سیستم ترمز ضد قفل (ABS)

سیستم ترمز ضد قفل (ABS)

خودروهاي امروزي از نياكان خود بسيار هوشمندترند. آنها ايمنتر، سريعتر، ساكتتر، و كم مصرف ترند و آلودگي كمتري ايجاد ميكنند. بدون شك سيستمهاي كنترلي خودرو سهم زيادي در ايجاد اين برتري ها دارند. يكي از اين سيستمهاي كنترلي، سيستم (ABS) ترمز ضدقفل است. رقابت سازندگان خودرو براي جلب نظر مشتريها، محدوديتهاي اقتصادي، و نيز مقرراتي كه براي حفظ محيط زيست به تصويب ميرسد، باعث سرعت بخشيدن به روند تكامل خودروها شده است.

خودروهاي امروزي از نظر راحتي، ايمني و كارايي با خودروهاي يك دهه پيش تقريبًا قابل مقايسه نيستند. افزايش استفاده از سيستمهاي كنترلي پيچيده و پردازنده هاي ديجيتال در خودرو و نيز روند روبه رشد استفاده از انرژي الكتريكي به جاي سوختهاي فسيلي باعث افزايش بخشهاي الكترونيكي خودرو شده است. به طوريكه سيستم برقي يك خودرو پيشرفته امروزي شامل حدود ١٥٠٠ قطعه سيم، تعداد بيشماري نقطة اتصال، گاهي تا هجده عدد ريزپردازنده و بيش از دوازده عدد حسگر است.

سيستم ترمز در خودروهاي امروزي حاصل يك فرايند تكامل طولاني است بهكارگيري سيستم ترمز ضدقفل از مهمترين گامهايي است كه در جهت افزايش كارايي ترمز خودرو برداشته شد. وظيفه اين سيستم حفظ پايداري و قابليت كه از اولين ترمز هيدروليك عملي در سال ١٩١٧ آغاز شده است. به كارگيري سيستم ترمز ضدقفل از مهمترين گامهايي است كه در جهت افزايش كارايي ترمز خودرو برداشته شد. وظيفه اين سيستم حفظ پايداري و قابليت هدايت خودرو و كاهش فاصله ايستادن هنگام ترمزهاي شديد است. ABS اولین بار در اوایل دهه 1950 در هواپیما بکار گرفته شد که در آن زمان برای استفاده در خودرو گران بود. رشد واقعی فن آوری ABS در دهه 1970 با آمدن مدارهای محتمع و ریزپردازنده ها ممکن شد.

نگه داشتن خودرو در مواقع اضطراری کار بسیار سختی است. سیستم ضد بلوکه همانند یک سیستم عصبی در این گونه موارد وارد عمل میشه. در حقیقت در سطوح لغزنده رانندگان حرفه ای هم نمی توانند بدون ترمز ABS مثل رانندگان آماتور با ترمزهای ABS خودروی خود را متوقف کنند.

عملکرد ترمز ABS بسیار ساده است. وقتی شما روی یخ رانندگی میکنید اگر به آرامی ترمز کنید بخوبی متوقف میشوید. اگر ترمز شدید بگیرید ممکن است چندین متر لیز بخورید ضمن اینکه کنترل خودرو از دستانتان خارج میشود .ممکن است با خودرو های دیگر تصادف کنید. یکی از روشهایی که رانندگان ماهر استفاده میکنند این است که وقتی ترمز را روی یخ فشار میدهند مواظب این هستند که چرخها قفل نکنند بمحض اینکه این عمل اتفاق افتاد لحظه ای پا را از روی ترمز بر میدارند. سیستم ABS این کار را برای شما بطور اتوماتیک انجام میدهد. در نتیجه زمان توقف کوتاه تر میشود و دیگر اینکه در هنگام ترمز شما توانائی هدایت ماشین بوسیله فرمان خودرو را دارید.
سیستم ABS از چهار قسمت اصلی تشکیل شده:
1-   حسگرهای سرعت
2-  پمپ
3- سوپاپها
4- – کنترلر

1-  حسگرهای سرعت: که کنترل سرعت چرخها را جهت بررسی اینکه آیا چرخ دارد قفل میشود

2- – سوپاپها: که در مسیر هر ترمز هر قرار دارد. و در سه وضعیت قرار میگیرند و فشار ترمز را کنترل میکنند. سوپاپها مستقیما بوسیله سیستم ABS کنترل میشوند
3-  پمپ: در صورتیکه سوپاپ فشار روی ترمز را کم کند پمپ نیروی اضافی را برمیگرداند و هرگاه سوپاپ فشار روی ترمز را بخواهد افزایش دهد پمپ این نیرو را بازیابی میکند.
4-  همان کامپیوتری است که روی خودورها نصب میشود این کامپیوتر همواره وضعیت سنسورهای سرعت را پردازش و سوپاپها را کنترل میکند.
(قابل توجه اونهایی که میخوان رو ماشینهای معمولی ترمزهای ABS ی رو که تو روزنامه تبلیغ میکنن بندازن. این ترمزها فقط حالت مکانیکی دارند و هوشمند عمل نمی کنند و در مواردی موجب خطرناکتر شدن کنترل خودرو میشوند)
روش کار سیستم به این طریق است:
سنسورها مداواما بوسیله کنترلر چک میشوند در صورتیکه شتاب چرخش چرخها کاهش پیدا کند سیستم کنترل وضعیت سوپاپها را به حالت آماده در میاورد. اگر کنترلر ضریب این کاهش شتاب را زیاد ارزیابی کند و چرخها را در آستانه توقف کامل ببیند، سوپها رامی بندد تا فشار ترمز کمتر شود سپس بمحض اینکه احساس کرد شتاب چرخش چرخها زیاد شده دوباره سوپاپها را باز میکند. اینقدر این کار را ادامه میدهد تا یا راننده پا را از روی ترمز بردارد یا خودرو کاملا متوقف شود. این عمل بسیار سریع انجام میشود. در این هنگام شما زیر پایتان تپشهایی احساس خواهید کرد.
این تپشها بخاطر باز و بسته شدن سریع سوپاپهاست. بعضی از سیستم های ABS میتوانند در هر ثانیه 15 بار این سیکل را تکرار کنند.
انواع ABS
1- چهار کاناله: برای هر چرخ یک سنسور سرعت و یک سوپاپ وجود دارد این بهترین نوع ABS است
2- سه کاناله: برای هر کدام از چرخهای جلو یک سنسور و یک سوپاپ و برای دو چرخ عقب یک سنسور و یک سوپاپ وجود دارد که معمولا داخل اکسل عقب نصب میشود در این نوع ممکن است یکی از چرخهای عقب قفل کند. مثلا در شرایطی که یک چرخ روی گازوئیل و چرخ دیگر روی زمین خشک است.
3- تک کاناله: که برای دو چرخ عقب یک سنسور و یک سوپاپ وجود دارد.
یکی از مزایای دیگر سیستم ABS عدم گرم شدن لنتهاست.
در اين مقاله ابتدا توصيف مختصري از اين سيستم و اهداف و اجزاي آن آورده شده است. سپس درباره الگوريتم كنترل سيستم ترمز ضدقفل و مشكلات اصلي كنترل كننده بحث شده است. در ادامه پس از معرفي يك كنترل كننده بسيار ساده، مزاياي استفاده از سيستم ترمز ضدقفل با شبيهسازي چند وضعيت نشان داده شده است.

ادامه مطلب