نحوه عملکرد ترمز ABS چگونه است؟ – به زبان ساده + مزایا

سیستم ترمز ABS با استفاده از سنسورهای خودرو و سیستم الکتروهیدرولیکی مربوطه باعث می‌شود تا در ترمزگیری‌های شدید، چرخ‌ها قفل نشود. بنابراین در زمان ترمزگیری اضطراری یا در سطوح لغزنده با استفاده از ترمز ضد قفل، راننده کنترل خودرو را از دست نمی‌دهد. عملکرد ترمز ABS به‌گونه‌ای است که با استفاده از مجموعه سنسورها، واحد کنترل هیدرولیکی و ECU مربوطه ترمزگیری ایمنی را برای راننده فراهم می‌کند. در این مطلب از مجله فرادرس با عملکرد ترمز ضد قفل آشنا می‌شویم و اجزای آن را می‌آموزیم. انواع ترمز ضد قفل را بررسی می‌کنیم و مزایای استفاده از آن‌ را مرور می‌کنیم. در پایان نیز روش‌های عیب‌یابی ترمز ABS را بیان می‌کنیم.

عملکرد ترمز ABS چگونه است؟

عملکرد ترمز ضد قفل به این صورت است که در ابتدا بررسی می‌کند که آیا سرعت یکی از چرخ‌ها نسبت به بقیه سریع‌تر کاهش پیدا می‌کند یا نه. این وضعیت می‌تواند نشانه‌ای از احتمال قفل شدن چرخ باشد. سپس سرعت چرخ‌ها هنگام ترمزگیری را کنترل می‌کند تا از قفل شدن چرخ در زمان ترمزگیری شدید جلوگیری کند.

ترمز ضد قفل چیست؟

ترمز ضد قفل یکی از اجزای سیستم ایمنی در خودروها است که به آن ترمز ضد لغزش نیز می‌گویند. ترمز ABS زمانی فعال می‌شود که راننده در مواقع اضطراری به‌طور ناگهانی ترمز می‌کند. با توجه به اهمیت استفاده از ترمز ضد قفل در خودروها، استفاده از ترمز ضد لغزش در اکثر کشورها اجباری است.

دلیل استفاده از ترمز ضد قفل

زمانی که راننده در سرعت‌های بالا به‌طور ناگهانی ترمز می‌کند، همواره این احتمال وجود دارد که چرخ‌ها قفل کنند. قفل شدن چرخ‌ها به این معنی است که به‌جای اینکه سرعت چرخ‌ها به‌آرامی کم شود، چرخ‌ها به یک مرتبه از حرکت می‌ایستند. با قفل شدن چرخ‌ها، راننده کنترل خود را بر روی خودرو از دست می‌دهد و خودرو به اطراف سر می‌خورد و از جاده منحرف می‌شود.

لغزش و انحراف خودرو باعث بروز تصادفات رانندگی می‌شود. بنابراین برای جلوگیری از حوادث رانندگی مربوط به لغزش خودرو در زمان ترمزگیری شدید، شرکت‌های خودروسازی از سیستم ABS برای اتومبیل‌ها استفاده می‌کنند.

یادگیری مکانیک خودرو با فرادرس

برای اینکه بتوانیم در حوزه مکانیک خودرو مهارت کسب کنیم، لازم است تا در ابتدا با نحوه عملکرد سیستم‌های مختلف خودرو و نحوه ارتباط آن‌ها با یکدیگر آشنا شویم. بنابراین یادگیری مکانیک خودرو شامل شناخت موتور، سیستم انتقال قدرت، سیستم تعلیق، فرمان و سیستم‌های الکترونیکی مانند ECU و ترمز ABS است.

برای شروع اصولی یادگیری مکانیک خودرو آشنایی با اصول پایه فیزیک مانند نیرو، گشتاور و انرژی بسیار مهم است، زیرا بیشتر عملکرد خودرو بر همین مفاهیم استوار است. در مرحله بعدی، یادگیری ساختار موتور و نحوه عملکرد موتورهای احتراق داخلی و سایر بخش‌های خودرو مطرح می‌شود. برای یادگیری بهتر، ترکیب مطالعه تئوری با کار عملی بسیار موثر است. برای این منظور باز کردن قطعات خودرو، مشاهده عملکرد آن‌ها و استفاده از دستگاه‌های عیب‌یابی می‌تواند درک عمیق‌تری ایجاد کند.

علاوه بر این استفاده از منابع آموزشی معتبر مانند فیلم‌های آموزشی مرتبط می‌تواند به یادگیری سریع‌تر کمک کند. برای این منظور فیلم‌های آموزشی متنوعی در حوزه مکانیک خودرو در فرادرس تهیه شده است که برخی از آن‌ها را در فهرست زیر مشاهده می‌کنید.

• فیلم آموزش برق خودرو و عیب یابی قطعات الکتریکی و الکترونیکی ماشین فرادرس
• فیلم آموزش دیاگ خودرو و انژکتور – نحوه دیاگ زدن ماشین و عیب یابی فرادرس
• فیلم آموزش آشنایی با کامپیوتر خودرو یا ای سی یو ECU و عملکرد آن فرادرس
• فیلم آموزش سرویس خودرو تعویض روغن و فیلتر فرادرس
• فیلم آموزش سیستم سوخت رسانی خودروهای دوگانه سوز CNG و LPG فرادرس

همچنین فرادرس، دوره‌های ویدیویی بسیار متنوع و کاربردی را در زمینه تعمیر و نگهداری خودرو به انتشار رسانده که اگر به این مباحث علاقه‌مند هستید می‌توانید آن‌ها را از طریق لینک زیر مشاهده کنید.

• مجموعه فیلم‌های آموزش تعمیر و نگهداری خودرو فرادرس

ترمز ABS چگونه کار می‌کند؟

پس از اینکه ECU ترمز ضد قفل، از طریق سنسور چرخ‌ها از کاهش شدید سرعت یکی از چرخ‌ها اطلاع پیدا کرد، به واحد کنترل‌ ترمز چرخ‌ها فرمان می‌دهد که نیروی ترمزگیری چرخ مربوطه را کاهش دهد. کاهش نیروی ترمزگیری چرخ به معنی کاهش فشار هیدرولیکی ترمز در چرخ موردنظر است.

واحد کنترل هیدرولیکی ترمز چرخ‌ها این کار را با کمک سوپاپ‌ها و شیرهای کنترل انجام می‌دهد. کاهش فشار ترمزگیری به چرخ مربوطه باعث می‌شود آن چرخ با سرعت بیشتری بچرخد و از قفل شدن آن جلوگیری شود. قفل نشدن چرخ‌ها نیز باعث می‌شود تا خودرو تحت کنترل راننده باقی بماند. پس از اینکه شرایط به حالت عادی برگشت، پمپ ترمز ضد قفل وارد عمل می‌شود و دوباره فشار روغن ترمز را به حالت عادی برمی‌گرداند تا ترمزها مثل قبل کار کنند. نحوه کارکرد ترمز ضد قفل را می‌توانیم به‌صورت زیر شرح دهیم.

• اطلاعات دریافتی از سنسور چرخ: اطلاعات سرعت چرخ‌ها به ای‌سی‌یو ارسال می‌شود و احتمال قفل شدن چرخ تشخیص داده می‌شود.
• پردازش و تحلیل اطلاعات: پردازش و تحلیل اطلاعات دریافتی از سنسورها در ای‌سی‌یو انجام می‌شود.
• تنظیم فشار ترمز: فشار روغن ترمز به‌صورت لحظه‌ای کم و زیاد می‌شود تا چرخ قفل نشود.
• حفظ کنترل فرمان: هنگام ترمزگیری شدید، امکان هدایت و تغییر مسیر خودرو حفظ می‌شود.

اجزای ترمز ضد قفل

ترمز ضد قفل دارای اجزای زیر است.

• سنسورهای سرعت چرخ‌
• ای‌سی‌یو یا کامپیوتر ABS
• واحد هیدرولیکی کنترل ترمز ABS
• پمپ ترمز و شیرهای کنترل

سنسورهای سرعت چرخ‌ها به‌طور پیوسته سرعت آن‌ها را رصد می‌کنند. تا زمانی که سرعت چرخ‌ها تقریبا یکسان باشد، سیستم ABS دخالتی در عملکرد ترمز نمی‌کند. اما اگر یکی از سنسورها حس کند که سرعت یکی از چرخ‌ها به‌طور قابل توجهی کم است، این موضوع را نشان می‌دهد که چرخ مربوطه در حال قفل شدن است.

قفل شدن چرخ باعث کاهش پایداری خودرو می‌شود. در این حالت خودرو از کنترل راننده خارج می‌شود و شروع به سر خوردن روی جاده می‌کند که ممکن است به تصاد‌های خطرناک منجر شود. برای جلوگیری از چنین اتفاقی، ترمز ضد قفل وارد عمل می‌شود.

فیلم آموزش آشنایی با کامپیوتر خودرو یا ای سی یو ECU و عملکرد آن + گواهینامه در فرادرس

کلیک کنید

وظیفه سنسورها در عملکرد ترمز ABS

سنسور ترمز ABS که به آن سنسور سرعت چرخ نیز می‌گویند، وظیفه دارد سرعت چرخش هر کدام از چرخ‌های خودرو را اندازه‌گیری و اطلاعات مربوطه را به ECU ترمز ای بی اس ارسال کند. با توجه به این اطلاعات، کامپیوتر ترمز ای بی اس متوجه می‌شود که چه زمانی احتمال قفل شدن چرخ‌ها در ترمزگیری‌های شدید وجود دارد.

سنسورهای ABS معمولا در نزدیکی هر چرخ نصب می‌شوند. این سنسورها همواره با یک حلقه فلزی به نام «تون رینگ» (Tone Ring) کار می‌کند که همزمان با چرخ می‌چرخد. هنگام چرخش چرخ، سنسور حرکت تون رینگ را تشخیص داده و یک سیگنال تولید می‌کند. این سیگنال علاوه بر سیستم ABS در بسیاری از خودروهای مدرن برای سیستم کنترل کشش و کنترل پایداری نیز استفاده می‌شود.

در خودروهای امروزی لازم است تا عملکردهای قسمت‌های متنوع خودرو با هم هماهنگ باشد. برای مثال سیستم جرقه‌زنی و سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری باید نسبت به هم هماهنگ باشند. برخی از بخش‌ها مانند سیستم ترمزگیری نیز نیاز است تا با ECU مربوط به واحدهای دیگر خودرو هماهنگ باشد. تمامی این هماهنگی‌ها با سیستم مولتی پلکس راحت‌تر انجام می‌شود. برای آشنایی بیشتر با این سیستم می‌توانید مطلب سیستم مالتی پلکس چیست از مجله فرادرس را مطالعه کنید.

نقش ای‌سی‌یو در عملکرد ترمز ABS

ماژول کنترل ABS که همان ای‌سی‌یو یا واحد کنترل الکترونیکی ترمز است، بخش پردازشی سیستم محسوب می‌شود. این واحد سیگنال‌های دریافتی از سنسورهای سرعت چرخ را تحلیل کرده و بر اساس آن، فرمان لازم را برای کنترل شیرها و پمپ در HCU صادر می‌کند. در سیستم‌های قدیمی، ECU و HCU به صورت دو واحد کاملا جدا از هم طراحی می‌شدند و تنها از طریق دسته‌سیم با یکدیگر در ارتباط بودند.

در طراحی‌های جدیدتر، این دو واحد معمولا در یک مجموعه یکپارچه قرا گرفته‌اند، اما از نظر عملکردی همچنان دو بخش مستقل محسوب می‌شوند. ای‌سی‌یو برای تصمیم‌گیری و HCU برای اجرا است. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره سیستم ای بی اس و تعمیرات مربوطه می‌توانید فیلم آموزش عملی نگهداری و تعمیر سیستم ای بی اس ABS خودرو و تعویض لنت‌ها فرادرس را مشاهده کنید.

وظیفه واحد HCU در عملکرد ترمز ABS

«واحد کنترل هیدرولیکی ترمز» (Hydraulic Control Unit | HCU) که معمولا با نام واحد کنترل هیدرولیکی ABS نیز شناخته می‌شود، وظیفه کنترل فشار روغن ترمز به تمام چرخ‌ها را برای ایجاد شرایط ضد لغزش خودرو بر عهده دارد. واحد کنترل هیدرولیک بین سیلندر اصلی ترمز و کالیپرهای چرخ‌ها قرار دارد و معمولا روی دیواره محفظه موتور، روی براکت‌ها نصب می‌شود. لوله‌های هیدرولیکی از سیلندر اصلی وارد HCU می‌شوند و از آن طرف، چهار خط خروجی یعنی برای هر چرخ یک مدار یا بیشتر از این واحد خارج می‌شود.

واحد کنترل الکترونیکی از طریق دسته‌سیم با واحد کنترل هیدرولیکی در ارتباط است و شیرهای سلونوئیدی و موتور پمپ را کنترل می‌کند. همچنین سنسورهای سرعت چرخ اطلاعات خود را به ECU ارسال می‌کنند. ای سی یو این داده‌ها را پردازش کرده و سپس برای تنظیم فشار، فرمان لازم را به HCU ارسال می‌کند.

پمپ ترمز و شیرهای کنترل

پمپ ترمز و شیرهای کنترل از اجزای واحد هیدرولیکی کنترل ترمز ای بی اس هستند. پمپ هیدرولیک روغن ترمز تخلیه‌شده توسط شیرها را دوباره به مدار برمی‌گرداند و فشار لازم را هنگام عملکرد ABS حفظ می‌کند. وظیفه شیرهای کنترل ورودی و خروجی نیز کنترل فشار روغن ترمز در هر چرخ است.

زمانی که ای سی یو ترمز ضد قفل از سنسورهای چرخ‌ها اطلاعاتی مبنی بر قفل شدن چرخ‌ها را دریافت کند، سوپاپ‌های کنترل در واحد هیدرولیکی کنترل ترمز ضد قفل را فعال می‌کند تا از لغزش چرخ‌های خودرو جلوگیری شود.

انواع ترمز ضد قفل

با توجه به تعداد سنسورهای سرعت و شیر کنترل ترمز برای چرخ‌ها، سیستم ترمز ABS را می‌توان به سه‌ دسته تقسیم کرد که در جدول زیر مشاهده می‌کنید.

زمانی که ترمز ضد قفل فعال می‌شود، پدال ترمز زیر پای راننده می‌لرزد که این موضوع کاملا طبیعی و نشان‌دهنده فعال شدن ترمز ضد قفل است.

مزایای ترمز ای بی اس

مزایای ترمز ABS را در فهرست زیر مشاهده می‌کنید.

• کنترل بهتر خودرو: سیستم ای بی اس هنگام ترمزگیری اضطراری و شدید از قفل شدن چرخ‌ها جلوگیری می‌کند و به راننده اجازه می‌دهد همچنان کنترل فرمان را حفظ کند.
• کاهش مسافت توقف: این سیستم به‌ویژه روی سطوح لغزنده مانند جاده خیس، یخ‌زده یا شنی، عملکرد ترمزگیری را بهبود داده و می‌تواند مسافت توقف را کاهش دهد.
• کاهش خطر لغزش: سیستم ABS با تنظیم مداوم نیروی ترمز، مانع از سر خوردن چرخ‌ها شده و چسبندگی تایر به جاده را حفظ می‌کند.
• افزایش ایمنی: هدف اصلی از به‌کارگیری ترمز ضدقفل جلوگیری از تصادف در ترمزگیری‌های شدید است و این سیستم به‌خصوص درجاده‌های لغزنده احتمال بروز حوادث را کاهش می‌دهد.

علائم خرابی ترمز ABS

نشانه‌های خرابی ترمز ضد قفل معمولا قبل از خرابی کامل سیستم ظاهر می‌شود. مهم‌ترین این نشانه‌ها را در فهرست زیر مشاهده می‌کنید.

• روشن شدن چراغ چک: رایج‌ترین نشانه خرابی ترمز ضدقفل، روشن شدن چراغ ABS روی صفحه کیلومتر خودرو است. این چراغ به‌ دلیل خرابی سنسور چرخ، ایراد در واحد کنترل ABS، مشکلات سیم‌کشی یا خرابی پمپ هیدرولیک می‌تواند روشن شود.
• قفل شدن چرخ‌ها در ترمزگیری شدید: اگر هنگام ترمزگیری شدید چرخ‌ها قفل شوند و خودرو سر بخورد، احتمال خرابی ترمز ضدقفل وجود دارد.
• لرزش غیرعادی پدال ترمز: در زمان عملکرد طبیعی ABS، لرزش خفیف پدال هنگام ترمزگیری شدید طبیعی است. اما اگر این لرزش دائما وجود داشته باشد، یا در ترمزگیری عادی نیز احساس شود، ممکن است یکی از اجزای سیستم دچار ایراد شده باشد.
• افزایش مسافت توقف خودرو: خرابی ABS یا سنسورهای آن می‌تواند باعث شود خودرو در سطوح لغزنده دیرتر متوقف شود و مسافت ترمز افزایش پیدا کند.
• فعال شدن ناگهانی ABS در سرعت‌های پایین: گاهی ABS بدون دلیل و در سرعت‌‌های کم فعال می‌شود. این مشکل معمولا به خرابی یا آلودگی سنسور سرعت چرخ یا حلقه دندانه‌دار مربوط است.

روش‌های عیب‌یابی سیستم ABS

برای بررسی و تشخیص مشکلات ترمز ضد قفل می‌توان مراحل زیر را انجام داد.

• بررسی چراغ هشدار ABS: سوئیچ را باز کنید و بررسی کنید ایا چراغ ABS پس از روشن شدن خاموش می‌شود یا خیر. روشن ماندن یا چشمک زدن چراغ نشان‌دهنده وجود ایراد در سیستم است.
• بازرسی سنسورهای ABS: سنسورهای ترمز نزدیک هر چرخ را از نظر شکستگی، خوردگی یا کثیفی بررسی کنید. در صورت نیاز آن‌ها را تمیز کنید.
• تست واحد هیدرولیکی ABS: با استفاده از دستگاه دیاگ مناسب، عملکرد واحد هیدرولیکی ABS را بررسی کنید تا مشکلات احتمالی مربوط به شیرها یا فشار هیدرولیک مشخص شود.
• اسکن کدهای خطا: با استفاده از دستگاه دیاگ می‌توان کدهای خطای مربوط به سیستم ترمز را دریافت کرد. این کدها اطلاعات مفیدی درباره قطعه یا مدار معیوب ارائه می‌کند.

در خودروهایی که از سیستم مولتی پلکس استفاده می‌کنند، اطلاعات سنسورهای خودرو از جمله سنسور ترمز ضد قفل در شبکه مولتی پلکس قرار می‌گیرد تا واحدهای مختلف خودرو بتوانند با توجه به اطلاعات مربوطه در هماهنگی کاملی با یکدیگر عمل کنند. بنابراین آشنایی با سیستم مولتی پلکس خودرو برای عیب‌یابی سیستم ABS اهمیت پیدا می‌کند. برای آشنایی با سیستم مالتی پلکس در خودرو می‌توانید فیلم آموزش آشنایی با سیستم مالتی پلکس خودروهای ایرانی، فرانسه و ایرانیزه شده فرادرس را مشاهده کنید.

فیلم آموزش آشنایی با سیستم مالتی پلکس خودروهای ایرانی، فرانسه و ایرانیزه شده و عیب یابی آن در فرادرس

کلیک کنید

یادگیری مهندسی مکانیک با فرادرس

مهندسی مکانیک یکی از کاربردی‌ترین شاخه‌های مهندسی است که با طراحی، تحلیل، ساخت و نگهداری ماشین‌ها و سیستم‌های مکانیکی سروکار دارد. یادگیری مباحث مربوط به مهندسی مکانیک نیازمند درک مفاهیم فیزیکی، ارتقای توانایی حل مسئله و تفکر تحلیلی است.

برای شروع یادگیری این رشته آشنایی با مباحث پایه مانند ریاضیات، فیزیک، دینامیک، ترمودینامک و مقاومت مصالح اهمیت زیادی دارد. علاوه بر بخش تئوری در این رشته، برای یادگیری بهتر لازم است تا تجربیات عملی کار با ابزارها و مشاهده عملکرد سیستم‌ها را نیز به فرآیند یادگیری خود اضافه کنیم.

برای این منظور بسیاری از مهندسان موفق، علاوه بر مطالعه مباحث مربوطه، بر روی پروژه‌های واقعی نیز کار می‌کنند. برای یادگیری دروس مربوط به مهندسی مکانیک، فیلم‌های آموزشی متنوعی در فرادرس تهیه شده است که برخی از آن‌ها را در فهرست زیر مشاهده می‌کنید.

• فیلم آموزش مقاومت مصالح ۱ و ۲
• فیلم آموزش تحلیل استاتیکی با سالیدورکس
• فیلم آموزش سینماتیک و دینامیک ماشین ها
• فیلم آموزش علم مواد
• فیلم آموزش ترمودینامیک

برای یادگیری سایر دروس و مطالب مرتبط با مهندسی مکانیک می‌توانید از لینک زیر استفاده کنید.

• مجموعه فیلم آموزش مهندسی مکانیک از دروس دانشگاهی تا کاربردی

جمع‌بندی

در ابتدای این مطلب از مجله فرادرس عملکرد ترمز ضد قفل را شرح دادیم و دلیل استفاده از آن را بیان کردیم. سپس به این موضوع پرداختیم که ترمز ای بی اس چگونه کار می‌کند. سپس اجزای ترمز ضد قفل را شرح دادیم. برای این منظور سنسورهای سرعت چرخ، ای سی یو ترمز و واحد هیدرولیکی کنترل ترمز را توضیح دادیم. انواع ترمز ضد قفل را بیان کردیم و در جدولی با ذکر نوع سیستم ABS تعداد سنسورها و شیرهای کنترل استفاده شده برای چرخ‌های جلو و عقب را شرح دادیم. مزایای ترمز ای بی اس را بیان کردیم و در پایان روش‌های عیب‌یابی سیستم ترمز ضد قفل را توضیح دادیم.