سیستم کنترل هرز گردی در خودروها چیست و چگونه عمل میکند؟
سیستم کنترل هرزگردی، برای کنترل هرز چرخیدن چرخها هنگام شتاب گیری خودرو است.
سیستم کنترل هرزگردی (Traction Control System) یا (TCS) برای جلوگیری از هرز زدن چرخهای خودرو در هنگام شتاب گیری است.
اولین باردر دهه 60 سیستمی شبیه به این با نام LSD یا دیفرانسیل لغزش محدود استفاده شد که می توانست تا حدودی هرز گردی چرخها را کنترل کند اما نمی توانست آن‌ها را از بین ببرد.
اما دو دهه بعد، یعنی در سال 1985 این سیستم اختراع شد و در همان دهه در خودروها استفاده شد.
عملکرد
این سیستم به وسیله حسگرهایی که به هر چرخ متصل هستند، میزان گردش چرخها را می‌سنجد. هنگامی که سیستم متوجه شود که چرخش یکی از چرخها از دیگری بیشتر است، متوجه هرزگردی آن میشود و نیروی وارد شده به آن چرخ را کاهش میدهد.
این امر معمولا از طریق ترمز انجام میشود. یعنی نیروی آن چرخ توسط ترمز خنثی میشود و چرخش آن کم میشود. اما در صورتی که نیروی ترمز کافی نباشد، از نیروی موتور هم برای کم کردن سرعت دوران چرخ استفاده میشود.
*هنگامی که این سیستم عمل میکند راننده لغزش‌هایی را در زیر پای خود بر روی پدال گاز حس میکند.
این سیستم علاوه بر شتابگیری خودروها، به خصوص در مسیرهای لغزنده، به بهبود هندلینگ خودروها در سر پیچ‌ها کمک میکند.
سيستم TCS یا ASR روی سيستم ABS نصب ميشود و از ايجاد لغزش تاير ، در هنگام شتاب گيری جلوگيری ميكند.
هرزگشتن چرخهای محرک ، در هنگام حرکت بر روی سطوح یخ زده از مشکلاتی است که بیشتر رانندگان آنرا تجربه کرده اند،در شکل زیر ، هرزگردی چرخ های جلوی خودرو که بر روی یخ قرار گرفته را می بینید.
هرزگردی چرخ ها بر روی سطح لیز
مشابه همین مشکل در مورد اتومبیلهایی با موتورهای قوی حتی بر روی سطوح خشک نیز وجود دارد. در شکل زیر هرزگردی شدید چرخ های عقب خودروی قوی دیفرانسیل عقبی را می بینید که به علت شتاب زیاد آن به وجود آمده است.
هرزگردی چرخ هاهرزگردی چرخ ها روی سطح خشک
در خودروهای تک دیفرانسیل معمولی (دیفرانسیل آزاد) که گشتاور به هر دو چرخ منتقل میشود اگر یکی از چرخهای محرک تماسی با سطح زمین نداشته باشد و یا بر روی سطوح یخ زده ، گلی یا شنی قرار گیرد آن چرخ آزادانه می چرخد و چرخ دیگر بر روی زمین خشک در حالت سکون قرار می گیرد. در نتیجه خودرو ثابت می ماند .سکون چرخ دوم به این دلیل است که به چرخی که اصطکاک بیشتری دارد گشتاور کمتری منتقل می شود و این ایراد اصلی دیفرانسیل های آزاد می باشد.
کاربرد TCS یا ASR در گلکاربرد TCS یا ASR در برف
سامانه کنترل کننده هرزگردی در خودرو های مدرن امروزی بوسیله کاهش نیروی موتور و تقسیم نیروی ترمز( مجهز به ABS ) به وسیله سنسور های سرعت که بر روی چرخها نصب شده ، اتومبیل را مهار می کند.
برای درک بهتر کاربرد سیستم TCS ، در نظر بگیرید که پیش روی شما یک خیابان با شیبی ملایم قرار دارد و سطح این خیابان کاملا پوشیده از یخ یکدست و صاف می باشد. خاطر جمع باشید که امکان عبور از این خیابان با هیچ ترفندی به جز TCS میسرنیست .
کاربرد TCS یا ASR در جاده یخ زده
وقتی خودرو شما در این وضعیت قرار میگیرد به علت کاهش نیروی اصطکاک ،چرخهای محرک شروع به هرزگردی می کنند در همین لحظه سنسورها این خبر را به واحد کنترل میدهند وبلافاصله همزمان با کاهش نیروی خروجی دیفرانسیل ، سامانه ABS هم وارد عمل میشود و برروی هر چرخ بطور جداگانه نیروی ترمز مورد نیاز را اعمال میکند در چنین شرایطی اتومبیل شما، استوار و بدون هیچ گونه هرزگردی به حرکت خود ادامه میدهد.
همچنين در هنگامی كه يك چرخ در يك محيط كم اصطكاك (مثل برف،يخ ، شن و گل ) گير كند ، اين سيستم باعث ميشود چرخ ديگر حركت كرده و خودرو از آن شرايط خارج شود. اين عمل با اعمال ترمز در يك چرخ با كنترل قدرت موتور انجام می شود.
این اعمال بسیار شبیه به رفتارهای سامانه ESP می باشد ولی این دو سامانه همانطور که ملاحظه میکنید اهداف متفاوتی را دنبال میکنند.
در شکل زیر تفاوت سیستم ESP با سیستم TCS نشان داده شده.
تصویر اول ، خودروی مجهز به ESP را می بینید که در هنگام پیچ با اعمال ترمز به چرخ عقب سمت راست به حفظ تعادل خودرو در پیچ کمک می کند .
کاربرد ESP در پیچ
خودروی مجهز به TCS را می بینید که با اعمال ترمز به چرخی که در گل فرو رفته (چرخ عقب سمت چپ در گل فرو رفته ) باعث می شود چرخ دیگر که بر روی سطح خشک قرار گرفته ، چرخیده و اتومبیل بیرون بیاید.
نقش TCS یا ASR در خودروبه طور کلی می توان وظایف سیستم TCS را این گونه بیان کرد.
1- سیستم TCS در مواقعی که شتاب خودرو زیاد شود از لغزش چرخ های محرک جلوگیری می کند.
2- این سیستم هنگام حرکت در جاده های لغزنده از هرز گردی چرخ های محرک جلوگیری می کند.
3- هنگامی که تعدادی از چرخ های خودرو در شن ، گل ، برف و یخ گیر افتاده باشد، کمک بزرگی در رهایی از آن شرایط می کند.
نکته:
سیستم TCS در آلمان و اکثر خودروهای آلمانی ، ASR نامیده می شود.