سیستم tcs، کنترل کشش چیست؟

سیستم کنترل کشش یا TCS که مخفف کلمات لاتین Traction Control System می باشد یکی از کاربردی ترین سیستم های ایمنی  محسوب می گردد که بودنش در هر خودوریی الزامی است. امروزه سیستم های گوناگونی بر روی خودروهای مدرن نصب شده اند تا در لحظات حساس کمک حال راننده باشند تا میزان درصد بروز حادثه را کاهش دهند. اما برخی از این سیستم ها کمتر دارای کارایی مفید هستند و برخی نبودشان یک نقص است. سیستم کنترل کشش یا TCS  از جمله فناوری های ایمنی است که نبودش یک نقصان بزرگ در خودروهای روز دنیا است. اما سیستم TCS  چیست و چرا مجهز بودن خودرو به این سیستم واجب است، تا پایان مقاله مجله لنت ترمز را همراهی کنید.

سیستم کنترل کشش یا TCS چیست؟

ساده ترین تعریفی که می توان برای این سیستم ارائه داد عبارت است از :سیستمی که از هرزگردی چرخ های محرک در هنگام گاز دادن از حالت سکون و یا در عین حرکت جلو گیری می نماید. به عبارت ساده تر هنگامی که خودرو در حال حرکت است و یا از حالت سکون حرکت می کند در صورتی که گاز داده شده به خودرو و گشتاور ارسالی از موتور به چرخها بیشتر از نیروی اصطکاک لاستیک با سطح زمین باشد باعث خواهد شد که چرخهای خودرو به جای انتقال خودرو به جلو به دور خود چرخیده و به اصطلاح هرزگردی کند. این وضعیت در شرایطی که سطح جاده به دلایلی نظیر یخ زدگی یا بارندگی از اصطکاک کمتری برخوردار باشد ،بیشتر رخ خواهد داد. اما زمانی که این سیستم بر روی خودرو نصب شده باشد از بروز چنین وضعیت و هرزگردی لاستیک ها به دور خود جلوگیری می کند.

نحوه عملکرد سیستم کنترل کشش

سیستم کنترل کشش طراحی شده تا هنگام از دست رفتن چسبندگی چرخ های محرک خودرو، به بازگشت این چسبندگی و سهولت کنترل خودرو کمک کند. در واقع این سیستم هر زمانی که چرخ‌ها اصطکاک کافی با زمین، برای انتقال گشتاور موتور خودرو به جاده را نداشته باشند، وارد عمل می‌شود.

به بیان ساده تر، اگر نیرویی که از موتور به لاستیک اعمال می شود، از میزانی که لاستیک می تواند به زمین انتقال دهد بیشتر باشد، لاستیک چسبندگی خود را از دست می دهد و چرخ ها دچار هرزگردی می‌شوند. این وضعیت معمولا در حین شتاب گرفتن، یا در شرایط جوی نامناسب(برفی-بارانی)، یا در شرایط رانندگی خارج جاده و بر روی زمینی سنگلاخی، گلی و… پیش‌می‌آید. این شرایط میتواند به واماندگی خودرو و ناتوانی در جابجایی، یا از دست رفتن کنترل خودرو و خروج از مسیر امن (کم یا بیش فرمانی) منجر شود.

در خودروهای دیفرانسیل جلو، هرزگردی چرخ ها عموما باعث پیش آمدن کم فرمانی و حرکت خودرو به سمت خارج پیچ می‌شود، در خودروهای دیفرانسیل عقب نیز، هرزگردی موجب بروز بیش‌فرمانی و حرکت خودرو به سمت داخل پیچ، یا حتی اسپین شدن خودرو(پیچش خودرو به دور خود) می‌شود. برای جلوگیری از این شرایط، ترکشن کنترل یا همان سیستم کنترل کشش برای خودروها استفاده می‌شود.

در این شرایط عملکرد سیستم کنترل کشش و کنترل پایداری بسیار شبیه به هم خواهد بود با این تفاوت که کنترل کشش سعی در جلوگیری از وقوع بیش یا کم فرمانی دارد تا خودرو از مسیر خود خارج نشود، اما سیستم کنترل پایداری، در صورتی که خودرو از مسیر خارج شود، برای بازگرداندن آن به مسیر اصلی تلاش خواهد کرد. عملکرد ترکشن کنترل به طور کلی به دو مرحله کلی تقسیم میشود:

1. تشخیص هرزگردی چرخ های محرک خودرو است
2. انجام راه‌کارهایی برای کنترل شرایط

چرا چرخ های خودرو دچار هرزگردی می شوند؟

عمده ترین دلیل وجود بروز هرزگردی در چرخ خودرو به ایراد دیفرانسیل های آزاد باز می گردد. همانطور که می دانید گشتاور ارسالی از موتور ابتدا وارد جعبه دنده شده و سپس برای ارسال به چرخ های طرفین خودرو ،وارد دیفرانسیل می گردد. اما دیفرانسیل آزاد خودرو به سبب مکانسیمش قادر خواهد بود که بیشترین گشتاور را به چرخی ارسال نماید که از اصطکاک کمتری برخوردار است .

این مکانسیم به این دلیل طراحی شده است که خودرو در سر پیچ ها دچار انحراف نگردد چرا که در پیچ ها چرخ بیرونی خودرو باید با سرعت بیشتری حرکت کند و چرخ داخلی پیچ باید از سرعت کمتری برخوردار باشد. اگر دیفرانسیل آزاد نبود و دیفرانسیل مجبور بود که به اندازه مساوی گشتاور را به هر دو چرخ ارسال کند چرخها با سرعت یکسانی به چرخش در می آمدند و در نهایت خودرو منحرف می گردید.

اما همین امر در شرایط بحرانی مانند شرایط جوی بد و جاده های لغزنده پاشنه آشیل دیفرانسیل های آزاد است . چرا که وقتی چرخ یک طرف یا هر دو طرف بدلیل اصطکاک کم شروع به لغزش کند دائما گشتاور بیشتری را دریافت می کند و چرخی که دارای اصطکاک بیشتری است از دریافت گشتاور محروم شده و ثابت می ماند همین امر موجب عدم حرکت خودرو در هنگام سکون یا انحراف خودرو در حال حرکت می گردد.

تشخیص هرزگردی چرخ های محرک خودرو

مرحله نخست تقریبا در تمام خودروها مکانیزم یکسانی دارد، در حال حاضر تقریبا تمام خودروهایی که حداقل استانداردهای ایمنی را داشته باشند، مجهز به سیستم ترمز ضدقفل (ABS ) هستند. در این سیستم، برای هر چرخ سنسورهایی نصب شده تا سرعت گردش هر چرخ به صورت مداوم رصد شود، سیستم ترکشن کنترل نیز از اطلاعات واصله از همین سنسورها برای تشخیص شرایط هرزگردی استفاده می‌کند.

شباهت سیستم های ABS و TCS نیز در اینجاست که هردو وظیفه جلوگیری از لیز خوردن چرخ هارا بر عهده دارند، ترمز ضد قفل وظیفه جلوگیری از لیز خوردن هر4 چرخ خودرو در زمان ترمز گیری را بر عهده دارد، اما TCS از لیز خوردن لاستیک‌های محرک خودرو در هنگام گاز دادن جلوگیری می‌کند. اگر اطلاعات سنسور ABS، نشان دهند سرعت یک چرخ به صفر رسیده در حالی که دیگر چرخ ها در حال حرکت هستند، سیستم ABS وارد مدار میشود، اما اگر این سنسورها نشان دهند سرعت یک، یا چند چرخ محرک خودرو از دیگر چرخ ها بیشتر شده، آنگاه سیستم کنترل کشش یا TCS وارد عمل می‌گردد.

چرا سیستم کنترل کشش یا TCS یکی از مهمترین آپشن های ایمنی است؟

حتما از خود می پرسید که حالا لاستیک خودرو برای لحظاتی هرزگردی کند مگر چه مشکلی دارد که حضور این سیستم را آنقدر مهم می کند. برای درک بهتر این موضع و جواب این سئوال بهتر است به زمانی که خودرویی به این سیستم مجهز نباشد بپردازیم.

همانطور که می دانیم کوچکترین انحراف برای خودروهای در حال حرکت می تواند حکم مرگ و یا زندگی را داشته باشد چرا که انحراف خودرو باعث بروز حادثه می گردد. اولین دلیل برای انحراف خودرو لغزش چرخها بر روی سطح جاده است. پیش از این با سیستم ABS آشنا شده اید. این سیستم کمکی ترمز باعث می گردد که در ترمز های ناگهانی چرخ خودرو قفل نکند تا چرخها همچنان روی سطح جاده استوار مانده و دچار لغزش نشود. همین حالت نیز در حالت حرکت هم نیز وجود خواهد داشت. به عبارتی در صورتی که هر کدام از چرخهای خودرو بدلیل عدم اصطکاک مناسب جاده دچار هرزگردی شود بدین معناست که سرعت چرخ هرزگرد با سرعت چرخهای دیگر متناسب نخواهد بود و موجب انحراف خودرو خواهد شد.

کاربرد سیستم کنترل کشش یا TCS

لذا همانطور که سیستم ABS در هنگام توقف از لغزش چرخها جلوگیری می کند سیستم TCS  هم در حالت حرکت موجب عدم لغزش چرخها می گردد. این سیستم در روزهای برفی و بارانی و یا در زمانی که جاده از یخ پوشیده باشد بسیار کاربردی خواهد بود چرا که اصطکاک جاده به کمترین میزان خود رسیده و امکان هرزگردی چرخها بیشتر از هر زمان دیگر می گردد.

اما سیستم کنترل کشش یا TCS  دارای مزایایی دیگر هم است.این سیستم باعث افزایش راندمان خودرو می گردد و کمک حل راننده درشرایط نامساعد جوی به منظور حرکت مستمر خودرو می گردد. برای مثال در نظر بگیرید که در یک روز برفی در شیب کاملا ملایم تصمیم به حرکت می گیرد.

از آنجایی که کف جاده از برف و یخ پوشیده شده است گشتاور ارسالی به چرخها کاملا بیشتراز اصطکاک موجود است و چرخها محرک بدون مشکل خاصی شروع به هرزگردی می کند. هر چقدر شما بیشتر گاز دهید این هرزگردی بیشتر می گردد . اما اگر خودروی شما به سیستم TCS  مجهز باشد چرخها از هرزگردی منع می شوند و باعث می گردد که چرخها به آرامی شروع به حرکت کند. توجه داشته باشید در چنین شرایطی به هیچ عنوان نمی توانید با خودروی بدون این سیستم در شیب جاده یخ زده حرکت کنید. حضور این سیستم حرکت خودرو را هموارتر می کند.

اما این سیستم در جاده های عادی و عاری از یخ زدگی هم نیز کمک حل راننده است. سیستم TCS   می تواند به راننده کمک کند تا مطمئن تر از پیچها عبور کند. اگر راننده هنگام دور زدن بیش از حد گاز بدهد چرخهای متحرک چسبندگی خود را از دست می دهند و خودرو به یک سمت کشیده می شود که در خودروهای دیفرانسیل جلو باعث کم فرمانی و در خودروهای دیفرانسیل عقب باعث بیش فرمانی می شود. سیستم کنترل هرزگردی با محدود کردن قدرت انتقالی به چرخها می تواند جلوی این حالت را بگیرد. البته این سیستم نمی تواند باعث افزایش چسبندگی خودرو به سطح مسیر حرکت شود فقط می تواند ناتوانی راننده در سریع عکس العمل نشان دادن به هرزگردی را جبران کند.

سیستم TCS  همچنین در شرایط مسابقه و رانندگی هیجانی بسیار کاربرد دارد. چرا که در چنین شرایط راننده بطور ناگهانی پدال گاز را فشرده و حجم زیادی از گشتاور را روانه چرخها می کند . از این رو چرخها بدون معطلی شروع به هرزگردی می کنند. در این حالت به جای که خودرو حرکت روبه جلویی داشته باشد برای لحظاتی در سر جای خود ثابت می ماند. همین میزان کافی است تا از رقیب عقب بمانید. اما این سیستم هرزگردی چرخها را کنترل می کند و نمی گذارد که چنین اتفاقی رخ دهد.