 |
| كيف يعمل نظام الفرامل abs |
عند الفرملة علي أرض بها زيت أو ماء او غير ذلك ، مما يجعل الأرض زلقة ، قد يحدث ما يعرف بغلق العجلات"wheel lock" ، مما ينتج عنه انزلاق العجلات ،بمعني يتسبب في فقدان قائد المركبة السيطرة علي السيارة .
وظاهرة انغلاق العجلات تتسبب في العديد من الحوادث، ونظام الفرامل abs ما هو الا نظام أمان يحول دون انغلاق عجلات السيارات أثناء الفرملة، وبفضل أنظمة الكبح المانعة للانغلاق (ABS) ، أصبحت مركبات اليوم أكثر أمانًا من أي وقت مضى.
إذن ما هي أنظمة الفرامل المانعة للانغلاق Antilock Brake System: ABS بالضبط ، وكيف تعمل؟ استمر في القراءة لتتعلم كل شيء عن هذه الأنظمة .
ما المقصود بغلق العجلات
يقصد بغلق العجلات توقف العجلة عن الدوران في أثناء انزلاق المركبة على الطريق بسرعة خطية ،وغلق العجلات هو احدي الظواهر المصاحبة للفراملة وهي ظاهرة غير مرغوب فيها.إن انزلاق العجلات على سطح الطريق يزيد من مسافة التوقف وفقدان السيطرة والتحكم في المركبة، مما يؤدي إلى وقوع حوادث خطيرة، فغلق العجلتين الأمامتين يؤدي إلى فقدان السيطرة والتوجيه، وغلق العجلتين الخلفيتين يؤدي إلى فقدان الاتزان (ضبط دوران المركبة حول نفسها).
كما أنها تزيد مسافة التوقف وهذا غيرمرغوب فيه عند الفرمله فعندما نستخدم الفرامل نريد ان تتوقف السيارة بشكل مستقر وفي أقل مسافة ممكنه. كما أن انغلاق العجلات يتسبب في تلف العجلات.
بمعني أن غلق العجلات أثناء الفرملة الاضطرارية يتسبب في فقدان توازن المركبة، وفي التحكم في الحركة والاتجاه، لذا فقد زودت المركبات الحديثة بالمكابح المانعة للغلق؛ أي التي تمنع غلق العجلات في أثناء عملية الكبح، خاصة في حالة الطوارئ.
حيث إن الضغط على المكابح في أثناء سير المركبة بسرعة يؤدي إلى توقف العجلات عن الدوران، وفقدان السائق السيطرة على توجيه المركبة. لذا، يعمل نظام مانع الانغلاق على إيقاف المركبة مع السيطرة عليها.
ما هو نظام نظام الفرامل abs
 |
| ما هو نظام نظام الفرامل abs |
نظام ABS هو اختصار Antilock Brake System وهي تعني نظام المكابح المانعة للانغلاق. ويعتبر نظام المكابح المانعة للانزلاق من أهم التطورات التي حصلت في تكنولوجيا السيارات ، حيث تم تصميم الفرامل المانعة للانغلاق لتنفيذ عملية تقنية الفرملة بشكل اتوماتيكي دون تدخل من قائد المركبة.
وذلك من خلال منظومة تحكم الكتروهيدروليك حيث تعمل وحدة التحكم الكترونية في التحكم في تنشيط أو عدم تنشيط منظومة التحكم الهيدروليكي وذلك من خلال التحكم في صمامات لولبية بناء على الإشارات المرسلة من عدد من المستشعرات والمفاتيح .
حيث تعمل حساسات سرعة العجل على تحديد سرعة وتباطؤ العجلات وترسل هذه الاشارات إلى وحدة التحكم فإن كان تباطؤ العجلات بشكل حاد أي على وشك الانغلاق فإن وحدة التحكم تصدر تعليمات للمجموعة الهيدروليكية لتخفيف ضغط المكابح عن تلك الإطارات لمنع حدوث عملية الانزلاق.
وتم اختبار الفرامل المانعة للانغلاق لأول مرة على عربات السكك الحديدية والطائرات في الخمسينيات من القرن الماضي. في هذا الوقت تقريبًا ، تم تطبيق نظام الكبح أيضًا على النماذج الأولية للدراجات النارية للمساعدة في منع الانزلاق وفقدان الجر.
بحلول ستينيات القرن الماضي ، تم استخدام النظام في أول سيارة فورمولا 1 ذات دفع رباعي في العالم. من هنا ، بدأت شركة Daimler و Mercedes-Benz العمل على نظام يمكن تطبيقه على السيارات.
بعد الكثير من التجارب والخطأ ، كشفت مرسيدس-بنز عن التكنولوجيا في حلبة اختبار دايملر في عام 1978. منذ ذلك الحين ، تم تطبيق أنظمة المكابح المانعة للانغلاق في المزيد والمزيد من السيارات. اليوم ، هو موجود في جميع السيارات تقريبًا - ومن الآمن أن نقول إن نظام ABS قد حسّن بشكل كبير من سلامة الطرق التي نسير عليها.
الفرق بين الفرامل العادية وال ABS
وفي ما يخص المركبات غير المزودة بهذا النظام (الفرامل العادية)، يمكن للسائق التغلب على مشكلة غلق العجلات عند سماعه صوت احتكاك العجلات على الطريق، أو شعوره بغلق عجلات المركبة؛ وذلك برفع قدمه عن دواسة المكابح (الفرامل)، فينتهي غلق العجلات، وتعاود الدوران، ثم يضغط مرة أخرى على دواسة الفرامل، ويكر هذه العملية مدات عدة حتى تنتهي حالة الغلق، ويتمكن من السيطرةعلى المركبة.
قامت نظرية عمل نظام مانع غلق العجلات على هذا المبدأ؛ إذ إن تصميم نظام مانع غلق العجلات المتوافر في المركبات الحديثة ليكون قادر على تكرار هذه العملية تلقائيا (ضخ سائل الفرامل نحو العجلة المنزلقة، ثم توقف عملية الضخ ) بمعدل يساوي ( 15 ) ضعف مقدرة السائق، حيث تتكرر العملية بمعدل ( 15) مرة في الثانية الواحدة تقريباً، وبالتالي يقل زمن توقف المركبة بشكل آمن من دون انزلاق.
كيف يعمل نظام الفرامل abs
من الثوابت العلمية أن الغلق إذا حدث للعجلات الخلفية عند استعمال الفرامل فجأة تسبب في عدم استقرار المركبة مما يؤدي إلى دورانها حول المحور الأمامي . بينما أذا حدث الغلق للعجلات الأمامية يتسبب في عدم التحكم في التوجيه. |
| كيف يعمل نظام الفرامل ABS |
ونظام الفرامل المانع للغلق Antilock Brake System يتحكم في ضغط سائل الفرامل على الأسطوانات الفرعية عند الضغط على
دواسة الفرامل في الحالات الفجائية بحيث لا يحدث غلق. وذلك يساعد في استقرار وتوجيه أفضل.
ملاحظة:
عند استعمال الفرامل ABS في الأوضاع ا لطبيعية فإن دواسة الفرامل تتذبذب مما يؤدي إلى اهتزاز جسم المركبة وعجلة القيادة. وعند استعمالك لسيارة بها نظام ABS اجعل في اعتبارك مايلي.
- حتى ولو أن في سيارتك نظام ABS فلازالت المركبة بحاجة إلى مسافة للتوقف .ودائما اجعل مسافة بينك وبين السيارة التي أمامك للأمان، (وهذه تسمى مسافة الايقاف).
- تمهل دائما في المنعطفات .نظامABS لا يمنع الحوادث الناتجة عن السرعة.
- على الطريق الخشن أو الحصى أو الثلج...... الخ ، يحتاج نظام ABS إلى مسافة اطول للتوقف ولذلك يجب أن تأخذ كل ما ذكر في حساباتك وتقلل السرعة.
أذا كان النظام لا يشتمل على نظام TRC فإن مشغل نظام الغلق يتحكم في الفرامل الخلفية اليمنى و اليسرى كل على حدة.
مكونات نظام الفرامل abs
 |
| مكونات نظام منع غلق العجلاتabs |
ييين الشكل السابق مكونات نظام منع غلق العجلات ومواقعها في المركبة، وسنوضح في ما يأتي مكونات نظام منع غلق العجلات ووظيفة كل جزء من أجزائه:
حساس قياس سرعة دوران العجل
 |
| حساس قياس سرعة العجل |
يتكون مستشعر قياس سرعة العجل "Wheel Sensors"، من مغناطيس دائم وملف حثّ كهربائي، ويعد حساس قياس سرعة العجل مولدا كهرومغناطيسيا صغيرا، إذ إنّه يحتوي على ملف مجال ملفوف حول قلب مغناطيسي، ويثّبت المجس على مسافة قليلة من حلقة مسننه تدورمع العجل بسرعته نفسها، فعند مرور أحد أسنان الحلقة المسننة قرب المجس تتولد قوة المجال المغناطيسي في الملف، وعند
ابتعادها عنه ينهدم المجال المغناطيسي، فيتولد جهد عن طريق الحث الكهربائي في الملف المحيط بالمغناطيس الدائم، وهذه الإشارة المتولدة ترسل إلى وحدة التحكم الإلكتروني، لمعرفة مقدار التردد الناتج من هذه الإشارات المرسلة من مجسات عجلات المركبة، وقياس سرعة دوران كل عجلة من عجلات المركبة، ويتناسب هذا التردد الناتج في الملف الكهربائي طردياً مع سرعة دوران العجل.
وحدة التحكم الإلكتروني
يمكن إجمال ما يتعلق بوحدة التحكم الإلكتروني ( Control module) في ما يأتي:
- تركّب وحدة التحكم الإلكتروني في مكان آمن في المركبة بعيدا عن الأماكن الأكثر تعرضاً للإصابة في أثناء الحوادث، أو الأماكن القريبة من الحرارة، أو المجالات المغناطيسية، وذلك لحساسيتها العالية، وارتفاع ثمنها.
- تستقبل وحدة التحكم الإلكتروني إشارة مجسات العجلات، ثم يحللها المعالج ويكبرها ويقارنها بحالة الغلق المخزنة لديها.
- إذا أظهر تحليل إشارات مجسات العجلات أن هناك حالة غلق على وشك الوقوع فإن الوحدة ترسل إشارة كهربائية إلى وحدة التحكم الكهروهيدرولية لتشغيل صمام التحكم الكهروهيدرولي الخاص بالعجلة المعرّضة للغلق، وذلك للتحكم في ضغط سائل الفرملة لتلك العجلة لمنعها من الوقوف.
- يستمرّ النظام فى استقبال إشارات مجسات العجلات وتحليلها، بما فيها العجلة المعرّضة للغلق، وفي حالة خروج تلك العجلة من حالة الغلق ترسل الوحدة إشارة كهربائية إلى الوحدة الكهروهيدرولية لخفض سرعتها ومساواتها مع العجلات الأخرى.
- تقوم وحدة التحكم الإلكتروني بالكشف على عمل النظام، للتأكد من عمله بنسبة (100%) فى كلّ مرة يشغل السائق المركبة.
- في حالة وجود أيّ خلل أو عطل في النظام، فإنّ هذه الوحدة تفصل النظام عن نظام الفرامل في المركبة، وتوقف عمله، ويستمرّ عمل الفرامل وفق النظام العادي.
وحدة التحكم الكهروهيدرولي
 |
| طريقة عمل وحدة التحكم الكهروهيدرولي |
تتكون وحدة التحكم الكهروهيدرولي (Hydraulic control Unit) من الأجزاء الرئيسة الاتية:
مضخة إرجاع سائل الفرامل
تسحب سائل الفرامل من مضخة
الفرامل الفرعية بوساطة محرك كهربائي وتعيده إلى خزان سائل الفرامل بوساطة صمام ذي
اتجاه واحد.
صمامات كهرومغناطيسية
عددها ممائل لعدد مجسات قياس سرعة
العجلات، وتتمثل وظيفتها فى التحكم فى ضغط سائل الفرامل بناء على الإشارات المرسلة
إليها من وحدة التحكم الإلكتروني.
مجمّع السائل
يعد مخزنا مؤقتا لسائل
الفرامل، وتتلخص طريقة عمل وحدة التحكم الكهروهيدرولي في ثلاث مراحل؛ هي مرحلة
إيقاف ضغط سائل الفرامل، ومرحلة خفض الضغط، ومرحلة زيادة الضغط، وذلك على النحو
الاتى:
مرحلة إيقاف ضغط سائل الفرملة
عندما تكشف وحدة التحكم الإلكتروني بداية حدوث غلق لإحدى العجلات فإنها ترسل إشارة إلى وحدة التحكم الكهروهيدرولي لإيقاف ضغط سائل الفرملة عن دائرة العجلة التى يحدث فيها الغلق، وتستمر بقية الدوائر الهيدرولية للعجلات التي لم يحدث لها غلق في أدائها الطبيعي.
مرحلة إيقاف ضغط سائل الفرملة
عندما تكشف وحدة التحكم الإلكتروني بداية حدوث غلق لإحدى العجلات فإنها ترسل إشارة إلى وحدة التحكم الكهروهيدرولي لإيقاف ضغط سائل الفرملة عن دائرة العجلة التى يحدث فيها الغلق، وتستمر بقية الدوائر الهيدرولية للعجلات التي لم يحدث لها غلق في أدائها الطبيعي.
مرحلة خفض الضغط
في حالة استمرار العجلة في اتجاه الغلق تشغل وحدة التحكم الكهروهيدرولي الصمامات وتوجه سائل الفرامل بعيدا عن المضخة
الفرعية للعجلة التي ستغلق.
مر حلة زيادة الضغط
عند إزالة تأثير الضغط الهيدرولي عن العجلة التى كانت على وشك الإغلاق تبدأ العجلة بالدوران، فترسل وحدة التحكم الإلكتروني إشارة إلى صمامات وحدة التحكم الكهروهيدرولي لتوجيه سائل الفرامل إلى مضخة العجلة مرة ثانية وزيادة الضغط الهيدرولي.
وتحدث هذه المراحل الثلاث خلال جزء بسيط من الثانية، وتتكرر مرات عدة خلال ثانية واحدة، وتحدث فقط للعجلة التي تتعرض للانغلاق، إذ تبقى دائرة التحكم الالكتروني في حالة مراقبة دائمة في أثناء سير المركبة لمنع انغلاق العجلات، وفي حالة عدم حدوث انغلاق لعجلة، أو أكثر، فى المركبة تبقى الفرامل الهيدرولية تعمل على نحو طبيعي من دون تدخل نظام منع انغلاق العجلات.
مصباح تحذيرعطل نظام منع غلق العجلات
في كل مرة تشغل فيها المركبة تُجري وحدة التحكم الإلكتروني فحصًا ذاتيًا لبيان مدى فاعلية النظام، وعند وجود عطل يتوقف عمل النظام ويضيء مصباح تحذير على لوحة المبينات يحدد عطل النظام، وفي الغالب يكون لون الضوء برتقاليًا، وهو لون خاص بنظام منع غلق العجلات، وفي بعض المركبات تبين الوحدة رمز العطل وتحدده.أنواع أنظمة الفرامل ABS
هنالك العديد من أنظمة منع غلق العجلات، تصنف في الغالب حسب عدد قنوات التحكم فى العجلات (قنوات التحكم الموجودة بوحدة التحكم الكهر وهيدرولي التى تجرى بها عملية التحكم في منع إغلاق العجلات). وأغلب المركبات ذات الدفع الخلفي لها ثلاث قنوات، قناة تحكم لكل عجلة أمامية، وقناة تحكم في العجلتين الخلفيتين، أما مركبات الدفع الأمامي فمعظمها تتكون من أنظمة تحكم ذات أربع قنوات، أي لكل عجلة فى المركبة قناة تحكم منفصلة.وسوف نصنف أنواع أنظمة الفرامل ABS بعدد القنوات ( أي عدد الصمامات التي يتم التحكم فيها بشكل فردي) وعدد مستشعرات السرعة.
أربع قنوات وأربعة مستشعرات ABS
هذا هو أفضل مخطط. يوجد مستشعر سرعة على جميع العجلات الأربع وصمام منفصل لجميع العجلات الأربع. من خلال هذا الإعداد ، تراقب وحدة التحكم كل عجلة على حدة للتأكد من أنها تحقق أقصى قوة كبح.ثلاث قنوات ، وثلاثة مستشعرات ABS
يحتوي هذا المخطط ، الموجود عادة في شاحنات البيك أب المزودة بنظام ABS رباعي العجلات ، على مستشعر سرعة وصمام لكل من العجلات الأمامية ، مع صمام واحد ومستشعر واحد لكلتا العجلتين الخلفيتين. يوجد مستشعر السرعة للعجلات الخلفية في المحور الخلفي.يوفر هذا النظام تحكمًا فرديًا في العجلات الأمامية ، بحيث يمكن لكليهما تحقيق أقصى قوة كبح. ومع ذلك ، تتم مراقبة العجلات الخلفية معًا ؛ كلاهما يجب أن يبدأ في الإغلاق قبل أن يتم تنشيط ABS في الخلف. مع هذا النظام ، من الممكن أن تنغلق إحدى العجلات الخلفية أثناء التوقف ، مما يقلل من فعالية الفرامل.
نظام ABS أحادي القناة ومستشعر واحد
يوجد هذا النظام بشكل شائع في شاحنات البيك أب المزودة بنظام ABS للعجلات الخلفية. يحتوي على صمام واحد يتحكم في كلتا العجلتين الخلفيتين ومستشعر سرعة واحد يقع في المحور الخلفي. يعمل هذا النظام مثل النهاية الخلفية لنظام ثلاثي القنوات. تتم مراقبة العجلات الخلفية معًا ويجب أن يبدأ كلاهما في الانغلاق قبل بدء تشغيل نظام ABS.في هذا النظام ، من الممكن أيضًا أن
تنغلق إحدى العجلات الخلفية ، مما يقلل من فعالية الفرامل. من السهل التعرف على هذا
النظام. عادة ما يكون هناك خط مكابح واحد يمر عبر تركيب على شكل حرف T لكلتا
العجلتين الخلفيتين.
يمكنك تحديد موقع مستشعر السرعة بالبحث عن وصلة كهربائية بالقرب من الترس التفاضلي في مبيت المحور الخلفي.
المصادر
How Anti-Lock Brakes Work
كتاب ميكانيكا المركبات (التعليم الفني الاردني)
كتاب كتاب منظومات التحكم الالكتروني بالمركبة (التعليم الفني السعودي)