ABS

מערכת למניעת נעילת גלגלים בגלגל הקדמי של [[אופנוע ב.מ.וו]]
סמל ABS
ABS (Anti-lock Braking System, בעברית "מערכת למניעת נעילה בבלימה" המכונה גם מערכת למניעת נעילת גלגלים) היא מערכת בטיחות המותקנת בכלי רכב ומונעת את נעילת הגלגלים בזמן בלימה ובכך מאפשרת לנהג להמשיך לשלוט ברכב.

== נעילת גלגלים ==
בעת בלימה, מומר הכוח הקינטי של המכונית לחום על ידי חיכוך רפידות הבלם כנגד משטחים המחוברים אל הגלגל ומתוך כך, האטת סיבוב גלגלי הרכב. עם זאת, בעת בלימה חריפה במקרה חירום, או בלימה חזקה על גבי משטחים חלקלקים, יכול הבלם במכונית בה לא מותקנת מערכת
ABS לעצור לחלוטין את הגלגל. גלגל שפסק מלהסתובב מוגדר כגלגל "נעול", ואחיזתו בדרך קטנה בהשוואה לגלגל שאינו נעול כיוון שהוא מחליק על משטח הנסיעה, כמות אחיזת הכביש של הצמיג מוגבלת. בעזרת אחיזה זו מייצר הצמיג אחיזה בכביש ("Traction") עבור תפקודי האצה, היגוי ובלימה. במצב של בלימה ונעילת הגלגלים כאמור, הנהג מבקש להאט את הרכב יותר ממה שמגבלות האחיזה שלו מאפשרות, דבר הגורם להחלקת הצמיג. חסרונות נעילת הגלגלים הם:
* אובדן יכולת היגוי: הפניית הרכב באמצעות היגוי מתבצעת בשילוב שני גורמים - זווית היגוי (סיבוב ההגה) וגלגול הצמיג. עם נעילת הגלגלים הקדמיים מופסק גלגול הצמיג ולכן אובדת יכולת ההיגוי של הרכב. ההגה ירגיש רך, ואולי ישאף להסתובב מעצמו לכיוון כלשהו, וכל ניסיון להפנות את הרכב באמצעותו לא יניב תוצאות היגוי מוכרות, וייתכן שמרחק העצירה יתארך עוד יותר (כי הרכב מחליק ולא 'מתגלגל' לפי הגלגלים), כיוון שהטיית הגלגלים תציב את דופן סוליית הצמיג כנגד הדרך (לדוגמה: אם הנהג יפנה את כל ההגה לימין אז בעצם יהיה הצד השמאלי ="הדופן" של הגלגל מנוגד להמשך הנסיעה \החלקה שאינו פונה ימינה), ולדופן זו אחיזה פחותה מזו של מרכז הצמיג (כלומר, לפי הדוגמה: השפעת הצד השמאלי של הגלגל להסיט את כיוון הנסיעה, קטנה מאשר ההשפעה של כל המרכז של הגלגל שמחליק על הכביש. ולכן הרכב ימשיך בכיוון ההחלקה ולא 'יקשיב' להגה). אובדן יכולת ההיגוי היא תופעה נפוצה אותה חווים נהגים במכוניות ללא ABS וזאת כיוון שהגלגלים הקדמיים שואפים להינעל לפני הגלגלים האחוריים, כיוון שמערכות הבלימה מעבירות אל הגלגלים קדמיים יותר כוח בלימה. כל אחיזת הכביש של הצמיגים נמצאת בשימוש לצורך הבלימה, ומסיבה זו לא נותר כוח הצמדה צידי עבור פעולת ההיגוי.
* שחיקה מוגברת: עם החלקת הצמיג, ייווצר חיכוך בינו לבין הדרך. כלומר: ההאטה שהתבצעה על ידי חיכוך הרפידות והגלגל, תבוצע עתה על ידי חיכוך הצמיג והדרך. לכן, במצב של כביש יבש, נוטה הצמיג להישחק בקצב מוגבר. פעולה זו גורמת גם להארכת מרחק העצירה, כיוון ששכבת גומי מותך נבנית תחת הצמיג ומקטינה את החיכוך המאט.
* 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. עם זאת, בלימה חלשה מידי תאריך את המרחק 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. בלימה זו קרויה "בלימת סף", כלומר: על-סף הנעילה. ניתן להשיג אותה במספר דרכים:

# בלימה לסירוגין: שיטה ישנה, ששימשה ברכבים ישנים, שבלמיהם נטו להישחק ולהתחמם מהר. בשיטה זו, לוחצים על דוושת הבלם, ומשחררים את הלחץ, ואז לוחצים בשנית, וחוזר חלילה. באופן תאורטי, בלימה זו מאפשרת לעבור דרך נקודת שיא הבלימה מספר פעמים ללא צורך במיומנות רבה מצד הנהג. עם זאת, התרחיש המצוי הוא בלימה ב"פמפום" מאוד לא יעיל, אשר מאריך את מרחק העצירה, ואינו משפר את יכולת ההיגוי ויציבות הרכב.
# בלימה מתגברת: זוהי שיטה יעילה יותר, בה נלחצת דוושת הבלם באופן פרוגרסיבי תוך "גישוש" אחר נקודת טרום הנעילה. לאחר הגעה לנקודה זו, שומר עליה הנהג בעזרת שינויים מתמידים בלחץ הבלם, לרוב על ידי הרפיה ממושכת ואיטית של הדוושה במהלך הבלימה. הבעיה בבלימה זו היא שעד ההגעה לנקודת הבלימה, קיים פרק זמן לא מבוטל שבו הנהג בולם חלש מידי. בנוסף, קיים צורך במיומנות גבוהה לצורך זיהוי נקודת שיא הבלימה והשמירה עליה. זוהי אגב סוג הבלימה שכלפיו נוטים נהגים באופן אינסטקטיבי ובלתי-מודע, כיוון שהרגלי הנהיגה שלנו מתבססים על בלימה עדינה וחלקית, ולכן הנטייה הטבעית היא לבלום חלש ולהגביר, גם במקרים של חשש מהחלקה ומפגיעה מאחור.
# בלימה נסוגה: זוהי השיטה המקובלת בנהיגה ספורטיבית, כיוון שהיא מאפשרת ניצול מקסימלי של הבלמים, וכך מאפשרת לנהגי מרוץ לבלום באופן מתמיד וזורם בנקודת שיא הבלימה, וכך לבלום מאוחר ככל האפשר לפני פניה, לצורך כניסה איטית לסיבוב. בשיטה זו, כוח הלחיצה הוא החזק ביותר בתחילת התהליך (בניגוד לגישה הפרוגרסיבית), מכיוון שדווקא אז קיים צורך גדול בהאטה חזקה יותר, מכיוון שכוח ההתמדה (אינרציה) הדוחף את המכונית גדול יותר, עקב מהירותה הגבוהה. לאחר מכן, מרפה הנהג בהדרגתיות מן הדוושה ומעביר את כל יתרת השטח (=המרחק) המוקדש לבלימה לפני הסיבוב בהרפיה הדרגתית של דוושת הבלם, כדי לשמור את הגלגלים בנקודה של סף הנעילה. בהוראת מצבי חירום בנהיגת כביש, מקובל להורות שיטה זו כאשר בתחילת התהליך לוחץ הנהג על הדוושה בכל כוחו ונועל את הגלגלים, ורק אז משחרר אותם מהנעילה. טעות האנוש הנפוצה במצב זה היא בלימה חלשה מידי, או שחרור גדול מידי של הבלם.
# בלימה במלוא-העוצמה: זוהי שיטת בלימה היוצאת מנקודת הנחה שבמצב חירום, בו הנהג נתקף בהלה, אי אפשר לסמוך על פתרונות אנושיים, ולכן יש לבלום בכל הכוח. בלימה זו תנעל את הגלגלים או, לחלופין, תפעיל את מערכת ה-ABS, אם הרכב מצויד בשכמותה.

== המערכת ==
החלקה בזמן בלימה מונעת ממערכת ההיגוי של הרכב לתפקד באופן מיטבי, עד כדי שיתוק מוחלט שלה, ועלול 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. מערכת ה-ABS נועדה לחקות טכניקות בלימה "מתקדמות" כמו אלו שהוצגו לעיל. 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 כמעט על 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 ברכב על ידי ההגה 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.

למערכת ABS בכלי רכב מספר חסרונות. נהגים הנוהגים בכלי רכב המצויד במערכת אך אינם מכירים אותה עלולים להירתע מהתקתוק המורגש בדוושת הבלם בעת כניסתה לפעולה, בייחוד בבלימה על גבי משטח חלק. מצב זה עלול להוביל להרפיית הלחץ מדוושת בעת בלימת חירום ובכך להגדיל את מרחק הבלימה. כמו כן, נודע כי קיום המערכת בכלי הרכב גרם לעיתים לנהגים לתחושת ביטחון שווא שהובילה להתנהגות כביש אגרסיבית. במצב של בלימת חמיקה, פעולת הגה חדה תוך בלימה בעזרת ה-ABS במהירות עלולה לגרום לתגובה חריפה מן הצפוי, ולפגיעה במכשולים אחרים. בבלימה בעקומה, יכול הרכב לנטות לתת-היגוי (הרחבת קשת הפניה) או להיגוי יתר 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.
*מערכת עזר לבלימה - (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.
*בקרת יציבות - לשמירה על יציבות הרכב במצבי חירום (electronic stability control, ESP, ESC)במקרה של בלימה בשילוב עם הטית הגה חריפה, יישאר הרכב יציב ולא יברח הצדה.
* בקרת משיכה (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 בבקרת 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 סטיית חרטום הרכב תהיה סביב צירו, כלומר: גם אם הרכב יסתובב 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 רפלקסיבי 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.

== ראו גם ==
* בקרת יציבות
* מערכת עזר לבלימה

== קישורים חיצוניים ==

* סרטוני בטיחות של בלימת חירום:
** [http://www.youtube.com/watch?v=me4wgo-F2-w אלטרנתיבי יוצרים תרבות נהיגה - ABS]
** 

== הערות שוליים ==

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:טכנולוגיה תחבורתית
קטגוריה:מערכות בטיחות בתחבורה