پایان نامه ترمزها در word دارای 252 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پایان نامه ترمزها در word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است
بخشی از فهرست مطالب پروژه پایان نامه ترمزها در word
1-1مقدمه و تاریخچه :
« فصل دوم »
اصول سیستم ترمزهای هیدرولیکی
ترمزهای اتومبیل
2ـ1ـ کاربرد و انواع ترمزها:
2ـ2ـ ترمزهای مکانیکی
2-3 اصول هیدرولیک
2-4کاربرد ترمز هیدرولیکی
2-5 سیستم ترمز دوبل :
2-6 سیلندر اصلی
2-7 سیلندر چرخها
2-8 عمل خود انرژی زائی(Self- energizing Action)
2-9 حرکت بازگشتی Return strock:
2-10 چراغ اخطار (Warning Light)
2-12 ترمزهای دیسکی :
2ـ کالیپر شناور : Floating caliper) (
3ـ کالیپر لغزشی sliding caliper)
2 ـ 13ـ ترمزهای دیسکی که خودشان تنظیم می شوند .
شکل 2-26
2ـ14ـ سوپاپ اندازه گیری : (Metering Valve)
2ـ15 سوپاپ تناسبProportioning Valve
2ـ16ـ سوپاپ ترکیبی : (Combination Vahve)
شکل 2-28
2-17ـ ترمز دستی برای ترمزهای دیسکی عقب:
2-18ـ سیال ترمز : (Brake Fluid)
2ـ19ـ خطوط ترمز : (Brake Lines)
3ـ نوع کمکی : (Assist)
2ـ21ـ بوستر کمکی ترمز
شکل 2-33
2ـ22 ـ تشریح ترمزهای پر قدرت نوع « کامل »
2ـ32ـ ترمز پر قدرت دو دیافراگمه بندیکس :
2ـ24ـ ترمز پر قدرت نوع افزاینده :
شکل 2-38
2ـ25ـ ترمز پر قدرت نوع کمکی
شکل 2-40
« فصل سوم »
اصول سیستم ترمز پنوماتیکی
مقدمه
شکل 3-1 ترمز بادی با اجزاء آن
3-1- اجزای مورد نیاز جهت تولید هوای فشرده :
1ـ کمپرسور باد :
نوع ساختمان
3-2- ملاک انتخاب کمپرسور :
3-3- تنظیم کمپرسور :
دیاگرام نمودار تولیدی کمپرسورها
3 ـ 4ـ تنظیم از طریق کاهش سرعت :
3 ـ 5 ـ خنک کردن کمپرسور :
3 ـ 6 ـ بزرگی مخزن هوای فشرده کمپرسور :
طریقه محاسبه حجم مخزن کمپرسور با تنظیم دقیق قطع و وصل
3 ـ 7 ـ پخش هوای فشرده به سیلندر پیستون ترمز :
3 ـ 9 ـ رطوبت گیری هوای فشرده :
3-10- فیلترهای هوای ترمز بادی :
3-11- شیر تنظیم فشار :
3-12- مقدار عبور جریان برای واحدهای مراقبت :
3-13- سیلندر پنیوماتیکی :
3-14- سیلندر یک کاره :
3-15- ساختمان سیلندر و پیستون :
3-16- محاسبه نیروهای سیلندر پیستون :
3-17- نکات عملی :
محاسبه طول کورس پیستون سیلندر پنیوماتیک :
« فصل چهارم »
« سیستم ترمز ضد قفل
ABS
4ـ1ـ ویژگی های ABS
4ـ2ـ نیروهای دینامیکی در چرخ ترمز شده :
4ـ3ـ مفهوم کنترل
توضیح :
4ـ4ـ چرخه کنترلABS
4ـ4ـ1ـ سیستم کنترل شده :
4ـ4ـ2ـ متغیرهای کنترل شده
4-4-2-2- متغیرهای کنترل شده برای چرخهای متحرک(driven- wheel)
4ـ5ـ سیکلهای کنترل واقعی
4ـ5ـ2ـ چرخه کنترل ترمزی روی سطح جاده لغزنده ( ضریب نیروی ترمزی پائین)
4ـ5ـ3ـ چرخه کنترل ترمزی با تأخیر در گشتاور انحرافی :
(Closed – Loop Braking Control With Yawing moment build up delay)
4ـ5ـ3ـ1ـ GMA1 ( سیستم تأخیری در گشتاور انحراف )
4ـ5ـ3ـ2ـ GMA2
4ـ5ـ4ـ چرخه کنترل برای (ALL wheel Dirven ) AWD
4ـ5ـ5ـ سیستمهائی که همه چرخها متحرک هستند (ADW)
ب : دومین سیستم :
ج : سومین سیستم :
4ـ6ـ عملکرد ABS
4ـ6ـ2ـ تأخیر در گشتاور پیچشی جانبی
4ـ7ـ مدلهای سیستم ABS
4ـ7ـ1ـ مدل ABS 2S
4-7ـ مدل ABS 5.0
4ـ8ـ چرخه فرآیند کنترل (Closed – Loop control process)
4ـ9ـ کارکردهای کنترلی(monitoring Functions)
4ـ10ـ تشخیص عیب:
4ـ11ـ مدل ABS5 . 3
4ـ12ـ مدل سیستم ABS 2E ( بوش)
4ـ13ـ اجزای سیستم ترمز ضد قفل ABS
4ـ13 ـ1 ـ سنسورهای سرعت چرخ (Wheel speed sensor) :
4ـ13ـ1ـ1ـ سنسور سرعت چرخDF2
4ـ13ـ1ـ2ـ سنسور سرعت چرخ DF3
4-13-2ـ واحد کنترل الکترونیکیElectronic control unit
4ـ13ـ2ـ1ـ واحد کنترل برای ABS 2S
الف ـ مدار ورودی : (Input circuit)
ب : کنترل کننده دیجیتالی : (Digital controller)
ج : مدارات خروجی : (Output circuits)
Driver stage مرحله گرداننده ( راننده ) ( تقویت کننده های خروجی )
4ـ13ـ2ـ2ـ واحد کنترل الکترونیکی برای ABS5.0
4-13-3- تعدیل کننده فشار هیدرولیکی: (Hydraulic pressure moduator)
4ـ13ـ3ـ1ـ تعدیل کننده فشار هیدرولیکی برای ABS 2S
الف : پمپ چرخشی : (Return ump)
ب: انباره یا مخزن : (Accu mulator)
ج : شیر سلونوئیدی 3/3 :
طرح :
مراحل کارکرد :
الف : مرحله مسدود کردن فشار Pressure build up phase)
ب : مرحله نگهداری فشار : (pressure – holding phase)
ج: مرحله کاهش فشار : (Pressure – reduction phase) :
4ـ13ـ3ـ2ـ تعدیل کننده فشار هیدرولیکی برای ABS5.0
الف : پمپ برگشت :
ب: مخزنها و محفظه های ضربه گیر(accumulators and damper chambers)
ج : شیرهای سلونوئیدی 2/2 : (Selonid Valve 2/2 )
4ـ13ـ3ـ3ـ واحد هیدرولیکی برای ABS / ABD5
4ـ11ـ2ـ مدارات الکتریکی : ( Electrical Circuits )
« فصل پنجم»
«طراحی سیستم های ترمز»
5-1-تحلیل نیروی ترمزهای دیسکی
5-2-نیروی ترمز و نیروی وارد بر محور
5-5 ترمزهای کاسه ای (shoe brake)
5-6-ترمزهای بدون سرو
5-7-اجزاء مکانیکی ترمز کاسه ای :
5-8-کفشک ترمز
5-9- تقسیم بندی ترمزها کاسه ای از لحاظ مکانیزم عمل کننده
5-10-سیستم ترمز سیمپلکس : (simplex brake)
5-11سیستم ترمز دوپلکس :
5-12-سیستم ترمز دوپلکس دوبل
5-13-سیستم ترمز سرو و بدون سرو :
5-14-سیستم سرو دوبل
5-15-محاسبه شتاب ترمز گیری
1ـ در ترمزیک کفشکی :
2ـ ترمز دارای یک کفشک پیشرو و یک کفشک پسرو که بر روی محور لولا شدهاند
5-16-تحلیل استاتیکی اجزای ترمز کاسه ای :
5-17- ترمزهای لنتی (shoe brakes)
5-18-طرح دستگاه ترمز دو لنتی :
مثال عددی محاسبه ترمز ـ دو لنتی(Dounle shoe brake)
5-19- دستگاه ترمز هیدرولیکی مضاعف :
5-20-هواگیری ترمز :
5-21-روغن ترمز
5ـ2 طراحی سیستم ترمز هیدرولیک پرقدرت ( مجهز به بوستر خلأئی)
2ـالف) مزیت مکانیکی بوستر
راه حل دیگر :
3ـ بدست آوردن قطر و خلاء نسبی در بوستر :
5-25ـ طراحی حجم مخزن ذخیره روغن پمپ اصلی
1ـ روغن مورد نیاز کفشک و لقمه های ترمز :
2ـ انبساط خطوط ارتباطی روغن
3ـ انبساط در لوله های لاستیکی
4ـ تلفات پمپ اصلی
5ـ تلفات در اثر تغییر شکل کاسه چرخ و محفظه سیستم ترمز دیسکی :
6ـ تراکم در لنت لقمه ای و کفشک ترمز
7ـ تراکم در سیال ترمز
8ـ تلفات حجم در سوپاپها
9ـ تلفات حجم در سیستم بوستر :
10ـ تلفات حجم در اثر وجود بخارات گازی یا هوا در سیستم ترمز :
محاسبه کورس پدال
1ـ لقی در لقمه های ترمز :
2ـانبساط در خطوط ارتباطی :
3ـ انبساط در شیلنگهای ترمز :
4ـ پمپ اصلی :
5ـ تغییر شکل در سیستم ترمز دیسکی :
6ـ تراکم در لقمه های ترمز :
7ـ تراکم پذیری در سیال ترمز :
« فصل ششم »
7-1ـ کلیات
2ـ3ـ چگونگی انجام آزمایش :
الف : بر روی یخ (On the ice ) :
ب: برروی برف فشرده شده On Hard – pack snow :
ج: بر روی مسیری که قبلاً اتومبیل برف روب از آن عبور کرده است .
د: مسیری که برف در شرف باریدن می باشد .
ه : در آب و هوای گرمتر:
و: حرکت در مسیر شن و ماسه ای :
ز : عبور از مسیر خیس و مرطوب :
ح : توقف در مسیر خشک :
جمع بندی :
7-3ـ نتیجه گیری نهائی :
7ـ3ـ1ـ معایب سیستم ترمز معمولی :
7ـ3ـ2ـ مزایای سیستم ترمز ضد قفل ABS :
7-4-مقایسه ترمزهای دیسکی و کاسه‌ای :
الف)مزایا :
ب) معایب :
جدول 6 – ضرایب ثابت اصطکاک برای اتصالات مواد گوناگون
مواد اتصال شونده
چرب تمیز
عیب
عمل اصلاحی
عیب
عمل اصلاحی
عیب
علت احتمالی
عمل اصلاحی
مراجع :
بخشی از منابع و مراجع پروژه پایان نامه ترمزها در word
1-تکنولوژی پیشرفته خودروها ، مولف : مهندس محمدی بوساری
2-جزوه ترمزهای ABS مولف مهندسی شاهدایی
3-تکنیک اتومبیل ، مهندس ضیائی
4”Automobile Brakes and Braking systems” . by t.p.new comb and R.T.spurr
5.Automotive chassise and body by M.c.graw hill chapter
6.Bosch Driving – safety systems
7.Automotive Hand book bosch
8Brake Design and safety ,SAE
9.Shigley “Mechanical Engineering Design”
10SAE Inc “Breke Design and Safety” 1992
1-1مقدمه و تاریخچه
امروزه در صنعت اتومبیل سازی حفظ ایمنی سرنشینان خودرو فوق العاده مورد توجه قرار گرفته است . با توجه به اینکه سیستم ترمز مهمترین بخش ایمنی خودرو محسوب می گردد ، در چند ساله اخیر پیشرفتهای زیادی در این زمینه انجام گرفته است . جدیدترین این پیشرفتها پیدایش سیستم ترمز ضد قفل ABS می باشد . در این پروژه هدف آن است که این نسل از ترمزها مورد بررسی قرار گیرد تا ان شاءالله زمینه ای برای ورود این تکنولوژی به ایران فراهم شود . این ترمزها به سبب پیچیدگی مکانیزمشان هنوز مورد توجه طراحان داخلی قرار نگرفته است که یکی از دلایل آن عدم اطلاعات کافی و عدم آشنائی با این سیستم می باشد . امید است این پروژه مقدمه ای برای قدمهای بعدی در راه ساخت و طراحی این تکنولوژی در ایران باشد . (ان شاءالله)
در این پروژه ابتدا تاریخچه ای از پیدایش ترمزها ارائه خواهد شد . در فصل دوم به بررسی سیستم ترمز معمولی شامل کاسه ای و دیسکی و سایر اجزای جانبی آن می پردازیم
در فصل سوم سیستم ترمز پنوماتیکی مورد بررسی قرار می گیرد و سپس در فصل چهارم و سیستم ترمز ضد قفل ABS و سپس مقایسه ای بین فصول دوم و سوم خواهیم داشت تا برتریها و معایب هرکدام نسبت به یکدیگر مشخص شود و در فصول بعدی مطالب مربوط به طراحی و محاسبه نیروهای لازم آورده خواهد شد . نخست تاریخچه ای از پیدایش ترمزهای اولیه تا کنون بیان می کنیم
اولین موتور احتراقی در سال 1885 بوسیله بنز ساخته شد . توقف این اتومبیل بوسیله یک لقمه ترمز بر روی محور دنده هرزگرد انجام می گرفت . بعدها که اتومبیل تکمیل شد و سرعت آن افزایش یافت و از لحاظ وزن سنگین تر شد ، ترمزهای مخصوصی برای آن طرح ریزی شد
تا سال 1900 ترمز دستی شامل ترمز ساده ای که مستقیماً با سطح لاستیکهای توپر اصطکاک پیدا می کرد استفاده می شد. اما از این سال به بعد ترمزی ابداع شد که توسط پدال عمل می کرد و عبارت از یک نوار فلزی بود که در خارج بر روی چرخ دندانه دار محور محرک عقب نصب شده بود و بصورت استوانه ای آن را احاطه می کرد
در همین سال لنکستر(Lanchester) ترمز و کلاچ را در یک مجموعه مخروطی شکل متشکل کرد و در اولین ماشین ساخت انگلستان بکار گرفت
در سال 1905 ، انتقال حرکت بوسیله چرخ دنده و محور جای انتقال حرکت توسط زنجیر یا تسمه را گرفت و عمومیت پیدا کرد و بیشتر اتومبیلها با پدالی که انتقال حرکت را به ترمز تأمین می کرد مجهز شده بودند
در سال 1910 میلادی ترمزهای بیشتر ماشینهای امریکائی روی چرخهای عقب تأثیر می کرد . در این سالها بسیاری از عوامل مربوط به ترمز، مانند اهمیت چسبندگی لاستیک به جاده اثرات چرخ قفل شده و غیره بخوبی شناخته شده بود و این مطلب محقق شده بود که جهت اعمال ترمز صحیح هر چهار چرخ بایستی ترمز شود ، و کوشش و اثر ترمز با نسبتی متناسب بین چرخ جلو و چرخ عقب سهیم باشد . با ترمز شدن چهارچرخ است که بدون خطر لیز خوردن ماشین ، فاصله توقف به نصف تقلیل می یابد . سالها طول کشید تا موضوع ترمز چهارچرخ مورد قبول عموم قرار گرفت . شکل عمده این بود که آرایشی برای ترمز ترتیب داده شود که با تشکیلات و اتصالات فرمان و چرخهای جلو و بطور کلی با تشکیلات سیستم فرمان و هدایت ماشین تداخل پیدا نکند
در فاصله دو جنگ جهانی اول و دوم ، احتیاج به ترمز تا حدودی بیشتر احساس شد . چون سرعت ماشین ها رو به افزایش رفت همچنین بر تراکم ترافیک نیز افزوده شد
نظر به اینکه رانندگان به ترمز قوی احتیاج داشتند و از طرفی ترمز قوی در چرخهای عقب ، موجب سرخوردن ماشین می شد ، فشار زیادی به طراحان ترمز وارد می آمد تا ترمز چرخهای جلو را تکمیل کنند . در نتیجه ، بعد از گذشت ده سال از جنگ اول ، استعمال ترمز در هر چهار چرخ ، عمومیت پیدا کرد . ظهور ترمز در چرخهای جلو ، پس از جنگ ابتدا در خودروهای بزرگ و گرانقیمت مانند هیسپانو ـ سوئیزا و هاچیکس(Hotchikss) و سپس درخودروهای سبک و ارزان قیمت صورت پذیرفت . ساده ترین راه برای اعمال ترمز جلو استفاده از سیستم هیدرولیک بود . ولی در طی سالیان متمادی اکثریت خودروها از سیستم مکانیکی استفاده می کردند تا اینکه مزایای هیدرولیک برای همه روشن شد . چرخهای اتومبیل بدون احتیاج به دنده‌ای پیچیده ترمز می شدند . جبران سائیدگی لنتها بطور خودکار صورت می گرفت و تلفات اصطکاک بمراتب کمتر از سیستم مکانیکی بود
در سال 1911 ، اتومبیلی با ترمزهای هیدرولیکی برای چهارچرخ به نمایش گذاشته شد . اما در آن تردیدهائی وجود داشت بنابراین بصورت ابداعی باقی ماند . چندی بعد شخصی بنام M-Loughead سیستمی عملی اختراع کرد که در سال 1917 به ثبت رسید
در کشور انگلستان در سال 1924 ، ابتدا ترمز لاک هید هیدرولیک در ماشینهای «بین»(Bean) بکار برده شد
در سال 1924 ترمزهای مکانیکی از چرخهای جلو برداشته شد و در 1925 نیز از چرخهای عقب حذف شد و جای خود را به ترمزهای هیدرولیک واگذار کرد
نظر به اینکه برای ترمزهای ماشینهای سنگین به نیروی زیادی احتیاج بود بنابراین سرووهای مختلف طراحی شدند . در سال 1924 ، دواندر (Dewandre) دستگاه سرووئی ساخت که برای بکار انداختن آن از خاصیت خلأ استفاده شده بود
دهه 1930 ، ظهور متخصصینی را به خود دید که سردسته آنها در ساخت ترمزهای مکانیکی ، بندیکس و گیرلینگ بودند ، و در ساخت ترمزهای هیدرولیک ، لاک هید بود
در طول دهه 1930 ، بتدریج هیدرولیک جای ترمز مکانیکی را گرفت ظرف مدت ده سال تلاش برای توسعه ترمز هیدرولیک شدت یافت بخصوص هنگامی که تعلیقات مستقلی برای ترمز جلو بکار رفت . در سال 1935 ، بعضی از مدلهای ساخت انگلستان دارای دو سیلندر اصلی پشت سرهم شد . در این سیستم ، یک قسمت از سیلندر اصلی ، ترمزهای جلو را بکار می انداخت و قسمت دیگر از طریق خط کاملاً مجزای دیگری ، ترمزهای عقب را
بعد از سال 1930 ، چندین سال ، مکانیسم ترمز بدون تغییر باقی ماند و عملاً تمام ترمزها از نوع پرویا بندیکس ـ پرو بودند
در سال 1948 ، گیرلینگ اولین سیستم ترمز هیدرولیک و ترمزهای اتومبیل را ارائه کرد و چند سالی هم تولید ترمزهای هیدرواستاتیک ادامه یافت . در این نوع ترمز ، فاصله ای بین کاسه و لنت وجود داشت و بوسیله فنرهائی آنها را در حد تماس نگاه می داشتند تا از تکان خوردن و صدای آن جلوگیری بعمل آید
در اواسط دهه 1950 ، در وضع عمومی ترمزها تغییر عظیمی صورت گرفت . زیرا در این هنگام آغاز جایگزینی ترمز دیسکی بجای ترمز استوانه ای بود
در این سال در آمریکا ، شرکت کرایسلر ترمزهای دیسکی « خود نیروزا » و « خود تنظیم ساز » و« نوع صفحه ای » را در ماشینهای نوع « کراون امپریال »(Crown Imperial) خود نصب کرد که بعنوان یک ترمز اضافی و اختیاری بکار می رفت . در انگلستان نیز در سال 1925 ترمز دیسکی دانلوپ در ماشینهای جگوار کورسی بکار رفت . امروزه تمام اتومبیلهای انگلیسی ، به استثنای ماشینهای سبک که حداقل در چرخهای جلو ترمز دیسکی دارند ، در تمام چرخها ، از ترمز دیسکی استفاده می کنند
از تاریخی که ترمز کاسه ای ساخته شد تا مدت سی سال ، یا زمانی در همین حدود ، رسم براین بود که کاسه ترمز را از فولاد پرس شده می ساختند . در آن زمان ، سرعت اتومبیل کم بود و مشکلات حرارتی وجود نداشت ولی هنگامی که سرعت ماشینها زیاد شد ، حرارت زیادی در کاسه پدید می آمد و باعث می شد فولاد مقداری از سختی و سفتی خود را از دست بدهد و کاسه معیوب شود . بدین منظور از چدن استفاده شد
مواد اصطکاک زا در بدو امر ، برای ایجاد اصطکاک در ترمزهای اتومبیل ، از قطعه ای چوب یا فلز و یا چرم و یا پارچه استفاده می شد که با دوره چرخ یا با لاستیک اصطکاک حاصل می کرد
در سال 1901 ، هربرت فرود(Herbert Frood) مواد اصطکاک زائی را به ثبت رساند . این مواد با فولاد اصطکاک داشتند یا با لاستیک . در حالت اول از اشباع الیاف نخی با لاستیک تهیه می شدند و در حالت دوم از اشباع الیاف نخی با مواد مومی . در سال 1914 ، مصرف لنت ترمز فرود ، توسعه پیدا کرد . در سال 1930 ، فرود به صمغهای تعدیل کننده حرارت توجه کرد و سپس ، انتهای قالب ریزی شده را بجای لنتهای بافته شده بکار برد
بدین ترتیب تاریخ ترمز اتومبیل سیر منظمی را طی کرد تا به شکل امروزی در آمد.
Anti – lock Braking system روی خودروهای سنگین مجهز به ترمز بادی بصورت انتخابی نصب می شود این سیستم در سال 1952 در شرکت DUNLOP با نصب Maxaret روی هواپیما آغاز شد در سال 1972 در انگلستان برای اولین بار jensen intercepter و بعد شرکتهای آمریکایی ford برای خودرو سال 69 بصورت تک کاناله و بوستردار طراحی کردند . سیستمخلایی 3 کاناله روی چهار چرخ در سال 1971 با همکاری دوشرکت Bendix و Chrysler ساخته شد . اولین خودرو چهارچرخ ABS دار از 1976 تا 1982 از روی برخی خودروهای جنرال موتور مجاز شدند اشکال سیستم های الکترونیکی قابلیت اعتماد کم آنها بود . که با توسعه منابع انرژی فشار بالا وبکارگیری اکومولاتور مطرح شد. بنابراین مدار کنترل الکترونیکی بر اساس پاسخ سنسوری کار می کند و نسبت به منابع خلایی محدودیت کاربرد دارد و قیمت آن بالا است . بعد از آن اداره ملی ایمنی بزرگراهها و حمل و نقل آمریکا NHTSA روی خودرو سنگین ABS بادی را نصب کرد که اشکالاتی بوجود می آمد . سنسورها 41%، سوپایها 16% ، کامپیوتر 8% ، نصب غلط 3% ، اتصالات الکترونیکی 1% و تداخل امواج الکترومغناطیس 50%
در نیمه اول دهه 70 در اروپا سیستم های الکترونیکی ترمزها دیجیتالی شدند این تغییر که نتیجه تبدیل تحلیلهای آنالوگ به میکروپروسسور و مدارهای مجتمع IC (Integrated Circuits) بود . که در سال 1979 روی سواری مرسدس با سیستم ترمز بوش به کار رفت که روی چهار چرخ به همراه بوستر خلایی یا هیدرولیکی بود
BMW و ژاپنیها این راه را ادامه دادند ABS بوش در 1986 روی کادیلاک نصب شد. و روی فورد در آلمان سال 1985 بکار رفت در 1991 سازندگان اتومبیل این سیستم را روی یک سوم خودروها پیشنهاد کردند . تویوتا 40% ، نیسان 44% ، هندا50%، مزدا25%، میتسوبیشی 27% کرایسلر 18% ، GM 33% ، فورد 13% تا سال 1992 15 درصد خودروها مجهز به ABS بودند . دلیل عدم استفاده ABS روی خودروهای کوچک قیمت بالا 800 تا 1300 دلار بود . GM، ABS موثر (ABS-VI) رابا قیمت 350 دلاری روی ماشینهای 91 خود بکار برد . نرخ تصادفات ماشینهای سنگین پائین آمد و آمار تصادفات بامرسدس 6% تا 10% کاهش یافت
این سیستم ابتدا توسط روبرت بوش اختصار (Unti – Blockier Schutz)ABS را پیدا کرد که با اندازه گیری سرعت زاویه ای چرخ ، سایر پارامترهای دینامیکی را محاسبه کرده و باشروط منطقی لغزش تایر ، قفل شدن چرخها در اثر ترمزگیری را پیش بینی می کند . واحد کنترل الکترونیکی با فرستادن سیگنالی به تعدیل گر هیدرولیکی (قلب سیستم) فرمان کاهش فشار ترمزی را صادر می کند . این روند ادامه می یابد تا باز فرمان افزایش فشار جهت ترمزگیری صادر شود . این کار چند بار تکرار می شود . مغز سیستم واحد کنترل الکترونیکی است . این قسمت فرمان دریافتی از سنسور چرخها یا دیفرانسیل (برای سیستم کنترل دوکاناله) را دریافت کرده و پس از پردازش ، دستور مناسب را صادر می کند . موتور الکتریکی مرتبط با واحد کنترل با فرمان گیری از این قسمت ، تعدیل فشار ترمزی را انجام می دهد مدل تایر نیز مطرح شده است . ماهیت غیرخطی سیستم به علت ترم هایی مثل حاصلضرب سرعت خطی خودرو در لغزش تایر ، ممان اینرسی انتقال یافته به چرخها و ضریب اصطکاک جاده ای می باشد
روش مدلغزشی Sliding Mode که از روشهای مقاوم در سیستم های ساختار متغیر است به عنوان منطق کنترل غیرخطی سیستم قرار گرفت . انگیزه اصلی این تحقیق از آنجا شروع شد که ضعف روش خطی و خطای حاصله نظیر حساسیت پارامتری وپیشرفت نرم افزاری مشهود شد . در سال 1981 روشهای دامنه فرکانسی همچون توابع توصیفی Describing Function با پسخورانده های خطی روی ABS ارزیابی شد . کار Fling ادامه یافت ودر سال 1990 روشی موسوم به مرز مزدوج Conjuhate Boundary توسط Yeh پیشنهاد شد . مدل تایر (مشخصه ضریب اصطکاک طولی بالغزش تایر) اعمال در دینامیک غیرخطی سیستم ، همان مدل ایده‌آل یا قطه ای خطی بود . در این کار مفاهیم جدید تعادل گشتاور ترمزی و مرزهای مزدوج جهت تحلیل ناپایداری سیکلهای حدی بکار رفت . روش غیرخطی مد لغزشی برای اولین بار در 1994 مطرح شد . خطاهای ناشی از مدلساطی و اختشاشات خارجی مثل سطح ناصاف جاده، تحریک های سیستم تعلیق و فرمان ، استفاده از روش غیرخطی مقاوم را مورد توجه قرار دارد در سال 1995 بهروز شریفی روش مدلغزشی بهینه را برای کنترل ABS بکار برد . Drakunov از روسیه نیروهای اصطکاکی جاده ای را به عنوان نیروهای خارجی سیستم در نظر گرفت و سیستم را تحلیل کرد . روش غیرخطی به دلیل پیچیدگی حجم پروسس نرم افزاری بسیاری رامی طلبند و روش مد لغزشی به علت شرطی بودن نیاز به تحلیل مساله در فاصله زمانی کوتاه دارد
ترمزهای اتومبیل
این فصل کاربرد و عملکرد انواع ترمزهای مورد استفاده در اتومبیل را تشریح می کند . از آنجائی که اکثریت ترمزهای امروزی بوسیله هیدرولیک بکار می افتد ، در این فصل کاربرد ترمزهای هیدرولیکی و ساختمان آنها شرح داده شده است . دو نوع ترمز هیدرولیکی وجود دارد : دیسکی و کاسه ای . در نوع کاسه ای ، کفشکهای ترمز به سطح داخلی کاسه ترمز می چسبند و در ترمز نوع دیسکی ، لقمه های مسطح ترمز یا کفشکها به دیسک مسطح می چسبند
2ـ1ـ کاربرد و انواع ترمزها
ترمزها حرکت اتومبیل را کند و یا متوقف می سازند . ترمزها ممکن است توسط سیستمهای مکانیکی ، هیدرولیکی ، فشار هوا و یا وسائل الکتریکی بکار انداخته شوند. وقتی که راننده پدال ترمز را فشار می دهد ، کفشکهای ترمز یا لقمه ها بطرف کاسه ترمز یا دیسک ترمز حرکت می کنند
اصطکاک بین کفشکها یا لقمه ها با کاسه باعث کاهش حرکت و یا توقف اتومبیل می شود . در شکل (2ـ1) مکانیزم ترمز چهارچرخ را که از نوع کاسه ای است ، نشان داده شده است
شکل (2ـ2) مجموعه کاسه ترمز را اطراف کفشکها نشان می دهد . کفشکهای ترمز با یک ماده آسبست که می تواند در مقابل گرما مقاومت کند و اثر خوبی در مقابل کشش داشته باشد لنت کوبی می شود . موقعی که کفشکها به کاسه ترمز یا دیسک نیرو وارد می کنند ، گرما و کشش در آن زیاد می شود . در طول یک ترمز شدید کفشکها ممکن است با یک فشارPsi 1000 به کاسه یا دیسک فشرده شوند . وقتی که اصطکاک یا فشار افزایش می یابد ، یک کشش اصطکاکی قوی روی کاسه ترمز یا دیسک ایجاد میشود و یک اثر ترمزی قوی روی چرخها نتیجه می گردد
همچنین یک مقدار زیادی از گرما بوسیله اثر اصطکاک ایجاد می گردد . کاسه دیسک و کفشکها گرم می شوند . نهایتاً ممکن است درجه حرارت به 500 درجه فارنهایت یا 260 درجه سانتی گراد برسد . این گرما به طرق مختلف به کاسه یا دیسک منتقل می شود . بعضی کاسه های ترمز پره های خنک کننده دارند که یک سطح اضافی خنک کننده که گرما را بطور آسانتر به هوا منتقل کنند بوجود می آورند . حرارت های زیاد برای ترمزها خوب نیست زیرا حرارت لنت ممکن است آن را ذغال کند. بنابراین اثر ترمزی کم خواهد شد . در یعضی اتومبیلهای مسابقه ای از لنتهای آسبستی فلزی استفاده کرده اند . این ترمزها یک سری از بالشتک های فلزی که به کفشکهای ترمز وصل شدند ، دارند (شکل 2-3) این ترمزها می توانند درمقابل کارکرد ترمز و همچنین درجه حرارتهای بالا مقاومت بیشتری داشته باشند و تمایل کمتری به حالت (Fade) یا کم شدن دارند
در ترمزهای دیسکی بعلت اینکه دیسک خنک می شود ، حالت Fade کمتری وجود دارد . بطور مثال در شکل (2-4) یک دریچه تهویه هوا یا پره های خنک کن برای کمک به انتقال حرارت وجود دارد . توجه کنید که فقط یک قسمت کوچک از دیسک در تماس با لقمه ها می باشد
2ـ2ـ ترمزهای مکانیکی
ترمزهای مکانیکی کمتر برای ترمز گرفتن یا متوقف کردن اتومبیل بکار می رود . ترمزهای مکانیکی از سیمهائی که پدال را به کفشک ترمز متصل می کند تشکیل شده اند . شکل (2-5) یک سیستم ترمز چهارچرخ مکانیکی را نشان می دهد . وقتی روی پدال ترمز فشار وارد می کنیم ، سیمهای ترمز که به کفشک ترمز متصل است کشیده می شود . کفشک ترمز مرکب است از یک اهرم خارج از مرکز که وقتی بکار انداخته می شود ، یک انتهای کفشک ترمز را به بیرون هل می دهد . انتهای دیگر کفشک ترمز به سطح پشتی ترمز توسط یک خار کوچک تماس دارد
2-3 اصول هیدرولیک
از آنجائی که اکثر ترمزها بصورت هیدرولیکی کار می کنند . ما هم بطور خلاصه اصول هیدرولیک و طرز عملکرد آن را مختصراً مرور میکنیم . همانطور که می دانیم ، سیال قابل تراکم نیست . بنابراین فشار روی سیال به آن نیرو وارد می کند و آن را مجبور میکند که توسط یک لوله به سیلندر برود ، جائی که آن می تواند به پیستون نیرو وارد کند تا پیستون حرکت کند . نیروئی که سیال ، پیستون را در سیلندر بکار می اندازد متناسب با اندازه پیستونها است ، مثلاً فشار Psi 100 یه سطح پیستون 1 اینچ مربعی ، 100 پوند نیرو وارد می کند و یا به سطح پیستون 5/0 اینچ مربعی ، 50 پوند نیرو وارد می کند . F=P.A
2-4کاربرد ترمز هیدرولیکی
ترمزهای نوع هیدرولیکی ، از فشار هیدرولیکی سیال برای نیرو وارد کردن به کفشکها استفاده می کنند و قسمت بیرونی کفشک را به کاسه ترمز یا دیسک نزدیک می کنند . عملاً حرکت پدال ترمز به پیستون نیرو وارد می کند تا در سیلندر اصلی حرکت کند . این حرکت به سیال جلوی پیستون نیرو واردمی کند و این فشار سیال خط به سیلندر چرخها منتقل می شود . در نوع کاسه ای هر سیلندر چرخ دو پیستون دارد . هر پیستون به یک کفشک توسط پین اتصال متصل می شود . بنابراین ، موقعی که سیال به سیلندر چرخها فشار وارد می کند ، دو پیستون سیلندر چرخ بطرف بیرون رانده می شود . این حرکت بطرف بیرون باعث می شود که کفشکهای ترمز بطرف خارج حرکت کنند و با کاسه ترمز تماس پیدا نمایند
در شکل (2-7) توجه کنید که اندازه های پیستون و فشارها بطور مثال داده شده است . سطح پیستون سیلندر اصلی in2 8/0 می باشد . یک نیروی 800 پوندی پیستون را بکار می اندازد . این یک فشار psi 1000 به سیستم می دهد
این فشار درچرخهای عقب نیروی 700 پوندی روی هر پیستون ایجاد می کند که سطح پیستونهاin2 7/0 می باشد . در چرخهای جلو سطح پیستون in2 9/0 می باشد . بنابراین فشار 900 پوند پیستون را برای حرکت کفشکهای ترمز جلو بکار می اندازد
پیستونها در چرخهای جلو معمولاً بزرگتر هستند . زیرا موقعی که ترمز گرفته می شود مقدار نیروی حرکت آنی جلوی اتومبیل بیشتر از وزن روی چرخهای جلو می شود . بنابراین یک ترمز قویتر در چرخهای جلو لازم می باشد تا فعالیت ترمز متعادل شود
2-5 سیستم ترمز دوبل
در اتومبیلهای مدل پائینتر سیلندر اصلی فقط یک پیستون را شامل می شود و حرکت آن سیال در هر 4 سیلندر چرخ نیرو وارد می کند . در سالهای اخیر ، سیستم هیدرولیکی به دو بخش تقسیم شده است یک قسمت در جلو و یک قسمت در عقب ( شکل2-8) باین ترتیب ، اگر یک قسمت موفق نشود وظیفه خود را انجام دهد ، یا اینکه نشتی پیدا کند ، قسمت دیگر هنوز عمل ترمز را انجام خواهد داد . همچنین این سیستم یک چراغ اخطار دارد که وقتی یک قسمت از کار افتاد این چراغ اخطار روشن می شود
2-6 سیلندر اصلی
در سیستمهای قدیمی ترمز ، سیلندر اصلی یک پیستون داشت . در سیستم ترمز دوبل ، سیلندر اصلی آن دو پیستون دارد که پشت سرهم قرار دارد . کارکرد هر دو سیستم مشابه است . اما در سیستم دوبل دو قسمت مجزا دارد که مستقلاً کار می کنند . پیستونهای سیلندر اصلی به پدال ترمز اتصال پیدا کرده اند . فشار روی پدال ترمز بوسیله ترتیب اهرمها چندین برابر می شود برای مثال در اهرم بندی نشان داده شده در شکل (2-9) یک فشار 100 پوندی روی پدال ترمز ، یک فشار 750 پوندی روی پیستون تولید می کند
موقعی که پیستون در سیلندر اصلی حرکت می کند و از مقابل سوراخ جبران کننده عبور می کند ، این سیال جلوی پیستون را حبس می کند فشار بسرعت بالا می رود و به سیال نیرو وارد می شود تا از خط ترمز به سیلندر چرخها منتقل شود این عمل در شکل (2-10) نشان داده شده است . 2-7 سیلندر چرخها
2-8 عمل خود انرژی زائی(Self- energizing Action)
موقعی که ترمزها عمل می کنند ، (مثل شکل 2-10) ، سییلندر چرخ کفشک ترمز را بطرف کاسه در حال گردش هل می دهد . کفشک اولیه ( کفشکی که در جلوی اتومبیل واقع شده است ) با کاسه تماس پیدا می کند . اصطکاک بین کفشک اولیه به قطعات ترمز نیرو وارد می کند که این نیرو برای تغییر جهت دادن به کاسه در حال گردش می باشد
البته در این عمل ، فقط مقدار کمی تغییر جهت می دهد زیرا خار کوچک مقدار محدودی اجازه حرکت می دهد . به شکل (2-12) نگاه کنید این حرکت بطور محکمتر و شدیدتر برخلاف جهت گردش کاسه ترمز به کفشک ابتدائی نیرو وارد می کند و عمل ترمز را افزایش بیشتری می دهد ( شکل 2-13) در همین لحظه ، پیچ تنظیم و پین مجبور به حرکت می شوند همانگونه که کفشک اولیه حرکت کرده است
در شکل (2-14) ما می بینیم که چگونه این پیچ تنظیم کننده جهت حرکت کاسه را تغییر می دهد . بنابراین کفشک دومی بوسیله سیلندر چرخ به کاسه نیرو وارد می کند و جهت پیچ تنظیم کننده را تغییر می دهد . نتیجتاً ، کفشک دومی تقریباً دو برابر کفشک اولی اثر ترمزی ایجاد می کند . به همین دلیل در کفشک دومی لنت بزرگتر است .(شکل 2-14)
همیشه کفشک اولی با لنت کوچکتر ، بطرف جلوی اتومبیل است و کفشک ثانویه با لنت بزرگتر در طرف عقب اتومبیل می باشد
2-9 حرکت بازگشتی Return strock
در حرکت بازگشتی ، کشش فنر اتصالات ترمز و فشار پیستون سیلندر اصلی به پیستون نیرو وارد می کنند تا به عقب سیلندرش حرکت کند . اکنون سیال از سیلندر چرخ به سیلندر اصلی جریان پیدا می کند . همانطور که در شکل (2-15) نشان داده شده است فنرهای کششی به کفشک ترمز نیرو وارد می کند تا از کاسه دور شوند و بنابراین پیستون سیلندر چرخ بطرف داخل هل داده میشود . همچنین سیال از سیلندر چرخ به سیلندر اصلی برگشت می یابد .( همانطوریکه بوسیله پیکان نشان داده شده است ) . اما مقداری از فشار در خط ترمز توسط شیر کنترل که در انتهای سیلندر اصلی است محبوس می شود .(شکل2-10 را ببینید )
حبوس شدن فشار ، سوپاپ کنترل بسته می شود و مقداری فشار در خط ترمز و سیلندر چرخ باقی می ماند . این فشار بجهت جلوگیری از نشتی سیال و احتمالاً هواگیری سیستم بکار گرفته می شود
2-10 چراغ اخطار (Warning Light)
در سیستم ترمز دوبل ، یک شیر فشار متغیر برای بکار انداختن سوئیچ چراغ خطار بکار می رود . ( شکل2-16) . این شیر ، یک پیستون دارد که وقتی ترمز های جلو و عقب بطور عادی کار می کنند
در مرکز قرار دارد ، اما اگر یک قسمت خراب شود ، فشار کمتری روی یک طرف پیستون موجود خواهد بود . این اختلاف فشار ، پیستون را حرکت می دهد و سبب می شود که پلانجر سوئیچ بطرف بالا حرکت کند .(شکل 2-17) این عمل کنتاکتها را می بندد تا اینکه لامپ اخطار روی داشبورد روشن شود . بدین ترتیب راننده می فهمد که یکی از ترمزهای عقب یا جلو از کار افتاده است
2-11 ترمزهائی که خودشان تنظیم می شوند ( نوع کاسه ای) Self- adgusting Brakes اکثر ترمزهای اتومبیل امروزی یک مکانیزم خود تنظیمی دارند که وقتی لنت پوسیده و سائیده می شود ، بطور اتوماتیک آن را تنظیم می کند .شکل (2-18) یک نوع مخصوص آن را نشان می دهد . تنظیم فقط موقعی که اتفاق می افتد که ترمزها در موقع حرکت اتومبیل بسمت عقب بکار برده شوند . در این حالت فقط زمانی که لنت ترمز سائیده شده باشد و احتیاج به تنظیم دارد ، یک تنظیم خودکار انجام می گردد
در حال حرکت اتومبیل به عقب ، وقتی ترمزها گرفته می شوند ، اصطکاک بین کفشک اولیه و کاسه ترمز یک نیرو به کفشک اولیه وارد می کنند ، که این نیرو خلاف جهت پیچ اتصال است . سپس فشار هیدرولیکی از سیلندر به انتهای فوقانی کفشک ثانویه نبرو وارد می کند و آن را از پین اتصال دور می کند و پائین می آورد . (شکل 2-19)
این عمل سبب می شود که اهرم تنظیم کننده روی کفشک ثانویه لولا کند . بدین ترتیب انتهای پائینی اهرم روی پیچ اتصال برخلاف چرخک زنجیری نیرو وارد میکند. اگر لنتهای ترمز بحد کافی پوسیدگی داشته باشند ، پیچ تنظیم کننده ممکن است تا آخر بپیچد . این عمل انتهای پائینی کفشکهای ترمز را چند هزارم اینچ حرکت می دهد تا پوسیدگی لنت متعادل شود
در بعضی اتومبیلها مکانیزم خود تنظیمی موقعی که ترمز کردن در حال حرکت بطرف جلو است صورت می گیرد
2-12 ترمزهای دیسکی
