مقاله سیستم ترمز ضد بلوکه (ABS)

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله سیستم ترمز ضد بلوکه (ABS) دارای ۲۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله سیستم ترمز ضد بلوکه (ABS)  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله سیستم ترمز ضد بلوکه (ABS)،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله سیستم ترمز ضد بلوکه (ABS) :

سیستم ترمز ضد بلوکه (ABS)
وکیس ایمنی

۱-۱ سیستم ترمزABS
۱-۱-۱ دلایل استفاده ازسیستم ترمزABS
دلیل ابداع سیستم ترمزقفل نشو اساسأ بسیارساده است. درهنگام ترمزگرفتن، اگریک یا چند چرخ خودروقفل شود(شروع به لغزیدن کند)آن گاه پیامدهای به شرح زیرخواهدداشت:
• فاصل ترمزگیری افزایش می یابد؛
• کنترل فرمان ازدست می رود؛
• لاستیک به صورت غیرعادی ساییده می شود(لاستیک سابی).
پیامد بدیهی این سیستم افزایش احتمال تصادف است. حداکثرشتاب منفی هنگامی به خودروداده می شود که تبدیل انرژی درسیستم ترمزبه حداکثرمیزان برسد. دراین سیستم انرژی جنبشی به گرما دردیسکها وکاسه های ترمزتبدیل می شود. وقتی چرخی روی سطح جاده بلغزد، حتی اگرسطح جاده خشک باشد، بازده تبدیل انرژی کاهش می یابد. رانندخوب برای جلوگیری ازقفل شدن ترمز، پدال ترمزرامی گیرد و رهامی کند و دوباره می گیرد، اما استفاده ازسیستم کنترل الکترونیکی می توان به نتایج بهتری دست یافت.
به تازگی شاهد نصب سیستم ترمزقفل نشوروی خودروهای ارزان قیمت ترنیزهستیم واین نوید
خوبی است. امابایدبه خاطربسپاریم که این سیستم را ازآن روابداع نکرده اند که بتوان درهنگام
رانندگی عادی سریعترراند و خط ترمزکوتاهترداشت. این سیستم راباید به منزل سیستمی درنظر
مجسم کرد که فقط درشرایط اظطراری به کارمی آید. درشکل۱-۱مشاهده می شودکه حتی در
صورت ترمزگیری بسیارشدید بازهم می توان به چرخها فرمان داد.
۱-۱-۲ نیازهایی که سیستم ترمزقفل نشوباید برآورده کند
غالباً یکی ازراههای خوب بررسی هرسیستم پیچیده
مطرح کردن این پرسش است که « این سیستم باید
قادربه انجام چه کارهایی باشد؟» به عبارت دیگر
این سیستم کدام نیازها راباید برآورده کند. نیازهایی
که سیستم ترمزقفل نشوباید برآورده کند تحت هفت
عنوان اصلی زیرقابل بررسی است:
شکل۱-۱حتی درصورت ترمزگیری بسیار شدید هم
می توان توانایی فرمان دهی به چرخها را حفظ کرد.
سیستم ایمنی درصورت عمل نکردن ترمز قفل نشو
اگرسیستم ترمزقفل نشوعمل نکند، ترمزهای معمولی باید با تمام قدرت عمل کنند. به علاوه باید به راننده هشدارداده شود. معمولاً این هشداربصورت روشن شدن یک چراغ ساده داده می شود.
قابلیت مانورباید حفظ شود
وقتی ترمزقفل نشو عمل می کند باید قابلیت فرمان دهی به چرخها حفظ شود. این مسأله مهم است
زیرا غالباً بهترین راه جلوگیری ازتصادف تغییرمسیرخودرو درحین ترمزگیری شدید است .
پاسخ فوری
این سیستم باید، حتی در فاصل کوتاه، واکنش نشان دهد تا ازاصطکاک سطح جاده به بهترین نحو
استفاده شود. این سیستم باید به صورت مقتضی وارد عمل شود، خواه راننده نیک ترمزبگیرد و
خواه پدال ترمز را به شدت فشار دهد.
تأثیرعملیاتی
رانندگی ومانوردهی معمولی نباید واکنشی روی پدال ایجاد کند. پایداری وفرمان گیری چرخها باید دروضعیتهای مختلف جاده حفظ شود. این سیستم باید خود را با پسماند ترمزگیری، درهنگام
ترمزگرفتن، وفق دهد، رها شود ودوباره به کار بیفتد. حتی اگر چرخهای یک طرف خودرو
روی آسفالت خشک و چرخهای طرف دیگر روی یخ باشند چرخش حول محورعمودی خودرو
باید حداقل بماند وفقط به صورت تدریجی افزایش یابد تا راننده بتواند آن را جبران کند.
چرخهای تحت کنترل
درسیستم پایه ای ترمز قفل نشو، دست کم یک چرخ ازهر طرف خودرو باید با استفاده از مدار مجزایی کنترل شود. در حال حاضر کنترل هرچهارچرخ اتومبیلهای سواری متداول است.
گستر سرعت
سیستم ترمز قفل نشو در هرسرعتی ، حتی سرعت قدم عابر، باید عمل کند. وقتی سرعت تا این
حد کم باشد حتی در صورت قفل شدن چرخها، خودرو خیلی زود متوقف می شود. از لحاظ
نظری اگر چرخهای خودرو قفل نشوند، خودرو هرگز متوقف نخواهد شد!
سایر وضعیتهای عملیاتی
این سیستم باید قادر به تشخیص سرخوردن چرخها باشد و بر طبق آن واکنش نشان دهد. به علاوه باید بتواند روی سطح نایکنواخت جاده نیزعمل کند. یکی از حوزه های عملیاتی که هنوز تکمیل
نشده است ترمزگیری در هنگام حرکت با سرعت کم روی برف است. سیستم ترمز قفل نشوعملاً
سبب افزایش فاصل ترمزگیری روی برف می شود، اما همچنان می توان به چرخها فرمان داد.
به نظر می رسد این معامل خوبی باشد. در حال حاضر از انواع مختلف سیستم ترمز قفل نشو
استفاده می شود، اما هم این سیستمها باید بتوانند نیازهای یاد شده درقبل را برآورده کنند.
۱-۱-۳ اصطکاک بین سطح جاده و لاستیک
در هنگام بررسی سیستمهای ترمزقفل نشو، اصطکاک بین سطح جاده ولاستیک از عوامل مهم
است. وقتی خودرو درحال شتابگیری یا ترمزگیری است نیروهای اصطکاکی باید بین سطح تماس لاستیک وسطح جاده مبادله شوند. در این وضعیت باید از قوانین اصطکاک بین اجسام
صلب پیروی کرد زیرا لاستیک خودرو ماهیت فنری دارد. برای دور زدن این مسأل پیچیده،
که حل آن مستلزم سرو کله زدن با نظری مولکولی است، برای توصیف عمل بین لاستیک و
سطح جاده از اصطکاک « لغزش » استفاده می کنیم.
وقتی نیروی ترمز بر چرخ در حال چرخش وارد می شود لغزش رخ می دهد. این لغزش را
می توان به صورت زیر تعریف کرد.
w. ( ( w.-w =
یا
۱۰۰ % × Vv Vv-Vr) ) =
اگر برابر صفر درصد باشد نشان دهند غلتش آزاد چرخ و اگر برابر۱۰۰درصد باشد نشان
دهند قفل شدن آن است در رابط بالا:
= w. سرعت زاویه ای چرخی که آزادانه غلتش می کند
= w سرعت زاویه ای چرخ ترمز شده
Vr = سرعت خودرو = w.rd
Vv= سرعت محیطی چرخ ترمز شده = wrd
rd = شعاع غلتش دبنامیکی چرخ.
نیروی ترمزگیری یا ضریب چسبندگی نیروی ترمزگیری F ))، که در جهت چرخش چرخ
اندازه گیری می شود تابعی ازلغزش است. مقدارF به چند عامل بستگی دارد که مهمترین
آنها به شرح زیر است:
• جنس وضعیت سطح جاده
• جنس لاستیک ، فشار باد لاستیک ، عمق آج، طرح آج و ساختمان لاستیک
وزن تماس.
درشکل ۱-۲رابط بین ضریب چسبندگی
نیروی ترمزگیری و میزان لغزش نشان
داده شده است. مطابق شکل، منحنی به
دو ناحیه تقسیم شده است: ناحی پایدارو
شکل۱-۲ رابط بین ضریب چسبندگی نیروی ترمز ناحی ناپایدار. در ناحی پایداربین نیروی
ترمزگیری و چسبندگی سطح جاده گیری ومیزان لغزش.
تعادل برقرار است. بنابراین می توان
ترمز گرفت، بدون آن که چرخها بلغزند.
در ناحی ناپایدار، پس از عبور ازلغزش
بحرانی( Ic )، دیگر تعادل برقرار نیست
وچرخ قفل می شود، مگر نیروی ترمزگیری
شکل ۱-۳ تفاوت بین وضعیتهای مختلف سطح جاده کاهش یابد.
مقدارلغزش بحرانی( c)، بسته به وضعیت لاستیک وسطح جاده، بین حدود۸۰درصدو۳۰درصد
متغیر است. درشکل ۱-۳ تأثیر وضعیت سطح جاده نشان داده شده است . با توجه به این نمودار
می توان دریافت که با تعیین آستان لغزش ثابتی به عنوان نقط مرجع برای فعال شدن سیستم
ترمز قفل نشو، نمی توان از ضریب چسبندگی موجود به بهترین نحو استفاده کرد.
لغزش جانبی چرخهای خودرو را باید در نظر گرفت . این نوع لغزش هنگامی رخ می دهد که
بین محور خودرو با مسیر مورد نظرچرخ زاویه ای تشکیل شود. حرکت جانبی خودروبه صورت رابطه بین زاوی لغزش و نیروی جانبی تعریف می شود. این رابطه درشکل ۱- ۴ نشان
داده شده است؛ منحنی شکل۱-۴ضریب چسبندگی نیروی جانبی( L )را بر حسب زاوی
لغزش ( ) نشان می دهد. زاوی لغزش بحرانی ( c ) در حالت کلی بین۱۲و۱۵درجه است.
برای تنظیم ترمز باید نیروی ترمزگیری و نیروهای هدایت جانبی را در نظر گرفت. در شکل
۱-۵ تلفیق ضریب چسپندگی( F) و ضریب چسپندگی جانبی ( L) بر حسب لغزش ترمز
() نشان داده شده است. نتایج به ازای زوایای لغزش ۲و۱۰درجه نشان داده شده وآزمون روی سطح خشک جاده انجام شده است. به کاهش چشمگیر چسبندگی جانبی ( L ) با افزایش لغزش () توجه کنید. وقتی ۱۰۰ % = مقدار L تابع زاوی فرمان چرخ است.این مقدار L
را می توان محاسبه کرد:
F = ( حداقل ) L sin

با استفاده از این فرمول می توان نشان داد که
اثر فرمان روی چرخ قفل شده اندک است .
با توجه به شکل ۱-۵ مشاهده می شود که
سیستم کنترل ترمز قفل نشو را باید به
زوایای لغزش بزرگتر نیز توسیع داد. شکل۱-۴ منحنی ضریب چشبندگی نیروی جانبی
اگر هنگامی که خودرو تحت شتاب L ،بر حسب زاوی لغزش( ).
جانبی زیادی هست ( بزرگتر ) ترمز
به صورت کامل گرفته می شود، آن گاه
سیستم ترمز قفل نشو باید زود مداخله
کند و به تدریج، با کاهش سرعت خودرو،
لغزش بیشتری را اجازه دهد. این داده ها
در حافظ فقط خواندنی واحد کنترل
الکترونیکی، به صورت جدول مراجعه،
ذخیره می شود.

شکل۱-۵ تلفیق ضریب چسبندگی ( F ) وضریب
چسبندگی جانبی (L ) برحسب لغزش ()

۱-۱-۴ توصیف کلی سیستم
سیستم ترمز قفل نشو را، مانند سیستمهای دیگر، می توان به صورت یک واحد کنترل مرکزی
با یک رشته ورودی و خروجی در نظر گرفت وآن را با نمودار بلوکی شکل ۱-۶نمایش داد.
مهمترین ورودیهای این سیستم از حسگرهای سرعت چرخ تأمین می شود و خروجی اصلی آن
صورتی از کنترل فشار سیستم ترمز است .
وظیف واحد کنترل مقایس سیگنالهای دریافتی از هر حسگر سرعت چرخ وتعیین شتاب یا شتاب منفی هر چرخ، به تنهایی، است.
با استفاده از این داده ها و جدولهای مراجع برنامه ریزی شده در حافظه ، فشار ترمز یک یا چند چرخ تنظیم می شود.
فشار ترمز رامی توان کاهش داد، ثابت نگه داشت
یا به آن اجاز افزایش یافتن داد. البته همه این تغییرات
به فشار وارد بر پدال ترمز بستگی دارد.
ترمز قفل نشو به صورت سیستم حلقه – بست نمایش
داده شده درشکل ۱-۶عمل می کند. این سیستم چند
متغیر را، به شرح زیر ، حس می کند، به کار
می برد یا کنترل می کند.

شکل ۱-۶ ترمز قفل نشو به صورت یک
سیستم حلقه- بسته عمل می کند.
فشار پدال
فشار پدال را راننده تعیین می کند.
فشار ترمز
در شرایط عادی ترمز گیری ، فشار ترمز با فشار پدال متناسب است، اما تحت کنترل سیستم ترمز قفل نشو می توان این فشار را کاهش داد، یا به آن اجاز افزایش یافتن داد.
متغیر تحت کنترل
متغیر تحت کنترل نتیج عملی تغییرات فشار ترمز یا، به بیان دیگر سرعت چرخ، است که بر اساس آن می توان شتاب گیری ، شتاب منفی و لغزش را تعیین کرد.
وضعیت جاده / خودرو
این سیستم تغییراتی از قبیل تغییر بار خودرو، وضعیت جاده، وضعیت لاستیک و وضعیت ترمز را حس می کند.
واحد کنترل الکترونیکی ، با استفاده از حسگرهای سرعت چرخ، عاملهای زیر را محاسبه می کند.
سرعت مرجع خودرو
سرعت مرجع خودرو با ترکیب سرعت دو چرخی که در دو سر یک قطر قرار دارند تعیین می شود. پس از شروع ترمزگیری ، واحد کنترل الکترونیکی این مقدار را، به منزل مرجع، به کار
می برد.
شتاب یا شتاب منفی چرخ
شتاب یا شتاب منفی چرخ معیاری زنده و همواره در حال تغییر است.
لغزش ترمز
اگر چه نمی توان لغزش ترمز را مستقیماً اندازه گیری کرد، با استفاده از سرعت مرجع خودرو می توان مقداری برای آن محاسبه کرد. با استفاده از این مقدار می توان تعیین کرد که سیستم
ترمز قفل نشو چه وقت باید کنترل فشار ترمز را به عهده بگیرد.
شتاب منفی خودرو
واحد کنترل الکترونیکی ، در حین کنترل فشار ترمز، سرعت مرجع خودرو را به منزل نقط
شروع می گیرد وآن را به صورت خطی کاهش می دهد. آهنگ کاهش با ارزیابی هم
سیگنالهای دریافتی از حسگرهای سرعت چرخ تعیین می شود.
نحو برخورد با چرخهای محرک و غیر محرک خودرو یکسان نیست ، زیرا این چرخها در هنگام ترمز گیری رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند. تلفیق منطقی شتاب شتاب منفی چرخ
و لغزش به منزل متغیر تحت کنترل به کار می رود. راهبرد عملی سیستم ترمز قفل نشو، بسته
به شرایط بهره برداری ، تغییر می کند.
۱-۱-۵ راهبرد کنترل سیستم ترمز قفل نشو
آغاز کنترل فشار ترمز
اغاز درگیری سیستم ترمز قفل نشو را « هموار سازی چرخ کنترل اول می نامند ». این مرحل هموارسازی ضروری است زیرا سیستم ترمز قفل نشو نباید در برابر اختلالات جزئی ، مانند
نایکنواختی سطح جاده که سبب ایجاد تغییر در سیگنالهای ارسالی حسگر چرخ می شود، واکنش
، نشان دهد. آستان درگیری سیستم اهمیت بسزایی دارد، زیرا اگر سیستم خیلی زود درگیر شود
کارراننده رامختل می کند وسبب فرسایش بیهود قطعات می شود؛ اگر این سیستم خیلی دیر وارد
عمل شود در چرخ کنترل اول پایداری وکنترل زمان کاهش یابد
تنظیم برای جاد یکنواخت
در شرایط ایده آل ، وقتی سطح جاده یکنواخت باشد، چسبندگی تقریباً ثابت است. سیستم ترمز قفل نشو در این شرایط از وضعیت دیگر عمل می کند. درچنین شرایطی فرکانس تنظیم نسبتاً پایین است وفشار ترمز تغییرات اندکی پیدا می کند.
چرخش خودرو حول محور عمودی
وقتی راننده روی سطح جاده ترمز می گیرد و چسبندگی سطح جاده زیر چرخهای سمت چپ وراست متفاوت است ، خودرو حول محور عمودی خود می چرخد. اگر راننده فرصت کافی در اختیار داشته باشد می تواند با استفاده از فرمان خودرو را کنترل کند. هرگاه وقتی چرخ جلو به سبب چسبندگی کم ناپایدار می شود، بتوان فشار وارد بر چرخ دیگر جلو را کاهش داد، خودرو به صورت خودکار کنترل می شود. این عمل سبب کاهش چرخش خودرو حول محور عمودی می شود که در هنگام دور زدن یا پیچیدن اهمیت خاصی دارد.
ارتعاش اکسل
درجاده های ناهموار سرعت چرخ مکررا ًو به صورت تصادفی رخ می دهد. به سبب این
ناپایداری ، وقتی سیستم ترمز قفل نشو عمل می کند ، فشار ترمز بیشتر تمایل به کاهش دارد
تا افزایش. در بعضی شرایط ممکن است این پدیده سبب نکرفتن ترمز شود. بنابراین برای غلبه بر این مشکل به وفق پذیری نیاز است. فشار ترمز در حین شتابگیری مجدد وشدید چرخ پس از یک لحظه ناپایداری ، آسانتر افزایش می یابد. در خودروهای مجهز به سیستمهای مجهز ونرم تعلیق، ممکن است اکسل در معرض ارتعاش قرار گیرد. در نتیج این ارتعاش حسگرهای سرعت چرخ سیگنالهایی می فرستند. شتابی که در این وضعیت به دست می آید می تواند برابر شتاب مربوط به وضعیت ناپایداری واقعی ترمز باشد. تأخیر اندکی در واکنش سیستم ترمز قفل نشو، به سبب تأخیرهای ناشی از هموارسازی سیگنال، زمان لازم برای حرکت شیرهای کنترل و پس افت زمانی در لوله های روغن ترمز، به کاهش اثر ارتعاش اکسل کمک می کند. واحد کنترل الکترونیکی می تواند فرکانس منظم ارتعاشات را تشخیص دهد. وقتی واحد کنترل الکترونیکی ارتعاش اکسل را تشخیص می دهد فشار ترمز جانبی را اعمال می کند.

خلاص راهبرد کنترل
کارهایی که از سیستم ترمز قفل نشو انتظار می رود می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
۱ کاهش سریع فشار ترمز در هنگام ناپایداری سرعت چرخ، به طوری که چرخ به سرعت شتاب دوباره بگیرد، بدون آن که فشار بیش از حد کاهش یابد و به ترمز نگرفتن منتهی شود.
۲ افزایش سریع فشار ترمز در حین شتاب گرفتن مجدد و پس از آن، تا مقداری درست زیر فشار ناپایداری.
۳ افزایش ناپیوست فشار ترمز در صورت افزایش چسبندگی.
۴ حساسیت متناسب با شرایط حاکم.
۵ سیستم ترمز قفل نشو نباید درحین ارتعاش اکسل شروع به کار کند.
برای به کارگیری این پنج ویژگی باید حد وسط را گرفت. با برنامه ریزی بهینه وانجام آزمون روی پیش نمونه می توان تراز این مصالحه را پایین آورد، اما بعضی معایب را نیز باید پذیرفت. بهترین مثال ترمز گرفتن با زمین نایکنواخت با برف زیاد است. شتاب منفی چندان تأثیری ندارد، مگر چرخها قفل شوند. در این مثال اولویت با پایداری است نه کاهش فاصل ترمزگیری، زیرا در این قبیل موارد کنترل جهت حرکت خودرو مطلوبتر است.
۱-۱-۶ چرخه های کنترل ترمز قفل نشو
درشکل ۱-۷ چرخ کنترل ترمز گیری در جادهای با چسبندگی زیاد ( گیرش خوب ) ودر شکل ۱-۸ چرخه های کنترل ترمزگیری در جادهای با چسبندگی کم ( لغزنده ) نشان داده شده است. هر شکل به هشت مرحله به شرح زیر تقسیم می شود.
چسبندگی زیاد
۱ مرحل اول، مرحل ترمزگیری اولیه است که در آن ترمز قفل نشو هنوز فعال نشده است.
۲ سرعت چرخ از سرعت آستانه ای محاسبه شده بر اساس سرعت مرجع خودرو بیشتر می شود و فشار ترمز ثابت می ماند.
۳ شتاب منفی چرخ از مقدار آستانه ای ( – ) پایینتر می رود وفشار ترمز کاهش می یابد.
۴ در این مرحله فشار ترمز ثابت می ماند و سرعت چرخ افزایش می یابد.
۵ شتاب چرخ از کران بالایی ( +) بالاتر می رود، بنابراین افزایش فشار ترمز در این مرحله مجازاست.
۶ با گذر از کران (+) فشار ترمز دوباره ثابت نگه داشته می شود.
۷ در این مرحله فشار ترمز در چند مرحله افزایش می یابد تا سرعت چرخ از سرعت آستانه ای (+) بیشتر شود.
۸ فشار ترمز دوباره کاهش می یابد و در هنگام رسیدن به( – ) ثابت نگه داشته می شود.
فرایند بالا ادامه می یابد تا این که راننده پدال ترمز را رها کند یا سرعت خودرو از حد معینی کمتر شود وچرخها قفل شوند وخودرو توقف کند.

شکل ۱-۷ چرخ کنترل ترمز گیری در جاده ای شکل۱-۸ چرخه های کنترل ترمز گیری
با چسبندگی زیاد. برای سطحی با چسبندگی کم
چسبندگی کم
۱ نخستین مرحله ترمزگیری است که در آن هنوز سیستم ترمز قفل نشو فعال نشده است.
۲ سرعت چرخ از مقدار آستانه ای محاسبه شده بر اساس سرعت مرجع خودرو فراتر می رود وفشار ترمز ثابت نگه داشته می شود.
۳ در این مرحله، پس از یک دور کوتاه تثبیت، فشار ترمز کاهش می یابد. سرعت چرخ با آستان لغزش محاسبه شده مقایسه می شود ومعلوم می شود که از آن کمتر است، در نتیجه فشار دوباره کاهش می یابد و پس از آن یک دور تثبیت دیگرفرا می رسد. مقایس دوم انجام می شود و فشار مجدداً کاهش می یابد.
۴ در نتیج تثبیت فشار ترمز سرعت چرخ افزایش می یابد.
۵ فشار ترمز به تدریج افزایش می یابد تا چرخ دوباره بلغزد.
۶ فشار ترمز کاهش می یابد،در نتیجه سرعت چرخ افزایش پیدا می کند.
۷ فشار ثابت می ماند تا به مقدار لغزش محاسبه شده برسد.
۸ فشار به صورت پله ای افزایش می یابد و تثبیت می شود تا دور لغزش شدید به حداقل برسد.
در نتیجه حداکثر پایداری حاصل می شود.
این فرایند نیز ادامه پیدا می کند تا پدال ترمز رها شود یا خودرو توقف کند.
۱-۱-۷ اجزای سیستم ترمز قفل نشو
ترمز قفت نشو را سازندگان مختلف می سازند، اما بین طرز کار آنها تفاوت چندانی نیست. در سیستم ترمز قفل نشو از چند جزء مختلف استفاده می شود. در بخش عمد این سیستمها فقط سه جزء اصلی مهم اند: حسگرهای سرعت چرخ، واحد کنترل الکترونیکی و یک تعدیلگر هیدرولیکی . اکنون این سه جزء را به نوبت بررسی می کنیم و به نقش مدار این سیستم نیز نگاهی می افکنیم.
حسگرهای سرعت چرخ
حسگرهای سرعت چرخ حسگرهای القایی ساده اند و در ارتباط با یک چرخ دندانه دار کار می کنند. این نوع حسگر از یک آهنربای دائمی و یک میله از جنس آهن نرم تشکیل می شود که دور آن سیم پیچیده اند. وقتی چرخ دندانه دار می چرخد تغییرات القاییدگی مدار مغناطیسی سیگنالی تولید می کند که فرکانس و ولتاژ آن با سرعت چرخ متناسب است. سیگنال مورد استفاد واحد کنترل الکترونیکی همین فرکانس است. مقاومت پیچک این حسگرها از مرتب ۱۰۰۰ اهم است و برای جلوگیری از تأثیر تداخل بر سیگنال می توان از کابل هم محور استفاده کرد.
واحد کنترل الکترونیکی
کار واحد کنترل الکترونیکی (شکل ۱-۹) به زبان ساده عبارت است از گرفتن اطلاعات از حسگرهای چرخ و محاسب بهترین روش کار برای تعدیلگر هیدرولیکی. قلب هر واحد کنترل الکترونیکی از دو پردازنده، مانند موتورولا HC11 68،تشکیل می شود که یک برنامه را، مستقل ازیکدیگر، اجرا می کنند. بدین ترتیب می توان در برابر هر خطایی که بر عملکرد سیستم ترمز قفل نشو تأثیر سوء بگذارد ایمنی بیشتری ایجاد کرد. اگر عیبی آشکارسازی شود، سیستم ترمز قفل نشو خود را از کار می اندازد و چراغ هشداردهنده را روشن می کند. هر دو ریز پردازنده حافظ غیر فرّاری دارند که رمزهای عیب در آنها ثبت می شوند تا در هنگام سرویس و عیب یابی بازیافت شوند. واحد کنترل الکترونیکی مراحل پردازش سیگنال ورودی مناسب و مراحل خروجی یا محرک برای کنترل کاراندازها مجهز است.

شکل ۱-۹ واحد کنترل الکترونیکی ۲۳۰۰۰ ترانزیستور دارد.
واحد کنترل الکترونیکی، پس از باز شدن سوئیچ آزمونی انجام می دهد. وجود عیب به قطع اتصال سیستم می انجامد. این آزمون روی پارامترهای زیر انجام می شود:
• جریان برق
• فصل مشترکهای داخلی وخارجی
• انتقال داده ها
• تطابق بین دو ریز پردازنده
• کار شیرها ورله ها
• کار کنترلگر حافظ عیب
• کارکردهای خواندن ونوشتن حافظ داخلی.
هم این عملیات در ۳۰۰ میلی ثانیه انجام می شود.
تعدیلگر هیدرولیکی
تعدیلگر هیدرولیکی (شکل ۱-۱۰)سه وضعیت کاری، مطابق شکل ۱-۱۱ دارد.این وضعیتها عبارتند از
• کاهش فشار
• حفظ فشار
• افزایش فشار
شیرهای تعدیلگر به وسیل سولنوئید کنترل می شوند؛ القاییدگی این سولنوئیدها باید اندک باشد تا بتوانند به سرعت واکنش دهند. الکتروموتور فقط هنگامی به کار می افتد که سیستم ترمز قفل نشو فعال باشد.

شکل ۱-۱۰ تعدیلگر هیدرولیکی سیستم ترمز شکل ۱-۱۱ تعدیلگر هیدرولیکی در سه قفل نشو. وضعیت کاری.
۱-۱-۸ صورتهای مختلف سیستم ترمز قفل نشو
صورت جدیدی از سیستم ترمز قفل نشو ابداع شده است که در آن برای وضعیتهای مختلف فشار ترمز، یعنی کاهش، تثبیت یا افزایش، از فنر و موتور استفاده می شود. مزیت بالقو این روش آن است که پاسخ هموار دارد نه ضربانی. در شکل ۱-۱۲ طرح جانمایی الکتروموتور و فنر نشان داده شده است.

شکل ۱-۱۲ سیستم ترمز قفل نشو با موتور وفنر
۱-۲ کیس هوا
۱-۲-۱ مقدمه
در حال حاضر کمربند ایمنی، کمربند سفت کن وکیس هوا موثرترین سیستمهای محافظت در هنگام تصادف شدید به شمار می روند. وقتی سرعت اتومبیل از ۴۰ کیلومتر در ساعت بیشتر باشد، کمربند به تنهایی کافی نیست، تحقیقات پس از حوادث رانندگی نشان داده است که در ۶۸ درصد موارد، کیس هوا ایمنی خوبی را تأمین می کند. بر اساس بررسیهای به عمل آمده، پیش بینی می شود که اگر هم خودروها، در سرتاسر جهان، به کیس هوا مجهز شوند تعداد مقتولان رانندگی در هر سال بیش از ۵۰۰۰۰ نفر کاهش می یابد.
روشی که امروز برای ساخت کیس هوا متداولتر است ، مجتمع کردن اجزای لازم به صورت یک واحد است. بدین ترتیب مقدار سیمکشی و اتصالات کاهش واعتمادپذیری سیستم افزایش می یابد. نوعی سیستم پایش را نیز در کیس هوا تعبیه کرد، زیرا این کیسه را نمی توان امتحان کرد و اصولاً فقط یک بار کار می کند.
۱-۲-۲ طرز کار سیستم
وقتی خودرویی با سرعت ۳۵ کیلومتر در ساعت با سر تصادف کند رویدادهای زیر، به ترتیب ، رخ می دهند (شکل ۲-۱)
۱ پیش از برخورد راننده در حالت عادی نشسته است.
۲ در حدود ۱۵ میلی ثانیه پس از برخورد، خودرو به شدت فشار منفی پیدا می کند وکیس هوا در آستان راه اندازی قرار می گیرد.
۳ مشتعل ساز سوخت موجود در بادکنک را مشتعل می کند.
۴ پس از حدود ۳۰ میلی ثانیه تای کیسه باز می شود؛ در این لحظه، با مچاله شدن بخشهایی از جلو خودرو، راننده به جلو پرتاب شده و کمربند ایمنی، بسته به نوع آن، قفل یا سفت شده است.
۵ در حدود ۴۰ میلی ثانیه پس از بر خورد، کیس هوا کاملاًً باد شده است و اندازه حرکت راننده را جذب می کند.
در حدود ۱۲۰ میلی ثانیه پس از برخورد راننده به عقب بر می گردد وباد کیس هوا از سوراخهای جانبی آن خالی می شود تا راننده دید پیدا می کند.
کیس هوای سرنشین به همین ترتیب کار می کند. کیس هوا را به صورتهای مختلف نصب می کنند و متداولتر از همه نصب هم اجزا دروسط فلک فرمان است. به هر حال اساس کار تفاوتی نمی کند.

۱-۲-۳ اجزا و مدار کیس هوا
اجزای اصلی سیستم کیس هوا عبارتند از
• کیسه های هوای راننده و سرنشین
• چراغ هشداردهنده
• کلیدهای صندلی سرنشین
• باد کنند آتشی
• مشتعل ساز
• حسگر (های) ضربه
• واحد کنترل الکترونیکی
کیس هوا از پارچ نایلونی ساخته شده است واز داخل آستر دارد. پیش از آن که کیس هوا باد شود، تا شده است و زیر پوشش مناسبی قرار دارد؛ این پوشش با خطوط گسست خاصی طراحی شده است. در اطراف کیس هوا سوراخهایی تعبیه شده است که پس از عمل کردن کیسه، به سرعت باد آن را خالی می کنند. حجم کیس هوای راننده در حدود ۶۰ لیتر و حجم کیس هوای سرنشین در حدود ۱۶۰ لیتر است.
مدار پایش این سیستم یک چراغ هشداردهنده دارد. این چراغ راننده را از خرابی سیستم مطلع می کند و بخش مهمی از مدار پایش است. بعضی از سازندگان برای افزایش اعتمادپذیری سیستم هشداردهنده از دو چراغ استفاده می کنند.
با استفاده از کلید صندلی که در طرف سرنشین (طرف شاگرد) قرار دارد می توان از عمل کردن کیس هوای این صندلی، وقتی سرنشین ندارد، جلوگیری کرد. این نکته به ویژه در مورد کیسه های هوای برخورد از بغل صدق می کند.
بادکنند آتشی و مشتعل ساز را می توان با هم بررسی کرد. بادکنند کیس هوای راننده در وسط فلک فرمان تعبیه شده است. این باد کننده حاوی تعدادی قرص سوخت است که در یک محفظ احتراق قرار دارند. مشتعل ساز از خازن های پر تشکیل می شود، که جرقه ای برای اشتعال سوخت ایجاد می کنند. قرصهای سوخت به سرعت می سوزند و مقدار معینی گاز نیتروژن با فشار معین تولید می کنند. این گاز از فیلتری می گذرد و وارد کیس هوا می شود وآن را باد می کند؛ وقتی کیسه باد شد از زیر پوشش خود بیرون می زند. پس از آماده شدن کیس هوا مقدار کمی هیدروکسید سدیم در آن و در فضای داخل خودرو وجود خواهد داشت. در هنگام باز کردن سیستم کار کرده و تمیز کردن اتاق خودرو باید از تجهیزات ایمنی شخصی استفاده کرد.

شکل ۲-۲ ترتیب رویدادها پس از تصادف از سر با سرعت حدود ۳۵ کیلومتر در ساعت.
حسگر برخورد به صورتهای مختلف مکانیکی یا الکترونیکی ساخته می شود. سیستم مکانیکی (شکل۲-۳) به وسیل فنری کار می کند که غلتکی را در جای خود نگه داشته است؛ وقتی ضربه ای شدیدتر از حد معین به خودرو وارد شود بر نیروی فنر غلبه می کند وغلتک آزاد می شود. وقتی غلتک آزاد شد حرکت می کند و یک میکروسوئیچ را کاراندازی می کند. این کلید در حالت عادی باز است و مقاومتی به صورت موازی با آن بسته شده که امکان پایش سیستم را فراهم می کند. می توان از دو کلید مشابه استفاده کرد تا کیسه فقط هنگامی عمل کند که ضرب ناشی از برخورد از روبرو به انداز کافی شدید باشد. یادآوری می شود که در صورت چپ کردن خودرو کیس هوا عمل نخواهد کرد.

شکل ۲-۳ حسگر برخورد مکانیکی که در آن فنری غلتکی را نگه می دارد.
نوع دیگر حسگر برخورد را می توان شتاب سنج تلقی کرد. البته این نوع شتاب سنج شتاب منفی را اندازه گیری می کند. در شکلهای ۲-۴ و ۲-۵ دو نوع شتاب سنج، یکی بر اساس کرنش سنج و دیگری مبتنی بر بلور پیزوالکتریکی ( شبیه حسگر کوبش موتور) نشان داده شده است.