سیستم ترمز ضد قفل موسوم به ABS نخستین بار برای ارتقای کیفیت ترمزگیری هواپیماها معرفی شد. در دهه 1950 میلادی، نخستین نمونه‌های ترمز ABS روی سیستم ترمز هواپیماها نصب شد. بعد از گذشت یک دهه، شرکت‌های خودروسازی نیز تحقیق و توسعه در زمینه سیستم ترمز ضد قفل را آغاز کردند. یکی از نمونه‌های اولیه ترمز ضد قفل، فورد زودیاک (Ford Zodiac) بود که در دهه 1960 توسط کمپاتی فورد معرفی شد. در سال 1978 میلادی، مرسدس بنز اولین ترمز ABS چهار چرخ و چند کاناله را روی خودروهای تولیدی خود نصب کرد. پس از آن، نصب این سیستم کمکی ترمز روی خودروها و موتور سیکلت‌ها در سراسر دنیا رواج پیدا کرد. در ادامه مطلب حاضر، قصد داریم نیم نگاهی به نحوه عملکرد سیستم ABS و مزایای آن بیندازیم.
سیستم ترمز ضد قفل چیست؟
ABS مخفف عبارت Anti Lock Braking System به‌معنی سیستم ترمز ضد قفل است. یکی از مشکلات سیستم‌های ترمز معمولی فاقد ABS، قفل شدن چرخ‌ها حین ترمزگیری‌های شدید بود. این مشکل باعث می‌شد که عملا راننده قادر به کنترل ماشین در زمان ترمزگیری شدید و ناگهانی نباشد. موضوعی که خطر انحراف و چپ کردن خودرو را افزایش داده و خسارت‌های جانی و مالی ناشی از تصادفات را در پی داشت.
در گذشته، رانندگان برای جلوگیری از قفل شدن چرخ‌ها، پدال ترمز را به‌صورت تناوبی فشار می‌دادند. یعنی به‌جای آنکه پای خود را یکبار روی پدال فشار داده و نگه دارند، پدال را فشار داده و رها می‌کردند و ظرف چند ثانیه این کار را دائم انجام می‌دادند.
خودروسازان سیستم ترمز ضد قفل ABS را به‌عنوان راه‌حل مطمئن برای مشکل قفل شدن چرخ‌ها معرفی کردند. عملکرد این سیستم در زمان ترمزگیری شدید، مانع از قفل شدن چرخ‌ها می‌شود و در نتیجه فرمان‌پذیری خودرو به‌قوت خود باقی می‌ماند. به‌همین دلیل، راننده حتی در شرایط ترمز شدید نیز می‌تواند به کمک فرمان خودرو را هدایت کند.
اجزای تشکیل دهنده سیستم ترمز ضد قفل
سیستم ترمز ضد قفل در شمار تجهیزات ایمنی خودرو قرار می‌گیرد. این سیستم از چند بخش مهم تشکیل می‌شود. مهم‌ترین اجزای سیستم ترمز ضد قفل عبارت‌اند از:
- سنسور سرعت چرخ
- مدولاتور یا پردازشگر
- سوپاپ
- شیر برقی
- اکولوماتور
- سیستم دینامیک عقب
- سنسور سرعت چرخ
در ادامه لازم است هر یک از اجزای تشکیل دهنده سیستم ترمز ضد قفل را معرفی کنیم.
سنسور سرعت چرخ
باتوجه‌به توضیحات ارائه شده، سیستم ترمز ضد قفل زمانی وارد عمل می‌شود که شاهد کاهش سریع سرعت ماشین باشیم. بنابراین این سیستم نیاز به پایش لحظه‌ای سرعت خودرو دارد. سنسورهای سرعت در سیستم ABS مسئولیت اندازه‌گیری لحظه‌ای سرعت دوران چرخ‌ها را بر عهده دارند. در بسیاری از خودروها روی هر یک چرخ‌ها یک سنسور سرعت متعلق به سیستم ترمز ضد قفل نصب می‌شود.
مدولاتور یا پردازشگر
مغز سیستم ترمز ضد قفل، مدولاتور یا پردازشگر است. سیگنال‌های مربوط به اندازه‌گیری سرعت چرخ‌ها به این بخش انتقال پیدا می‌کند. مدولاتور با پردازش اطلاعات دریافتی، کاهش ناگهانی سرعت ماشین را تشخیص می‌دهد. دستور لازم برای کنترل عملکرد سایر قطعات سیستم ترمز ABS توسط مدولاتور صادر می‌شود. علاوه بر آن، مدولاتور عملکرد هر یک از اجزای تشکیل دهنده سیستم ترمز ضد قفل را نیز پایش می‌کند. تعمیرکاران به‌کمک مدولاتور می‌توانند عیب یابی سیستم ترمز را انجام می‌دهند.
سوپاپ
سیستم ترمز خودرو یک مدار هیدرولیک است که بر اساس فشار روغن کار می‌کند. به‌هر یک از چرخ‌های خودرو، کانال‌های ترمز متصل می‌شود. داخل هر کانال، سوپاپ‌های ورودی و خروجی وجود دارد که زیرمجموعه سیستم ترمز ضد قفل به‌شمار می‌روند. این سوپاپ‌ها به‌طور مستقیم توسط مدولاتور کنترل می‌شوند.
وقتی شما پدال ترمز را فشار می‌دهید، مدولاتور بسته به نیاز دستور باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را صادر می‌کند. تغییر در وضعیت قرارگیری سوپاپ‌ها به‌سرعت فشار روغن موجود در مدار هیدرولیک سیستم ترمز را تغییر می‌دهد. به‌این‌ترتیب، نیروی لازم برای کاهش سرعت دوران چرخ‌ها تأمین می‌شود.
حتی وقتی پای خود را با شدت بالا روی پدال ترمز می‌فشارید، مدولاتور برای جلوگیری از قفل شدن چرخ‌ها، دستور تنظیم سوپاپ‌ها در شرایط استاندارد تعریف شده را می‌دهد. به‌عبارت دیگر، ممکن است بسته به تشخیص مدولاتور، سوپاپ‌ها به‌گونه‌ای تنظیم شوند که فشار روغن در مدار ثابت باقی بماند و از حد مشخصی فراتر نرود.
شیر برقی
شیر برقی در سیستم ترمز ضد قفل ABS معمولا از نوع سلونوئید بوده و بر اساس میدان الکترو مغناطیس کار می‌کند. باز شدن سوپاپ‌های خروجی منجر به خارج شدن روغن می‌شود و در نتیجه فشار روغن در مدار هیدرولیک سیستم ترمز کاهش می‌یابد. شیر برقی در این شرایط وارد عمل شده و مانند یک پمپ، روغن را به‌اندازه نیاز به مدار هیدرولیک باز می‌گرداند.
اکولوماتور
این سوال مطرح می‌شود که روغن پس از باز شدن سوپاپ‌های مدار هیدرولیک به‌کجا منتقل می‌شود؟ در سیستم ترمز ABS نوعی مخزن برای این منظور پیش‌بینی شده که تحت عنوان اکولوماتور شناخته می‌شود. شیر برقی نیز روغن مازاد را از این مخزن به مدارک هیدرولیک باز می‌گرداند.
سیستم دینامیک عقب
حتما دقت کردید که بعد از ترمز گرفتن بدن شما به‌سمت جلو متمایل می‌شود. این اتفاق برای خودرو نیز رخ داده و هنگام ترمز گرفتن، ضمن برهم خوردن تعادل وزنی، سنگینی ماشین به‌سمت جلو متمایل می‌شود. این اتفاق در حالت عادی منجر به کاهش قدرت ترمزگیری چرخ‌های عقب ماشین می‌شود. عدم توازن ترمزگیری چرخ‌های عقب و جلو می‌تواند زمینه‌ساز انحراف ماشین از مسیر شود. برای جلوگیری از این مشکل، سیستک دینامیک عقب در ترمز ABS تعبیه می‌شود. این سیستم مسئولیت همسان سازی فشار ترمز چرخ‌های عقب و جلوی خودرو را بر عهده دارد.
نحوه عملکرد سیستم ABS
سیستم ترمز ضد قفل ABS به طور مستمر سرعت گردش چرخ‌ها را با سنسور اندازه‌گیری می‌کند. اگر چرخ‌ها در آستانه قفل شدن قرار بگیرند، سیستم ترمز ABS به طور مکرر فشار هیدرولیکی ترمز چرخ ها را کم و زیاد می‌کند تا از این اتفاق جلوگیری به‌عمل آورد.
اگر ترمز در شرایطی که امکان قفل شدن چرخ‌ها وجود دارد، اعمال شود، ممکن است صدای “تیک تیک” از ترمزها به گوش رسیده یا در پدال ترمز لرزش آرام مربوط به سیستم ABS را حس کنید. این وضعیت عادی است و حاکی از عملکرد ترمز ABS است. برای استفاده از حداکثر مزایای سیستم ترمز ضد قفل در شرایط اضطراری، اقدام به کم و زیاد کردن فشار پدال ترمز نکنید. پدال ترمز را تا حد ممکن یا تا حدی که شرایط اقتضا می‌کند محکم فشار داده و اجازه دهید سیستم ترمز ABS فشار وارده بر ترمزها را کنترل کند.
مزایای سیستم ترمز ضد قفل
مطالعات انجام شده نشان می‌دهند که سیستم ABS منجر به کاهش 10 درصدی تصادفات جرحی در خودروها می‌شود. همچنین میزان خسارت‌های جانی در موتور سیکلت‌های دارای ترمز ضد قفل حدود 37 درصد کاهش می‌یابد. این مهم به دلیل دو مزیت سیستم ترمز ABS محقق می‌شود. نخست آنکه چرخ‌های ماشین قفل نشده و امکان هدایت ماشین برای راننده همچنان وجود دارد. نکته دوم، کاهش مسافت توقف خودرو در جاده است که باعث می‌شود احتمال تصادف کاهش یابد.
معایب سیستم ترمز ضد قفل
علی‌رغم مزایای سیستم ترمز ABS نباید از چالش‌های آن غافل شویم. سیستم ترمز ضد قفل نیز مانند سایر سیستم‌های موجود در خودرو ممکن است دچار خرابی شود. تجربه نشان می‌دهد پیچیدگی‌های ترمز ABS منجر به بالا رفتن هزینه‌های تعمیر و نگهداری آن می‌شود. از آن گذشته، معمولا در شرایط رانندگی در جاده‌های لغزنده، مسافت توقف خودروی مجهز به ترمز ABS در مقایسه با ماشین بدون این سیستم بیشتر است. به‌همین دلیل، لازم است در جاده‌های لغزنده، فاصله مناسب با خودروی مقابل را حفظ کنید.
انواع سیستم ترمز ضد قفل خودرو
معیارهای گوناگونی برای طبقه‌بندی انواع سیستم ترمز وجود دارند. کمپانی‌های خودروسازی از تکنولوژی‌های منحصربه‌فرد برای طراحی ترمز ABS استفاده می‌کنند. یکی از رایج‌ترین معیارها برای دسته‌بندی سیستم‌های ترمز ABS، تعداد و نحوه چیدمان سنسورهای سرعت و کانال‌های ترمز است که بر این اساس با سه سیستم سروکار داریم:
- سیستم ترمز ضد قفل چهار کاناله
- سیستم ترمز ضد قفل سه کاناله
- سیستم ترمز ضد قفل تک کاناله
در سیستم تک کاناله، تنها یک کانال در محور عقل خودرو استفاده می‌شود. به‌عبارت دیگر، یک سنسور سرعت و سوپاپ در محور عقب ماشین قرار می‌گیرد. این سیستم تنها در خودروهای سنگین کاربرد دارد. در سیستم سه کاناله، هر یک از چرخ‌های جلو دارای کانال اختصاصی خود هستند و برای چرخ‌های عقب نیز یک کانال روی محور عقب قرار می‌گیرد. بهترین و دقیق‌ترین سیستم ترمز ABS مدل چهار کاناله است. در این سیستم، هر چرخ دارای یک کانال اختصاصی (سنسور سرعت و سوپاپ) است. در این سیستم کاهش سرعت چرخ‌های خودرو هنگام ترمزگیری به‌صورت هماهنگ اتفاق می‌افتد و به‌همین دلیل از نظر ایمنی نیز دست برتر را دارد.
نکات مهم درباره سیستم ترمز ضد قفل ABS
هنگام فعال شدن سیستم ABS به‌دليل عمل كردن شيرها و موتور پمپ هيدروليك ممكن است صدايي شنيده شود كه مقدار صدا بستگي به مقدار فشار ترمزي كه در هر چرخ ايجاد مي شود، دارد. اين صدا عادي بوده و ناشي از وجود مشكل در سيستم ترمز ABS نیست.
گاهی برخي رانندگان با احساس ضربان ترمز زير پاي خود به‌تصور این كه خودرو دچار مشكل شده، پدال ترمز را رها مي‌كنند. در حالي كه اين امر يك مسئله عادي در ترمزهاي ABS است.
در بسیاری از خودروها، بعد از استارت زدن و آغاز حرکت، هنگامي كه سرعت خودرو به 10 كيلومتر در ساعت مي رسد، عيب يابي داخلي سيستم ضد قفل فعال شده و براي زمان كوتاهي موتور پمپ هيدروليك را به منظور چك کردن عملكرد آن روشن می‌کند. اين عمل سبب ايجاد صدایي به‌وسيله سيستم ترمز ABS توليد شده و كاملا عادي است.
چراغ هشدار سیستم ترمز ضد قفل
در خودروهای مجهز به ABS، چراغ هشدار سیستم ترمز ضد قفل در پشت آمپر تعبیه می‌شود. تصویر زیر، نمایی از چراغ اخطار سیستم ترمز ضد قفل را نشان می‌دهد.
هنگامي كه موتور روشن مي‌شود، چراغ اخطار ABS حدود سه ثانيه روشن شده و در اين زمان ECU عملکرد آن را چك و عيب يابي می‌کند. در صورتي كه هيچ خطايي پيدا نشود، چراغ اخطار خاموش مي‌شود. اگر چراغ اخطار ABS در هنگام رانندگي روشن شود يا چراغ اخطار خاموش نشود، به این معني است كه ABS احتياج به بازرسي دارد.
همچنین هنگام رانندگی در جاده‌های لغزنده که چسبندگی لاستیک به سطح مسیر کاهش می‌یابد، در صورت استفاده مداوم از ترمز، سیستم ABS به طور مستمر فعال باقی می‌ماند و چراغ هشدار سیستم ضد قفل ممکن است روشن شود. در این وضعیت خودرو را به مکانی ایمن هدایت کرده، موتور را خاموش و دوباره روشن کنید. اگر چراغ اخطار سیستم ترمز ضد قفل خاموش باقی ماند در این وضعیت عملکرد سیستم ترمز ABS عادی است. در غیر این صورت ممکن است سیستم ترمز ABS مشکل داشته باشد.
کلام پایانی
در این مطلب به‌معرفی سیستم ترمز ضد قفل ABS پرداختیم. هر چند این سیستم در ارتقای امنیت رانندگی نقش مثبت ایفا می‌کند؛ اما نباید فراموش کنید که حتی بهترین و پیشرفته‌ترین سیستم ترمز ABS نیز نمی‌تواند امنیت سرنشینان خودرو را در برابر رفتارهای رانندگی پرخطر تضمین کند. همچنین پیشنهاد می‌کنیم در صورت مشاهده علائم خرابی سیستم ترمز ضد قفل، برای عیب یابی به مراکز تعمیرگاهی معتبر مراجعه کنید.
