همه چيز درباره سيستم ترمز خودرو

از زمان اختراع اولين خودرو تاكنون، نحوه‌ي كنترل و متوقف كردن خودرو يكي از دغدغه‌هاي اصلي سازندگان بوده است. ترمز به عنوان حياتي‌ترين سيستم ايمني در خودروها وظيفه‌ي مهمي برعهده دارد. هنگامي كه از اتوره بوگاتي، بنيان‌گذار شركت خودروسازي بوگاتي، درباره‌ي عدم وجود سيستم ترمز در خودروهاي مسابقه‌اي گرندپري اين شركت سوال شد پاسخ داد، خودروهاي من براي حركت ساخته شده‌اند نه توقف. با اين حال، خيلي زود مشخص شد كه نقش ترمز در خودروها فراتر از آن است كه بتوان حتي در نمونه‌هاي مسابقه‌اي از آن چشم‌پوشي كرد.  به همين علت، از گذشته تا حال، همواره شاهد پيشرفت، تكامل و ظهور نوآوري‌هاي متنوع در سيستم‌هاي ترمز خودرو بوده‌ايم. امروزه بر خلاف گذشته، ترمزها تنها وظيفه‌ي كاهش سرعت و متوقف كردن خودرو را برعهده ندارند، بلكه در فرمان‌پذيري و شارژ باتري خودروهاي هيبريد نيز اثر گذارند.

همه‌ي ما مي‌دانيم كه با فشردن پدال ترمز سرعت خودرو كاهش مي‌يابد و در نهايت متوقف مي‌شود، اما چگونه نيروي اندك پا سبب توقف خودرو مي‌شود؟ اين نيرو چگونه به چرخ‌هاي خودرو انتقال مي‌يابد؟ براي پاسخ‌گويي به اين سوالات بايد با فرآيند كلي ترمزگيري از ابتدا تا انتها آشنا شويم.

مزيت مكانيكي يك كميت بي‌بعد است كه نشان مي‌دهد نيروي مقاوم (نيرويي كه ماشين بر جسم وارد مي‌كند) چند برابر نيروي محرك (نيرويي كه ما بر ماشين وارد مي‌كنيم) در يك ماشين است. در اهرم‌ها به دليل چشم‌پوشي از اصطكاك، مزيت مكانيكي برابر است با نسبت طول بازوي محرك به طول بازوي مقاوم. همان‌طور كه در تصوير زير مشخص است، نيروي F به سمت چپ اهرم وارد مي‌شود، بنابراين طول بازوي محرك دو برابر طول بازوي مقاوم (سمت راست) است. به همين دليل، با تقسيم طول بازوي محرك بر طول بازوي مقاوم، مزيت مكانيكي اين اهرم برابر ۲ به دست مي‌آيد كه به معني اعمال نيروي 2F در سمت راست اهرم است. با تغيير فاصله‌ها در اهرم‌ها مي‌توان ضريب چند برابري نيروها را تغيير داد.

اساس فيزيكي پشت سيستم‌هاي هيدروليك بسيار ساده است. در سيستم‌هاي هيدروليك مي‌توان نيرو را از طريق يك سيال تراكم‌ناپذير انتقال داد. به دليل خواص فيزيكي مناسب روغن‌ها، در اغلب سيستم‌هاي هيدروليكي، سيال مورد استفاده روغن است و به همين جهت در ترمز خودروها نيز از روغن ترمز به عنوان سيال استفاده مي‌شود. در سيستم‌هاي هيدروليك با استفاده از قانون پاسكال مي‌توان به راحتي نيروي خروجي را به مضربي از نيروي ورودي تبديل كرد. قانون پاسكال يك قانون پايه‌اي در هيدروديناميك است كه بيان مي‌كند تغيير فشار در هر نقطه از سيال تراكم‌ناپذير به همه‌ي نقاط و سطح سيال منتقل مي‌شود. اين فشار از رابطه‌ي  به دست مي‌آيد كه در آن P فشار، F نيرو و A مساحت سطحي است كه نيرو به آن وارد مي‌شود.

شكل فوق يك سيستم ساده هيدروليكي با دو سيلندر سيال را نشان مي دهد كه توسط پيستوني محصور شده‌اند و از يك مسير هيدروليكي به يكديگر متصل‌اند. يك نيروي رو به پايين F1  در پيستون سمت چپ فشاري را به تمام سطح مايع منتقل مي‌كند. نتيجه اين‌كه نيروي رو به بالاي F2  در پيستون سمت راست توليد مي‌شود كه بزرگ‌تر از F1 است، زيرا بر اساس قانون پاسكال نيروي F1 به‌طور يكسان به سطح مايع تراكم‌ناپذير منتقل مي‌شود و بنابراين P1=P2 خواد بود و با توجه به مساحت بزرگ‌تر A2، F2 بزرگ‌تر از F1 است. نكته‌ي قابل توجه ديگر در سيستم‌هاي هيدروليك اين است كه لوله‌ي واسط ميان دو پيستون مي‌تواند هر طول و شكلي داشته باشد و همچنين مي‌توان از اين لوله براي پيستون‌هاي ديگر نيز انشعاب گرفت.

به زبان ساده اصطكاك ميزان سختي لغزيدن دو جسم روي يكديگر است. با توجه به شكل بالا، هر دو بلوك از جنس يكساني ساخته شده‌اند، اما وزن يكي از ديگري بيش‌تر است. به‌طور حسي تقريبا همه‌ي ما مي‌دانيم كه هل دادن بلوك سنگين‌تر دشوارتر از هل دادن بلوك سبك‌تر است و دليل آن چيزي نيست جز اصطكاك. براي روشن‌تر شدن موضوع بايد نگاهي دقيق‌تر به سطح زيرين بلوك‌ها بياندازيم. اگرچه با چشم غيرمسلح ممكن است سطح بلوك‌ها صاف و صيقلي به انديشه متخصصين برسد، اما حقيقت اين است كه حتي صاف‌ترين سطوح نيز در مقياس ميكروسكوپيك داراي ناهمواري‌هاي متعددي هستند. وقتي دو جسم روي يكديگر قرار مي‌گيرند، ناهمواري سطوح آن‌ها درون يكديگر چفت مي‌شود و هرچه وزن جسم بالايي سنگين‌تر باشد، ناهمواري سطوح بيش‌تر در يكديگر فرو مي‌روند و در نتيجه لغزش دو جسم روي يكديگر بسيار دشوار مي‌شود.

مواد مختلف ساختار ميكروسكوپيك متفاوتي دارند، براي مثال، حركت دادن دو سطح لاستيكي روي هم سخت‌تر از لغزاندن دو سطح استيل روي يكديگر است. به همين جهت براي وارد كردن جنس سطوح در محاسبات اصطكاك از ضريبي به نام ضريب اصطكاك استفاده مي‌شود كه نسبت نيروي لازم براي لغزاندن جسم به وزن است. بنابراين، نيروي اصطكاك به وزن وابسته است و هرچه وزن بيش‌تر باشد نيروي ببزرگ‌تري لازم است. به همين ترتيب از اين مفهوم در سيستم ترمز نيز استفاده مي‌شود. هنگامي‌كه لنت‌ها روي ديسك چرخ در حال حركت فشرده مي‌شوند، با افزايش نيروي وارد بر لنت‌ها، نيروي اصطكاك نيز افزايش مي‌يابد.

حال كه با اصول فيزيكي حاكم بر سيستم ترمز آشنا شديم وقت آن است كه به مطالعه تاريخچه، اجزاي سازنده و پيشرفت‌هاي سيستم ترمز خودرو بپردازيم. اولين سيستم‌هاي ترمز نصب شده روي خودروها مستقيما روي شفت نصب مي‌شدند تا به جاي كاهش سرعت چرخ‌ها، سرعت دوراني شفت را كنترل كنند. اين سيستم‌ها سبب ايجاد تنش شديد روي شفت خودرو مي‌شدند و تنها دليل استفاده از اين سيستم پيچيدگي نصب سيستم ترمز روي چرخ‌هاي خودرو بود. با پيشرفت علم و ظهور نوآوري‌هاي متعدد (به خصوص سيستم‌هاي هيدروليكي) ترمز شفت جاي خود را به ترمز چرخ داد. با وجود تمام نوآوري‌ها، تا سال ۱۹۳۰ ميلادي ترمزها تنها روي چرخ‌هاي عقب خودرو نصب مي‌شدند و در نتيجه اين خودروها پايداري مناسب در پيچ‌ها و در شرايط ترمزهاي اضطراري نداشتند. كم‌كم با پيشرفت‌هاي صنعت خودروسازي هر چهار چرخ خودروها به ترمز مجهز شد و سيستم‌ ترمز كابلي معرفي شد. سپس، ترمزهاي هيدروليكي معرفي شدند و پس از آن سيستم‌هاي سروو خلا عرضه شدند تا نيروي مورد نياز براي فشردن پدال ترمز را كاهش دهند و با اندكي فشار پدال ترمز، نيروي لازم جهت كاهش سرعت و توقف خودرو تأمين مي‌شود.

به‌طور كلي عملكرد سيستم‌هاي مختلف ترمز از اصول فيزيكي يكساني پيروي مي‌كنند و تنها تفاوتشان در ميزان اثربخشي و نحوه‌ي انتقال نيروي پاي راننده به ترمزهاي تعبيه شده در چرخ‌هاست. ترمزها به دو دسته‌ي كلي مكانيكي و هيدروليكي تقسيم مي‌شوند كه هر كدام به زيردسته‌هاي كوچك‌تر قسمت مي‌شود. در ادامه به مطالعه هر يك از اين سيستم‌ها مي‌پردازيم.

ترمزهاي مكانيكي از اولين نمونه‌هاي تعبيه شده در خودروها هستند. در سيستم‌ ترمز مكانيكي نيروي پاي راننده از طريق پدال ترمز به يك كابل واسط منتقل مي‌شود و كابل نيروي وارده را به كفشك‌هاي ترمز منتقل مي‌كند. كفشك ترمز در حقيقت همان لنت‌هاي ترمز هستند با اين تفاوت كه به‌جاي ايجاد اصطكاك با ديسك، درون يك محفظه‌ي كاسه‌اي شكل قرار دارند و با سطح داخلي كاسه ايجاد اصطكاك مي‌كنند. اگرچه اين سيستم ساده است، اما ايراداتي دارد كه سبب شد به مرور زمان استفاده از آن منسوخ شود. از جمله ايرادات اساسي اين سيستم احتمال پارگي سيم ترمز و از كار افتادن كلي سيستم ترمز است، به علاوه در اين سيستم بر خلاف سيستم‌هاي ديگر نظير ترمز هيدروليكي، امكان چند برابر كردن نيروي وارد شده بر پدال وجود ندارد.

اساس عملكرد ترمزهاي هيدروليكي تقريبا مشابه ترمز مكانيكي است با اين تفاوت كه به جاي سيم در آن از لوله‌هاي حاوي سيال غيرقابل تراكم (روغن ترمز) استفاده شده است. به علاوه، به واسطه‌ي سهولت چند برابر كردن نيروي پاي راننده در اين سيستم، مي‌توان از ترمزهاي ديسكي به‌جاي ترمز‌هاي كاسه‌اي استفاده كرد. در اين سيستم  با فشردن پدال ترمز، ابتدا نيروي پاي راننده به‌واسطه‌ي شكل اهرمي پدال چند برابر شده و در مرحله‌ي بعد به پيستون اصلي سيستم ترمز اعمال مي‌شود. سپس، نيروي پيستون اصلي به سيال موجود در پشت پيستون وارد شده و سبب حركت سيال در لوله‌هاي تعبيه شده مي‌شود. با حركت سيال در لوله‌ها، نيروي وارد شده به پيستون اصلي از طريق سيال به پيستون‌هاي فرعي موجود در ترمزهاي چرخ‌ها منتقل مي‌شود. سطح پيستون‌هاي فرعي از پيستون اصلي كم‌تر است، به همين جهت نيروي اعمال شده به لنت‌ها بازهم افزايش مي‌يابد تا در نهايت نيروي اعمال شده بر لنت‌ها چند برابر نيروي اندك پاي راننده باشد.

مهندسان براي بهبود عملكرد ترمزها و افزايش هرچه بيش‌تر نيروي پاي راننده، سيستم‌هاي كمكي ترمز را طراحي كرده‌اند. در اين سيستم‌ها كه اصطلاحا سيستم ترمز سروو ناميده مي‌شوند، اساس عملكرد بر اختلاف فشار پشت و جلوي پيستون اصلي بنا نهاده شده است. اين سيستم از يك شير هوا، يك ديافراگم پلاستيكي و يك فنر تشكيل شده است و ميان پدال ترمز و سيلندر اصلي ترمز قرار مي‌گيرد.

شير هوا به‌طور مستقيم از طريق يك لوله به منيفولد ورودي هواي پيشرانه متصل است كه باعث مي‌شود هواي موجود در دو طرف ديافراگم مكيده شده و خلا نسبي در اين ناحيه حاكم باشد. با فشردن پدال ترمز، نيروي پاي راننده از طريق يك اتصال مكانيكي سبب بسته شدن شير هوا شده و اجازه مي‌دهد هواي خارج به پشت ديافراگم وارد شود. با ورود هواي خارج اختلاف فشار ميان قسمت جلو و پشت ديافراگم ايجاد مي‌شود كه سبب افزايش نيروي پدال شده و در نهايت نيروي افزايش يافته را به سيلندر اصلي اعمال مي‌كند. با برداشته شدن پا از روي پدال، شير هوا دوباره باز شده و فنر تعبيه شده سبب بازگشت پدال و اتصالات مكانيكي به حالت اول مي‌شود. در صورت از كار افتادن پيشرانه و يا حتي بروز ايراد در سيستم سروو، سيستم ترمز خودرو همچنان فعال است با اين تفاوت كه بايد نيروي بيش‌تري بر پدال ترمز اعمال شود.

از معضلات سيستم هيدروليكي مي‌توان به احتمال پارگي و نشتي لوله‌هاي انتقال روغن ترمز اشاره كرد كه در نهايت مي‌تواند منجر به از كار افتادن سيستم ترمز خودرو شود. براي حل اين اشكال، اكثر خودروهاي مدرن امروزي به دو مدار جريان سيال مجزا با دو سيلندر اصلي مجهزند تا در صورت از كارافتادن يك مدار، ترمز خودرو دچار اشكال نشود. در سيستم‌هاي دو مداره، ممكن است يك مدار به چرخ‌هاي جلو و يك مدار به چرخ‌هاي عقب متصل باشد، يا يك مدار به چهار چرخ متصل و يك مدار تنها به چرخ‌هاي جلو متصل باشد.

در شرايط ترمزهاي شديد، وزن خودرو به سمت جلو متمايل مي‌شود و در نتيجه چرخ‌هاي عقب وزن كم‌تري تحمل مي‌كنند، به همين جهت احتمال قفل شدن چرخ‌هاي عقب بالا رفته و اين شرايط مي‌تواند منجر به سر خوردن‌هاي مرگبار شود. براي جلوگيري از وقوع چنين حالتي، سيستم ترمز اكثر خودروهاي امروزي به يك شير هوشمند حساس به بار مجهز است كه مي‌تواند فشار روغن ترمز را تنظيم نمايد. با استفاده از اين شير به چرخي كه در آستانه‌ي سر خوردن قرار دارد فشار كم‌تري از روغن ارسال مي‌شود تا از وقوع قفل شدن چرخ جلوگيري شود. علاوه بر اين، خودروهاي امروزي به سيست‌م‌هاي پيچيده‌ي كنترلي ديگري نظير ABS مجهزند كه با در انديشه متخصصين گرفتن فاكتورهاي گوناگون احتمال قفل شدن چرخ‌ها در شرايط ترمزگيري شديد را پيش‌بيني مي‌كنند و با ترمزگيري‌هاي پياپي در كسري از ثانيه اجازه‌ي قفل شدن را به چرخ‌ها نمي‌دهند.

ترمز كاسه‌اي از اولين نمونه‌هاي ترمز در خودروها است. در اين ترمزها يك كاسه‌ي توخالي به همراه دو كفشك درون آن پشت چرخ نصب مي‌شود. كفشك‌هاي تعبيه شده از يك سر به لولا و از سر ديگر به يك پيستون متصلند. كاسه‌ي ترمز همزمان با چرخش چرخ شروع به چرخيدن مي‌كند و به محض فشردن پدال ترمز، نيروي هيدروليك به پيستون متصل به كفشك‌ها انتقال مي‌يابد و با عملكردن پيستون، كفشك به سطح داخلي كاسه مي‌چسبد و سبب كاهش سرعت چرخ مي‌شود. از اشكالات ترمز كاسه‌اي مي‌توان به قدرت كم ترمزگيري و جديد شدن سريع در صورت استفاده‌ي مداوم اشاره كرد. به همين دليل است كه از ترمز كاسه‌اي در چرخ‌هاي عقب كه نيروي ترمز كم‌تري مورد نياز است، استفاده مي‌شود. با وجود ايرادات، ترمزهاي كاسه‌اي نياز به تعمير و نگهداري اندكي دارند كه يك مزيت بزرگ محسوب مي‌شود.

به مرور زمان سطح كفشك‌هاي ترمز در اثر اصطكاك خورده مي‌شوند و اين امر سبب مي‌شود فاصله‌ي بين كفشك‌ها با سطح داخلي كاسه بيش‌تر شود. در نتيجه، بايد پدال ترمز بيش‌تر فشرده شود تا روغن بيش‌تري به پيستون موجود در ترمز كاسه‌اي وارد شود تا بتواند كفشك‌ها را در فاصله‌ي بيش‌تري جابه‌جا كند. براي حل اين اشكال، ترمزهاي كاسه‌اي جديد به يك سيستم تنظيم فاصله‌ي مكانيكي مجهز شده‌اند كه مي‌تواند همواره فاصله‌ي كفشك‌ها تا سطح داخلي كاسه را ثابت نگه دارد.

ترمزهاي ديسكي به عنوان جديدترين نمونه از سيستم‌هاي ترمز شناخته مي‌شوند. در اين ترمزها سعي شده اشكالات موجود در نمونه‌هاي كاسه‌اي تا حد امكان برطرف شود. براي مثال، توانايي انتقال حرارت ترمزهاي ديسكي بسيار بهتر از نمونه‌هاي كاسه‌اي و همين امر سبب مي‌شود در شرايط ترمزگيري پياپي ميزان افت عملكرد ترمز بسيار كاهش يابد. به علاوه، وزن ترمزهاي ديسكي به مراتب كم‌تر از ترمزهاي كاسه‌اي است و قادرند با سرعت بيش‌تري آب را از روي ديسك كنار بزنند. ديگر مزيت اين ترمزها، قدرت بالاي آن‌ها است. ترمزهاي ديسكي قدرت بيش‌تري به چرخ‌ها وارد مي‌كنند و قادرند در مسافت كوتاه‌تري خودرو را از حركت به حالت سكون درآورند.

بخش‌هاي اصلي تشكيل دهنده‌ي ترمزهاي ديسكي، ديسك ترمز، لنت‌ها و كاليپر ترمز است. ديسك ترمز به چرخ متصل مي‌شود و همزمان با چرخ مي‌چرخد، دو طرف آن با لنت‌ها احاطه شده است و كاليپر ترمز كه همان محفظه‌ي پيستون فرعي ترمز است، به لنت‌ها متصل است. با اعمال فشار روي پدال ترمز، پيستون اصلي روغن ترمز را به سمت پيستون‌هاي فرعي تعبيه شده در چرخ‌ها مي‌فرستد. سپس، فشار روغن سبب باز شدن پيستون فرعي شده و پيستون فرعي لنت‌ها را به سطح ديسك فشار مي‌دهد تا در اصطكاك با سطح ديسك سبب كاهش سرعت و توقف خودرو شوند. فاصله‌ي لنت‌ها از سطح ديسك بسيار اندك است و در حقيقت همواره مماس با سطح ديسك قرار دارند. با برداشتن پا از روي پدال فشار روغن كاهش مي‌يابد و فشار لنت‌ها از سطح ديسك برداشته مي‌شود. لنت‌ها به مرور زمان و در اثر اصطكاك خورده شده و بايد تعويض شوند به همين جهت در خودروهاي امروزي يك سنسور ساده درون لنت‌ها تعبيه شده است كه با كاهش سطح لنت يك چراغ هشدار روي صفحه‌ي كيلومترشمار روشن مي‌كند. در صورتي‌كه لنت‌ها به موقع تعويض نشوند مي‌توانند به سطح ديسك ترمز آسيب بزنند.

در حال حاضر اكثر ديسك‌هاي ترمز از چدن ساخته مي‌شوند. با اين حال، مواد جديدي نظير سراميك و فيبر كربن راه خود را به صنعت خودروسازي و توليد ترمز باز كرده‌اند. ديسك‌هاي كربن سراميك مدت‌هاست كه در مسابقات موتور اسپرت مورد استفاده ثرار مي‌گيرند، اما اولين بار پورشه كاررا GT به عنوان يك خودروي شهري از ديسك‌هاي كربن سراميك استفاده كرد. در گذشته ديسك‌هاي كربن سراميك با وجود ارزش‌هاي هنگفت، عمر كم‌تري نسبت به نمونه‌هاي معمول داشتند و تنها در بازه‌هاي دمايي بسيار محدود (بين ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه‌ي سانتي‌گراد) عملكرد قابل قبولي ارائه مي‌دادند. در نهايت شركت برمبو (فعال در زمينه‌ي ارائه‌ي سيستم‌هاي ترمز) توانست نوعي ديسك كربني با حساسيت كم‌تر نسبت به خوردگي ارائه دهد كه مناسب خودروهاي شهري باشد. مزيت اين ديسك‌ها وزن كم‌تر و عملكرد مناسب در شرايط كاري پر فشار است.

ديسك‌هاي كربن سراميكي بسيار كم‌تر از نمونه‌هاي چدني وزن دارند و در مقايسه با آن‌ها حتي در دماهاي بسيار بالا هم عملكرد مناسبي دارند. ديسك‌هاي سراميكي در مقايسه با نمونه‌هاي چدني معمول ۶ كيلوگرم وزن كم‌تري دارند كه باعث مي‌شود وزن فنربندي نشده‌ي خودرو كاهش چشم‌گيري داشته باشد و در نتيجه فرمان‌پذيري و ويژگي‌هاي ديناميكي خودرو بهبود يابد. به علاوه، اين ديسك‌ها انبساط گرمايي كم‌تري دارند و درنتيجه در ترمزگيري‌هاي شديد لرزش كم‌تري ايجاد مي‌كنند.

بزرگ‌ترين مزيت سيستم ترمز ضد قفل يا به اختصار ABS اين است كه به راننده اجازه مي‌دهد در شرايط ترمزگيري شديد بتواند در مسير دلخواه خودرو را هدايت كند. در خودروهايي كه به سيستم ABS مجهز نيستند، با فشردن شديد پدال ترمز، يك يا چند چرخ خودرو قفل مي‌شود و اين امر باعث از دست رفتن كنترل خودرو و سر خودردن آن به جهات غيرقابل پيش‌بيني مي‌شود. سيستم ترمز ضد قفل با تشخيص زودتر احتمال قفل شدن چرخ‌ها، فشار روغن را از روي چرخ در آستانه‌ي قفل شدن برداشته و در كسري از ثانيه دوباره فشار روغن را اعمال مي‌كند.

اين سيستم از يك پردازش‌گر الكترونيكي، چهار حسگر (يك حسگر براي هر چرخ)، يك پمپ الكترونيكي هيدروليكي و يك انباشت‌گر (مخزن تحت فشار) هيدروليكي تشكيل شده است. حسگرهاي تعبيه شده در چرخ‌ها به صورت لحظه‌اي اطلاعات را به پردازش‌گر ارسال مي‌كنند و پردازش‌گر با تشخيص آستانه‌ي قفل شدن چرخ‌ها از طريق يك شير سروو هيدروليكي در كسري از ثانيه چندين مرتبه فشار روغن به چرخ را قطع و وصل مي‌كند. در صورت وقوع چنين حالتي، راننده مي‌تواند تكان‌هاي ناشي از قطع و وصل ترمز را زير پاي خود از طريق پدال ترمز حس كند. نقش انباشتگر هيدروليكي اين است كه در شرايط قطع و وصل سريع فشار روغن، روغن اضافي را وارد مدار هيروليكي كند تا هر بار كه ترمز قطع و وصل مي‌شود پدال ترمز تا انتها به سمت پايين حركت نكند. سيستم ABS در شرايطي كه اصطكاك سطح اندك است، مانند شرايط باراني يا رانندگي روي يخ، و ممكن است با كوچك‌ترين ترمز چرخ‌ها قفل شوند، عملكرد فوق‌العاده‌اي دارد.

يكي از اشكالاتي كه مهندسان ABS با آن مواجه هستند، استفاده از اين سيستم در خودروهاي مجهز به سيستم چهار چرخ محرك با سيستم ديفرانسيل لغزش محدود يا ديفرانسيل قفل شونده است. اشكال اين است كه در استفاده‌ي هم‌زمان از اين دو سيستم به سختي مي‌توان اتصالات مكانيكي جعبه‌دنده را كنترل كرد. براي حل اين اشكال، بعضي از سازندگان در هنگام استفاده از ABS، سيستم چهار چرخ محرك را از مدار خارج مي‌كنند و بعضي ديگر با افزودن حس‌گرهاي بيش‌تر سعي كرده‌اند تا انعطاف سيستم ABS را افزايش دهند.

ترمز ديناميك اساسا سيستمي است كه ميزان نيروي ترمز هر چرخ را به‌طور مجزا كنترل مي‌كند. هنگام حركت خودرو، هر چرخ در زمان‌هاي مختلف بارهاي متفاوتي حمل مي‌كند و همين موضوع مبناي عملكرد ترمز ديناميك است. چرخي كه بار بيش‌تري حمل مي‌كند، مي‌تواند ترمز شديدتري تحمل كند و چرخي كه بار سبك‌تري حمل مي‌كند نيروي ترمز كم‌تري نياز دارد. براي روشن‌تر شدن موضوع به اين مثال توجه كنيد: تصور كنيد كه يك خودرو با سرعتي مشخص و روي سطحي خشك در حال پيچيدن به سمت چپ است. در اين حالت، چرخ‌هايي كه به سمت خارج پيچ قرار دارند (در اين مثال چرخ‌هاي سمت راست خودرو) به دليل جابه‌جايي وزن خودرو، بار بيش‌تري تحمل مي‌كنند. در صورتي‌كه پيشرانه‌ي خودروي مورد انديشه متخصصين در جلو نصب شده باشد، چرخ جلو سمت راست بيش‌ترين وزن را تحمل مي‌كند. در اين حالت به ترتيب چرخ جلو سمت راست، چرخ عقب سمت راست، چرخ جلو سمت چپ و چرخ عقب سمت چپ مي‌توانند بيش‌ترين نيروي ترمز را داشته باشند. سيستم ترمز ديناميك مي‌تواند ميزان نيروي ترمز مورد نياز هر چرخ را مشخص كرده و بر اساس آن به هر چرخ نيروي متفاوتي وارد كند. اين امر سبب پايداري بيش‌تر خودرو مي‌شود.

تفاوت اين سيستم با سيستم ABS در اين است كه سيستم ترمز ضد قفل تنها در مواقع قفل شدن چرخ وارد عمل مي‌شود، درحالي‌كه سيستم ترمز ديناميك به‌صورت لحظه‌اي سرعت و بار هر چرخ را به‌صورت مستقل تحت انديشه متخصصين دارد و بر همين اساس نيروي ترمز متفاوتي به هر چرخ اختصاص مي‌دهد. براي رسيدن به اين عملكرد، حسگرهاي تعبيه شده در هر چرخ بايد اطلاعات خود را با يكديگر و پردازش‌گر مركزي به اشتراك بگذارند. پيچيدگي اين سيستم باعث شده ارزش تمام شده‌ي آن نسبت به سيستم ABS بالاتر باشد و در نتيجه در حال حاضر تنها در خودروهاي سطح بالا از آن استفاده شود. با اين وجود، با گذشت زمان هزينه‌ي استفاده از اين سيستم كاهش مي‌يابد و مي‌توانيم شاهد تجهيز خودروهاي رده پايين به اين سيستم باشيم.

هر بار كه از ترمز خودرو استفاده مي‌كنيد، انرژي جنبشي خودرو از طريق ترمزها به شكل گرما تلف مي‌شود. با در انديشه متخصصين گرفتن ميزان ترافيك موجود در شهرها و عادات رانندگي افراد مي‌توان فهميد كه ميزان چشمگيري از انرژي بدون استفاده‌ي خاصي به محيط انتقال مي‌يابد. به همين جهت مهندسان به فكر استفاده از انرژي جنبشي خودرو و ذخيره‌ي آن به شكل ديگري از انرژي افتادند. در سيستم ترمز همراه بازياب انرژي، بخشي از انرژي جنبشي خودرو از طريق يك مولد به انرژي الكتريكي تبديل و در باتري‌هاي تعبيه شده ذخيره مي‌شود. در سيستم‌ ترمز معمولي با فشردن پدال ترمز بلافاصله لنت‌ها به سطح ديسك ترمز مي‌چسبند و سرعت خودرو را كاهش مي‌دهند، اما در سيستم ترمز به همراه بازياب انرژي، با فشردن پدال ترمز مولد الكتريكي تعبيه شده در خلاف جهت حركت خودرو شروع به چرخيدن مي‌كند كه اين امر سبب كاهش سرعت خودرو و بازيافت انرژي جنبشي به صورت انرژي الكتريكي مي‌شود. نكته‌ي حائز اهميت در اين مرد اين است كه سيستم بازيافت انرژي به تنهايي قادر به متوقف كردن خودرو نيست و تنها به عنواني راهكاري براي كاهش هدر رفت انرژي در انديشه متخصصين گرفته مي‌شود.

حالت بهينه‌ي عملكرد اين سيستم در ترافيك‌ها و شرايط حركت و توقف پي‌درپي است و درست مانند سيستم ABS با در انديشه متخصصين گرفتن پارامترهاي سرعت چرخش چرخ‌هاي خودرو، ميزان گشتاور لازم براي شارژ باتري‌ها را محاسبه مي‌كند تا در شرايط بهينه وارد مدار شود. از اين سيستم در خودروهاي هيبريدي و الكتريكي نظير تويوتا پريوس و تسلا رودستر استفاده مي‌شود.

جديدترين دستاورد در تكنولوژي ترمز خودروها، معرفي سيستم ترمز الكتريكي است. در اين سيستم كه به نام ترمز سيمي (Brake By Wire) نيز شناخته مي‌شود، هيچ اتصال مكانيكي ميان پدال ترمز و واحد اعمال كننده‌ي ترمز وجود ندارد. در ترمز الكتريكي، سيستم با دريافت و ارسال پارامترهاي ميزان فشار پاي راننده روي پدال و سرعت فشردن پدال ترمز به هر چرخ، بهترين شرايط ترمزگيري براي هر چرخ را اعمال مي‌كند. از مزاياي اين سيستم مي‌توان به تعامل مناسب با سيستم كروز كنترل هوشمند جهت حفظ فاصله‌ي از پيش تعيين شده با خودروي جلويي و همچنين ترمزگيري تا توقف خودرو (در مواقع لاخبار تخصصي) بدون دخالت راننده اشاره كرد. علاوه بر اين، با استفاده از اين سيستم، اتصالات مكانيكي معمول حذف مي‌شوند كه اين امر خود سبب كاهش فضاي مورد نياز، كاهش صدا و لرزش مي‌شود. تنها چالش در استفاده از اين سيستم ايجاد حس القاي ترمزگيري در پدال ترمز است.

سيستم ترمز الكتريكي مي‌تواند كاملا به صورت الكتريكي يا به‌صورت هيدروالكتريك عمل كند. در نوع اول لنت‌ها با كمك آرايشي از پيچ‌هاي الكتريكي به سطح ديسك فشرده و آزاد مي‌شوند و در نوع دوم سيگنال الكتريكي به يك موتور هيدروليكي ارسال شده و موتور با توجه به ميزان فشار مورد نياز، روغن را به سمت پيستون لنت‌ها ارسال مي‌كند. در هر دو نوع وزن كلي سيستم نسبت به سيستم‌هاي معمولي كاهش مي‌يابد و تعمير سيستم راحت‌تر است.

نمونه‌اي از استفاده از اين سيستم را مي‌توان در پتنت ثبت شده‌ي مرسدس بنز با نام سيستم كنترل ترمز سنسوترونيك يافت. اين سيستم روي مدل‌هاي E، SL500 و ميباخ نصب شده است و اولين سامانه‌ي ترمز الكتريكي در خودروهاي عادي و شهري است. در اين سيستم با فشردن پدال ترمز يك سيگنال الكتريكي به پردازشگر ارسال مي‌شود و پس از در انديشه متخصصين گرفتن پارامترهاي مختلف يك سيگنال الكتريكي به پمپ هيدروليكي براي اعمال فشار روغن ترمز ارسال مي‌شود. ترمز سنسوترونيك با ترمز ضد قفل و سيستم كنترل پايداري (ESP) به صورت هماهنگ عمل مي‌كند و پارامترهايي نظير زاويه‌ي فرمان، شتاب ثانويه و سرعت هر چرخ را در اعمال ترمزها مورد محاسبه قرار مي‌دهد.

در حالتي كه راننده به سرعت پاي خود را از روي پدال گاز بردارد و پدال ترمز را بفشارد، يك سيگنال اضطراري توسط سيستم سنسوترونيك دريافت مي‌شود و به سرعت با حداكثر توان شروع به اعمال ترمزها مي‌كند. طي زمان ترمزگيري، اين سيستم تنها ميزان صحيح و بهينه‌ي فشار لنت‌ها روي ديسك هر چرخ را اعمال مي‌كند تا همواره ترمزگيري در بهترين شرايط صورت گيرد. براي مثال در پيچ‌ها ميزان فشار ترمز روي چرخ‌هاي خارجي نسبت به پيچ بيش‌تر است. نكته‌ي قابل توجه ديگر در اين سيستم، اعمال ترمز آرام براي برداشتن فيلم آب از سطح ديسك در شرايط مقتضي است.