ترمز ABS؛ سیستم ترمز ضد قفل یا ترمز ABS چیست و چگونه عمل می‌کند؟

سیستم ترمز ضد قفل یا ترمز ABS این روزها به شکل استاندارد بر روی تمامی خودروهای تولید داخل نصب می‌شود. هرچند ABS امروزه یک آپشن ایمنی عادی برای خریداران است، اما سیستم ترمز ضد قفل ویژگی‌های مهمی دارد و در مواقع لازم می‌تواند کمک بزرگی به راننده بکند. در این مطلب به بررسی ترمز ABS یا سیستم ترمز ضد قفل می‌پردازیم.

تاریخچه سیستم ترمز ضد قفل یا ترمز ABS

هرچند استفاده از ترمز ABS در چند سال اخیر در صنعت خودرو رواج پیدا کرده است اما اشکال اولیه آن به سال‌های دور بازمی‌گردد. نخستین نمونه‌های ترمز ABS (البته به شکل کاملا مکانیکی) در سال ۱۹۲۹ توسط گابریل وویزین، مبتکر فرانسوی برای استفاده در صنعت هواپیمایی توسعه پیدا کرد. هرچند استفاده از آن عمومیت پیدا نکرد ولی مزایای آن به‌خصوص در کنترل هواپیما در زمان توقف روی باند آشکار شد. بعد از آن در دهه ۶۰ میلادی نمونه‌های اولیه این سیستم برای نصب بر روی موتورسیکلت‌ها و تعدادی از خودروهای تولید محدود تولید شد ولی بار دیگر به دلیل پیچیدگی و البته قیمت بالا به‌هیچ‌عنوان نتوانست جایگاهی به دست آورد و به فراموشی سپرده شد.

پس از آن و در دهه ۷۰، شرکت بوش آلمان که از پیشگامان توسعه سیستم‌های جدید در خودروها است با همکاری مرسدس بنز اقدام به توسعه سیستم ترمز ABS الکترونیکی کرد و سرانجام این سیستم در سال ۱۹۷۸ بر روی مرسدس بنز سری W116 (بنز S کلاس) نصب شد.

ترمز ABS مخفف چیست؟

قبل از آشنایی با سیستم ترمز ضد قفل یا ABS بهتر است بدانیم ABS مخفف چیست چراکه نام این سیستم در فارسی، از ترجمه عنوان آن در زبان انگلیسی آمده است. ABS مخفف عبارت anti-lock braking system است.

به این ترتیب نام این بخش در فارسی نیز دقیقا ترجمه عنوان آن در انگلیس یاست. به همین دلیل هم در فارسی به آن، سیستم ترمز ضد قفل گفته می‌شود. این نام‌گذاری، تا حد مناسبی وظایف این سیستم را نیز بیان می‌کند.

ترمز ABS چیست؟ سیستم ترمز ضد قفل چیست و چه‌کاری می‌کند؟

همه ما رانندگی در سرعت‌های بالا به‌خصوص زمانی که جاده لغزنده باشد را تجربه کرده‌ایم. ناگهان پایمان را بر روی پدال ترمز قرار می‌دهیم اما در چنین شرایطی خودرو تعادل خود را از دست می‌دهد زیرا هم‌زمان با ترمز سریع ما چرخ‌ها قفل می‌شود و خودرو تعادلش را از دست می‌دهد. علت این پدیده اصطکاک نابرابر میان چرخ‌ها است که باعث می‌شود کنترل تعادل خودرو از اختیار راننده خارج شود.

ایده اصلی ترمزهای ABS نیز دقیقا از چنین مشکلی مطرح شد. مهندسان به دنبال راه‌حلی بودند که مانع از قفل شدن چرخ‌ها در زمان ترمز گیری شدید شود و درعین‌حال قدرت سیستم ترمز را نیز حفظ کند و به دنبال آن سیستم ترمز ABS برای نصب بر روی خودروها ابداع شد. در خودروهایی که مجهز به ترمز ABS هستند، چرخ‌ها به‌طور کامل قفل نمی‌شوند و در نتیجه خودرو تعادلش را از دست نمی‌دهد. به‌طور کلی اگر چرخ‌های عقب قفل شوند، خودرو روی سطح جاده سرخورده و به دور خود می‌چرخد از سوی دیگر اگر چرخ‌های جلو قفل شوند کنترل فرمان و به دنبال آن کنترل خودرو از دست راننده خارج می‌شود.

در خودروهای فاقد این سیستم رانندگان ناچار بودند برای جلوگیری از قفل شدن چرخ‌ها در زمان ترمز گیری شدید، میزان نیروی وارد شده به پدال ترمز را تنظیم کنند. از سوی دیگر در زمین‌های لغزنده با ترمز گیری‌های پیوسته، مانع از قفل شدن چرخ‌ها شود و این دقیقا کاری است که سیستم ترمز ABS انجام می‌دهد. این سیستم با تشخیص قفل شدن چرخ‌ها، اندکی نیروی ترمز وارد شده به چرخ را کاهش می‌دهد و پس از آن بار دیگر نیروی ترمز را افزایش می‌دهد. این کار با سرعت بسیار زیاد انجام می‌شود و به این ترتیب ترمز به شکل پالسی درگیر می‌شود.

مرسدس بنز S کلاس W116 به عنوان اولین خودرو تولید انبوه با ترمز ABS

قفل نشدن چرخ‌ها به کمک سیستم ترمز ضد قفل چه مزیتی دارد؟

قفل نشدن چرخ‌ها علاوه بر آنکه در خط مستقیم مانع از انحراف خودرو می‌شود، در زمان چرخاندن فرمان در حین ترمز گیری نیز به یاری راننده می‌آید. در این شرایط اگر چرخ‌ها قفل باشد، خودرو به‌سرعت از کنترل خارج می‌شود اما در صورت قفل نشدن چرخ‌ها، راننده همچنان کنترل خودرو را در دست دارد و می‌تواند در زمان کاهش سرعت، خودرو را کنترل کند.

اجزا اصلی ترمز ABS

سیستم ترمز ABS از چهار بخش اصلی شامل سنسور سرعت، پمپ، سوپاپ‌ها و کنترل‌کننده تشکیل شده است که در اینجا به توضیح مختصری از آن‌ها می‌پردازیم:

• سنسور سرعت Speed Sensor ترمز ABS

سیستم‌های ضد قفل نیازمند این هستند تا به کمک تجهیزی زمان قفل شدن تجهیز را تشخیص دهند. سنسور سرعت که در هر چرخ (در برخی از موارد در دیفرانسیل خودرو) تعبیه شده است، این اطلاعات را تامین می‌کند.

• سوپاپ‌ها Valves سیستم ترمز ضد قفل

در هر لوله ترمز مربوط به سیستم ترمز، یک سوپاپ وجود دارد که توسط کنترل‌کننده مونیتور و کنترل می‌شود. این سوپاپ وظیفه رساندن فشار سیستم ترمز و قطع آن را بر عهده دارد.

• پمپ Pump ترمز ABS

زمانی که سوپاپ فشار روی ترمز را کم می‌کند تجهیزی باید این فشار را دوباره بازگرداند. این وظیفه بر عهده پمپ است.

• کنترلر Controller

سیستم ترمز ABS نیاز به یک مغز متفکر دارد تا بتواند قفل شدن چرخ‌ها تشخیص دهد و متناسب با آن واکنش لازم را نشان دهد. این مغز متفکر با استفاده از الگوریتمی که برای آن تعریف شده است و متناسب با اطلاعاتی که از سنسورها دریافت می‌کند نسبت به ارسال فشار لازم به دیسک‌های ترمز اقدام می‌کند. به‌طورمعمول این بخش با ECU خودرو ادغام می‌شود.

ترمز ABS چگونه عمل می‌کند؟ طرز کار ترمز ABS چگونه است؟

اگر بخواهیم به‌طور خلاصه نگاهی اجمالی بر نحوه عملکرد ترمز ABS داشته باشیم به این صورت است که زمانی که راننده پدال ترمز را فشار می‌دهد، هم‌زمان کنترل‌گر (ECU)، سیگنال‌های رسیده از سنسور سرعت را پردازش می‌کند تا از کاهش سرعت غیرمعمول جلوگیری کند. اگر سرعت چرخ کنترل نشود بسیار زودتر از زمانی که خودرو برای متوقف شدن نیاز دارد قفل می‌شود.

یک خودرو که با سرعت ۶۰ مایل یا ۹۶ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند در شرایط ایده‌آل حدود ۵ ثانیه زمان لازم دارد تا بایستد اما یک چرخ در کمتر از یک ثانیه از چرخیدن می‌ایستد و قفل می‌شود. ECU بر مبنای سیگنال رسیده از سنسور سرعت، به‌محض دریافت کاهش سرعت غیرمعمول، سوپاپ را باز می‌کند تا از فشار روی ترمز کم کند در نتیجه مانع از قفل شدن چرخ می‌شود. از سوی دیگر جهت افزایش دوباره فشار بر روی ترمز، پمپ فشار مورد نیاز را تامین می‌کند تا خودرو در ایمن‌ترین و بهترین شرایط بایستد.

ترمز گیری‌های پیوسته توسط سیستم ترمز ضد قفل ABS

قابل ذکر است که این اعمال به‌طور پیوسته انجام می‌شود تا خودرو بایستد. پالس‌هایی که در پدال ترمز در طی فرایند ترمز گیری احساس می‌شود به دلیل باز شدن متناوب سوپاپ‌ها است. در طی این فرآیند لنت‌ها به‌طور پیوسته به دیسک‌ها فشرده می‌شوند و بازمی‌گردند و به این ترتیب چرخ‌ها متوقف شده و رها می‌شوند.

هرچند در ظاهر این کار به‌صورت منظم انجام می‌شود اما در حقیقت لنت‌ها تنها در لحظه‌ای که لازم است فشرده می‌شوند و درست در لحظه لازم رها می‌شود. به همین دلیل سیستم ABS پیچیدگی‌های زیادی داشته و نیاز به سیستم الکترونیکی پشتیبان دارد و سیستم‌های ABS مکانیکی به‌هیچ‌عنوان نمی‌تواند ترمزهای مطمئنی را موجب شود.

انواع ترمزهای ABS

سیستم‌های ترمز ضد قفل (ABS) انواع مختلفی بر مبنای نوع ترمز به کار رفته در آن‌ها دارند. این نام‌گذاری بر مبنای تعداد کانال‌ها (تعداد سوپاپ‌هایی که به‌طور مجزا کنترل می‌شوند) و نیز تعداد سنسورهای سرعت است.

• ترمز ABS چهار کاناله – چهار سنسور

بهترین نوع ترمز است چراکه برای هر یک از چهارچرخ سنسور سرعت و سوپاپ مجزا تعبیه شده است. با این روش کنترل‌گر هر چرخ را به‌طور مجزا بررسی می‌کند تا اطمینان از اینکه هر چرخ به بالاترین مقدار نیروی ترمز حاصل شود و متناسب با اطلاعات هر چرخ و به‌طور اختصاصی برای همان چرخ واکنش نشان می‌دهد. این سیستم، پیشرفته‌ترین نوع ABS است و در محصولات فونیکس و MVM ازجمله فونیکس FX از این سیستم استفاده می‌شود.

• ترمز ABS سه کاناله – سه سنسور

در این نوع سیستم ترمز برای هر چرخ جلو به‌طور مجزا یک سنسور سرعت و سوپاپ به‌طور مجزا تعبیه شده اما برای دوچرخ عقب فقط یک سنسور سرعت و سوپاپ در نظر گرفته شده است. در اینجا کنترل‌گر چرخ‌های جلو را به‌طور مجزا مونیتور می‌کند اما دوچرخ عقب با هم مونیتور می‌شوند بنابراین امکان قفل شدن یکی از چرخ‌های عقب و کاهش راندمان ترمز گیری وجود دارد.

• ترمز ABS یک کاناله – یک سنسور

این نوع سیستم ترمز اغلب بر روی وانت‌ها یا کامیونت‌هایی که تنها چرخ‌های عقب آن‌ها مجهز به ترمز ABS باشد، وجود دارد. در اینجا یک سوپاپ برای کنترل هر دوچرخ و نیز یک سنسور سرعت (سنسور سرعت در محور چرخ عقب تعبیه شده است) برای هر دوچرخ تعبیه شده است.

مزایای سیستم ترمز ضد قفل ABS

نصب سیستم ترمز ضد قفل به‌عنوان یک آپشن ایمنی بر روی خودروها مزیت‌های زیادی در زمینه ایمنی به دنبال داشته باشد. از مهم‌ترین مزایای سیستم ترمز ضد قفل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• افزایش میزان کنترل و فرمان پذیری خودرو هنگام ترمزهای شدید و جلوگیری از انحراف آن. در این شرایط به دلیل اینکه چرخ‌ها تنها تا آستانه قفل شدن به‌پیش می‌روند و در عمل قفل نمی‌شوند، نیروی ترمز به شکل مناسب توزیع می‌شود و به دلیل قفل نشدن چرخ‌ها، خودرو در زمان ترمز گیری شدید، منحرف نمی‌شود. البته باید در نظر داشت سیستم ABS انحراف خودرو از مسیر مستقیم را تشخیص نمی‌دهد به این معنی که اگر به دلایل مختلف خودرو بعد از ترمز گیری از خط مستقیم منحرف شود، این سیستم نمی‌تواند وقوع این اتفاق را تشخیص دهد. در این شرایط ESP وارد مدار می‌شود و می‌تواند خودرو را کنترل کند.
• طولانی‌تر شدن عمر لاستیک خودرو چراکه به دلیل عدم قفل شدن چرخ‌ها، ساییدگی لاستیک نیز به وجود نمی‌آید.
• توقف خودرو در مدت‌زمان کمتر و کاهش فواصل خط ترمز
• کاهش مقدار لرزش لاستیک و سیستم تعلیق در هنگام ترمز و کاهش ترکیدگی لاستیک در ترمز شدید
• پایداری خودرو در جاده‌های ناهمگن به هنگام ترمزهای شدید
• آسایش خیال و امنیت در هنگام رانندگی
• عمر بیشتر مدار ترمز با فرسودگی و پارگی کمتر

معایب ABS

سیستم ترمز ABS در کنار مزایای زیادی که دارد معایبی نیز دارد. این معایب هرچند در زمان استفاده از این سیستم مشهود هستند اما به دلیل آنکه در مقابل مزایایی زیاد ABS ناچیزند می‌توان از آن‌ها چشم‌پوشی کرد. از مهم‌ترین معایب سیستم‌های ABS می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• این سیستم‌ها در سطوح نرم مانند سطوح برفی یا سنگ‌ریزه‌ای عملکرد خوبی ندارند و نه‌تنها طول خط ترمز را کاهش نمی‌دهند بلکه ممکن است باعث بلندتر شدن خط ترمز نیز بشوند هرچند همچنان راننده کنترل مناسب‌تری بر روی خودرو دارد. یکی از علل افزایش خط ترمز در این شرایط آن است که در حالت عادی پس از ترمز، به دلیل قفل شدن چرخ‌ها مقداری برف یا شن و ماسه در جلوی چرخ جمع می‌شود که همین امر به افزایش قدرت ترمزها کمک می‌کند اما در ترمزهای ABS این نیروی کمکی وجود ندارد.
• در سطوحی که ترکیبی از آسفالت و برف است، در هنگام ترمز گیری لاستیک به سمت قسمت آسفالتی منحرف می‌شود. البته در اینجا، سیستم کنترل پایداری می‌تواند به خودرو کمک کند.
• با توجه به اینکه این سیستم نسبت به سیستم قدیمی از اجزا بیشتری تشکیل شده است بنابراین هزینه‌های تعمیرات و نگهداری آن بالاتر است.

اخطار سیستم ترمز ضد قفل؛ چراغ ترمز ABS نشانه چیست؟

از بهترین شاخصه‌های سیستم ترمز ABS این است که به‌طور الکترونیکی خودش را کنترل می‌کند. بدین ترتیب که روی صفحه نمایش مقابل راننده چراغی (عموما با علامت(ABS) است) روشن می‌شود. هنگام روشن کردن خودرو این لامپ حدود چهار ثانیه روشن خواهد شد که در این زمان سیستم مشغول کنترل کردن خود (ECU این کنترل کردن را انجام می‌دهد) است.

در صورت خاموش شدن لامپ سیستم عملکرد صحیح خود را داشته و در غیر این صورت روشن ماندن لامپ هشداردهنده چه قبل از حرکت و چه هنگام حرکت خودرو راننده را از بروز اشکال آگاه خواهد کرد. در این شرایط سیستم ترمز ABS از کار افتاده است اما ترمزهای خودرو به‌صورت عادی به وظیفه خود عمل می‌کنند.

اخطار سیستم ترمز ضد قفل یا چراغ ABS

چند نکته کوتاه در مورد ABS

• در خودروهای مجهز به ترمز ABS، در هنگام ترمزهای شدید پدال ترمز در زیر پای راننده به لرزش در می‌آید. این امر نشان‌دهنده صحت عملکرد ABS است و راننده نباید با دید وجود اشکال در ترمزها، فشار بر پدال را کاهش دهد.
• در خودروهای مجهز به ABS، به‌هیچ‌ وجه نباید برای متوقف کردن خودرو از ترمزهای پی‌درپی استفاده کرد چراکه این کار در تجزیه‌وتحلیل‌های سیستم ترمز ABS اختلال ایجاد می‌کند. با فشار یکنواخت و مناسب، به سیستم ترمز اجازه بدهید وظیفه خود را انجام دهد.
• در خودروهای مجهز به ترمز اضطراری خودکار، سیستم ترمز ABS نقش مهم‌تری دارد چراکه توان ترمزها برای توقف خودکار را تامین می‌کند.

مشاوره خرید محصولات مدیران خودرو (نقدی | اقساطی)
برای اطلاع از جدیدترین شرایط فروش محصولات مدیران خودرو (ام وی ام | فونیکس) به صورت نقدی و اقساطی، شماره خود را درج کنید.