پروژه مقدمه و تاریخچه ترمز ضدقفل (ABS)

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 اینكه 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 كه این نسل از ترمزها مورد بررسی قرار گیرد تا ان شاءالله زمینه ای برای ورود این تكنولوژی به ایران فراهم شود . این ترمزها به سبب پیچیدگی مكانیزمشان هنوز مورد توجه طراحان داخلی قرار نگرفته است كه یكی از دلایل آن عدم اطلاعات كافی و عدم آشنائی با این سیستم می باشد . امید است این پروژه مقدمه ای برای قدمهای بعدی در راه ساخت و طراحی این تكنولوژی 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 كاسه ای و دیسكی و سایر اجزای جانبی آن می پردازیم .

در فصل دوم سیستم ترمز پنوماتیكی 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 هركدام نسبت به یكدیگر 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 كنون بیان می كنیم :

اولین موتور احتراقی در سال 1885 بوسیله بنز ساخته شد . توقف این اتومبیل بوسیله یك لقمه ترمز بر روی محور دنده هرزگرد انجام می گرفت . بعدها كه اتومبیل تكمیل 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 كه مستقیماً با سطح لاستیكهای توپر اصطكاك پیدا می كرد استفاده می شد. اما از این سال به بعد ترمزی ابداع شد كه توسط پدال عمل می كرد و عبارت از یك نوار فلزی بود كه در خارج بر روی چرخ دندانه دار محور محرك عقب نصب شده بود و بصورت استوانه ای آن را احاطه می كرد .

در همین سال لنكستر(Lanchester) ترمز و كلاچ را در یك مجموعه مخروطی شكل متشكل كرد و در اولین ماشین ساخت انگلستان بكار گرفت .

در سال 1905 ، انتقال حركت بوسیله چرخ دنده و محور جای انتقال حركت توسط زنجیر یا تسمه را گرفت و عمومیت پیدا كرد و بیشتر اتومبیلها با پدالی كه انتقال حركت را به ترمز تأمین می كرد مجهز شده بودند .

در سال 1910 میلادی ترمزهای بیشتر ماشینهای امریكائی روی چرخهای عقب تأثیر می كرد . در این سالها بسیاری از عوامل مربوط به ترمز، مانند اهمیت چسبندگی لاستیك به جاده اثرات چرخ قفل شده و غیره بخوبی شناخته شده بود و این مطلب محقق شده بود كه جهت اعمال ترمز صحیح هر چهار چرخ بایستی ترمز شود ، و كوشش و اثر ترمز با نسبتی متناسب بین چرخ جلو و چرخ عقب سهیم باشد . با ترمز شدن چهارچرخ است كه بدون خطر لیز خوردن ماشین ، فاصله توقف به نصف تقلیل می یابد . سالها طول كشید تا موضوع ترمز چهارچرخ مورد قبول عموم قرار گرفت . شكل عمده این بود كه آرایشی برای ترمز ترتیب داده شود كه با تشكیلات و اتصالات فرمان و چرخهای جلو و بطور كلی با تشكیلات سیستم فرمان و هدایت ماشین تداخل پیدا نكند .

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 تراكم ترافیك نیز افزوده شد .

...

1ـ9ـ2ـ ترمز كنترل شده

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

به شكل (3ـ2) نگاه كنید : موقعی كه راننده پدال را بكار می برد ، فشردن پدال در زمان t1 شروع می شود هوای متراكم از شیر كمكی ترمز (6) جریان می یابد و به شیر رله ای (relay Valve) (12) میرود سوپاپهای كنترل فشار (Pressur-control Valve) (4) را به سیلندرهای ترمز(Brake Sylander) (7) باز می كند .

افزایش فشار ادامه می یابد تا اینكه سیگنال از یك 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 كند تا یك سرعت مرجع (86) را بدست آورد كه این سرعت مرجع توسط یك میزان لغزش پائینتر از سرعت اتومبیل میماند .

در زیر ، كنترل عمل ABS در چرخ 2 روی یك اكسل تكی توصیف شده است .

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

در t3 میزان لغزش كه رد مدارهای منطقی ذخیره شده بود رو به افزایش رفته است و باعث می شود كه شیر كنترل فشار باز شود تا فشار از سیلندر ترمز (7) آزاد شود . این فرآیند آزاد شدن فشار میزان شتاب كاهشی چرخ را كاهش می دهد . ( برای چرخ نیروهای ترمزی كمتر بكار می برد ) این فرآیند ادامه می یابد تا اینكه میزان شتاب كاهشی 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 كه سرعت چرخ با سرعت مرجع اتومبیل مساوی شود نیز ادامه پیدا می كند . اتومبیل در میزانهای مساعد لغزش ترمز می كند . در این نقطه فشار ترمز در سیلندر ترمز می تواند دوباره افزایش یابد .

برای رسیدن به نزدیكترین تقریب ممكن برای معمولترین لغزش در طول ترمزگیری ، یك جریان ECU بطور پی در پی پالسهائی را برای راه انداختن شیر ورودیinput valve بكار می برد . شیر ورودی موقعی كه شتاب كاهش t2 دوباره به t7 می رسد ، بسته می شود و یك چرخه كنترل شروع می شود .