سیستم ترمز ضد قفل (ABS) چیست؟

سیستم ترمز ضد قفل (ABS) یک ویژگی ایمنی است که از قفل شدن چرخ ها برای جلوگیری از لغزش یا حفظ کنترل بیشتر هنگام لغزش جلوگیری می کند. بدون ABS، وسایل نقلیه ممکن است واژگون شوند. خودروهای آمریکایی که پس از سال 2012 ساخته شده اند باید ABS داشته باشند. درباره نحوه عملکرد ABS و انواع مختلف ABS بیشتر بدانید.

abs چیست با صدای هوش مصنوعی:

ABS چیست؟

ABS مخفف سیستم ترمز ضد قفل است. این یک ویژگی ایمنی است که از قفل شدن چرخ ها هنگام ترمزگیری برای جلوگیری از لغزش جلوگیری می کند.

ABS از حسگرهای کامپیوتری و شیرهای برقی تشکیل شده است که سرعت چرخ را کنترل می کنند. ABS زمانی که چرخ‌ها در حال قفل شدن در شرایط ترمز اضطراری هستند را حس می‌کند و نیروی ترمز کافی برای حفظ کشش با سطح جاده آزاد می‌کند. ABS به رانندگان اجازه می دهد تا با تغییر فشار ترمز، کنترل بیشتری بر خودرو داشته باشند.

بدون ABS، رانندگان می توانند هنگام لغزش، کنترل فرمان خودروهای خود را از دست بدهند و به طور بالقوه واژگون شوند. ABS به ویژه برای کنترل سرعت چرخ در سطوح شل یا لغزنده مهم است. با این حال، ABS لزوماً فاصله توقف خودرو را کوتاه نمی کند. در بیشتر سطوح، خودروی مجهز به ABS احتمالا سریعتر از خودروی بدون ABS متوقف می شود. اما در سطوح لغزنده، ABS فعال شده با ترمز شدید ممکن است فاصله توقف را افزایش دهد و در عین حال به رانندگان اجازه می دهد تا کنترل فرمان را حفظ کنند.

مروری بر نحوه عملکرد ABS

قبل از ترمزهای ضد قفل، به رانندگان آموزش داده می‌شد که وقتی در جاده‌های لغزنده شروع به سر خوردن می‌کنند، ترمز خود را پمپ کنند. امروزه ABS این کار را برای رانندگان انجام می دهد، فقط سریعتر و دقیق تر.

ABs شامل سنسورهای سرعت چرخ، یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU)، سوپاپ ها و یک پمپ است.

این سیستم به حسگرهایی متکی است که دائماً سرعت چرخ‌های خودرو را کنترل می‌کنند.

سنسورها اطلاعات را به ECU ارسال می کنند. کنترلر ABS همیشه به دنبال کاهش سرعت است، یک سیگنال اولیه برای قفل چرخ.

هنگامی که کنترلر ABS کاهش سرعت یا توقف اضطراری را تشخیص می دهد، از یک سوپاپ در خط ترمز برای کاهش فشار به چرخ استفاده می کند. این باعث شتاب می شود.

سپس کنترلر از یک پمپ برای افزایش مجدد فشار استفاده می کند تا زمانی که چرخ دوباره سرعت خود را کاهش دهد. با این حال، به دلیل ABS، سرعت تایر به همان سرعت خودرو کاهش می یابد.

هنگامی که سیستم ترمز ضد قفل کار می کند، رانندگان ضربان پدال ترمز را احساس می کنند. این باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها است – یا ترمزها “پمپ می زنند”.

انواع ABS

سه نوع اساسی سیستم ترمز ضد قفل وجود دارد.

چهار کانال، چهار سنسور ABS. این سیستم دارای سنسور سرعت و سوپاپ مجزا در هر چهار چرخ می باشد. این بهترین سیستم در نظر گرفته می شود زیرا چرخ های جداگانه را کنترل می کند و حداکثر نیروی ترمز را تضمین می کند. ABS فقط روی تک چرخی که در شرف قفل شدن است، می زند و به رانندگان کنترل کشش بهتری می دهد.

ABS سه کاناله سه سنسور. این تنظیمات در وانت های دارای ABS چهار چرخ وجود دارد. در این سیستم هر دو چرخ جلو دارای سوپاپ های مجزا و سنسورهای سرعت هستند. چرخ‌های عقب دارای یک سوپاپ و یک سنسور سرعت در محور عقب هستند. از آنجایی که چرخ های عقب با هم نظارت می شوند، هر دو چرخ باید قفل شوند تا ABS فعال شود.

یک کانال، یک سنسور ABS. این سیستم دارای یک سوپاپ و یک سنسور سرعت برای نظارت بر هر چهار چرخ است و در محور عقب قرار دارد. معمولاً در وانت هایی که ABS چرخ عقب دارند یافت می شود.

دستور فدرال ایالات متحده تمام خودروها و مینی ون های جدید ساخته شده در سال 2012 یا پس از آن را ملزم می کند که دارای ABS چهار چرخ باشند. برای تعیین اینکه آیا وسیله نقلیه شما ABS دارد، به دفترچه راهنمای مالک مراجعه کنید یا به دنبال چراغ ABS روی داشبورد باشید.

اجزای سیستم ترمز ABS

ترمز ضد قفل یا همان ترمز ABS یک سیستم کمکی در کنار ترمز‌های اصلی خودرو محسوب می‌شود و در بین تجهیزات ایمنی خودرو قرار می‌گیرد. این سیستم اجزای مختص خود را دارد. یعنی می‌توان به شکل مجزا به معرفی این اجزا پرداخت. این اجزا عبارتند از؛

۱. سنسورهای سرعت

ترمز ضد قفل باید زمانی شروع به فعالیت کند که خطر و احتمال قفل شدن ترمز‌ها وجود داشته باشد. بنابراین باید اطلاعات کافی و درست و دقیق از شرایط چرخ‌ها و حرکت‌شان و وضعیت ترمزها داشته باشند. سیستم ترمز ABS این اطلاعات را از طریق حسگرهای سرعت دریافت می‌کند. حسگرها دائما دور چرخ‌ها و سرعت حرکت آن‌ها را بررسی کرده و در مواقع کاهش سرعت، اطلاعات لازم را به واحد پردازش سیستم ارسال می‌کنند. محل قرارگیری این سنسورها در اتومبیل‌های مختلف متفاوت است. سنسورهای سرعت سیستم ABS گاهی در هر چهار چرخ و گاهی در دیفرانسیل‌ نصب می‌شوند.

۲. کنترل کننده

تنظیم عملکرد سوپاپ‌ها و پمپ‌ها که با تجزیه‌ اطلاعات دریافتی از حسگرها ممکن می‌شود به عهده‌ بخش کنترل کننده‌ ABS است. وظیفه‌ این واحد کنترل‌کننده که از نوع هیدرولیکی است در موارد زیر خلاصه می‌شود؛

– تنظیم عملکرد سیستم از طریق کنترل اطلاعات حسگرها و پردازش آن‌ها

– کنترل وضعیت دیگر اجزای سیستم ABS و فعالیت آن‌ها در زمان فعال بودن سیستم

– کمک به پیدا کردن مشکلات و نواقص فنی هنگام سرویس‌های دوره‌ای و در تعمیرگاه

بخش کنترل کننده‌ سیستم خود به دو قسمت کوچکتر تقسیم می‌شود که عبارتند از:

واحد کنترل الکترونیکی (ECU)

ECU موظف به بررسی سرعت چرخ‌ها به صورت مداوم است. یعنی پردازش اطلاعات دریافتی از حسگرها را انجام می‌دهد. از این طریق زمان کاهش سرعت چرخ‌ها و زمینه‌ لغزش آن‌ها را تشخیص داده و شرایط سوپاپ‌های ترمز را متناسب با وضعیت چرخ‌ها تنظیم کرده و همچنین فشار روغن ترمز را برای ترمز‌گیری بهتر تنظیم می‌کند. این واحد وظیفه‌ خود را تا پایان شرایطی که احتمال لغزش وجود داشته باشد ادامه می‌دهد. همچنین گزارش نقص و خرابی سیستم نیز برعهده‌ ECU است.

واحد کنترل هیدرولیکی (HCU)

این بخش از کنترل کننده‌ سیستم ABS در محفظه‌ موتور تعبیه می‌شود و وضعیت روغن موتور را در مدارهای هیدرولیکی (لوله‌های ترمز) چرخ‌ها کنترل می‌کند. HCU ضمن کنترل فشار روغن در این مدارها در شرایط عادی ترمز‌گیری، نیروی آن‌ها را از طریق سوپاپ‌ها در زمان‌های فعال شدن ABS تنظیم می‌کند. در واقع این واحد اطلاعات دریافتی و پردازش شده را از ECU دریافت و در سوپاپ‌ها پیاده می‌‌نماید.

۳. سوپاپ‌ها یا الکترو موتور پمپ‌ها

سیستم ترمز‌ خودرو لوله‌هایی موسوم به لوله‌ ترمز یا کانال‌های ترمز دارد که برای هر چرخ به صورت مجزا تعبیه می‌شود. درون این لوله‌ها، سوپاپ‌هایی مربوط به ترمز ABS قرار دارد. این سوپاپ‌ها یا الکترو موتور پمپ‌ها خود از اجزای HCU یا واحد کنترل هیدرولیکی محسوب می‌شوند. در واقع این HCU است که دستور قرار گرفتن در حالت‌های مناسب برای کنترل فشار روغن و در نتیجه ترمز‌گیری بهتر را به سوپاپ‌ها می‌دهد. سوپاپ‌ها با قرار گرفتن در وضعیت مناسبی که HCU به آن‌ها دیکته می‌کند فشار روغن را در مواقع ترمز‌گیری شدید یا مواردی که احتمال لغزش چرخ‌ها وجود دارد به صورت ثابت نگه می‌دارند و از این طریق ترمزگیری را تصحیح می‌کنند. سوپاپ‌های ABS به دو دسته‌ خروجی و ورودی تقسیم می‌شوند. همچنین این سوپاپ‌ها دارای سه حالت عملکردی هستند.

نگهداری و فشار

حالتی که سوپاپ ارتباط بین سیلندر اصلی و لوله‌ ترمز را می‌بندد و زمانی که راننده پدال ترمز را تا انتها فشار داده، از وارد آمدن نیروی ناگهانی و بیش از حد روغن هیدرولیکی به ترمزها جلوگیری می‌کند. در این حالت ECU احتمال لغزش چرخ‌ها را تشخیص داد و منجر می‌شود که HCU تمام سوپاپ‌های ورودی و خروجی روغن را بسته نگه دارد تا امکان ثابت نگه داشتن کنترل روغن هیدرولیکی و انجام فرایند ترمزگیری به صورت عادی اتفاق افتد.

اعمال فشار

حالتی که سوپاپ نقش دافع فشار بیش از حد را بازی و ترمزها را کنترل می‌کند. این حالت زمانی فعال می‌شود که با وجود بسته بودن سوپاپ‌ها، ECU تشخیص دهد که همچنان احتمال لغزش وجود دارد، در این زمان عمل دفع و کنترل همزمان اتفاق می‌افتد. سوپاپ‌های ورودی همچنان بسته اما سوپاپ‌های خروجی باز می‌شوند و فشار مازاد و روغن هیدرولیکی موجود ناشی از آن را در بخش ذخیره سازی HCU جمع می‌کنند.

رهاسازی فشار

حالتی که سوپاپ باز است. در این حالت فشار روغن مستقیما از سیلندر اصلی به ترمز می‌رسد. این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که ECU احتمال لغزش را کمتر ببیند. در این صورت فشار روغن هیدرولیکی ذخیره شده را که از طریق پمپ اصلی به مدار بازگشته به سمت چرخ‌هایی که به این فشار نیاز دارند هدایت می‌کند. در این حالت سوپاپ‌های ورودی باز و سوپاپ‌های خروجی بسته می‌شوند.

این سه حالت به صورت پیوسته و پشت هم اتفاق می‌افتند و عملکرد سیستم ABS را در کنار هم تکمیل می‌کنند. سرعت انجام آن‌ها بسیار زیاد است و روند آن‌ها تنها به صورت ضرباتی هنگام ترمزگیری احساس می‌شود.

 

۴. پمپ یا شیرهای برقی (سلونوئید)

نقش بازگرداننده‌ نیرویی که توسط سوپاپ کاهش یافته را دارد. از آنجا که سوپاپ‌ها هریک به طریقی فشار را کم می‌کنند پمپ مجدد این فشار از دست رفته را به سیستم بازمی‌گرداند. پمپ‌ها نیز از زیرمجموعه‌های واحد کنترل هیدرولیک محسوب می‌شوند و در حین فعالیت خود، مقدار روغن خروجی را نیز تنظیم می‌کنند. اساس کار آن‌ها الکترومغناطیس است. میدان الکترومغناطیس لازم برای کار آن‌ها نیز با عبور جریان برق از سیم‌لوله‌های اطراف‌شان ایجاد می‌شود.

۵. اکولوماتورها

این بخش محل ذخیره‌ روغن (سیال) مازاد تحت فشار ترمز، به کنترل فشار آن کمک می‌کند. این روغن هیدرولیکی در مرحله‌ پایانی فعالیت ABS توسط پمپ‌ها به سیلندر اصلی بازگردانده می‌شود. خودروهایی که در جلو و عقب سیستم ترمز جداگانه دارند برای هر سیستم یک مخزن ذخیره در نظر گرفته‌اند.

۶. تقسیم دینامیکی عقب

زمانی که ترمزگیری شدید و ناگهانی صورت می‌گیرد وزن خودرو ناخواسته به سمت جلو سنگینی می‌کند، این مساله ضمن برهم زدن تعادل وزنی، قدرت ترمزگیری چرخ‌های عقب را کمتر و در نتیجه احتمال انحراف شدید خودرو را بیشتر می‌کند. در این زمان سیستم دینامیکی عقب، از سوپاپ‌های ورودی و خروجی ABS کمک گرفته و فشار ترمز‌گیری چرخ‌های عقب را با چرخ‌های جلو متناسب می‌سازد.

 

معایب سیستم ABS چیست؟

عملکرد و کارایی سیستم ABS خود گویای مزایای این سیستم پیشرفته است. اما این سیستم نیز مانند بسیاری از تکنولوژی‌های دیگر در خودروسازی، ممکن است معایبی هم به همراه داشته باشد. معایبی که درباره‌ سیستم ABS مطرح می‌شود در همه‌ انواع این سیستم مشاهده نمی‌گردد و بعضا با پیشرفت آن رفع شده است، اما همچنان در برخی انواع ساده‌تر ممکن است گریبان راننده را بگیرد. برای مثال توقف بی‌دلیل خودرو در سرعت‌های پایین مشکلی است که معمولا راننده‌ها با سیستم‌های ABS ساده‌ و قدیمی‌تر دارند. این مشکل به دلیل بالا بودن ضریب خطا در پردازش‌گر سیستم کنترل است. به این ترتیب که ECU اطلاعات دریافتی از حسگرها را در زمان کاهش سرعت به منزله‌ شرایط خاص تفسیر کرده و منجر به توقف خودرو می‌شود. ABS نیز مانند دیگر تکنولوژی‌ها جدید‌تر هزینه‌ نگهداری بالایی دارند. این هزینه در کشور ما ممکن است معضل بزرگتری باشد. تا جایی که برخی رانندگان ترجیح می‌دهند خودرویی فاقد این سیستم داشته باشند. استهلاک بالای ABS به دلیل حساسیت قطعات و اجزای آن نیز از دیگر معایبش محسوب می‌شود. این مورد هم معضل هزینه‌ بالای تعمیر و نگهداری را تشدید می‌کند.

مطلب مرتبط:چگونه نشت خلاء خودرو را پیدا و رفع کنیم – عیب یابی برق خودرو