Miten moottoriurheilun ABS toimii — Bosch Motorsport ABS M5 Selitys

By Andrius Kontrimas, moottoriurheiluinsinööri — kilpainsinööri GT3-, LMP3- ja 24H-sarjoissa. Yrityksen perustaja XTRA Motorsport.

Motorsport ABS on lukkiutumaton jarrutusjärjestelmä, joka on suunniteltu kilpa-autoille eikä maantieautoille. Se ohjaa jokaista pyörää erikseen, aivan pidon rajalla. Käytännössä se antaa kuljettajan jarruttaa voimakkaasti ja myöhään, sitten ilmata jarrut tasaisesti ja aloittaa kääntymisen mutkaan – polkujarrutus – renkaiden ollessa vielä kuormitettuina ilman pyörien lukkiutumista. Toisin kuin tuotantoautojen ABS, se on konfiguroitu ajoneuvokohtaisesti: renkaan ympärysmitta, akseliväli, raideleveys sekä ajoneuvon ja pyörien painot syötetään, jotta järjestelmä tietää, mitä se ohjaa. Ammattimaisessa moottoriurheilussa referenssijärjestelmä on Bosch Motorsport ABS M5Tässä artikkelissa selitetään, miten moottoriurheilun ABS toimii, miksi tehdasasenteinen ABS-järjestelmä lakkaa toimimasta, kun autoa muokataan kilpa-autoa varten, ja mitä asetuksia autossa on määritetty. Bosch Motorsport ABS M5.

Jos päätät, sovitatko sellaisen ja minkä sarjan ostat, tuotteen tiedot ovat näkyvissä. Bosch Motorsport ABS-kategoriasivu. Tämä artikkeli käsittelee tekniikkaa – mitä järjestelmä tekee ja miksi.

Keskeiset ostokset

• ABS estää pyörän lukko, ei jarruta. Bosch Motorsport M5 toimii kahdella signaalilla kummassakin pyörässä — sen hidastuvuus (kuinka nopeasti sen nopeus muuttuu) ja sen lipsahdus — pitääkseen renkaan pidon lähes parhaalla mahdollisella tasolla. Moottoriurheilurenkaiden optimaalinen luisto on alhaisempi kuin maantierenkaille usein mainittu 10–20 %.
• Lukkiutuneella renkaalla on hyvin vähän pitoa Kaikki suunta — joten se pysähtyy huonommin ja ei voi ohjata. ABS-mekanismi pitää kaikki neljä rengasta poissa tästä tilasta.
• Tuotanto-ABS on turvallisuus järjestelmä, viritetty maantierenkaille; moottoriurheilun ABS on suorituskyky järjestelmä, joka on viritetty slick-renkaille ja paljon suuremmalle hidastuvuudelle. Poista paino, asenna slick-renkaat, isommat roottorit ja jäykemmät jouset, ja tehdasyksikön kalibrointi ei enää täsmää – se puuttuu asiaan liian aikaisin ja poistaa halutun paineen.
• Bosch Motorsport ABS M5 on täysin konfiguroitavissa: ajoneuvon massa, raideleveys, akseliväli, pyörän ympärysmitta ja anturin lisäykset syötetään kaikki RaceABS, ja interventiotaso valitaan kuljettajan käytettävissä olevalla 12-asentoisella kytkimellä.
• Suurin voitto on jarrutusvarmuusABS-jarrujen ansiosta kuljettaja voi jarruttaa suurimmalla mahdollisella paineella ilman pelkoa pyörän lukkiutumisesta – mikä tuo amatööri- tai herrasmieskuljettajan jarrutuksen paljon lähemmäksi ammattilaisen jarrutusta.
• Moottoriurheilun ABS-jarrut eivät korvaa hyviä jarruja, renkaita tai taitoa, eikä ne riko fysiikan lakeja. Ne tekevät hyvin rakennetusta autosta tasaisen ja toistettavan jarrutuksessa – mistä kierrosajat ja vältetyt törmäykset johtuvat.

Mitä moottoriurheilun ABS on – ja mitä se ei ole

Moottoriurheiluun tarkoitettu ABS-yksikkö on itsenäinen, konfiguroitava lukkiutumaton jarrujärjestelmä, joka on suunniteltu asennettavaksi kilpa-autoon ja viritettäväksi kyseiseen autoon. Se ei ole tavallisten autojen ABS-moduuli, eikä sitä voida vaihtaa sellaisen kanssa. Laitteisto on tiivistetty ja tärinänkestävä, se on kytketty moottoriurheilujohtosarjaan tehdasjohdon sijaan, ja ohjauslogiikka on avoin insinöörille ohjelmiston kautta eikä valmistajan lukitsema.

Ero on tärkeä, koska nämä kaksi järjestelmää on viritetty eri tavoitteita varten. Tuotantovaiheen ABS on turvallisuus järjestelmä ensin: se kalibroidaan kerran tehtaalla, jotta kouluttamaton kuljettaja voi pitää auton hallinnassa hätäjarrutuksessa. Ja tässä on tärkein vihje siitä, miksi suorituskyky jätetään pöydälle – saman kalibroinnin on pidettävä auto turvallisena kesärenkailla. ja talvirenkaat, kuluneet tai uudet, kevyesti kuormatut tai täynnä matkustajia ja matkatavaroita olevat renkaat. Valmistaja ei voi säätää pitoa yhden tietyn renkaan mukaan, joten se säätää sen konservatiivisesti kaikkien renkaiden pahimman mahdollisen tilanteen mukaan. Tämä työ tehdään turvallisuuden, ei renkaiden suorituskyvyn vuoksi. Motorsport ABS on suorituskyky järjestelmä: se on viritetty yhdelle tunnetulle moottoriurheilurenkaalle ja kilpa-auton saavuttamalle paljon suuremmalle hidastuvuudelle, jotta saavutetaan lyhin mahdollinen pysähdys auton ohjattavuuden säilyttäen samalla. Myös tuotantoyksikkö on viritetty yhden kiinteän spesifikaation mukaan, joka pysyy suunnilleen samana auton koko käyttöiän ajan; moottoriurheiluyksikön on työskenneltävä auton parissa, jota tiimi muuttaa jatkuvasti – rengassekoitus, jarrupaketti, paino, aerodynamiikka – ja eri pinnoilla niin kuivalla radalla kuin märällä, mutkaisella mäkiajolla. Juuri tämä joustavuus on koko jutun ydin.

ABS-jarrujen toimintaperiaate: se hallitsee pyörien hidastuvuutta ja luistoa

Minkä tahansa ABS-järjestelmän tehtävänä on estää pyörän lukkiutuminen jarrutuksen aikana. Se tekee tämän tarkkailemalla kahta asiaa jokaisessa pyörässä: pyörän hidastuvuus — kuinka nopeasti sen pyörimisnopeus laskee — ja sen lipsahdus, eron renkaan pyörimisnopeuden ja auton maanpinnan yli liikkumisen nopeuden välillä. Hidastuvuus on ennakollinen varoitus: pyörä, joka hidastuu paljon nopeammin kuin auto fyysisesti pystyy, on lukkiutumassa, usein ennen kuin luisto on täysin kehittynyt. Luisto on tasainen mitta siitä, kuinka kovaa kukin rengas työskentelee.

Liukumista on helpoin kuvata käyränä:

• At 0 % luisto pyörä pyörii vapaasti eikä sillä ole jarrutuskuormaa.
• At 100 % luisto pyörä on täysin lukkiutunut ja luistaa.
• Paras jarrutuspito on näiden kahden välimaastossa – ja tarkalleen ottaen se riippuu renkaasta. Maantierenkaiden luisto on parhaimmillaan noin 10–20 %; kilparenkaiden slick-renkaat ovat parhaimmillaan. alentaa, ja julkaistujen kilparenkaiden tietojen mukaan slick-renkaan suurin pitkittäispito on lähellä luistosuhdetta 0.05–0.15 (5–15 %)Moottoriurheilun ABS-jarruissa on siis tiukempi ja matalampi luistoikkuna kuin maantiepyörän jarruissa.

Pitokäyrä on keskeinen tosiasia: jarrutusvoima kasvaa luiston myötä tuohon huippuun asti, sitten putoaa pois kun rengas alkaa luistaa. Lukkiutunut rengas on jo ohittanut mutkan huipun, väärällä puolella mutkaa, ja se tuottaa paljon vähemmän jarrutusvoimaa kuin optimaalisella luistolla pidetty rengas. Mikä pahempaa, luistava rengas menettää myös lateraalinen pito – joten lukkiutunut etupyörä ei voi ohjata autoa lainkaan.

ABS-laitteisto tekee seuraavat toiminnot jatkuvasti kymmeniä kertoja sekunnissa:

1. A pyörän nopeusanturi jokaisessa kulmassa mittaa, kuinka nopeasti kyseinen pyörä pyörii.
2. Ohjausyksikkö seuraa kahta asiaa pyörää kohden – sen lipsahdus (pyörän nopeus suhteessa arvioituun ajoneuvon nopeuteen) ja sen hidastuvuus (pyörän nopeuden laskunopeus). Kumpikin kynnyksen ylitys merkitsee uhkaavaa lukkiutumista.
3. Kun pyörä ylittää kynnyksen, integroitu hydraulinen yksikkö moduloi jarrupainetta kyseiseen pyörään – vapauttaen ja aktivoiden jarrut uudelleen solenoidiventtiilien kautta – pitääkseen pidon lähellä huippua.
4. Tämä on tehty erikseen jokaiselle pyörälle, joten pitävällä asfaltilla olevaan renkaaseen sallitaan paljon suurempi paine kuin maalatulla viivalla tai kostealla alueella olevaan renkaaseen.

Laite tarkkailee muutakin kuin pyörien nopeutta. Se lukee kaksi jarrupaineanturia – yksi edessä, yksi takana — jonka avulla se voi laskea jarrutusjännitys, jarrutustehon jakautuminen etu- ja takapyörien välillä. Näiden tietojen perusteella järjestelmä voi näyttää, onko jarrutusteho oikeassa asennossa, ja ilmoittaa, milloin sitä on muutettava. Bosch Motorsport MM5.10 inertia-anturi Lisää sivuttais- ja pitkittäiskiihtyvyyden sekä kallistus-, kallistus- ja kallistusnopeuksia, joten yksikkö tietää, jarruttaako auto suoraviivaisesti vai jarruttaako se mutkaan – ja voi säätää toimiaan vastaavasti.

Pyöräkohtainen ohjaus on sitä, mitä ihminen ei pysty tekemään. Kuljettajalla on yksi jarrupoljin, joka syöttää jarruja kaikkiin neljään kulmaan, joten ilman ABS:ää niiden on säädettävä jarrutusta todennäköisimmin lukkiutuvan pyörän mukaan – mikä tarkoittaa, että kolme muuta jarruttavat potentiaalinsa alapuolella. ABS tarjoaa käytännössä neljä erillistä jarrupoljinta, joita käytetään nopeammin kuin yhtäkään jalkaa.

Miksi tuotantovaiheen ABS-jarrut eivät toimi muunnellussa kilpa-autossa

Tämä kysymys hämmentää useimpia ihmisiä, koska avunantaja-auton ABS-jarrut usein... näyttää tiellä kunnossa. Ongelma ilmenee, kun autoon tehdään muutoksia.

Tuotantovaiheen ABS-ohjelmisto on kalibroitu yhteen tiettyyn rakenteeseen: tunnettu massa, tunnettu jousitus, tunnetut renkaat, tunnetut jarrulevyt ja pääsylinteri. Kun autosta tehdään kilpa-auto, lähes kaikkia näitä parametreja muutetaan:

• Jos sisätilat puretaan, autosta tulee paljon kevyempi, joten sen saavuttama hidastuvuus kasvaa.
• Asenna leveämmät, jämäkämmät renkaat ja isommat jarrulevyt, niin pito ja jarrutusmomentti paranevat jälleen.
• Muuttamalla camber-kulmaa, jousivahvuuksia ja vaimennusta muutat kosketuspinnan kokoa ja käyttäytymistä sekä sitä, miten rengas seuraa kuoppia.

Tehdasohjattu ABS ei tiedä tästä mitään, eikä sen kalibrointia voi muokata sen havaitsemiseksi. Tavallinen oire on, että yksikkö puuttuu asiaan. liian aikaisin — aistii uhkaavan lukkiutumisen ja vapauttaa jarrupainetta, vaikka muunnellulla autolla oli paljon enemmän pitoa käytettävissä. Pahimmassa tapauksessa se vuotaa suuren määrän jarrutuspainetta maksimijarrutuksessa, mikä tuntuu hälyttävältä ja maksaa sinulle mutkan. Juuri tästä syystä niin monet kilpa-autojen rakentajat irrottavat vakio-ABS:n ja elävät ilman sitä – ja ajavat sitten lukkiutumisrajan ympärillä eivätkä koskaan käytä auton täyttä jarrutuspotentiaalia.

Moottoriurheilun ABS-jarrut ratkaisevat tämän paljastamalla parametrit. Sinä kerrot sille, mitä auto nyt tekee. is.

Mikä tekee Bosch Motorsport ABS M5 eri

Bosch Motorsport ABS M5 on järjestelmä, johon useimmat ammattitiimit turvautuvat, koska jokainen tehdasyksikön piilottama muuttuja on avoin insinöörille. Pakkaus koostuu hydrauliikkayksiköstä, jossa on integroitu ECU, kaksi 260 baarin jarrupaineanturia, Bosch Motorsport MM5.10 kallistus-/kiihtyvyysanturi, nelipyöräiset nopeusanturit, 12-asentoinen toimintokytkin ja ABS-varoitusvalo.

12-asentoinen toimintokytkin

Kuljettajalla on käytössään kiertokytkin, jossa on kaksitoista asentoa, joista jokainen vastaa eri ABS-jarrujen tehotasoa. Tämä on hyödyllisin ominaisuus todellisissa olosuhteissa:

• Kuivilla ja hyvin pidoilla olevilla ajoasennoilla käytetään matalaa luistokynnystä maksimaalisen jarrutusvoiman saavuttamiseksi.
• Väliasennot mahdollistavat kohtuullisen puuttumisen tilanteeseen.
• Huonomman pidon omaavat ajoalueet (märkä tie, sora, kylmät renkaat) sietävät enemmän luistoa ja puuttuvat järjestelmään nopeammin.

Kuljettaja voi vaihtaa ajoasentoa lennossa. Kylmät renkaat ensimmäisellä kierroksella, märkä kohta jarrutusalueella, tuntematon pinta ralliradan asfalttipätkällä – tehosta ajoa. Kuiva rata, lämpimät renkaat, tuttu mutka – hidasta ajoa. Kit 1 -laitteistossa asento 1 voidaan jopa konfiguroida kokonaan pois päältä ABS-jarruista.

RaceABS — ajoneuvon parametrien syöttäminen

Konfiguraatio tehdään kohdassa RaceABS, PC-ohjelmisto toimitetaan ilmaiseksi Bosch MotorsportKannettavan tietokoneen ja ABS-yksikön välinen yhteys on Bosch Motorsport MSA-BOX II USB-liitäntä. Asetetut parametrit sisältävät:

• Ajoneuvon paino ja raideleveys
• Rengaspainot ja renkaan ympärysmitta
• Akseliväli
• Pyörännopeusanturin lisäysmäärä (hampaiden/pulssien lukumäärä kierrosta kohden)
• ABS-kartan määritys kytkimen asentoa kohden (sarjassa 1)

Jos nämä asiat on tehty oikein, yksikön luistolaskenta vastaa oikean auton asetuksia. Tätä vaihetta tehdasasenteinen ABS ei koskaan anna sinun suorittaa, ja siksi oikein konfiguroitu M5 toimii siellä, missä tieliikenneyksikkö ei pysty. Täydelliset parametrit ja johdotuksen yksityiskohdat löytyvät... Bosch Motorsport ABS M5 Clubsport käyttöohje (PDF).

Pyörännopeusanturit ja CAN-integraatio

M5:ssä on neljä pyörännopeusanturia – tarkka versio (DF11I, DF11S tai DF11V) sovitetaan ajoneuvoon ja valittuun CAN-väylän nopeuteen (1 Mbit/s tai 500 kbit/s). Järjestelmä toimii joko itsenäisenä järjestelmänä, joka sopii monille vanhemmille autoille, tai CAN-väylän kautta integroituna auton muuhun elektroniikkaan. Nykyaikaisessa kokoonpanossa se jakaa tietoja... Bosch Motorsport Ecua ja DDU-näytötPyörän nopeus, jarrupaine ja ABS-jarrujen käyttö näkyvät kaikki väylässä lokitietoja ja näytettäviä tietoja RaceConissa.

Ylimmän tason koontiversioissa ABS M5 1 Kit lisää mukautetun moottoriurheiluvaljaston ja avaa edistyneet algoritmit – alaspäin suuntautuvasta voimasta riippuvat luiston tavoitteet, sivuttaishidastuvuiston säädön ja mutkien sisäpuolisen pyörän luiston vähentämisen – joita käytetään GT3/GT4-valmistuksessa ja OEM-ohjelmissa. Useimmille tiimeille ABS M5 Clubsport esiasetettujen kytkimellä valittavien karttojensa ansiosta se on oikea lähtökohta – sen täydelliset laitteistotiedot löytyvät Bosch Motorsport ABS M5 Clubsport lomakkeessa (PDF). Täydellinen varianttien vertailu, mukaan lukien Porsche Cup -pelisarjat, on osoitteessa Bosch Motorsport ABS-kategorian sivu.

Voiko moottoriurheilun ABS-jarrut asentaa mihin tahansa autoon?

Käytännössä kyllä ​​– lähes mihin tahansa autoon, jossa on hydraulinen jarrujärjestelmä. Koska M5 voi toimia itsenäisesti, se ei ole riippuvainen siitä, onko avunantaja-autossa ollut ABS-jarruja alun perinkään, mikä tekee siitä käyttökelpoisen vanhemmissa ja alusta asti rakennetuissa autoissa. Se tarvitsee vain jarrupiiriin kytketyn hydrauliyksikön, neljän pyörän nopeusanturin sopivalla äänirenkaalla tai lisäyslähteellä jokaisessa kulmassa, jarrupaineen tunnistusjärjestelmän sekä kytkimen ja varoitusvalon ohjaamossa. Uudemmissa autoissa se kytketään sitten olemassa olevaan CAN-verkkoon; vanhemmissa autoissa se toimii itsenäisesti.

Se ei pysty korjaamaan huonoa perustaa. Motorsport ABS toimii jo olemassa olevan jarrujärjestelmän päällä – se ei voi kompensoida liian pieniä jarrulevyjä, väärää jarruseosta, kuluneita renkaita tai kuljettajan jarrutusta 30 metriä liian myöhään. Se ottaa oikein rakennetun auton ja tekee sen jarrutuksesta tehokkaamman. toistettavissa, kierros kierroksen perään, muuttuvissa olosuhteissa.

Tekeekö ABS amatööri- ja herrasmieskuljettajista nopeampia?

Enemmän kuin lähes mikään muu auton järjestelmä. Jarrutuksen vaikein osa on ensimmäinen isku – siirtyminen täydeltä kaasulta maksimipaineelle hetkessä, mutkan suurimmalla nopeudella, jossa auto on vähiten tasapainossa. Juuri tämä ensimmäinen isku on se kohta, jossa pyörä todennäköisimmin lukkiutuu.

Ilman ABS-järjestelmää kuljettajan on jarrutettava jollain tavalla ensimmäisellä iskulla ja jätettävä liikkumavaraa, koska lukkiutuva pyörä aiheuttaa renkaan litistymisen ja heittää mutkan pois. Ammattilainen voi löytää lukkiutumiskynnyksen ja jarruttaa sen alle kierros kierrokselta. Amatööri – syystäkin – pelkää lukkiutumista, joten jarruttaa selvästi alle jarrutusrajan ja menettää eniten aikaa juuri siinä alkuvaiheessa.

ABS poistaa pelon. Kuljettaja voi painaa poljinta niin kovaa kuin fyysisesti pystyy ensimmäisessä jarrutuskohdassa, ja järjestelmä pitää jokaisen pyörän hieman liian lujasti, joten auto hidastaa täysin ensimmäisestä metristä lähtien. Tämä tuo amatööri- tai herrasmieskuljettajan jarrutuksen lähelle ammattilaisen jarrutusta ilman vuosien ajokokemusta – se on moottoriurheilun suurin kierrosaikoja tasaava ABS-järjestelmä.

Näen tämän suoraan autoissa, kuten Lamborghini Huracán Super Trofeossa, joka kulkee Bosch Motorsport ABS-jarrut ovat pääosin herrasmieskuljettajien suosiossa. Kun ABS toimii, he jarruttavat täysin luottavaisin mielin ja kierrosajat pysyvät tallella. Harvinaisissa tapauksissa, joissa järjestelmä lakkaa toimimasta, samat kuljettajat menettävät itseluottamuksensa välittömästi – he eivät enää pysty jarruttamaan alkuvaiheessa – ja kierrosajat putoavat jyrkästi. Suorituskyky ei koskaan ollut pelkästään kuljettajan jalassa. ABS antaa heille mahdollisuuden käyttää sitä.

Onko moottoriurheilun ABS-jarrut hintansa arvoisia?

Minkä tahansa auton kohdalla, joka saa käyttää sitä sääntöjen mukaan ja jota ajetaan lähellä rajojaan, tapaus on yksinkertainen. Hyöty ei ole yksittäinen sankarillinen pysähdys, vaan johdonmukaisuus. Järjestelmä poistaa lukkiutumisen, joka aiheuttaa renkaiden litistymisen ja kilpailun päättämisen seinää vasten, ja antaa kuljettajalle mahdollisuuden jarruttaa tietäen, että auto jatkaa ohjausta, vaikka se menee vähänkin pieleen. Yhden stintin aikana se on arvokkaampaa kuin mikään yksi kierros. Siksi ABS on nyt vakiovaruste GT3-, GT4- ja Porsche Cup -luokissa sekä aika-ajojen ja mäkikiipeilyjen kärkijoukoissa kaikkialla, missä säännöt sen sallivat.

Jos ohjelmasi on siinä vaiheessa, seuraava vaihe on sovituspaketin löytäminen autoosi – käsitellään tarkemmin sivulla Bosch Motorsport ABS-kategoriasivu. XTRA Motorsport on valtuutettu Bosch Motorsport Jälleenmyyjä ja insinöörimme vahvistavat anturityypin, CAN-nopeuden ja asennusvaatimukset jokaisen tilauksen yhteydessä.

Lähteet

• WF ja DL Milliken Kilpa-auton ajoneuvodynamiikka, SAE International (R-146), 1995 – pitkittäisvoima vs. luistosuhde; paras jarrutuspito saavutetaan pienellä luistosuhteella, joka on kilparenkaalla pienempi kuin maantierenkaalla.
• Claude Rouelle, ”Uuden maantien avaaminen”, OptimumG / Kilpa -autojen suunnittelu, 2019 - optimig.com (lisälukemista moottoriurheilujarrutuksesta).