۱۳۹۲ فروردین ۲۵, یکشنبه

سیستم ترمز ABS-Anti LOCK BRAKE SYSTEM



ترمز ABS

نگه داشتن خودرو در مواقع اضطراري 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 اي هم نمی توانند بدون ترمز ABS  مثل رانندگان آماتور با ترمزهاي ABS خودروي خود را متوقف کنند. 
عملکرد ترمزABS بسیار ساده است. وقتی شما روي 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 هاي دیگر تصادف کنید. یکی از روشهایی که رانندگان ماهر استفاده میکنند این است که وقتی ترمز را روي یخ فشار میدهند مواظب این هستند که چرخها قفل نکنند به محض اینکه این عمل اتفاق افتاد لحظه اي پا را از روي ترمز بر میدارند. سیستم ABS این کار را براي 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.

سيستم ترمز در خودروهاي امروزي حاصل يك فرايند تكامل طولاني است 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. وظيفة اين سيستم حفظ پايداري و قابليت هدايت خودرو و كاهش فاصلة ايستادن هنگام ترمزهاي شديد است.

اولين ABS بار در اوايل دهة ١٩٥٠ در هواپيما بهكار گرفته شد كه در آن زمان براي استفاده در خودرو گران بود. اولين سيستم ترمز ضدقفل براي خودرو اواخر دهة ١٩٦٠ بهوجود آمد اما از نظر تجاري ناموفق بود. رشد واقعي فناوري ABS در دهة ١٩٧٠ با آمدن مدارهاي مجتمع و ريزپردازنده ها ممكن شد در نتيجه طراحان به ABS به استفاده از كنترلكننده هاي مبتني بر ريزپردازنده روي آوردند. امروزه با وجود پيشرفتهايي كه در ساخت ترمزهاي الكتريكي حاصل شده است، تمام سيستمهاي ترمز ضدقفلي كه به طور انبوه توليد مي شوند از كنترل كنندة الكترونيكي استفاده ميكنند.



توصيف سيستم ترمز ضد قفل 

بيشتر رانندگان هنگامي كه ميخواهند خودرو را هرچه زودتر متوقف كنند، پدال ترمز را تا انتها فشار ميدهند و با به جاي گذاشتن رد لاستيكها روي سطح جاده فكر ميكنند كار خود را بخوبي انجام دادهاند. اما اين كار اشتباه است و حاصلي جز فرسوده شدن لاستيكها ندارد. رانندگان حرفه اي در اين مواقع با فشار دادن و رها كردن متناوب پدال ترمز مانع قفل شدن چرخها ميشوند. اين كار دو مزيت دارد. اول اين كه با جلوگيري از قفل شدن چرخهاي جلو، هدايت خودرو از دست راننده خارج نميشود. مزيت مهمتر و عجيبتر آن، اين است كه اگر كار بدرستي انجام شود، خودرو در فاصلة كوتاهتري متوقف ميشود. علت اين امر آن است كه ضريب اصطكاك بين تاير و سطح جاده تابعي غيرخطي از لغزش چرخ است. لغزش معمولا به صورت زير تعريف ميشود.


سرعت حركت ν شعاع آن و R ، سرعت زاويهاي چرخش چرخ ω در اينجا خطي چرخ در راستاي طولي آن است. حركت آزاد چرخها معادل لغزش صفر و قفل شدن چرخها معادل لغزش ١ است. لغزش ١- معادل است با ليز خوردن چرخها در حالي كه خودرو حركت نميكند. معمولا رانندگان ماجراجو براي شروع به حركت از اين مقدار لغزش استفاده ميكنند!

رابطة ضريب اصطكاك و لغزش به صورت شكل زیر است.

 با اينكه اين منحني بسته به شرايط جاده و تاير تغيير ميكند، اما اغلب اوقات يك حداكثر (حداقل) براي لغزشهاي مثبت (منفي) دارد. اين امر براي جادههايي كه با شن يا برف كوبيدهنشده پوشيده شدهاند، صادق نيست. چون در اين موارد با قفل شدن چرخها، شن يا برف جلو تايرها جمع ميشود و در برابر حركت خودرو مقاومت ميكند در اين شرايط با قفل شدن چرخها، خودرو زودتر متوقف ميشود. اما در اين موارد هم قفل شدن چرخها به دليل از دست رفتن قابليت هدايت خودرو مطلوب نيست.

 كنترلكنندة ABS همواره سعي ميكند با كنترل لغزش چرخها، حداكثر ضريب اصطكاك را به دست آورد.معمولا مقدار بهينه لغزش بين ١٠ تا ٣٠ درصد تغيير ميكند.
قفل شدن چرخ به طور معمول باعث كاهش تقريبًا ٤٠ درصدي اصطكاك بين تاير و سطح جاده مي شود. سيستم ترمز ضدقفل با جلوگيري از قفل شدن چرخها، از حداكثر اصطكاك بين تاير و سطح جاده استفاده ميكند و در نتيجه فاصلة توقف خودرو را كاهش ميدهد. اين كاهش فاصلة توقف در مواردبسياري ميتواند از خسارتهاي ناشي از تصادف جلوگيري كند.
البته رانندگان هم بايد با احتياط رانندگي كنند. گاهي اين رانندگان به گمان اينكه خودروهاي مجهز بهABS در هر شرايطي مي تواند آنها را از خطر برهاند، دست به  بي احتياطي هايي ميزنند كه جبران ناپذير است. بنابراين اغراق دربارة مزيتهاي ABS به هيچ وجه توصيه نميشود!

شرايط سطح جاده از نظر ناهمواري و ميزان لغزندگي آن، نوع پوشش تاير، وزن خودرو و چگونگي توزيع آن بين چرخها از جمله عواملي است كه بر عملكرد ترمز تأثير مي گذارد.

سيستم ترمز ضدقفل بايد با وجود تغيير شرايط محيطي، كارايي خوبي داشته باشد و نكات زير در طراحي آن در نظر گرفته شود.


1.حفظ قابليت هدايت خودرو از حداقل كردن فاصلة ايستادن مهمتر است.

2. ABS بايد از اصطكاك بين تاير و سطح جاده بهطور بهينه استفاده كند.

3.ABS بايد در برابر تغيير ضريب اصطكاك جاده مقاوم باشد. 

4.هنگام ترمزABS بايد پايداري خودرو را حفظ كند و به ويژه در مواقعي كه ضريب اصطكاك جاده براي چرخهاي دو طرف خودرومتفاوت است، مانع چرخيدن خودرو به دورخود شود.

5. هنگام دور زدن ABS بايد شرايط پايداري را براي ترمز فراهم كند.


6. قابليت اطمينان ABS بايد تا حد امكان بالا باشد.

7. اگر در سیستم ABSعيبي به وجود آمد، بايد تا حد امكان رفتار سيستم ايمن باشد و قابليت هدايت خودرو حفظ شود.

8. عيب درABS بايد به اطلاع راننده برسد.

9. تغيير و نگهداري ABS با مهارتهاي كنوني تعمير و نگهداري بايد قابل انجام باشد.


اجزاي سيستم ترمز ضد قفل

ساختار يك سيستم ترمز ضدقفل را مي توان به سه بخش حسگرها، بخش هيدروليكي، وكنترل كننده تقسيم كرد.

حسگرها 

حسگر سرعت چرخش چرخ، يك جزء ثابت همة سيستمهاي ABS است. این حسگر از يك حلقة دندانه دار و يك سيم پيچ با هستة مغناطيس دائم تشكيل میشود.

حلقة دندانه دار روي محور چرخ نصب ميشود و با آن می چرخد با عبور دندانه هاي اين حلقه از نزديكي سيم پيچ ، ميدان مغناطيسي تغيير ميكند و در نتيجه ولتاژ القايي در سيم پيچ به وجود مي آيد.

 با اندازه گيري فركانس ولتاژ دو سر سيم پيچ، اندازة سرعت چرخش چرخ به دست مي آيد. در یک سیستم ABS بسته به نوع آن از يك تا چهار حسگر سرعت چرخ استفاده ميشود.

 در سيستمهاي كاملتر از شتاب سنج و حسگر سرعت زاوية چرخش  نيز استفاده مي شود. به كارگيري اين حسگرها در خودرو با پيشرفت فناوري ساخت آنها ممكن شده است.

بخش هيدروليكي

 شكل زیر ساختار كلي بخش هيدروليكيABS را نشان ميدهد.اجزاي اصلي اين بخش را سيلندر اصلي، پمپ، مخزن، و شيرهاي ورود و خروج روغن براي هر چرخ تشكيل ميدهند.

هنگامي كه ABS كنترل ترمز را بهعهده ميگيرد با روشن شدن پمپ، فشار روغن افزايش مييابد.

 بسته به وضعيت شيرهاي ورودي و خروجي، سه حالت زير براي كنترل فشار روغن در سيلندر ترمز هر چرخ وجود دارد.
١. حالت افزايش فشار: در اين حالت شير ورودي باز و شير خروجي بسته ميشود. با اين كار فشار روغن در سيلندر ترمز افزايش مييابد.
٢. حالت فشار ثابت: در اين حالت هر دو شير بسته هستند و فشار روغن در سيلندر ترمز ثابت ميماند.
٣. حالت كاهش فشار: در اين حالت شير ورودي بسته و شير خروجي باز است. به اين ترتيب روغن سيلندر ترمز، به مخزن بر مي گردد و فشار كاهش مييابد.
 در برخي مدلهاي ABS به جاي دو شير ورودي و خروجي، از يك شيراستفاده ميشود. اين شير در يك حالت اجازه ميدهد روغن پرفشار وارد سيلندر ترمز شود و در حالت ديگر روغن را به مخزن برميگرداند و در نتيجه فشار روغن در سيلندر را كاهش ميدهد. يكي از روشهاي كنترل فشار روغن با استفاده از اين شير، كنترل PWM است. در اين روش، حالت شير به صورت متناوب تغيير داده ميشود. در هر دورة تناوب، نسبت مدت افزايش فشار به كل دورة تناوب با توجه به مقدار مطلوب فشار تنظيم ميشود.


بعضي سازندهها در مدار هيدروليكي از يك شير جداساز استفاده ميكنند تا در صورت لزوم بتوان مدارABS را از سيستم ترمز جدا كرد  به كمك اين شير مي توان در مواقعي كه ABS دچار اشكال ميشود تا زمان  برطرف شدن اشكال از ترمز معمولي استفاده كرد. 
سيستمهاي ABS بسته به تعداد چرخهايي كه به طور مستقل كنترل ميكنند به چهار گروه زير تقسيم ميشوند.
1. يك كاناله: در اين سيستمها فقط چرخهاي عقب مجهز به ABS است و فشار ترمز آنها با هم كنترل ميشود. ازABS يككاناله معمولا در وانتها استفاده ميشود. چون چرخهاي عقب وانت به خصوص زماني كه وانت خالي باشد، هنگام ترمزهاي شديد براحتي قفل ميشوند، اگر چرخهاي عقب پيش از چرخهاي جلو قفل شوند، با كوچكترين حركت فرمان، انتهاي خودرو منحرف ميشود. اين
دربارة تمام خودروها صادق است. براي جلوگيري از اين امر، در سيستم ترمز يك شير تناسبي ٦ در نظر گرفته ميشود. با اين شير همواره فشار ترمز بيشتري به چرخهاي جلو وارد ميشود. در نتيجه چرخهاي جلو زودتر از چرخهاي عقب قفل ميشوند. اما در وانتها به دليل تغيير زياد بار عمودي روي چرخهاي عقب، شير تناسبي كارايي خوبي ندارد.

2. دوكاناله: در اين نوع ABS چرخهاي جلو باهم و چرخهاي عقب باهم يا چرخها بهطور ضربدري با هم كنترل ميشود.
3. سه كاناله: اكثر خودروهاي ديفرانسيل عقب و تعداد زيادي از خودروهاي ديفرانسيل جلو ازABS سه كاناله استفاده ميكنند. در اين سيستم چرخهاي عقب باهم و چرخهاي جلو جداگانه كنترل ميشوند. 
4. چهاركاناله :  ABS چهاركاناله كاملترين وگرانترين نوع ABS است. در اين سيستم هر يك از چهار چرخ جداگانه كنترل ميشوند.



واحد كنترل الكترونيكي

در سيستم ترمز ضدقفل يك واحد كنترل الكترونيكي وجود دارد كه با پردازش اطلاعات دريافتي از حسگرها، بخش هيدروليكي را كنترل ميكند. 




هیچ نظری موجود نیست:

ارسال یک نظر