تاريخ فرامل ABS من الطائرات إلى السيارات

تتوفر أنظمة منع الانغلاق (ABS) في كل سيارة تُباع جديدة منذ أكثر من قرن من الزمان، ولكنها لم تكن دائمًا إلكترونية أو أوتوماتيكية. في وقت مبكر، كان على السائق أداء واجبات نظام ABS عن طريق الضغط بشكل متكرر على دواسة الفرامل لمنع العجلات من الانغلاق عند الكبح الشديد. لقد استغرق الأمر عقودًا من الزمن -وتحويلًا عبر صناعة الطيران- قبل أن يتوصل المهندسون إلى كيفية بناء أجهزة استشعار يمكنها منع انغلاق العجلات أثناء الكبح.

حصل المهندس الألماني كارل فيسيل على براءة اختراع لمنظم قوة فرامل السيارات في عام 1928، لكنه لم يتمكن أبدًا من إدخال تصميمه إلى الإنتاج. في حين أن الحاجة إلى تنظيم الضغط الهيدروليكي المرسل إلى العجلات أثناء الكبح الشديد كانت واضحة، إلا أن الافتقار إلى ذلك مناسب منعت التكنولوجيا في أواخر العشرينيات من القرن الماضي المهندسين مثل فيسيل من تطوير نظام مضاد للكتل (ABS) قابل للتطبيق تجاريًا. للسيارات. إن إبقائها رخيصة الثمن كان من شأنه أن يجعل الأمر معقدًا للغاية؛ إن إبقائها بسيطة كان من شأنه أن يجعلها باهظة الثمن. استمر سائقو السيارات في الخروج عن نطاق السيطرة مثل كرات الهوكي بينما نضجت التكنولوجيا.

بدأ ظهور نظام ABS في الطائرات والقطارات، وهما نوعان من المركبات التي كانت بحاجة ماسة إلى القدرة على التوقف دون انزلاق، خلال الخمسينيات من القرن الماضي. لعبت شركة Dunlop ومقرها إنجلترا دورًا رائدًا في تطوير التكنولوجيا، وأطلقت على نظام ABS الميكانيكي الخاص بها اسم Maxaret. ظلت هذه الميزة باهظة الثمن، ولكن كان من الأسهل بكثير تعويض تكلفتها عند بناء طائرة مقارنة بصنع سيارة. كانت شركات الطيران منفتحة على فكرة دفع المزيد مقابل الطراز المجهز بـ Maxaret لأن الميزة يمكن أن تساعد فهم يوفرون المال عن طريق تقليل تآكل الإطارات، بل ويساعدونهم على كسب المزيد من المال عن طريق السماح للطائرات بحمل المزيد وزن.

"نتيجة للاختبارات، تم حساب الوزن التشغيلي المسموح به لسيارة نقل ركاب حديثة معينة يمكن زيادة عدد الركاب بنسبة تصل إلى 15%، وهو رقم يمثل حوالي ثمانية ركاب،" كما كتبت مجلة الطيران بتفاؤل في عام 1953.

كان لشركة صناعة السيارات البريطانية جنسن إصبعها على نبض صناعة الطيران. قرر مهندسوها صنع سيارة رياضية مزودة بتقنية ABS بعد مشاهدة الطائرات الثقيلة المزودة بنظام Maxaret وهي تتوقف بأمان على مدارج قصيرة بشكل صادم. ال FF التي قدمتها جنسن في عام 1966، برزت كأول سيارة إنتاج مصنوعة باستخدام نظام ABS، بل إنها جاءت معها الدفع الرباعي الدائم، لكنه لم يكن نموذجًا تم إنتاجه بكميات كبيرة ويمكن للجميع الاستمتاع به. لقد كانت سيارة كوبيه باهظة الثمن ومنخفضة الحجم تم بيعها فقط في عدد قليل من الأسواق. صنع جنسن حوالي 320 نموذجًا من FF حتى عام 1970.

استخدمت FF تطورًا خاصًا بالسيارات لتقنية Maxaret من Dunlop. في حين أن طراز جنسن لم يتم بيعه رسميًا مطلقًا في الولايات المتحدة، إلا أن شركات صناعة السيارات الأمريكية سمعت عنه وأقاموا شراكات مع الموردين لإتاحة نظام ABS لسياراتهم الأكثر تكلفة في أسرع وقت ممكن ممكن. طور فورد نظامًا اسمه Sure-Track مع Kelsey-Hayes، وأطلقه في منتصف الطريق حتى عام 1969 على Thunderbird وكذلك على Lincoln Continental Mark III. ساعدت شركة إيه سي إلكترونيكس شركة جنرال موتورز في تطوير نظام Track Master، والذي كان متاحًا في سيارة كاديلاك إلدورادو، وTrue Track، الذي قدمته شركة Oldsmobile في سيارة Vista Cruiser (نعم، مثل إريك فورمان) و تورونادو. تم تقديم كلا النظامين في عام 1970.

تعمل الأنظمة الثلاثة المذكورة أعلاه فقط على العجلات الخلفية لأنها كانت أكثر عرضة للقفل من العجلات الأمامية. ظاهريًا، كانت هذه الحجة منطقية: يتحرك الوزن إلى مقدمة السيارة عند الكبح الشديد، وبالتالي تكون الكتلة أقل على المحور الخلفي. ومع ذلك، ظلت العجلات الأمامية – التي توفر معظم قوة الكبح – تحت رحمة الفيزياء. ولا يزال بإمكانهم القفل عندما يضغط السائق على دواسة الفرامل إلى المعدن، مما يجعل السيارة غير قابلة للتوجيه، خاصة على الطرق الرطبة أو الجليدية.

لم يكن الاختراق التالي في تكنولوجيا ABS من مرسيدس بنز، كما ادعى الكثيرون، ولكن من المدهش إلى حد ما من كرايسلر. تعاونت شركة صناعة السيارات التي يقع مقرها في ديترويت مع Bendix لتطوير نظام ABS الإلكتروني للعجلات الأربع المسمى Four-Wheel Sure Brake والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالنظام المجهز لكل سيارة. شاحنة، و سيارات الدفع الرباعي بيعت جديدة في عام 2019.

ابتسمت كرايسلر بكل فخر. ووصفت نظام Sure Brake المضاد للانزلاق بأنه "أول نظام مكابح مانع للانزلاق يتم تشغيله بواسطة الكمبيوتر ويتم تقديمه في سيارة أمريكية". ولم يتوقف الأمر عند هذا الحد؛ وزعمت أن شركة Sure Brake اعتمدت على تقنية "كمبيوتر عصر الفضاء" لإبقاء السيارة موجهة في الاتجاه الصحيح تحت الكبح الشديد. أصبحت الميزة متاحة بتكلفة إضافية بطول 19 قدمًا إمبراطوري، الطراز الرئيسي لشركة كرايسلر لعام 1971.

التقدم في مجال الإلكترونيات جعل Sure Brake أكثر تقدمًا بكثير من Maxaret. واعتمد النظام على البيانات التي يوفرها ترس صغير مرتبط بكل عجلة. قامت أجهزة الاستشعار بقياس سرعة دوران الترس عن طريق حساب أسنانه، وتحويل تلك المعلومات إلى نبضات إلكترونية ترسلها إلى جهاز كمبيوتر أصغر قليلاً من صندوق الأحذية. قام الكمبيوتر بقطع الضغط الهيدروليكي عندما اكتشف أن إحدى العجلات على وشك القفل (تباطأت العجلة قبل القفل)، وأرسل الضغط مرة أخرى بعد جزء من الثانية لمواصلة إيقاف السيارة. كان لهذه الدورة نفس تأثير الضغط على المكابح، لكنها حدثت ما يصل إلى أربع مرات في الثانية، وهو أسرع مما يستطيع الإنسان تحمله.

قامت شركة Sure Brake بقياس سرعة كل عجلة بشكل مستقل، حتى تتمكن السيارة Imperial من التوقف بشكل آمن حتى لو كانت اثنتين من عجلاتها على الجليد. قامت كرايسلر بتضمين مؤشر أزرق يحمل اسم Sure Brake في مجموعة العدادات لمساعدة السائقين على فهم النظام. يضيء المؤشر عندما يكون النظام نشطًا، ويظل مضيئًا للإشارة إلى وجود مشكلة. وشددت الشركة على أن النظام كان آمنًا من الفشل، لذا فإن نظام Imperial الهائل سوف يقوم بالفرملة بشكل طبيعي إذا تم إيقاف تشغيل Sure Brake لأي سبب من الأسباب.

كانت الفرامل المؤكدة للعجلات الأربع مبتكرة للغاية ومكلفة في المقابل. في عام 1971، حملت سيارة كرايسلر إمبريال سعرًا أساسيًا قدره 6044 دولارًا (حوالي 38000 دولار في عام 2019). فرضت شركة كرايسلر رسومًا قدرها 351.50 دولارًا (حوالي 2200 دولارًا في عام 2019) مقابل نظام الفرامل المؤكد للعجلات الأربع في نفس العام. لإضافة سياق، تبلغ تكلفة جهاز استريو AM/FM بثمانية مسارات 419.70 دولارًا، في حين أضافت النوافذ الملونة 58.45 دولارًا، وهي أرقام تمثل 2500 دولارًا و370 دولارًا على التوالي. اختبر المهندسون النظام برهبة خرافية تقريبًا، لكن المشترين الإمبراطوريين أرادوا رفاهية المدرسة القديمة، ليست تقنية متطورة، ورفض الكثيرون دفع مبالغ إضافية مقابل ما اعتبروه عديم الفائدة ومعقدًا للغاية الأداة. أسقطت كرايسلر هذه الميزة في عام 1973.

بشكل عام، لم يقبل سائقو السيارات مزايا تقنية ABS حتى الثمانينيات. وحتى ذلك الحين، ظلت الأنظمة باهظة الثمن، واستغرق الأمر عدة سنوات أخرى حتى تصل إلى عالم السيارات الاقتصادية. كان من الشائع رؤية السيارات وهي ترتدي بفخر شعار ABS على غطاء صندوق السيارة في التسعينيات، وهذا أمر صحيح. فرضت شركة كرايسلر رسومًا على مشتري LeBaron بمبلغ 954 دولارًا (حوالي 2000 دولار في عام 2019) مقابل مكابح قرصية على العجلات الأربع مزودة بنظام ABS في عام 1989. لا يستطيع الجميع تحمل تكلفة وضع علامة على خانة 2000 دولار في ورقة الطلب.

ومن ناحية أخرى، جعلت مرسيدس-بنز المعيار التكنولوجي في جميع سياراتها، بدءًا من المستوى المبتدئ 190 إلى الفئة S الجبارة، بدءًا من عام 1984. ويمثل هذا القرار قدرا مدهشا من البصيرة. جعل المسؤولون الأوروبيون نظام ABS إلزاميًا على جميع السيارات الجديدة في عام 2004. وهذه الميزة مطلوبة – إلى جانب التحكم الإلكتروني بالثبات – منذ عام 2013 في سيارات الركاب والشاحنات المباعة في الولايات المتحدة.

في عام 2019، تم تطوير كل سيارة بغض النظر عن قطاع السوق أو السعر أو نمط الهيكل مع وضع نظام ABS في الاعتبار منذ البداية. تعد أنظمة ABS الحديثة أكثر تطورًا بكثير من نظام Maxaret أو نظام الفرامل المؤكد للعجلات الأربع، ولكنها تؤدي نفس الوظيفة الأساسية. أوضحت شركة Bosch، الشركة التي ساعدت مرسيدس على تطوير وإطلاق أول نظام ABS مرتبط بالإنتاج في عام 1978، نظام ABS يعمل أيضًا كأساس لقائمة طويلة من أدوات مساعدة القيادة الإلكترونية الشائعة أو المطلوبة في كل ما هو جديد سيارات.

"لقد أضفنا وظائف إضافية، مثل التحكم في الاستقرار، والتحكم التكيفي في السرعة، والمساعدة في تثبيت التلال، ولكن كل شيء لا يزال يعتمد بطريقة أو بأخرى على تقنية ABS. يحتاج نظام الفرملة التلقائية في حالات الطوارئ إلى ذلك أيضًا. وتدعم هذه التقنية أيضًا وظيفة الكبح المتجدد في المركبات الهجينة. هذا المسار يؤدي إلى تطوير للغاية القيادة الآلية الميزات، "قال مايكل كونز، نائب رئيس شركة Bosch North America للسلامة الهندسية، لـ Digital Trends.

توصيات المحررين

• يرى رادار Aptiv الذي يعمل بالتعلم الآلي ما لا تراه أنت
• خوارزمية جديدة للسيارة ذاتية القيادة تحافظ على سلامتك من خلال التنبؤ المستمر بالهلاك
• تهدف منصة Qualcomm Ride إلى جعل السيارات ذاتية القيادة أكثر بساطة
• انتكاسة لوحدة السيارات ذاتية القيادة في جنرال موتورز، حيث قامت بتأخير إطلاق خدمة سيارات الأجرة الآلية
• قامت سيارات الأجرة الآلية التابعة لشركة Lyft بأكثر من 50000 رحلة في لاس فيغاس