سیستم کنترل کشش خودرو یا TCS چیست و چگونه کار می‌ کند؟

اگر تا‌به‌حال در جاده‌های لغزنده رانندگی کرده باشید، احتمالاً گاهی احساس کرده‌اید که کنترل خودرو از دستتان خارج شده است. متأسفانه لغزش چرخ‌ها و از دست دادن کنترل در چنین شرایطی ممکن است به حوادث ناگوار منجر شود. این شرایط وقتی خطرناک‌تر می‌شود که با سرعت از پیچ‌ها عبور کنید یا ناگهان ترمز بگیرید. این موضوع سبب شد که مهندسان در شرکت‌های خودروسازی از سیستم جدیدی به اسم سیستم کنترل کشش (به انگلیسی Traction Control System که به‌اختصار به آن TCS می‌گویند) استفاده کنند. این سیستم با مدیریت نیرو و کاهش سرعت چرخش چرخ‌ها، از لغزش و هرزگردی آن‌ها جلوگیری می‌کند؛ اما این فناوری پیشرفته چگونه باعث افزایش ایمنی خودرو و سرنشینان می‌شود؟ در ادامه با ما همراه باشید تا بیشتر با سیستم کنترل کشش آشنا شویم و نحوه عملکرد آن را بررسی کنیم.

سیستم کنترل کشش چیست؟

سیستم کنترل کشش (TCS) یکی از فناوری‌های مهم در بحث ایمنی خودروست که هدف از طراحی آن، جلوگیری از لغزش و هرزگردی چرخ‌ها به‌ویژه در شرایط جاده‌ای نامناسب (مانند جاده‌های خیس یا یخ‌زده) است. درواقع وقتی نیروی زیادی به چرخ‌های محرک وارد ‌شود و احتمال لغزش بالا ‌رود، سیستم کنترل کشش به کمک راننده می‌آید و با افزایش میزان چسبندگی بین لاستیک‌ها و سطح جاده، کنترل خودرو را ساده‌تر می‌کند. این سیستم با کنترل دقیق نیروی منتقل‌شده به چرخ‌ها و کاهش توان موتور، از اتلاف انرژی و فرسودگی لاستیک‌ها جلوگیری می‌کند.

تاریخچه سیستم TCS

ایده شکل‌گیری سیستم کنترل کشش خودرو به دهه‌ ۱۹۷۰ میلادی برمی‌گردد؛ زمانی که خودروسازان به‌دنبال راهکاری برای کاهش هرزگردی چرخ‌ها در خودروهای قدرتمند بودند. در آن سال‌ها، افزایش توان موتور بدون ارتقای سیستم‌های کنترلی باعث می‌شد خودروها هنگام شتاب‌گیری، مخصوصاً روی سطوح لغزنده، کنترل‌پذیری پایینی داشته باشند.

اولین نمونه‌های اولیه سیستم TCS به‌صورت مکانیکی و بسیار محدود در خودروهای لوکس و اسپرت مورد استفاده قرار گرفتند. اما با پیشرفت سیستم‌های الکترونیکی، به‌ویژه توسعه ECU و سنسورهای سرعت چرخ، کنترل کشش به‌تدریج به شکل امروزی خود نزدیک شد. در دهه‌ ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ میلادی، خودروسازانی مانند مرسدس‌بنز و BMW از نخستین برندهایی بودند که سیستم کنترل کشش الکترونیکی را به‌صورت گسترده روی محصولات خود نصب کردند.

با گسترش استفاده از سیستم ترمز ABS، زمینه برای توسعه کامل‌تر TCS فراهم شد؛ چراکه این سیستم برای عملکرد صحیح، به داده‌های سنسورهای ABS وابسته است. از اوایل دهه ۲۰۰۰، سیستم کنترل کشش خودرو به‌عنوان یکی از تجهیزات ایمنی فعال، به‌تدریج از خودروهای لوکس به خودروهای اقتصادی و شهری نیز راه پیدا کرد و امروزه در بسیاری از خودروها، به‌ویژه برای رانندگی در برف و سطوح لغزنده، نقش مهمی در افزایش ایمنی ایفا می‌کند.

انواع سیستم‌های کنترل کشش

سیستم‌های کنترل کشش در خودروها فقط یک مدل ثابت ندارند و بسته به سطح تکنولوژی خودرو، نوع سیستم انتقال قدرت و هدف خودروساز از طراحی، در چند شکل مختلف پیاده‌سازی می‌شوند. تفاوت این سیستم‌ها بیشتر در نحوه مداخله در ترمزگیری یا مدیریت توان موتور است.

سیستم کنترل کشش مبتنی بر ترمز

در این نوع که ساده‌ترین و رایج‌ترین مدل سیستم کنترل کشش خودرو محسوب می‌شود، ECU با کمک اطلاعات سنسورهای ABS، هرزگردی چرخ‌ها را تشخیص می‌دهد و به‌جای کاهش مستقیم توان موتور، روی چرخ لغزنده ترمز می‌گیرد.
این روش باعث می‌شود سرعت چرخ لغزنده کاهش پیدا کند و نیروی محرکه به چرخ‌هایی منتقل شود که چسبندگی بیشتری دارند. این سیستم بیشتر در خودروهای شهری و اقتصادی استفاده می‌شود و عملکرد مناسبی در رانندگی در برف و مسیرهای خیس دارد.

سیستم کنترل کشش مبتنی بر کاهش توان موتور

در این مدل، سیستم TCS مستقیماً در عملکرد موتور دخالت می‌کند. به‌محض تشخیص لغزش، ECU با بستن دریچه گاز، کاهش پاشش سوخت یا تغییر زمان جرقه‌زنی، قدرت موتور را کم می‌کند تا از هرزگردی جلوگیری شود.
این نوع سیستم معمولاً در خودروهای قوی‌تر استفاده می‌شود و باعث می‌شود کنترل خودرو نرم‌تر و بدون ترمزگیری ناگهانی انجام شود.

سیستم کنترل کشش ترکیبی (ترمز + موتور)

پیشرفته‌ترین نوع سیستم کنترل کشش، مدل ترکیبی است که هم‌زمان از ترمزگیری هدفمند و کاهش توان موتور استفاده می‌کند. این سیستم بیشترین دقت و کمترین اتلاف انرژی را دارد و معمولاً در خودروهایی که به سیستم‌های پیشرفته‌ای مثل ESP مجهز هستند، دیده می‌شود.
در این حالت، سیستم بسته به شدت لغزش و شرایط مسیر تصمیم می‌گیرد که ترمز بگیرد، توان موتور را کم کند یا هر دو کار را هم‌زمان انجام دهد.

سیستم کنترل کشش چه کاربردهایی دارد؟

شاید تصور کنید که سیستم کنترل کشش (TCS) تنها برای کنترل خودرو در جاده‌های لغزنده کاربرد دارد؛ اما این‌طور نیست و این سیستم کاربردهای دیگری هم دارد؛‌ مثلا:

• سیستم کنترل کشش به رانندگان کمک می‌کند در جاده‌های معمولی هم کنترل بهتری روی خودرو داشته باشند. این سیستم هنگام عبور از پیچ‌ها و موقع شتاب‌گیری، از هرزگردی و انحراف ناگهانی خودرو جلوگیری می‌کند.
• سیستم کنترل کشش با کاهش قدرتی که به چرخ‌ها منتقل می‌شود، از لغزش آن‌ها جلوگیری می‌کند؛ بنابراین فرقی نمی‌کند خودروی شما دیفرانسیل جلو است یا عقب، در هر صورت این سیستم به حفظ تعادل خودرو کمک می‌کند و به راننده این امکان را می‌دهد تا در صورت لغزش، سریع‌تر واکنش نشان دهد.

چرا از سیستم کنترل کشش در خودرو استفاده می‌شود؟

استفاده از سیستم کنترل کشش خودرو پاسخی مستقیم به یکی از چالش‌های اصلی رانندگی است: از دست رفتن چسبندگی چرخ‌ها. وقتی خودرو در شرایطی مثل جاده خیس، یخ‌زده، برفی یا حتی هنگام شتاب‌گیری ناگهانی حرکت می‌کند، احتمال هرزگردی چرخ‌ها بالا می‌رود. این اتفاق نه‌تنها باعث کاهش کنترل خودرو می‌شود، بلکه می‌تواند مسیر حرکت را کاملاً غیرقابل‌پیش‌بینی کند.

یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از سیستم کنترل کشش، افزایش ایمنی راننده و سرنشینان است. این سیستم با جلوگیری از لغزش چرخ‌ها، کمک می‌کند خودرو در مسیر مستقیم باقی بماند و هنگام عبور از پیچ‌ها یا شروع حرکت در سطوح لغزنده، تعادل خود را حفظ کند. در نبود TCS، راننده مجبور است به‌صورت دستی گاز را کنترل کند که در شرایط اضطراری همیشه ممکن یا دقیق نیست.

دلیل مهم دیگر، بهبود پایداری خودرو در شتاب‌گیری است. هنگام فشردن ناگهانی پدال گاز، به‌ویژه در خودروهای دیفرانسیل جلو یا عقب، نیروی زیادی به چرخ‌های محرک وارد می‌شود. سیستم کنترل کشش با مدیریت این نیرو، اجازه نمی‌دهد چرخ‌ها بیش‌ازحد بچرخند و باعث انحراف خودرو شوند.

از سوی دیگر، سیستم کنترل کشش نقش مؤثری در کاهش استهلاک قطعات دارد. هرزگردی چرخ‌ها باعث ساییدگی شدید لاستیک‌ها، فشار مضاعف به گیربکس و افزایش مصرف سوخت می‌شود. TCS با کنترل انتقال نیرو، به افزایش عمر لاستیک‌ها و قطعات فنی کمک می‌کند و رانندگی اقتصادی‌تری را رقم می‌زند.

در نهایت، باید گفت که استفاده از سیستم کنترل کشش تنها برای رانندگی در برف یا یخ نیست؛ حتی در شرایط عادی شهری هم این سیستم می‌تواند از بروز لغزش‌های ناگهانی جلوگیری کند و تجربه رانندگی ایمن‌تر و مطمئن‌تری فراهم آورد.

سیستم کنترل کشش چگونه کار می‌کند؟

سیستم کنترل کشش (TCS) با استفاده از سنسورهای خاصی که روی چرخ‌ها نصب شده، هرزگردی و لغزش چرخ‌ها را تشخیص می‌دهد. این سنسورها به‌طور پیوسته سرعت چرخش چرخ‌ها را کنترل می‌کنند و درصورتی‌که تشخیص دهند چرخ‌ها دچار هرزگردی شده‌اند، داده‌ها را به کامپیوتر خودرو ارسال می‌کنند. در ادامه عملکرد این سیستم را بیشتر توضیح خواهیم داد.

1. شناسایی لغزش به‌وسیله سنسورها: روی چرخ‌های خودرو سنسورهایی نصب شده که سرعت چرخش هر چرخ را اندازه‌گیری می‌کنند. اگر هرکدام از چرخ‌ها سریع‌تر از حد معمول بچرخد، یعنی دچار لغزش یا هرزگردی شده است.
2. ارسال پیام به کامپیوتر خودرو (ECU): سنسورها به‌محض شناسایی لغزش و هرزگردی، وضعیت را به کامپیوتر مرکزی خودرو اطلاع می‌دهند تا اقدامات لازم را انجام دهد.
3. ترمزگیری با کمک ABS: در این مرحله کامپیوتر خودرو سیستم ترمز ضدقفل (ABS) را فعال می‌کند تا جلوی هرزگردی چرخ‌ها را بگیرد. این اقدام باعث کاهش سرعت چرخ‌ها و بهبود چسبندگی آن‌ها با سطح جاده می‌شود.
4. کاهش قدرت موتور: درنهایت سیستم TCS نیروی وارد بر چرخ‌ها را به کمک کامپیوتر خودرو کاهش می‌دهد. درواقع ECU دور موتور را کم می‌کند تا از انتقال بیش‌ازحد نیرو به چرخ‌ها جلوگیری شود. این کاهش نیرو معمولاً با بستن دریچه گاز یا تنظیم میزان سوخت ورودی به موتور انجام می‌شود.

مزایای سیستم کنترل کشش یا TCS

سیستم کنترل کشش (TCS) یکی از مهم‌ترین فناوری‌های ایمنی فعال در خودروهای مدرن است که مزایای آن فقط به جاده‌های لغزنده محدود نمی‌شود. این سیستم در شرایط مختلف رانندگی، به شکل مستقیم و غیرمستقیم، کیفیت کنترل خودرو را بهبود می‌دهد.

یکی از اصلی‌ترین مزایای سیستم کنترل کشش خودرو، جلوگیری از هرزگردی چرخ‌ها است. زمانی که نیروی زیادی به چرخ‌های محرک وارد می‌شود، TCS با کاهش توان موتور یا اعمال ترمز روی چرخ لغزنده، مانع از چرخش بی‌رویه لاستیک‌ها می‌شود. این موضوع به‌خصوص هنگام شروع حرکت یا شتاب‌گیری ناگهانی اهمیت زیادی دارد.

مزیت مهم دیگر، افزایش پایداری و کنترل خودرو است. سیستم کنترل کشش کمک می‌کند خودرو در مسیر مستقیم باقی بماند و هنگام عبور از پیچ‌ها یا تغییر مسیر ناگهانی، دچار انحراف نشود. این ویژگی در رانندگی شهری، جاده‌های کوهستانی و حتی بزرگراه‌ها نقش مهمی در کاهش تصادفات دارد.

افزایش ایمنی در شرایط جوی نامساعد از دیگر مزایای TCS محسوب می‌شود. در جاده‌های برفی، یخ‌زده یا خیس، احتمال لغزش چرخ‌ها بسیار بالاست. سیستم کنترل کشش با مدیریت انتقال نیرو، به راننده کمک می‌کند کنترل خودرو را حتی در این شرایط دشوار حفظ کند.

از نظر فنی، TCS باعث کاهش استهلاک قطعات خودرو نیز می‌شود. جلوگیری از هرزگردی، فشار کمتری به لاستیک‌ها، گیربکس و سیستم انتقال قدرت وارد می‌کند. در نتیجه عمر مفید لاستیک‌ها افزایش می‌یابد و هزینه‌های نگهداری خودرو کاهش پیدا می‌کند.

در نهایت، سیستم کنترل کشش می‌تواند به رانندگی نرم‌تر و کم‌تنش‌تر کمک کند. به‌ویژه برای رانندگان کم‌تجربه، وجود این سیستم باعث می‌شود واکنش‌های ناگهانی خودرو کمتر شده و رانندگی ایمن‌تری را تجربه کنند.

نحوه غیرفعال کردن سیستم‌های کنترل کشش

در بسیاری از خودروهای امروزی، سیستم کنترل کشش خودرو (TCS) به‌صورت پیش‌فرض فعال است و با هر بار روشن شدن خودرو، به‌طور خودکار وارد مدار می‌شود. با این حال، خودروسازان این امکان را در نظر گرفته‌اند که راننده در شرایط خاص بتواند سیستم کنترل کشش را به‌صورت دستی غیرفعال کند.

معمولاً غیرفعال کردن سیستم کنترل کشش از طریق یک دکمه اختصاصی روی داشبورد یا کنسول مرکزی انجام می‌شود. این دکمه اغلب با علامت خودروی در حال لغزش یا عبارت‌هایی مانند TCS OFF یا ESP OFF مشخص شده است. با فشردن این دکمه، سیستم کنترل کشش به‌طور کامل یا جزئی غیرفعال می‌شود.

در برخی خودروها، غیرفعال‌سازی TCS به‌صورت مرحله‌ای انجام می‌شود. یعنی با یک بار فشار دادن دکمه، بخشی از عملکرد سیستم محدود می‌شود و با نگه داشتن طولانی‌تر دکمه، سیستم کنترل کشش به‌طور کامل خاموش می‌شود. این موضوع بسته به طراحی سیستم ایمنی خودرو و ارتباط TCS با سیستم‌هایی مثل ESP متفاوت است.

در خودروهای جدیدتر، ممکن است تنظیمات مربوط به سیستم کنترل کشش از طریق منوی تنظیمات خودرو در صفحه نمایش مرکزی انجام شود. در این حالت، راننده می‌تواند از بخش تنظیمات ایمنی یا رانندگی، وضعیت فعال یا غیرفعال بودن TCS را مدیریت کند.

نکته مهم این است که در برخی خودروها، غیرفعال کردن کامل سیستم کنترل کشش امکان‌پذیر نیست و فقط میزان دخالت آن کاهش می‌یابد. این محدودیت به‌منظور حفظ حداقل سطح ایمنی راننده و سرنشینان در نظر گرفته شده است.

چه زمانی باید سیستم کنترل کشش را فعال یا غیرفعال کنیم؟

در حالت عادی، بهترین و ایمن‌ترین انتخاب این است که سیستم کنترل کشش خودرو (TCS) همیشه فعال باشد. این سیستم برای شرایط روزمره رانندگی طراحی شده و در بیشتر موقعیت‌ها به حفظ تعادل، جلوگیری از لغزش و افزایش ایمنی کمک می‌کند. با این حال، در بعضی شرایط خاص، غیرفعال کردن آن می‌تواند مفید یا حتی ضروری باشد.

چه زمانی بهتر است سیستم کنترل کشش فعال باشد؟

فعال بودن TCS در شرایط زیر کاملاً توصیه می‌شود:

• رانندگی در جاده‌های خیس، برفی یا یخ‌زده

• عبور از پیچ‌ها با سرعت بالا

• شتاب‌گیری در مسیرهای شهری و بین‌شهری

• رانندگی در ترافیک یا شرایط عادی روزمره
  در این وضعیت‌ها، سیستم کنترل کشش با جلوگیری از هرزگردی چرخ‌ها، به حفظ مسیر خودرو و کاهش احتمال انحراف کمک می‌کند.

چه زمانی غیرفعال کردن سیستم کنترل کشش منطقی است؟

در برخی شرایط خاص، غیرفعال کردن TCS می‌تواند عملکرد خودرو را بهتر کند:

• گیر کردن خودرو در برف، گل یا شن: در این حالت، TCS با کاهش قدرت موتور مانع حرکت می‌شود و خاموش کردن آن کمک می‌کند چرخ‌ها آزادانه‌تر بچرخند.

• رانندگی آفرود یا مسیرهای خاکی

• شروع حرکت در سربالایی‌های لغزنده که نیاز به گشتاور بیشتری دارید

• رانندگی اسپرت یا مسابقه‌ای (در پیست‌های ایمن)

یک نکته مهم

پس از عبور از شرایط خاص، حتماً سیستم کنترل کشش را دوباره فعال کنید. رانندگی طولانی‌مدت بدون TCS، به‌ویژه در جاده‌های عمومی، می‌تواند ایمنی خودرو را به‌شدت کاهش دهد و کنترل خودرو را در شرایط اضطراری سخت‌تر کند.

علائم خرابی سیستم کنترل کشش (TCS)

خرابی سیستم کنترل کشش معمولاً با نشانه‌هایی همراه است که نباید نادیده گرفته شوند. مهم‌ترین علائم عبارت‌اند از:

• روشن شدن چراغ TCS یا لغزش (ESP/TCS) در چراغ پشت آمپر

• لغزش چرخ‌ها هنگام شتاب‌گیری حتی در شرایط عادی جاده

• کاهش ناگهانی قدرت موتور بدون دلیل مشخص

• عمل نکردن سیستم در جاده‌های لغزنده (برف یا باران)

• فعال و غیرفعال شدن نامنظم TCS بدون دخالت راننده

این علائم معمولاً به خرابی سنسور سرعت چرخ‌ها، یونیت ABS، ECU یا سیم‌کشی‌ها مربوط می‌شود و نیاز به بررسی تخصصی دارد.

آسیب‌های احتمالی خراب شدن سیستم کنترل کشش به خودرو

خراب شدن سیستم کنترل کشش (TCS) می‌تواند فراتر از یک هشدار ساده روی پشت آمپر باشد و در بلندمدت به بخش‌های مختلف خودرو آسیب بزند. مهم‌ترین این آسیب‌ها عبارت‌اند از:

• افزایش هرزگردی چرخ‌ها که باعث سایش سریع‌تر لاستیک‌ها می‌شود

• کاهش پایداری خودرو در پیچ‌ها و سطوح لغزنده و بالا رفتن ریسک تصادف

• افزایش فشار روی سیستم ترمز و ABS به‌دلیل جبران لغزش توسط راننده

• افت کیفیت رانندگی در شتاب‌گیری به‌خصوص در جاده‌های خیس یا برفی

• افزایش مصرف سوخت به‌دلیل انتقال نامنظم نیرو به چرخ‌ها

در مجموع، بی‌توجهی به خرابی TCS می‌تواند هم ایمنی و هم هزینه‌های نگهداری خودرو را افزایش دهد.

خودروهای ایرانی مجهز به کنترل کشش

در سال‌های اخیر، سیستم کنترل کشش به‌تدریج وارد خودروهای بازار ایران شده است و بیشتر در مدل‌های جدیدتر دیده می‌شود. از جمله خودروهای مجهز به TCS می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دنا پلاس توربو اتوماتیک

• تارا اتوماتیک

• شاهین اتوماتیک

• برخی نسخه‌های جدید سورن پلاس

البته باید توجه داشت که عملکرد سیستم کنترل کشش در خودروهای داخلی معمولاً ساده‌تر از نمونه‌های خارجی است، اما همین سطح از عملکرد هم نقش مهمی در افزایش ایمنی، مخصوصاً هنگام رانندگی در برف و باران دارد.

سیستم کنترل کشش (TCS) و سیستم کنترل پایداری (ESC) چه تفاوتی با هم دارند؟

سیستم کنترل کشش (TCS) و سیستم کنترل پایداری (ESC) هر دو برای افزایش ایمنی خودرو طراحی شده‌اند، اما وظایف و عملکردهای متفاوتی دارند.

سیستم کنترل کشش (TCS) به‌طور خاص بر روی چرخ‌های محرک تمرکز دارد و مانع از هرزگردی آن‌ها در شرایطی مانند شتاب‌گیری ناگهانی یا حرکت در مسیرهای لغزنده می‌شود. این سیستم از طریق محدود کردن قدرت موتور یا اعمال نیروی ترمز روی چرخ‌های محرک، باعث می‌شود چسبندگی چرخ‌ها به سطح جاده بیشتر شود.

در مقابل سیستم کنترل پایداری (ESC) کاربردهای به مراتب گسترده‌تری دارد. این سیستم زمانی فعال می‌شود که خودرو به هر دلیلی از مسیر اصلی منحرف شود. ESC با استفاده از سنسورهای پیشرفته، انحرافات خودرو از مسیر اصلی را شناسایی می‌کند و سپس با اعمال ترمز بر روی چرخ‌های مختلف، خودرو را به مسیر درست بازمی‌گرداند.

سخن آخر

سیستم کنترل کشش (TCS) یکی از بهترین آپشن‌های ایمنی در خودروهاست که از لغزش و هرزگردی چرخ‌ها در جاده‌های لغزنده یا موقع شتاب‌گیری جلوگیری می‌کند. این سیستم با استفاده از سنسورهای نصب‌شده روی چرخ‌ها، سرعت چرخ‌ها را کنترل می‌کند و در صورت هرزگردی، پیام هشداری به سیستم کامپیوتری خودرو ارسال می‌کند. سپس کامپیوتر خودرو با فعال کردن ترمز ضدقفل (ABS) و کاهش قدرت موتور، تلاش می‌کند میزان چسبندگی چرخ‌ها با سطح جاده را بالا ببرد و کنترل خودرو را ممکن کند.