A segurança já foi um acessório de luxo. Agora é a linha de base. As montadoras gastaram décadas e bilhões de dólares para melhorar os padrões de segurança. Mesmo os carros compactos mais acessíveis de hoje têm melhor proteção do que os sedãs de luxo dos anos 90. Você não precisa esvaziar sua conta bancária para manter sua família segura. Os carros modernos são bastiões de sensores e circuitos.
Esses sistemas são baseados em microcircuitos. Eles estão observando suas atividades. Eles observam como o carro funciona. Se algo der errado, eles intervêm. A frenagem é onde os maiores ganhos são obtidos. Parar com segurança é o fator mais importante para evitar uma colisão. Quase todos os carros hoje estão equipados com sistemas de freios antibloqueio (ABS). Adicione o Controle Eletrônico de Estabilidade (ESC) e você terá configurações que podem ajudar a prevenir acidentes.
Mas dentro do sistema de travagem existe uma camada de tecnologia mais avançada. Isso é chamado de Distribuição Eletrônica da Força de Frenagem (EBD).
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A Física da Parada
O ABS evita o travamento das rodas. O EBD garante que a quantidade correta de pressão seja aplicada a cada roda para uma parada eficaz. Este é um problema que não pode ser resolvido apenas com o ABS.
O peso do carro não é estático. Isso muda. Quando você pisa no freio, a frente do carro abaixa. As rodas dianteiras suportam mais peso do que as rodas traseiras. Aplicar a mesma força de frenagem nas quatro rodas pode fazer com que a roda traseira mais leve trave enquanto a roda dianteira mais pesada continua girando. Essa é uma receita para dar uma volta.
O EBD corrige esse desequilíbrio. Calcule a carga em cada pneu. Ajusta a pressão do óleo de cada roda em tempo real. Uma traseira mais leve significa menos pressão sobre ela. Isto é ainda mais verdadeiro se o front-end for pesado. Isso acontece em milissegundos.
Por que é importante?
Você pode pensar que o ABS é suficiente. Em uma parada de pânico, é isso. No entanto, o ABS não leva em consideração a transferência de peso. Ele reage apenas à velocidade da roda. EBD se prepara para física da parada. Isso garante que o carro continue andando em linha reta. Maximize o desempenho de frenagem. Sem isso, você estaria contando com um sistema que trata todas as quatro rodas da mesma forma. Eles não são.
Esta tecnologia não é nova. Mas está se tornando a norma. É um milagre silencioso da tecnologia. Você não saberá que está funcionando, a menos que algo dê errado. Se isso acontecer, evitará que você entre no trânsito em sentido contrário.
Vale a pena procurar um carro usado? Ou comprar um novo? Depende de como você dirige. Mas para a maioria das pessoas, esta é uma camada de proteção inegociável. Não é chamativo. Não há luzes de advertência que permaneçam acesas por semanas. Simplesmente funciona.
A única coisa que está entre você e o deslizamento fora de controle é o atrito. É física simples. Quando você pressiona o pedal do acelerador, o atrito faz o carro avançar. Quando você pisa no freio, o atrito o retarda. É por isso que o gelo é assustador. O coeficiente de atrito é próximo de zero. Você não pode acelerar isso. Você não pode parar com isso.
Mas o atrito também proporciona aderência lateral. Sem isso, o carro não conseguiria se mover na direção indicada pelas rodas. Deslize para o lado. O controle de direção está completamente perdido.
Perder essa aderência não é necessariamente devido ao gelo. Isso acontece quando você freia com muita força. Quando os pneus param de girar, a potência do carro continua a se mover. Esta é a trava de roda. As rodas param de girar completamente. Eles perderam toda a tração. O carro parece um trenó e, assim que trava, ele flutua em qualquer direção.
A taxa de deslizamento e ABS
O segredo para evitar derrapagens é controlar sua taxa de derrapagem. Esta é a diferença entre a velocidade do carro e a velocidade de rotação dos pneus. Idealmente, existe uma pequena taxa de deslizamento para maximizar a tração. Mas se os pneus pararem de girar enquanto o carro estiver a 90 quilômetros por hora, a derrapagem se tornará catastrófica.
O sistema de travagem antibloqueio (ABS) monitoriza esta relação em tempo real. Ajuste a pressão do freio para manter a taxa de escorregamento em um nível ideal. Deslizamento suficiente para aderência, mas não o suficiente para travar.
Mudar o peso complica as coisas. Quando você pisa no freio, o carro se inclina para frente. Nos carros com motor dianteiro, o peso é transferido para o eixo dianteiro. Aumentar a aderência do pneu dianteiro. Os pneus traseiros perdem. Este desequilíbrio faz com que as rodas traseiras travem primeiro.
Os sistemas hidráulicos mais antigos usavam uma válvula proporcional para reduzir a pressão do freio traseiro. Esta é uma solução estática. As alterações nas condições da estrada e as cargas individuais dos pneus não são levadas em consideração. O ABS torna essas válvulas mecânicas essencialmente obsoletas para controle dinâmico.
Apresentando a Distribuição Eletrônica da Força de Frenagem (EBD)
ABS regula o deslizamento. A EBD cuida da distribuição do peso.
A Distribuição Eletrônica da Força de Frenagem (EBD) usa os mesmos sensores do ABS. Uma unidade de controle eletrônico (ECU) monitora cada roda individualmente. Quando a ECU detecta o deslizamento das rodas traseiras, ela reduz a força de frenagem nas rodas traseiras. Mantém ou aumenta a pressão nas rodas dianteiras. Isto recria a distribuição ideal do peso durante a travagem.
O EBD também resolve problemas de curva. Nas curvas, as rodas externas viajam mais e mais rápido do que as rodas internas. Quando o sistema de travagem aplica a mesma força a todas as rodas, a roda interior bloqueia. Isto pode causar sobreviragem. A parte traseira vira para fora. Você perde a linha.
O EBD detecta desaceleração excessiva das rodas internas. Reduz a pressão nesses pneus específicos. Ele mantém as rodas externas freadas com força para manter a estabilidade. O carro permanece plantado.
O hardware por trás da lógica
Essas correções acontecem em milissegundos. A ECU processa dados dos sensores de velocidade das rodas, sensores de ângulo de direção e sensor de taxa de guinada. Calcule a pressão de freio ideal para cada curva. Envie um pulso para os moduladores hidráulicos. Esses reguladores ajustam a pressão do fluido nas linhas de freio.
Como essas maravilhas eletrônicas são alcançadas? Na próxima página, explique o hardware e o software que os sistemas EBD usam para controlar de forma independente a quantidade de força de frenagem aplicada a cada pneu.
Componentes eletrônicos de distribuição da força de frenagem
O hardware físico é robusto e durável. Esses sensores são projetados para suportar vibração, calor e umidade. As mangueiras de freio são reforçadas para suportar mudanças repentinas de pressão. A ECU é à prova d’água e isolada.
Mas a verdadeira magia está no código. Os algoritmos estão em constante adaptação. eles aprendem. eles reagem. Eles não reagem apenas à estrada. Eles reagem ao motorista. E para o carro.
Os componentes físicos por trás da distribuição eletrônica da força de frenagem (EBD) não são muito diferentes de um sistema de frenagem antibloqueio (ABS) padrão. A diferença não é se é metal ou plástico. Está no código.
Existem três peças principais de hardware que habilitam o EBD. Você precisa de um sensor para monitorar o deslizamento das rodas. Você precisa de uma válvula que possa ajustar a pressão hidráulica de cada roda. Uma unidade de controle eletrônico (ECU) é necessária para fazer o trabalho pesado e calcular exatamente quanta força é necessária e onde.
O papel do sensor de velocidade no EBD
Para determinar a patinagem das rodas, o sistema requer dois pontos de dados. Ele precisa saber a que velocidade uma determinada roda está girando. Você também precisa saber a que velocidade o carro realmente está indo.
Se as rodas girarem mais lentamente do que a velocidade geral do carro, ele estará perdendo tração. Esse é o começo de uma derrapagem.
Cada roda possui seu próprio sensor de velocidade. Nenhum dos sensores mede o movimento para frente do carro. Em vez disso, o sistema EBD calcula a média dos dados de todas as quatro rodas. Essa média se torna a linha de base da velocidade do veículo.
Modulando a força de freio
Os freios funcionam hidraulicamente. O fluido é bombeado para as linhas, empurrando o pistão em direção ao rotor. É aqui que os sistemas EBD entram em ação.
As válvulas acionadas eletricamente ficam entre o cilindro mestre e a roda. Estas válvulas podem ser abertas e fechadas rapidamente. Eles controlam a quantidade exata de fluido que chega a cada pinça de freio ou cilindro de roda. Isso permite que o sistema aplique mais ou menos pressão a uma roda específica em milissegundos.
A ECU como o cérebro
A ECU é basicamente um pequeno computador embutido no módulo ABS. Ele pega os dados brutos dos sensores de velocidade. Ele calcula a taxa de deslizamento de cada roda. A seguir, comanda os moduladores para ajustar a pressão.
O objetivo é simples. Mantenha a taxa de deslizamento de cada roda em uma faixa segura e eficiente. Não escorrega muito. Não muito pouco. Aderência suficiente para parar sem travar.
Sensores de guinada e estabilidade
As instalações EBD modernas possuem um sensor de guinada. Este dispositivo detecta como o veículo gira em torno de seu eixo vertical. Pense nisso como medir o giro do carro durante uma curva.
O sistema compara esses dados de rotação com os dados do sensor de ângulo do volante.
Esta comparação revela dois problemas comuns:
* Sobreviragem: A traseira do carro oscila mais do que o pretendido.
* Subviragem: A frente do carro é empurrada para frente, ignorando a ação da direção.
O EBD pode corrigir esses problemas freando seletivamente certas rodas. Quando o carro subvira, o sistema aplica força de frenagem na roda traseira interna. Isso cria um ponto de articulação que ajuda o nariz a virar para dentro. Quando o carro sai de frente, a roda traseira externa freia. Isso coloca o back-end na linha.
Esta medida corretiva normalmente funciona em conjunto com o controle eletrônico de estabilidade (ESC) para evitar capotamento e perda de controle.
Vale a pena EBD?
O hardware é muito avançado. O software é ainda mais. Mas isso mudará a maneira como você dirige?
A próxima página analisa os benefícios práticos de segurança de ter esse sistema em seu carro.
Como a distribuição eletrônica da força de frenagem pode salvar vidas em situações de emergência
Você está indo a 80 km/h. Um obstáculo aparece. Um veículo parado. Seu instinto é pisar no freio e desviar. Se você usar a configuração de frenagem legada, provavelmente estará condenado. A mudança de peso durante uma frenagem brusca faz com que a extremidade dianteira suba e a traseira afunde. Essa mudança pode fazer com que os pneus traseiros percam tração e travem. Pneus travados não dirigem. Você é como um projétil deslizando direto em direção ao para-choque que está tentando evitar. Pior ainda, a traseira sai. Ele começa a sobrevirar e girar. Os resultados geralmente são ruins para todos a bordo.
Apresentando a Distribuição Eletrônica da Força de Frenagem (EBD). Este não é um recurso de luxo. Esta é a rede de segurança básica. O EBD evita que os pneus travem. Mantenha os pontos de contato atualizados. Você mantém o comando. Este sistema ajusta a pressão do freio nas rodas internas e externas durante as curvas, eliminando a sobreviragem. Evite obstáculos. O carro está em perfeitas condições. Os passageiros permanecem ilesos aos passageiros. Isto parece simples. Porque o resultado é um ou outro. Em outras palavras, viva ou não viva.
Dirigindo em estradas com baixa tração
Gelo. chuva. óleo. Essas condições fazem com que o asfalto escorregue e escorregue. As derrapagens acontecem rapidamente. O EBD não consegue ver a superfície da estrada. Não tem olhos. Ele não sabe que você está no gelo até que seja tarde demais para correção manual. Então, como isso ajuda? Ele lê a taxa de escorregamento. Os sensores de velocidade das rodas comunicam-se com o módulo de controle em tempo real. Se uma roda estiver em pavimento seco e a outra roda em gelo, a taxa de escorregamento entre elas diverge. O sistema detecta essa assimetria. Ajuste a força de frenagem instantaneamente para aquela curva específica.
Não existe botão mágico. Você não pode desafiar a física. No entanto, o EBD torna a travagem brusca tão segura quanto a física permite em superfícies escorregadias. Compensa diferentes níveis de aderência que o pé humano não consegue detectar. Você pode permanecer no controle. Você não entra em uma deriva descontrolada.
O fator de carga do tronco
A maioria dos motoristas não pensa no porta-malas. Eles o carregam com bagagem. bagagem pesada. Isso muda o centro de gravidade. Ele adiciona massa ao eixo traseiro. O peso extra aumenta a tração nas rodas traseiras. Uma válvula dosadora mecânica padrão tem uma curva fixa. Não se adapta a um carro carregado. quando o carro está leve, você pode frear demais as rodas traseiras. Se o carro for pesado, freie-os quando o carro estiver pesado. A EBD resolve esse problema. Ele detecta a mudança na taxa de escorregamento causada pela massa adicionada. Aplica mais força de travagem aos pneus traseiros, onde a aderência é agora maior. A distância de parada é menor. Melhor estabilidade. Você não está apenas dirigindo um carro. Você está conduzindo um sistema dinâmico em constante mudança. O EBD atualiza os parâmetros a cada milissegundo.
Por que isso é importante na direção diária
A segurança não é apenas para pistas de corrida. Isto é para gerenciar os mantimentos. Isto é para uma viagem de negócios. O EBD funciona em conjunto com o ABS (freios antibloqueio). O controle de tração e o controle eletrônico de estabilidade também estão integrados. Esses sistemas formam uma rede de segurança. Eles detectam erros antes que causem acidentes. A tecnologia amadureceu. Isso é padrão. No entanto, compreender como funciona mudará a maneira como você dirige. Você confia no sistema. Você pode dirigir com mais confiança. Quando você pressiona o pedal, você sabe que o carro está fazendo trabalho pesado.
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Informações detalhadas
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Sair
-Cari, Larry. “Distribuição eletrônica de freios: tecnologia emergente oferece oportunidades de serviço.” Carros importados. 1º de fevereiro de 2009. (3 de novembro de 2009) http://www.import-car.com/Article/46362/Electronic.aspx
- William B. Ribbens, “Compreendendo a Eletrônica Automotiva”. 6ª edição. 2003. Elsevier Ciência. Burlington, Massachusetts
