بخشی از مقاله
چکیده
امروزه سیستم های ترمز کمکی فراوانی در شرایط مختلف برای راحتی و کمک به راننده پیشنهاد و طراحی شده اند. زمانی که راننده کنترل خودرو را از دست می دهد این سیستم های ترمز کمکی به راننده در پایداری خودرو کمک می نماید. در این تحقیق و پژوهش عملکرد سیستم کنترل ترمز گیری در پیچ ها - CBC - تشریح شده و ایده ای برای استفاده از سیستم کنترل ترمز گیری در پیچ ها بر روی خودروهای فاقد این سیستم پیشنهاد شده است
با توجه به بررسی های انجام گرفته، سیستم ترمز CBC با ترمز های ضد قفل - ABS - کار می نماید. هنگامی که شما در جاده هایی پر از پیچ و خم هستید و با سرعت بالا می خواهید دور بگیرید، بیشترین فشار به چرخی که خارج پیچ است وارد می گردد، اما کامپیوتر خودرو با سیستم CBC کاری کرده که نیروی ترمز بدون اینکه راننده مطلع گردد بیشتر به چرخ ها وارد گردیده تا خودرو در پیچ ها پایداری بیشتری داشته باشد. از این طریق می توان ایمنی خودرو را افزایش داد.
مقدمه
وظیفه ی سیستم ترمز در یک خودرو ایجاد شتاب منفی در خودرو جهت کم کردن سرعت آن یا توقف خودرو یا کنترل سرعت در سراشیبی ها می باشد. بنابر این سیستم ترمز باید در خودرو نیرویی در خلاف جهت حرکت خودرو تولید کند که این نیرو در یک مسافت راه ترمز به عنوان کار نیروی ترمزی تعریف می شود، که این کار نیروی ترمز انرژی جنبشی خودرو را کاهش می دهد - یا صفر می کند - . پس هر چقدر که جرم خودرو بیشتر باشد باید نیروی ترمزی، قوی تر باشد
در این رابطه، m جرم خودرو، v سرعت خودرو، f نیروی ترمز، s راه ترمز می باشد. هر چقدر سرعت خودرو افزایش یابد به مقدار مجذور آن، نیروی ترمز باید افزایش یابد.
یک خودرو باید در اثر نیروی ترمزی تولید شده در یک راه معینی - راه ترمزی - متوقف شود که این مقدار بر طبق استاندارد های جهانی مشخص می شود. بنابر این با ثابت بودن راه ترمز در سرعت های متفاوت نیروی ترمز متناسب با جرم خودرو و سرعت آن طراحی می شود.
کار نیروی ترمز در خودرو که سبب کاهش انرژی جنبشی می شود به صورت انرژی گرمایی در سیستم ترمز ظاهر می شود، یعنی این انرژی زیاد موجب گرم شدن قطعات اصطکاکی در سیستم ترمز می شود. بنابر این سیستم ترمز باید در مقابل حرارت و دما مقاومت بالایی داشته باشد، و نیز بالا رفتن دما تاثیری بر روی کارکرد قسمت های اصطکاکی نداشته باشد و به عبارت دیگر آن قسمت ها در برابر تغییرات دما حساس نباشند
دو عامل بسیار مهم بر توان ترمز تاثیر دارند: بار روی هر چرخ - ضریب چسبندگی تایر با جاده ضریب چسبندگی تابر با جاده، تحت تاثیر سه عامل می باشد: آج تایر - نوع جاده - شرایط جاده - خشک، بارانی، برفی - می باشد که هر کدام از این عوامل روی عمل ترمز تاثیر می گذارد.
اگر نیروی ترمز از نیروی اصطکاکی تایر و جاده بیشتر شود باعث بلوکه کردن چرخ - لغزش چرخ - می شود. که این لغزش چرخ سه مشکل عمده را به وجود می آورد
-1 لاستیک سایی، یعنی لاستیک از یک ناحیه ساییده می شود.
-2 راه ترمز، یعنی مسافتی که خودرو در حین ترمز طی می کند تا کاملا متوقف شود را زیاد می کند، چون که راه ترمز چرخی که با غلتش می ایستد به مراتب کمتر از راه ترمز چرخی است که با لغزش می ایستد.
- 3 کنترل خودرو به هم می خورد زیرا در خودرویی که چرخ های آن در حال لغزیدن است تماس چرخ با جاده به خوبی برقرار نمی باشد و خودرو تحت کنترل فرمان نمی باشد و کنترل و فرمان دهی به خودرو مشکل می باشد.
پس یک ترمز ایده آل ترمزی است که تحت هر شرایطی با کمترین راه ترمز اتومبیل را متوقف کند و دیگر این که باعث بلوکه کردن چرخ ها نشود. از طرف دیگر باید سیستم ترمز کمترین زمان عکس العمل را داشته باشد و از لحظه فشردن پدال تا اعمال نیروی اصطکاکی کمترین زمان ممکن را لازم داشته باشد، که این خود مستلزم خوب طراحی شدن سیستم ترمز می باشد
یکی از مشکلاتی که معمولا در هنگام ترمز گیری پیش می آید، عملکرد ترمز در ترمز گیری های شدید است؛ زیرا اگر سرعت چرخ ها سریع تر از سرعت خودرو کاهش یابد، چرخ ها در اثر نیروی ترمز گیری به طور کامل قفل گردیده و لاستیک ها بر روی سطح جاده خواهند لغزید.
این پدیده معمولا هنگامی رخ می دهد که جاده به صورت لغزنده و مرطوب است و یا در مواردی که راننده در شرایط بحرانی از خود عکس العمل سریع نشان می دهد و پدال ترمز را به شدت فشار می دهد. در حالتی که چرخ ها به جای غلتش، دچار لغزش می گردند، هم مقدار نیروی اصطکاک بین لاستیک ها و سطح جاده کاهش میابد و هم قدرت فرمان پذیری خودرو از بین می رود. این موضوع می تواند عامل بر هم خوردن تعادل خودرو و منحرف شدن آن از مسیر اصلی جاده باشد.
سیستم ترمز ضد قفل - ABS - به منظور جلوگیری از ایجاد پدیده قفل کردن چرخ ها و لغزش نمودن آن ها استفاده می شود. عملکرد این سیستم به گونه ای است که هر گاه مقدار نیروی ترمز گیری به حداکثر مقدار خود برسد و چرخ ها در آستانه لغزش و قفل شدن قرار داشته باشد، مسیر روغن ترمز به طور خودکار - هوشمندانه - و مستقل از نیروی پای راننده به تناوب قطع و وصل می گردد. این موضوع باعث کاهش قدرت ترمز گیری شده و از لغزش لاستیک ها بر روی سطح جاده جلوگیری می نماید.
بنابر این می توان گفت که سیستم ترمز ضد قفل - ABS - با تغییر شدت ترمز گیری در چرخ ها، مانع لغزش لاستیک ها بر روی سطح جاده می گردد و این روش باعث می گردد که در هنگام استفاده ترمز در جاده های لغزنده، خودرو دچار سر خوردن نگردد
بنابراین می توان به صورت کلی عملکرد سیستم ترمز ضد قفل را چنین شرح داد که سیستم ترمز ضد قفل با محاسبه ی سرعت خطی چرخ و محاسبه سرعت خودرو و با استفاده از رابطه ی لغزش، لغزش خودرو را در بازه های زمانی معینی محاسبه کرده و با استفاده از مکانیزم خاصی، همواره سعی می کند محدوده ی لغزش خودرو را در محدوده ی لغزش بهینه قرار دهد.
در این رابطه Vv سرعت خطی خودرو، V سرعت خطی چرخ و S مقدار لغزش را نشان می دهد
در مجموع می توان گفت که وجود ترمز ABS باعث افزایش پایداری، کاهش طول خط ترمز و بهبود فرمان پذیری خودرو می شود.
در شکل 1 دیاگرام سیستم ABS به صورت خلاصه نشان داده شده است. این سیستم از دو پمپ و چهار شیر سولونوییدی تشکیل شده است. همچنین دو مخزن نگهدارنده ی روغن، در مدار فعال کننده سیستم ABS در آن نشان داده شده است.
شکل -1 دیاگرام سیستم ترمز ضد قفل - سایت کارگیک -
هنگامی که خودرو در پیچ وارد می گردد در حقیقت وارد قوس یک دایره شد، و بر روی محیط دایره در حال پیمایش است. از آنجا که خودرو جسمی صلب است برای طی کردن قوس پیچ باید یک مسافت مشخص را طی کند برای همین چرخهای بیرونی باید با سرعت بیشتری نسبت به چرخهای داخلی چرخش داشته باشند تا عقب ماندگی که بخاطر پیمایش محیط بیشتر بوجود آمده است را جبران نماید؛ از همین رو وقتی خودرو وارد پیچ می شود فشار بیشتری بر روی چرخهای که دایره بیرونی پیچ هستند، وارد می گردد.
از همین رو وقتی که راننده در پیچ مجبور به ترمز گیری می گردد، اگر فشار هیدرولیک ناشی از روغن ترمز بصورت یکسان بر روی همه چرخها وارد شود باعث می گردد که تعادل خودرو دچار مشکل شود اما سیستم CBC با توجه به میزان فشار وارد شده بر روی هر چرخ، میزان فشار هیدرولیک را تنظیم می کند تا چرخها خودرو که در محیط بیرونی قرار دارد فشار هیدرولیک بیشتری را دریافت کنند و این امر در نهایت منجر به تعادل خودرو می گردد. در حقیقت سیستم CBC باعث توزیع متعادل بین لاستیک ها با توجه به فشار ناشی از پیچ می گردد
در این تحقیق در مرحله اول چگونگی عملکرد سیستم کنترل ترمز گیری در پیچ ها تشریح شده، در مرحله بعد طرحی جهت بهره وری از این سیستم ترمز برای خودروهای فاقد این سیستم پیشنهاد گردیده و مزایای بهره وری از این سیستم بر روی خودروهای فاقد آن بیان شده است.
سیستم کنترل ترمز گیری در پیچ ها
این سیستم که به منظور افزایش ایمنی و پایداری خودرو در سر پیچ ها طراحی گردیده است، فقط در هنگام گردش خودرو فعال می گردد
