ABSAntiblockiersystemWord文件下载.docx

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Gliederung

1Einleitung3

2GrundlagendesBremsens4

2.1GeschichtederBremse4

2.2GrundlagenderFahrphysik6

2.2.1Krä

fteundMomenteamFahrzeug6

2.2.2Reifenkrä

fte7

2.2.3Schlupf8

2.2.4BegrenzungdesBlockierensderRä

der10

3Antiblockiersystem11

3.1Ü

bersicht11

3.2Komponentenfü

rABS11

3.3ABS-Funktionalitä

t13

3.3.1Fahrstabilitä

tundLenkbarkeit13

3.3.2Giermomentabschwä

chung15

3.3.3RegelbereichundZuverlä

ssigkeit16

3.4PrinzipiendesABS16

3.5ABS-SystemVarianten19

3.6GrenzendesABS20

4SchlussundAusblick21

Literaturverzeichnis22

1Einleitung

DasAutolä

sstsichnichtnurinBewegungsetzen,esmussauchabgebremstoderzumStillstandgebrachtwerden,wennesdieVerkehrssituationerfordert.JederFahrermussfrü

heroderspä

tereineBremsungmachen（vgl.ClassisSystemControl.SicherBremsen–mitdemAntiblockiersystem）.Darü

berhinausistdieBremsanlageeinwesentlichesFahrsicherheitssystem,ohneesdasFahrzeugü

berhauptnichtbetriebenwerdenkö

nnte（vgl.Post/Schmidt/Kant/Behrens,2002,S.3）.

DieBremsanlagebegleitetdasAutoimmerweiterinderGeschichte.EigentlichistdieGeschichtederBremsewirdungleichlä

ngeralsdasmoderneAuto.ImVerlaufderAutomobilgeschichte,weiterentwickeltdieBremsanlagestä

ndig.Siemü

ssendieimmersteigerndeGeschwindigkeitdesAutosanpassen.DieEinfü

hrungdesAntiblockiersystemABSinden1970ern,mitdemdieElektronikEinzugindieBremsanlagehielt,isteinMeilensteinderBremsenentwicklung（ebd.）.

IndieserHausarbeiterfahrenSie,dieGrundlagendesBremsens,welcheKomponentenbeimABSbenö

tigtwerden,wieABSfunktioniert,denUnterschiedzwischenkonventionellenBremsanlagenundmitelektronischenKomponentengesteuertenkomplexenBremssystemunddieGrenzendesABS.

2GrundlagendesBremsens

2.1GeschichtederBremse

DieGeschichtederBremseistsehrlang.BereitsPhö

nizierbremstenihreStreitwagenmitschichtenVorrichtungenab.Seitdem18.und19.JahrhundertsbremstemandieKutschenmitBremsschuhenoderKeilen,dieanKettengehangenwerden.（Bild1）

Bild1BremsschuhenundKeilen

（Quelle:

Breuer/Bill,2004,S.1）

AmAnfangdesAutomobilbausbetrachtetmandieBremsenochalseherunbedeutendesNebenaggregat,weildieIngenieuresichmitderEntwicklungleistungsfä

higerVerbrennungsmotorenbeschä

ftigten.WilhelmMaybachsteigertedieDrehzahldesOttomotorsvon180auf600UmdrehungenproMinute.DieseGeschwindigkeitwarSpitzeinseinemZeitraum.DamalsbremstendiekonventionelleBremsschuheundKeilegut.1885erreichten,,Reitwagen‘‘,dievonWilhelmMaybachundGottliebDaimlergebautwurden,geradeeinmal12km/h.AberdasGefä

hrtließ

sichohneBremseausreichendverzö

gern,wegenderhohenReibungimAntriebstrang.VordiesemHintergrundhattekonstruktiveKomplexitä

tkeinenSinn.

1902entwickelteF.W.LanchesterdieScheibenbremse,undmitLouisRenaultsInnenbackenbremseundWilhelmMaybachsAuß

enbandbremsewarauchdieTrommelbremseherstellt.Bis1950verbautemanmeistensTrommelbremsen.Diemechanischbetä

tigteInnenbackenbremsewirktemiteinemSpreizhebel,derdasPedalunddieBremstrommelverband.Spä

terersetzteeinhydraulischerZylinderdieStelledesSpreizhebels,MalcolmLockheedließ

sichimJahre1917einenhydraulischenRadbremszylinderpatentieren.Seit1927/1928wirddieBremskraftdurchdieATE-Reynolds-Bremseerhö

ht.Danachverbessertemanes.BishierkonntedieRä

dereinfachblockieren（vgl.Breuer/Bill,2004,S.1ff）.

Bereits1920ersannGabrielVoisin,einfranzö

sischeAutomobil-undFlugzeugpionier,einhydraulischfunktionierendesSystem.DiebritischeFirmaDunloprü

steteeinigeVerkehrsflugzeugemitdemMaxaret-Anti-Skidaus.EinDeutscher,KarlWessel,erhielteinPatentaufeinenBremskraftreglerfü

rAutomobile.DiesewarenRudimentedesABS,abersiewurdennichtpopulä

r.1970prä

sentiertedieamerikanischenUnternehmenITTAutomotiveersteGenerationeinesABS（elektronischgesteuertenAnti-Blockier-Systems）aufderInternationalenAutomobilausstellung（vgl.Antiblockiersystem）.EndlichbrachteBoschimJahre1978seinelektronischesABSaufdenMarkt,zuerstinderS-KlassevonMercedes-Benzundim7erBMWausgerü

stet（vgl.DasAntiblockiersystem-ABS

（1））.

2.2GrundlagenderFahrphysik

fteundMomenteamFahrzeug

Krä

fte

ZuerstwirktaufdasFahrzeugallerdingsdasFahrzeuggewichtauf.Nebendemgibtesvielfä

ltigeunabhä

ngigeKrä

fte.（Bild2）

Bild2Krä

fteaufFahrzeug

Post/Schmidt/Kant/Behrens,2002,S.9）

InLä

ngsrichtung:

Antriebskraft（diesichgrundsä

tzlichvondemMotordasFahrzeuginBewegungsetzt）,Luftwiederstand（z.B.Windkraft）,Rollreibung,Bremskraftusw.

InQuerrichtung:

Lenkkraft（vonderLenkung）,Fliehkraft（beiKurvenfahrt）,Seitenwindusw.

JedeKraft,obinLä

ng-oderQuerrichtung,wirdaufdieReifenunddanachaufdieFahrbahn,diemeistensausBitumenoderBetonerrichtetwerden,,,vonoben‘‘oder,,vonderSeite‘‘ü

bertragen.

NachdemWechselwirkungsgesetz,jedeKrafterzeugteineGegenkraft,wissenwir,dassinderanderenRichtungdieKrä

fte,,vonunten‘‘oder,,vonderanderenSeite‘‘vonderFahrbahnausaufdieReifenunddamitaufdasFahrzeugwirken.

Momente

MomentewirkenbeiDrehbewegungenvomFahrzeug.

DiewesentlichenMomentesindTrä

gheitsmomentederRä

der,dieumdieAchsederRä

derrotiertwerden.DieseMomentekö

nnenmitsteigenderRaddrehzahlunddamitderFahrgeschwindigkeitzunehmen.

WenndasFahrzeugzurHä

lfteaufglattenFahrbahn（z.B.Eis）,zuranderenHä

lfteaufnormalerFahrbahn（dieseSituationnennetmanµ

-split）gefahrenwird,kommtesbeimBremsenzueinerDrehbewegungdesFahrzeugsumdieHochachse.MannenntdieseMomentGiermoment（vgl.Post/Schmidt/Kant/Behrens,2002,S.9f）.

Umfangkraft:

DieUmfangkraftgestaltetsichausdemAntrieboderdemBremsen.SiewirktinLä

ngsrichtungaufdieFahrbahnundermö

glichtesdemFahrer,dasFahrzeugzubetreiben,beschleunigenoderabzubremsen.

Reifenaufstandskraft（Normalkraft）:

DieReifenaufstandskraftistunabhä

ngigvomBewegungszustanddesFahrzeugs（auchbeiFahrzeugstillstand）,siewirktimmeraufdenRä

der.AndereKrä

fteoderSituationen（z.B.grö

ß

ereZuladung,vondemSteigungs-oderGefä

llwinkel）kö

nnendieseKrafterhö

henoderverringern.DieFormungderKraftistkompliziert.Esentstehtannä

herndeinetrapezfö

rmigeDruckverteilung.

Seitenkraft:

WegeneinergeschlagenerLenkungoderSeitenwindentstehenSeitenkrä

fte.SieverursachenRichtungsä

nderungendesFahrzeugs.（Bild3）

Bild3Reifenkrä

Post/Schmidt/Kant/Behrens,2002,S.10）

2.2.3Schlupf

Wennmankrä

ftigaufdasBremspedaltrifft.ZuersttretendieRä

dervondernormalenAbrollbewegungindensogenanntenBremsschlupfbereichein.DieAbrollbewegungderRä

deristgeringeralsdieStecke（Antiblockiersystem（ABS））.（Bild4）MannenntdasMaß

fü

rdenGleitanteilderAbrollbewegungdenSchlupfλ:

Bild4SchlupftderRä

der

Post/Schmidt/Kant/Behrens,2002,S.8）

DieGrö

e

istdieGeschwindigkeitdesFahrzeugs,DieGrö

istdieUmfangsgeschwindigkeitderRä

der（vgl.Post/Schmidt/Kant/Behrens,2002,S.8）.WennmandasBremspedalstä

rkerdurchtritt,blockiertdieRä

der.DannsteigertsichderSchlupfauf100%.

DieBedeutungdesSchlupfist,dassdieReibungszahlμ,diedasVerhä

ltniszwischenBremskraft

undRadlast

.

DieReibungszahlμhä

ngtvonderSchlupfλ（vgl.Breuer/Bill,2004,S.20）.

AberdieserZusammenhangkannmannichteinfachrechnen,sonderndurchExperimenteerhalten.（Bild5）

Bild5KurvendesSchlupfs

Vor-undNachteilederReibung.In:

http:

//www.leifiphysik.de/themenbereiche/reibung-und-fortbewegung/ausblick）

DasFahrzeugwirdmitblockiertenRä

der,dervomFahrererzeugteBremsdruckgrö

eralsdievomRä

derü

bertragbarenKrä

fte,keineSeitenfü

hrungskrä

ftemehrü

bertragengewesensind.DanachkanndasFahrzeugnichtmehrlenkbarundinstabilwerden.（Bild6）DanachkannamRadbeimBlockierendurchTrä

gheiteinsogenannterBremsplattenentstehen.

Bild6KurvenderBrems-undSeitenfü

hrungskraft

DasAntiblockiersystem-ABS

（1）.In:

//www.kfztech.de/kfztechnik/fahrwerk/bremsen/abs.htm）

3Antiblockiersystem

bersicht

ZurVermeidungderNachteilkonventionellerBremsenentwickeltemandasAntiblockiersystem（ABS）.DasSystemwirktbeimBremsvollgangfrü

hzeitigdieNeigungdesBlockierenseinesodermehrererRä

derdenBremsdruckkonstantgehaltenoderverringert.Darü

berhinauswerdendieRä

dernichtmehrblockiertunddasFahrzeuglenkbarist.DannkanndasFahrzeugsicherundschnellabbremsenoderzumStillstandkommen（vgl.Post/Schmidt/Kant/Behrens2002,S.23/S.62）.

rABS

Raddrehzahlsensoren:

InduktiveRaddrehzahlsensorensammelndieUmdrehungsgeschwindigkeitenderRä

der,diewichtigsteEingangsgrö

enfü

rABSsind,undleitendieelektrischenSignaleandasAnbausteuergerä

tweiter.DurchdieseSignalekannderSchlupfunddieBlokierneigungberechnetwerden.NormalerweisewerdenzweibisvierSensorenaneinemFahrzeugausgerü

stet.（Bild7）

Bild7Raddrehzahlsensor

Antiblockiersystem（ABS）.In:

//www.mein-autolexikon.de/bremse/antiblockiersystem-abs.html）

Anbausteuergerä

t:

DieSignalederSensorenwerdendurchdasGerä

tnachfestgelegtenmathematischenRechenvorgä

ngenverarbeitet（vgl.Post/Schmidt/Kant/Behrens2002,S.63）.DasErgebniswirdandasHydroaggregatweitergeleitet.（Bild8