نظام ABS: مبدأ العملية ، إيجابيات وسلبيات

محتوى المقال:

• تاريخ المظهر
• توليد
• جهاز
• مخطط
• مبدأ التشغيل
• تكرار الأعطال
• إيجابيات وسلبيات النظام

يعتبر نظام المكابح المانعة للانغلاق ، أو المعروف أيضًا باسم ABS (نظام المكابح المانعة للانغلاق) اليوم معيارًا للسيارات الحديثة من الشركات المصنعة المعروفة. الغرض الرئيسي من النظام هو منع انغلاق عجلات السيارة أثناء الكبح. وبالتالي ، تحتفظ السيارة باستقرار الاتجاه وإمكانية التحكم. تجدر الإشارة إلى أنه في هذه الحالة ، قد تكون مسافة الكبح أطول من عدم استخدام نظام ABS.

متى ظهر نظام ABS؟

لأول مرة ، بدأوا الحديث عن آلية المكابح المانعة للانغلاق في عام 1920 ، عندما بدأوا في تجهيز الطائرات بمثل هذه الآلية. تعود التطورات الأولى إلى شركة Avions Vision الفرنسية ، وهي شركة معروفة لتصنيع الطائرات والسيارات المختلفة في ذلك الوقت.

بعد ستة عشر عامًا ، حصل بوش على براءة اختراع لأول نظام ABS استجاب للفرملة الشديدة. لم يأت إلى التنفيذ ، حيث لم تكن هناك تقنيات رقمية تسمح بالتحكم المستمر. في الستينيات ، تم استئناف المشروع مرة أخرى ، بفضل ظهور تكنولوجيا أشباه الموصلات. ظهرت الأمثلة العملية الأولى لنظام ABS في عام 1971 ، والتي طورتها شركة جنرال موتورز.

بدأ تركيب نماذج الإنتاج الأولى على السيارات كخيار في منتصف السبعينيات. كمجموعة قياسية ، في عام 1978 قدمت مرسيدس نظام ABS لطرازات مرسيدس بنز W116 (النموذج الأولي للفئة S الحديثة). التقطت BMW العصا على الفور ، بعد أن قامت بتركيب السلسلة السابعة على الطراز. في وقت إصدار النظام ، كانت تكلفته حوالي 10٪ من السعر الإجمالي للسيارة. في الوقت الحاضر ، منذ عام 2004 ، تم إلزام جميع مصنعي السيارات في أوروبا بتثبيت ABS كخيار قياسي ، حتى بالنسبة للتكوين "الأكثر فقراً".

ما هي أجيال نظام المكابح المانعة للانغلاق؟

لم يتوقف التقدم ، ومن المفهوم أنه مع تطور التقنيات الرقمية والسيارات ، تم تطوير نظام الفرامل المانعة للانغلاق. كما ذكرنا سابقًا ، يعتبر 1970 الجيل الأول ، عندما تم إنشاء ABS لأول مرة. تركنا الأداء نتوقع الأفضل ، حيث تم حظر محور القيادة ، ولم تعمل آلية النظام نفسها لفترة طويلة وسرعان ما سقطت في حالة سيئة.

جاء الجيل الثاني عام 1978. ابتداءً من هذا العام ، بدأت مرسيدس-بنز الفئة- S و BMW الفئة السابعة في تثبيت نظام ABS كخيار قياسي. ومن الجدير بالذكر أن كفاءة الآلية كانت في أفضل حالاتها لتلك السنوات وأظهرت نتائج ممتازة. الآن كانت المهمة الرئيسية للمهندسين هي تقليل حجم ومكونات النظام.

يتميز الجيل الثالث من نظام ABS بإصدار نظام 2E الجديد في عام 1980. الاختلاف الرئيسي هو أن وزن الوحدة الهيدروليكية قد انخفض إلى 4.9 كجم من 6.3 كجم. وبالمثل ، انخفض عدد العناصر ، بدلاً من 140 كان هناك 40 عنصرًا فقط.

يقع الجيل الرابع من نظام المكابح المانعة للانغلاق ABS في عام 1995 ، عندما ظهر الإصدار 5.3. أدى الانخفاض التالي في الوزن إلى مؤشرات 2.6 كجم و 25 مكونًا بدلاً من 40. تم اعتبار الجيل الخامس في عام 2003 ، مع إصدار نظام ABS 8. سار المهندسون حول الجيل الأول في دائرة كبيرة ، وكان وزن الكتلة 1.6 كجم ، وكان عدد العناصر 16.

الجيل السادس الأخير في عام 2010. هذا العام ، تقوم Bosch بتصنيع ABS ، حيث تزن الوحدة الهيدروليكية 1.1 كجم وعدد العناصر 9 أجزاء فقط. يعتبر نفس العام هو لحظة بدء Bosch في اتجاه أنظمة الأمان (النشطة والسلبية). في جميع الاحتمالات ، ستقدم Bosch في عام 2020 نظامًا معدلاً ، وبالتالي تسليط الضوء على جيل جديد. من المفترض أنه سيعتمد فقط على الإلكترونيات التي يمكنها التطفل على الآليات الحالية للسيارة.

كيف يعمل نظام ABS؟

ليس من المنطقي النظر في جهاز كل جيل من نظام المكابح المانعة للانغلاق. كل جيل أدى إلى تعقيد الآلية فقط ، لذلك فكر في الجيل السادس من نظام ABS. على الرغم من اختلاف السيارات والعلامات التجارية والموديلات ، فإن جهاز ABS هو نفسه ، ومبدأ التشغيل هو نفسه. من بين العناصر الرئيسية:

• مجسات.
• وحدة التحكم الالكترونية؛
• كتلة هيدروليكية.

يتم تثبيت مستشعرات ABS واحدة على كل عجلة. كقاعدة عامة ، هم مسؤولون عن سرعة دوران العجلات ، وأساس العمل هو مبدأ القاعة. يتم تثبيت المستشعرات على محور كل عجلة. تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بإزالة المعلومات منها ، وبناءً على البيانات الواردة ، تحدد اللحظة التي يتم فيها تنشيط نظام الفرامل.

تلعب وحدة التحكم الإلكترونية دورًا مهمًا في تشغيل نظام المكابح المانعة للانغلاق. في الواقع ، هذا هو رئيس النظام بأكمله ؛ تقوم الوحدة بجمع وتحليل وإرسال الأوامر إلى الأجهزة التنفيذية. جمع المعلومات والحسابات ونقل الأوامر مستمر. كقاعدة عامة ، ترسل وحدة التحكم إشارات تشغيل إلى الوحدة الهيدروليكية والمضخة ، وتعتبر الوحدة الهيدروليكية بمثابة مشغل نظام الفرامل المانعة للانغلاق. يشتمل جسم الصمام على مغناطيس كهربائي مع صمام (مدخل ومخرج) ، ومجمع خاص ، ومضخة كام ، وغرف التخميد ومحرك كهربائي. يؤدي تشغيل كل عنصر إلى إعاقة أو فك قفل عجلات السيارة.

رسم تخطيطي لجهاز آلية منع القفل

رسم تخطيطي لنظام المكابح المانعة للانغلاق ABS

1. خزان سائل الفرامل (الخزان) ؛
2. معزز الفرامل
3. مستشعر دواسة القابض
4. مستشعر ضغط الفرامل
5. وحدة تحكم ABS
6. المتلقي؛
7. ممتص صدمات العجلة
8. صمام مدخل ، يسار أمامي ؛
9. صمام العادم ، اليسار الأمامي ؛
10. اسطوانة الفرامل ، يمين الجبهة ؛
11. مستشعر سرعة العجلة.

يجب ألا يغيب عن البال أنه يوجد لكل عجلة صمام سحب وعادم ، بالإضافة إلى أسطوانة فرامل وجهاز استشعار. يتم تحريك هذه العناصر في الرسم التخطيطي ، لكنها غير مدرجة لتقليل التكرار.

كيف يعمل نظام ABS؟

بعد النظر في ما يتكون منه نظام الفرامل المانعة للانغلاق ، وعناصره الرئيسية ، سننظر في مبدأ التشغيل. تكون عملية ABS دورية ، وتتكون كل دورة من ثلاث مراحل رئيسية: زيادة الضغط في نظام الكبح ، وإمساك الضغط وإطلاق الضغط. هناك رأي مفاده أن ABS يزيد الضغط في آلية المكابح بشكل مستقل ، ولكن في الواقع ليس كذلك ويتم زيادة الضغط فقط بمساعدة السائق (إذا تحدثنا عن ABS النقي ، بدون ESP).

الخطوة الأولى هي زيادة الضغط من قبل السائق. في هذه الحالة ، يزداد الضغط في نظام الكبح بشكل طبيعي عن طريق الضغط على دواسة الفرامل بواسطة السائق. عادةً ما تكون صمامات السحب مفتوحة وصمامات العادم مغلقة. يقوم النظام بقراءة البيانات من المستشعرات الموجودة على العجلات. إذا تباطأت سرعة العجلة بسرعة مقارنة بالبيانات المبرمجة ، فإن وحدة التحكم في ABS تحرك صمام مدخل العجلة المحددة إلى الوضع المغلق ، بينما يكون صمام المخرج أيضًا في الوضع المغلق.

بعد إغلاق صمام السحب ، تحدث المرحلة الثانية. بعد تحديد أي مكابح أكثر من غيرها ، تقوم الآلية بفصل أسطوانة الفرامل عن مهمة عملها ، وكذلك دائرة عمل نظام الفرامل. يجب أن يكون مفهوما أنه حتى مع الضغط المكثف على دواسة الفرامل ، فإن الضغط في النظام لن يزداد.

يقوم نظام المكابح المانعة للانغلاق باختيار الضغط الأكثر فعالية بشكل مستقل. تتحكم الآلية أيضًا في سرعة دوران العجلات حتى لحظة الاستقرار أو التوقف التام.في حالة ما إذا كان دوران العجلات أقل من المستوى المسموح به ، ستقوم الآلية تلقائيًا بفتح صمام العادم وتحرير الضغط ، وبالتالي التخلص تمامًا من آليات معينة من الكبح.

الخطوة الأخيرة في نظام المكابح المانعة للانغلاق هي تحرير الضغط. في هذه المرحلة ، يفتح النظام صمام العادم ، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في الضغط في دائرة معينة (إلى عجلة أو جانب معين). يدخل السائل من أسطوانة المخرج أولاً إلى المجمع ، وبعد ذلك ، بسبب المضخة ، يتم ضخه مرة أخرى إلى جهاز الاستقبال.

يجب إغلاق صمام المدخل ، وإلا فلن تعمل المضخة. طوال هذا الوقت ، يقرأ النظام سرعة العجلة ، وبعد التثبيت والعودة إلى القيم المقبولة ، يتم إغلاق صمام العادم تلقائيًا. بعد إكمال العملية المذكورة بالكامل ، يفتح صمام الدخول مرة أخرى وتبدأ الدورة بأكملها من البداية.

سوف تتكرر دورة تشغيل نظام المكابح المانعة للانغلاق حتى يستقر دوران العجلة تمامًا. لفهم ، في ثانية واحدة ، يمكن أن تعمل آلية ABS حتى 6 دورات. من المستحيل تعطيل عملية ABS دون التدخل في تصميم آلية الفرامل. يمكن أن يؤدي تعطيل ABS إلى عواقب لا يمكن إصلاحها. صممت الشركة المصنعة في الأصل نظام الكبح باستخدام هذه الآلية.

أكثر أعطال ABS شيوعًا

تعتبر العلامة الأولى وربما الأكثر أساسية ، فشل نظام ABS إشارة طويلة الأجل على الرمز المقابل على لوحة العدادات. ومع ذلك ، فإن كل انهيار له تفسيره الخاص. يمكن أن تكون المشكلة بسيطة ، أو أجهزة الاستشعار مسدودة ، أو ببساطة سقط السلك. قد يكون هناك أيضًا سبب أكثر خطورة - دخول الهواء إلى النظام أو انهيار العناصر. يجب أن يكون مفهوما أنه عاجلا أم آجلا يصبح نظام العجلة المانعة للانغلاق نفسه غير قابل للاستخدام.

كما تبين الممارسة ، يحدد الخبراء العديد من الأعطال الرئيسية والأكثر شيوعًا لنظام الفرامل المانعة للانغلاق. بادئ ذي بدء ، يجدر التحقق من سلامة الصمامات ، فمن الممكن أن تحترق بمرور الوقت. علاوة على ذلك ، توجد مستشعرات دوران العجلات على المحاور ، بالإضافة إلى الوزن. تميل أجهزة الاستشعار إلى التلف ، لأنها تعمل باستمرار. يمكن أن يؤدي أدنى انسداد أيضًا إلى فشل الآلية بأكملها. لا تنس أن سببًا آخر لفشل النظام بأكمله قد يكون كسرًا أوليًا للسلك أو تلفًا لعناصر ABS الفردية.

إيجابيات وسلبيات نظام ABS

مثل أي آلية ، فإن الفرامل المانعة للانغلاق لها مزاياها وعيوبها. بالنسبة للبعض ، هذه الآلية مفيدة جدًا في القيادة ، بينما يسعى البعض الآخر ، على العكس من ذلك ، إلى إزالتها من السيارة بكل طريقة ممكنة.

يمكن لكل سائق تسليط الضوء على مزايا وعيوب نظام المكابح المانعة للانغلاق. ومع ذلك ، كما تبين الممارسة ، في معظم الحالات ، ينقذ ABS من المواقف غير المتوقعة ، بما في ذلك الحوادث.

مع تقدم المركبات وآليات السلامة ، يتم أيضًا ترقية نظام المكابح المانعة للانغلاق. وفقًا لمختلف الشركات المصنعة ، فإن أحدث جيل من ABS قادر على التعرف على نوع سطح الطريق. هذا لم يجعل من الممكن تجنب الأخطاء في تشغيل الآلية على الرمال فحسب ، بل ساهم أيضًا في تطوير آليات التحكم في تعليق السيارة. انظر أيضًا كيف يعمل نظام EBD.