پروژه مقدمه و تاریخچه ترمز ضدقفل (ABS)

بخشهایی از متن:

مقدمه 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 اول به بررسی سیستم ترمز معمولی شامل کاسه ای و دیسکی و سایر اجزای جانبی آن می پردازیم .

در فصل دوم سیستم ترمز پنوماتیکی مورد بررسی قرار می گیرد و سپس در فصل سوم و سیستم ترمز ضد قفل ABS مقایسه ای بین فصول اول و دوم خواهیم داشت تا برتریها و معایب هرکدام نسبت به یکدیگر مشخص شود ود 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 .

...

1ـ9ـ2ـ ترمز کنترل شده

در طول فرآیند ترمزگیری ، راننده روی پدال نیرو وارد می کند تا میزان مخصوصی از فشار را به سیلندر های ترمز چرخ بفرستد و سرعت چرخ ها را کم کند . پاسخ الگوی نشان داده شده توسط دو چرخ در اکسل عقب اتومبیل در طول زمان ترمز t ، در شکل (3ـ2 و 16ـ2 ) توصیف شده است .

به شکل (3ـ2) نگاه کنید : موقعی که راننده پدال را بکار می برد ، فشردن پدال در زمان t1 شروع می شود هوای متراکم از شیر کمکی ترمز (6) جریان می یابد و به شیر رله ای (relay Valve) (12) میرود سوپاپهای کنترل فشار (Pressur-control Valve) (4) را به سیلندرهای ترمز(Brake Sylander) (7) باز می کند .

افزایش فشار ادامه می یابد تا اینکه سیگنال از یک یا دو سنسور سرعت چرخ اولین قفل شدگی را به ECU (13) علامت دهد . این عمل در نقطه t2 رخ می دهد .

ECU همه سیگنالهای سرعت چرخ ورودی را ارزیابی می کند تا یک سرعت مرجع (86) را بدست آورد که این سرعت مرجع توسط یک میزان لغزش پائینتر از سرعت اتومبیل میماند .

در زیر ، کنترل عمل ABS در چرخ 2 روی یک اکسل تکی توصیف شده است .

در نقطه t2 شتاب کاهشی (-a) به مقدار کافی بالا می رود تا سیگنالهای نهائی به شیر ورودی سوپاپهای کنترل فشار (4) فرستاده شود . فشار سیلندر ترمز (7) در یک سطح ثابتی باقی مانده است .

در t3 میزان لغزش که رد مدارهای منطقی ذخیره شده بود رو به افزایش رفته است و باعث می شود که شیر کنترل فشار باز شود تا فشار از سیلندر ترمز (7) آزاد شود . این فرآیند آزاد شدن فشار میزان شتاب کاهشی چرخ را کاهش می دهد . ( برای چرخ نیروهای ترمزی کمتر بکار می برد ) این فرآیند ادامه می یابد تا اینکه میزان شتاب کاهشی به نقطه t4 تنزل یابد و فرآیند آزاد شدن فشار در سیلندر ترمز (7) حذف شود سوپاپ خروجی بسته می شود .

بعد از آن درنقطه t5 دوباره سرعت چرخ افزایش می یابد ( شتاب منفی –a ، شتاب +a می شود ).

این فرآیند افزایش تا t5 ادامه می یابد تا جائی که سرعت چرخ با سرعت مرجع اتومبیل مساوی شود نیز ادامه پیدا می کند . اتومبیل در میزانهای مساعد لغزش ترمز می کند . در این نقطه فشار ترمز در سیلندر ترمز می تواند دوباره افزایش یابد .

برای رسیدن به نزدیکترین تقریب ممکن برای معمولترین لغزش در طول ترمزگیری ، یک جریان ECU بطور پی در پی پالسهائی را برای راه انداختن شیر ورودیinput valve بکار می برد . شیر ورودی موقعی که شتاب کاهش t2 دوباره به t7 می رسد ، بسته می شود و یک چرخه کنترل شروع می شود .