تبلیغات
وبلاگ حرفه و فن مدرسه شاهد حکیم - سیستم ترمز
تاریخ : چهارشنبه 10 فروردین 1390 | 10:03 ب.ظ | نویسنده : sadegh dashti
بررسی سیستم ترمز 

از سال ورود این تكنولوژی به بازار در اوایل دهه هشتاد تا كنون مورد تشویق و تحسین و تایید بسیاری از افراد به خصوص رانندگانی كه اقدام به توقف ناگهانی اتومبیل خود در یك مسیر مستقیم و بر روی یك سطح خشك كرده‌اند واقع شده است . از طرف دیگر كارایی این سیستم در مسیرهایی كه دارای سطوح نامتجانس بوده از نظر فنی به بهترین شكل نشان داده شده است.

بقیه را در ادامه ی مطلب مشاهده کنید......

                                                        با تشکر از بهادر براتی فر



زمینه فكری كه در مورد این تكنولوژی در صنعت اتومبیل وجود دارد این است كه ‌
Abs در مواقع توقف‌های اضطراری مانع قفل شدن چرخ‌ها می‌شود امتیازات چنین رویدادی را باید در دو بعد مورد بررسی قرار داد اول چرخی كه قفل نشده باشد كنترل فرمان بهتری را به دنبال دارد (چرخ قفل شده تقریباً هیچ كنترلی را سبب نمی‌شود) دوم چرخی كه نزدیك مرحله قفل شدن باشد به مراتب نسبت به چرخ قفل شده دارای طول مسیر توقف كوتاهتری است . عملكرد سیستم در ترمز یك اتومبیل در یك خط مستقیم مربوط به همین امتیاز دوم است . بنابراین به طور اختصار به شرح آن می‌پردازیم.
چرخ های قفل نشده كنترل فرمان بهتری را به وجود می‌آورد و این می‌تواند ابزاری برای راننده جهت پرهیز از خطرات احتمالی باشد . یك چرخ قفل شده بدین معنا و مفهوم است كه شما و فرمان اتومبیل شما نمی‌تواند دخل و تصرفی در جهت حركت اتومبیل داشته باشد . اگر بخواهیم خیلی خلاصه به این مطلب
بپردازیم ، باید بگوییم كه
Abs به وسیله یك سری حساس شونده‌ها وضعیت دوران چرخ ها را تحت نظر داشته و به محض دریافت علایمی دال بر قفل شدن چرخ‌ها بلافاصله یك سیستم هیدرولیكی را فعال كرده تا مانع قفل شدن چرخ ها شود.
این مكانیزم قدری پیچیده‌تر از موردی است كه ذكر شد معمولاً چرخ‌های جلو دارای سیستم كنترل كننده جداگانه می‌باشد و به طور تك تك تحت كنترل قرار می‌گیرد ولی چرخ های عقب به صورت جفت كنترل می‌شود ، و استراتژی آنها در مواجهه با سطوح عادی و لغزنده متفاوت است . علاوه بر اینها سیستم نه تنها قفل شدن چرخ‌ها را تحت كنترل داشته بلكه سرعت دوران آنها را نیز تحت كنترل دارد . كنترل كننده برای نیل به این هدف از یك سیستم چند شاخه بسیار پیچیده كامپیوتری بهره‌گیری می‌كند ، و به طوری فرموله شده كه مدل‌های مختلف قفل شدن چرخ‌ها را می‌تواند محاسبه نماید.

 

تاریخچه ترمز و چگونگی عملکرد آن


در سال 1885 کارل بنز برای نخستین بار از لنت های چوبی و دیسک ها و تسمه هایی برای توقف اتومبیل خود استفاده کرد. کارل بنز این ایده را دقیقا از روی قطارها کپی کرده بود،چند سال بعد ترمزهای دایملر که برای مهار خودرو از کابل فولادی بهره میجست استفاده شد،این سیستم به این روش عمل میکرد که کابل فولادی به دور یک صفحه فلزی در قسمت درونی پیچیده شده بود و در زمانی که این کابل کشیده میشد پس از مدتی وسیله نقلیه متوقف میشد. در سال 1895 فردریک لانکستر انگلیسی،نوعی ترمز کلاچ مانند را برای متوقف کردن اتومبیل به کاربرد ساختار این ترمز به این شکل بود که یک کلاچ مخروطی شکل که دارای یک صفحه سایشی در عقب بود،وظیفه برقراری ارتباط بین موتوروگیربکس را برعهده داشت، ذر زمانی که این کلاچ به طرف عقب کشیده میشد ارتباط موتور و جعبه دنده با هم قطع می شد و هنگامی که بیشتر به سمت عقب کشیده میشد از طریق صفحه سایشی خود با دیسک، اتومبیل را به حالت ایست کامل در می آورد و میتوان گفت که ترمزگیری درآن خودروها از طریق دستگاه انتقال قدرت صورت می گرفت و این شروعی برای ترمز های دیسکی بود.به کارگیری سیستمهای انتقال قدرت ترمز به شیوه هیدرولیکی ابتدا در دوچرخه ها کاربرد داشت ولی درسال 1897، دونفربه نامهای Bayley,Briggنخستین سیستم هیدرولیکی را برای وسیله نقلیه چهار چرخ ساخته و مورد بهره برداری قرار دادند،در این سیستم فعالیت ترمزها با استفاده از نیروی فنر وعقب نشینی آنها به طریق هیدرولیک انجام میگرفت، در سال 1897 هربرت فورد فعالیت های خود را بیشتر بر روی مواد تشکیل دهنده آن چیزی که ما امروزآن را لنتهای ترمز مینامیم قرار داد. هربرت فورد در سال 1908 نخستین نمونه ای از لنت ترمزهای مقاوم که از"ازبست"ساخته شده بود آماده فروش به خریداران کرد. این گونه لنت ها تا سال 1921 مورد بهینه سازی قرار گرفتند و در این سال با استفاده از فناوری ریخته گری قیمتی ارزان تر از گذشته داشتند؛ شاید ساخت لنت های ترمز از"ازبست" یک تحولی در آن سالها به حساب می آمد؛ چرا که تا پیش از این تنها از فلز در مقابل فلز استفاده می شد.

ترمزهای دیسکی الکترومغناطیسی

تاریخ تولید ترمزهای دیسکی به سال 1896 بر میگردد. دراین سال شرکتی با ساخت دیسک های الکترو مغناطیسی مجهز به یک صفحه فرسایش نخستین گام را در این جهت برداشت طرز کار این سیستم به این ترتیب بود که لنت های ترمز با نیروی الکترومغناطیسی به طرف صفحه یا دیسک گردان فشرده و فشار لازم را برای توقف اتومبیل به دیسک ترمز وارد میکرد. دو سال بعد،این سیستم توسط مخترع" ژیروسکوپ"مورد بهینه سازی قرار گرفت ، در این سیستم لنت های صد در صد آهن ربایی برای متوقف کردن خودرو، به طور مستقیم با دیسک ترمز تماس پیدا میکردند. بهینه سازی ترمزهای دیسکی تقریبا در همان جا متوقف شد. تا شروع صده جدید همچنان سیستم ترمزهای تسمه ای بیرونی مورد استفاده خودروسازان قرار میگرفت.
طرز کار این سیستم که در مدل های نخستین
Amedeebolle مورد مصرف قرار گرفت، به این ترتیب بود که هنگام ترمز گیری یک تسمه فلزی که به دور یک غلتک پیچیده شده، کشیده میشد وغلتک یا چرخ را به حال توقف وا میداشت و به این دلیل که این تسمه ها از هر دو طرف کشیده می شد،مشکل توقف و پس زدن اتومبیل در سر بالایی ها را نیز به دنبال نداشت.

ترمز کاسه ای

در سال 1901"می باخ" موفق به ساخت نوعی ترمز کاسه ای مجهز به لنت های داخلی شد، این ترمزها در سال 1903 بر روی مرسدس هایی که دارای 40 اسب بخار قدرت بودند نصب شد در همین سال کمپانی مرسدس نصب ترمز بر روی چرخ های جلو را نیز به عنوان آپشنال به خریداران خود ارائه کرد.
ساخت ترمزهای کاسه ای به شیوه متداول امروزی به سال 1902 بر میگردد. چرا که در این سال لوییز رنو موفق به ساخت سیستم ترمز کاسه ای تقریبا به شیوه امروزی آن شد. در این روش استفاده از این دو لنت نیم دایره ای و یک کاسه ترمز متداول بود؛ لنت ها به کاسه فشرده میشد و خودرو ترمز میکرد. درحدود سال 1920 کم کم نصب ترمز بر روی چرخ جلو رواج یافت تا چند سال پس از آن،اتومبیل هایی که دارای سیستم ترمز بر روی هر چهار چرخ بودند برای هشدار به خودروهای پشت سری که در عقب حرکت میکردند،یک مثلث قرمز رنگ را در پشت خودروی خود قرار می دادند .این به آن معنی بود که چون خودرودارای سیستم ترمز قوی تری شده بود خودروهای پشتی، باید فاصله خود را با آن حفظ کنند.

یکی از مشکلات بزرگ در سیستم ترمز قدیمی بلوکه کردن یا قفل کردن چرخ عقب بود ولی کمپانی رولزرویس با کمک سیستم تقویت کننده مکانیکی موفق به ساخت بهترین و فعالترین سیستم ترمز کاسه ای روز شد؛ و ازمشکلات این سیستم این بود که همواره یکی از لنت ها به صورت فعال ترمزگیری میکرد و لنت دیگر همیشه آزاد و شل بود، در همین زمان دو مهندس موفق به ساخت سیستمی شدند که در آن پس از ترمز گیری، لنت فعال کمی در کاسه چرخ به چرخش در می آمد و با وارد کردن فشار به لنت آزاد این نیم دایره ای را نیز وادار به فعالیت و ترمز گیری میکرد.

ترمز های هیدرولیکی

سیستمهای ترمز هر چه کاملتر می شدند؛ راه دور و درازتری در پیش روداشتند.
فکر ساختن ترمزهای هیدرولیکی با فشارروغن نیزعده ای را به فکر واداشت. درسال 1908"ویت" سیستم ترمزی را طراحی و ساخته بود که تقریبا مشابه ترمزهای امروزی با استفاده ازنیروی فشار روغن وکارگیری سیلندر و پیستون؛ عمل ترمزگیری را انجام میداد. در سال 1922 کمپانی استرالیایی واکسهال نمونه ای از ترمز را که با فشار هوا کار میکرد؛ بر روی یکی ازاتومبیل های آزمایشی خود امتحان کرد ولی این نوع ترمزها برای اتومبیلهای کوچک چندان مورد توجه قرار نگرفت و بعدها بیشتر برای کامیون ها و کلا خودروهای سنگین مورد استفاده قرار گرفت. بسیاری از کمپانی ها از جمله ولکس واگن(فا.و) همچنان تا دهه 50 از ترمزهای مکانیکی برای متوقف کردن خودروها استفاده میکردند و بعضی دیگر نظیر روور و رولزرویس از ترمزهیدرومکانیکی برای چرخ های جلو و به کارگیری سیستم مکانیکی برای چرخ های عقب بهره میجستند. نخستین خودروسازی که استفاده از سیستم ترمزهای هیدرولیکی را به صورت استاندارد برای هر چهار چرخ به کاربرد شرکت کرایسلر آمریکا بود.

بوستر ترمز

بدون شک ساخت ترمزهای هیدرولیکی گام موثری در زمینه بهینه سازی ترمز محسوب می شود ولی این ترمزها هنوز نقصی را شامل میشدند و افرادی نیز درفکر ساخت ترمزهای بهتر وتقویت کننده ترمزهای هیدرولیکی بودند. در سال 1923 نخستین بوستر ترمز جهت تقویت ترمز ساخته شد.استفاده ازاین تقویت کننده یا بوستر دررابطه با ترمزها کاملا ضروری به نظر می رسید ولی در ابتدا به کارگیری بوستر ترمز به صورت استاندارد در اتومبیل ها وجود نداشت.

ترمزهای دیسکی

در سال 1949 شرکت کرایسلر دست به ساخت نوعی ترمزهای دیسکی زد، طرز کار این سیستم به این صورت بود که تمامی قسمت های ترمز که درون یک سیستم کاسه ای بسته قرار داشتند در هنگام ترمز گیری، دو دیسک ترمز که دارای پوشش های سایشی بودند از یکدیگر دور شده و به طرف کاسه ترمز
تماس پیدا میکردند.در سال 1956 شرکت سیتروئن مدل
DS19خود را با سیستم ترمزهای دیسکی و با تقویت کننده هیدرولیکی وارد بازارکرد.

سیستم ترمز دو یا چند كاناله

سیستم ترمزهای هیدرولیکی هم اکنون عام ترین سیستم ترمز مورد استفاده هستند،ولی این سیستم به صورت تک کاناله دارای عیب بزرگی بود به این ترتیب که اگر به هر دلیلی شکستگی یا ترک جزئی در یکی از لوله های ترمز ها به وجود می آمد بر اثر نشت روغن از سیستم، ترمز از انجام کار ساقط می شد. و به همین منظور برای ازمیان برداشتن این عیب خودروسازان یا شرکت های تولید کننده مجبور به تقسیم کردن نیروی ترمز به دو بخش یکی برای چرخ های جلو و دیگری برای چرخ های عقبی تقسیم شدند.
البته این سیستم هم عیب بزرگی پیش رو داشت زیرا اگر بر اثر ایجاد شکستگی در لوله ها ، ترمزهای جلو بلوکه میشدند و محور عقب خودرو به شدت اسپین می شد.
در این زمان بود که شرکت ساب ترمز های هیدرولیکی ضربدری را ابداع کرد و در روش جدیدتر هر چرختوسط کانالی مجزا تغذیه میشود.



سیستم (ABS)   Anti Block System

هم اکنون در بیشتر کشورهای اروپایی از سیستم چند کاناله ضد بلوکه ABSاستفاده می شود.طرز کارترمزهای ABS نیز به بیان ساده بدین صورت است که یک دستگاه الکترونیکی هنگام ترمز گیری با کنترل فشار و قطع و وصل کردن این فشار هیدرولیکی در جذری از ثانیه ،ارتباط لنت با دیسک بر قرار و قطع میکند و تکرار این عمل از بلوکه شدن چرخ ها جلوگیری میکند.(قفل کردن چرخها سبب تحمیل شدن نیروی زیادی به چرخ ها و در نتیجه موجب منحرف شدن خودرو از مسیر می شود.)

سیستم ESP "Electronic Stability Program

بدون شک سیستم پایداری الکترونیکی ESPباعث ایجاد پیشرفت چشمگیری در ایمنی خودرو شده است.
سیستم
ESPبا استفاده از حسگرهایی که در سیستم ضد بلوکه ترمز قرار دارد بلافاصله تمایل خودرو را به سر خوردن یا منحرف شدن را تشخیص داده و با استفاده از اعمال نیروی ترمز به چرخ های خاص باعث ایجاد پایداری در خودرومیشود.

ترمز سنسور ترونیک

مرسدس F400مجهز به سیستم فشار بالا به عنوان ترمز سنسوریک است. در این سیستم با فشردن پدال ترمز، سیگنال های الکتریکی به میکرو کامپیوتراتومبیل فرستاده می شود تا پس از تحلیل شرایط رانندگی، میزان فشار مورد نیاز هر چرخ تعیین می شود.

بهبود در عملکرد

استفاده از دیسک های سرامیکی نیز با خنک کردن آنها قابلیت ترمزگیری را افزایش میدهد به گونه ای که این دیسک ها دمای 1400 تا 1600 در جه سانتیگراد را تحمل میکنند. که هم اکنون به خاطر قیمت بالا به کندی درحال گسترش است .

زنگ خطر برای خودروساز داخلی

با تفاسیر بالا و پیشرفت تکنولوژی در جای جای جهان بد ندیدم آخرین بخش از این مطلبو به انتقاد از خودروسازان داخلی اختصاص بدیم. در فضای رقابتی اروپا، داشتن ترمز با سیستمهای ABS,ESPلازم و واجب به نظر میرسد خودروهایی که دراین کشورها استفاده میشوند اگر دارای سیستم ABSباشند ولی از ESP بی بهره باشند مورد انتقاد شدید مطبوعات وعدم رغبت مصرف کننده به خرید آن مواجه میشوند حتی اگر آن خودرو اقتصادی باشد و درراستای ارزان سازی ازسیستم مذکوراستفاده نشده باشد حال آنکه در کشور ما(ایران) هنوز بیش از 50 درصد خودروها حتی قابلیت نصب سیستمی به عنوان ABSرا دارا نمیباشند سیستم ESP هم تنها در شمار محدودی از خودروهای تولید داخل مورد استفاده قرار میگیرند!!!
به طور قطع همین کوتاهی و سو استفاده خودرو ساز از فروش بالا(آگاهی مردم) در صد بالایی از تصادفهای منجر به مرگ و میر را دارا میباشد.




طبقه بندی: تحقیقات دانش اموزان،