بخشی از مقاله
ترمزهای ضد قفل چگونه کار می کنند
نگه داشتن ناگهانی یک اتومبیل در جاده ی لغزنده می تواند بسیار خطرناک باشد.ترمزهای ضد قفل خطر های این واقعه ی ترسناک را کاهش می دهد.در واقع روی سطوح لغزنده حتی راننده های حرفه ای بدون ترمزهای ضد قفل نمی توانند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کنند.
مکان ترمز های ضد قفل
در این مقاله ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیریم:اینکه چرا به آنها نیاز داریم،چه چیز هایی در آنها به کار رفته است،چگونه کار می کنند،بعضی از انواع رایج و بعضی از مشکلات مربوط به آن.
بدست آوردن یک مفهوم کلی از ترمزهای ضد قفل:
تئوری ترمز های ضد قفل بسیار ساده است.یک چرخ در حال لیز خوردن(به طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد.اگربا اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می دانید که اگر چرخها بچرنخد هیچ نیروی جلو بری به اتومبیل وارد نمی شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می خورد.
ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ ها در هنگام ترمز کردن،دو مزیت را بوجود می آورند:اول اینکه خودرو زود تر متوقف می شود و دوم اینکه می توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد.
در ترمز های ضد قفل چهار بخش اصلی وجود دارد:
● حسگر های سرعت
●پمپ
●سوپاپ ها
●کنترل کننده
پمپ وسوپاپ های ترمز ضد قفل
حسگرهای سرعت:
سیستم ترمز ضد قفل باید بداند چه موقع چرخ در حال قفل کردن است،حسگرهای سرعت که در هر چرخ یا در بعضی مواقع در دیفرانسیل قرار گرفته اند این اطلاعات را فراهم می کنند
سوپاپ ها:
در هر لوله ی ترمز که به هر ترمز می رود یک سوپاپ وجود دارد که با کنترل کننده کنترل می شود،در بعضی از سیستم ها سوپاپ سه حالت دارد:
●در حالت اول سوپاپ باز است و فشار از سیلندر اصلی مستقیما به ترمز می رسد
●در حالت دوم سوپاپ لوله ی ترمز را می بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می کند،این حالت از افزایش بیش از حد فشار ترمز وقتی راننده روی پدال فشار می آورد،جلو گیری می کند
●در حالت سوم سوپاپ مقداری از فشار ترمز را کم می کند
پمپ:
چون سوپاپ می تواند فشار ترمز را کم کند باید به طریقی این فشار از دست رفته را جبران کرد واین کاری است که پمپ انجام می دهد.بعد از اینکه سوپاپ فشار را در یک ترمز کم کرد پمپ دو باره فشار ایجاد می کند
کنترل کننده:
کنترل کننده یک پردازنده است که با توجه به حسگرهای سرعت، سوپاپ ها را کنترل می کند.
ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن:
انواع مختلف و الگوریتم های کنترل گوناگونی برای ترمز های ضد قفل وجود دارد.ما درباره ی طرز کار یکی از ساده ترین انواع آن توضیح می دهیم.
کنترل کننده همیشه حسگرهای سرعت را کنترل می کند و به دنبال کاهش سرعت غیر معمول در چرخ ها می گردد.دقیقا قبل از اینکه چرخی قفل کند کاهش سرعت شدیدی را تجربه می کند اگر این چرخ کنترل نشود بسیار زودتر از زمانی که خودرو برای متوقف شدن نیاز دارد قفل خواهد کرد.یک خودرو که با سرعت ٦۰مایل در ساعت حرکت می کند درشرایط ایده آل حدود ٥ ثانیه زمان لازم دارد تا بایستد اما یک چرخ در کمتر از یک ثانیه از چرخیدن می ایستد و قفل می کند.
کنترل کننده می داند که یک چنین کاهش سرعتی در چرخها غیرممکن است.بنابراین در چرخی که کاهش سرعت غیر معمول داشته فشار ترمز را کاهش می دهد تا زمانی که حسگر آن چرخ افزایش سرعت را ثبت کند آنگاه کنترل کننده دوباره فشار ترمز را افزایش می دهد تا اینکه حسگر ها کاهش سرعت را گزارش کنند.کنترل کننده این کار را بسیار سریع وقبل از آنکه تایر تغییر سرعت زیادی داشته باشد انجام می دهد نتیجه این است که حرکت چرخ ها با همان شدتی که از سرعت خودرو کم می شود کند می گردد و ترمز ها چرخ ها را نزدیکی نقطه ی قفل کردن نگه می دارند که این به سیستم بیشترین نیروی ترمز کردن را می دهد.
وقتی ترمز ضد قفل در حال کار کردن است شما ضربات منظمی در پدال ترمز احساس می کنید که به خاطر باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها است.بعضی از ترمزهای ضد قفل تا ۱٥بار در ثانیه این کار را انجام می دهند.
تاريخچه ABS:
در ابتداي دهه 1970 كمپاني دايملر بنز گروهي از مهندسين و كارشناسان فني خود را مامور بررسي و آزمايش سيستمي نمود كه از سال 1959 پيشنهاد گرديده و به طور مقطعي بر روي آن كار شده بود.
گروه مهندسي دايملر بنز براي پيشبرد كار خود با كمپاني تلديكس وارد عمل شد و مدتها بر روي آن كار شد اما نتيجه مطلوبي نداد و گروه مهندسي مجبور گشتند قرارداد خود را با كمپاني فوق لغو كرده و يك قرار داد جديد با كمپاني بوش ببندند. اين گروه پس از ماهها فعاليت موفق گرديدند سيستم ضد بلوكه ترمز (ABS) را در اواسط دهه هفتاد عرضه كنند. بدين ترتيب كمپاني دايملر بنز اولين كمپاني بود كه توانست اين سيستم را به صورت گسترده در خودروهاي خود بكار گيرد.
كمپانيهاي (بي ام و) و ( تويوتا) در ادامه، فعاليت خود را در اين زمينه آغاز كردند از اواسط دهه هشتاد تعداد بيشتري از كمپانيهاي سازنده شروع به نصب سيستم ضد بلوكه ترمز نمودند، مثل كمپانيهاي پژو، رنو، سيتروئن، لانچيا و خصوصاً هوندا كه موفق گرديد سيستم ضد بلوكه پيشرفته تري نسبت به ساير كمپانيها به روي خودروهايش نصب نمايد.
سيستمهاي اوليه ABS فقط چرخهاي عقب را كنترل مي كردند با اين هدف كه پايداري خودرو در هنگام عمل ترمز گيري بر روي سطح لغزنده حفظ شده و خودرو ثبات بيشتري داشته باشد. به تدريج اين سيستم پيشرفته تر شده به شكلي كه در دهه هشتاد سيستمهاي ABS كه ترمز چهار چرخ را كنترل مي‌كردند بر روي خودروها نصب گرديد.
سيستم ABS امروزه در اكثر توليدات كمپانيهاي بزرگ خودرو ساز به صورت استاندارد بر روي
خودروهاي شخصي و كاميونهاي سبك نصب مي شود و يا در برخي از خودروها به صورت انتخاب براي مشتري قرار داده مي شود.
سيستم ABS چه امكاناتي را فراهم مي آورد
ترمز ناگهاني و قفل شدن چرخها مهمترين خطري است كه خودرو راتهديد مي نمايد. قفل شدن چرخها از دو جهت براي خودرو خطرناك است. اين وضعيت در بسياري از مواقع فاصله ترمز گيري را افزايش داده و مهمتر از آن كنترل فرمان چرخها نيز از اختيار خارج مي شود خصوصاً در جاده‌هاي خيس و برفي يا يخ زده كه خطر قفل شدن چرخها بيشتر وجود دارد، نياز به سيستمي كه بتواند ترمز چرخها را كنترل كرده و از ليز خوردن چرخها جلوگيري نمايد بيش از پيش احساس مي‌شود.
موارد بيان شده در خودروهايي كه مجهز به سيستم كنترل قفل كننده چرخها (ABS) هستند به وجود نخواهد آمد. زيرا در خودروهاي مجهز به سيستم ABS حتي در صورت بروز ترمزهاي شديد و ناگهاني فرمانپذيري خودرو حفظ شده و به صورت ثابت باقي خواهد ماند.
مسافتهاي توقف
در اغلب موارد سيستم ABS مسافت توقف را كاهش مي دهد. زيرا ضريب اصطحكاك لاستيك با سطح جاده در چرخ به صورت جزئي قفل شده بيشتر از ضريب اصطحكاك لاستيكي است كه چرخ آن كاملاً قفل مي باشد [در اصطلاح مهندسي داراي لغزش چرخ منفي است].
در سنگفرش خشك و صاف كه ترمز كردن بر روي آن مشكل است، يك راننده ماهر و با حضور ذهن خوب، با تنظيم فشار پدال ترمز، مي تواند چرخها را در مناسبترين حالت قفل كند، در صورتي كه يك راننده نيمه ماهر، تا حد امكان پدال ترمز را فشرده و چرخها را كاملاً قفل مي كند. لازم به ذكر
است حتي يك راننده ماهر، نمي تواند چرخها را به طور جداگانه كنترل كند در صورتي كه اكثر سيستم هاي ABS قابليت چنين كاري را دارند. بنابراين حتي اگر راننده ماهر در سنگفرش خشك، هموار و نامطلوب تر از حالت ايده آل، بتواند همانند سيستم ABS عمل كند، سيستم ترمز ABS مسافت توقف كمتري را نسبت به سيستم هاي ترمز غير ABS خواهد داشت، زيرا سيستم ABS لاستيك ها را در حالتي قرار مي دهد كه بيشترين اصطحكاك را داشته باشند.
توقف در خط مستقيم :
هنگام ترمز بر روي جاده هايي كه چسبندگي يا اصطحكاك نامناسب دارند، وسيله ي نقليه تمايل به انحراف به طرفين و يا چرخش به دور خود را دارد دليل بروز اين حالت اين است كه بر روي يك سطح لغزنده چرخها تمايل بيشتري به قفل شدن زود هنگام، نسبت به يك سطح با اصطحكاك زياد
را دارند. از آنجايي كه چرخهاي قفل شده، اصطحكاك كمتري نسبت به چرخهاي آزاد دارند، وسيله نقليه تمايل به چرخش حول چرخهاي قفل شده را دارد . در سيستم هاي ترمز ضد قفل چند كاناله، چرخها به طور مجزا كنترل مي شوند، به طوري كه توازني بين قفل آنها وجود داشته باشد.
