ڈسک بریک اور ABS: انٹرایکٹو سمیولیٹر

ماڈل کیا دکھاتا ہے

گاڑی کا بریک پیڈل دائیں پاؤں سے دبائیں تو ڈیڑھ ٹن دھات چند سیکنڈ میں ہائی وے کی رفتار سے دھیمی ہو جاتی ہے۔ آپ کی ٹانگ شاید 300 نیوٹن تک دھکیل سکتی ہے، یعنی 30 kg کی بوری کے وزن جتنا۔ پیڈل اور سڑک کے درمیان کہیں یہ دھکا ہزاروں نیوٹن بننا چاہیے، اور پھر اسے ایسے ٹائر کے حوالے کرنا ہوتا ہے جو ایک حد تک ہی پکڑ سکتا ہے، اس کے بعد پھسل جاتا ہے۔ یہ نمائش اس کہانی کے دونوں حصے دکھاتی ہے۔

ماڈل ایک اگلے پہیے کا بریک اصل سائز میں دکھاتا ہے۔ بائیں طرف پیڈل ہے، اس کے پیچھے ویکیوم بوسٹر اور ماسٹر سلنڈر۔ ماسٹر سلنڈر سے اسٹیل کی بریک لائن ABS ماڈیولیٹر سے ہو کر ایک لچکدار ہوز اور سرخ فلوٹنگ کیلیپر تک جاتی ہے۔ کیلیپر 300 mm قطر کی ہوادار ڈسک کے دونوں طرف بیٹھا ہے، جو 0.31 m رداس کے ٹائر والے پہیے کے اندر ہے۔ ہم اسے اندرونی طرف سے دیکھتے ہیں، جیسے گاڑی کے درمیان میں نیچے سے دیکھیں، اس لیے پسٹن آپ کی طرف ہے۔

بریک کے پیچھے 1:40 پیمانے پر بنا آزمائشی ٹریک ہے، جس میں خشک، گیلی اور برفیلی لین ہیں۔ ماڈل جب بریک لگاتا ہے تو ایک چھوٹی نیلی گاڑی ٹریک پر وہی بریکنگ دہراتی ہے۔ اسٹیج کے کونے کا پینل ہر مرحلے کی قوت، پھر پہیے کی چلتی رفتار، سلپ اور دباؤ، اور آخر میں رکنے کے فاصلوں کی جدول دیتا ہے۔ یہ سب ماڈل کی پیمائشوں سے حساب لگا کر نکلتا ہے۔

300 N کا دھکا پیڈ پر 25 kN کیسے بنتا ہے

پیڈل ایک لیور ہے۔ اس کا محور اوپر ہے، ڈرائیور کا پاؤں اس سے 0.4 m نیچے دباتا ہے اور پش راڈ 0.1 m نیچے جڑا ہے۔ معیار اثر برابر ہونے چاہییں، اس لیے پش راڈ کو پاؤں کی قوت کا چار گنا ملتا ہے: 300 N بن جاتے ہیں 1,200 N۔ اس کی قیمت یہ ہے کہ پاؤں پش راڈ سے چار گنا زیادہ فاصلہ طے کرتا ہے۔

اس کے بعد آتا ہے ویکیوم بوسٹر، یعنی وہ بڑا کالا ڈرم۔ ربڑ کا ڈایافرام اسے دو خانوں میں بانٹتا ہے۔ انجن چلتے وقت دونوں طرف کم دباؤ رہتا ہے۔ پیڈل ہلتے ہی ایک والو باہر کی ہوا کو پچھلے خانے میں آنے دیتا ہے، اور ڈایافرام پر ہوا کا دباؤ ڈرائیور کے دھکے میں جڑ جاتا ہے۔ اس ماڈل میں بوسٹر جتنا پاتا ہے اس کا 3.5 گنا آگے بھیجتا ہے، اس لیے ماسٹر سلنڈر کو 4,200 N ملتے ہیں۔ یہ تناسب ماڈل کی قدر ہے؛ اصل بوسٹر ہر گاڑی کے حساب سے بنائے جاتے ہیں۔

ماسٹر سلنڈر اس قوت کو دباؤ میں بدلتا ہے۔ اس کے پسٹن کا قطر 22.2 mm ہے (7/8 انچ، ایک عام ناپ)، جس سے رقبہ 3.87 cm² ہوتا ہے۔ دباؤ قوت کو رقبے سے تقسیم کرنے پر ملتا ہے، تو 4,200 N ÷ 0.000387 m² = 10.9 MPa، جو کرۂ ہوائی کے دباؤ کا تقریباً 107 گنا ہے۔

بریک لائن میں پاسکل کا اصول

بریک فلوئڈ مائع ہے اور دباؤ میں اس کا حجم تقریباً نہیں بدلتا۔ بند نظام میں اس کا مطلب ہے کہ ایک جگہ بڑھایا گیا دباؤ پورے مائع میں ہر جگہ محسوس ہوتا ہے۔ یہی پاسکل کا اصول ہے، اور اسی سے دو پسٹن تیل سے بنے لیور کی طرح کام کرتے ہیں۔

کیلیپر پسٹن کا قطر 54 mm ہے۔ رقبہ قطر کے مربع کے ساتھ بڑھتا ہے، اس لیے اس کا رقبہ ماسٹر پسٹن کا (54 ÷ 22.2)² = 5.92 گنا ہے۔ وہی 10.9 MPa جب 22.9 cm² پر لگتا ہے تو 24.9 kN کا دھکا دیتا ہے، تقریباً 2.5 ٹن کے وزن جتنا۔ پیڈل، بوسٹر اور دونوں پسٹن ملا کر پاؤں کی قوت 4 × 3.5 × 5.92 = 83 گنا ہو چکی ہے۔

ہر لیور کی طرح قوت کی قیمت فاصلے سے چکائی جاتی ہے۔ ماسٹر سلنڈر سے نکلا فلوئڈ کہیں تو جائے گا، اور دونوں سروں پر حجم برابر رہتا ہے۔ ماسٹر پسٹن جب 1.2 mm چلتا ہے تو کیلیپر پسٹن صرف 0.2 mm چلتا ہے۔ بریک کے لیے یہ ٹھیک ہی ہے، کیونکہ ڈسک پر دبنے سے پہلے پیڈ کو ایک ملی میٹر سے بھی کم کا خلا پاٹنا ہوتا ہے۔

ماڈل کا کیلیپر ایک پسٹن والی فلوٹنگ قسم کا ہے۔ پسٹن اندرونی پیڈ کو ڈسک پر دھکیلتا ہے۔ ردعمل کیلیپر کی باڈی کو الٹی سمت دھکیلتا ہے، اور باڈی دو گائیڈ پنوں پر تب تک سرکتی ہے جب تک اس کی انگلیاں باہری پیڈ کو ڈسک کے دوسرے رخ پر نہ کھینچ لیں۔ آخر میں دونوں پیڈ اسی 24.9 kN سے دبتے ہیں۔

دبانے کی قوت سے سڑک پر قوت تک

صرف پیڈ دبانے سے کچھ نہیں رکتا؛ روکتی ہے رگڑ۔ پیڈ اور کاسٹ آئرن کے درمیان رگڑ کا ضریب 0.4 ہونے پر ہر رخ 0.4 × 24.9 kN = 9.9 kN کی کھینچ دیتا ہے، اور دونوں رخ مل کر 19.9 kN۔ یہ کھینچ دھرے سے تقریباً 0.115 m پر لگتی ہے، جہاں پیڈ کا درمیانی حصہ ہے، اس لیے بریک ٹارک 19.9 kN × 0.115 m = 2,290 N·m ہے۔

ٹائر کو یہ ٹارک سڑک پر قوت میں بدلنا ہوتا ہے۔ 0.31 m کے رولنگ رداس سے تقسیم کرنے پر بریک ٹائر سے 7.37 kN مانگتا ہے۔ پینل اس عدد کو «ٹائر سے مانگ» کے طور پر دکھاتا ہے۔ ٹائر اتنا دے پائے گا یا نہیں، یہ سڑک پر منحصر ہے، اور یہیں سے کہانی کا دوسرا حصہ شروع ہوتا ہے۔

جام پہیہ زیادہ دور تک کیوں پھسلتا ہے

سڑک پر لڑھکتے ٹائر کا وہ حصہ جو زمین کو چھوتا ہے، اس لمحے تارکول پر ساکن ہوتا ہے۔ وہاں کی گرفت سکونی رگڑ ہے، اور اسی وجہ سے گاڑی پہیے گھمائے بغیر کھڑی حالت سے چل پاتی ہے۔ ٹائر پھسلتے ہی گرفت حرکی (پھسلنے والی) رگڑ بن جاتی ہے، جو عام طور پر کمزور ہوتی ہے۔ جارجیا اسٹیٹ یونیورسٹی کا HyperPhysics اسے سیدھے لفظوں میں کہتا ہے: ٹائر کو ملنے والی کشش سکونی رگڑ سے طے ہوتی ہے، اور جب پہیہ جام ہو کر پھسلتا ہے تو رگڑ کی قوت «عام طور پر کافی کم» ہوتی ہے۔

اصل ٹائر ایک حالت سے دوسری میں سیدھے نہیں کودتے۔ بریک لگاتے وقت ٹائر کی سطح گاڑی کی چال سے تھوڑا دھیرے گھومتی ہے۔ انجینئر اسے سلپ تناسب سے ناپتے ہیں: (گاڑی کی رفتار − ٹائر کی سطح کی رفتار) ÷ گاڑی کی رفتار۔ صفر کا مطلب آزاد لڑھکنا اور 100% کا مطلب جام پہیہ۔ سلپ کے ابتدائی چند فیصد میں گرفت تیزی سے بڑھتی ہے، چوٹی پر پہنچتی ہے، اور پھر ٹائر پھسلنے کے ساتھ گھٹتی جاتی ہے۔

ماڈل Burckhardt منحنی استعمال کرتا ہے، جو خشک تارکول، گیلے تارکول اور برف کے لیے شائع شدہ مستقل اقدار والا ایک عام فٹ ہے۔ خشک تارکول پر گرفت 17% سلپ پر μ = 1.17 کی چوٹی پر پہنچتی ہے اور پہیہ جام ہونے پر 0.76 پر آ جاتی ہے۔ گیلے تارکول پر چوٹی 13% سلپ پر 0.80 ہے، جو گر کر 0.51 ہو جاتی ہے۔ یہ فٹ سے نکلی ماڈل کی قدریں ہیں، کسی خاص ٹائر کی پیمائشیں نہیں۔

ماڈل کا ہر پہیہ 1,500 kg کی گاڑی کا ایک چوتھائی، یعنی 3,679 N اٹھاتا ہے۔ گیلی سڑک پر ٹائر زیادہ سے زیادہ 0.80 × 3,679 N = 2.9 kN دے سکتا ہے۔ بریک 7.4 kN مانگتا ہے، یعنی دوگنے سے بھی زیادہ، اس لیے سلپ بے قابو ہو جاتی ہے اور پہیہ تقریباً سیکنڈ کے دسویں حصے میں رک جاتا ہے۔ سڑک پر رگڑ کے نشان وہیں سے شروع ہوتے ہیں۔ اس کے بعد ٹائر صرف 0.51 × 3,679 N دیتا ہے، اور رکنے کا فاصلہ لمبا ہو جاتا ہے۔

رکنے کے فاصلے کے اعداد

اگر ٹائر کی قوت وزن کا μ گنا رہے تو گاڑی μg سے دھیمی ہوتی ہے، جہاں g = 9.81 m/s²۔ v رفتار والی گاڑی کو رکنے کے لیے v² ÷ (2μg) فاصلہ چاہیے۔ 100 km/h پر، یعنی 27.8 m/s پر:

ماڈل کی سمیولیشن ہر چوتھائی ملی سیکنڈ پر بریکنگ کا ایک قدم گنتی ہے اور تقریباً وہی جواب دیتی ہے۔ جام پہیوں کے ساتھ گاڑی خشک سڑک پر 50.9 m اور گیلی پر 76.4 m میں رکتی ہے، جو فارمولے سے تھوڑا کم ہے، کیونکہ جام ہونے سے ٹھیک پہلے کے لمحے میں ٹائر نے زیادہ پکڑا تھا۔ ABS کے ساتھ گاڑی خشک سڑک پر 35.6 m اور گیلی پر 51.6 m میں رکتی ہے۔ یہ مثالی چوٹی والے عدد سے تھوڑا زیادہ ہے، کیونکہ ABS ٹائر کو بالکل چوٹی پر نہیں، اس کے آس پاس رکھتا ہے۔ 50، 100 اور 130 km/h پر سمیولیشن کے فاصلے v² ÷ (2μg) سے مل جاتے ہیں۔

اس فارمولے میں رفتار سب سے زیادہ اہم ہے، کیونکہ اس کا مربع ہوتا ہے۔ 50 km/h پر ABS کے ساتھ خشک سڑک پر رکنے کا فاصلہ 9.0 m ہے؛ 130 km/h پر 60.1 m۔ ڈرائیور کے ردعمل کے دوران طے ہونے والا فاصلہ اس میں شامل نہیں۔ ایک سیکنڈ کے ردعمل پر 100 km/h کی گاڑی بریک شروع ہونے سے پہلے ہی مزید 27.8 m چل لیتی ہے۔

ABS ماڈیولیٹر کیا کرتا ہے

اینٹی لاک بریک سلپ کو گرفت کے منحنی کی چوٹی کے قریب رکھتے ہیں۔ حب پر ایک دندانے دار چھلا، ماڈل میں 48 دانتوں والا، ایک مقناطیسی سینسر کے سامنے سے گزرتا ہے، اور پلس کنٹرول یونٹ کو بتاتے ہیں کہ پہیہ کتنا تیز گھوم رہا ہے۔ پہیوں کا آپس میں اور گاڑی کتنی تیزی سے دھیمی ہو رہی ہے اس سے موازنہ کر کے یونٹ سمجھ لیتا ہے کہ کون سا پہیہ جام ہونے والا ہے۔

ماڈیولیٹر میں ہر پہیے کے لیے دو والو ہیں۔ انلیٹ والو عام طور پر کھلا رہتا ہے تاکہ ڈرائیور کا دباؤ سیدھا پہنچے۔ سلپ 20% سے اوپر جاتے ہی ماڈل کا کنٹرول یونٹ انلیٹ والو بند کرتا ہے اور آؤٹ لیٹ والو کھولتا ہے۔ فلوئڈ کیلیپر سے نکلتا ہے، دباؤ گرتا ہے، اور سڑک پہیے کو پھر سے گھما دیتی ہے۔ سلپ 8% سے نیچے آنے پر آؤٹ لیٹ والو بند ہوتا ہے اور انلیٹ پھر کھلتا ہے تاکہ دباؤ دوبارہ بنے۔ درمیان میں دونوں والو بند رہ کر دباؤ کو تھامے رکھ سکتے ہیں۔ ایک چھوٹا پمپ نکالے گئے فلوئڈ کو ماسٹر سلنڈر کی طرف لوٹاتا ہے، اسی لیے ڈرائیور کو پیڈل میں دھڑکن محسوس ہوتی ہے۔

ماڈل میں یہ چکر خشک سڑک پر ایک سیکنڈ میں تقریباً 13 بار اور گیلی پر 14 بار دہرایا جاتا ہے۔ سست رفتار والا سوئچ بریکنگ کو لمبا کھینچ دیتا ہے تاکہ آپ والوز اور دباؤ کے لیبل کو ایک ایک چکر کر کے دیکھ سکیں۔

اسٹیئرنگ برقرار رکھنا

ٹائر ایک طرف کو تبھی دھکیل سکتا ہے جب وہ لڑھک رہا ہو۔ اگلا پہیہ جام ہوتے ہی ربڑ اسی سمت پھسلتا ہے جس میں گاڑی پہلے سے جا رہی ہے، اور اسٹیئرنگ گھمانے سے تقریباً کچھ نہیں ہوتا۔ «ایک لین ساتھ مڑیں» سوئچ ماڈل کے ڈرائیور سے کہتا ہے کہ رکتے ہوئے 3.5 m ایک طرف جائے۔ ABS چالو ہونے پر نیلی گاڑی خشک اور گیلی سڑک پر پوری لین بدل لیتی ہے۔ جام پہیوں کے ساتھ یہ ایک میٹر سے بھی کم ہلتی ہے، اور وہ بھی تقریباً سارا پہیوں کے رکنے سے پہلے کے لمحے میں۔ یہاں ایک طرف کی گرفت ماڈل کے ایک سادہ اصول سے آتی ہے جو سلپ بڑھنے کے ساتھ گھٹتی ہے، اس لیے یہ اعداد ایک خاکہ ہیں، ناپا ہوا نتیجہ نہیں۔

یہی بڑی وجہ ہے کہ ABS والی گاڑیوں کے ڈرائیوروں کو مشورہ دیا جاتا ہے کہ پیڈل کو مضبوطی سے دبائے رکھیں اور رکاوٹ کے پاس سے اسٹیئر کریں، بریک کو بار بار دبائیں اور چھوڑیں نہیں۔

ڈسک میں حرارت

گاڑی روکنے کا مطلب ہے اس کی حرکی توانائی کو حرارت میں بدلنا۔ 100 km/h پر ماڈل گاڑی کا ایک چوتھائی حصہ ½ × 375 kg × (27.8 m/s)² = 145 kJ لے کر چلتا ہے۔ ABS کے ساتھ اس میں سے تقریباً 130 kJ پیڈ پر بنتے ہیں؛ باقی کا زیادہ تر حصہ ٹائر کی سلپ میں خرچ ہوتا ہے۔ ماڈل مانتا ہے کہ پیڈ کی حرارت کا 90% ڈسک میں جاتا ہے، جس کا وزن 9 kg ہے۔ گرے آئرن ہر کلوگرام میں ہر درجے کے لیے تقریباً 450 J جمع کرتا ہے، اس لیے ایک بار رکنے پر پوری ڈسک تقریباً 29 °C گرم ہوتی ہے۔

یہ معمولی لگتا ہے، مگر لمبی پہاڑی ڈھلان یا ریس ٹریک پر بریک کو ٹھنڈا ہونے کا وقت کم ہی ملتا ہے۔ «پچھلی بریکیں» سلائیڈر بغیر کسی ٹھنڈک کے بریکیں جوڑتا جاتا ہے۔ 18 پچھلی بریکوں کے بعد ڈسک تقریباً 580 °C پر ہوتی ہے اور مدھم سرخ دہکتی ہے؛ دہک تقریباً 525 °C سے شروع ہوتی ہے، جسے ڈریپر پوائنٹ کہتے ہیں۔ اصل ڈسکیں اپنے پروں کے ذریعے مسلسل ہوا میں حرارت چھوڑتی رہتی ہیں، اس لیے یہ سب سے بری صورت ہے۔

جام پہیہ ڈسک میں بہت کم حرارت ڈالتا ہے، خشک سڑک کی بریکنگ میں صرف 13 kJ، کیونکہ ڈسک اب پیڈ کے سامنے گھوم ہی نہیں رہی۔ توانائی اس کے بجائے ٹائر اور سڑک میں جاتی ہے، اور کالا رگڑ کا نشان اسی سے بنتا ہے۔

جہاں ماڈل اصل چیز سے سادہ ہے

ماڈل ایک پہیے کو ایسے مانتا ہے جیسے وہ ہمیشہ گاڑی کا مقررہ ایک چوتھائی بوجھ اٹھاتا ہو۔ اصل بریکنگ میں وزن اگلے پہیوں کی طرف منتقل ہوتا ہے، اس لیے وہ زیادہ زور سے بریک لے سکتے ہیں اور پچھلے پہیے کم۔ اسی وجہ سے گاڑیاں بریکنگ کو دونوں ایکسلوں کے درمیان بانٹتی ہیں۔ ٹائر کے منحنی رفتار، درجۂ حرارت اور گھساؤ کو نہیں گنتے، اور ABS کا کنٹرول اصول 8% اور 20% سلپ کی مقررہ حدیں استعمال کرتا ہے، جبکہ اصل یونٹ سڑک کے مطابق ڈھل جاتے ہیں۔ Burckhardt فٹ کا برف والا منحنی سیدھا ہے، اس لیے اس پر ABS رکنے کا فاصلہ کم نہیں کر سکتا، صرف اسٹیئرنگ بچا سکتا ہے۔ NHTSA بتاتا ہے کہ بجری یا نرم برف جیسی ڈھیلی سطحوں پر ABS رکنے کا فاصلہ بڑھا سکتا ہے، جو ماڈل نہیں دکھاتا۔ پیڈ کا خلا اصل سے تقریباً دس گنا بڑا بنایا گیا ہے تاکہ آپ اسے بند ہوتا دیکھ سکیں۔

مختصر تاریخ

Frederick William Lanchester نے 1902 میں برمنگھم میں کیلیپر والے ڈسک بریک کا پیٹنٹ کرایا۔ Malcolm Loughead (بعد میں Lockheed) نے 1917 میں ہائیڈرولک بریک کا پیٹنٹ کرایا، اور Duesenberg نے 1921 میں انہیں اپنی Model A میں لگایا۔ ڈسک بریک نے 1953 کی 24 Hours of Le Mans میں خود کو منوایا، جو Jaguar نے ڈسک بریک والی گاڑیوں سے جیتی، اور Citroën DS نے 1955 سے ان کے ساتھ مسلسل بڑے پیمانے پر تیاری شروع کی۔

مکمل رکنے میں توانائی کا حساب

پوری 1,500 kg گاڑی 100 km/h پر ہو تو بغیر گول کیے رفتار 100 ÷ 3.6 m/s لیں۔ انتقالی حرکی توانائی کے لیے ½ کو کمیت 1,500 kg سے اور پھر رفتار کے مربع (100 ÷ 3.6)² سے ضرب دیں۔ نتیجہ 578,704 J، یعنی تقریباً 579 kJ ہے۔ OpenStax حرکی توانائی کی یہی تعریف دیتا ہے۔ اس حساب میں پہیوں اور ڈرائیو ٹرین کی گردشی توانائی، ہوا کی مزاحمت اور لڑھکنے کی مزاحمت شامل نہیں۔ یہ سادہ گاڑی کا توانائی بجٹ ہے، بریک کی منظوری کا امتحان نہیں۔ ماڈل کے برابر پہیہ بوجھوں پر بانٹنے سے فی پہیہ تقریباً 145 kJ ملتے ہیں، جو اوپر کے حرارت کے حساب سے مطابقت رکھتے ہیں۔

کل توانائی یہ نہیں بتاتی کہ بریک کو اسے کتنی جلدی جذب کرنا ہے۔ فرض کریں گاڑی 5 s میں رکتی ہے۔ 579 kJ نکالنے کی اوسط طاقت تقریباً 116 kW ہوگی۔ مستقل بریک قوت پر شروع کی طاقت رکنے کے قریب کی طاقت سے بہت زیادہ ہوتی ہے، کیونکہ طاقت قوت ضرب رفتار ہے۔ اس لیے پورے سفر کی اوسط کم ہونے کے باوجود بریک کو مختصر وقت بڑی طاقت سنبھالنا پڑ سکتی ہے۔ طاقت کی گنجائش اور ڈسک میں محفوظ حرارت الگ سوال ہیں۔

ماڈل کی 9 kg ڈسک کی حرارتی گنجائش تقریباً 9 × 450 = 4,050 J/K ہے۔ گاڑی کے چوتھائی حصے کی ساری توانائی اسی ڈسک میں ڈالنے سے اوسط درجہ حرارت تقریباً 36 °C بڑھے گا۔ دکھایا گیا اضافہ کم، تقریباً 29 °C ہے، کیونکہ کچھ توانائی ٹائر کی پھسلن میں جاتی ہے اور پیڈ کی حرارت کا صرف 90% ڈسک کو دیا جاتا ہے۔ پوری گاڑی کی توانائی کا 90% ایک ڈسک میں نہ ڈالیں، ورنہ باقی پہیوں کے حصے بھی اسی میں گنے جائیں گے۔ دکھایا ہوا درجہ حرارت رگڑتی سطح کا فوری درجہ حرارت بھی نہیں۔ باریک سطحی تہہ ڈسک کی اوسط سے زیادہ گرم ہو سکتی ہے۔

رفتار دوگنی کرنے سے توانائی چار گنا ہو جاتی ہے، ٹائر کے رویے میں تبدیلی کا حساب کرنے سے پہلے ہی۔ کمیت دوگنی ہو تو توانائی دوگنی ہے۔ مگر مثالی رکنے کے فاصلے کے فارمولے میں کمیت کٹ جاتی ہے، کیونکہ عمودی بوجھ اور فرض کردہ رگڑ قوت بھی دوگنے ہوتے ہیں۔ یہ زیادہ بوجھ لادنے کی اجازت نہیں: اصلی ٹائر، بریک کا درجہ حرارت، ایکسل بوجھ اور پرزوں کی حدیں ہمیشہ اسی تناسب سے نہیں بڑھتیں۔ یہ اختصار مستقل رگڑ عدد اور کافی بریک ٹارک والے ماڈل کا ہے۔

رگڑ کی دو قسمیں الگ رکھ کر سلپ پڑھنا

پیڈ کا عدد اور ٹائر سڑک کا عدد حساب کے الگ حصوں میں آتے ہیں۔ فرض کردہ پیڈ عدد 0.4 ڈسک پر بریک ٹارک طے کرتا ہے۔ سڑک کا منحنی طے کرتا ہے کہ مانگی گئی قوت میں سے کتنی واقعی گاڑی آہستہ کر سکتی ہے۔ پیڈ کی گرفت بڑھانے سے سڑک کا منحنی اونچا نہیں ہوتا۔ ٹارک پہیہ لاک کرنے کے لیے کافی ہو جائے تو بغیر کنٹرول مزید پیڈل قوت دینے سے زیادہ تر لاک پہلے آتا ہے۔

الگ حساسیت کے حساب میں دباؤ اور جسامت مستقل رکھیں، مگر پیڈ اعداد 0.35 اور 0.45 فرض کریں۔ یہ مقابلے کے منتخب اعداد ہیں، ہر پیڈ کی کام کرنے کی حد نہیں۔ 0.4 کے مقابلے میں ٹارک بالترتیب بنیادی قدر کا 87.5% اور 112.5% ہوتا ہے۔ گیلی سڑک پر دونوں ٹائر کی صلاحیت سے زیادہ قوت مانگ سکتے ہیں۔ اس لیے پینل پر زیادہ ٹارک لازماً چھوٹا فاصلہ نہیں۔ نمائش میں پیڈ مواد کا کنٹرول نہیں؛ یہ ماڈل کے ساتھ کا حساب ہے۔

گاڑی 100 km/h اور ٹائر کی سطح 85 km/h ہو تو سلپ (100 − 85) ÷ 100 = 0.15، یعنی 15% ہے۔ پہیہ اب بھی تیزی سے گھوم رہا ہے۔ یہ پہیے کے لاک رہنے کے وقت کا فیصد یا ٹائر کا پہلو کی طرف زاویہ نہیں۔ ماڈل کی خشک اور گیلی چوٹیاں 17% اور 13% پر دکھاتی ہیں کہ رفتار کا معمولی فرق مضبوط بریک دے سکتا ہے۔ عام طور پر کہا جانے والا 10 سے 20% خطہ ہر ٹائر اور سطح کا عالمگیر بہترین مقام نہیں۔

کنٹرولر کو بدلتی حوالہ رفتار بھی سنبھالنی ہے۔ بریک کے دوران گاڑی کی رفتار گرتی ہے؛ ایک ہی پہیہ رفتار ایک لمحے مناسب لڑھکنا اور دوسرے لمحے زیادہ سلپ بتا سکتی ہے۔ رکنے کے قریب گاڑی کی رفتار سے تقسیم عددی طور پر غیر مستحکم ہوتی ہے۔ حقیقی کنٹرولر کو کم رفتار کی منطق اور گاڑی کی حرکت کے اندازے درکار ہیں؛ پہیہ سینسر خودمختار طور پر سڑک کے لحاظ سے گاڑی کی رفتار نہیں ماپتا۔ اسی لیے نمائش کی سادہ حدیں گاڑی کے کنٹرولر میں نقل نہیں کرنی چاہییں۔

سڑک کے امتحان کیا ثابت کرتے ہیں

NHTSA کی 2009 کی رپورٹ The Long-Term Effect of ABS in Passenger Cars and LTVs بریک کے امتحان اور حادثوں کے نتائج الگ رکھتی ہے۔ سیدھے راستے پر اچانک زور سے بریک لگانے کے امتحان میں چار پہیوں کے ABS نے بجری پر درمیانی رکنے کا فاصلہ 28% بڑھایا۔ لاک پہیے ڈھیلا مواد سامنے پچر کی طرح جمع کرتے تھے، مگر سمت کا کنٹرول کھو جاتا اور گاڑی عمودی محور کے گرد گھوم سکتی تھی۔ یہ انہی حالات کا نتیجہ ہے، ہر بجری کی سڑک یا ABS کی ہر نسل کا نہیں۔ یہاں برف منتخب کر کے بھی اسے نہیں دہرایا جا سکتا؛ ڈھیلی بجری اور برف جسمانی طور پر مختلف سطحیں ہیں۔

رپورٹ کے شماریاتی تجزیے میں 1995 سے 2007 کے حادثوں کے اعداد تھے۔ مسافر کاروں کے مجموعی غیر مہلک حادثوں میں شامل ہونے کی شرح 6% اور ہلکے ٹرکوں اور وینوں کی 8% کم ہونے کا تخمینہ تھا۔ یہ مطالعے کے گروہوں کے فیصد ہیں، ایک بار رکنے کے فاصلے میں کمی نہیں۔ مہلک حادثوں میں شمولیت پر خالص اثر تقریباً صفر تھا، جبکہ مختلف حادثوں کی قسمیں مختلف سمت بدلیں۔ صرف سازگار فاصلے بتانا کنٹرول شدہ مشینی امتحان اور حقیقی ٹریفک میں ڈرائیوروں کے نتائج کا فرق چھپا دے گا۔

ABS والی گاڑی کو بھی رکنے کی جگہ چاہیے۔ موڑ اور بریک ٹائر کے وہی رابطہ بل استعمال کرتے ہیں؛ تیز موڑ رفتار کم کرنے کی صلاحیت کم چھوڑ سکتا ہے۔ نمائش میں لین بدلنے کا نتیجہ بیان کردہ پہلو گرفت کے اصول سے ہے، مکمل ٹائر ماڈل یا حفاظت کی ضمانت سے نہیں۔ ABS برقی استحکام کنٹرول بھی نہیں: بریک کے دوران پہیہ گھماتے رہنا گاڑی کے غیر مطلوب گھماؤ کی اصلاح سے محدود کام ہے۔ یہ نمائش کمپنی کی ڈرائیونگ ہدایات یا محفوظ فاصلے کا متبادل نہیں۔

سکرین پر حرارت اور توانائی کی واپسی کا مقابلہ

رگڑ بریک نکالی گئی مشینی توانائی کا بیشتر حصہ حرارت میں بھیجتا ہے۔ دوبارہ توانائی حاصل کرنے والا بریک پہیوں سے جنریٹر چلا کر کچھ توانائی بیٹری میں واپس کرتا ہے۔ امریکی محکمہ توانائی کا متبادل ایندھن ڈیٹا مرکز ہائبرڈ گاڑیوں کا یہ راستہ بیان کرتا ہے۔ توانائی کی منزل بدلتی ہے، ٹائر کی گرفت نہیں بڑھتی۔ بہت زیادہ بریک ٹارک سے پہیہ پھسل سکتا ہے، چاہے ٹارک پیڈ سے آئے یا برقی مشین سے۔ نمائش میں توانائی واپسی کا موڈ، بیٹری ڈسپلے یا مخلوط بریک کنٹرولر نہیں۔

دکھائی ہوئی ہوا دار ڈسک کے راستے بریکوں کے درمیان ٹھنڈا ہونے دیتے ہیں۔ ہوا حرکی توانائی غائب نہیں کرتی، نہ بار بار بریک پر ٹھنڈا رہنے کی ضمانت ہے۔ گرم پرزوں سے بریک کارکردگی گھٹنے کو بریک فیڈ کہتے ہیں۔ پیڈ عدد کی تبدیلی اور بریک سیال کا ابلنا الگ سبب ہیں، پیڈل کی علامات بھی مختلف ہوتی ہیں۔ ماڈل عدد مستقل رکھتا اور سیال ابلنا نہیں گنتا، لہٰذا چمکتی ڈسک یہاں حسابی بریک کمی نہیں پیدا کرتی۔ یہ درجہ حرارت کی مثال ہے، فیڈ کی پیش گوئی نہیں۔

اصلی کنٹرول سے مقابلہ کریں۔ پہلے گیلی سڑک چنیں، «پیڈل پر قوت» اور «رفتار» وہی رکھ کر ABS کھولیں اور بند کریں۔ پہیے اور گاڑی کی رفتار دیکھ کر رکنے کا فاصلہ پڑھیں۔ پھر «سست رفتار 1/8» چلا کر دباؤ بڑھنا، رکنا اور نکلنا دیکھیں۔ فی سیکنڈ 15 سے 20 چکر جیسی شرح تمام ABS کی مقرر خصوصیت نہیں؛ ماڈل پہلے بیان حالات میں تقریباً 13 یا 14 چکر دیتا ہے۔ پھر سڑک اور رفتار مستقل رکھ کر «پچھلی بریکیں (ٹھنڈا کیے بغیر)» بڑھائیں۔ درجہ حرارت بڑھتا ہے مگر رکنے میں حقیقی فیڈ نہیں آتی۔ آخر میں «ایک لین ساتھ مڑیں» چلا کر ABS کے ساتھ اور بغیر پہلو کی حرکت دیکھیں۔ یہ ماڈل کے کنٹرول شدہ مقابلے ہیں، عوامی سڑک پر کرنے کی مشقیں نہیں۔