عنوان :

مقاله سیستم ترمز ماشین

تعداد صفحات :۱۰۴

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

مقاله حاضر به بررسی سیستم ترمز ماشین در قالب هشت فصل می پردازد. در فصل اول با طرحی کلی از سیستم ترمز و فصل دوم سیستم های ترمز، اصول طراحی و فصل سوم اجزاء سیستم ترمز و فصل چهارم سیستم ترمز ضد قفل ABS آشنا می شویم. سیستم ترمز نیز همانند سیستم فرمان و سیستم تعویض دنده ها به جهت کنترل خودرو توسط راننده بکار می رود . طراحی اجزاء سیستم ترمز باید به نحوی باشد که در مقابل اعمال فشار توسط پای راننده عمل کرده و با کمترین نیروی اعمالی توسط آن ، بیشترین مقدار فشار را تولید کند .

فصل پنجم اجزای سیستمS AB، فصل ششم سیستمهای  پایداری در خودروهای پیشرفته الکترونیکی، فصل هفتم روغن های ترمز، فصل هشتم کیسه هوا را بیان می کند. سیستم های کیسه هوایی به منظور حفاظت سر وسینه سرنشین خودرو در برابر ضربه های جانبی در ستون های بغل خودرو استفاده می شوند دراین تحقیق انواع مختلف سیستم های کیسه هوایی مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته و طراحی بهینه آن تهیه گردیده که میتوان برای هر مدل از خودرو با تغییرات جزئی از آن استفاده نمود.

واژه های کلیدی: سیستم ترمز، کیسه هوا، اجزا، طراحی، ضد قفل

 فهرست مطالب

مقدمه:   ۱
طرحی کلی از سیستم ترمز   ۲
دستگاه اهرمی   ۲
افزایش نیرو   ۳
سیستم هیدرولیکی   ۳
یک سیستم ساده ی هیدرولیکی   ۴
افزایش هیدرولیکی نیرو   ۶
اصطکاک   ۶
نیروی اصطکاک در برابر وزن   ۷
اصطکاک در ابعاد میکروسکوپی   ۷
یک ترمز ساده   ۸
فصل دوم   ۹
سیستم های ترمز   ۹
اصول طراحی   ۹
سیستم ترمز معمولی :   ۹
سیستم ترمز ثانویه:   ۹
سیستم ترمز دستی   ۱۰
اصول عملکرد سیستم   ۱۰
سیستم های ترمز پایی   ۱۱
سیستم ترمز تقویتی بوستری   ۱۱
سیستم ترمز تقویتی   ۱۲
ساختمان مدار ترمز   ۱۳
طراحی سیستم ترمز   ۱۳
شروع پروسه ترمزگیری   ۱۴
زمان پاسخ دهی اولیه سیستم   ۱۴
زمان اعمال فشار ترمزی   ۱۴
مدت زمان کلی ترمزگیری   ۱۵
زمان فعال بودن پروسه ترمزگیری   ۱۵
مفاهیم پایه   ۱۵
اصطکاک لاستیک   ۱۶
نیروی محیطی چرخ   ۱۶
نیروی نرمال   ۱۷
نیروهای اصطکاکی   ۱۷
اصطکاکی استاتیکی و لغزشی   ۱۹
لغزش   ۱۹
فصل سوم   ۲۳
اجزاء سیستم ترمز   ۲۳
بوستر ترمز   ۲۳
بوستر ترمز خلایی   ۲۴
بوستر ترمز هیدرولیکی   ۲۵
عملکرد سیلندر اصلی   ۲۷
سوپاپ های تنظیم فشار ترمزی   ۲۷
سوپاپهای تنظیم فشار ترمزی حساس به فشار   ۲۹
طراحی   ۳۱
سیستم ترمز چرخ   ۳۱
ترمزهای دیسکی   ۳۳
ترمزهای دیسکی با کالیپر متغیر ( شناور )   ۳۴
Full-contact Disc brake   ۳۶
ترمزهای کفشکی   ۳۹
لنتهای ترمز   ۴۲
فصل چهارم   ۴۴
سیستم ترمز ضد قفل ABS (Anti Lock Braking System)   ۴۴
ترمز‌های ضد قفل:(ABS)   ۴۴
مسافت‌های توقف :   ۴۴
توقف در خط مستقیم :   ۴۶
کنترل فرمان :   ۴۶
احتیاط های پیشگیرانه  در سیستم ترمز ضد قفل ABS :   ۴۷
اصطلاحات مربوط به ABS   ۴۹
سیستم های باز و بسته :   ۴۹
سیستم های مجتمع و غیر مجتمع :   ۵۰
مدارهای هیدرولیکی :   ۵۲
کانالهای:ABS   ۵۳
سیستم های یک کاناله :   ۵۳
سیستم های سه کاناله :   ۵۴
فصل پنجم   ۵۵
اجزای سیستمS AB   ۵۵
الف ) واحد کنترل الکترونیکی (ECU )   ۵۵
پمپ:   ۵۶
سیلندر اصلی :   ۵۶
سلونوئیدها:   ۵۷
انبارهای آکومولاتورها:   ۵۸
نیروهای دینامیکی در هنگام ترمزگیری   ۵۹
مدار کنترل سیستم ABS   ۶۰
سیستم کنترلی   ۶۱
متغیرهای کنترلی   ۶۳
متغیرهای کنترلی چرخ غیر متحرک   ۶۴
متغیرهای کنترلی در چرخ های متحرک   ۶۶
سیکل های کنترلی   ۶۷
کنترل مدار بسته ترمزگیری در سطوح لغزنده (ضریب نیروی ترمزی پایین)   ۷۰
فصل ششم   ۷۳
سیستمهای  پایداری در خودروهای پیشرفته الکترونیکی   ۷۳
عملگر سیستم BAS   ۷۶
عملکرد سیستم : ESP   ۷۸
کنترل مدار بسته ترمزگیری در شرایط انحراف از مسیر   ۸۰
GMA1   ۸۲
GMA2   ۸۲
فصل هفتم   ۸۴
روغن های ترمز   ۸۴
نیازمندیها   ۸۴
نقطه تعادل جوش   ۸۴
نقطه جوش مرطوب   ۸۵
ویسکوزیته روغن   ۸۵
قابلیت تراکم پذیری   ۸۶
خاصیت ضد خوردگی   ۸۶
تورم قطعات پلاستیکی   ۸۶
ترکیب شیمیایی   ۸۶
فصل هشتم   ۸۷
کیسه هوا(AIR  BAG)   ۸۷
مقدمه   ۸۷
کیسه های هوایی جانبی   ۸۷
کاربرد همزمان کیسه هوایی و کمربندایمنی:   ۸۸
آمارسازمان ملی ایمنی ترافیک:   ۹۰
مواردی که کیسه هوایی فعال نمیشود:   ۹۳
فعال شدن کیسه هوایی   ۹۵
انواع سنسورهای کیسه هوایی   ۹۶
سنسور کف:   ۹۷
سنسور ایمنی   ۹۷
سنسور غلتشی   ۹۸
تحلیل گر سیستم کنترلی مورد استفاده در سیستم کیسه هوایی:   ۹۸
عملگرمورد استفاده درسیستم کیسه هوایی:   ۹۹

مقدمه:

همگی می دانیم که فشردن پدال ترمز ماشین، سرعت را می کاهد.اما چگونه؟چگونه ماشین نیروی پای شما را به چرخ ها منتقل میکند؟چگونه نیروی شما را چند برابر       می کند تا برای متوقف کردن جسمی به بزرگی یک ماشین کافی باشد؟

طرحی کلی از سیستم ترمز

وقتی شما پدال ترمز را       می فشارید،ماشین نیروی پای شما را از طریق یک سیال به ترمز ها منتقل میکند.زیرا ترمزهای واقعی نیرویی خیلی بیشتر از نیرویی که شما توسط پایتان وارد می کنید نیاز دارد.ماشین باید نیروی پای شما را چند برابر کند.این کار از طریق ٢ روش انجام میشود

١-مزیت مکانیکی(اهرمها)

٢-افزایش هیدرولیکی نیرو

ترمزها نیرو را از طریق اصطکاک به چرخ ها منتقل می کنند و چرخ ها نیز این نیرو را توسط اصطکاک به جاده می دهند.

قبل از اینکه بحث را بشکافیم،اجازه دهید این ٣ قانون را یاد بگیریم:

 ● دستگاه اهرمی

 ●  دستگاه هیدرولیکی

 ● دستگاه اصطکاکی

دستگاه اهرمی

 پدال به نحوی طراحی شده که میتواند نیروی پای شما را قبل از اینکه هرگونه نیرویی به روغن ترمز وارد شود چند برابر کند.

افزایش نیرو

 در شکل بالا،نیروی F به سمت چپ اهرم وارد شده است.سمت چپ اهرم (۲X) دو برابر سمت راست(X) است.در نتیجه در سمت راست اهرم،نیروی ۲F ظاهر میشود،ولی در نصف جابجایی (Y) نسبت به سمت چپ(۲Y).تغییر نسبت سمت چپ و راست اهرم تعیین کننده نسبت نیروی دو طرف است.

سیستم هیدرولیکی

ایده اساسی ساده ای در پشت هر سیستم هیدرولیکی نهفته است: نیروی وارد به هرنقطه از سیال تراکم ناپذیر،که عموماً یک نوع روغن می باشد،به همان اندازه به مابقی نقاط منتقل می شود.بیشتر سیستم های ترمز از این طریق نیرو را چند برابر می کنند.در اینجا شما ساده ترین سیستم هیدرولیکی را مشاهده می کنید.

یک سیستم ساده ی هیدرولیکی

در شکل بالا،دو پیستون(به رنگ قرمز)در دو استوانه شیشه ای,پر شده از روغن,گنجانده شده اند و از طریق یک لوله پر از روغن به یک دیگر متصل اند.اگر شما یک نیروی رو به پایین به یک پیستون وارد کنید(مثلاً سمت چپی در شکل)نیرو از طریق لوله روغن به پیستون بعدی منتقل می شود.از آن جایی که روغن تراکم ناپذیر است،کارایی بسیار بالاست.تقریباً تمامی نیروی اعمال شده در پیستون دوم تولید می شود.نکته مهم در مورد سیستم هیدرولیکی اینست که لوله متصل کننده دو پیستون به هر شکل و طولی می تواند باشد،به طوری که امکان هر گونه تغییر شکل را در مسیر انتقال نیرو میسرمی کند.این لوله همچنین می تواند چند شاخه شود،در نتیجه یک پیستون مادر می تواند بیش از یک شاخه،در صورت نیاز داشته باشد،همان طور که در شکل نشان داده شده است.

  یک نکته شسته رفته دیگر در مورد سیستم هیدرولیک اینکه می تواند نیرو را چند برابر کند،(یا تقسیم کند)اگر شما “چگونه قرقره و جعبه دنده کار می کنند؟” یا “نسبت دنده چگونه کار می کند؟” را خوانده باشید،حتماً می دانید که مبادله نیرو و جابه جایی در سیستم های مکانیکی بسیار مرسوم است.در یک سیستم هیدرولیکی ،کافیست سایز یک پیستون را نسبت به دیگری متفاوت انتخاب کنیم،مطابق شکل:

افزایش هیدرولیکی نیرو

برای تعیین ضریب افزایش در شکل بالا،با توجه به اندازه پیستون ها کار را شروع می کنیم،فرض کنید که قطر پیستون درسمت چپ ٢ اینچ,در سمت راست ۶ اینچ باشد.مساحت هر پیستون از رابطه πr² دست می آید.پس مساحت پیستون سمت چپ ۳/۱۴  و سمت راست ۲۸/۲۶ است.پیستون سمت راست ۹ برابر پیستون سمت چپ است،این بدان معناست که نیرویی معادل ۹ برابر نیروی اعمال شده به پیستون سمت چپ،در پیستون سمت راست تولید می شود.پس اگر یک نیروی ۱۰۰ پوندی به پیستون چپ وارد کنیم،نیروی معادل ۹۰۰ پوند در سمت راست تولید می شود.تنها نکته این ست که شما باید پیستون سمت چپ را ۹ اینچ پایین ببرید تا پیستون سمت راست ۱ اینچ بالا بیاید.

 اصطکاک

 اصطکاک،میزان سختی حرکت دادن یک جسم بر روی جسم دیگر است.نگاهی به شکل زیر بیندازید.

١-هر دو جسم از یک جنسند،ولی یکی سنگین تر است.فکر می کنم که همه ما می دانیم که کدام یک سخت تر جابجا می شود.

نیروی اصطکاک در برابر وزن

برای درک دلیل این موضوع،اجازه دهید یک نگاهی از نزدیک به یکی از بلوک ها بندازیم

اصطکاک در ابعاد میکروسکوپی

با وجود اینکه بلوک ها با چشم غیر مسلح صاف به نظر می آیند ,در واقع در سطح میکروسکوپیک ناهموارند.وقتی شما یک بلوک را روی یک میز قرار می دهید،فرو رفتگی ها و بر آمدگی های کوچک در یک دیگر فرو می روند،و بعضی در واقع به هم جوش می خورند.وزن بلوک سنگین تر باعث میشود که این پستی بلندی ها بیشتر در یکدیگر فرو بروند،در نتیجه سخت تر روی هم بلغزند.اجسام مختلف ساختار های میکروسکپیک مختلفی دارند.مثلا ًپاک کن روی پاک کن سخت تر جابجا می شود تا استیل روی استیل.جنس ماده تعیین کننده ضریب اصطکاک،نسبت نیروی لازم برای جابجایی جسم به وزن بلوک،است.یعنی اگر ضریب اصطکاک در آزمایش ما  یک باشد١٠٠پوند برای جابجایی بلوک١٠٠پوندی لازم است یا ۴٠٠ پوند نیرو برای جابجایی بلوک ۴٠٠ پوندی لازم است.ولی اگر ضریب اصطکاک ١/٠ باشد،در نتیجه ١٠پوند نیرو برای جابجایی بلوک ١٠٠پوندی لازم است.پس نیروی لازم برای جابجایی جسم با وزن آن متناسب است.این مفاهیم در مباحث کلاچها و ترمزها ،محلی که یک  صفحه به یک دیسک دوار فشرده میشود کاربرد دارد.هر چه نیروی فشار دهنده صفحه بزرگتر باشد،نیروی متوقف کننده بیشتر است.قبل از اینکه به بحث اصلی ترمز ماشین وارد شویم،اجازه دهید نگاهی به سیستم ساده زیر بیندازیم.

یک ترمز ساده

مشاهده می کنید که فاصله پدال تا محور دوران ۴  برابر فاصله سیلندر تا محور است,پس نیروی پدال با ضریب ۴ به سیلندر متنقل میشود.همچنین مشاهده می کنید که قطر سیلندر ترمز٣ برابر قطر سیلندر پدال است که باعث می شود که نیرو در ۹ ضرب شود.در مجموع ،این سیستم نیرو را ٣۶برابر می کند.اگر شما نیروی ١٠ پوند را به پدال وارد کنید ٣۶٠پوند در فشردن دیسک ترمز وارد می شود.تعدادی مشکل در مورد این سیستم وجود دارد.اگر یک سوراخ وجود داشته باشد،چه اتفاقی می افتد؟اگر یک سوراخ کوچک باشد چه؟در واقع مایع کافی برای پر کردن سیلندر ترمز وجود ندارد،و ترمز ها کار نمی کنند.اگر یک سوراخ بزرگ باشد،برای اولین باری که ترمز را می فشارید،تمامی مایع به بیرون نفوذ خواهد کرد و ترمز به کلی خراب می شود.سیلندر مادر در ماشین های مدرن به گونه ای طراحی شده اند که با این مشکل مقابله کنند

فصل دوم

سیستم های ترمز

سیستم های ترمز خودروهای سواری بر مبنای شرایط ذیل دسته بندی می شوند :

از نظر طراحی و ساخت
از نظر اصول عملکردی

اصول طراحی

شرایط عملکردی تجهیزات سیستم های ترمز خودروها ، مطابق با استانداردهای تدوین شده ، به سه سیستم دسته بندی می گردند :

سیستم های ترمز معمولی یا پایی (BBA)
سیستم ترمز ثانویه (HBA)
سیستم ترمز دستی (FBA)

سیستم ترمز معمولی :

این سیستم به جهت کاهش سرعت خودرو ، ثابت نگه داشتن آن در یک سطح و توقف خودرو بکار می رود.

سیستم ترمز ثانویه:

در صورت عدم عملکرد سیستم های ترمز معمولی ، سیستم های ترمز ثانویه بایستی عملکرد سیستم را بعهده گرفته و همچنین قادر به ایجاد نیروی ترمزی مطلوب و فقط به جهت کاهش سرعت را داشته باشد . سیستم ترمز ثانویه لزوماً دارای سیستم سومی در مکانیزم خود نمی باشد ( به عنوان سیستم مکمل ترمز معمولی ، یا ترمز دستی نمی باشد ) . این سیستم ممکن است دارای یک مدار در یک طراحی از سیستم ترمز با مدار دوگانه و یا در مدار سیستم ترمز دستی با یک واکنش جزئی باشد .

سیستم ترمز دستی

سیستم ترمز دستی به جهت نگهداری خودرو در حالت توقف و پایداری آن بکار می رود . ترمزهای عقب و در برخی خودروها (مانند xantia) ترمزهای جلو را به کار می اندازد . به جهت اعمال موارد ایمنی و حفاظتی ، این سیستم دارای مکانیزم های مکملی بین مکانیزم کنترل و ترمز چرخ می باشد . ترمز دستی توسط اهرم کنترل مخصوصی در داخل اتاق خودرو و در برخی از موارد خاص توسط پدال پایی فعال می شود . ترمز دستی فقط بر روی چرخ ها و تنها در یک اکسل مجزا عمل می کند .

اصول عملکرد سیستم

بسته به نحوه استفاده از سیستم ترمز بطور کامل ، جزئی و یا انرژی ، ماهیچه های پا ، این سیستم به گروه های زیر دسته بندی می گردد :

سیستم های ترمز پایی
سیستم های ترمز تقویتی
سیستم های ترمز تقویتی بوستری

سیستم های ترمز پایی

این نوع سیستم ترمز در داخل اتاق خودرو تعبیه شده و بر روی چرخ ها عمل می کند .

نیروی اعمالی توسط پای راننده ، توسط رابط های مکانیکی و یا کابل اتصال به سیستم ترمز اعمال شده و یا از طریق رله سیستم فشار هیدرولیکی (سیلندر اصلی ترمز ، سیلندرهای چرخ ) سیستم ترمز را فعال می کند .

سیستم ترمز تقویتی بوستری

این نوع سیستم ترمز در خودروهای سواری و نیز خودروهای باربری سبک بکار می رود . سیستم شامل بوستر ترمز سرو بوده که نیروی اعمالی توسط پای راننده را از طریق انرژی ایجاد شده توسط وکیوم یا فشار هیدرولیکی تقویت می کند .

مدار هیدرولیکی ، این نیروی تقویت شده را به سیلندرهای چرخ ها منتقل می کند .           (شکل ۱)

سیستم ترمز تقویتی

عمده کاربرد این سیستم ترمز در خودروهای سنگین و کامیون می باشد ، ولی در برخی از خودروهای سواری بزرگ که دارای سیستم ترمز (ABS ) می باشند بکار برده شده است . این نوع سیستم ترمز بدون استفاده از نیروی پای راننده انجام می گیرد .

در این سیستم ها از انرژی هیدرولیکی ( بر مبنای فشار هیدرواستاتیکی ) و دستگاه های انتقال نیروی هیدرولیکی استفاده می شود که روغن هیدرولیک در مخزن مربوطه ( انبار هیدرولیکی ) نگهداری شده و شامل گاز فشرده ( غالباً نیتروژن ) می باشد .

جهت جدا نگهداشتن گاز از مایع ( روغن ترمز ) از یک دیافراگم قابل انعطاف و یا در برخی موارد از یک پیستون با عایق لاستیکی استفاده می شود . فشار هیدرواستاتیکی که بصورت ثابت نسبت به فشار گاز قرار دارد ، توسط یک پمپ هیدرولیکی بوجود می آید . توسط یک رگلاتور فشار ، هرگاه که فشار به بالاترین مقدار خود می رسد ، عملکرد پمپ متوقف می شود .

یکی از مزایای روغن هیدرولیک ، ثابت ماندن حجم آن بدون تاثیرات افزایش یا کاهش فشار می باشد . این مزیت باعث می شود که با بکار بردن مقدار کمی از روغن هیدرولیک ، حجم زیادی از فشار هیدرولیکی را جا بجا کرد . ( از این مزیت در عملکرد سیلندر اصلی ترمز استفاده می شود ) .

نصب سیستم ترمز ABS در این نوع سیستم ترمز بدون اضافه کردن قطعات پیچیده نیز امکان پذیر می باشد بطوریکه مرحله کاهش فشار در سیلندرهای چرخ همراه با تخلیه روغن هیدرولیک به سمت انباره هیدرولیکی می باشد .

یکی از نقاط قوت  این نوع طراحی این است که هر گونه نشتی در سیستم توام با کاهش فشار سیال (روغن ) هیدرولیکی می باشد که در نهایت منجر به تخلیه کامل انرژی سیستم می باشد .

ساختمان مدار ترمز

مقررات و استانداردهای ایمنی ، استفاده از سیستم های ترمز دوگانه (دوبل ) را اجباری ساخته است . این استاندارد که دارای ۵ آپشن مختلف می باشد در سری استانداردهایDIN74000 که دارای دو نسخه (IIوX) می باشد ، مشخص گردیده است .

جهت اجرای این استانداردها که استفاده از ترمز ثانویه را بصورت اجباری مطرح کرده است ، خودروهای سنگین مجهز به سیستم ترمز مورب ( قطری نوع X ) می باشد . در این طرح از سیستم ترمز ، هر مدار ترمز یکی از چرخ های جلو و یکی از چرخ های عقب در طرف مقابل را کنترل می کند ( نوع II ) . در خودروهای عقب سنگین و خودروهای نیمه سنگین و باری سبک مناسب می باشد .

استفاده از سایر سیستم ها ( HH.LL,HI ) به جهت عدم تامین کامل موارد ایمنی منسوخ شده است . در مجموع می توان گفت که استفاده از دو نوع ساختاربندی مدارهای ترمز ( نوع II و X ) در اکثر خودروها متداول می باشد .

طراحی سیستم ترمز

سیستم ترمز با توجه به نیازمندیهای خودرو و ضروریات ذاتی خود سیستم طراحی می شود . در صورت در نظر گرفتن مشخصات خودرو ، مرکز ثقل خودرو و تقسیم بندی نیروی ترمزی ما بین اکسل جلو عقب و مشخص کننده مقدار نیروی ترمزی اعمالی قبل از قفل شدن چرخ ها  با توجه به مقدار چسبندگی لاستیک و سطح جاده می باشد .

طراحی سیستم ترمز با توجه به ابعاد ترمزهای چرخ و دستگاههای کنترل آن انجام می گیرد . مهمترین عواملی که در طراحی سیستم ترمز نقش دارند عبارتند از : گشتاور ترمزی موتور و هم چنین نوع سیستم ترمز (دیسکی ، کاسه ای ) ، دوام (مقاومت در برابر سایش و بار وارده بر خودرو ) و فضای مورد نیاز جهت نصب سیستم .

ساختار مکانیکی ترمزگیری

استانداردهای مخصوصی ، ساختاربندی مکانیکی سیستم ترمزگیری را در فاصله ما بین        آغاز فعالیت کنترلی ترمز و پایان عمل ترمزگیری مشخص می کند . (شکل ۲ )

شروع پروسه ترمزگیری

نقطه ای که در آن نیروی ترمزی بر مکانیزم کنترل در …. اعمال شده و تاثیر می گذارد .

زمان پاسخ دهی اولیه سیستم

این زمان برابر است با …….. که برابر اختلاف مدت زمانی است که نیرو شروع به تاثیرگذاری بر مکانیزم کنترلی کرده و مدت زمانی که نیروی ترمزی فعال شده ، اعمال می شود .

زمان اعمال فشار ترمزی

این زمان برابر است با …. که برابر اختلاف مدت زمان اولیه نیروی ترمزی و حصول فشار مورد نیاز ترمزگیری می باشد .

مدت زمان کلی ترمزگیری

برابر اختلاف مدت زمانی (…..) است که نیرو شروع به تاثیرگذاری بر مکانیزم کنترل ، کرده و زمانی که نیروی ترمزی قطع می شود . اگر خودرو قبل از قطع نیروی ترمزی متوقف گردد ، در این صورت مدت زمان کل ترمزگیری به نقطه ای که در آن خودرو متوقف می گردد ، اطلاق می شود .

زمان فعال بودن پروسه ترمزگیری

برابر اختلاف مدت زمانی (….) یعنی اعمال نیروی موثر ترمزی و قطع کامل آن می باشد . اگر خودرو قبل از قطع نیروی ترمزی متوقف گردد ، در این صورت مدت زمان کل ترمزگیری به نقطه ای که در آن خودرو متوقف می گردد ، اطلاق می گردد .

مفاهیم پایه

تمامی اجسام بدون حرکت ، تمایل به ساکن ماندن دارند و تمامی اجسام محرک ، تمایل به حفظ موقعیت حرکتی و سرعتی خود دارند .

جهت غلبه بر موقعیت یک ذره ( یا جسم ) بایستی یا نیرو تولید شده و یا اعمال گردد ، به عنوان مثال می توان از اعمال نیروی ترمزی بر خودرویی که در حال چرخش بر روی یک  سطح یخ زده می باشد ، نام برد که در این حالت خودرو به حرکت و لغزش خود در امتداد لغزش ادامه داده و هیچ گونه واکنشی نسبت به اعمال تغییر جهت نشان نمی دهد .

نیروهای ذیل بر حرکت خودرو در سطح زمین تاثیر می گذارند :

نیروی جاذبه زمین
نیروی آیرودینامیکی ( زاویه Drag )
اصطکاک لاستیک ( مقاومت چرخشی )

اصطکاک لاستیک

اصطکاک لاستیک برابر مقاومت آستانه ای شروع حرکت و تغییرات جهتی آن می باشد .

اصطکاک لاستیک شامل اجزا مستقل ذیل می باشد . ( شکل ۳)

  نیروی محیطی (Fu) مشتق از نیروی محرک حرکتی
نیروی جانبی ( Fs) مشتق از سیستم فرمان و نیری چرخشی
نیروی نرمال ( Fn) که بواسطه وزن خودرو حاصل می شود .

نیروی محیطی چرخ

نیروی محیطی ( Fu) بر سطح تماس زمین با لاستیک تاثیر می گذارد . این نیرو امکان

اعمال شتابدهی و ترمزگیری را به جهت شتابگیری و توقف خودرو امکان پذیر           می سازد .

نیروی نرمال

نیروی نرمال ( F_n ) برابر نیروی حاصل از وزن و بار خودرو می باشد . عکس العمل نیروی وزن خودرو در جهت عمودی بر سطح زمین می باشد . امتداد این نیرو به موارد ذیل بستگی دارد :

شرایط سطح جاده
شرایط لاستیک های خودرو
شرایط آب و هوایی

نیروی وارد بر سطح جاده به  نیروی اصطکاکی مابین لاستیک و سطح جاده ( زمین ) بستگی دارد . سیستم های ترمز ABS و TCS  از این نیرو اصطکاکی به جهت استفاده موثر و بهینه از اصطکاک با سطح جاده استفاده می کنند .

نیروهای اصطکاکی

نیروی حاصل از اصطکاک (F_R ) مطابق رابطه زیر و متناسب با نیروی نرمال (F_n )      می باشد :

 برابر ضریب نیروی ترمزی ( یا ضریب اصطکاک یا چسبندگی موثر) می باشد . این ضریب خصوصیات  و مشخصات ترکیب جنس های مختلف و متفاوت سطح جاده – لاستیک را به همراه تاثیرات خاص هر کدام بین  می کند . ضریب نیروی ترمزی به عنوان مرجعی از نیروی حاصل از ترمزگیری که در طی عمل ترمزگیری اعمال می گردد ، بکار می رود .

بیشترین تعداد ضریب نیروی اصطکاکی در لاستیک خودروهای سواری در سطوح جاده ای خشک و تمیز و کمترین مقدار آن در سطوح یخ زده حاصل می گردد . سایر مقادیر مابین این دو وضعیت برای ضریب نیروی اصطکاکی در سطوح مرطوب و کثیف بدست می آید که به هر حال ضریب اصطکاک را کاهش خواهد داد .

مثال:

شرایط سطح جاده                                                 ضریب نیروی ترمزی

        خشک                                                                ۰٫۸…………۱

       مرطوب                                                                  ۰٫۲…..…۰٫۶۵

        یخ زده                                                                    ۰٫۰۵………۰٫۱

فاکتور سرعت همیشه به عنوان مهمترین عامل در ضریب نیروی ترمزی می باشد ولی نمی توان این مورد را در سطوح مرطوب نیز عنوان نمود . فعال شدن سیستم ترمز در سرعت های بالا و در سطوح جاده ای مناسب و ایده آل منجر به قفل شدن چرخ ها خواهد شد .

این عمل هنگامی رخ می دهد که ضریب نیروی ترمزی بسیار کمتر از مقداری باشد که چسبندگی چرخ های خودرو را به سطح جاده تامین می نماید .

هنگامی که یکی از چرخ های خودرو قفل می شود ، توانایی انتقال نیروهای جانبی کاهش یافته و خودرو قادر به واکنش دهی به ورودی سیستم فرمان نخواهد بود .

بیانگر رابطه مابین ضریب نیروی ترمزی در چرخ قفل شده در سرعت های مختلف بر روی سطوح مرطوب می باشد . فرآیند اصطکاک به  دو زیر گروه طبقه بندی     می گردند :

اصطکاکی استاتیکی و لغزشی

در اجسام صلب ( یکپارچه ) نیروی اصطکاکی استاتیکی بیشتر از اصطکاک لغزشی می باشد .

و به همین دلیل یک لاستیک در حال چرخش و حرکت ، ضریب اصطکاکی بیشتری را در مقایسه با حالتی که چرخ قفل شده است ، تولید خواهد کرد . در همان زمان ، پروسه های لغزش در لاستیکی که در حال چرخش نرمال خود می باشد ، رخ خواهد داد . این موقعیت ( لغزش ) لاستیک نامیده می شود .

لغزش

حرکت چرخ که در واکنش به نیروهای شتاب دهنده یا ترمزگیر رخ می دهد به همراه مراحل پیچیده فیزیکی در قسمت مماسی و اصطکاکی لاستیک می باشد .

عناصر لاستیکی تمایل به تغییر شکل . کشش داشته و مقدار کمی لغزش پایین تر از حد آستانه قفل شدن چرخ رخ خواهد داد .

 فاکتور لغزش (..) بیانگر تناسب لغزش در مرحله چرخش لاستیک می باشد :

 V_F بیانگر سرعت خودرو و Vu برابر شتاب محیطی لاستیک می باشد (شکل ۵)

 همانگونه که در معادله بالا نشان داده شده است ، لغزش ترمزی هنگامی روی می دهد که کاهش سرعت چرخ کمتر از حالتی است که بطور نرمال در شتاب خودرو وجود دارد .

این تنها در حالتی است که نیروهای ترمزی تولید می شوند ( موقعیت آنالوگی در طی شتاب گیری بوجود

خواهد آمد ) . ضریب اصطکاک به عنوان عملگری از لغزش ترمزی بکار برده می شود که

مطابق شرایط سطح جاده تغییر می کند .

هنگامی که سیستم ترمز در شرایط عملکرد خطی بکار برده می شود ، هیچگونه نیروهای جانبی بوجود نخواهد آمد و تمامی پتانسیل تماسی ما بین لاستیک و سطح جاده برای ترمزگیری مهیا خواهد بود .

از نقطه آغاز این لغزش ترمزی ( نقطه صفر ) ، ضریب نیروی ترمزی  بطور کاملاً سریع در محدوده مابین ۱۰% الی ۴۰% قبل از کاهش مجدد ، افزایش پیدا خواهد کرد . ( الگوی دقیق مطابق با شرایط لاستیک و سطح جاده مشخص می گردد ) .

قسمتی از منحنی که افزایش قابل ملاحظه ای که در آن مشاهده می گردد ، محدوده ثابت ( محدوده جزئی ترمزگیری ) و قسمتی که کاهش در آن مشاهده می گردد ، محدوده متغیر نامیده می شود ( شکل ۶ ) .

 در طی ترمزگیری خطی ، سیستم ترمز ABS از وارد شدن خودرو به محدوده متغیر منحنی جلوگیری می کند . جهت اطمینان از ثابت ماندن خودرو در مسیر عادی خود در طی مرحله چرخش خودرو ، نیروهای جانبی بایستی در لاستیک تولید شده و از خارج شدن خودرو از مرکز ثقل خود جلوگیری بعمل آورد . جهت تولید این نیروهای جانی بایستی مقداری تغییر شکل جانبی در لاستیک ها بوجود آید . در این حالت ، سرعت مرکز ثقل چرخ ها توسط زاویه لغزش از خط مرکزی ( M ) منحرف می شود شکل ۷ .

فصل سوم

اجزاء سیستم ترمز

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .