یکی از قسمت‌های خودرو که نقش حیاتی در حفظ جان سرنشینان خودرو دارد، سیستم ترمز است. اما ترمزگیری در سرعت‌های بالا یا جاده‌های لغزنده با ترمز گرفتن با سیستم‌های ترمز معمولی تقریبا غیرممکن است و می‌تواند منجر به تصادفات شدیدی شود. برای جلوگیری از این نوع تصادفات و افزایش ایمنی، سیستم ترمز ABS (Anti-Lock Breking System) که به آن ترمز ضد قفل نیز می‌گویند، ساخته شد و به صنعت خودروسازی جهان راه پیدا کرد.
هرچند که در حال حاضر تمام خودروهای روز دنیا به این سیستم مجهز هستند اما هنوز در تولیدات داخلی از این سیستم به عنوان یک آپشن یاد می‌شود. در این مقاله می‌خواهیم با ترمز کنترل لغزش چرخ‌ها یا ترمز ضد قفل (ABS) و انواع آن آشنا شده و از مزایای آن بگوییم.
در سیستم‌های قدیمی‌تر ترمز خودرو وقتی چرخ‌های خودرو قفل می‌شد، خودرو روی سطح جاده کشیده شده و فرمان‌پذیری آن تا حد زیادی کاهش می‌یافت. در این حالت احتمال انحراف خودرو از جاده و بالا رفتن خطر تصادف به شدت وجود داشت. معمولا در این شرایط رانندگان از روش ترمزگیری تناوبی استفاده می‌کردند. یعنی چند بار ترمز گرفته و رها می‌کردند.
ترمز ضد قفل در واقع اثری مشابه ترمز گرفتن تناوبی با ترمزهای معمولی را دارد. این سیستم همانطور که از نامش پیداست با انتقال منقطع فشار روغن ترمز به لنت‌ها مانع قفل شدن چرخ‌ها هنگام ترمزگیری‌های شدید و ناگهانی می‌شود و این امکان را به راننده می‌دهد که در شرایط سخت بتواند خودرو را هدایت کند.
ترمزهای ضد قفل همگام با سیستم ترمز معمولی کار کرده و در صورت توقف ناگهانی خودرو با پمپاژ اتوماتیک فعال می‌شوند.
تاریخچه ترمز ABS
شرکت «وستینگ هاوس» برای اولین بار ترمز ضد قفل را که در اون زمان با نام ترمز ضد لغزش شناخته می‌شد در ترمز قطارهای شرکت‌های راه‌آهن آمریکا استفاده کرد. تا اینکه در سال ۱۹۵۰ شرکت «دانلوپ ماکسارت» این فناوری را وارد بازار خودرو کرد.
در سال ۱۹۷۵ از سیستم ترمز ضدقفل در کامیون‌های سنگین آمریکا استفاده شد تا اینکه در نهایت در سال ۱۹۸۰ این سیستم در خودروهای سواری مورد استفاده قرار گرفت.
۱. سنسورهای سرعت
سنسورهای سرعت این موضوع را که چه موقع چرخ در حال قفل کردن است، به سیستم ضد قفل اطلاع می‌دهند. این سنسورها که معمولا در هر چرخ و گاهی نیز در دیفرانسیل قرار گرفته‌اند، دائما سرعت حرکت چرخ‌ها را بررسی کرده و در مواقع کاهش سرعت اطلاعات لازم را به واحد پردازش سیستم ارسال می‌کنند.
۲. سوپاپ‌ها یا الکترو موتور پمپ‌ها
سیستم ترمز خودرو از لوله‌هایی به نام لوله یا کانال ترمز تشکیل شده است که درون این لوله‌ها سوپاپ‌هایی مربوط به ترمز ABS قرار دارد. این سوپاپ‌ها بسته به شرایط ترمزگیری می‌توانند سه حالت عملکردی داشته باشند. HCU یا واحد کنترل هیدرولیکی دستور قرار گرفتن در حالت‌های مناسب برای کنترل فشار روغن و ترمزگیری بهتر را به سوپاپ‌ها می‌دهد.
حالت باز که در آن سوپاپ باز است و فشار روغن از سیلندر اصلی به صورت مستقیم به ترمز می‌رسد. این حالت زمانی است که احتمال لغزش کمتر باشد.
حالت بسته که سوپاپ لوله ترمز را می‌بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می‌کند. زمانی که راننده پدال ترمز را تا انتها فشار داده، سوپاپ در این حالت جلوی وارد شدن نیروی ناگهانی و افزایش بیش از حد فشار ترمز را می‌گیرد.
حالت سوم حالتی است که در آن سوپاپ‌ها یا الکتروپمپ‌ها به عنوان دفع‌کننده و کاهنده نیروی ترمز عمل می‌کنند.
سه حالت بالا به صورت پیوسته و پشت هم رخ می‌دهند و سرعت انجام آن‌ها بسیار زیاد است. این روند تنها به صورت ضرباتی هنگام ترمزگیری حس می‌شود.
۳. پمپ‌ها یا شیرهای برقی یا سلونوئید
همانطور که گفتیم سوپاپ‌ها فشار ترمز را کاهش می‌دهند. حال وظیفه بازگرداندن فشار از دست‌رفته برعهده پمپ‌ها است.
۴. کنترل‌کننده‌ها
کنترل‌کننده اطلاعات را از سنسورها دریافت کرده و پس از تجزیه و تحلیل آن، عملکرد سوپاپ‌ها و پمپ‌ها را کنترل می‌کند. این بخش خود به دو قسمت واحد کنترل الکترونیکی (ECU) و واحد کنترل هیدرولیکی (HCU) تقسیم می‌شود.
۵. اکولوماتورها
اکولوماتور محلی برای ذخیره روغن مازاد تحت فشار ترمز است. روغن اضافی ذخیره‌شده در این مخزن ذخیره در مرحله آخر فعالیت ترمز ABS به وسیله پمپ‌ها به سیلندر اصلی برمی‌گردد.
۶. تقسیم دینامیکی عقب
سیستم دینامیکی عقب با کمک سوپاپ‌های ورودی و خروجی ABS تناسب فشار ترمزگیری چرخ‌های عقب با چرخ‌های جلو را در ترمزگیری شدید و ناگهانی برقرار می‌کند.
نحوه عملکرد ترمز ضد قفل ABS
در شرایط عادی جاده وقتی راننده پا را روی پدال ترمز می‌فشارد، با کاهش تدریجی دور چرخ‌ها طی ۵ ثانیه خودرو از سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت به صفر می‌رسد. اما در حالتی که جاده لغزنده است و ترمزگیری با شدت انجام می‌شود طی یک ثانیه چرخ‌ها قفل می‌شود. در این وضعیت کنترلر موجود در سیستم ABS از طریق سنسور سرعت متوجه این ترمزگیری شدید می‌شود و از طریق سوپاپ‌ها فشار ناشی از نیروی روغن موتور بر لنت‌ها را ب سرعت کاهش می‌دهد تا لنت از دیسک جدا شده و سرعت دوران چرخ‌ها افزایش یابد. سپس برای جلوگیری از افزایش بیش از حد سرعت، دوباره فشار ترمز را افزایش می‌دهد. این روند قطع و وصل کردن نیروی ترمز تا حدود ۱۵ بار در ثانیه انجام می‌شود. درست همانند ترمزگیری تناوبی در ترمزهای معمولی که توسط راننده انجام می‌شد.
انواع سیستم ترمز ضد قفل ABS
ترمزهای ضد قفل بسته به نوع خودرو و شرکت سازنده آن انواع مختلفی دارند:
ترمز ABS چهار کاناله با چهار سنسور
در این نوع سیستم، هر چرخ سنسور و سوپاپ خود را دارد و دقیق‌ترین حالت ABS و بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد. در ترمز ABS چهار کاناله سرعت هر چرخ به صورت مجزا و برحسب نیاز خودرو تنظیم می‌شود. این سیستم ABS ایمن‌ترین نوع در میان انواع دیگر است.
ترمز ABS سه کاناله با سه سنسور
در این نوع سیستم، سه سنسور، کانال و سوپاپ از جمله دو تا به صورت مجزا برای چرخ‌های جلو و فقط یکی به صورت مشترک برای چرخ‌های عقب تعبیه شده است. همانطور که مشخص است دقت و ایمنی این نوع نسبت به نوع چهار کاناله کمتر است و امکان قفل شدن یکی از چرخ‌های عقب در زمان ترمزگیری شدید و ناگهانی وجود دارد.
ترمز ABS یک کاناله با یک سنسور
این نوع سیستم، تنها از یک سنسور، کانال و سوپاپ به صورت مشترک روی چرخ‌های عقب برخوردار است و از آن بیشتر در خودروهای سنگین استفاده می‌شود. ایمنی و حساسیت این نوع ترمز به دلیل داشتن تنها یک سنسور از دیگر انواع سیستم ترمز ABS کمتر است.
نکته مهمی که در مورد خودروهای دارای ترمز ABS وجود دارد این است که در جاده‌های بارانی و لغزنده نیازی به گرفتن ترمزهای پی در پی برای جلوگیری از انحراف خودرو وجود ندارد. چون این سیستم به صورت خودکار عمل ترمزگیری پی در پی در خودروهای با سیستم ترمز معمولی را شبیه‌سازی می‌کند و نیازی به انجام مجدد آن توسط راننده نیست.
در خودروی دارای سیستم ترمز ضد قفل فقط کافیست پدال ترمز را فشار داده و در همان حالت نگه دارید تا خود سیستم تمام کار را برای شما انجام دهد. از طرفی تکان‌های ضربان مانند در هنگام گرفتن پدال ترمز در خودروی دارای این سیستم هم کاملا طبیعی است و نباید با حس کردن این ضربات ترمز را رها کنید.