هر چند استفاده از ترمز‌های 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 کاملاً مکانیکی) در سال 1929 توسط گابریل وویزین، مبتکر فرانسوی برای استفاده در صنعت هواپیمایی توسعه پیدا کرد. هر چند استفاده از آن عمومیت پیدا نکرد ولی مزایای آن به خصوص در زمینه کاهش طول خط ترمز آشکار شد. بعد از آن در دهه 60 میلادی نمونه‌های اولیه این سیستم برای نصب بر روی موتور‌سیکلت‌ها و تعدادی از خودرو‌ها به صورت محدود تولید شد ولی بار دیگر به دلیل پیچیدگی و البته قیمت بالا به هیچ عنوان نتوانست جایگاهی به دست آورد و به فراموشی سپرده شد.پس از آن و در دهه 70، شرکت بوش آلمان که از پیشگامان توسعه سیستم‌های جدید در خودرو‌ها است با همکاری مرسدس‌بنز اقدام به توسعه سیستم ترمز ABS الکترونیکی کرد و سرانجام این سیستم در سال 1978 بر روی مرسدی‌بنز سری W116 نصب شد.

* * *

ترمز ABS چیست؟
همه ما رانندگی در سرعت‌های بالا به خصوص زمانی که جاده لغزنده باشد را تجربه کرده‌ایم. ناگهان پایمان را بر روی پدال ترمز قرار می‌دهیم. 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 دقیقاً از چنین مشکلی مطرح شد. مهندسان به دنبال راه حلی بودند که مانع از قفل شدن چرخ‌ها در زمان ترمز‌گیری شدید شود و در عین حال 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 به طور کامل قفل نمی‌شوند و در نتیجه خودرو تعادلش را از دست نمی‌دهد. به طور کلی اگر چرخ‌های عقب قفل شوند، خودرو روی سطح جاده سر خورده 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 ترمز‌گیری شدید، میزان نیروی وارد شده به پدال ترمز را تنظیم کنند. از سوی دیگر در زمین‌های لغزنده با ترمز‌گیری‌های پیوسته، مانع از قفل شدن چرخ‌ها شود و این دقیقاً 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.

قفل نشدن چرخ‌ها علاوه بر آنکه در خط مستقیم مانع از انحراف خودرو می‌شود، در زمان چرخاندن فرمان در حین ترمز‌گیری نیز به یاری راننده می‌آید چرا که در این شرایط اگر چرخ‌ها قفل باشد، خودرو به سرعت 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.

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

-‌ پمپ Pump

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

-‌ کنترلر Controller
سیستم ترمز ABS نیاز به یک مغز متفکر دارد تا بتواند قفل شدن چرخ‌ها را 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. به طور معمول این بخش با ECU خودرو ادغام می‌شود.

نحوه عملکرد سیستم ترمز ABS
اگر بخواهیم به طور خلاصه نگاهی اجمالی بر نحوه عملکرد ترمز ABS داشته باشیم بدین 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 ٦۰ مایل یا 96 کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند در شرایط ایده‌آل حدود پنج 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، به محض 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.

قابل ذکر است که این اعمال به طور پیوسته انجام می‌شود تا خودرو بایستد. پالس‌هایی که در پدال ترمز در طی فرایند ترمزگیری احساس می‌شود به دلیل باز شدن متناوب سوپاپ‌ها است. در طی این فرآیند لنت‌ها به طور پیوسته به دیسک‌ها فشرده می‌شوند و باز‌می‌گردند و به این ترتیب چرخ‌ها متوقف شده و رها می‌شوند. هر چند در ظاهر این کار به صورت 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 به هیچ عنوان نمی‌تواند ترمز‌های مطمئنی را موجب شود.

سنسورهای سیستم ترمز ABS در کاسه چرخ نصب می‌شوند و به همین دلیل برای نصب این سیستم بر روی خودرو نیاز است تغییراتی در کاسه چرخ اعمال شود و از همین رو نصب این سیستم به صورت غیر اصولی میسر نخواهد بود.

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 به طور مجزا کنترل می‌شوند) و نیز تعداد سنسور‌های سرعت است.

-‌ ترمز ABS چهار کاناله- چهار سنسور
بهترین نوع ترمز است چرا که برای هر یک از چهارچرخ سنسور سرعت و سوپاپ مجزا تعبیه شده است. با این روش کنترل‌گر هر چرخ را به طور مجزا بررسی می‌کند تا اطمینان از اینکه هر چرخ به بالاترین مقدار نیروی ترمز ‌حاصل شود و متناسب با اطلاعات هر چرخ و به طور اختصاصی برای همان چرخ واکنش نشان می‌دهد.

-‌ ترمز ABS سه کاناله- سه سنسور
در این نوع سیستم ترمز برای هر چرخ جلو به طور مجزا یک سنسور سرعت و سوپاپ به طور مجزا تعبیه شده اما برای دو چرخ عقب فقط یک سنسور سرعت و سوپاپ در نظر گرفته شده است. در اینجا کنترل‌گر چرخ‌های جلو را به طور مجزا مونیتور می‌کند اما دو چرخ عقب با هم مونیتور می‌شوند بنابر‌این امکان قفل شدن یکی از چرخ‌های عقب و کاهش راندمان ترمزگیری 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 دو چرخ و نیز یک سنسور سرعت (سنسور سرعت در محور چرخ عقب تعبیه شده است) برای هر دو چرخ تعبیه شده است.

مزایای استفاده از سیستم ترمزABS
از مهمترین مزایای سیستم ضد قفل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

-‌ افزایش میزان کنترل و فرمان‌پذیری خودرو هنگام ترمز‌های شديد و جلوگيري از انحراف آن. در این شرایط به دلیل اینکه چرخ‌ها تنها تا آستانه قفل شدن به پیش می‌روند و در عمل قفل نمی‌شوند، نیروی ترمز به شکل مناسب توزیع می‌شود و به دلیل قفل نشدن چرخ‌ها، خودرو در زمان ترمز‌گیری 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 ترمزگیری از خط مستقیم منحرف شود، این سیستم نمی‌تواند وقوع این اتفاق را تشخیص دهد.

-‌ طولاني‌تر شدن عمر لاستیک خودرو چرا که به دلیل عدم قفل شدن چرخ‌ها، ساییدگی لاستیک نیز به وجود نمی‌آید.

-‌ توقف خودرو در مدت زمان کمتر و کاهش فواصل خط ترمز

-‌ کاهش مقدار لرزش لاستیک و سیستم تعلیق در هنگام ترمز و كاهش تركيدگي لاستيك در ترمز شديد

-‌ 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 استفاده از سیستم ترمزABS
سیستم ترمز ABS در کنار مزایای زیادی که دارد معایبی نیز دارد. این معایب هر چند در زمان استفاده از این سیستم مشهود هستند اما به دلیل آنکه در مقابل مزایای 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 سنگ ریزه‌ای عملکرد خوبی ندارند و نه تنها طول خط ترمز را کاهش نمی‌دهند بلکه ممکن است باعث بلندتر شدن خط ترمز نیز بشوند هر چند 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 ترمزگیری لاستیک به سمت قسمت آسفالتی منحرف می‌شود.

-‌ با توجه به اینکه این سیستم نسبت به سیستم قدیمی از اجزا بیشتری تشکیل شده است بنابر‌این هزینه‌های تعمیرات و نگهداری آن بالاتر است.

لامپ هشدار‌دهنده سیستم ترمزABS

از بهترین شاخصه‌های سیستم ترمز ABS این است که به طور الکترونیکی خودش را کنترل می‌کند. بدین ترتیب که روی صفحه نمایش مقابل راننده چراغی (عموماً 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 به صورت عادی به وظیفه خود عمل می‌کنند.


 

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، به هیچ‌وجه نباید برای متوقف کردن خودرو از ترمز‌های پی در پی استفاده کرد چرا که این کار در تجزیه و تحلیل‌های سیستم ترمز ABS اختلال ایجاد می‌کند. با فشار یکنواخت و مناسب، به سیستم ترمز اجازه بدهید وظیفه خود را انجام دهد.


ترمزگيري صحيح با ABS

در شرايط بحراني (مواجه شدن با موانع) فورا پدال كلاچ را گرفته و با تمام نيرو به طور مداوم روي پدال ترمز فشار دهيد.


در اين زمان Abs شروع به كار كرده و شما قادر خواهيد بود خودروي خود را در مسير دلخواه هدايت كرده و از برخورد با موانع جلوگيري كنيد.


دو قانون مهم هنگام ترمزگيري با سيستم Abs


1 -فورا كلاچ را بگيريد و با تمام نيرو روي پدال ترمز به طور مداوم فشار دهيد.


2 -با وجود ترمزگيري كامل، خودرو را در مسير دلخواه هدايت كنيد.


منبع : تاریخچه دنیای‌خودرو- مهندس بابک نیکوفر