzékelői:

Kormánykerék elfordulás érzékelő

Ezt az érzékelőt a kormányoszlopon helyezik el. Szerkezete és működése megegyezik a személygépkocsiknál alkalmazott Bosch érzékelő változattal, ezért itt nem részletezzük.

Perdülés érzékelő

Ezt az érzékelőt a jármű tömegközéppontjának közelében helyezik el. Szerkezete és működése megegyezik a személygépkocsiknál alkalmazott Bosch érzékelő változattal, ezért itt nem részletezzük.

16.2.12.5. Az ESP rendszer öndiagnosztikája

Ha az ESP elektronika hibát észlel, folyamatosan világít a figyelmeztető lámpa. A hiba pontos behatárolásához a gépkocsihoz rendszeresített diagnosztikai műszert, vagy az ESP rendszer gyártójának diagnosztikai berendezését lehet használni. Ezek interfészen és a gépkocsi központi diagnosztikai csatlakozóján keresztül létesítenek kapcsolatot az ESP elektronikával. Ennek segítségével kiolvasható a rendszer konfigurációja. A kijelzett hibakódon kívül szöveges üzenet formájában is megnevezi a hibás egységet. Természetesen lehetőséget ad a hibakódok törlésére is.

16.2.13. Pótkocsik elektronikus légfék rendszere

A TEBS rövidítésből a „T” betű utal a pótkocsira (trailer) az EBS pedig az elektronikus légfék rendszerre. Egyaránt felszerelhető tárcsa-, vagy dobfékes pótkocsikra. Az újabb rugóerő tárolós, kombinált munkahengerekkel szerelt változatoknál is alkalmazható.

Az elektronikus pótkocsi fékrendszer előnyei:

  • Rövidebb fékút, mert a fékezés elektromos jelre történik.

  • A pótkocsi fékezés vezérlése történhet CAN üzenet alapján, vagy a pneumatikus fékezőjellel is.

  • Terhelés függő fékerő felosztás történhet programozott karakterisztika szerint, vagy a kerekek csúszás különbség szabályzása alapján.

  • Továbbfejlesztett, javított ABS működés.

  • Borulás gátló rendszer is megvalósítható.

  • Fékasszisztens szolgáltatás.

  • Túlterhelés védelem az integrált kétutas szeleppel.

  • Fékbetét kopás ellenőrzés.

  • Liftes tengely vezérlés.

  • Javított figyelmeztető lámpa (WL) működés.

  • A Pótkocsi Információs Modul (TIM) támogatása.

  • Párhozamosan használható tápfeszültség kialakítás ISO 7638, illetve ISO 1185 szerint.

  • Pneumatikus „Back-up” lehetőség.

  • Szervizbarát diagnosztika.

A TEBS rendszerrel felszerelt pótkocsi vontatható hagyományos, ABS-el, vagy EBS-el ellátott vontatóval is. A TEBS rendszer teljes működéséhez ki kell építeni az ISO7638 szerinti tápfeszültség ellátást (EBS rendszerű vontató esetén a CAN vezetékeket ISO 11992). Amennyiben csak az ISO1185 szerinti tápfeszültség ellátás érhető el, akkor az ABS és az ALB (2002. júliusától) működések aktívak.

Az elektromos és a sűrített levegő bekötése a nyerges félpótkocsinál
16.54. ábra - Az elektromos és a sűrített levegő bekötése a nyerges félpótkocsinál


16.2.13.1. A TEBS felépítés és működése

A hagyományos pótkocsikhoz képest a TEBS rendszer kevesebb részegységből áll. A fékrendszer összeállításához csupán a következő elemek szükségesek:

  • kapcsolófejek,

  • kombinált oldószelep, integrált leszakadás védelemmel,

  • pótkocsi modul, és a hagyományos rendszereknél alkalmazott kombinált fékkamrák.

Menet helyzetben az csatlakoztatott töltő vezetéken keresztül sűrített levegővel töltődik a pótkocsi légtartálya, és a teljes TEBS rendszer. Amennyiben a pótkocsi rögzítő fékje nincs befékezve, a rugóerőtárolós fékkamrák is feltöltődnek az integrált leszakadás védelemmel ellátott kombinált oldó-szelepen keresztül. Először az üzemi és a rögzítő fékrendszerek töltődnek fel, majd az áteresztő szelep nyitása után a többi sűrített levegő fogyasztó is, mint például a légrugózás.

A gyújtás bekapcsolása után a modulba beépített elektronika elvégzi az önellenőrzést és az esetleges hibákat a hibakódként megjegyzi. Hiba esetén a rendszer részlegesen kikapcsol. A pótkocsi modulba beépített nyomás érzékelő méri a tápnyomást, és amennyiben az 4,5 bar alatt van, vagy 10 bar fölött, akkor bekapcsolja a figyelmeztető lámpát.

A pótkocsi terhelése a légrugóktól a 42-es csatlakozóra érkező nyomás alapján határozható meg, amelyet egy nyomásérzékelő figyel.

2S/2M rendszernél (két kerékfordulatszám érzékelő és kétcsatornás modul) az elektronikába beprogramozott adatok alapján (póluskerék fogszám, gumiabroncs méret) kiszámítja a sebességet a fordulatszám érzékelők jeleiből, továbbá megállapítja, hogy kanyarban, vagy egyenesen halad a jármű.

4S/2M rendszernél alkalmazható például egy liftes tengely a nyerges pótkocsinál. Vagy lehet 4S/3M rendszer egy vonóháromszöges pótkocsinál, illetve egy nyerges, talajerő kormányzású pótkocsinál.

A harmadik tengely esetén, a külön beépítésre kerülő ABS relé-szelep közvetlenül a fékező vezetékről kapja a vezérlő jelet, de a csúszáskülönbség szabályzás segítségével a fékkamrába kivezérelt nyomás mindig az adott terhelési állapotnak megfelelően fog módosulni.

Üzemi fékezéskor a fékező vezeték nyomása eljut a pótkocsi fékező modulba, ahol a nyomás érzékelő elektromos jelként küldi ezt a fékezési igényt a modulba beépített elektronikának. A fékezési igény és a terhelési állapot alapján az előre beprogramozott karakterisztika szerint az elektronika meghatározza a fékező nyomást, amelyet az elektromágneses szelepek vezérlésével juttat a fékkamrákba. Ezt a kimenetnél lévő nyomás érzékelő megméri, és az eredményt visszaküldi az elektronikának. Ezzel a visszacsatolással a belső szabályzó kör zárul.

Ha a vontató EBS rendszerrel van ellátva és ki van építve az ISO11992 szerinti CAN kommunikáció, akkor a fékezési igény a CAN rendszeren keresztül érkezik, amelynek prioritása van a pneumatikus jellel szemben. Egyébként a fékezési folyamat az előzőek szerint zajlik le.

A 4S/3M rendszerű vonóháromszöges pótkocsik esetén, a külön beépített ABS relészelepen keresztül, tengelyvezérelt első tengely fékezési folyamata eltér a hátsó tengely fékezésétől. Az ABS relészelep közvetlenül kapja meg a pneumatikus fékezőjelet a fékező vezetékről, a központi elektronika ezt a vezérlő jelet módosítja az első- és a hátsó tengelyek keréksebesség különbségének összehasonlítása elvén alapuló csúszáskülönbség szabályzás útján. Ez azt jelenti, hogy a rendszer az első tengely fékezési nyomását úgy módosítja, hogy az első és a hátsó tengelyek között ne legyen keréksebesség különbség, vagyis kerékcsúszás, és így együtt fékeződjenek.

A rögzítő fék működtetése a kombinált oldószeleppel lehetséges, a dobfékek védelmében a pótkocsi modul integráltan tartalmaz egy kétutas szelepet, amely megakadályozza az üzemi-, és a rögzítő fék hatásának összeadódását kerékfékszerkezetnél.

Automatikus befékeződés, a töltő vezeték szétkapcsolásakor vagy sérülésekor lép működésbe, szintén a kombinált oldó szelepen keresztül működteti a fékrendszert az integrált leszakadás-védelmi működésnek köszönhetően. A fékhatás a hagyományos pótkocsiktól eltérően nem az üzemi féken keresztül, hanem a rögzítő fék révén fejti ki a fékerőt.

A 2S/2M nyerges-, és központi tengelyes pótkocsiknál az ABS működés oldalvezérelt módon egyedi szabályozással valósul meg, míg a 4S/3M kialakítású vonóháromszöges pótkocsiknál a hátsótengelyt az előzőekkel megegyező módon vezérlik, de a kormányozott első tengelynél „módosított tengely szabályzás”-t alkalmaznak.

TEBS pótkocsi modul
16.55. ábra - TEBS pótkocsi modul


16.2.13.2. Kiegészítő működések

A TEBS modulon keresztül különféle kiegészítő működések valósíthatók meg, amelyek vagy a sebességjelhez, vagy a légrugóktól érkező terhelésjelhez vannak kötve. A TEBS működési paraméterei az „End of Line”, vagyis szerelősor végi programozás során változtathatók.

  • RTR funkció (reset to ride) ez a konténer-kapcsoló szelep automatikus visszaállítása menethelyzetbe amikor a szerelvény elindul.

  • ISS működés: Sebesség függő kapcsoló, ami a kimenetére vagy testet, vagy feszültséget kapcsol a beállításnak megfelelően.

  • LAC funkció: (lift axle control) Automatikus liftes tengely vezérlés, amely álló helyzetben is aktív lehet.

  • Terhelés jelzés: az aktuális légrugó nyomás a TIM-en (pótkocsi információs modul) keresztül kijelezhető.

  • Kilométer számláló: A póluskerék fogszáma és a dinamikus gördülési sugár segítségével összeszámolja a megtett kilométereket. Ez csak akkor működik, amikor a pótkocsi TEBS elektronikája megkapja a tápfeszültséget.

  • TRSP: A pótkocsi elektronikusan vezérelt stabilitás programja.

  • Indulás segítés: A terhelt nyerges pótkocsinál egy kapcsoló jelére a liftes tengelyt fel lehet emelni. Ekkor a vontató járműnél megnövekszik a nyeregterhelés. Hatására a nagyobb kerékterhelés nagyobb vonóerőt tesz lehetővé és könnyebbé válik az elindulás. Ez a működésmód alapkonfigurációban a pótkocsi tengelyének maximum 30%-os túlterhelést engedélyezi, és maximum 30 km/h sebességhatárig aktív.

  • LAC kikapcsolása: Egy kapcsoló jelre az elektronika a pótkocsi üres állapotában is engedélyezi a liftes tengely leengedését. Ez stabilizálni tudja a járműszerelvényt.

  • Fék asszisztens: A 90%-os fékezési igény átlépése esetén a terhelési állapottól függetlenül engedélyezi a maximális fékerő kivezérlését.

  • Betétkopás érzékelés: A kerékfékszerkezetben elhelyezett fékbetét kopás érzékelő jelére bekapcsolja a figyelmeztető lámpát.

  • Hibafelismerés: Az elektronika a rendszerben fellépő hibákat detektálja és részben, vagy egészben kikapcsolja a rendszert, a hiba jellegétől függően.

  • TIM: Pótkocsi információs modul, amelyen keresztül lehetséges a TEBS rendszer gyorsdiagnosztikáját elvégezni.

16.2.13.3. Az elektronikus pótkocsi fékrendszer részegységei

Kapcsolófej

A csőszűrővel integrált kapcsolófejek biztosítják a vontató jármű és a pótkocsi kapcsolatát úgy, hogy a töltő- és a fékező vezeték felcserélése kizárt. A záró sapka (1) elfordításával a szűrő állapota könnyen ellenőrizhető és amennyiben szükséges a rögzítő fedél (5) eltávolításával kiszedhető és tisztítható vagy kicserélhető.

Kombinált oldó szelep, integrált leszakadás-védelemmel

A kombinált oldó szelep két részből áll. Egy fekete fejű működtető részből az üzemi fékhez, valamint egy piros fejű működtető részből a rögzítő fék számára:

Kombinált oldószelep
16.56. ábra - Kombinált oldószelep


Menet helyzetben a fekete rész a felső helyzetben, míg a piros az alsó helyzetben van. Ilyenkor az 1-es csatlakozón érkező töltő levegő egyrészt az 1-2 jelű csatlakozón tölti az üzemi fék tartályát, másrészt a 2 jelű csatlakozón keresztül tölti a kombinált rugóerő-tárolós részt.

A töltővezeték leszakadásakor, vagy megsérülésekor az automatikus fék (az integrált leszakadás védelemnek köszönhetően) a rugóerő tárolós féket hozza működésbe, mert az 1-es csatlakozó nyomásmentesülésére a 2-es csatlakozó összeköttetésbe kerül a 3-as jelű lefújó-csonkkal, így a rugóerő tárolós kamra részben lévő sűrített levegő a szabadba távozik és a rögzítő fék működésbe hozza a kerékfék szerkezetet.

16.2.13.4. Pótkocsi EBS modul

A TEBS modul vezérli ki a fékező nyomást a pótkocsi fékkamráiba. Van olyan kivitelű változat, mely elő van készítve a TRSP működésre. Az alap változattól abban különbözik, hogy oldalgyorsulás érzékelővel is ellátták. Fontos, hogy betartsák a modul felszerelésére vonatkozó gyári előírást.

A modul részét képezi az elektronika, továbbá:

  • 2 db „Back up” elektromágneses szelep (a; b),

  • 2 db „Nyomásnövelő” elektromágneses szelep (c; d),

  • 2 db „Nyomáscsökkentő” elektromágneses szelep (e; f),

  • 2 db relé-szelep (1; 2),

  • 1 db kétutas szelep (3),

  • valamint különböző érzékelők,

    • I – terhelés érzékelő,

    • II – fékezőjel érzékelő,

    • III – tápnyomás érzékelő,

    • IV – kivezérelt nyomás érzékelők.

A TEBS modulba szerelt elektromágneses szelepek vezérlik ki a sűrített levegőt és végzik az ABS modulációt is a fékkamráknál. Ez utóbbi működést a bal és a jobb oldalon egymástól függetlenül is képes megvalósítani.

A modulba integrált kétutas szelep (3) segítségével megakadályozható az üzemi és a rögzítő fék erejének összeadódása a kerékfékszerkezetnél.

TRSP (Trailer Roll Satbility Program) – A pótkocsi borulás gátló rendszere akkor lép működésbe, amikor a modulba beépített oldalgyorsulás érzékelő jele egy előre meghatározott küszöbértéket túllép. Az elektronika egy olyan fékező impulzust küld, aminek hatására a kanyar belső ívén lévő kerek fékeződnek. Erre a reakció kétféle is lehet:

  • A kanyarív külső kerekeihez képest a fékezési impulzus hatására nincs jelentős keréksebesség változás, ami azt jelenti, hogy a beállított határérték az adott járműnél nem helyes, ezért a határértéket újrakalkulálja (öntanuló rendszer) és inaktív állapotba kapcsolja a TRSP működést.

  • A kanyarív külső kerekeihez képest jelentős keréksebesség csökkenés lesz a belső íven. Ez azt jelenti, hogy a pótkocsi borulási határhoz közelít, ezért az elektronika az úton maradó kerekeket erőteljesen fékezi. Emiatt egyrészt csökken a jármű sebessége, másrészt a gumiabroncsok oldaltartási képessége is csökken a fékezőerő hatására. Ezen két tényező együttes hatása a borulási helyzet elhárítása.

Amikor a pótkocsi visszanyerte stabilitását ez a működésmód kikapcsol. Amikor a TRSP aktív, más működésmódok inaktívak.

Kikerülési manőver esetén, amikor az oldalgyorsulás érzékelő hirtelen változó jelet ad, a rendszer nem küld tesztimpulzust, hanem rögtön lassítja a pótkocsit.

A működés alkalmazhatóságának feltétele, hogy a liftes tengely és a konténerkapcsoló szelepek vezérlését a TEBS lássa el.

A borulás elleni védelem
16.57. ábra - A borulás elleni védelem


Figyelmeztető lámpa (WL) működés

A figyelmeztető lámpa a gyújtás ráadás után, ha nem világít a rendszer hibamentes. Ha valamely kiegészítő működés hibás (pl.: liftes tengely vezérlő szelep hiba) illetve a fékbetét a kopáshatáron van, az ellenőrző lámpa világít.

16.2.13.5. Diagnosztikai lehetőségek a pótkocsik elektronikus fékrendszerénél

  • K – vonalas diagnosztika,

  • az ISO11992 szerinti CAN vezetéken keresztüli diagnosztika,

  • TIM – pótkocsi információs modullal hibakód kiolvasás.

A TIM (trailer information modul) lehetővé teszi a TEBS rendszer elektronikájából a gyors információ lekérdezést. Az elérhető információk a következők:

  • hibatároló kiolvasása,

  • napi kilométer számláló kiolvasása,

  • összes megtett kilométerek számlálójának kiolvasása,

  • aktuális tengely terhelés kiolvasása,

  • betétkopás kijelzése,

  • hátralevő út a kővetkező szervizig.

16.2.13.6. Pótkocsi ABS relészelep

A 4S/3M konfiguráció kialakításához alkalmazni kell egy különálló ABS relé-szelepet a kormányozott tengely fékkamráinak működtetésére. A szelep a pneumatikus vezérlőjelet közvetlenül a fékező vezetéktől kapja, de a tényleges kamranyomás szabályzását a TEBS modul elektronikája végzi. A kivezérelt nyomás szabályzását az elektronika két esetben végzi el:

  • ABS aktivitás nélküli fékezés esetén a tengelyterhelésnek megfelelő fékezőnyomás kialakításhoz a kerékcsúszás szabályzáson keresztül és

  • ABS aktivitás során.

16.2.13.7. Konténer-kapcsoló szelep

A konténer-kapcsoló szelep a légrugós pótkocsiknál a felépítmény emelését és süllyesztését biztosítja, amely rendelkezhet egy kiegészítő elektromágnes szelep résszel is. Az elektromágnes biztosítja azt, hogy az elektronikus vezérlőegység konfigurált RTR funkció esetén a konténerkapcsoló szelepet vezérelje.

Az elektronikus vezérlőjel (24 V) hatására az elektromágnes kinyitja az utat a légtartályban lévő sűrített levegő (13-as csatlakozón keresztül) számára a vezérlőcsatlakozóba, amely a nyomásjel hatására a konténerkapcsoló szelep karját „STOP” helyzetből visszaállítja „MENET” helyzetbe. Ez azért előnyös, mert a felépítmény magassága a gépkocsivezető feledékenysége miatt nem fog eltérni a gyárilag megállapított menetszinttől.

16.2.13.8. Elektronikusan vezérelhető liftestengely-vezérlő szelep

Ez a szerelvény a pótkocsira szerelt felemelhető tengely terhelésfüggő vezérlését teszi lehetővé. Ezt a feladatot a konfigurált LAC működés révén, a pótkocsi modul központi elektronika látja el. Az emelési, vagy süllyesztési funkciók végrehajtását az elektromágnes által vezérelt liftes tengelyvezérlő szelep végzi. Levett gyújtás esetén a liftes-tengely automatikusan leeresztésre kerül.

16.2.14. A TEBS második generációja

A pótkocsik számára kifejlesztett elektronikus légfékrendszer új generációját TEBS G2-nek nevezték el. Az előző generációhoz képest a változások a következő képen foglalhatók össze:

  • A működéshez szükséges feszültség 8 – 32 V közötti, így nem szükséges külön – külön egy 12 V-os amerikai és egy 24 V –os európai változatot gyártani.

  • A vontatóval kommunikáló 24V-os CAN hálózat (ISO11992) mellett megjelent egy 5 V-os CAN busz is, amely a pótkocsin található elektronikus eszközöket köti össze (TEBS G2, TIM, GPS-GSM flotta-követő rendszer stb.).

  • Az elektronikához a vezetékek alulról csatlakoztathatók, ami megkönnyíti és egyúttal gyorsabbá is teszi az aknás álláson, vagy emelőn a fej felett történő szerelést.

  • A modulátort pneumatikus gyorscsatlakozókkal ellátva szállítják, ami megkönnyíti és gyorsabbá teszi beszerelését.

  • A csatlakozók száma lehetővé teszi, hogy akár négy kerékfékszerkezet is el lehessen látva rugóerő tárolós rögzítő fékkel.

  • Opcionális a különböző fékkarakterisztikák megvalósítása a CAN segítségével.

  • Lehetőség van a menet közbeni adatgyűjtésre.

  • Újabb kiegészítő működések valósíthatók meg:

    • kapcsolható pneumatikus kimenetek,

    • Tilt Angle (TA) bólintási szög,

    • Manoeuvre Help (MH),

    • Steering Axle Lock (SAL),

    • Felborulás gátlás (Roll Stability Program - RSP) szélesebb körű és optimalizált változatban áll rendelkezésre.

TEBS G2 fékrendszer elektromos RTR – el és pneumatikus LAC – al

1 – Töltőlevegő kapcsolófej légszűrővel; 2 – Fékezővezeték kapcsolófej légszűrővel; 3 – Elektromos kapcsolófej; 4 – ISO 7630 csatlakozó és CAN kommunikáció; 5 – Kettős kombinált kapcsolószelep; 6 – Légtartály, kondenzvíz leeresztővel; 7 – TEBS G2 modul; 8 – Fékkamra; 9 – Fordulatszám érzékelő; 10 – Légrugó; 11 – Rugóerőtárolós fékkamra; 12 – Szintszabályozó szelep; 13 – Fordulatszám érzékelő; 14 – Emelő munkahenger; 15 – LAC szelep; 16 – Elosztó; 17 – Konténer szelep; 18 – Visszacsapó szelep; 19 – Vizsgáló csatlakozó; 20 – TIM modul;

16.58. ábra - TEBS G2 fékrendszer elektromos RTR – el és pneumatikus LAC – al


16.2.14.1. A második generációs TEBS G2 modul

A pótkocsi fékező modul az előző generációhoz hasonlóan összetett, integrális mechatronikai egységnek tekinthető. Ebbe szerelik be az RSP rendszer keresztirányú gyorsulás érzékelőjét is, ezért a modul beszerelésénél be kell tartani a gyártó erre vonatkozó utasítását.

A G2 modul részei:

  • az elektronika,

  • 5 db nyomásérzékelő,

  • két csatornához külön - külön beépített elektromágneses szelepek, továbbá relé szelepek.

TEBS G2 modul gyorscsatlakozókkal
16.59. ábra - TEBS G2 modul gyorscsatlakozókkal


A kivezérelt nyomás fogadása és elektromos érzékelése, továbbá az alkalmazott visszacsatolás révén az elektronika egy zártkörű nyomásszabályozást valósít meg. A nyomásmodul ezen kívül tartalmazza az úgynevezett „anti-compounding” szelepet is, mely az üzemi és a rögzítő fék hatásának összeadódását akadályozza meg. Ezeket a részegységeket egy közös házba szerelik.

A beépített egyszerű elemeket az elektronika programjai úgy képesek működtetni, hogy komplikált karakterisztikájú fékezőnyomás szabályozások is megvalósulhatnak. A legegyszerűbb, de gyakran használatos konfigurációs változat a 2S/2M. Melynek működéséhez két kerékfordulatszám érzékelőt és két elektromágneses szelepekkel ellátott nyomásszabályozó csatornát használunk. Ezen kívül számos egyéb konfiguráció is megvalósítható.

Vonóháromszöges pótkocsiknál a TEBS G2 modulja kiegészítendő egy újabb nyomás-szabályozó csatornával, mely az EBS5 EPM modullal valósítható meg. Ez az első tengely fékező nyomását szabályozza, illetve annak keréksebességeit méri. Ennek segítségével akár 6S/3M konfiguráció is megvalósítható.

Az elektromos csatlakozók az elektronika alsó részén vannak kialakítva. A hengeres alakú 7 pólusú „Power” feliratú csatlakozón keresztül kapja a tápfeszültséget és ide van bekötve a test-, továbbá a CAN-low és a CAN-high vezeték is. A téglalap alakú „In-Out” csatlakozóhoz vannak bekötve a kimeneti és bemeneti információkat közvetítő vezetékek. Az elsődleges kerékfordulatszám érzékelők S-C és S-D jelűek, a felemelhető tengelyek érzékelői az S-E és az S-F jelölésű aljzatokhoz kell csatlakoztatni.

Ha a pótkocsi sárga hibajelzése folyamatosan világít a vontató műszerfalán, ez olyan fékhibát jelent, mely alapvetően nem befolyásolja a fék hatásosságát. Ha a piros figyelmeztető lámpa világít folyamatosan, a pótkocsi fékező teljesítménye nem éri el a hatóságilag előírtat. Az új TEBS beszerelésekor a hibajelzés folyamatosan világít, amíg azt nem parametrizálták (a működéshez szükséges adatok bevitele a diagnosztikai műszerrel).

16.2.14.2. TEBS G2 működése

Ha az elektronikus rendszer hibátlan, a TEBS G2 modul folyamatosan érzékeli a pótkocsi légtartályban lévő tápnyomást. Ha az kisebb 4,5 bar –nál, hibakód tárolódik és hibajelzést ad a vezetőnek. A modulba beépített másik érzékelő a 42-es bemeneti csatlakozónál figyeli a légrugó nyomást, mely a pótkocsi terhelésére vonatkozó információt adja (Más, külső terhelésérzékelő is felszerelhető a pótkocsira.).

A gépkocsivezető lefékezettségi igényére vonatkozó elektromos jel az ISO 11992 CAN csatornán érkezik, továbbá ezzel párhuzamosan a sárga színű kapcsolófejen is egy nyomásnövekedés észlelhető, mely a modul 4-es vezérlő bemenetéhez csatlakozik. Itt egy másik nyomásérzékelő ezt elektromos jellé alakítja.

A TEBS G2 elsődleges feladata az automatikus fékezőnyomás szabályozás, mely a vontató és a vontatott jármű közötti kompatibilitást is érinti. A másik fontos működési mód az ABS szabályozás, mely befolyásolja a pótkocsi stabilitását. A fékezőnyomás a 21 és a 22 csatornán ABS szabályozáskor egymástól függetlenül történik az elektromágneses szelepek és a relé-szelepek segítségével.

Ha az elektronikus rendszer hibátlan, először mindkét csatornánál zárnak a back-up szelepek és a fékező nyomás kivezérlése a kivezérelt pneumatikus nyomástól függetlenül történik. Az elektronika fogja működtetni az elektromágneses szelepeket, melyekkel a relé-szelep dugattyúja feletti tér nyomását változtatják. Ennek hatására mozdul lefelé a relé-szelep dugattyúja, mely a kettős szeleppel közvetlenül a légtartályból vezérli ki a fékkamrába a fékező nyomást. Ez egymástól függetlenül a jobb- és a bal oldali kerekekhez tartozó csatornákban egyaránt megtörténik. Ezeket a nyomásokat külön – külön nyomásérzékelők jelzik vissza az elektronikának. Ezzel a visszacsatolással válik lehetővé a pillanatnyilag szükséges fékező nyomás pontos beállítása a fékkamrákban.

Független nyomás moduláció következik be RSP, vagy ABS beavatkozáskor. Az RSP működése a TEBS G2 -nél konfigurálható. Automatikusan beavatkozik, ha a keresztirányú gyorsulás egy kritikus értéknél nagyobb. Ezt az értéket természetesen a tömegközéppont magassága is befolyásolja.

Az elektronikus rendszer ugyanakkor gyorsan képes reagálni arra, ha a vezető lefékezettségi igénye közben megváltozik.

Tehát az üzemi fék működésekor a pillanatnyi fékezőnyomások három paramétertől függnek:

  • vezetői lefékezettségi igény (fékpedál pillanatnyi helyzet),

  • az aktuális tengelyterhelés,

  • a gyárilag konfigurált üres- és terhelt fék-karakterisztika.

A vontatótól a pótkocsi felé különböző fékezési parancsok érkeznek:

  1. csak elektromos jel a CAN hálózaton keresztül,

  2. csak pneumatikus jel a kapcsolófejen keresztül,

  3. elektromos és pneumatikus jel is érkezik.

Az elektronika az elektromos jelet részesíti előnyben, mert annak kisebb a késedelmi ideje. Ha valamilyen meghibásodás miatt a CAN hálózaton keresztül nem kap fékezési parancsot, de a pneumatikus jel megérkezik, az fogja kezdeményezni a pótkocsi fékezést. Meghibásodás esetén, annak természetétől és súlyosságától függően a TEBS működés vagy teljesen, vagy részlegesen kikapcsol és ilyenkor hibajelzést ad. Ekkor a back-up szelepek nyitva maradnak és a pneumatikus nyomás végzi a fékezést.

Ez az új elektronikus fékrendszer hatékonyan növeli a pótkocsik aktív biztonságát.

16.2.14.3. Az elektronikus pótkocsi fék rendszer TEBS diagnosztikája

A hibafeltárási feladatok ellátására a Knorr-Bremse a NEO számítógépes diagnosztikai műszercsaládot fejlesztette ki. 2000-ben került a piacra és a korábbi MTS-t váltotta fel.

A NEO különböző változatai

A különböző változatokat színekkel különböztetik meg egymástól. Ezek más alkalmazási lehetőségeket kínálnak a felhasználónak.

A „zöld változat” a diagnosztikai rendszer legszerényebb kivitele. Ehhez használható egy már meglévő laptop is. A haszonjármű és a laptop közötti kapcsolatot a Knorr-Bremse UDIF (Universal Diagnostic Interface) illesztő áramkör hozza létre a különböző rendszerkábelek segítségével.

A Knorr-Bremse NEO zöld diagnosztikai berendezés bekötése
16.60. ábra - A Knorr-Bremse NEO zöld diagnosztikai berendezés bekötése


A „narancssárga” egy kicsit több vizsgálati lehetőséget kínál. Az ennél a változatnál rendszeresített illesztő áramkör a CMU. Ez nem csak vezetékes, hanem rádiófrekvenciás jelátvitelt is lehetővé tesz a számítógép és a gépkocsiba szerelt EBS rendszer elektronikája között.

A „kék” színű diagnosztikai berendezéssel az elektronikus fékrendszerek legösszetettebb vizsgálatai is elvégezhetők. Automatikus ellenőrzés, vagy a menüpontok szerinti vizsgálatok végezhetők vele. Alkalmas ez is a hibakódok kiolvasására és törlésére, mint az előző kettő. Ezen kívül más részletes vizsgálatok is végezhetők vele.

A pedálmodul ellenőrizhető például vele a fékoldási alaphelyzetben és folyamatosan a fékező nyomás változtatása közben is. Ki lehet próbálni a gépkocsiba szerelt valamennyi nyomásmodult úgy, hogy a diagnosztikai laptop egy bar-onként automatikusan növeli a kivezérelt nyomást és hasonlóan egy bar-onként csökkenti. Ezzel az elektromágneses szelepek és a modulba beépített nyomásérzékelő helyes működéséről győződhetünk meg. Jól ellenőrizhető a fékezés közben hogyan változik a tengelyenként kivezérelt fékező nyomás egymáshoz képesti előresietése.

A Knorr-Bremse NEO kék diagnosztikai berendezés bekötése
16.61. ábra - A Knorr-Bremse NEO kék diagnosztikai berendezés bekötése


A pótkocsik elektronikus fékrendszerének vizsgálatára kifejlesztettek egy speciális „Trailer” változatot.

16.3. Wabco EBS rendszerek

16.3.1. Az EBS előnyös tulajdonságai

A fékrendszerekkel szemben támasztott követelmények és emiatt a hatósági előírások is folyamatosan szigorodnak. 1973 óta alkalmazzák általánosan az úgynevezett EG előírásoknak megfelelő fékrendszereket. 1981 óta alkalmazzák a blokkolásgátlókat (ABS) és a kipörgésgátlókat (ASR), melyek beszerelése azóta már kötelezővé vált. De a haszonjárművek fékrendszereivel kapcsolatos vevői elvárások is egyre bővülnek.

A szükségessé váló fejlesztések egyenes következménye volt az elektronikus fékrendszer megalkotása, amelyből jelenleg már több generációval is találkozhatunk a közúti járművekben. 1996 óta a Mercedes Benz Actros -ba széria beszereltséggé vált az EBS, mely a Daimler-Benz és a Wabco közös fejlesztése volt. Aztán 1998-ban folytatódott azzal, hogy mér a pótkocsikba is EBS rendszert szereltek.

Az EBS növeli a közlekedésbiztonságot, javítja a járművek fékezés közbeni stabilitását, lerövidíti a fékutat. Tájékoztatja a vezetőt a jármű fékrendszerének állapotáról és megalapozott diagnosztikai lehetőséget kínál. A Mercedes az elektronikus fékrendszerre vonatkozó ellenőrző lámpákat EPB felirattal látta el. (Elektro-Pneumatische Bremse)

Jelenleg már az elektronikus légfék rendszer több generációval találkozhatunk a hazai járműpark különböző haszonjárműveiben. A rendszer javításának fontos feltétele, hogy a szakemberek értsék a működési elvet, és pontosan ismerjék a rendszer elemeit. A hiba feltárását hatékony segíti a megfelelő diagnosztikai berendezés használata. Ez lehet a gépkocsi típusának megfelelő, vagy a vizsgálandó elektronikus rendszer gyártója által forgalmazott változat is.

EBS – (Elektronisch geregeltes Bremssystem) az elektronikusan szabályozott fékrendszer

Ez a fékrendszer a vontató első-, és hátsó tengelyt, és a pótkocsit is elektro-pneumatikusan fékezi. Ezeknek a fékköröknek egy – egy redundáns pneumatikus fékezési lehetősége is megvalósul. A fékpedállal működtetett fékezési jeladó mindegyik elektromos és pneumatikus körnél egyaránt létrehozza a fékpedál lenyomásával arányos fékezési jelet.

A gépkocsi első futóművének fékezése

A fékkamrákba a fékező nyomást az arányos működésű relészelep vezérli ki, melyet az EBS elektronika működtet. Amikor pedig ABS beavatkozás válik szükségessé, a továbbfejlesztett MIR-nak (módosított egyedi szabályozás) megfelelő logikával működő kerekenként egy-egy elektromágneses ABS szelep végzi a nyomás modulációt.

A gépkocsi hátsó futóművének fékezése

Kompakt felépítésű tengelymodulátor végzi a hátsó futómű fékkamráihoz a fékező nyomás kivezérlését és az ABS nyomás modulációt az (IR) egyedi szabályozás logikája szerint. Ez az egység fogadja a kerékfordulatszám-, és a kopás érzékelők jeleit is. Ezt a CAN hálózaton keresztül elküldi az elektronikának. A hátsó futómű fékkörébe egy redundancia szelepet is beszerelnek, mely hibátlan elektromos rendszernél elzárja a pedálszelep egységtől érkező pneumatikus nyomáskivezérlést.

Pótkocsi fékezés

Elektro-pneumatikus pótkocsi fék vezérlő szelep javítja a vontató és a pótkocsi fékezési összehangolását. A vontató és a pótkocsi között a hagyományos sűrített levegős csatlakozáson kívül digitális jelátvitel is megvalósul az ISO 7638 szabvány szerinti ABS elektromos csatlakozójának 6-os és 7-es érintkezőin és a hozzá csatlakozó vezetékeken keresztül.

A központi EBS elektronika hangolja össze az egyes tengelyek közötti fékerő arányokat. Ez az elektronika több szoftvermodul felhasználásával működik.

Az EBS fékrendszer növeli a közlekedésbiztonságot, mert rövidebbé teszi a fékutat és javítja a gépkocsi, illetve a járműszerelvény fékezés közbeni stabilitását. Az öndiagnosztika révén folyamatosan felügyeli a teljes fékrendszer működőképességét. Továbbá növeli a vezetési komfortot. A Daimler-Benz -nél a teljes elektronikus légfékrendszert Telligent ® fékrendszernek nevezik. Ez Wabco-nak és a Daimler-Benz-nek közös fejlesztése volt. Ezt szerelték be először az Actros-ba és utána más típusokba is. A tengelyenként fékerő felosztás a differenciális kerékcsúszás szabályozás révén (Differenz-Schlupf-Regelung) DSR révén valósul meg.

A fékrendszerekkel szemben támasztott folyamatosan bővülő követelmények az elektronikus fékrendszerrel jól teljesíthetők. Optimálisan összehangolhatók a fékerők az egyes tengelyek, továbbá a vontató és a pótkocsi között. Az EBS üzemi fékrendszernél is a hagyományos rögzítő fékrendszert alkalmazzák. Ilyenkor A kézifék szelepet el szokták látni egy kapcsolóval is, mely az addíció gátlás feladatát látja el. Ennek jelére befékezett rögzítő féknél letiltja az üzemi fék nyomáskivezérlését.

Dinamikusabb fékezés és fékoldás

Az elektronikus adatátvitelnek köszönhetően sokkal hamarabb alakul ki a fékező nyomás és az valamennyi tengelynél, a vontatónál és a pótkocsinál is egyszerre történik meg. A fékoldás is sokkal dinamikusabb és egyszerre következik be. Az ABS beavatkozások is ehhez hasonlóan alakulnak. A rendszer integrális részét képezi az ASR, a kipörgésgátló. A vontató és a pótkocsi fék összehangolása mindenkor a legoptimálisabb. A teljes fékrendszer folyamatosan az öndiagnosztikai felügyelete alatt működik.

A Wabco EBS nagy flexibilitást tesz lehetővé

A járműgyártók legkülönbözőbb igényei is kielégíthetők.

A következők a megvalósítási lehetőségek:

  • részrendszer, vagy teljes rendszer is megvalósítható,

  • pótkocsi fékező rendszer elektromos vagy pneumatikus vezérléssel,

  • az egyes körök redundáns fékezése.

Az EBS rendszer részei:

  • két körös sűrített levegős fékrendszer,

  • ezt kiegészíti az egykörös elektro-pneumatikus fékrendszer,

ezt a konfigurációt 2P/1E rendszernek nevezik.

Az elektro-pneumatikus rendszer részei:

  • központi elektronika,

  • tengelymodulátor az integrális elektronikával a hátsó futóműhöz,

  • fékezési jeladó két érzékelővel és két kapcsolóval,

  • arányos működésű relé szelep,

  • két elektromágneses ABS szelep az első futóműhöz,

  • pótkocsi fék vezérlő szelep.

Az alárendelt kétkörös sűrített levegővel működő fékrendszer lényegében megfelel egy hagyományos légfékrendszernek. Ez valójában a biztonsági fék feladatát látja el és csak akkor működik, amikor meghibásodik az elektro-pneumatikus rész.

Fékerő felosztás

A vontató és a pótkocsi közötti fékerők összehangolását a pótkocsi fékvezérlő modul végzi.

Adhézió optimalizált fékerő felosztás valósul meg a nagyobb lassulásoknál a vontató járműnél üres és terhelt állapotban. Kisebb lassulásoknál pedig fékbetét kopás optimalizált a fékerő felosztás. Ehhez az is szükséges, hogy a tárcsaféket kopásérzékelővel is ellássák. Ezek jeleit kiértékeli az EBS elektronika és ennek megfelelően egy adaptív fékbetét kopás optimalizált fékezőnyomás felosztás valósul meg. Ennek köszönhetően az első és a hátsó tengelynél egyszerre lesz aktuális a fékbetét csere. A nagyobb lassulásoknál megközelítőleg egyszerre válik szükségessé az ABS beavatkozás valamennyi tengelynél.

Javított ABS és ASR szabályozás

Az ABS és az ASR szabályozás az EBS rendszer integrális része. A fék működtetésekor kiegészítő információ érkezik a tengelyterhelésekről és a fékező nyomásokról. Ez jobb szabályozást és nagyobb komfortot eredményez.

Wabco EBS fékrendszer
16.62. ábra - Wabco EBS fékrendszer


16.3.2. Fékezési jeladó (pedálszelep)

A vezetőfülke homlokfalára, a fékpedál közelében szerelik be. Két elektromos és öt sűrített levegő csatlakozója van. A fékezéshez, illetve a fékoldáshoz ez hozza létre a pneumatikus és az elektromos jelet. Ez a vezető által szükségesnek tartott lassulás jele. Ez az érték a pedál elmozdulásával progresszíven növekszik. Karakterisztikája a jármű gyártójának igénye szerint beállítható. A hagyományos fő-fékszelep helyére szerelik be. A kivezérelt jelek pneumatikusan is és elektromosan is kétkörösek. A jelenleg beépített rendszereknél ez az egység valójában már három szerelvényt egyesít, melyek a következők:

  • arányos működésű szelep,

  • a fő-fékszelep,

  • elektronika.

A régebbi rendszereknél, ami az előző ábrán is látható, mind a három szerelvény külön egység volt. A fékezés kezdetén egy kettős kapcsoló jelet ad az elektronikának. Természetesen ennek az egységnek a része a fékezési jeladó is. Így nevezik ugyanis a fékpedál pillanatnyi helyzetének megfelelő jelet generáló és küldő egységet. Ezt a jelet aztán az elektronika fogadja, és ez alapján történik a fékező nyomás kivezérlése.

A működtető rudazat elmozdulását érzékelik és ezzel arányos impulzusszélesség modulált jelet adnak. Ezzel párhuzamosan mindkét sűrített levegős körben megtörténik a nyomáskivezérlés. A második kör nyomása kissé visszatartott. Valamely kör kiesésekor a másik kettő működőképes marad. A második generációs változatnál induktív jeladót alkalmaznak a fékpedál elmozdulásának érzékelésére.

Wabco EBS fékezési jeladó és pedálszelep csatlakoztatása (régi kivitel)
16.63. ábra - Wabco EBS fékezési jeladó és pedálszelep csatlakoztatása (régi kivitel)


Wabco EBS fékezési jeladó és pedálszelep fénykép (régi kivitel)
16.64. ábra - Wabco EBS fékezési jeladó és pedálszelep fénykép (régi kivitel)


Wabco EBS központi fékező egység (új kivitel)
16.65. ábra - Wabco EBS központi fékező egység (új kivitel)


Wabco EBS központi fékező egység (új kivitel) részfékezési helyzet
16.66. ábra - Wabco EBS központi fékező egység (új kivitel) részfékezési helyzet


16.3.3. EBS központi elektronika

Ez az egység szabályozza a fékezési folyamatot és ellenőrzi a rendszer működését. Az első generációnál ez még külön egységet alkotott. A második generációnál már a központi fékező egység részét képezi. A fékezési jeladótól érkező jelek alapján megállapítja a gépkocsi szükséges lassítását. Azt folyamatosan összehasonlítja a kerékfordulatszám érzékelők jeleivel. Ez lesz az elektro-pneumatikus szabályozás bemeneti jele. Ebből határozza meg az első-, valamint a hátsó tengely szükséges fékező nyomását, valamint a pótkocsi fékvezérlő szelephez kivezérelt nyomást. A meghatározott szükséges nyomás értéket folyamatosan összehasonlítja a mért értékkel. Az így meghatározott különbséggel arányos nyomást fogja kivezérelni például az első tengelyhez az arányos működésű relészeleppel. Hasonló módon vezérli ki a pótkocsi fékezéséhez szükséges vezérlő nyomását is. Folyamatosan figyeli a kerékfordulatszámokat is és a blokkolási veszély elkerülésére az ABS szelepekkel modulálja a fékező nyomásokat. A központi elektronika és a hátsó tengelymodulátor között a EBS rendszerbuszon keresztül megy végbe az adatcsere. Az elektro-pneumatikus fékrendszerrel ellátott pótkocsi felé az ISO 11992 szerinti elektromos csatlakozón keresztül továbbítja a fékezési parancsot. Az EBS központi elektronika ezen kívül a gépkocsi többi elektronikus rendszerével (motorelektronika, retarder, automatikus sebességváltó) is kommunikál a gépkocsi adatbuszon keresztül. A központi elektronikát általában a vezetőfülkébe a jobb első ülés lábterében szokták elhelyezni.

Wabco EBS központi elektronika és csatlakozása (első generációs kivitel)
16.67. ábra - Wabco EBS központi elektronika és csatlakozása (első generációs kivitel)


16.3.4. Arányos működésű relé szelep

Ez az egység az EBS-nél az első tengely fékező nyomását vezérli ki. Arányos működésű elektromágneses szelepből, relé szelepből és nyomásérzékelőből áll. A nyomáskivezérlési parancsok az EBS központi elektronikától érkeznek, és az látja el az öndiagnosztikai egységen keresztül a felügyeletét is a működés felett. Az elektronika által kivezérelt gerjesztő árammal arányos nyomást fog kivezérelni. Az arányos működésű relészeleppel redundáns nyomáskivezérlés érkezik a fékezési jeladóval egybeépített pedálszeleptől is. Ezt a szelepet az alvázra szokták szerelni az első futómű közelébe.

Wabco EBS arányos működésű relé szelep
16.68. ábra - Wabco EBS arányos működésű relé szelep


16.3.5. Redundancia szelep

A redundancia szelep feladata a hátsó tengely fékkamráinak nyomással történő gyors ellátása és a fékoldás gyors létrehozása. Több szelepegységből áll, melyek feladata a következő:

  • 3/2 utas szelepműködés, melynek az a feladata, hogy visszatartsa a fékezési jeladótól kivezérelt redundáns nyomást, amikor az elektromos fékrendszer hibátlanul működik.

  • relé szelep, mely a gyors fékezési nyomás kivezérlést szolgálja.

  • nyomás visszatartása, illetve az első és a hátsótengely fékező nyomásának összehangolása, amikor elektromos hiba miatt a redundáns rendszer végzi a jármű fékezését

  • a hátsó tengely túlfékezettségének megakadályozása amikor, elektromos hiba miatt a redundáns rendszer végzi a jármű fékezését

  • ezen kívül a Mercedes Actros-ba beszerelnek még egy kiegészítő 2/2 –es szelepet is, amely ABS szabályozásnál behúz, hogy a hátsó tengely túlvezérlését csúszós úton megakadályozza.

Ezt a szelepet az alváz hossztartójára szokták szerelni.

Wabco EBS redundancia szelep
16.69. ábra - Wabco EBS redundancia szelep


16.3.6. Tengelymodulátor

A tengelymodulátor a fékkamrák nyomását szabályozza egy, vagy két hajtott tengelynél. Két, egymástól független nyomásszabályozási csatornája van. Ezek mindegyikéhez egy nyomásnövelő és egy nyomáscsökkentő szelep és egy nyomásérzékelő tartozik. A két csatornának egy közös működtető elektronikája van, mely a működés felügyeletét is ellátja. Ez fogadja a kerékfordulatszám érzékelők jeleit és kiértékeli azokat. Blokkolás, vagy kipörgés estén gondoskodik a nyomásmódosításról. A fékbetét kopás jelzők jeleit is ez az egység fogadja.

A tengelymodulátornak van egy kiegészítő pneumatikus csatlakozója is egy redundáns pneumatikus fékező körhöz. Oldalanként egy-egy darab kétutas visszacsapó szelep vezérli ki a fékkamrához a nagyobb nyomást az elektro-pneumatikus, vagy redundáns nyomások közül. A tengelymodulátort az alvázra a hátsó futómű közelébe szerelik fel.

Wabco EBS tengelymodulátor
16.70. ábra - Wabco EBS tengelymodulátor


Második generációs Wabco EBS tengelymodulátor részfékezési helyzetben
16.71. ábra - Második generációs Wabco EBS tengelymodulátor részfékezési helyzetben


Vontató jármű fékerő felosztása üres és terhelt állapotban.
16.72. ábra - Vontató jármű fékerő felosztása üres és terhelt állapotban.


16.3.7. Pótkocsi fékvezérlő szelep

Ennek a szerelvénynek a feladata, hogy az elektro-pneumatikus fékrendszernél beállítsa a kapcsolófejek nyomását. Ennek a szerelvénynek a részei:

  • arányos működésű elektromágneses szelep,

  • relé szelep,

  • leszakadás érzékelő,

  • nyomás érzékelő.

Az elektromos vezérlését és a működésfelügyeletet az EBS központi elektronika végzi. Az elektronika által kivezérelt gerjesztő áramból az arányos működésű relé szelep csinál fékező nyomást.

Wabco EBS pótkocsi fék vezérlő szelep
16.73. ábra - Wabco EBS pótkocsi fék vezérlő szelep


16.3.8. Pótkocsik elektronikus fékrendszere

Hasonlóan összetett a pótkocsik elektronikus fékrendszere is, mint ahogy azt a vontatónál láttuk. A pótkocsi EBS C generációjánál a fékrendszer vezérlőnyomás-, és a légrugó nyomás érzékelői külön egységet alkottak. Ezeket az érzékelőket a pótkocsi EBS D generációjánál már a modulátorba szerelik be. A pótkocsira a kompakt kivitelű, kétkörös működésű modulátort szerelik. Jelenleg már 2007-től az EBS „E” változatát alkalmazzák, mely sok egyéb adatot is továbbít a vontató fedélzeti elektronikájának. Ennek a modulátornak fontos eleme az EBS -relészelep, és a tengelyterhelés érzékelő. A korszerű pótkocsi EBS rendszereket ellátják borulás elleni védelemmel is. Különböző beavatkozásaival támogatja a rakodást, automatikusan működteti a rögzítő féket. Helymeghatározó egységgel is kiegészíthető a pótkocsi, és a jármű műszaki állapotára vonatkozó információkat is tud küldeni az üzemeltetőjének. Tovább bővíthető a lopás elleni védelemmel is. Külön érzékelő segíti a rámpára tolatást, melynél az elektronika kezdeményezi az automatikus befékezést. Távműködtető egységgel is ellátják, így a vezetőfülkén kívülről is beállítható például a plató szintmagassága a rakodó rámpának megfelelően.

Légrugós kéttengelyes, vonóháromszöges pótkocsi Wabco EBS fékrendszerrel ellátva
16.74. ábra - Légrugós kéttengelyes, vonóháromszöges pótkocsi Wabco EBS fékrendszerrel ellátva


Légrugós nyerges félpótkocsi Wabco EBS fékrendszerrel
16.75. ábra - Légrugós nyerges félpótkocsi Wabco EBS fékrendszerrel


Az EBS működéséhez szükséges valamennyi adat a CAN hálózaton keresztül érkezik a pótkocsihoz. A TEBS modulba beszerelt nyomásérzékelővel méri az elektronika a kivezérelt nyomást. A biztonság érdekében a nyomásérzékelővel párhuzamosan, redundáns módon egy nyomáskapcsolót is beszerelnek. Elektromos hiba esetén, hagyományos módon, a sárga színű fékező vezetéken érkező nyomás hatására történik a pótkocsi fékezése. Ez azonban a hagyományos pótkocsi fékezésnél gyorsabb folyamatot indít el. A TEBS elektronika a hozzá érkező kivezérelt nyomást elektromos érzékelővel méri, és ennek megfelelően végzi a pótkocsi fékező modulba szerelt elektromágneses szelepekkel a pótkocsi fékezését. Ennek a folyamatnak kisebb a késedelme, mint a hagyományos pótkocsi fékezésnek. Megközelítőleg egyszerre alakulnak ki a fékkamrákban a fékező nyomások a vontatónál és a pótkocsinál.

Az EBS-el szerelt pótkocsik vontathatók hagyományos légfékkel szerelt teherautókkal is, mert ilyenkor a pótkocsi fékelektronikája a fékező vezetéken keresztül érkező nyomást megméri és ennek alapján történik a fékezés. Ebben az esetben is működőképes a hatóságilag is előírt leszakadás esetén működésbe lépő automatikus befékeződés.

Wabco pótkocsi EBS modulátor
16.76. ábra - Wabco pótkocsi EBS modulátor


Az EBS pótkocsi fékező modulnál nincs lehetőség az előresietés beállítására, mert azt az elektronika automatikusan elvégzi.

Az EBS pótkocsi fékező modul működtető programja is több modulból áll.

A fékezési modul választja ki a két fékezési jel (pneumatikus jel, fékező vezetéken keresztül érkező nyomás, illetve a CAN hálózaton keresztül érkező elektromos parancs) közül az egyiket, melynek hatására bekövetkezik a fékezési folyamat. Hiba mentes állapotban mindig a gyorsabb, CAN hálózaton keresztül érkező jelet választja.

A pótkocsi EBS működés tartalmazza a terhelésfüggő fékerő szabályozó egységet. Ezek működése azonban a nyerges félpótkocsiknál és a vonóháromszöges változatoknál különböznek egymástól. Az aktuális terhelés a légrugó nyomás érzékelésével állapítható meg. A nyerges félpótkocsiknál sugaras karakterisztikájú szabályozás valósul meg. A kapcsolófejhez kivezérelt fékező nyomást több tartományra osztják. Az első a felfektetési tartomány, mely pm = 0 bar értéktől pm = 0,6 bar nyomásig tart. Ennél 0,7 bar felfektetési nyomás valósul meg üres és terhelt járműnél egyaránt. Ilyen nyomásnál kezd a fékerő kialakulni. Ez a kivezérlési szakasz különféle paraméterekkel beállítható. A felfektetési szakasz végén ismét a felfektetési nyomás lesz kivezérelve.

A második szakaszban részfékezéseknél a fékbetét kopás szempontjából optimalizált fékezőnyomás fog megvalósulni.

A harmadik a stabilizálási szakasz, melynél a fékező nyomás már a terhelt járműnek megfelelő módon alakul. Azonos adhézió kihasználtságra törekszenek valamennyi tengelynél.

A fékerő felosztási modul lép működésbe a fékerő szabályozásnál. Ez fogja működtetni az elektromágneses szelepeket. Nyomásérzékelők jelzik vissza a kivezérelt fékező nyomásokat. Az összehasonlítás után történik az úgynevezett után-szabályozás.

Wabco pótkocsi EBS modulátor metszet
16.77. ábra - Wabco pótkocsi EBS modulátor metszet


A pótkocsi ABS szabályozása

A pótkocsik ABS szabályozásánál a vontató járműveknél már jól bevált Vario-Compact-System-nél alkalmazott módszert követik. Ez a 2S/2M, 4S/2M, 4S/3M rendszerek alkalmazását jelenti. A szabályozás jobbítására felhasználják az integrálisan beépített fékezőnyomás érzékelők jeleit. Így az ABS beavatkozáskor a nyomáscsökkentés sokkal gyorsabban és célirányosabban történik meg. Az ismételt nyomásnövelés is dinamikusabb lehet, így a tapadási tényező kihasználtság is optimálisabb lesz.

Ha a vontatóhoz nem csatlakoztatták az ABS elektromos csatlakozót, vagy valami miatt megszakadt, az elektronikus fékrendszer működésképtelenné válik, de a hagyományos módon pneumatikusan fékezhető marad a pótkocsi. Ilyenkor azonban nem működik a terhelés függő fékerő szabályzás és az ABS sem.

A pótkocsi szempontjából az EBS alkalmazásának az előnye az, hogy nincs szükség fékerő módosítóra és elmaradhat annak viszonylagosan bonyolult beállítása is. Ezt a feladatot az EBS elektronika parametrizálása helyettesíti.

Kompatibilitás a vontató és a pótkocsi között

Biztonsági és gazdaságossági szempontból egyaránt követelmény, hogy a vontató és a pótkocsi fékrendszere egymással jól össze legyen hangolva. Alapkövetelmény hogy azonosak legyenek a fékkésedelmi idők és a megszólalási nyomások. Az egyes tengelyeknél megvalósuló fékerők pedig legyenek arányosak a dinamikus tengelyterhelésekkel. Akkor ideális a fékerő felosztás, ha mindegyik tengely dinamikus lefékezettsége azonos. Ilyenkor valósul meg az ideális kapcsolóponti erő a vontató és a pótkocsi között és elkerülhetővé válik a becsuklás veszély.

Az újabb gépkocsi vezetést támogató rendszereket ellátták radar érzékelővel is, mely, ha szükséges, automatikusan a vezetőtől függetlenül vészfékezést is tud kezdeményezni.

Nyerges félpótkocsi tengelyterhelés függő fékező nyomások
16.78. ábra - Nyerges félpótkocsi tengelyterhelés függő fékező nyomások


Vonóháromszöges pótkocsinál a fékerő felosztás
16.79. ábra - Vonóháromszöges pótkocsinál a fékerő felosztás


A következő ábrán láthatók az úgynevezett fékezési szögek (α), melyeket a fékerők és a dinamikus tengelyterhelések nagysága határoz meg. Jól láthatóan ezek az ábra valamennyi tengelyénél azonosak. Ez a záloga a járműszerelvény fékezés közbeni stabil viselkedésének.

Nyerges vontatónál és vonóháromszöges pótkocsinál a fékerő felosztás
16.80. ábra - Nyerges vontatónál és vonóháromszöges pótkocsinál a fékerő felosztás