Wynalazki, które zrewolucjonizowały motoryzację

ABS, czyli Anti-Lock Braking System. Ten wynalazek doskonale znają i fani motoryzacji, i zwykli użytkownicy samochodów. System ABS, jak wskazuje jego nazwa, zapobiega blokowaniu kół podczas hamowania i co za tym idzie nadmiernemu poślizgowi. Na czym polega jego działanie? Układ składa się z czujników zamontowanych przy kołach, które przekazują do sterownika informacje o prędkości obrotowej kół.

Na podstawie sygnałów z czujnika i algorytmów zapisanych w sterowniku ABS rozpoznaje moment poprzedzający utratę przyczepności (zblokowanie) danego koła, spowodowaną zbyt intensywnym jak na panujące warunki hamowaniem. System rozpoczyna wtedy hamowanie impulsowe realizowane przez układ pomp (hamulcowej i ABS) i zaworów (najczęściej dwóch dwustanowych), cyklicznie zwiększając i zmniejszając ciśnienie w układzie hamulcowym.

Takie działanie pozwala zapobiec zblokowaniu kół, utrzymując poślizg na optymalnym poziomie. Elektronika wykonuje za kierowcę to, co kiedyś musiał robić samodzielnie w takiej sytuacji, jest przy tym szybsza i precyzyjniejsza. Warto wspomnieć, że ABS nie sprawdza się wyłącznie w warunkach kopnego podłoża, kiedy zblokowanie kół spowodowałoby naturalne zakopanie sunącego auta.

Prace nad układem ABS zaczęły się na początku XX wieku. Zastosowano go po raz pierwszy w samochodzie marki Jensen w latach 60. Później był regularnie rozwijany (głównie przez firmę Bosch) do postaci, w jakiej występuje dzisiaj. Seryjnie zamontowano go po raz pierwszy we współczesnej postaci w 1978 roku w Mercedesie Klasy S. Na początku dostępny był jako wyposażenie opcjonalne, obecnie montowany jest we wszystkich autach standardowo. Nowoczesne systemy współpracują z innymi nowoczesnymi urządzeniami zwiększającymi bezpieczeństwo.

Dowiedz się więcej o systemie ABS.

Kolejny system, równie ważny jak ABS, to ESP. Co kryje się pod tym magicznym skrótem? ESP to Electronic Stability Program, czyli układ stabilizujący tor jazdy. Jego budowa jest dużo bardziej skomplikowana niż samego ABS-u, który także jest wykorzystywany podczas pracy. ESP składa się z modułu sterującego, do którego z czujników wysyłane są informacje dotyczące m.in. prędkości obrotowej poszczególnych kół, kąta skrętu kierownicy czy momentu obrotowego przekazywanego w danej chwili na oś napędzaną.

ESP rozpoznaje uślizg poszczególnych kół i w odpowiednim momencie je przyhamowuje, co zapobiega wpadnięciu w poślizg (nadsterowny/podsterowny) i pozwala zachować obrany kierunek jazdy. Zależnie od rozwiązania konstrukcyjnego system ten oprócz przyhamowywania kół zmniejsza też przekazywany moment obrotowy (np. przez dławienie przepustnicy), zwiększając skuteczność swojego działania. Pierwszym autem, w którym zainstalowano ten rewolucyjny system stworzony przez firmę Bosch, był Mercedes Klasy S, a miało to miejsce w 1995 roku. ESP współpracuje i nadzoruje też pracę innych systemów bezpieczeństwa czynnego instalowanych w samochodzie.

Dowiedz się więcej o systemie ESP.

TCS (Traction Control System), znany również jako ASR (Anti-Slip Regulation). System ten zapobiega poślizgowi kół podczas nabierania prędkości (przyspieszania lub ruszania z miejsca). Wykorzystuje odczyt czujników ABS przekazujących dane dotyczące prędkości obracania się kół. Jest jednym z systemów składowych ESP.

W razie utraty przyczepności system TCS/ASR w zależności od swojej konstrukcji przyhamowuje koła/przymyka przepustnice/odłącza lub opóźnia wtrysk paliwa, powodując spadek momentu przekazywanego na ślizgające się koła. Uproszczone wersje tego systemu działają tylko przy wykorzystaniu samego układu hamulcowego, bez ingerencji w pracę silnika. Protoplasta ASR po raz pierwszy pojawił się w autach koncernu GM w 1971 roku, właściwy system na rynek trafił dopiero w 1986 roku. ASR został również zastosowany w turystycznym motocyklu Hondy ST 1100 Pan European w 1996 roku.

Common Rail to wspólna szyna wtryskowa, do której pompowane jest paliwo. Następnie określone dla kąta obrotu wału korbowego wtryskiwacze kierują odpowiednie dawki paliwa do cylindrów pod stałym, dużo wyższym niż w przypadkach rozwiązań klasycznych, ciśnieniem. Dzięki takiemu rozwiązaniu następuje lepsze spalenie paliwa, jednostka jest oszczędniejsza i pracuje kulturalniej. Emisja szkodliwych substancji również jest niższa. Układ Common Rail w seryjnie produkowanym aucie osobowym po raz pierwszy pojawił się w silniku JTD, w Alfie Romeo 156 w 1997 roku.

Dowiedz się więcej o Common Rail.

Tego, czym i do czego jest poduszka powietrzna w samochodzie, chyba nikomu nie trzeba tłumaczyć. Nie każdy wie jednak, jak działa taka poduszka. W początkowej fazie kolizji z akcelerometru, żyroskopu, czujników ciśnienia w układzie hamulcowym, a także czujników ruchu siedzeń do ACU (Airbag Control Unit) wysyłany jest sygnał. System na podstawie przesłanych zmiennych uruchamia materiały pirotechniczne odpalające odpowiednie poduszki.

Aby wybuch nie spowodował dodatkowych obrażeń musi być zgrany z napinaczem pasów, a zaraz po wystrzale z samej poduszki schodzi wypełniający ją gaz aby ciało mogło wytracać z nią siłę uderzenia. Wybuch poduszek gwałtownie zwiększa ciśnienie panujące w kabinie auta, dlatego w konstrukcjach stosowane są różne rozwiązania, które mają temu zapobiec (uchylanie szyb, słabsze punkty uszczelek, aby tylna szyba łatwo została wypchnięta itp.).

Jak zaczęła się historia poduszki? Prace nad pierwszym takim urządzeniem prowadzono już w latach 50., ale nie przyniosły one efektu. Pierwszą poduszkę powietrzną zainstalowano w Oldsmobilu Orlando w 1973 roku. Niestety, powodowała ona raczej więcej szkód niż realnych korzyści. Dlatego oficjalnie uznaje się, że tak naprawdę pierwszym autem z właściwie działającą poduszką był produkowany w latach 80. Mercedes Klasy S W126.

Dowiedz się więcej o poduszkach powietrznych:

Historia poduszki powietrznej - kto był pierwszy: Niemcy czy Amerykanie?[url=http://autokult.pl/14943,zasady-dzialania-i-rodzaje-poduszek-powietrznych]

Zasady działania i rodzaje poduszek powietrznych[/url]

Historia turbosprężarki sięga XIX wieku, kiedy to Gottlieb Daimler i Rudolf Diesel przeprowadzali pierwsze eksperymenty. Urządzenie zostało ostatecznie opatentowane w 1905 roku przez Szwajcara Alfreda Büchi. W jakim aucie po raz pierwszy w historii motoryzacji zamontowano turbosprężarkę? W Porsche 911? W BMW 2002 Turbo? W Saabie 99 Turbo? Nic podobnego, te modele otrzymały turbodoładowanie dopiero w latach 70.

Oldsmobile Cutlass Jetfire i Chevrolet Corvair Monza Spyder – trudno określić, do którego jako pierwszego trafiła turbosprężarka. A jak jest zbudowana i jak działa? Zasada działania i budowa są bardzo proste. Spaliny wydostające się z cylindrów napędzają turbinę znajdującą się po stronie wylotowej, która energią spalin napędza sprężarkę zasysającą i sprężającą powietrze po stronie dolotowej. Rozwiązanie to daje duże możliwości kształtowania parametrów i charakterystyk silników.

Dowiedz się więcej o turbosprężarce.

Pierwsze auta z takim systemem zasilania silnika benzynowego paliwem to Mercedesy 300 SL, produkowane w latach latach 50. XX wieku. Zastosowany wówczas układ nie miał jednak jeszcze elektronicznego sterowania. Dlatego za pierwszy samochód z bezpośrednim wtryskiem oficjalnie uznaje się Mitsubishi Carismę z 1997 roku, w którym takiego rozwiązania użyto w silnikach rodziny GDI (później trafiły one również do aut marki Volvo).

Na czym polega bezpośredni wtrysk paliwa? W pewnym uproszczeniu na tworzeniu mieszanki paliwowo-powietrznej bezpośrednio w komorze spalania. Aby możliwe było osiągnięcie takiego efektu, wtryskiwacz umieszczony jest w komorze spalania, a zaworem dolotowym wpuszczane jest wyłącznie powietrze. Paliwo wtryskiwane jest pod wysokim ciśnieniem od 50 do 120 barów. Mieszanka, która ulega spalaniu, jest uboższa niż w konwencjonalnym silniku benzynowym, co zapewnia mniejsze zużycie paliwa - uboższa mieszanka nie jest jednak regułą w tych silnikach.

Dowiedz się więcej o bezpośrednim wtrysku paliwa.

Permanentny napęd 4x4, jak sama nazwa wskazuje, polega na tym, że jest on przekazywany na wszystkie koła samochodu przez cały czas, niezależnie od warunków panujących na drodze. W przypadku napędu elektronicznie dołączanego w zwykłych warunkach napęd przekazywany jest tylko na jedną z osi, a druga oś, na przykład za pomocą sprzęgła wielopłytkowego, dołączana jest tylko w razie uślizgu tej pierwszej.

Napęd na cztery koła tak naprawdę znany był jeszcze na początku poprzedniego wieku, miał jednak swoje wady. Dopiero w latach 60. wprowadzono napęd 4x4 wyposażony w mechanizmy różnicowe pozwalające na zmianę prędkości obrotowych kół na poszczególnych osiach, co pozwoliło na znacznie wydłużenie życia opon i poprawę prowadzenia się auta. Takie rozwiązanie w seryjnie samochodzie osobowym po raz pierwszy zastosowało Audi, w modelu quattro, produkowanym od 1980 roku.

Dowiedz się więcej o napędach 4x4:

Samochód terenowy – układ napędowy [część 1][url=http://motorsport-opinie.autokult.pl/14095,samochod-terenowy-uklad-napedowy-czesc-2]

Samochód terenowy – układ napędowy [część 2][/url]

Użytkując auto w mieście, większość czasu spędzamy w korkach, a w czasie postoju silnik cały czas pracuje na biegu jałowym, zużywając paliwo i uwalniając do atmosfery szkodliwe substancje. Aby ograniczyć ich emisję, opracowano specjalny system, który w czasie nawet chwilowego postoju wyłącza silnik, a gdy zajdzie taka potrzeba, błyskawicznie go uruchamia.

Jednostka napędowa jest wyłączania tylko wtedy, gdy wrzucimy luz i zdejmiemy nogę ze sprzęgła. Po dotknięciu pedału sprzęgła i wrzuceniu biegu silnik jest natychmiast uruchamiany. W przypadku aut ze skrzynią automatyczną wystarczy w czasie postoju puścić lub wcisnąć pedał hamulca. Oczywiście system działa tylko przy odpowiednio naładowanym akumulatorze i pozwala zaoszczędzić nawet do 15% paliwa.

Z tym systemem w połowie lat 90. eksperymentowała już grupa VW AG, jednak prace niemieckich inżynierów nie przyniosły oczekiwanych rezultatów. W międzyczasie system Start-Stop był stosowany również przez koncern PSA, ale oficjalnie wynalazek ten w obecnej postaci zadebiutował w autach marki BMW, w których jest on montowany najprawdopodobniej od 2007 roku w ramach programu Efficient Dynamics.

Przez lata jedną z największych wad samochodów, skutecznie skracającą ich żywot, było bardzo słabe zabezpieczenie antykorozyjne. Próbowano z tym walczyć, stosując elementy karoserii wykonane z tworzyw sztucznych. Niestety, główne elementy konstrukcyjne nie mogły być zrobione z takich elementów, przez co rdza i tak atakowała takie konstrukcje.

Prawdziwego przełomu w tej dziedzinie dokonało Porsche wprowadzając w 1978 roku, w modelu 924 w pełni ocynkowaną karoserię. Kolejne było Audi, które w 1984 roku wprowadziło do swojego modelu 80 całkowicie ocynkowane nadwozie. Tę samą technologię Niemcy po dwóch latach zdecydowali się zastosować w modelu 100.

W poszukiwaniu rdzy, czyli zestawienie najbardziej i najmniej korodujacych aut cz.3 [poradnik]