آشنایی با سیستم ترمز ضد قفل ABS – هرآنچه باید بدانید
در دنیای امروزی که سرعت و ایمنی در رانندگی اهمیت زیادی دارد، استفاده از فناوریهای پیشرفته در خودروها نقشی اساسی در حفظ جان سرنشینان و بهبود کنترل خودرو ایفا میکند. یکی از این فناوریهای حیاتی سیستم ترمز ضد قفل (ABS) است. سیستمی هوشمند که هنگام ترمزگیری ناگهانی از قفل شدن چرخها جلوگیری کرده و به راننده کمک میکند تا کنترل خودرو را حفظ کند.
این فناوری که امروزه تقریباً در تمام خودروهای مدرن بهکار میرود، نهتنها باعث کاهش خطر لغزش و سر خوردن خودرو در شرایط لغزنده میشود بلکه فاصله ترمز را نیز بهینه کرده و پایداری خودرو را در مسیر حفظ میکند. در ادامه مطلب باما همراه باشید تا به معرفی این قابلیت مهم خودروها بپردازیم.
تاریخچه سیستم ترمز ضد قفل
ایدهی اولیهی سیستم ترمز ضد قفل بسیار قدیمیتر از آن چیزی است که تصور میشود. نخستین تلاشها برای جلوگیری از قفل شدن چرخها به دههی ۱۹۲۰ میلادی بازمیگردد. زمانی که مهندسان در صنعت هواپیما بهدنبال راهی بودند تا از سر خوردن چرخهای هواپیما هنگام فرود جلوگیری کنند. در آن زمان، شرکتهای هوافضا سیستمهایی مکانیکی طراحی کردند که بتوانند فشار ترمز را بهصورت خودکار تنظیم کنند.
در دههی ۱۹۵۰ فناوری ABS به صنعت خودروسازی نیز راه یافت. شرکت Dunlop در سال ۱۹۵۸ سیستم «Maxaret» را معرفی کرد. سیستمی که در ابتدا برای هواپیما طراحی شده بود اما بعدها در برخی موتورسیکلتها و خودروهای مسابقهای نیز مورد استفاده قرار گرفت. با این حال به دلیل پیچیدگی و هزینهی بالا این فناوری تا مدتها به خودروهای عمومی راه پیدا نکرد.
در دههی ۱۹۷۰ با پیشرفت الکترونیک و ظهور سنسورها و واحدهای کنترل الکترونیکی (ECU)، زمینه برای تولید سیستم ترمز ضد قفل مدرن فراهم شد. شرکتهای بزرگی مانند Bosch، Mercedes-Benz و BMW از نخستین خودروسازانی بودند که بهطور جدی روی توسعهی ABS کار کردند. در سال ۱۹۷۸، مرسدس بنز در مدل S-Class خود برای نخستین بار از سیستم ABS الکترونیکی بهصورت تجاری استفاده کرد، نقطه عطفی در تاریخ فناوری ایمنی خودرو.
معرفی سیستم ترمز ABS
سیستم ترمز ABS یکی از مهمترین سامانههای ایمنی فعال در خودروها است که وظیفه اصلی آن کمک به راننده برای حفظ کنترل وسیله نقلیه در هنگام ترمزگیریهای ناگهانی یا در شرایط جادهای لغزنده است. این سیستم با جلوگیری از قفل شدن چرخها در زمان ترمز باعث میشود تایرها همچنان چسبندگی خود را با سطح جاده حفظ کنند و خودرو در مسیر خود قابل کنترل باقی بماند.
به زبان ساده، زمانی که راننده بهصورت شدید ترمز میگیرد، در خودروهای فاقد ABS احتمال قفل شدن چرخها زیاد است. در چنین حالتی، خودرو ممکن است سر بخورد یا از مسیر منحرف شود. اما با وجود سیستم ترمز ضد قفل، ترمزگیری به شکل هوشمند و کنترلشده انجام میشود. بهگونهای که هم توان توقف خودرو حفظ میشود و هم فرمانپذیری آن از بین نمیرود.
این فناوری، حاصل ترکیب دانش مکانیک و الکترونیک است و امروزه بهعنوان بخشی جدانشدنی از سیستمهای ایمنی خودرو شناخته میشود. در واقع ABS پایه و اساس بسیاری از فناوریهای پیشرفتهتر ایمنی مانند سیستم کنترل پایداری (ESP) و کنترل کشش (TCS) به شمار میرود.
افزودن سیستم ترمز ضد قفل به خودروها یکی از مهمترین پیشرفتهای صنعت خودروسازی در زمینه کاهش تصادفات و افزایش امنیت رانندگان و سرنشینان بوده است. بهگونهای که امروزه بیشتر کشورها نصب این سیستم را برای خودروهای جدید اجباری کردهاند.
نام سیستم ترمز ضد قفل به انگلیسی
نام انگلیسی ترمز ضد قفل عبارت Anti-lock Braking System است که بهصورت مخفف با حروف ABS شناخته میشود. این نام بهطور دقیق ماهیت عملکرد این سیستم را توصیف میکند.
واژهی Anti-lock به معنای «ضد قفل» است و اشاره به اصلیترین وظیفه این فناوری دارد: جلوگیری از قفل شدن چرخها در هنگام ترمزگیری شدید. عبارت Braking System نیز بهسادگی نشان میدهد که این فناوری بخشی از سامانهی ترمز خودرو است و با همان هدف اصلی یعنی کاهش سرعت یا توقف خودرو عمل میکند، اما به شکل هوشمندتر و ایمنتر.
در مجموع، انتخاب نام Anti-lock Braking System (ABS) کاملاً هدفمند بوده است؛ زیرا بهصورت خلاصه و شفاف توضیح میدهد که این سیستم دقیقاً برای چه چیزی طراحی شده. سیستمی که با «ضد قفل کردن» چرخها در زمان ترمز، ایمنی و کنترل خودرو را حفظ میکند.
ترمز ABS چگونه کار میکند؟
وقتی راننده پدال ترمز را فشار میدهد، نیروی فشار از طریق مایع ترمز به لنتها منتقل میشود و چرخها را کند میکند. اگر فشار زیاد باشد چرخها ممکن است قفل شوند و خودرو بهجای توقف کنترلشده، سر بخورد. در این لحظه ABS وارد عمل میشود.
روی هر چرخ، سنسور سرعت نصب شده که سرعت چرخش آن را به کامپیوتر خودرو میفرستد. ECU با بررسی این دادهها، در صورت تشخیص خطر قفل شدن چرخ دستور میدهد تا واحد هیدرولیکی فشار ترمز روی آن چرخ را موقتاً کاهش دهد. پس از بازگشت چرخ به حرکت، سیستم دوباره فشار را افزایش میدهد. این چرخهی کاهش و افزایش فشار در هر ثانیه چندین بار تکرار میشود. نتیجه آن است که چرخها در حین ترمزگیری نمیلغزند و خودرو قابل کنترل باقی میماند.
راننده هنگام فعال شدن ABS معمولاً لرزشهایی در پدال حس میکند که نشانهی عملکرد طبیعی سیستم است. در نهایت ترمز ABS باعث میشود خودرو سریعتر، ایمنتر و با حفظ فرمانپذیری متوقف شود.
مطلب پیشنهادی: معرفی ترمز اضطراری خودکار AEB
مهمترین مزایای ترمز ضد قفل
سیستم ABS یکی از مؤثرترین فناوریهای ایمنی در خودروهاست که مزایای متعددی برای رانندگان به همراه دارد:
- جلوگیری از لغزش چرخها:
ABS با کنترل فشار ترمز، مانع قفل شدن چرخها میشود و از سر خوردن خودرو روی سطوح لغزنده جلوگیری میکند.
- حفظ کنترل خودرو:
حتی در ترمزهای ناگهانی، فرمانپذیری خودرو حفظ میشود و راننده میتواند مسیر را اصلاح کرده یا از مانع دوری کند.
- کاهش فاصله ترمزگیری:
در بیشتر شرایط، بهویژه روی سطوح خشک و نیمهلغزنده، ABS باعث کاهش فاصله توقف خودرو میشود.
- افزایش پایداری در جادههای لغزنده:
در شرایط بارانی یا یخزده، این سیستم باعث توزیع یکنواخت نیروی ترمز بین چرخها میشود و پایداری خودرو را بالا میبرد.
- افزایش ایمنی کلی رانندگی:
با ترکیب ABS با سیستمهای دیگر مانند کنترل پایداری (ESP) و کنترل کشش (TCS)، سطح ایمنی خودرو بهطور چشمگیری افزایش مییابد.
معایب ترمز ABS
با وجود مزایای فراوان ABS نیز مانند هر فناوری دیگری محدودیتهایی دارد که آگاهی از آنها برای رانندگان مفید است:
- احتمال عدم پاسخدهی در ترمز شدید
متاسفانه سیستم ABS هایی که بر روی خودروهای تولید داخل کارشده در مواقع ترمز شدید و ناگهانی ممکن است با عدم پاسخدهی مواجه شوند و به اصطلاح رد کنند. این رد کردن معمولا همراه با صدای ناهنجاری شنیده میشود که از معایب این سیستم محسوب میگردد.
- عملکرد ضعیف در سطوح بسیار لغزنده
در مسیرهایی مثل شن، برف نرم یا گل، عملکرد ABS ممکن است باعث افزایش فاصله ترمز شود. زیرا در چنین سطوحی قفل شدن جزئی چرخها میتواند به توقف سریعتر کمک کند.
- وابستگی به سنسورها و برق خودرو
در صورت خرابی سنسور سرعت چرخ یا اختلال در سیستم برق، عملکرد ABS مختل میشود و سیستم به حالت عادی بازمیگردد. بطور مثال ممکن است فیوز این سیستم معیوب شود و حتی خودرو خطایی ثبت ننماید. در این حالت احتمال دارد شما متوجه نشوید که ABS از کار افتاده زیرا ترمز بدون این سیستم نیز به عملکرد خود ادامه میدهد.
اجزای تشکیلدهنده ABS
سیستم ترمز ضد قفل از چند بخش اصلی تشکیل شده است که با همکاری یکدیگر از قفل شدن چرخها هنگام ترمزگیری جلوگیری میکنند. این اجزا عبارتاند از:
- سنسور سرعت چرخ
- واحد کنترل الکترونیکی
- واحد هیدرولیکی
- پمپ هیدرولیک
- شیر برقی
- چراغ هشدار
سنسور سرعت چرخ روی هر چرخ نصب میشود و بهصورت لحظهای سرعت چرخش آن را اندازهگیری میکند. دادههای این سنسورها برای تشخیص خطر قفل شدن چرخها به واحد کنترل ارسال میشود. واحد کنترل الکترونیکی مغز سیستم ABS است. این واحد اطلاعات دریافتی از سنسورها را تحلیل کرده و در صورت تشخیص لغزش یا قفل شدن چرخ، دستور لازم را به واحد هیدرولیکی میفرستد تا فشار ترمز تنظیم شود. واحد هیدرولیکی شامل شیرهای برقی و پمپ هیدرولیک است. وظیفهاش تنظیم فشار مایع ترمز روی هر چرخ بر اساس فرمان ECU است. به این صورت که فشار را کاهش، حفظ یا دوباره افزایش میدهد.
پمپ هیدرولیک زمانی که فشار ترمز کاهش مییابد وظیفه دارد مایع ترمز را دوباره به مدار برگرداند تا سیستم آمادهی اعمال مجدد ترمز باشد. شیرهای برقی میزان فشار مایع ترمز را در مدار کنترل میکنند و به فرمان ECU عمل میکنند تا از قفل شدن چرخها جلوگیری شود. چراغ هشدار روی صفحه کیلومتر قرار دارد و در صورت وجود ایراد یا خرابی در سیستم، روشن میشود تا راننده را از مشکل مطلع کند.
مطلب پیشنهادی: ترمز پارک برقی چیست؟
تفاوت سیستم ترمز ABS و EBD
اگرچه سیستم ترمز ضد قفل (ABS) و سیستم توزیع الکترونیکی نیروی ترمز (EBD) هر دو جزو فناوریهای ایمنی پیشرفته در خودروهای امروزی هستند، اما وظایف و نحوه عملکرد آنها با یکدیگر تفاوت دارد. در واقع، این دو سیستم مکمل یکدیگرند و با همکاری هم باعث بهبود عملکرد ترمز و افزایش پایداری خودرو میشوند.
سیستم ABS وظیفه دارد هنگام ترمزگیری شدید، از قفل شدن چرخها جلوگیری کند. وقتی چرخها قفل میشوند تایرها روی سطح جاده سر میخورند و کنترل خودرو از دست میرود. ABS با تنظیم سریع و متناوب فشار ترمز روی هر چرخ، مانع از این حالت میشود و به راننده اجازه میدهد حتی در شرایط بحرانی نیز کنترل فرمان را حفظ کند.
در مقابل، EBD یا Electronic Brakeforce Distribution وظیفه دارد نیروی ترمز را بهصورت هوشمند بین چرخهای جلو و عقب و در برخی خودروها حتی بین چرخهای چپ و راست توزیع کند. این سیستم بر اساس وزن خودرو، میزان بار، وضعیت جاده و شدت ترمزگیری تصمیم میگیرد که چه مقدار فشار باید به هر چرخ اعمال شود تا بیشترین بازدهی و پایداری حاصل گردد.
در واقع، EBD با استفاده از اطلاعاتی که از سنسورهای ABS دریافت میکند، بهصورت مداوم تعادل نیروی ترمز را حفظ میکند. بنابراین، EBD بدون وجود ABS قادر به عملکرد دقیق نیست و معمولاً هر دو سیستم بهصورت یکپارچه در خودروها نصب میشوند.
عیبیابی ترمز ABS
سیستم ترمز ضد قفل ترکیبی از بخشهای الکترونیکی و هیدرولیکی است و در صورت بروز ایراد معمولاً با روشن شدن چراغ هشدار ABS روی صفحه کیلومتر به راننده هشدار میدهد. روشن ماندن این چراغ پس از استارت خودرو نشانهی وجود مشکل در یکی از اجزای سیستم است و در این حالت، ABS غیرفعال شده و ترمزها بهصورت معمولی کار میکنند. از دلایل رایج بروز خطا میتوان به خرابی یا آلودگی سنسورهای سرعت چرخ، ضعف در اتصالات الکتریکی یا فیوزها و یا اختلال در واحد هیدرولیکی و پمپ ABS اشاره کرد که هرکدام باعث ارسال دادههای اشتباه به ECU و عملکرد نادرست سیستم میشوند.
برای بررسی دقیقتر، استفاده از دستگاه عیبیاب (دیاگ) بهترین روش است. زیرا خطاهای ثبتشده در واحد کنترل الکترونیکی را نشان میدهد و محل دقیق مشکل را مشخص میکند. در صورت روشن شدن چراغ هشدار، ترمز معمولی خودرو همچنان فعال است اما سیستم ضد قفل عمل نمیکند. بنابراین کنترل خودرو در جادههای لغزنده کاهش مییابد و توصیه میشود در اولین فرصت به تعمیرگاه تخصصی مراجعه شود.
