به جرات می توان گفت که سیستم های ایمنی فعال در طول سال ها استفاده از خودروها از بیش از ده ها هزار تصادف جلوگیری کرده و جان صدها نفر را نجات داده اند. یکی از این سیستم ها سیستم ترمز ضد قفل یا ABS است. در نظر بگیرید که ABS چیست و سیستم ترمز ضد قفل خودرو چگونه کار می کند.
هدف
ABS سیستمی است که از قفل شدن چرخ های خودرو هنگام ترمزگیری جلوگیری می کند. مسدود کردن در هنگام کاهش سرعت اضطراری مملو از خطرات متعددی است:
- یک ماشین با چهار چرخ قفل شده به یک پرتابه هدایت نشده تبدیل می شود که در امتداد جاده می لغزد. راننده توانایی کنترل وسیله نقلیه را از دست می دهد، زیرا چرخ های قفل شده محور چرخشی قادر به تنظیم جهت حرکت نیستند.
- در یک سطح صاف و سخت هنگامی که چرخ ها مسدود می شوند، ضریب چسبندگی تایر به جاده کاهش می یابد. نتیجه افزایش فاصله توقف است. به طور تجربی مشخص شده است که چرخ ها بیشترین چسبندگی را با جاده در لغزش 10-15٪ دارند. به عبارت دیگر، اگر چرخ‌ها در آستانه قفل شدن باشند، خودرو به بهترین شکل متوقف می‌شود.
- در شرایط تفاوت در ضریب چسبندگی به جاده، مسدود شدن چرخ ها از یک طرف منجر به لغزش خودرو می شود. اگر در زندگی خود در موقعیت مشابهی قرار نگرفته اید ، می توانید چنین تأثیری را در زمین های آموزشی دوره های آموزشی اضطراری مشاهده کنید ، هنگامی که در هنگام ترمزگیری یک طرف ماشین روی یک سطح سخت است و طرف دیگر روی یک بوم لغزنده مرطوب شده با آب. حتی برای رانندگان باتجربه نیز دشوار است که در چنین شرایطی بدون آموزش مناسب به لغزش خودرو واکنش نشان دهند.
تاریخ توسعه
علیرغم این واقعیت که تا سال 2008، حدود 75٪ از تمام خودروهای جدید مجهز به دستیار بودند، زمان زیادی از نصب اولین مدل های ABS سریال روی خودروها نگذشته است. ثبت اختراع سیستمی که از قفل شدن چرخ ها جلوگیری می کند توسط بوش در سال 1936 ثبت شد، اما این فناوری تنها در دهه 1960 توسعه یافت که با ظهور فناوری نیمه هادی تحریک شد. علاوه بر متخصصان بوش، کار بر روی سیستم ABS توسط Teldix انجام شد که مهندس ارشد آن Heinz Lieber بود. در سال 1970، شرکت خودروسازی دایملر-بنز، رئیس بخش برق و الکترونیک که همان هاینز لیبر در آن زمان در آن حضور داشت، ایجاد اولین نمونه های ABS قابل کار را اعلام کرد. به عنوان یک گزینه معمولی، سیستم ترمز ضد قفل برای اولین بار در سال 1978 (مرسدس بنز W116 و BMW سری 7) نصب شد. 
دستگاه
اجزای اصلی سیستم ترمز ضد قفل:
سنسورهای سرعت روی توپی همه چرخ ها نصب می شوند. اندازه گیری سرعت چرخ بر اساس اثر هال است. واحد هیدرولیک دارای یک شیر ورودی و خروجی برای هر کانال ترمز است. موثرترین ABS چهار کاناله است (نیروی سیلندر ترمز روی هر یک از چرخ ها به صورت جداگانه تنظیم می شود). در بسیاری از خودروهای دیفرانسیل عقب و تمام چرخ متحرک قدیمی، از یک سیستم سه کاناله استفاده می شد که در آن یک بزرگراه مشترک برای چرخ های محور عقب در نظر گرفته شده بود. هنگامی که فشار در مدار آزاد می شود، روغن ترمز وارد آکومولاتور می شود. اگر حجم ذخیره کننده فشار برای آزاد کردن سریع فشار در مدار کافی نباشد، پمپ معکوس هیدرولیک الکتریکی روشن می شود که مایع ترمز را پمپاژ می کند. محفظه های میرایی به گونه ای طراحی شده اند که هنگام آزاد شدن فشار، ضربان ها را کاهش دهند.
اصل عملیات
ABS با دریافت اطلاعات در مورد سرعت چرخ شروع به کار می کند. تفاوت در سرعت چرخش به واحد ABS اجازه می دهد تا بفهمد کدام یک از چرخ ها مسدود شده است. واحد هیدرولیک می تواند در 3 حالت کار کند:
- حفظ فشار خط واحد کنترل به طور مداوم سرعت های زاویه ای چرخش چرخ ها را مقایسه می کند، بنابراین، اگر خطر مسدود شدن چرخ وجود داشته باشد، فشار در مدار مربوطه، با وجود افزایش نیروی فشار دادن پدال ترمز، افزایش نمی یابد.
- انتشار فشار انتقال سیگنال از سنسور چرخ قفل شده متوقف می شود، بنابراین واحد کنترل ABS دریچه های اگزوز مربوطه را باز می کند (دریچه های ورودی بسته هستند). مایع ترمز به داخل باطری جریان می یابد و در نتیجه فشار روی لنت ترمز چرخ قفل شده کاهش می یابد. اگر ظرفیت باتری ناکافی باشد، پمپاژ اجباری مایع توسط پمپ هیدرولیک الکتریکی معکوس آغاز می شود. در عین حال، یک لرزش مشخصه روی پدال ترمز احساس می شود که برای صاحبان خودروهای دارای ABS بسیار آشنا است.
- افزایش فشار روی لنت ترمز به محض اینکه چرخ دوباره شروع به چرخیدن می کند و دیگر خطر انسداد وجود ندارد، دریچه اگزوز بسته می شود و ECU ABS دریچه ورودی را باز می کند. بنابراین، مایع دوباره تحت فشار به سیلندر ترمز می رسد.
روند کار توصیف شده چرخه ای است، حالت های عملکرد سیستم ترمز ضد قفل تغییر می کند تا زمانی که خودرو کاملاً متوقف شود یا ترمز متوقف شود.
آیا همه چیز خوب است
مزایای ترمز ABS بیش از حد واضح است، اما فراموش نکنید که این سیستم دارای چندین معایب است:
علیرغم این کاستی های جدی، میزان کل مزیتی که سیستم ترمز ضد قفل برای رانندگی به ارمغان می آورد بسیار قابل توجه تر است. این ABS است که به شما امکان می دهد:
- سیستم کنترل کشش (ASR)؛
- سیستم کمکی سراشیبی (HDC، DAC یا DDS)؛
- سیستم کمکی بالابر
در ابتدا، با مهارت های مناسب، راننده می توانست از تکنیک ترمز متناوب استفاده کند و در نتیجه عملکرد سیستم ضد قفل را شبیه سازی کند. در مرحله فعلی توسعه ABS، هیچ راننده ای نمی تواند از کارایی یک سیستم الکترونیکی پیشی بگیرد.
واحدهای یک سیستم ترمز ضد قفل مدرن کاملاً قابل اعتماد هستند ، بنابراین ABS در کار مشکلی برای صاحبان ایجاد نمی کند. اما، مانند هر سیستم دیگری، ABS نیاز به تعمیر و نگهداری دارد. به دلیل قرار گرفتن در یک محیط متخاصم، باید به سنسورهای سرعت و سیم های برق توجه ویژه ای شود.
