מערכות בטיחות ברכב - ABS .

מערכת הבטיחות ברכב - ABS - ‏(Anti-lock Braking System) -

היא מערכת בטיחות המותקנת בכלי רכב ותפקידה :

א. למנוע את נעילת הגלגלים בזמן בלימת חירום.

ב. לקצר את מרחק הבלימה.

ג. לאפשר לנהג לשלוט ברכב בזמן הבלימה, ולהפנות את רכבו הצידה (היגוי), למניעת תאונה במקרה

שאינו מספיק לבלום את הרכב.

ובכך מאפשרת לנהג לשלוט ברכב תוך כדי בלימה. (השליטה ברכב נעשית באמצעות בלימה, האצה, והיגוי).

נעילת גלגלים

בזמן בלימת חירום כאשר הנהג לוחץ על דוושת הבלם מעבר ל- 80% - 90% מיכולת הבלימה של הרכב, הגלגלים נעצרים, ומכיוון שהרכב עדיין נמצא בתנועה, וכוח ההתמדה דוחף את הרכב קדימה, נוצרת החלקה של הגלגלים על הכביש.

ככלל - כוח ההתמדה פועל תמיד בכיוון חזית הרכב, ודוחף את הרכב ישר וקדימה. כול עוד גלגלי הרכב מסתובבים, כוח ההתמדה (התנופה)
מומר לתנועה סיבובית, ויש חיכוך מתמיד בין הצמיגים לכביש, דבר השומר על שליטה מוחלטת ברכב. בזמן שהגלגל מסתובב, הצמיג יוצר חיכוך מתמשך ורצוף
עם הכביש, וחיכוך זה מאפשר לצמיגי הרכב לאחוז בכביש ולתרגם את כוחות השליטה ברכב (היגוי – בלימה – והאצה) לכביש.

כאשר הגלגלים נעצרים בזמן בלימת חירום, כוח ההתמדה ממשיך לדחוף קדימה וישר, מבלי שהוא מומר לתנועה סיבובית, דבר הגורם להחלקת הצמיגים על הכביש, להקטנת החיכוך שלהם בכביש עד כדי חוסר אחיזה מוחלט בכביש, ולירידה באפשרות תרגום כוחות השליטה ברכב לכביש (היגוי- בלימה – האצה) בעזרת הצמיגים, עד כדי חוסר שליטה מוחלט ברכב.

התוצאה –
א. הגדלת מרחק הבלימה (במיוחד בכביש עם גורמי החלקה, כגון : שמן, מים, חול וכולה).
ב. חוסר אפשרות להפנות את הרכב (היגוי) בזמן בלימת חירום.
ג. איבוד שליטה ברכב בעיקול הדרך (חוסר היגוי בסיבוב), עד כדי התהפכות הרכב, במיוחד במהירות גבוהה.

בעת בלימה חריפה במקרה חירום, או בלימה חזקה על גבי משטחים חלקלקים, יכול הבלם לעצור לחלוטין את הגלגל, גלגל שפסק מלהסתובב הוא גלגל "נעול", ואינו אוחז את הדרך, אלא נגרר או מחליק על גביה.

מכאן נובע הצורך במערכת ABS - שתימנע את עצירת הגלגלים באופן מוחלט בזמן הבלימה, ותאפשר לנו שליטה ברכב גם בזמן הבלימה.

חסרונות נעילת הגלגלים הם:

א.        אובדן שליטה בהיגוי –     הגלגלים הקדמיים ישאפו להינעל קודם, בהיות כוחות הבלימה פועלים בעיקר עליהם, ההגה ירגיש רך, ואולי ישאף להסתובב מעצמו
        לכיוון כלשהו, וכל ניסיון להטות את הרכב באמצעותו לא יניב כמעט שום תוצאות, ומרחק העצירה יתארך עוד יותר, כיוון שהטיית
        הגלגלים תציב את דופן סוליית הצמיג כנגד הדרך, ולדופן זו אחיזה פחותה מזו של מרכז הצמיג.

ב. שחיקה מוגברת של הצמיגים - עם החלקת הצמיג, נוצר חיכוך בינו לבין הכביש, בנקודה קבועה, והצמיג נשחק בקצב מוגבר ולא סימטרי באותה נקודה. במיוחד
בכביש יבש. וזה גורם להארכת מרחק הבלימה, כיוון ששכבת גומי מותך נבנית תחת הצמיג.

ג.          הארכת מרחק הבלימה -  נעילת ארבעת גלגלי המכונית בבלימה, מאפשרת עצירה מהירה למדי, ולרוב אף מספקת בהחלט, אפילו בדרכים חלקלקות (כביש רטוב,
     שעל גביו יש לגלגלים הנעולים נטייה לצוף). עם זאת, ניתן לקצר את מרחק הבלימה על ידי הימנעות מנעילת הגלגלים. יש לזכור
     שבלימה חלשה מידי תאריך את מרחק הבלימה יותר מאשר בלימה על גלגלים נעולים.

השיטה המקצרת את מרחק הבלימה למינימום האפשרי, היא זו שבה כל האחיזה מנוצלת ליצירת צמידה עבור בלימה. נקודה זו נמצאת על סף הנעילה. למעשה, בנקודה זו קיימים כ-6 עד 8 אחוזי החלקה. כלומר, הגלגלים ננעלים ומשתחררים מעצמם בקצב מסוים. בלימה זו קרויה "בלימת סף", כלומר: על-סף הנעילה.

מומלצת בלימה במלוא-העוצמה: זוהי שיטת בלימה היוצאת מנקודת הנחה שבמצב חירום, בו הנהג נתקף פניקה, אי אפשר לסמוך עליו לבלימה מתוחכמת, ועדיף שיבלום בכל הכוח. בלימה זו תנעל את הגלגלים או, לחלופין, תפעיל את מערכת ה-ABS, באם הרכב מצויד בה.‏

תפקוד מערכת ABS -

החלקה בזמן בלימה מונעת ממערכת ההיגוי של הרכב לתפקד באופן מיטבי, עד כדי חוסר שליטה מוחלט ברכב, דבר העלול להוביל להתרחשות תאונות דרכים.

מערכת ABS מונעת החלקה ומאפשרת את המשך השליטה בהיגוי, על ידי דגימה רציפה של מהירות הגלגלים והשוואתה למהירות כלי הרכב. אם מזוהה מצב חריג של האטה במהירות הגלגל שאינה תואמת את ההאטה במהירות הרכב, מתבצעים ניתוקים רגעיים של הבלם, כדי לחדש את גלגולו במהירות הרגעית הרצויה.

מערכות ABS ישנות, שהותקנו בכלי רכב בין סוף שנות ה-80 ובחלק מכלי הרכב של שנות התשעים המוקדמות, חיקו בלימה לסירוגין, על ידי שחרור מוחלט של כל מערכת הבלמים עם זיהוי נעילה. יכולתן של מערכות אלו לקצר את מרחק העצירה, או לעבוד בכלל, הייתה נמוכה, ולרוב התוצאה הייתה מרחק בלימה מוארך על כמעט כל משטח.

רוב מערכות ה-ABS המודרניות, פועלות ביעילות גבוהה יותר ובדמיון רב לבלימה מדויקת על סף הנעילה. על-גבי משטחים שאחיזת הצמיג בהם גבוהה, כמו כביש אספלט יבש וטוב, תיתכן הארכה קטנה ולרוב זניחה במרחק הבלימה. עם זאת, על גבי משטחים חלקים, תקצר המערכת את מרחק העצירה באופן משמעותי.

בנוסף, המערכת תשאיר את השליטה בהגה בידי הנהג, אשר יוכל להתחמק מן המכשול אם מרחק העצירה אינו מספק. רצוי לציין שעצם היכולת לבלום בעוצמה מקסימלית עם הופעתו של מצב חירום, וכן היכולת להימלט מן המכשול בעזרת ההיגוי לאחר התחלת הבלימה ("בלימת חמיקה"), אינן פעולות אינסטנקטיביות ודורשות תרגול מקצועי.

מערכות ABS מהדור האחרון, מחקות בלימה על הסף הנעילה באופן מדויק יותר, ולכן יקצרו את מרחק העצירה כמעט תמיד, מלבד על גבי משטחים רכים (לרוב עפר), בהם נוטים גלגלים נעולים להתחפר, וכך לערום לפניהם תלוליות המאטות את הרכב. חלק ממערכות אלו, אף מתוכננות להעדפת קיצור מרחק הבלימה על חשבון היציבות והשליטה בהגה. בנהיגה ספורטיבית, מקובל להשתמש בבלימה נסוגה גם ברכבים המצוידים ב-ABS, כיוון שבלימה על סף הפעלת המערכת, מאפשרת תפעול מדויק יותר של הבלמים, וקיצור קל במרחק העצירה.

על הנוהגים ברכב המצויד במערכת ABS לשים לב לדברים הבאים :

א. ללחוץ חזק על דוושת הבלם ולא להרפות ממנה גם בהישמע רחש וקולות תקתוק המורגש בדוושת הבלם בעת כניסתה לפעולה, בייחוד בבלימה על גבי משטח
חלק. (הנטייה הטבעית של הנהג היא להרפות מדוושת הבלם בעת בלימת חירום, דבר הגורם להגדלת מרחק הבלימה).

ב. אפשרות התיקון של מערכת - ABS היא מוגבלת, יש לנסוע במהירות סבירה, ולא לסמוך על מערכת ABS – שתעצור את הרכב בזמן, ולהימנע מתחושת ביטחון שווא שתוביל להתנהגות כביש אגרסיבית.

ג. במצב של הפניית הרכב תוך כדי בלימתו, פעולת הגה חדה תוך בלימה בעזרת ה-ABS במהירות גבוהה, עלולה לגרום לתגובה חריפה מן הצפוי, ולפגיעה במכשולים
אחרים. בבלימה בעקומה, יכול הרכב לנטות לתת-היגוי (הרחבת קשת הפניה) או להיגוי יתר (זריקת זנב) קלים.

מאז כניסתה של מערכת ה-ABS לשימוש מסחרי, חלו בה שיפורים רבים. יעילותה עלתה ופעולתה מורגשת פחות על ידי הנהג. מערכות ABS מודרניות אינן מגיעות כלל למצב של נעילת הגלגלים, ובכך מאפשרות שליטה כמעט מושלמת על הרכב גם בזמן בלימה על משטח חלק או בסיבוב. מערכות אלו נוטות גם להיות שקטות יותר, וכל מיני רעשים ורעידות, שהיו תופעת לוואי מבהילה מאוד של מערכות ישנות יותר, הרבה פחות דרמטיות ומורגשות במערכות אלו. בכביש רטוב, קל יותר להבחין בפעולת המערכת, כיוון הגלגלים נוטים להינעל ביתר קלות, ופעולת המערכת קשה יותר. במצב זה, ניתן לחוש "דפיקות" בדוושה, כמו גם רעשים חזקים מבלמי הרכב, ורעידות בגוף המרכב ובהגה.

מספר מערכות בטיחות חדשות יותר בכלי רכב מתבססות על מערכת ABS ומצורפות אליה:

· חלוקה עומס בלימה באופן אלקטרוני - electronic brakeforce distribution, EBD)מערכת זו מסייעת לחלק את כוח הבלימה באופן שווה בין הגלגלים כדי לתת שליטה מרובה במהלך הבלימה.

· emergency brake assist, BA, EBA, HBA)מערכת זו מאתרת תגובה מהוססת של הנהג (עזיבה פתאומית של הגז ולחיצה חזקה אך לא מלאה של הבלם) ומחזקת את הבלימה.

· מערכת בקרת יציבות הרכב – ESP, ESC, - (Electronic stability control) – מערכת לשמירה על יציבות הרכב במצבי חירום, במקרה של בלימה בשילוב עם הטית הגה חריפה, יישאר הרכב יציב ולא יברח הצדה.

· בקרת אחיזת-כביש (Traction control system, TCS) – במקרה של איבוד אחיזה באחד הגלגלים, כמו במקרה של פרפור או החלקה, תסייע המערכת לחלוקת כוח הבלימה וההאצה ותחזיר לגלגל החופשי את האחיזה בדרך.

מערכת ABS חדישה, המצוידת במערכות הללו, בשילוב עם בלמים יעילים וחזקים, מביאה את תגובת הרכב לבלימה לשלמות. ברכב כזה, בכל מקרה בלימה: כביש יבש, רטוב, בלימה בסיבוב – תהיה התגובה שבלחיצה חזקה על דוושת הבלם נכונה, ותגרום לרכב להאט או לעצור במרחק הקצר ביותר האפשרי. המקרה היחיד שבו יכול רכב בעל מערכת ABS שכזו לאבד שליטה הוא כאשר הרכב כבר איבד שליטה ונמצא בהחלקה. אמנם במקרה הזה בלימה חזקה תגדיל את "זריקת הזנב" של הרכב, אך מערכות כמו בקרת אחיזת-כביש יסייעו לצמצם את ההחלקה ולעצור את הרכב בנתיבו, ואף להשיב לרכב את האחיזה. ברכב המצויד במערכת בקרת יציבות קשה להגיע למצב איבוד שליטה כזה מלכתחילה.

רכב ללא ABS

ברכב שאין בו מערכת ABS, תיצור בלימה חזקה (כ-90% ממהלך הבלם על יבש, כ-85% על רטוב) מצב של נעילת הגלגלים. הגלגלים יפסיקו לגמרי להסתובב בגלל הבלימה. עם זאת, כאמור, בלימה תוך כדי נעילת הגלגלים יכולה לעצור את הרכב מהר מאוד. יתרה מזאת – בניגוד לאמונה הרווחת – גם רכב שאינו מצויד ב-ABS, אינו נוטה להחליק ולהסתחרר בבלימה, אפילו על משטח חלק. כל עוד הבלימה נעשית בקו ישר ועל גבי צמיגים תקינים, יבלום הרכב בקו ישר. שיבושים קלים בדרך, או משטח חלקלק במיוחד, עלולים לגרום לסטייה קלה של חרטום הרכב הצדה. עם זאת, כל מידה של סטית חרטום הרכב תהיה סביב צירו, כלומר: גם אם הרכב יסתחרר לגמרי, הוא יישאר בנתיבו. נמצא כי, אפילו בבלימה על משטחים, לרוב כאשר צדו האחד של הרכב ירד לשול עפר בצד הכביש, בלימה עוצמתית ונעילת ארבעת הגלגלים, מביאה לעצירה מהירה ויציבה.

נעילת הגלגלים, עם זאת, תגרום לרכב להתקדם במשך הבלימה בכיוון חרטום הרכב ברגע הנעילה. ההגה ברכב יגיב, והגלגלים יזוזו, אך כיוון שהם אינם מסתובבים, כל הטיה לא תשנה כמעט בכלל את כיוון נסיעת הרכב. לכן בלימה בסיבוב ללא ABS היא בעייתית, כיוון שהרכב שמוטה לתוך הסיבוב, יתיישר אל כיוון שולי הכביש. לכן, במצב של בלימה בסיבוב ללא ABS, רצוי להימנע מלחיצה חזקה מידי על הבלמים. מוטב לבלום כ-70% ממהלך הדוושה. אם בכל זאת ננעלו הגלגלים, משחררים עוד קצת כדי לשחרר אותם. אותו תהליך (שחרור של עד חצי דוושה) יש לנקוט אם רוצים להטות את הרכב תוך כדי בלימה, כדי להימנע מלהיתקל במכשול.

אימון רפסלקסיבי לבלימה בכל הכוח (כדי להימנע מהיסוס) נעשה במכוני נהיגה מתקדמת או על ידי אדם פרטי, שמתרגל בלימה כזאת במקום ריק. פעולה זאת מותרת לפי חוק במסגרת "ניסוי הבלמים" - מאיצים את הרכב לכ-40 קמ"ש ואז נותנים מכה חזקה על דוושת הבלם. בלימה בסיבוב ניתן לתרגל על ידי בלימה הדרגתית בקו ישר במקום ריק – לוחצים את הדוושה פנימה בהדרגה, כדי לחוש את נקודת הנעילה.