ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΘΕΜΑ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΑΘΗΤΙΚΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: κ. ΣΤΑΜΟΣ ΣΠΥΡΙΔΩΝ ΦΟΙΤΗΤΗΣ: ΤΕΚΝΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Α.Μ.: 3073 ΚΑΒΑΛΑ, 2010

2 Με την ολοκλήρωση της παρούσας εργασίας, θα ήθελα να αφιερώσω αυτό το πόνημα στους γονείς μου οι οποίοι προσανατόλισαν τη ζωή μου και τους πρέπει κάθε ευχαριστία.

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ Ο ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΟΥ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ ΚΑΙ Η ΟΔΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ 1.1 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΑΠΟ ΤΟΝ Α ΜΕΧΡΙ ΤΟΝ Β' ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΠΟΛΕΜΟ Η ΜΕΤΑΠΟΛΕΜΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ - ΣΤΡΟΦΗ ΣΤΗΝ ΑΣΦΑΛΕΙΑ Η ΝΕΟΤΕΡΗ ΕΠΟΧΗ ΤΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΟΥ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ ΚΑΙ ΟΔΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ 15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ 2.1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Η ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΣΤΟ ΑΥΤΟ ΚΙΝΗΤΟ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ 3.1 ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ 3.2 ΑΝΤΙΜΠΛΟΚΑΡΙΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΕΔΗΣ - ABS Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ABS ΟΡΙΣΜΟΣ 24 26

4 3.2.3 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΙΔΡΟΥΝ ΣΤΗΝ ΠΕΔΗΣΗ ΟΛΙΣΘΗΣΗ ΤΡΟΧΟΥ ΒΑΣΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ABS ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΟ ABS ΜΗ ΕΝΙΑΙΑ ΚΑΙ ΕΝΙΑΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ABS BRAKE ASSIST SYSTEM - BAS ΣΥΣΤΗΜΑ ΟΜΑΛΗΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗΣ (ASR) ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ Ή ΗΛΕΚΤΡΟΝΙ ΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ - ESP ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΟΝΟΜΑΣΙΕΣ 37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ 4.1 ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΘΗΤΙΚΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΑΕΡΟΣΑΚΟΙ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ SRS; ΑΕΡΟΣΑΚΟΙ ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΥΡΩΠΑΪΚΩΝ ΠΡΟ ΔΙΑΓΡΑΦΩΝ ΟΙ ΑΕΡΟΣΑΚΟΙ ΟΔΗΓΟΥ/ΣΥΝΟΔΗΓΟΥ Ι. ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΜΠΡΟΣΤΙΝΟΙ (ΟΔΗΓΟΥ / ΣΥΝΟΔΗΓΟΥ) ΑΚΛΟΝΗΤΟΣ ΑΕΡΟΣΑΚΟΣ ΟΔΗΓΟΥ ΠΛΕΥΡΙΚΟΙ ΑΕΡΟΣΑΚΟΙ ΓΟΝΑΤΩΝ ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΤΩΝ ΑΕΡΟΣΑΚΩΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΟΣΑΚΩΝ ΜΟΝΑΔΑ ΑΕΡΟΣΑΚΟΥ 50

5 ΣΕΤ ΚΑΛΩΔΙΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑ ΣΙΑΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΑΕΡΟΣΑΚΩΝ ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΤΙΚΗ ΛΥΧΝΙΑ ΑΕΡΟΣΑΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΕΡΟΣΑΚΩΝ ΠΛΑΪΝΕΣ ΠΡΟΣΚΡΟΥΣΕΙΣ ΑΝΑΤΡΟΠΗ ΖΩΝΕΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΤΗΝ ΠΡΑΞΗ ΟΙ ΠΡΟΕΝΤΑΤΗΡΕΣ ΤΩΝ ΖΩΝΩΝ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Η ΖΩΗ ΜΑΣ ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΕΤΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΣΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ ΤΗΣ SUBARU 62 ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ To αυτοκίνητο ξεττέρασε τον ένα αιώνα ζωής, γνώρισε τεράστια ετπτυχία σαν προϊόν και επέφερε θεμελιώδεις αλλαγές στην κοινωνία. Είναι εύκολα προσιτό από ευρύτατα κοινωνικά στρώματα και αποτελεί πηγή ευημερίας, απασχόλησης, ελευθερίας κίνησης και ψυχαγωγίας για όλους. Αποτελεί πλέον αναπόσπαστο τμήμα της κοινωνίας και παρά τα σεβαστά χρόνια του βρίσκεται ακόμα στη βρεφική ηλικία. Η τεχνολογική επανάσταση που επηρεάζει την κοινωνία μας επιδρά έντονα και στο αυτοκίνητο. Οι τηλεπικοινωνίες και η πληροφορική διαμορφώνουν ένα νέο περιβάλλον όπου το αυτοκίνητο κινείται με μεγαλύτερη άνεση, ενεργειακή απόδοση, ασφάλεια και αποτελεσματικότητα ενώ ταυτόχρονα μειώνονται τα θύματα των τροχαίων ατυχημάτων, η ρύπανση, η κυκλοφοριακή συμφόρηση και το κόστος παραγωγής. Η σχεδίαση του αυτοκινήτου αποτελεί μια σύνθετη πολυπαραμετρική διαδικασία που για την επιτυχή ολοκλήρωσή της απαιτείται η διατήρηση λεπτών ισορροπιών ανάμεσα στη λειτουργικότητα, την μορφή, την ασφάλεια, ενεργειακές και -περιβαλλοντικές παραμέτρους. Στην παρούσα εργασία αναφέρονται οι δυο κύριες κατηγορίες σπς οποίες χωρίζεται η ασςκίλεια ενός οχήματος, η ενεργητική και η παθητική: Ενεργητική ασφάλεια ονομάζεται η ασφάλεια που παρέχεται στον οδηγό από τα διά<ρορα συστήματα του αυτοκινήτου που συμμετέχουν στην αποφυγή ενός ατυχήματος (σύστημα ττέδησης, σύστημα αντι-μπλοκαρίσματος τροχών ABS, BAS) και ESP. Παθητική ασφάλεια ονομάζεται η ασφάλεια που παρέχει η καμτπνα και γενικότερα το αμάξωμα στους επιβάτες σε ττερίτπωση σύγκρουσης. Η παθηπκή ασς>άλεια ττεριλαμβάνει εκτός του αμαξώματος και όλα εκείνα τα συστήματα που προστατεύουν τον οδηγό και τους επιβάτες κατά τη σύγκρουση και διακρίνεται σε εξωτερική και εσωτερική παθητική ασφάλεια. Η μελέτη του θέματος αναπτύσσεται σε τέσσερα κεςκίλαια. Συγκεκριμένα: Στο πρώτο κεφάλαιο με τίτλο «Ο σχεδιασμός του αυτοκινήτου και η Οδική Ασφάλεια» γίνεται μια ιστορική αναδρομή στην ιστορία του αυτοκι

7 νήτου από τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο μέχρι και τη νεώτερη εποχή της ανάπτυξης του αυτοκινήτου. Στο δεύτερο κεφάλαιο με τίτλο «Συστήματα Ασφάλειας Οχημάτων» το ενδιαφέρον επικεντρώνεται στα συστήματα ασφαλείας οχημάτων και συγκεκριμένα στους αισθητήρες, τη χρησιμότητά τους στο αυτοκίνητο, τη λειτουργία και την κατηγοριοποίησή τους, τα χαρακτηρισπκά τους και αναλύονται τα χαρακτηριστικά της κεντρικής μονάδας, καθώς και τα αποτελέσματα από την εςιαρμογή τους στο αυτοκίνητο. Στο τρίτο κεφάλαιο με τίτλο «Ενεργητική Ασφάλεια Αυτοκινήτου», ο αναγνώστης γνωρίζει π είναι πραγματικά η ενεργητική ασφάλεια, ποια είναι τα συστήματά της, του δίδονται αναλυτικές πληροφορίες για το αντιμπλοκαριστικό σύστημα πέδησης (ABS), η ιστορία του, τα πλεονεκτήματά του, οι παράγοντες που ετπδρούν στην πέδηση, η βασική λειτουργία ABS, οι απαιτήσεις του συστήματος, ποια είναι τα μη ενιαία και ποια τα ενιαία συστήματα ABS. Ακόμη, δίδονται τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα και ο σκοπός λειτουργίας του συστήματος Brake Assist Systeoi (BAS), του συστήματος Ομαλής Επιτάχυνσης (ASR) και του ηλεκτρονικού προγράμματος ευστάθειας ESP. Στο τέταρτο κεςκίλαιο με τίτλο «Παθητική Ασφάλεια αυτοκινήτου» καταγράφονται τα συστήματα παθητικής ασφάλειας, οι αερόσακοι, το σύστημα SRS, οι αερόσακοι αμερικανικών και ευρωπαϊκών προδιαγραφών, οι αερόσακοι οδηγού/συνοδηγού, οι πλευρικοί αερόσακοι, οι αερόσακοι γονάτων, οι βασικές τους προδιαγραφές, καθώς και τα εξαρτήματα των αερόσακων. Ακόμη, δίδονται πληροφορίες για τα σετ καλωδίων, για την κεντρική η λεκτρονική μονάδα επεξεργασίας, για τους αισθητήρες αερόσακων, την προειδοποιητική λυχνία, τις πλαϊνές προσκρούσεις και την ανατροπή. Στη συνέχεια, αναλύονται οι ζώνες ασςχιλείας, η προστασία που παρέχουν, οι προεντατήρες των ζωνών ασφαλείας και το κεςκίλαιο κλείνει με ένα παράδειγμα εςκιρμογής ασςκίλειας σε ένα αυτοκίνητο της εταιρείας SUBARU. Η εργασία ολοκληρώνεται με τον Εττίλογο όπου καταγράφονται τα συμπεράσματα από την τριβή με το θέμα.

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ Ο ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΟΥ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ ΚΑΙ Η ΟΔΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ 1.1 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Η μηχανοκίνητη μεταφορά, αν και ήταν ένα τταλιό όνειρο του ανθρώπου, δεν μπόρεσε να πραγματοποιηθεί ως το ξέσπασμα της βιομηχανικής επανάστασης που έγινε στα μέσα του IQ " αιώνα. Στην περίοδο αυτή παρουσιάστηκαν επαναστατικές τεχνολογικές ανακαλύψεις, με αποτέλεσμα το όνειρο αυτό να γίνει πραγματικότητα. Μέχρι τότε το ιτπτήλατο αμάξι ήταν το διαδεδομένο μέσο μετας>οράς. Ο συνδυασμός αλόγου - αμαξιού ή ταν πολύ ικανοποιητικός στην εμφάνιση. Το άλογο έδινε την ισχύ κίνησης και το αμάξι με τα χρόνια συνεχούς εξέλιξης έγινε ελαφρό, ανθεκτικό και όμορφο, Σχήμα 1. Σχήμα 1. Γύρω στα Σαν τα αμάξια της εποχής το ποδήλατο δίνει την αίσθηση της ελαφριάς κατασκευής και δύναμης. Σε αντίθεση με το αμάξι είναι μηχανισμός. Χωρίς φτερά και κάλυμμα της αλυσίδας το ποδήλατο του 1890 προβάλλει το μηχανισμό κίνησής του, τα πεντάλ, τις οδοντωτές τροχαλίες και την αλυσίδα. Σχήμα 2. Ο μεταλλικός σωληνωτός σκελετός του προετοιμάζει τους ανθρώπους για το ττέρασμα στην εποχή των μηχανών. Ένα χαρακτηριστικό του ποδηλάτου που δεν βρίσκει εςχιρμογή στα ιππήλατα αμάξια είναι οι τροχοί με συρμάτινες ακτίνες και ττνευματικά ελαστικά. Η επίδραση του ποδηλάτου στην εξέλιξη των αμαξιών αλλά και των πρώτων αυτοκινήτων είναι εμφανής.

9 Σχήμα 2. Ποδήλατο του 1892 (Royal Bicycle) και αυτοκίνητο του 1897 (De Dion). To πρώτο μηχανοκίνητο όχημα που κατασκευάστηκε το 1769 από τον Nicholas Joseph Cugnot, Γάλλο αξιωματικό του πυροβολικού, ήταν ατμοκίνητο και θεωρείται ο πρόγονος του σημερινού αυτοκινήτου, Σχήμα 3. Μετέφερε 4 άτομα με ταχύτητα 2,25 μίλια ανά ώρα. Όταν αναποδογύρισε στρίβοντας με αυτή την ταχύτητα στους δρόμους του Παρισιού ο Cugnot βρέθηκε στη φυλακή επειδή έβαλε σε κίνδυνο τον πληθυσμό της πόλης. Σχήμα 3. Το πρώτο ατμοκίνητο όχημα, φτιαγμένο το 1769 από τον Cugnot. Το 1876, ο Nikolaus Otto ανακαλύπτει την πρώτη τετράχρονη μηχανή εσωτερικής καύσεως, μετά από πολύχρονη πειραματική εργασία. Μια μεγάλη καινοτομία μετά την ανακάλυψη της μηχανής εσωτερικής καύσης ήταν η εφαρμογή της στο αυτοκινούμενο όχημα δρόμου του Karl Benz, το 1885, που συνετέλεσε στο να αποκτήσει το αυτοκίνητο πρακτική εφαρμογή. Το αυτοκίνητο του Benz που παρουσιάστηκε το 1885 ήταν ένα τρίτροχο όχημα με σωληνωτό ατσάλινο πλαίσιο και ανοιχτό ξύλινο αμάξωμα με δύο καθίσματα για τους επιβάτες. Ο μπροστινός τροχός κατευθυνόταν από ένα πηδάλιο που έπαιξε το ρόλο του τιμονιού, ενώ την κίνηση έπαιρναν οι δύο οπίσθιοι τροχοί μέσω αλυσίδας. Ο κινητήρας ήταν εμβολοφόρος, μονοκύλινδρος, τετράχρονος που έκαιγε βενζίνη και λειτουργούσε με βάση το θερμοδυναμικό κύκλο του Otto. Είχε ηλεκτρική ανάφλεξη, ήταν υδρόψυκτος και

10 είχε τοποθετηθεί οριζόντια πάνω από τον άξονα των πίσω τροχών. Η ιττποδύναμή του ήταν 0,5 HP στις στροφές ανά λεπτό και έδινε στο ό χημα ταχύτητα 13 ως 16 χιλιομέτρων την ώρα. Συνεχίζοντας την εργασία του Otto, αλλά εργαζόμενοι ανεξάρτητα, ο Karl Benz και ο Gottlied Daimler παρήγαγαν τα πρώτα, σε παγκόσμια κλίμακα, αυτοκίνητα με μηχανές εσωτερικής καύσης. Σχήμα 4. Το αυτοκίνητο του Benz και ο Daimler με το αυτοκίνητό του Το όχημα του Daimler κατασκευάστηκε το 1886 και ήταν το πρώτο τετράτροχο αυτοκίνητο με μηχανή εσωτερικής καύσης. Σχήμα 4. Έπαιρνε κίνηση από ένα εγκάρσια τοποθετημένο εμβολοφόρο τετράχρονο μονοκύλινδρο κινητήρα, ο οποίος ήταν τοποθετημένος κατακόρυφα. Ο κινητήρας αυτός παρήγαγε ισχύ 1.5 HP στις 900 RPM. Ανάμεσα στις σημαντικότερες βελτιώσεις που έγιναν την εποχή πριν το 1900 και αφορούσαν στο γενικότερο σχεδιασμό του αυτοκινήτου, μπορούμε να διακρίνουμε την εισαγωγή του εξαερωτήρα με πλωτήρα από τον Maybach, το 1892, το τιμόνι, όπως το γνωρίζουμε στη σημερινή του μορφή σαν τροχό από τον Vacheron το 1894, τα ελαστικά με αέρα από τους αδελφούς Michelin, τον άξονα μετάδοσης κίνησης του Lanchester το 1895, την εφαρμογή πολλών κυλίνδρων σε μια μηχανή από τον Mors (4 κύλινδροι σε διάταξη V) ή από τον Daimler (4 σε σειρά) καθώς και τον σύνδεσμο τύπου σταυρού για την μετάδοση της κίνησης από τον διαμήκη άξονα κινήσεως στους άξονες των τροχών, από τον Renault. Η εξέλιξη του κινητήρα εσωτερικής καύσης μείωσε την έκταση και το ενδιαφέρον για αυτοκίνηση με άλλες μορφές κινητήρων. Μέσα στα επόμενα

11 χρόνια, το αυτοκίνητο αποτέλεσε μια γρήγορα εξελισσόμενη μηχανή ττου έφθασε να περιλαμβάνει πάνω από μηχανικά μέρη, τα οποία συνεργάζονταν αρμονικά μεταξύ τους, για την εξασφάλιση αξιόλογης και αξιόπιστης μεταφορικής ικανότητας. Η τεράστια αυτή ανάπτυξη, είχε σαν αποτέλεσμα πολλές διαφοροποιήσεις στο σχεδίασμά του αυτοκινήτου από κατασκευαστική πλευρά, την εξωτερική μορφή αλλά και τη χρήση του, σαν μέσο μεταφοράς, εργαλείο δουλειάς ή ακόμα και σαν μέσο διασκέδασης και αναψυχής. (Chondros TG et al, 1997). 1.2 ΑΠΟ TON A' ΜΕΧΡΙ TON B' ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΠΟΛΕΜΟ Μεταξύ των δύο παγκοσμίων πολέμων παρατηρείται η εμφάνιση των πρώτων μεθόδων μαζικής παραγωγής που είχαν σαν συνέπεια σωστά κατασκευασμένα και άνετα αυτοκίνητα με χαμηλό κόστος παραγωγής, που βρήκαν μια ώριμη αγορά, η οποία είχε δημιουργηθεί με τις συνθήκες της αφθονίας που επικρατούσε πριν το Έτσι, κατασκευάζεται ένας αριθμός αυτοκινήτων υψηλής ποιότητας και αντοχής που οφείλεται κύρια στη διαφοροποίηση των οικονομικών συνθηκών. Από το 1920 περίπου και μετά, τα αυτοκίνητα αποκτούν πλήρες αμάξωμα, με πόρτες και ανεμοθώρακες και αρχίζουν να γίνονται χαμηλότερα και μακρύτερα για βελτίωση της ευστάθειας, Σχήμα 5. Σχήμα 5. Tourer 1928, Studebaker 1931 Μια πολύ σημαντική εξέλιξη έγινε στην Ιταλία. Η μέχρι τότε αντίληψη όλων των κατασκευαστών ήθελε το πλαίσιο και το αμάξωμα να αποτελούν εντελώς διαφορετικά τμήματα, ανεξάρτητα μεταξύ τους. Όμως η Lancia, το

12 1920, δημιουργεί ένα μοντέλο που χρησιμοποιεί ενιαία κατασκευή για το α μάξωμα και το πλαίσιο. Αντί το αμάξωμα να κατασκευαστεί πάνω στο πλαίσιο, ο κύριος σκελετός του αμαξώματος και το πλαίσιο κατασκευάστηκαν σε μια μονάδα από πρεσσαριστό χάλυβα, στην οποία προστέθηκαν στελέχη μικρού ειδικού βάρους. Η Lancia Lamda είναι το πρώτο αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί αυτοφερόμενο πλαίσιο. Σχήμα 6. Η καινοτομία αυτή θα αποδειχτεί πολύ σημαντική καθώς στο μέλλον όλες οι βιομηχανίες θα κατασκευάζουν τα αυτοκίνητα με ανάλογο τρόπο. 'i^ c ia lambda Ein Monocoque-Auto vor der Zeit Σχήμα 6: Lancia Lamda Στην παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία παρατηρούνται δύο κύριες τάσεις: Η Αμερικανική θέλει τα αυτοκίνητα φτιαγμένα με μεγάλες ιττποδυνάμεις και πολυτελή, ενώ η Ευρωπαϊκή δείχνει προτίμηση σε μικρά και λιτά αυτοκίνητα. Κατά την διάρκεια της δεκαετίας του 1930 σχεδιάζονται και διαδίδονται τα αυτοκίνητα κλειστού τύπου, ενώ παρατηρείται και μια εξομάλυνση στις γραμμές του αμαξώματος. Η διάδοση των κλειστών αμαξωμάτων βελτιώνει την λειτουργικότητά τους ενώ τα αυτοκίνητα γίνονται πιο ασφαλή. Σχήμα 7. Το πλαίσιο εξακολουθεί να χρησιμεύει κατά μεγάλο ποσοστό μόνο για την

13 στήριξη των μηχανικών μερών ενώ η βελτίωση της ασφάλειας των αμαξωμάτων είναι μάλλον φυσιολογικό γεγονός που προέρχεται από την γενική πρόοδο του σχεδιασμού. Το αυτοκίνητο μέχρι τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο χρησιμοποιείται αποκλειστικά για τον σκοπό που εφευρέθηκε: την βελτίωση των συνθηκών μεταφοράς. Έτσι οι διάφοροι κατασκευαστές δίνουν προτεραιότητα στη βελτίωση των μηχανικών μερών και δεν ασχολούνται ιδιαίτερα με την ασφάλεια και τη λειτουργικότητα του πλαισίου. (Chondros TG etal, 1997) Σχήμα 7. Opel Olympia 1935 και Vauxhall Η ΜΕΤΑΠΟΛΕΜΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ - ΣΤΡΟΦΗ ΣΤΗΝ ΑΣΦΑΛΕΙΑ Όταν μετά τον πόλεμο η παραγωγή επανέρχεται στον κανονικό της ρυθμό τα αυτοκίνητα παρουσιάζονται μακρύτερα, βαρύτερα και απλούστερα, έχουν περισσότερες καμπύλες στο εξωτερικό τους και γενικά είναι πιο κομψά. Ωστόσο, είναι αρκετά όμοια με τα προπολεμικά και περνούν αρκετά χρόνια έως ότου τα εργοστάσια επεξεργαστούν την παραγωγή πραγματικά νέων σχεδίων. Πολλά από τα νέα μοντέλα έχουν ισχυρούς κινητήρες υψηλής συμπιέσεως. Στον τομέα των αναρτήσεων γίνεται σημαντική πρόοδος καθώς εμφανίζεται η ανεξάρτητη ανάρτηση στους μπροστινούς τροχούς. Κατασκευάζονται αμαξώματα χωρίς πλαίσιο (αυτοφερόμενα) και αυτή είναι μια από τις αιτίες που κάνουν τα αυτοκίνητα λιγότερο βαριά. Χρησιμοποιούνται καμπύλα τζάμια εμπρός και ανοίγεται παράθυρο στο πίσω μέρος με συνέπεια τη σημαντική αύξηση της ορατότητας. Στις Η.Π.A παρουσιάζονται το 1948 από την εταιρία Goodrich τα ε λαστικά χωρίς αεροθαλάμους. Στην δεκαετία του 1950 τοποθετούνται για πρώτη φορά υδραυλικά συστήματα διεύθυνσης, διπλά φώτα και βελτιώνεται

14 η στεγανοποίηση του αμαξώματος με την χρησιμοποίηση ελαστικών παρεμβυσμάτων. Καθιερώνεται το σχήμα των τριών όγκων με ορθογωνικές γραμμές για τα περισσότερα μέσα αυτοκίνητα. Μια σημαντική εξέλιξη γίνεται με την χρησιμοποίηση στην κατασκευή του αμαξώματος της Chevrolet Corvette του 1953 υαλοβάμβακα ενισχυμένου με ρητίνη. Το ίδιο υλικό χρησιμοποιήθηκε το 1955 στην οροφή του Citroen DS 19. Έτσι ελαττώνεται σημαντικά το βάρος και αυξάνεται η αντοχή σε διάβρωση, συγχρόνως όμως ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο στην έρευνα για την χρησιμοποίηση άλλων προηγμένων υλικών (αλουμινίου, πλαστικού, συνθέτων υλικών) στην κατασκευή πλαισίων και αμαξωμάτων. Σχήμα 8. Σχήμα 8. Chevrolet Corvette, 1954, Citroen DS 19, 1954, Panhard Dyna του 1954 με αμάξωμα αλουμινίου Μετά το 1960 ο σχεδιασμός των αυτοκινήτων επηρεάζεται κατά πολύ από το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την ασφάλεια του οδηγού και των επιβατών, καθώς επίσης και για τον περιορισμό της ολοένα αυξανόμενης μόλυνσης του περιβάλλοντος. Γίνεται έτσι επιτακτική η σχεδίαση του πλαισίου και του αμαξώματος με γνώμονα την ασφάλεια. Σε πολλά κράτη θεσπίζονται κανονισμοί και προδιαγραφές που αφορούν στους παράγοντες ασφαλείας αλλά και τον περιορισμό της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Παράλληλα με τις βελτιώσεις αυτές, τα αυτοκίνητα γίνονται πιο άνετα για τους επιβάτες και διευκολύνεται πολύ ο χειρισμός τους. (Chondros TG etal, 1997) 1.4 Η ΝΕΟΤΕΡΗ ΕΠΟΧΗ ΤΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΟΥ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Με την αρχή της δεκαετίας του 1970 το αυτοκίνητο μπαίνει σε μια καινούργια περίοδο της ιστορίας του. Η ανάπτυξη της Ιαπωνικής βιομηχανίας και ο ανταγωνισμός της με την Ευρωπαϊκή και την Αμερικάνικη επιταχύνουν και πολλαπλασιάζουν τις εξελίξεις στο χώρο του αυτοκινήτου. Οι νέες

15 τεχνολογίες, η δημιουργία νέων εργαλειομηχανών και η αυτοματοττοίηση της παραγωγής δίνουν την δυνατότητα για την παραγωγή πολλών και διαςκτρετικών μοντέλων. Η αυτόματη μετάδοση κινήσεως, τα υδραυλικά φρένα και το υδραυλικό σύστημα διεύθυνσης γίνονται συνηθισμένα συστήματα, ενώ θέρμανση και εξαερισμός περιλαμβάνεται στον εξοπλισμό ακόμα και των μικρών, φτηνών αυτοκινήτων. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας βελτίωσε το αυτοκίνητο στους τομείς της άνεσης, της ασφάλειας, της οδικής συμττερκροράς και των επιδόσεων. Παράγοντες άγνωστοι μέχρι τότε, όπως για παράδειγμα η αεροδυναμική και η εργονομία, αρχίζουν και παίζουν σημαντικό ρόλο στην σχεδίαση των οχημάτων. Έτσι εμφανίζονται περισσότερο καμπυλόγραμμα ττεριγράμματα και μια τάση να δοθεί "σφηνοειδής" μορφή. Η εργονομική σχεδίαση είναι δεδομένη για κάθε όχημα που θέλει να έχει φιλοδοξίες στην αγορά. Το πλήθος των νέων μοντέλων δημιουργεί ιδιαίτερες απαιτήσεις στο κοινό, α φού έχει πολλά -περιθώρια επιλογής. Οι κατασκευαστές για να διευρύνουν την αγορά δίνουν έμςκιση στα αυτοκίνητα ειδικών χρήσεων και δημιουργούν πολλές κατηγορίες που ξεχωρίζουν από τον κυβισμό, το μέγεθος, τον προορισμό, κτλ. Τα περισσότερα αμαξώματα κατασκευάζονται σε σύγχρονες πρέσες και είναι αυτοφερόμενα. Οι κινητήρες εξελίχτηκαν και παρέχουν σημαντικές ιπποδυνάμεις και έτσι το πλαίσιο αττέκτησε ένα επιπλέον δύσκολο ρόλο: να κρατήσει με την βοήθεια των υπόλοιπων μηχανικών μερών (αναρτήσεις, φρένα, ελαστικά) το αυτοκίνητο σε ακριβή τροχιά στο δρόμο. Σχεδιάζονται έτσι πλαίσια και αμαξώματα που συνδυάζουν ικανοποιητικά την ασφάλεια, την λειτουργικότητα και την ποιότητα κατασκευής. Σχήμα 9. Η συνεχής έρευνα στον τομέα των αναρτήσεων οδήγησε σε ενεργητικά συστήματα έξυττνων αναρτήσεων που εξασφαλίζουν μεγάλη ενεργηπκή ασφάλεια διατηρώντας την πρόσφυση των τροχών του οχήματος στον δρόμο. Το ίδιο συμβαίνει και στον τομέα των ελαστικών. Σήμερα τα ελαστικά είναι ικανά να α- νταττεξέλθουν στις δυσκολότερες καιρικές συνθήκες αλλά και συνθήκες οδήγησης.

16 Σχήμα 9. Peugeot 403, 404, 405. Η εξέλιξη της μορφής στις δεκαετίες του 60, 70 κι Στην τταραγωγή αυτοκινήτων ο ρυθμός με τον οποίο παράγονται νέα μοντέλα είναι σχεδόν διπλάσιος από αυτόν της προηγούμενης δεκαετίας. Οι νέες τεχνικές σχεδίασης και βιομηχανικής παραγωγής έχουν μειώσει το χρόνο από την απόφαση για παραγωγή ενός αυτοκινήτου μέχρι την ώρα που αυτό ξεκινά για τον καταναλωτή. Το αυτοκίνητο έχει γίνει εξαιρετικά προσιτό στον καθένα. Άμεσες συνέπειες αυτού είναι η υπερβολική αύξηση του αριθμού των αυτοκινήτων που κυκλοφορούν, ιδιαίτερα στα μεγάλα αστικά κέντρα, η αύξηση των τροχαίων ατυχημάτων και η ρύπανση του περιβάλλοντος. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι κυβερνήσεις, προβλέποντας τα προβλήματα αυτά, άρχισαν εδώ και δέκα περίπου χρόνια να δίνουν προτεραιότητα στο σχεδιασμό οχημάτων με έμφαση στην ασφάλεια, την προστασία του περιβάλλοντος και την ποιότητα. Το αυτοκίνητο από την ημέρα που ανακαλύφθηκε μέχρι σήμερα έχει αλλάξει ριζικά. Το αυτοκίνητο αποτελεί ένα σύνθετο τεχνολογικό προϊόν που άλλαξε τον τρόπο ζωής του σύγχρονου ανθρώπου αλλά και τη μορφή της βιομηχανικής παραγωγής και των διαδικασιών. Η οδική ασφάλεια έχει προσδιορισθεί με διαφορετικούς τρόπους μέσα στα χρόνια, κάθε επόμενη γενιά μηχανικών αντιμετωπίζει το καθήκον να βελτιώνει τις προσπάθειες των προηγούμενων. Στις αρχές της νεώτερης εποχής της αυτοκίνησης η οδική ασφάλεια εθεωρείτο αποκλειστική ευθύνη του οδηγού. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων πίστευαν ότι είχαν εφοδιάσει τον οδηγό με όλα τα απαραίτητα όργανα για να οδηγεί με ασφάλεια, δηλαδή αξιόπιστα και ανθεκτικά φρένα, σύστημα διεύθυνσης, φώτα, τροχούς και αναρτήσεις. Ο οδηγός είχε τη δυνατότητα να τα χρησιμοποιήσει με τρόπο που να διασφαλίζεται η οδική ασφάλεια του ίδιου και των επιβατών του δικού του αλλά και των άλλων οχημάτων, πεζών και δικυκλιστών.

17 Τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες έχουν γίνει μεγάλα βήματα ττροόδου για τη βελτίωση τόσο της ενεργητικής, όσο και της τταθητικής ασςκίλειας. Χαρακτηριστικά αναφέρονται η χρησιμοποίηση ανδρείκελων δυναμικών δοκιμών συγκρούσεων το Τα ανδρείκελα αυτά τελειοποιήθηκαν το Αυτορρυθμιζόμενα ταμπούρα, ασφαλέστερα ελαστικά χωρίς αεροθαλάμους, σπογγώδη καλύμματα του πίνακα οργάνων για την αποφυγή τραυματισμών, δισκόφρενα, ζώνες ασφαλείας, ασφαλιζόμενη διπλή μανδάλωση θυρών, ασιράλεια παιδιών στις πίσω θύρες, αντιθαμβωτικό οπίσθιου παραθύρου, προσκέφαλα εμπρόσθιων καθισμάτων, ταυτόχρονη λειτουργία δεικτών πορείας για ένδειξη κινδύνου, αντιθαμβωτικός εσωτερικός καθρέτττης με δύο θέσεις, κατασκευή δικτύου εθνικών οδών είναι οι κύριες τεχνολογίες για τη βελπ'ωση της οδικής ασφάλειας κατά τη δεκαετία του Στη δεκαετία του 1960 και στις δύο πλευρές του Ατλαντικού αρχίζει να διαδίδεται η χρήση του εναλλακτήρα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Με τον εναλλακτήρα παράγεται ρεύμα ακόμη και κατά την ώρα που ο κινητήρας λειτουργεί σε χαμηλές στροφές («ρελαντί»). Εισάγεται ακόμη το διπλό κύκλωμα φρένων, οι ανεμοθώρακες με δύο επάλληλα στρώματα τζαμιού και πλαστική μεμβράνη ενδιάμεσα για την απορρόφηση κρουστικών φορτίων κατά τη σύγκρουση, η τηλεσκοπική στήλη του τιμονιού, η δοκός πλευρικής προστασίας θυρών, τυποποίηση των αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων, ακτινωτά ελαστικά και συστήματα αποφυγής ακινητοποίησης των οπίσθιων τροχών κατά την ττέδηση. Η δεκαετία του 1970 χαρακτηρίζεται από τις διαφωνίες κατασκευαστών και κυβερνήσεων για το πότε και πως θα τοποθετηθούν αερόσακοι. Το 1979 και το 1980 τοποθετούνται αερόσακοι σε αυτοκίνητα στις Η- ΠΑ. Όμως, μια σημαντική κυβερνητική απόςχιση στην Βικτόρια της Αυστραλίας την 1/1/71 όριζε σαν υποχρεωτική τη χρήση της ζώνης ασφαλείας. Αν και δεν δόθηκε μεγάλη σημασία από τον Τύπο της εποχής, τα αποτελέσματα από την εςκιρμογή της ήταν εντυπωσιακά. Ελαττώθηκαν τα θύματα κατά 21%. Ακολούθησαν και άλλες Αυστραλιανές πολιτείες και στην Ευρώπη η Γαλλία, η Φιλανδία και η Γερμανία για να ακολουθήσουν και οι υπόλοπτες χώρες. Στις ΗΠΑ θεωρούσαν ότι δεν ήταν δυνατό να υποχρεωθούν οι Αμερικανοί με νόμο να χρησιμοποιούν ζώνες ασφαλείας. Στην πολιτεία της Νέ

18 ας Υόρκης η χρήση ζώνης ασφαλείας έγινε υποχρεωτική με νόμο μόλις το 1984 για να ακολουθήσουν και οι άλλες πολιτείες. Την ίδια δεκαετία εμφανίζονται ακτινωτά ελαστικά με χαλύβδινους περιφερειακούς δακτυλίους, σφραγισμένοι συσσωρευτές, συστήματα αποφυγής ακινητοποίησης και των τεσσάρων τροχών κατά την πέδηση, ηχητικά και φωτεινά σήματα για την φθορά των φρένων και τη θέση της ζώνης ασφαλείας, φωτιστικά σώματα ισχύος cd αντί cd με λαμπτήρες αλογόνου Στη δεκαετία του 1980 αρχίζει η εφαρμογή και οι συζητήσεις για τα παθητικά συστήματα ασφαλείας. Μέχρι το πολιτείες των ΗΠΑ (με το 51% του πληθυσμού) έχουν ψηφίσει νόμους για την υποχρεωτική χρήση ζωνών ασφαλείας. Από το 1985 και μετά εφαρμόζεται ο αερόσακος συνοδηγού, η προένταση των ζωνών ασφαλείας κατά τη σύγκρουση, αντιθαμβωτικό σύστημα πλαϊνών παραθύρων και η εισαγωγή ηλεκτρονικών συστημάτων αποφυγής της ακινητοποίησης των τροχών κατά την πέδηση. Στη δεκαετία του 1990 δίνεται έμφαση στην πλευρική προστασία των οχημάτων κατά τη σύγκρουση. Αναπτύσσονται συστήματα πλευρικών αερόσακων που φιλοξενούνται στο κάθισμα ή το προσκέφαλο ή την οροφή, χρησιμοποιούνται τα φώτα ημέρας για καλύτερη ορατότητα του οχήματος. Σχήμα 10. Στην προσπάθεια βελτίωσης της οδικής ασφάλειας αναπτύχθηκαν και συνεχίζουν να αναπτύσσονται προηγμένα συστήματα υποστήριξης του οδηγού, που λόγω της μεγάλης ανάπτυξης του τομέα των τηλεπικοινωνιών εγκαθίστανται σε μεγάλο αριθμό ακόμα και σε αυτοκίνητα μεσαίων και μικρών κατηγοριών. Χαρακτηριστικές κατηγορίες τέτοιων συστημάτων αναφέρονται σαν: Σχήμα 10. Ενισχυμένος κλωβός προστασίας επιβατών σε σύγχρονο αυτοκίνητο

19 Συστήμοττα Επικοινωνιών Συστήματα Πλοήγησης Συστήματα Ελέγχου Τριβής και Πρόσφυσης Συστήματα Ελέγχου Πορείας Σύστημα Παρακολούθησης της Εγρήγορσης του Οδηγού Συστήματα Βελτίωσης της Ορατότητας Συστήματα Νυκτερινής Όρασης Συστήματα Παρακολούθησης των Πεζών Συστήματα Παρακολούθησης των 'Τυφλών" Γωνιών Αισθητήρες ττεριβάλλοντος Από τα παραπάνω φαίνεται ότι οι οδηγοί απαιτείται να προσλαμβάνουν ένα συνεχώς αυξανόμενο όγκο πληροφοριών. Το πρόβλημα είναι πως αυτή η επιβάρυνση επιδρά στην ασφαλή οδήγηση. Οι οδηγοί είναι σε θέση να λαμβάνουν πληροφορίες προερχόμενες από περιφερειακές συσκευές του αυτοκινήτου χωρίς να μειώνεται η προσοχή τους κατά τη διάρκεια της οδήγησης εφόσον εξασφαλισθεί η συστηματική και ενιαία για όλα τα αυτοκίνητα ροή τους. Έτσι, προκειμένου όλες αυτές οι εντυπωσιακές νέες υπηρεσίες να αυξήσουν πράγματι την οδική ασςκίλεια αλλά και την άνεση του ο δηγού, θα πρέπει να ανατπυχθούν ολοκληρωμένα συστήματα διασύνδεσης οδηγού και αυτοκινήτου, ικανά να χειρίζονται μεγάλες ποσότητες πληροφοριών ερχόμενες από διαφορετικά συστήματα και αισθητήρες με τέτοιο τρόπο ώστε να ενημερώνουν τον οδηγό, να τον βοηθούν να παίρνει τις σωστές αποςκίσεις, και να διορθώνει τα λάθη του, διατηρώντας ταυτόχρονα το φόρτο εργασίας του σε λογικά επίττεδα. Αυτό μπορεί να γίνει πραγματικότητα μόνο με την χρήση κατάλληλων, απλών και εύκολων στην κατανόηση μηνυμάτων που θα ενημερώνουν τον οδηγό με μοναδικό τρόπο για όλες τις τπθανές καταστάσεις, και ταυτόχρονα με την ανάπτυξη ενός συστήματος που θα διαχειρίζεται όλο αυτόν τον όγκο πληροφοριών και θα αποφασίζει πότε θα ενημερώνει τον οδηγό και για ποια θέματα, λαμβάνοντας υπόψη του τόσο το <ρόρτο εργασίας του, όσο και τις

20 συνθήκες οδήγησης την κάθε συγκεκριμένη στιγμή. (Χόνδρος Θ και Παντε- λιού Σ, 1989) 1.5 ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ ΚΑΙ ΟΔΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ Το αυτοκίνητο είναι ο τπο δημοφιλής τρόπος μεταφοράς στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Οκτώ στα δέκα ταξίδια θα συνεχίσουν να γίνονται με αυτοκίνητο και περισσότερα από 35 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα θα διανυθούν με αυτοκίνητο από σήμερα μέχρι το Αν και η ανάπτυξη των τηλεπικοινωνιών και η χρήση του διαδικτύου προβλέπεται να μειώσει σε ποσοστό 6% την κίνηση των αυτοκινήτων και η εξέλιξη στις δημόσιες μεταφορές θα φθάσει στο 10%, η συντριπτική πλειοψηφία των πολιτών στην Ευρωπαϊκή Ένωση θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούν το αυτοκίνητό τους. Στην Ευρώπη περίπου το 70% των μεταφορών ανθρώπων και αγαθών πραγματοποιούνται οδικά, τοποθετώντας έτσι το αυτοκίνητο στο κέντρο των συζητήσεων που α(ρορούν στις μεταφορές, με ιδιαίτερη έμφαση στα θέματα οδικής ασφάλειας. Τα τροχαία ατυχήματα αποτελούν ένα πολύ σοβαρό πρόβλημα της σύγχρονης κοινωνίας. Ανά ώρα ο κίνδυνος τραυματισμού σε ένα τροχαίο α τύχημα είναι περίπου τριάντα φορές πιθανότερος από τον κίνδυνο τραυματισμού σε εργατικό ατύχημα. Ο αριθμός των θανάτων από τροχαία ατυχήματα σε παγκόσμια κλίμακα υττερβαίνει τις ετησίως και αυξάνεται κάθε χρόνο. Παγκοσμίως εκτιμάται ότι ένας στους δύο ανθρώπους θα νοσηλευθεί τουλάχιστον μια φορά στην ζωή του, εξαιτίας τροχαίου ατυχήματος, ενώ παράλληλα τα τροχαία ατυχήματα οδηγούν σε μείωση της μέσης προσδοκώμενης διάρκειας ζωής κατά τουλάχιστον 6 μήνες. Η έρευνα σχετικά με τα τροχαία ατυχήματα έχει αποδείξει ότι τα ατυχήματα προκαλούνται ως αποτέλεσμα μιας σύνθετης διαδικασίας που aq>oρά στην αλληλεπίδραση παραγόντων του οδικού και κυκλοφοριακού συστήματος όπως η οδός, οι κυκλοφοριακές συνθήκες, το όχημα, ο οδηγός, το ττεριβάλλον και άλλοι αστάθμητοι παράγοντες. Οι παράγοντες που οδηγούν στο τροχαίο ατύχημα συνήθως δεν είναι τυχαίοι, ενώ ο συνδυασμός των παραγόντων αυτών είναι τυχαίος αλλά προβλέψιμος. Όμως, κοιτάζοντας πίσω στα 100 χρόνια της αυτοκίνησης φαίνεται ότι οι σχεδιαστές, οι κατασκευα

21 στές αυτοκινήτων και οι νομοθέτες έχουν πολλούς λόγους να αισθάνονται ικανοποιημένοι με την οδική ασφάλεια που επιτεύχθηκε στο διάστημα αυτό. Η οδήγηση άλλαξε και από μια -περιπέτεια που φαινόταν αρχικά με την οδική ασςκίλεια να αφήνεται αποκλειστικά στις ικανότητες του οδηγού, η σημερινή οδήγηση απαιτεί μεν σημαντικές ικανότητες αλλά αυτές συνδυασμένες με τις τεχνολογικές καινοτομίες με τις οποίες εξοπλίζονται τα οχήματα περιορίζουν τον κίνδυνο ατυχήματος και στην περίτττακπι που είναι αναπόφευκτο, ελαττώνουν τη σοβαρότητα των τραυματισμών. Τα τελευταία χρόνια η προστασία σε περίπτωση σύγκρουσης όπως και τα συστήματα αποφυγής μιας σύγκρουσης έχουν εξελιχθεί σημαντικά. Σαν αποτέλεσμα αυτής της προόδου ο αριθμός των θανάτων από τροχαία ατυχήματα έχει μειωθεί σημαντικά σε σχέση με τον ρυθμό αύξησης του παγκόσμιου στόλου οχημάτων. (ΑμαΤτης A και συν., 2001)

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ 2.1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ μέρη; Τα ηλειαρονικά συστήματα ασφαλείας αποτελούνται από τα εξής ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ Είναι οι μικρές συσκευές που τοποθετούνται στο χώρο του αυτοκινήτου. Στην απουσία του οδηγού από το όχημα η συσκευή το ελέγχει, περίπου όπως ο ίδιος. Οι Ανιχνευτές κινήσεων (RADARS) «βλέττουν». Οι Ανιχνευτές θραύσεως «ακούνε» και Οι Παγίδες ανοίγματος, «αντιλαμβάνονται)» αυτό που συμβαίνει στο αυτοκίνητο. Οι αισθητήρες του συστήματος αψού αντιληφθούν αμέσως το ανεπιθύμητο γεγονός μεταδίδουν την πληροφορία στην κεντρική μονάδα. ( Η ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΣΤΟ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ Ο ανθρώπινος εγκέφαλος παίρνει πληροφορίες από το ττεριβάλλον του χρησιμοποιώντας τις πέντε αισθήσεις. Στη συνέχεια, εττεξεργάζεται και συνδυάζει τις πληροφορίες αυτές, παίρνει αποφάσεις και τις εκτελεί με τα μέλη του ανθρώπινου σώματος. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο λειτουργεί και ο γνωστός εγκέφαλος»του αυτοκινήτου: Ποιός είναι λοιπόν ο ρόλος των αισθητήρων στο αυτοκίνητο; Ο ρόλος των διάφορων αισθητήρων στο αυτοκίνητο είναι η απόκτηση πληροφοριών για τα συστήματά του και το εξωτερικό ττεριβάλλον, με σκοπό την αντιμετώπιση μεταβολών και απρόβλεπτων καταστάσεων (δράση) και την επαλήθευση της ποιότητας στα αποτελέσματα πολλών ενεργειών (ανάδραση).

23 Αν σκεφτούμε ότι το ανθρώπινο χέρι διαθέτει περισσότερα από 2000 νεύρα για να αισθανθεί ένα μεγάλο αριθμό φυσικών μεγεθών, όπως είναι η θερμοκρασία, η πίεση, η κατεύθυνση μιας κίνησης, οι δονήσεις κλπ., καταλαβαίνουμε πόσο δύσκολη και πολύπλοκη είναι η απόκτηση πληροφοριών από ένα σύστημα. Οι αισθητήρες εκτελούν ένα δύσκολο έργο και πρέπει με κάθε τρόπο να μη μας παραπλανήσουν. (http;// Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ Ανάμεσα στους αισθητήρες ενός αυτοκινήτου και στην αισθητήρια α ντίληψη του ανθρώπου υπάρχουν πολλές ομοιότητες λειτουργίας αλλά υ πάρχουν και δυο σημαντικές διαφορές: * Πολλά φυσικά μεγέθη, όπως για παράδειγμα ένα μαγνητικό ττεδίο, δεν είναι αττευθείας αντιλητπά από τις ττέντε αισθήσεις. Έτσι ο άνθρωπος δεν μπορεί να αντιληφθεί άμεσα ένα τέτοιο φυσικό μέγεθος αλλά αντιλαμβάνεται έμμεσα και μόνο με τη βοήθεια ενός μετατροττέα τα μηχανικά, θερμικά, μαγνητικά, χημικά, οτττικά ή άλλα αποτελέσματα, που προκαλεί το φυσικό αυτό μέγεθος. Επιπλέον, ο άνθρωπος μπορεί και ανιχνεύει την ύπαρξη ενός φυσικού μεγέθους αλλά δεν έχει την ικανότητα να μετρήσει το μέγεθος αυτό. Αντίθετα οι αισθητήρες μετατρέπουν ένα φυσικό μέγεθος, που λέγεται είσοδος σε μια αναμετρήσιμη, που λέγεται έξοδος. ΓΓ αυτό χρησιμοποιούν τα αποτελέσματα της δράσης του φυσικού μεγέθους, δηλαδή χρησιμοποιούν μετατροττείς. Η μετατροπή του αρχικού φυσικού μεγέθους μπορεί να είναι πρωτογενής ή και δευτερογενής. Πρωτογενής είναι η πρώτη μετατροττή του φυσικού μεγέθους σε κάποιο άλλο μέγεθος, που μπορεί να μετρηθεί με ττιο εύκολο τρόπο. Αν αυτό δεν είναι αρκετό, τότε γίνεται στη συνέχεια και ττεραιτέρω μετατροττή που λέγεται δευτερογενής. Αν θέλουμε, για παράδειγμα, να μετρήσουμε το φυσικό μέγεθος της θερμοκρασίας (Θ) του αέρα που ρέει μέσα στο σωλήνα, θα χρησιμοποιήσουμε ως πρωτογενή μετατροττέα μια ειδική αντίσταση R1. Η τιμή της αντίστασης αυτής αλλάζει ανάλογα με τη μεταβολή

24 της θερμοκρασίας του αέρα για μικρές αλλαγές θερμοκρασίας. Έτσι, ισχύει; R1 = κ-θ, (κ σταθερά αναλογίας). Αν η μεταβολή της τιμής της αντίστασης δεν μπορεί να γίνει εύκολα αντιλητττή ή δεν ταιριάζει σης τεχνικές απαιτήσεις μας, τότε με τη βοήθεια ενός δευτερογενή μετατροττέα, τη μετατρέπουμε σε μεταβολή τάσης. Ένας τέτοιος δευτερογενής μετστροττέας είναι η γέφυρα Wheatstone, που αποτελείται από τέσσερεις αντιστάσεις R1, R2, R3 και Ρ4. Στη γέφυρα αυτή, η τιμή της τάσης V εξαρτάται από την ισορροπία της γέφυρας και είναι ανάλογη της R1 για μικρές μεταβολές της. ( Οπότε ισχύει; ν=0, αν R1 R3=R2 R4 και V=λ R1, αν R1R3 OR2 R4, (Λ σταθερά αναλογίας) Άρα: V=λ R1= λ κ Θ= μ-θ, (μ=λ-κ σταθερά αναλογίας), δηλαδή η τάση V είναι τελικά ανάλογη της μεταβολής θερμοκρασίας Θ ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ Οι αισθητήρες μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορες κατηγορίες, ανάλογα με κάποιο κριτήριο, που θα επιλεγεί. Η ταξινόμηση αυτή είναι απαραίτητη για τους τεχνικούς, που ασχολούνται με τη διάγνωση βλαβών στο αυτοκίνητο, γιατί βοηθάει στην καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας και συνδεσμολογίας των μηχανισμών αυτών. Μερικές κατηγορίες αισθητήρων κατά κριτήριο είναι οι εξής: Πρώτο κριτήριο: μεταβολή της ένδειξης του αισθητήρα. Ως προς τον τρόπο ένδειξης, οι αισθητήρες διακρίνονται σε δυο κατηγορίες, τους αναλογικούς και τους ψηφιακούς. Αναλογικοί είναι οι αισθητήρες που παράγουν αναλογικά σήματα, δηλαδή συνεχώς μεταβαλλόμενα σήματα τάσης με ποικιλία τιμών. Ψηφιακοί είναι οι αισθητήρες που παράγουν ψηφιακά σήματα, δηλαδή σήματα, ου έχουν μόνο δυο τιμές τάσης, π.χ. 0/5 Volts.

25 Δεύτερο κριτήριο: ετταφή του αισθητήρα με το μετρούμενο φυσικό μέγεθος, οι αισθητήρες διακρίνονται σε επαφής και μη επαφής Αισθητήρες επαφής είναι οι αισθητήρες που πρέττει να έχουν πραγματική επαφή με το μετρούμενο μέγεθος. ( gr) Αισθητήρες μη επαφής είναι οι αισθητήρες, που δεν έχουν πραγματική επαφή με το μετρούμενο μέγεθος. Τέτοιοι αισθητήρες είναι οι οπτικοί, οι μαγνητικοί και οι ηλεκτρομαγνητικοί. Το κυριότερο πλεονέκτημά τους είναι ότι δεν έχουν τριβές με το μετρούμενο φυσικό μέγεθος. Τρίτο κρπήριο: χρήση εξωτερικής πηγής ενέργειας στον αισθητήρα. Ως προς την απαιτούμενη ή όχι χρήση εξωτερικής πηγής ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία τους οι αισθητήρες διακρίνονται σε δυο κατηγορίες, τους παθητικούς και τους ενεργούς. Παθητικοί είναι οι αισθητήρες, που δεν απαιτούν εξωτερική ενέργεια από ηλεκτρική πηγή αλλά παράγουν το σήμα εξόδου με αττευθείας μετατροπή μηχανικής, θερμικής ή φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική, ( Ενεργοί είναι οι αισθητήρες, που δεν απαιτούν εξωτερική ενέργεια από ηλεκτρική πηγή για να λειτουργήσουν. Για παράδειγμα, ο αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα με γέφυρα Wheatstone που γνωρίσαμε στην προηγούμενη ενότητα, είναι ένας ενεργός αισθητήρας, γιατί χρησιμοποιεί εξωτερική ηλεκτρική πηγή ενέργειας για τη λειτουργία του. Τέταρτο κριτήριο: αρχή λειτουργίας του αισθητήρα. Ως προς την αρχή λειτουργίας τους, οι αισθητήρες διακρίνονται σε η- λεκτρομαγνητικούς, ηλεκτρομηχανικούς, θερμικούς, τπεζοηλεκτρικούς, μαγνητικούς, επαγωγικούς, χωρητικούς, οπτικούς, χημικούς, κλπ. Ο διαχωρισμός αυτός σχετίζεται με τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος και τη δυνατότητα τους να λειτουργήσουν και αντίστροφα. Στις ε πόμενες ενότητες θα γίνει αναλυτική παρουσίαση των αισθητήρων με ετπ'κεντρο την αρχή λειτουργίας τους, (

26 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ Η λειτουργία των αισθητήρων χαρακτηρίζεται από διάφορες ιδιότητες. Τα ττερισσότερα χαρακτηριστικά των αισθητήρων αφορούν μια ιδιότητα της εξόδου σε συνδυασμό με την είσοδό του. Τα κυριότερα από τα χαρακτηριστικά των αισθητήρων του αυτοκινήτου μερικά από τα οποία φαίνονται παρακάτω είναι; Η καμττύλη ρύθμισης, δηλαδή η γραφική παράσταση Y=f(X). Η γραμμικότητα, δηλαδή η αναλογία εξόδου-εισόδου; Υ=κ-Χ. Η ευαισθησία, δηλαδή ο λόγος μεταβολών εξόδου-εισόδου dys= Το κέρδος, δηλαδή η ευαισθησία σε διάφορες συχνότητες λειτουργίας. Η διαφορά φάσης, δηλαδή η χρονική καθυστέρηση εξόδου-εισόδου. Τα χαρακτηριστικά των αισθητήρων μοιάζουν με τις ιδιότητες των οργάνων και συσκευών μέτρησης, που γνωρίσαμε σε προηγούμενη ενότητα, και διακρίνονται σε στατικά, δηλαδή χαρακτηριστικά στην περίπτωση που η είσοδος δεν μεταβάλλεται με το χρόνο και δυναμικά, δηλαδή χαρακτηριστικά στην περίπτωση που η είσοδος αλλάζει με το χρόνο. Από τα χαρακτηριστικά που αναφέραμε, η καμπύλη ρύθμισης, η γραμμικότητα και η ευαισθησία είναι στατικά χαρακτηριστικά, ενώ το κέρδος και η διαφορά φάσης είναι δυναμικά χαρακτηριστικά. Οι αισθητήρες ενός αυτοκινήτου είναι αναγκασμένοι να λειτουργούν στο εξωτερικό -περιβάλλον και να δέχονται τις επιδράσεις από διάφορους παράγοντες. Αν οι εξωτερικοί αυτοί παράγοντες άλλαζαν τις ιδιότητες αισθητήρων, τότε οι πληροφορίες του μικροϋπολογιστή θα ήταν λανθασμένες και οι σποςκίσεις του δεν θα είχαν σακττά αποτελέσματα. Έτσι οι κατασκευαστές αισθητήρων λαμβάνουν πάντοτε υπόψη τους τις επιδράσεις του ττεριβάλλοντος πάνω στη λειτουργία και στην απόδοση ενός αισθητήρα. Τέτοιοι παράγοντες επίδρασης ττεριβάλλοντος είναι: η θερμοκρασία του μέσου που ττεριβάλλει τον αισθητήρα. οι δονήσεις και τα κτυπήματα στην ττεριοχή στήριξης του αισθητήρα. σκόνη και ξένα σώματα πάνω στις αισθητήριες επιφάνειες. υγρασία και νερό στο σώμα και τις συνδέσεις του αισθητήρα.

27 επίδραση χημικών ουσιών (πχ αντι-πηκτικό υγρό) στον αισθητήρα. τταρεμβολές στο σήμα εξόδου από γειτονικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία, ( ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ Είναι ο εγκές>αλος του συστήματος, ο οποίος επεξεργάζεται τις πληροφορίες που λαμβάνει από τους αισθητήρες και ενεργοποιεί τις σειρήνες στέλνοντας ταυτόχρονα το ανάλογο σήμα στο Κέντρο λήψεως σημάτων ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Αποτρέπουν κάνοντας αισθητή την παρουσία του συστήματος (Εξωτερική σειρήνα) Πανικοβάλουν τους διαρρήκτες, (Σειρήνες εσωτερικές και εξωτερική) Ένα Σύστημα Ασφάλειας θεωρείται ότι είναι αξιόπιστο όταν έχει: -ΑΞΙΟΠΙΣΤΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ Είναι σημαντικό οι συσκευές από τις οποίες απαρτίζεται ένα Σύστημα Ασφαλείας να είναι αξιόπιστες. Στην αγορά κυκλοφορούν εκατοντάδες τέτοια προϊόντα. Η εταιρία που θα τα προμηθεύσει και θα τα εγκαταστήσει- αφού θα έχει και την ευθύνη για τη λειτουργία τους στο μέλλον -θα πρέττει να επιλέξει τις συσκευές αυτές που δεν θα δημιουργήσουν προβλήματα στους πελάτες της και σ'αυτήν. Δηλ. αυτές που είναι οι πλέον αξιόπιστες. -ΣΥΝΕΧΗ ΤΕΧΝΙΚΗ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ Η τεχνική υποστήριξη στα συστήματα ασφάλειας ξεκινάει από την σωστή εγκατάσταση, αλλά δεν σταματάει εκεί. Χρειάζεται να είναι συνεχής για τους παρακάτω λόγους. Όταν εγκατασταθούν και δοκιμαστούν οι συσκευές σε ένα σύστημα, είναι σίγουρο ότι θα εργάζονται προκειμένου να παραδοθεί το σύστημα στο πελάτη. Στην πορεία όμως αν κανένας δεν συντηρεί και δεν ελέγχει τις συσκευές αυτές, είναι φυσικό να μειώνεται όσο ττερνά ο καιρός η αξιοπιστία και η ετοιμότητά τους.

28 Χρειάζεται ετπσης κάποιο κατά καιρούς να ελέγχει σν έχουν αλλάξει οι συνθήκες και τα δεδομένα, ( Βαθμός ασφάλειας και ττώς να αυξτιθεί Κλειδωμένες πόρτες; Βαθμός ασφάλειας 40%. Απλό ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ: Βαθμός ασιράλειας 60% με κόστος 10 ευρώ/μήνα. Καλό ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ Σύνδεση με το ΚΕΝΤΡΟ; Βαθμός α- σςιάλειας 80% με κόστος 30ευρώ/μήνα. Ενισχυμένο ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ ΑΣΥΡΜΑΤΗ σύνδεση με ΚΕ ΝΤΡΟ ΛΗΨΗΣ ΣΗΜΑΤΩΝ: Βαθμός ασφάλειας 95% με κόστος 45ευρώ/μήνα. Τα ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ έχουν επικρατήσει διεθνώς γιατί αυξάνουν σημαντικά την ασφάλεια των χώρων που τοποθετούνται, με σχετικά μικρό κόστος. Το κόστος αγοράς τους, εάν επιμεριστεί σε ττέντε ή και περισσότερα χρόνια, που θα προσφέρουν τις υττηρεσίες τους, μαζί με τη μηνιαία συνδρομή στο 24ωρο ΚΕΝΤΡΟ ΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΡΜΟΔΙΩΝ δεν υττερβαίνει τα 30% το μήνα για ένα καλό σύστημα και το 45% το μήνα για ένα ενισχυμένο σύστημα. Η επιλογή ενός ενισχυμένου συστήματος συναγερμού με πολλούς αισθητήρες πολλές σειρήνες και ασύρματη σύνδεση με το κέντρο ειδοποίησης αρμοδίων, μας κάνει να αισθανόμαστε τπο ασφαλείς. (http;//

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ 3.1 ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Συστήματα ενεργητικής ασφάλειας είναι αυτά ττου παρέχουν την δυνατότητα στον οδηγό του αυτοκινήτου να κατευθύνει και να ελέγχει την πορεία του στο δρόμο, σποφεύγοντας τις συγκρούσεις. Θα μπορούσαν να σποκαλεστούν και συστήματα πρόληψης. Πρόκειται για ηλεκτρονικά συστήματα όπως είναι το ABS (σύστημα αντιμπλοκαρίσματος των τροχών), BAS (σύστημα δυναμικής επιβράδυνσης), ASR ή ESR (σύστημα αντιολίσθησης των τροχών) καθώς και το ESP (το σύστημα ευστάθειας που αφαιρεί ή προσθέτει ροπή στους τροχούς ώστε να μη φεύγει το αυτοκίνητο από το δρόμο, εάν γλυστρίσει σε κάποια στροφή). Το ESP πολλές ιρορές μπορεί να έχει διαφορετική ονομασία από εταιρία σε εταιρία. (Piersma AM, 1993) 3.2 ΑΝΤΙΜΠΛΟΚΑΡΙΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΕΔΗΣ - ABS Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ABS Τα πρώτα αυτοκίνητα δανείστηκαν την θεωρία για το σύστημα ττέδησης από τις ελκόμενες από τα άλογα άμαξες. Βασικά αυτά ήσαν μηχανικά ενεργοποιούμενα συστήματα, που συνδέονταν σε ένα ξύλινο ή μεταλλικό τεμάχιο, εττενδεδυμένο με "καουτσούκ" κόντρα σε έναν τροχό. Αυτό παρείχε την αντιδρώσα δύναμη για την πέδηση της άμαξας. Με την παρουσίαση γρηγορότερων, βαρύτερων και -περισσότερο ισχυρότερων αυτοκινήτων τα μηχανικά συστήματα εξαφανίστηκαν. Η προσαρμογή υδραυλικών συστημάτων στα αυτοκίνητα εξουδετέρωσαν εύκολα την μεγάλη ισχύ, που ήταν σχεδόν αδύνατη με τα αντίστοιχα μηχανικά συστήματα ττέδησης. Παρ' ότι οι υδραυλικές πέδες έλυσαν το πρόβλημα της εξουδετέρωσης της ισχύος, παρέμεινε το μειονέκτημα του ελέγχου του αυτοκινήτου. Μεγαλύτερα και υψηλότερης ισχύος αυτοκίνητα μπορούν σήμερα να ακινητοποιηθούν, αλλά, παραμένουν ακόμη τα προβλήματα ελέγχου, κατά την διάρκεια μιας απότομης ττέδησης και κυρίως σε υγρά και παγωμένα οδοστρώματα. Οι ττέδες είναι σήμερα αρκετά ικανές στο να μπλοκάρουν (κλειδώσουν)

30 τους τροχούς στα μεγάλα αυτοκίνητα και φορτηγά. Μπλοκάρισμα όμως των τροχών σημαίνει ότι, τα ελαστικά δεν έχουν αρκετή πρόσφυση (επαφή) με τον δρόμο και είναι αυτό που κάνει τον οδηγό να χάνει την σταθερότητα του συστήματος διεύθυνσης. Αυτό τα μειονεκτήματα ήταν τα κίνητρα που οδήγησαν στην γρήγορη ανάπτυξη του Αντιπλοκαριστικού Συστήματος Πέδης (ΑΣΠ) "ABS". Το 1952 η εταιρεία κατασκευής ελαστικών "Dunlop" της Αγγλίας σχέδιασε το πρώτο Αντιμπλοκαρισπκό Σύστημα Πέδης για τα αεροπλάνα που ονόμασε "Maxaref. Ήταν η υποδομή της μελέτης και σχεδίασης των συστημάτων ABS για επιβατικά αυτοκίνητα. Το 1954 αυτό εφαρμόσθηκε στα μοντέλα της "Lincoln* σε συνδυασμό με το σύστημα πέδησης ισχύος. Αυτό ήταν και το πρώτο αυτοκίνητο που ε φοδιάσθηκε με ABS. Χρησιμοποιώντας το σύστημα "Maxaref η Ferguson ανακάλυψε το 1970 και σχεδίασε σύστημα για τους τέσσερις τροχούς σε τέσσερα πρότυπα αυτοκίνητα "Ford - Capri" που ήταν εφοδιασμένα με 3,0 L κινητήρες. Η εταιpεiα "Bendix και η "Chrysler - Motors" ανέπτυξαν την πρώτη εφαρμογή στους τέσσερις τροχούς σε ποσότητα παραγωγής στον τύπο "imperial" το FI πρώτη παραγωγή αυτοκινήτου εφοδιασμένου με ABS "ήταν το 1972 από την 'Jensen interceptor. To 1975 πολλά βαρέου τύπου φορτηγά και επιβατικά αυτοκίνητα ε- ςκτδιάσθηκαν με ABS σαν αποτέλεσμα των θεσττισθέντων κανόνων ασφαλείας της 'Ένωσης Μηχανικών Αυτοκινήτου stantart -121". FI ρύθμιση αυτή αττεσύρθη το 1978 και οφείλονταν σε πολλά τεχνικά προβλήματα στα συστήματα ττέδησης και την αντίδραση των βιομηχανιών. Περαιτέρω έρευνες και σχεδιάσεις των ABS στην Αμερική αυξήθηκαν μετά την ττερίοδο αυτή. Ευρωπαϊκές και ιαπωνικές εταιρείες, εντούτοις, συνέχισαν τις έρευνες και βελτίωσαν τα Αντιμπλοκαριστικά Συστήματα Πέδης. Καθώς τα εξαγόμενα αυτοκίνητα εφοδιάζονταν με ABS, οι Αμερικάνικες εταιρείες άρχισαν να αναθερμαίνουν το ενδιαφέρον τους για το ABS στα Αμερικάνικα αυτοκίνητα. FI τεχνολογική πρόοδος στην μικροηλεκτρονική, ώθησε τους κατασκευαστές σε έρευνες για ττερισσότερο αξιότπστα συστήμα

31 τα ελέγχου. Εξαιτίας αυτού του πλεονεκτήματος, περίπου 3% των αυτοκινήτων του 1987 στην Αμερική, εφοδιάσθηκαν με αξιότπστα συστήματα ABS. Σύμφωνα με μερικές αναλύσεις κατασκευαστικών εταιρειών αυτοκινήτου ή πλειοψηφία των αυτοκινήτων και ιρορτηγών στον κόσμο θα εφοδιασθούν με ABS στα μέσα της δεκαετίας το (Ρετζέπης Π, 1997) ΟΡΙΣΜΟΣ Ολα τα Αντιμπλοκαρισηκά Συστήματα πέδης (ΑΣΠ) μπορούν να ττεριγραφούν σα συστήματα πέδης τα οποία διατηρούν τη σταθερότητα του αυτοκινήτου (Σύστημα Διεύθυνσης), ακόμη και σε μικρές αποστάσεις πέδησης. Οι μηχανικοί ορίζουν το ABS ως το ενδιάμεσο σύστημα μεταξύ οδηγού και της μηχανής για τον έλεγχο σταμστήματος της κίνησης. (Ρετζέττης Π, 1997) ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Το ABS παρέχει τρία αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα πάνω από τα παραδοσιακά υδραυλικά συστήματα; Έλεγχος αυτοκινήτου. Ο οδηγός αυτοκινήτου, ες>οδιασμένου με σύστημα πέδησης ABS, διατηρεί ένα υψηλό ποσοστό ελέγχου του συστήματος διεύθυνσης και συγκράτησης του αυτοκινήτου στο οδόστρωμα σε ένα απότομο φρενάρισμα. Η ολίσθηση που είναι το αποτέλεσμα των ξαφνικών ττεδήσεων με παραδοσιακά υδραυλικά συστήματα ττέδησης, αςκτιρεί τον έλεγχο του αυτοκινήτου από τον οδηγό. Το ABS επαναφέρει την σταθερότητα και τον έλεγχο στον οδηγό. Μείωση της υδρόπλευσης. Ο συνδυασμός των υγρών και ολισθηρών δρόμων και το μπλοκάρισμα των τροχών δημιουργεί το φαινόμενο της υδρόπλευσης γνωστή ως "Hydroplaning". Η υδρόπλευση εμφανίζεται ό ταν το ελαστικό ανασηκώνεται ελαφρά πάνω από την επκράνεια του δρόμου πάνω από ένα στρώμα (film) νερού ή και λαδιού. Εφόσον το ABS μειώνει την ευκαιρία για μπλοκάρισμα του τροχού η τύχη της επίπλευσης κατά την διάρκεια της ττέδησης ελαττώνεται αισθητά. Βελτίωση φθορών ελαστικών. Η αποφυγή μπλοκαρίσματος των τροχών με το ABS περιορίζει και τη δυνατότητα της εττίπεδης φθοράς των

32 ελαστικών λόγω ττεριορισμού της ολίσθησης κατά την διάρκεια σττότομης πέδησης. (Ρετζέτπις Π. 1997) ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΙΔΡΟΥΝ ΣΤΗΝ ΠΕΔΗΣΗ Σε μια επείγουσα κατάσταση η πρώτη αντίδραση του οδηγού είναι να πατήσει το ποδόπληκτρο ττέδης για να σταματήσει το αυτοκίνητο. Ο κάθε οδηγός έχει την τάση να αντιδράσει κατά τον ίδιο τρόπο και σε παγωμένα ή υγρά οδοστρώματα. Όταν η ττέδη ενός επιβατικού ή φορτηγού αυτοκινήτου μπλοκάρει ξαφνικά, οι ελαστικοί τροχοί χάνουν την επαφή με την επιφάνεια του οδοστρώματος και αρχίζουν να ολισθαίνουν. Κάτω από αυτές τις συνθήκες το οπίσθιο τμήμα γίνεται ασταθές και τείνει να ττεριστραφεί από πλευρά σε πλευρά γύρω από τον κατακόρυφο άξονα του αυτοκινήτου. Η τάση αυτή ττεριστροφής γύρω από τον κατακόρυςχ) άξονα του ονομάζεται κατακόρυφος αξονική περιστροφή yaw από τους μηχανικούς του αυτοκινήτου. Όταν μπλοκάρουν οι εμπρόσθιες πέδες ενός αυτοκινήτου τότε χάνεται αυτόματα και η πρόσφυση τους στο οδόστρωμα και ο έλεγχος του συστήματος διεύθυνσης. Μερική ολίσθηση των τροχών κρίνεται απαραίτητη για τον έλεγχο των ε μπρόσθιων τροχών. Οι παράγοντες που επιδρούν στην ττέδηση του αυτοκινήτου είναι: Το βάρος του αυτοκινήτου. Η κατάσταση και η σχεδίαση του ττέλμστος των ελαστικών τροχών. Το μεταφερόμενο βάρος κατά το σταμάτημα. Κατάσταση οδοστρώματος (πάγος, χιόνι, λάσπη, ανωμαλίες, λάδια κ.λπ.). (Ρετζέπης Π, 1997) ΟΛΙΣΘΗΣΗ ΤΡΟΧΟΥ Η ολίσθηση του τροχού μπορεί να καθοριστεί σαν η διαφορά μεταξύ της ταχύτητας ττεριστροφής του τροχού και αυτής του αυτοκινήτου. Όταν ο τροχός ττεριστρέφεται ελεύθερα και έχει επαφή με το οδόστρωμα αυτό είναι γνωστό ως μηδενική ολίσθηση. Σε ολίσθηση 100% σ τροχός μπλοκάρει και ο

33 ελαστικός τρ>οχός ολισθαίνει ωθούμενος αττό το βάρος του αυτοκινήτου. Η ασφαλέστερη ομαλή ττέδηση εμφανίζεται μεταξύ των δύο αυτών ορίων. Βασιζόμενοι σε έρευνες, οι μηχανικοί υπολογίζουν ότι η μέγιστη ποσότητα δύναμης πέδησης μπορεί να μεταφερθεί σε μία κλίμακα ολίσθησης μεταξύ των 8-35 τις εκατό. (8 ~ 35%.). Οι γνώμες ποικίλλουν ως προς το ευνοϊκότερο ποσοστό ολίσθησης. Εντούτοις η κλίμακα αυτή είναι γενικά αποδεκτή από τους ττερισσότερους μηχανικούς του αυτοκινήτου. Με το ποσοστό αυτό της ολίσθησης, τα ελαστικά έχουν τον καλύτερο συντελεστή τριβής με το οδόστρωμα (σχ. 11). (Ρετζέπης Π, 1997) Σχήμα 11. Γραφική παράσταση ολίσθησης τροχού Συντελεστής τριβής καθορίζεται σαν η ποσότητα τριβής που αναπτύσσεται σε κάθε ένα από τα δύο σώματα που βρίσκονται σε επαφή. Βρίσκεται διαιρώντας, την απαιτούμενη δύναμη ολίσθησης ενός βάρους πάνω στην επκράνεια δια του βάρους του σώματος. Επί παραδείγματι, εάν η απαιτούμενη δύναμη για την ολίσθηση ενός βάρος 50 pounds είναι 25 pounds, ο συντελεστής τριβής πρέττει να είναι 0,5. Τα ελαστικά διαθέτουν υψηλό συντελεστή τριβής με την επιφάνεια τριβής του οδοστρώματος, για να ετπη;γχάνονται ασφαλής αποστάσεις ττέδησης. (Ρετζέπης Π, 1997)

34 3.2.6 ΒΑΣΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ABS Όλα τα αντιμπλοκαριστικά γενικώς συστήματα βασίζονται σε κοινή θεωρία. Αισθητήρες μετρούν την ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ABS ταχύτητα των τροχών και μεταφέρουν τα στοιχεία σε μία Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου (ΗΜΕ) που είναι ένας μικροϋπολογιστής. Η μονάδα ελέγχου χρησιμοποιεί τους αισθητήρες ταχύτητας των τροχών για να υπολογίσει την ταχύτητα των τροχών και του αυτοκινήτου. Κατά την διάρκεια ττέδησης η ταχύτητα του τροχού συγκρίνεται με την προγραμμσπσμένη ιδανική ταχύτητα επιβράδυνσης στην Μονάδα Ελέγχου. Εάν η Μονάδα Ελέγχου αποφασίσει την ταχεία επιβράδυνση των τροχών ή το μπλοκάρισμα, στέλνει και τα κατάλληλα σήματα στους υδραυλικούς ενεργοποιητές. Ο υδραυλικός ενεργοποιητής βασιζόμενος στα σήματα της μονάδας ελέγχου, μπορεί σχεδόν ακαριαία να μειώνει, να αυξάνει ή και να επαναφέρει την υδραυλική πίεση ττέδησης στους μηχανισμούς (κυλινδράκια) των ττεδών. Οι λειτουργίες αυτές μπορεί να επαναλαμβάνονται με συχνότητα πάνω από δέκα ςκτρές στο δευτερόλεπτο. (Ρετζέττης Π, 1997) Σχ. 2. Σχηματική Παρουσίαση τυττικού Αντιμττλοκαρισηκού Συστήματος ττέδης - ABS. Κατά την διάρκεια κανονικής κίνησης και ττέδησης, το υδραυλικό σύστημα συμττεριφέρεται όπως τα κοινά συμβατικά συστήματα όπου η κύρια αντλία παρέχει πίεση στις δαγκάνες των δισκοττεδών ή στα κυλινδράκια των τυμπανοπεδών. Στην ττερίτττωση των ξαφνικών ττεδήσεων η μονάδα ελέγχου μπορεί ακαριαία να συγκρίνει την επιβραδυνόμενη ταχύτητα του αυτοκι

35 νήτου με την ταχύτητα των τροχών. Εάν ένας τροχός ή τροχοί είναι στην φάση μπολοκαρίσματος η μονάδα ελέγχου θα δώσει σήμα στον ενεργοποιητή να διαφοροττοιήσει την ττίεαη της γραμής πέδησης. Πολλά συστήματα σχεδιάζονται έτσ ώστε όσο ισχυρά και να πιέσει ο οδηγός το ποδόπληκτρο η ττίεση στο κύκλωμα να διατηρείται σε επίπεδο ασφάλειας για την σποτροττή του μπλοκαρίσματος. (Ρετζέπης Π, 1997) ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΟ ABS Το ABS πρέττει να ικανοποιεί μεγάλες απαιτήσεις. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε όλες τις απαιτήσεις ασφάλειας που έχουν σχέση με την δυναμική της πέδησης και την σχεδίαση του συστήματος ττέδησης. Ο έλεγχος του συστήματος ττέδησης πρέπει να εγγυάται σταθερότητα και ικανότητα κατεύθυνσης κάτω από όλες τις συνθήκες του δρόμου (οι ο ποίες μπορούν να κυμαίνονται από ένα ξηρό δρόμο ο οποίος παρέχει καλή πρόσφυση έως ένα δρόμο καλυμμένο με πάγο), Το ABS πρέττει να εκμεταλλεύεται εις το έπακρο τις ικανότητες πέδησης των τροχών αλλά ταυτόχρονα έχουν προτεραιότητα η σταθερότητα και η κστευθυντικότητα σε σχέση με την απόσταση ττέδησης. Η δύναμη που εφαρμόζεται στο πεντάλ δεν πρέττει να επηρεάζει την συμπεριφορά του συστήματος, Το σύστημα του ελέγχου της ττέδησης πρέττει να λειτουργεί σε ένα μεγάλο εύρος ταχύτητας του οχήματος, ακόμη και σε πολύ μικρές ταχύτητες, Το σύστημα ττέδησης πρέττει να προσαρμόζεται γρήγορα σε αλλαγές στις συνθήκες του οδοστρώματος, παράδειγμα σε ξηρό δρόμο που εμφανίζονται κάποια αημεία με πάγο το τπθανό μπλοκάριαμα των τροχών πρέττει να μειωθεί σε πολύ μικρά διαστήματα έτσι ώστε να μην εττηρεάζεται η σταθερότητα και κστευθυντικότητα του οχήματος ενώ από την άλλη σε ξηρά οδοστρώματα πρέττει να αυξηθεί σε μεγάλα διαστήματα. Σε ττερηπώσεις ττέδησης σε ανομοιογενή οδοστρώματα (π.χ. οι δεξιοί τροχοί σε ττάγο και οι αριστεροί σε άσφαλτο) δημιουργούνται τάσεις ττεριστροφής του οχήματος υπό τον κάθετο άξονα του η οποία τείνει να ττεριατρέψει το όχημα προς τα δεξιά πρέττει να εμφανίζονται αργά έτσι ώστε