Antilock-abs1-ppt.pdf

ANTI‐LOCK BRAKING SYSTEM By Y. Krishna kumar T. Prashanth Babu C. Karthik kumar

08245A0303 08245A0309 08245A0311

ABSTRACT • In today’s world, braking is the most  important system in an Automobile. • Brakes are energy conversion devices, which  convert kinetic energy of the vehicle into  thermal energy. • In Antilock Braking System, we can prevent  the locking of the wheel and hence skidding,  using an Electro Mechanical Control System

INTRODUCTION • In recent years, with advancement in design &  technology, Disc brakes are fast replacing drum  brakes. • ABS was first developed for Aircrafts braking  system but soon started replacing the  conventional braking system in trucks and cars. • Recent improvements in ABS allows to prevent  wheel when accelerated on wet or slippery  surface.

OPERATION PRINCIPLE • “Limiting the pressure to any wheel which  decelerates too rapidly” is the basic principle  employed in ABS. • A speed sensor is used for measuring the speed  of the wheel and sends it constantly to the  computer. • Depending on the initial brake pressure and the  speed of the wheel, the computer modulates the  brake pressure as fast as fifteen times per  second.

STRUCTURE & OPERATION OF THE ABS

TERMINOLOGY • ABS Actuator‐ Work horse of the ABS. • ABS Channel‐ Hydraulic line connecting ABS  actuator and the wheel. • ABS Sensor‐It consists a gear shaped sensor  rotor and sensor element. • ABS Valves‐ Valves are used in brake line for  controlling the each brake depending on its  position.

TERMINOLOGY • ABS Pumps‐It is used for pumping the backup  pressure from the reservoir to the brake  cylinder. • ABS Pulse or Modulation‐ The braking  pressure is fluctuating fifteen times per  second for preventing the locking of the  wheel.

DIFFERENT TYPES OF ABS SYSTEMS • • • •

1 or 2 channel 2‐Wheel (Rear ABS) 2 Channel 4‐Wheel Criss cross 3 Channel 4‐Wheel 4 Channel 4‐ Wheel 4 Channel 4‐Wheel is considered better than  the other three systems.

ADVANTAGES • It can be used for reducing the stopping  distance. • It enables to steer while the brakes are firmly  applied • It allows braking firmly on surfaces with  different level of grips. • It can review and adjust the driver’s driving.

DISADVANTAGES • Drivers may take more risks when driving with  vehicles fitted with ABS. • In exceptional circumstances, some drivers  have the skill to stop the vehicle in a shorter  distance than achieved by an ABS equipped  vehicle.  • People who are inexperienced in using ABS  may respond inappropriately when they  activate the system.

LUCAS‐GIRLING ANTILOCK BRAKING  SYSTEM Hydraulic System ‐ Disc brakes hydraulics to trigger braking.  ‐ When the driver presses on the brake pedal,  piston is moved in the master cylinder. ‐ This increases the pressure in the master cylinder  which then raises the pressure in the brake  cylinder. ‐ This makes the piston to move out to contact the  brake pads and engages the brakes against the  rotor

Main Components of Disc Brakes System -Wheel Shaft -Rotor/Disc -Caliper and its mounting -Brake Cylinders -Pistons -Brake Pads

WORKING • When locking occurs, the control valve opens the  pump and reduces the pressure in the cavity.  • Then the actuator slides back further reducing  the pressure in the cavity because of variable  cross‐section. • Since the locking is no longer imminent the  control valve returns back to original position. • This opens the valve connecting the master  cylinder to the braking cylinder and normal  operation of brake commences.

GYROSCOPIC COUPLE • A vertical reaction on the road surface will be  produced due to gyroscopic couple. • The equation for the gyroscopic couple is  given by  C= Cw ± CE = (ωwx ωp)(4xIw±GxIE)

EXAMPLE PROBLEM TO UNDERSTAND  ANTI LOCK BRAKING SYSTEM • A Vehicle moves on level track with the speed  of 72km/h. The brakes are applied to four  wheels and the coefficient of friction is 0.5.  Find the time taken by the vehicle to come to  rest?  Sol:  The deceleration of the Vehicle is given by  a=g x frictional coefficient.

a = g x coefficient  = 9.81 x 0.5 = 4.905m/s2 The time taken by the vehicle before coming to  rest is given by the equation, v = u + (a x t) 0 = 20 ‐ (4.905 x t) t = 4.077sec.

At t = 3 sec, v = 5.285 m/s.  Assume that  the vehicle wheel locks up after  3seconds, Then with ABS operated vehicle the brake is  applied 15times per second. The velocities at each point after 3seconds are  as follows. 

v1 = 5.059m/s          v20 = 0.753m/s                       v2 = 4.833m/s          v21 =0.528m/s                  v3 = 4.578m/s          v22 = 0.303m/s                  v4 = 4.353m/s          v23 = 0.07m/s                  v5 = 4.128m/s                                   v6 = 3.903m/s                  v7 = 3.678m/s                  v8 = 3.453m/s                  v9 = 3.228m/s                  v10 = 3.00m/s                  v11 = 2.778m/s                  v12 = 2.55m/s                  v13 = 2.32m/s                  v14 = 2.10m/s                  v15 = 1.87m/s                  v16 = 1.65m/s                                v17 = 1.42m/s                  v18 = 1.203m/s                   v19 = 0.978m/s 

Total time taken by ABS operated vehicle, t = 3 + 1.518 = 4.518 sec

Hence, the gyroscopic couple force will come down  gradually in ABS operated vehicle.  The vehicle comes to reduc rest by ing this skidding  effect. 

CONCLUSION Because of its role in preventing the wheels  from locking and better steering control  during braking, Anti‐lock Braking System  should be made mandatory for all vehicles.

REFERENCES • The journals of Society of Automotive  Engineers India(SAE India) • William H.Crouse and Donald L.Anglin,  Automotive Mechanics, 10th Edition, Tata Mc‐ Graw Hill Publishing Limited. • Theory of Machines by R.s.Kurmi