تعد أنظمة المكابح المانعة للانغلاق (ABS) من ميزات السلامة المهمة في المركبات الحديثة، وهي مصممة لمنع انغلاق العجلات أثناء حالات الكبح الطارئة. لا تعمل هذه الوظيفة على تعزيز التحكم في السيارة فحسب، بل تقلل أيضًا من خطر الانزلاق بشكل كبير. وفي قلب هذا النظام، تلعب الحلقات المغناطيسية ABS دورًا أساسيًا في مراقبة سرعة العجلة ونقل هذه البيانات إلى وحدة التحكم ABS، التي تقوم بضبط ضغط الفرامل لمنع الانغلاق. في هذه المقالة، سنستكشف كيفية تفاعل الحلقات المغناطيسية ABS مع أجهزة الاستشعار لمراقبة سرعة العجلة والمساهمة في منع انغلاق العجلة أثناء الكبح.

1. ما هو ABS حلقة مغناطيسية ؟

تعد الحلقة المغناطيسية ABS، والمعروفة أيضًا باسم حلقة reluctor ABS، مكونًا رئيسيًا يستخدم في نظام ABS. عادة ما تكون مصنوعة من مادة حديدية ويتم تثبيتها على محور العجلة أو عمود المحور. تحتوي الحلقة المغناطيسية على سلسلة من الأسنان أو الشقوق المتباعدة بشكل متساوٍ والتي تخلق مجالًا مغناطيسيًا أثناء دوران العجلة. يعد هذا المجال المغناطيسي أمرًا بالغ الأهمية لتوليد إشارة تُستخدم لمراقبة سرعة العجلة.

2. كيف تعمل الحلقات المغناطيسية ABS مع أجهزة الاستشعار؟

تعمل الحلقات المغناطيسية ABS جنبًا إلى جنب مع أجهزة الاستشعار المعروفة باسم حساسات سرعة العجلات ABS (أو أجهزة الاستشعار المغناطيسية) التي يتم وضعها بالقرب من الحلقة الموجودة على العجلة أو المحور. وتستند العملية على مبدأ الحث المغناطيسي .

• الدوران وتوليد المجال المغناطيسي : أثناء دوران عجلة السيارة، تدور الحلقة المغناطيسية أيضًا، مما يتسبب في مرور الأسنان أو الشقوق الموجودة على الحلقة بجوار المستشعر. يؤدي مرور الأسنان إلى تغيير المجال المغناطيسي، مما يؤدي إلى اختلاف في الإشارة التي يتلقاها المستشعر.
• تحويل الإشارة : يكتشف مستشعر سرعة عجلة ABS هذه الاختلافات في المجال المغناطيسي ويحولها إلى إشارة كهربائية. ويتوافق تردد هذه الإشارات مع سرعة العجلة؛ ومع دوران العجلة بشكل أسرع، يزداد تردد الإشارة.
• نقل الإشارة : يرسل المستشعر الإشارات إلى وحدة التحكم ABS، التي تعالج هذه المعلومات في الوقت الحقيقي.

3. مراقبة سرعة العجلة والكشف عن القفل

تتمثل الوظيفة الأساسية للحلقات المغناطيسية ABS وأجهزة الاستشعار المرتبطة بها في مراقبة سرعة العجلة أثناء الكبح. من خلال القياس المستمر لمدى سرعة دوران العجلات، يمكن لنظام ABS اكتشاف ما إذا كانت أي عجلة تتباطأ بسرعة كبيرة، مما يشير إلى احتمال قفل العجلة.

• تباطؤ العجلة : عندما يضغط السائق على الفرامل، تبدأ العجلات في التباطؤ. إذا تباطأت عجلة واحدة أو أكثر بسرعة كبيرة مقارنة بالعجلات الأخرى، فهذا يشير إلى أنها قد تكون على وشك الانغلاق. ويحدث ذلك عندما تتجاوز قوة الكبح قوة الاحتكاك بين الإطار والطريق، مما يتسبب في توقف العجلة عن الدوران مع استمرار المركبة في التحرك.
• ردود فعل الاستشعار : تقوم مستشعرات ABS بإرسال بيانات سرعة العجلة بشكل مستمر إلى وحدة التحكم ABS. إذا اكتشف النظام أن هناك عجلة تتباطأ بشكل أسرع من العجلات الأخرى أو على وشك التوقف، فإنه يقوم بتشغيل نظام ABS للتدخل.

4. منع انغلاق العجلات والحفاظ على التحكم في السيارة

عند اكتشاف قفل العجلة، تستخدم وحدة التحكم ABS البيانات الواردة من مستشعرات ABS (من خلال إشارات الحلقة المغناطيسية) لضبط ضغط الفرامل المطبق على العجلة المتضررة. وهذا يساعد على منع الانزلاق ويسمح للسائق بالتحكم بشكل أفضل في السيارة.

• تعديل ضغط الفرامل : بمجرد اكتشاف الانغلاق المحتمل، يقوم نظام ABS بتقليل ضغط الفرامل على العجلة المتضررة، مما يسمح لها بالدوران مرة أخرى. بمجرد أن تستعيد العجلة قوة الجر، يتم إعادة تطبيق ضغط الفرامل، وتستمر هذه الدورة بسرعة، عادةً عدة مرات في الثانية، لمنع العجلة من الانغلاق.
• تحسين الجر : من خلال تعديل ضغط الفرامل بشكل مستمر، يضمن نظام ABS أن تحافظ العجلات على الجر الأمثل مع سطح الطريق. وهذا يمنع السيارة من الانزلاق ويمكّن السائق من توجيه السيارة حتى أثناء حالات الفرملة الطارئة.

5. أهمية التصميم الدقيق للحلقة المغناطيسية ABS

يعتمد أداء نظام ABS بشكل كبير على التفاعل الدقيق والموثوق بين الحلقة المغناطيسية ABS ومستشعر سرعة العجلة. تعد دقة أسنان أو شقوق الحلقة المغناطيسية أمرًا بالغ الأهمية لتوليد إشارات دقيقة يمكن للمستشعر تفسيرها. حتى العيوب الصغيرة أو الأضرار التي تلحق بالحلقة المغناطيسية يمكن أن تؤدي إلى قراءات غير دقيقة لسرعة العجلة، مما قد يؤثر على أداء نظام ABS.

• تصميم الأسنان الدائرية : يؤثر التباعد والشكل واتساق الأسنان أو الشقوق الموجودة على الحلقة المغناطيسية ABS بشكل مباشر على تردد الإشارة. إذا كانت الأسنان متباعدة جدًا أو غير متساوية، فقد لا يتمكن المستشعر من اكتشاف التغيرات في سرعة العجلة بدقة.
• اتساق المجال المغناطيسي : يجب أن يكون المجال المغناطيسي الناتج عن الحلقة الدوارة ثابتًا ومتسقًا لضمان قدرة المستشعر على اكتشاف التغيرات في سرعة العجلة بشكل موثوق. يمكن أن تؤدي الاختلافات في خصائص المواد أو تصميم الحلقة المغناطيسية إلى عدم تناسق الإشارة، مما يؤثر على وقت استجابة النظام.

6. فوائد الحلقات المغناطيسية ABS في السلامة

تتمثل الفائدة الأساسية للحلقات المغناطيسية ABS في سلامة السيارات في منع قفل العجلات أثناء الكبح في حالات الطوارئ. وهذا يضمن احتفاظ السائق بالسيطرة على السيارة، مما يقلل من احتمالية وقوع الحوادث الناجمة عن الانزلاق. بالإضافة إلى ذلك، يساهم نظام ABS في الاستقرار العام للمركبة، خاصة في الظروف الزلقة أو منخفضة الاحتكاك، مثل الطرق الرطبة أو الجليدية.

• تعزيز التحكم في السيارة : من خلال منع انغلاق العجلات، تسمح أنظمة ABS للسائق بتوجيه السيارة أثناء الفرملة بقوة، حتى في ظل ظروف الطوارئ. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية لتجنب العوائق والحفاظ على موضع المسار.
• تقليل مسافة التوقف : يمكن لنظام ABS تقليل مسافات التوقف على الأسطح الزلقة، حيث يسمح للإطارات بالحفاظ على تماسكها مع الطريق. وهذا مهم بشكل خاص في المركبات ذات الأحمال الثقيلة أو في حالات الطوارئ.
• تقليل تآكل الإطارات : من خلال منع الانغلاق والانزلاق المفرط للعجلات، يساعد نظام ABS أيضًا على تقليل تآكل الإطارات، مما يضمن بقاء الإطارات لفترة أطول والحفاظ على الأداء الأمثل بمرور الوقت.