ترمز ABS

انتشار : 3 ماه پیش

آخرین بروزرسانی : 2 ماه پیش

---

ترمز های ABS چگونه عمل می کنند ؟

مقدمه ای بر معرفی ترمز های ABS

متوقف کردن خودرو بطور ناگهانی و به سرعت در جاده های لغزنده از قدیم الایام مورد بحث بوده است.

ترمزهای مجهز به سیستم ABS بیشترین مجادله را در اینگونه بحث ها داشته است. در واقع در جاده ها و سطوح لغزنده حتی رانندگان حرفه ای بدون استفاده از ترمز ABS قادر به کنترل خودرو نمی باشند ، در صورتیکه رانندگان عادی با خودروهای دارای سیستم ABS این کنترل را به راحتی انجام میدهند در این شماره در خصوص سیستمهای ترمز ABS موارد نیاز به این سیستمها ، اجزاء سیستم ، چگونگی عملکرد سیستم و انواع مختلف سیستم صحبت خواهد شد.

مفهوم کلی سیستم های ABS

 تئوری عملکرد سیستمهای ترمز ABS بسیار آسان و ساده می باشد. چرخ لغزنده ( که سطح تماس لاستیک نیز مطابق با وضعیت سطح جاده در حال لغزش میباشد دارای سطح تماس کمتری نسبت به چرخ غیر لغزنده میباشد و بدیهی است در هنگام حرکت بر روی سطوح لغزنده همانند یخ و هنگام حرکت و چرخش چرخها ، هیچگونه سطح تماس مابین چرخ و جاده وجود نخواهد داشت و این به علت لغزش نقطه تماس مطابق با سطح یخ می باشد. ترمزهای ABS ، از لغزش چرخها بر روی سطح جاده جلوگیری کرده، دارای مزیت های ذیل میباشد :

(۱) توقف در زمان کوتاهتر

۲) کنترل بهتر خودرو در هنگام توقف

کلمه ABS مخفف عبارت (  Anti - Lock Braking System ) ؛ سیستم ترمز ضد قفل ؛ میباشد.  این سیستم به جهت کنترل بهتر خودرو توسط راننده در هنگام ترمز گیری شدید و نیز جلوگیری از لغزش خودرو در این موارد، طراحی شده است . این سیستم باعث کنترل بهتر خودرو شده و از لغزش آن در هنگام ترمز گیری ناگهانی جلوگیری می کند و نیز امکان راهبری بهتر خودرو و ثابت نگه داشتن آن در هنگام ترمز گیری را فراهم میکند .

اجزاء سیستم های ABS

1-    سنسورهای سرعت

2-    پمپ

3-    سوپاپ ها

4-    کنترلر

سنسورهای سرعت

سیستم ترمز ABS احتیاج به اطلاعاتی از قبیل زمان قفل شدن هر چرخ در هنگام ترمز گیری دارد این اطلاعات از طریق سنسورهای سرعت که بر روی هر چرخ نصب میشود ( در برخی موارد بر روی دیفرانسیل ) تامین میگردد .

سوپاپ ها

سوپاپهایی در خطوط تامین ترمزگیری وجود دارد که توسط سیستم ABS  کنترل میشود . در برخی سیستم ها این  سوپاپها دارای سه موقعیت می باشند :

در موقعیت اول ، سوپاپ باز بوده و فشار ارسالی از سیلندر اصلی ، مستقیما به سمـ سمت ترمز ها هدایت می شوند . در موقعیت دوم سوپاپها مسیر را مسدود کرده و ارتباط مابین سیلندر اصلی و ترمز را قطع میکنند، این حالت از افزایش فشار در هنگامی که راننده پدال ترمز را با شدت بیشتری فشار میدهد ، جلوگیری میکند. در موقعیت سوم از فشار در سیستم کاسته شود.

پمپ

از آنجاییکه سوپاپها قادر به آزاد کردن فشار در ترمزها میباشند ، راههایی نیز جهت برگشت فشار وجود دارد این عمل توسط پمپ انجام میشود هنگامیکه سوپاپ، فشار خطوط تامین را کاهش میدهد ، پمپ وظیفه تامین فشار را بر عهده خواهد داشت .

کنترلر

کنترلر همانند یک کامپیوتر در داخل خودرو ، وظیفه کنترل سنسورهای سرعت و سوپاپها را بر عهده دارد .

نحوه عملکرد ترمزهای ABS

سیستم های مختلف و متفاوتی جهت کنترل سیستم های ترمز ABS وجود دارد که در این مقوله ساده ترین نوع آن را مورد بحث قرار می دهیم .

کنترلر بطور دائمی عملکرد سنسورهای سرعت را تحت نظر داشته و کاهش سرعت غیر معمول را در هر کدام از چرخها مشخص می کند . هنگامی که راننده خودرویی که مجهز به سیستم کنترل در چهار چرخ میباشد ، پدال ترمز را بطور محکم فشار می دهد ، سیستم به طور خودکار، فشار ترمز در هر چهار چرخ را ارزیابی کرده، فشار متناسب و تنظیم شده را بطور مجزا در هر چرخی ، جهت جلوگیری از قفل شدن آن فراهم می آورد و به عبارت دیگر سیستم ABS با کاهش آن در هر چرخی که کاهش شتاب ناگهانی دارد ، عمل میکند این عمل ، امکان فراهم آمدن نیروی ترمزی بیشتری بدون لغزش را مهیا می سازد . هنگامی که پدال ترمزهای استاندارد ( بدون ABS) بطور محکم فشرده شوند، چرخ ها قفل شده و یا شروع به لغزش می کنند و امکان کنترل جهتی آن وجود ندارد  .ترمزهای ABS این امکان را برای راننده فراهم می آورند تا هدایت خودرو در حین ترمز گیری شدید را بطور کامل تر و بهتری انجام دهد .

در عمل ، سنسورهای سرعت چرخ هر کدام از چرخها ، سیگنال های پالس الکترونیکی را به واحد کنترل ارسال می اگر حالت قفل چرخ ( کاهش شتاب سریع ) در حین ترمز گیری تشخیص داده شود ، واحد کنترل ، سیگنالی را به سوپاپها ارسال کرده و فشار هیدرولیکی به سیلندر هر چرخ را کاهش میدهد . این عمل همراه با انتقال روغن ( سیال ) ترمز به منبع ذخیره کوچکی می باشد که در هنگامی که ترمزها مورد عمل قرار نمی گیرند به منبع اصلی برگشت داده می شوند . سیستم ترمز ABS بطور خودکار و زمانی که خودرو استارت زده شده و ترمزها بکار برده می شوند ، خود را تست میکند .

انواع سیستم های ترمز ABS

سیستم های ترمز ABS مطابق با نوع سیستم ترمز بکار رفته در خودرو ، دارای انواع مختلفی می باشد که بر اساس تعداد کانالها ، سوپاپها و سنسورهای سرعت طبقه بندی می شوند .

چهار کانال چهار سنسور

این نوع از سیستم، بهترین حالت بوده و هر کدام از سنسور و سوپاپ مجزایی تشکیل شده است کنترلر بطور مجزا ، اطلاعات مربوط به هر کدام از چرخها را مشخص نموده، بیشترین نیروی مورد نیاز ترمزی را فراهم می کند.

سه کانال سه سنسور

این نوع از سیستم ، معمولا در وانتها و باریهای کوچک مورد استفاده قرار میگیرد که چرخهای جلو هر کدام دارای سنسورهای مجزایی بوده و دو چرخ عقب دارای یک سنسور و یک سوپاپ میباشند . سنسور سرعت چرخهای عقب بر اکسل عقب قرار دارد . این سیستم نیروی کنترلی مجزایی را جهت جهت چرخهای جلو و عقب فراهم میکند .

 

یک کانال یک سنسور

این نوع از سیستم، معمولا در وانتها و باریهای کوچک با سیستم ABS در چرخهای عقب مورد استفاده قرار می گیرد . این سیستم شامل یک سوپاپ می باشد که چرخهای عقب را کنترل میکند و یک سنسور سرعت که در اکسل عقب قرار دارد .

نحوه استفاده از ترمز های ABS

فشار یکنواخت و ثابتی را بر روی پدال ترمز وارد کنید ، از آوردن فشار متناوب و غیر یکنواخت در هنگام ترمز کردن اجتناب نمایید .

 

صدای ناشی از کاربرد ترمز ABS

این صدا طبیعی میباشد و نشانگر فعال بودن سیستم ترمز ABS میباشد. ترمزهای ABS مختلف دارای عکس العمل های متفاوتی می باشند که عبارتند از :

- ضربان و تکان سریع پدال ترمز

- پدال ترمز سفت

هنگامی که ترمز ABS فعال میشود، راننده تکان هایی را در پدال ترمز در هنگام فشار آوردن بر آن مشاهده می کند که این مورد به علت اعمال فشار و آزاد شدن آن به ترمزها میباشد . صدای ناشی از کاربرد ترمز ABS نبایستی با صدای ناشی از عملکرد نامطلوب سیستم ترمز در هنگام ترمز گیری عادی اشتباه شود. منبع این صدا بایستی مشخص شود تا کالیپرها و مجموعه قطعات دوار و مرتبط معیوب نگردند.

هدف از ترمز ABS

هدف از طراحی ترمز ABS این بوده است که هنگام ترمزگیری کنترل خودرو حفظ شود با این نوع ترمز دیگر نیازی ندارید که پدال ترمز را پر کنید(چندین بار فشار دهید و یا به جهت جلوگیری از قفل شدن ترمز مرتباً ترمز گرفته و آن را رها کنید چون سیستم به طور خودکار این کار را انجام می دهد تنها کافیست که پدال را به طور پیوسته و محکم فشار دهید و در این حالت ضرباتی در زیر پایتان احساس میکنید .

قطعات اصلی سیستم ABSبه قرار زیر است :

 (1واحد ABS

 (2واحد کنترل هیدرولیک

 (3واحد کنترل الکترونیک

و سنسور سرعت چرخ ( در شکل روبرو قید نشده است )

سنسور سرعت چرخ:

سیگنال ارسالی از این سنسور شبیه یک موج سینوسی می باشد کـه با افزایش سرعت میزان دامنه و فرکانس موج افزایش می یابد . اگر به هر دلیلی شیار دندانه های صفحه دندانه دار کثیف شـود و یـا

فاصله بین سنسور با صفحه دندانه دار تغییـر یابـد سـیگنال ارسـالی تغییر خواهد نمود . سنسورهای القایی برای ارسال سیگنال دارای دو سیم می باشد .

ب: سنسورهای فعال

اساس کارکرد این نوع سنسورها تقریبا مشابه خاصیت اثر هال می باشد .لکن اندکی با آن متفاوت می باشد .در سنسورهای با اثر هال با حرکت دادن یک آهنربای دائمی از مقابل سیمی که جریان از آن عبور مـی کنـد یـک اخـتلاف پناسـیل بـه صـورت سیگنال بین دو نقطه  A,Bارسال می گردد . سنسور با اثر هال از یک کریستال سلسیوم تشکیل شده است که چند اتم سلسـیوم بوسیله اتمهای دیگر جایگزین شده است و بـدین شـکل خاصـیت اثـر هـال را پیـدا می کند و تا زمانی که آهن ربا نزدیک سنسـور اسـت سـیگنال بـه صـورت اخـتلاف پتانسیل از کریستال خارج می شود سنســـورهای بـــا خاصـــیت اثـــر هـــال دارای ســـه ســـیم بـــه شـــرح ذیـــل

می باشد :

 (1منبع تغذیه

 (2اتصال بدنه

 (3سیگنال

اما در سنسور  ABSنوع فعال بدین صورت است که سیگنال مستقیما از کریسـتال سلیسیوم خارج نمی شود بلکه با عبور آهن ربا در مقابل سنسور تغییـر مقاومـت بـه بورد الکترونیکی موجود در سنسور منتقل می شود وقتی تغییر مقاومت مغناطیسـی توسط بورد تشخیص داده شد از طریق اتصال کوتاه دو سر سیم سیگنال بـه صـورت تغییر ولتاژ ارسال می شود لذا نتیجه دقیقا مشابه اثر هال بوده ولـی بـه لحـاظ نـوع عملکرد با آن متفاوت می باشد. این سنسور بر خلاف اثر هال اغلب شامل دو سیم می باشد تغییرات سیگنال بسته به نوع سنسور متفاوت می باشد . امتیاز این نوع سنسورها نسبت به سنسورهای غیرفعال این اسـت کـه در سـرعتهای پایین حتی  1کیلومتر بر ساعت نیز عمل می کنند ولـی سنسـورهای غیـر فعـال از سرعت  7 کیلومتر بر ساعت به بعد شروع به فعالیت می کنند . در سیستم  ABSبا سنسور فعال آهن ربا بر روی یک طرف بلبرینـگ چـرخ نصـب می گردد که به همراه چرخش چرخ و بلبرینگ ، آهنربا نیز در مقابل سنسور حرکت می کند .

یکی از مهمترین مزایای سنسور ABSاز نوع فعال این است کـه سنسـور ثابت بوده و آهن ربـای نصـب شـده بـر روی بلبرینـگ ، جلـو آن حرکـت می کند لذا طول عمر این سنسور بسیار بالاتر از سنسورهای غیر فعال که بر اساس خاصیت القایی کار می کنند می باشد خروجی سیگنال این نوع سنسورها به صورت پله ای و مطابق شکل روبـرو می باشد .

دامنه و فرکانس سیگنال خروجی بر اساس نوع سنسور متفاوت است .جهـــت دریافـــت ســـیگنال از دســـتگاه اسیلوســـکوپ بـــه صـــورت PORTABLE و یا از MEASURMENT BOX موجود در منوهای  دستگاههای عیب یاب می تـوان اسـتفاده کـرد بـه شـکلی کـه یـک سـرPROBE ( سرسیم اسیلوسکوپ) به بدنه خودرو و سـر دیگـر ، بـه سـیم حامل سیگنال متصل می شود و بدین صورت می توان از سالم یا معیـوب بودن سنسور اطمینان حاصل کرد .

واحد کنترل هیدرولیک:

این مجموعه شامل  8شیربرقی می باشد که برای هر چرخ یـک شـیر برقـی ورودی و یک شیر برقی خروجی وجود دارد . هر گاه در خودرویی تعداد شیر برقی ها بیشتر از  8عدد بود سایر شیر برقـی ها مربوط به سیستمهای دیگر ترمز، نظیرسیستم  ESPمی باشد در ضمن به هنگـام کـارکرد سیسـتم  ABSروغـن بـا فشـار توسـط پمـپ هیدرولیک به سمت مستر سیلندر بر می گردد لـذا بـه منظـور جلـوگیری از نوسانات و لرزش لوله های ترمز هنگام بـاز و بسـت شـیر برقـی و همچنـین ایجاد افت ناگهانی فشار از آکومولاتور استفاده می گردد .

ضریب لغزش

اگر  Vسرعت خودرو و vسرعت چرخها باشـد رابطـه ذیـل بیـانگر میـزان ضریب لغزش یاslipping  می باشد .

Slipping= (V-v)/V

مثلا در حالتی که خودرو با سرعت  120کیلومتر برساعت در حال حرکت می باشد و خودرو هیچ گونه ترمزگیری نـدارد سـرعت چرخهـا نیـز120 کیلومتر بر ساعت خواهد بود لذا میزان سر خوردن صفر در صد می باشد . هنگامی که در حالت ترمز گیری چرخها قفل می کند سرعت چرخهـا بـه صفر می رسد در حالی که هنوز سرعت خـودرو  120کیلـومتر بـر سـاعت می باشـد در ایـن حالـت برطبـق فرمـول  SLIPPINGمیـزان ضـریب سرخوردن  %100می باشد .

در نمودار روبرو خط سبز رنگ قدرت فرمانپذیری خودرو با افزایش میزان SLIPPING و کاهش ضریب چسبندگی چرخ با جاده را نشان می دهد و خط آبی رنگ بیانگر قدرت ترمز گیری می باشد . همــانطور کــه از نمــودار پیداســت مــاکزیمم قــدرت ترمزگیــری درSLIPPING  حدود  30درصد می باشد و بهترین حالـت ترمزگیـری بـا کنترل فرمان مناسب بین  %9لغایت  %30میزان  SLIPPINGمی باشـد و هدف از وجود ترمز  ABSنگهداشتن حـد ترمـز در بـازه معرفـی شـده می باشد .

نمودار عملکرد سیستم ترمز ABS

نمودار روبرو عملکرد ترمز  ABSرا نشان می دهد .همانطور کـه درشـکل مشاهده می نمایید تا میـزان  %20لغـزش ، ترمزگیـری از نـوع کلاسـیک می باشد از آن زمان به بعد ترمز ABSشروع به کار کرده و میزان ضریبSLIPPING را بین اعداد9و 30درصد نگه می دارد تا مانع از قفل شدن چرخها گردد .

در نقطه 30درصد  SLIPPINGبـه مـدت زمـان بسـیار کوتـاه (در حـد هزارم ثانیه) فشار مدار ترمز ثابت مانده و سپس افت می نماید این تغییرات به مدت  13بار در ثانیه اتفاق می افتد یعنی در هر ثانیـه 13 بار فرآیند فوق اتفاق می افتد تا مانع قفل شدن چرخها شود .

لذا برای کارکرد صحیح سیستم ترمز  ABSو تعیین ضریب  SLIPPINGکامپیوتر  ABSعلاوه بر اطلاعات سرعت چرخ به اطلاعـات سـرعت خودرو نیز نیاز دارد .

در خودروهای بدون سنسور سرعت چرخ ، سرعت خودرو از روی دنده کیلومتر شمار داخل گیربکس ، به صفحه کیلومتر شمار مخابره مـی شـود .

اما در خودرو مجهز به سنسور سرعت چرخ سرعت خودرو توسط کامپیوتر به صورت زیر محاسبه می شود .

لازم به توضیح می باشد بر اساس نوع برنامه ریزی کامپیوتر ، نحوه محاسبه سرعت خودرو متفاوت می باشد اطلاعات ذیل مربوط به یک مدل خاص از کامپیوتر ABSشرکت BOSCHمی باشد .

مثلا در یک نمونه دیگر از کامپیوتر ها وقتی تمامی سنسورها سالم است سرعت خودرو معادل بالاترین سرعت هر یک از سنسورهای چرخها می باشد .

هواگیری مدار ترمز :

هواگیری سیستم ترمز به دو صورت انجام می پذیرد

 -1هواگیری کلاسیک مدار ترمز : جهت هواگیری کلاسیک سیستم ترمز به کتابچه راهنمای تعمیرات خودرو مراجعه نمایید هواگیری اصولا از دورترین چرخ به پمپ اصلی ترمز انجام می پذیرد .

 -2هواگیری سیستم ترمز :ABSهواگیری ترمز  ABSاز طریق دستگاه عیب یاب و در منوی BLEEDING (هواگیری) انجام می پذیرد .

---

تگ ها : سیستم ترمز دیجیتال خودرو سامانه سنسور سرعت ترمزABS ترمز ضد قفل سنسور سرعت چرخ کنترل هیدرولیک کنترل الکترونیک سنسور ABS لغزش مقاله

---

نظرات کاربران :