تصور کنید در حین ترمز شدید باید از یک مانع ناگهانی دور بزنید. به نظر ساده میرسد — پدال ترمز را فشار دهید، فرمان را بچرخانید، مسیر را تصحیح کنید. اما نقطهای حساس وجود دارد که فشار بیش از حد روی پدال باعث قفل شدن چرخها میشود و از آن لحظه به بعد، همه چیز تغییر میکند.
وقتی چرخهای شما قفل میشوند چه اتفاقی میافتد؟
هنگامی که چرخها در ترمزگیری اضطراری قفل میشوند، دو سناریوی کاملاً متفاوت میتواند رخ دهد — بسته به اینکه خودروی شما مجهز به سیستم ترمز ضد قفل (ABS) باشد یا نه.
بدون ABS: هر چقدر هم فرمان را بپیچانید، خودرو مسیر خود را تغییر نمیدهد. چرخهای قفل و در حال سُرخوردن، توانایی مانور راننده را کاملاً سلب میکنند — خودرو صرفاً مستقیم به جلو میرود، انگار که فرمان قطع شده باشد. تنها یک راننده باتجربه میتواند با رها کردن لحظهای پدال ترمز و استفاده از ترمزگیری ضربانی کنترلشده، وضعیت را بازیابی کند.
با ABS: راننده فقط باید پدال ترمز را محکم فشار دهد و به طور عادی فرمان بزند. سیستم بقیه کار را انجام میدهد.
قفل شدن چرخ همچنین خطرناک است زیرا میتواند باعث سُرخوردن یا انحراف جانبی خودرو شود — بهویژه در این موقعیتها:
- سطحهای مختلف جاده زیر چرخهای مختلف
- تغییرات قابل توجه بار روی محورها ناشی از مانور قبلی
- تایرهای نامتجانس بین محورها
- نیروهای جانبی ناشی از شیب عرضی جاده یا برخورد
در هر یک از این موارد، تصحیح مسیر پس از قفل شدن چرخها تقریباً غیرممکن است.
چگونه ABS مسافت ترمزگیری را کاهش میدهد
افزایش مسافت ترمزگیری یکی از جدیترین پیامدهای قفل شدن چرخ است. دلیل آن به فیزیک پایه برمیگردد: اصطکاک ایستا بزرگتر از اصطکاک لغزشی است. برای توقف در کوتاهترین فاصله ممکن، فشار ایدهآل ترمز باید چرخها را درست در آستانه قفل شدن نگه دارد — نه کاملاً قفل.
این مقدار با عددی به نام لغزش نسبی اندازهگیری میشود که از ۰٪ (چرخ آزادانه میغلتد بدون هیچ لغزشی) تا ۱۰۰٪ (چرخ کاملاً قفل است) متغیر است. تحقیقات نشان داده است که حداکثر کارایی ترمزگیری در لغزش ۱۵ تا ۲۰ درصد به دست میآید — یعنی چرخ در حال ترمز ۱۵ تا ۲۰ درصد کندتر از یک چرخ آزاد در همان سرعت خودرو میچرخد. الکترونیک ABS این مقدار لغزش بهینه را با قفل و آزاد کردن سریع چرخها در طول توقف، به طور مداوم حفظ میکند.
تاریخچه مختصر فناوری ABS
خطرات قفل شدن چرخ تا دهه ۱۹۷۰ به طور گستردهای مورد توجه قرار نگرفت. پیشگام این عرصه مرسدس-بنز بود که با بوش برای توسعه اولین سیستم ABS تولیدی همکاری کرد و آن را در سالهای ۱۹۷۸ تا ۱۹۷۹ روی مرسدس کلاس S معرفی نمود. اصول عملکردی بنیادین که در آن زمان تعریف شدند، عمدتاً بدون تغییر باقی ماندهاند — تنها با الکترونیک مدرن بهبود یافتهاند.
سیستم ترمز ضد قفل چگونه کار میکند؟
ABS سرعت چرخش چرخ را با تنظیم فشار در لولههای ترمز کنترل میکند. این فرآیند گام به گام به شرح زیر است:
- هر چرخ دارای حسگری است که پالسهای الکتریکی را با فرکانسی متناسب با سرعت چرخش چرخ به واحد کنترل ABS ارسال میکند.
- اگر سرعت چرخش یک چرخ در حین ترمزگیری به سمت صفر میل کند، واحد کنترل به مدولاتور هیدرولیک دستور میدهد تا فشار در آن لوله ترمز را کاهش دهد.
- یک شیر الکتریکی فشار را تخلیه میکند و مایع ترمز اضافی را به یک مخزن هیدرولیک هدایت مینماید.
- فشار کاهش مییابد تا زمانی که چرخ چنگ بزند و دوباره به سرعت برسد.
- سپس ABS به سرعت فشار را مجدداً افزایش میدهد تا چرخ را کُند کند.
- این چرخه تکرار میشود تا زمانی که خودرو متوقف شود یا راننده پدال را رها کند.
سیستمهای مدرن ABS چهارکاناله نیروی ترمز هر چرخ را به طور مستقل کنترل و تنظیم میکنند — پیشرفت قابل توجهی نسبت به سیستمهای اولیه که تغییرات ترمزگیری را به طور همزمان به همه چرخها اعمال میکردند.
آیا میتوان ABS را با ترمزگیری ضربانی دستی شبیهسازی کرد؟
برخی رانندگان میپرسند: چرا فقط ترمز را به صورت ضربانی فشار نمیدهیم؟ در خودروهای بدون ABS، ترمزگیری ریتمیک میتواند در توقفهای اضطراری کمک کند تا از موانع دور بزنید — ترمز میگیرید تا چرخها قفل شوند، سپس لحظهای رها میکنید تا فرمان بزنید، سپس دوباره ترمز میگیرید. این تکنیک معتبری است، هرچند مسافت توقف را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد.
مشکل محدودیت انسانی است. هیچ رانندهای — صرف نظر از مهارت یا تجربه — نمیتواند ترمز را به سرعت و دقت الکترونیک ABS فشار دهد. این سیستم میتواند هر چرخ را تقریباً ۱۵ بار در ثانیه قفل و آزاد کند که این صرفاً فراتر از توانایی انسان است.
ABS، EBD و کمک ترمز: چگونه با هم کار میکنند
در اکثر خودروهای مدرن، ABS در کنار سیستمهای مکملی کار میکند که ایمنی ترمزگیری را بیشتر بهبود میدهند:
- EBD (توزیع الکترونیکی نیروی ترمز) — شدت ترمزگیری هر چرخ را به طور جداگانه اندازهگیری و تنظیم میکند. با تشخیص تفاوت در سرعت چرخش چرخها و کاهش نیروی ترمز روی چرخهایی با چنگ کمتر، ترمزگیری ایمن در پیچها یا روی سطوح مختلط جاده را ممکن میسازد.
- کمک ترمز (Brake Assist) — یک فشار ناگهانی و تند پدال ترمز (نشانه ترمزگیری وحشتزده) را تشخیص میدهد و به طور خودکار فشار کامل را در لولههای ترمز ایجاد میکند تا کمبود عکسالعمل رانندهای که در شرایط اضطراری با تردید ترمز میگیرد را جبران نماید. در ترمزگیری عادی روزمره دخالتی ندارد.
شایان ذکر است: در خودروهای مجهز به ABS، باید در توقفهای اضطراری پدال ترمز را محکم تا انتها فشار دهید. سیستم طراحی شده تا فشار کامل پدال را مدیریت کند — تردید نکنید.
محدودیتهای ABS: زمانی که ممکن است علیه شما عمل کند
ABS یک راهحل جهانی نیست. شرایط خاصی وجود دارد که در آنها ABS استاندارد میتواند در واقع منجر به مسافت ترمزگیری طولانیتر در مقایسه با خودروهای فاقد ABS شود:
- یخ با تایرهای میخدار — میخها حداکثر چنگ را فقط در نرخهای لغزش بالا ارائه میدهند، وقتی مثل چنگال در یخ فرو میروند. ABS با آزاد کردن چرخها پیش از آنکه میخها بتوانند بچسبند از این امر جلوگیری میکند و اثربخشی آنها را کاهش میدهد.
- جادههای پوشیده از برف — روی برف عمیق، چرخهای قفلشده یک گوه از برف فشرده در جلوی خود هل میدهند (اثر گاوآهن) که در واقع مسافت توقف را کوتاهتر میکند. ABS با نگه داشتن چرخها در حال چرخش از این تجمع جلوگیری میکند.
- سطوح شُل (شن، ریگ، خاک رس) — همین اصل اعمال میشود: چرخهای قفلشده در سطح فرو میروند و مقاومت ایجاد میکنند. ABS این مزیت را از بین میبرد.
- جادههای ناهموار یا پر دستانداز — اگر یک چرخ در حین ترمزگیری لحظهای از زمین بلند شود و قفل شود، ABS ممکن است آن را به اشتباه به عنوان سُرخوردن تشخیص دهد و فشار را در سایر لولههای ترمز به طور غیرضروری کاهش دهد، و باعث تاب خوردن خودرو و افزایش مسافت توقف شود. تعلیق خوب نگهداریشده این خطر را به حداقل میرساند.
نکته اصلی: روی سطوح یخی، پوشیده از برف، یا ناهموار، خودرویی بدون ABS گاهی میتواند در مسافت کوتاهتری متوقف شود. به همین دلیل است که برخی سناریوهای رانندگی در زمستان نیاز به تکنیکهای متفاوت یا کالیبراسیونهای تخصصی ABS دارند.
آیا ABS ارزشش را دارد؟ آمار چه میگویند
فناوری مدرن ABS به تکامل خود ادامه میدهد. سیستمهای پیشرفته اکنون میتوانند ورودیهای چندین حسگر را بخوانند، با نوع سطح جاده سازگار شوند و الگوریتمهای ترمزگیری متفاوتی را بر اساس آن اعمال کنند. تصویر کلی همچنان روشن است:
روی سطوح خشک و مرطوب، یک سیستم ABS کالیبرهشده مناسب — در ترکیب با یک خودروی خوب نگهداریشده — میتواند به طور متوسط مسافت ترمزگیری را تا ۲۰ درصد کاهش دهد، در حالی که توانایی راننده برای فرمانگیری و مانور در طول توقف را حفظ میکند. در شرایط اضطراری، آن چند متر اضافه میتواند همه تفاوت را ایجاد کند.
این یک ترجمه است. نسخه اصلی را میتوانید اینجا بخوانید: https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e38cb.html
منتشر شده دسامبر 16, 2021 • 6 دقیقه برای مطالعه
