دانلود پایان نامه

فصل اول

سیستم ترمز ABS
سیستم ترمز کششی TCS
سیستم پایداری الکترونیکی ESP
مقدمه
متوقف ساختن خودرو مهم تر از به حرکت درآوردن آن است. خودروئی که روشن نشود، ممکن است راننده اش را خشمگین سازد ولی وقتی به راه افتاد و در مسیر عبور و مرور قرار گرفت اگر ترمز آن معیوب باشد ویا راننده نتواند به درستی از ترمز آن استفاده کند، چه بسا ممکن است به صورت دام مرگ درآید.
ترمز ناگهانی و قفل شدن چرخها مهمترین خطریست که خودرو را تهدید می نماید. قفل شدن چرخها از دو جهت برای خودرو خطرناک است، این وضعیت در بسیاری از مواقع فاصله ترمزگیری را افزایش داده و مهمتر از آن کنترل فرمان چرخها نیز از اختیار راننده خارج می شود، خصوصاً در جاده های خیس و برفی یا یخ زده که خطر قفل شدن چرخها بیشتر وجود دارد، نیاز به سیستمی که بتواند ترمز چرخها را کنترل کرده و از لیز خوردن چرخها جلوگیری نماید، بیش از پیش احساس می شود.
تاریخچه سیستم ABS :
در ابتدای دهه ۱۹۷۰ کمپانی دایملر بنز، گروهی از مهندسین و کارشناسان فنی خود را مامور بررسی و آزمایش سیستمی نمود که از سال ۱۹۵۹ پیشنهاد گردیده و به طور مقطعی بر روی آن کار شده بود.
گروه مهندسی دایملر بنز برای پیشبرد کار خود با کمپانی تلدیکس وارد عمل گردید، مدتها روی آن کار شد اما نتیجه مطلوبی نداد و گروه مهندسی مجبور گشتند قرارداد خود را با کمپانی فوق لغو کرده و یک قرارداد جدید با کمپانی بوش ببندند. این گروه پس از ماهها فعالیت موفق شدند سیستم ضدبلوکه ترمز (ABS) را در اواسط دهه ۷۰ عرضه کنند. بدین ترتیب کمپانی دایملر بنز اولین کمپانی بود که توانست این سیستم را به صورت گسترده در خودرو های خود به کار ببرد.
کمپانی بی.ام.و و تویوتا در ادامه، فعالیت خود را در این زمینه آغاز کردند. از اواسط دهه ۸۰ تعداد بیشتری از کمپانیهای سازنده شروع به نصب سیستم ضد بلوکه ترمز نمودند، مثل کمپانیهای پژو، رنو، سیتروئن، لانچیا و خصوصاً هوندا که موفق گردیدد سیستم ضد بلوکه پیشرفته تری نسبت به سایر کمپانیها به روی خودروهایش نصب کند.
سیستم های اولیه ABS فقط چرخهای عقب را کنترل می کردند، با این هدف که پایداری خودرو در هنگام عمل ترمزگیری بر روی سطوح لغزنده حفظ شده و خودرو ثبات بیشتری داشته باشد. به تدریج این سیستم پیشرفته تر شد به شکلی که در دهه ۸۰ سیستمهای ABS که هر چهار چرخ را کنترل می کردند بر روی خودرو ها نصب گردید.
سیستم ABS امروزه در اکثر تولیدات کمپانی های بزرگ خودروساز به صورت استاندارد بر روی خودروهای شخصی و کامیونهای سبک نصب می شود و یا در برخی از خودروها به صورت انتخاب برای مشتری قرار داده می شود.
سیستم ABS چیست؟
ترمز های معمولی با ایجاد دو نوع مقاومت باعث توقف و یا کاهش سرعت خودرو می شوند. یک مقاومت ناشی از اصطکاک بین صفحات لنت و دیسک (و یا لنت های کفشکی و کاسه چرخ) و مقاومت دیگر ناشی از اصطکاک بین تایرهای خودرو و سطح جاده می باشد.
عمل ترمزگیری در صورتی با ثبات و کنترل شده انجام می شود که رابطه زیر بین مقاومت ایجاد شده توسط سیستم ترمز و مقاومت ایجاد شده توسط تایرها و سطح جاده برقرار باشد:
مقاومت بین سطح جاده و تایرها مقاومت سیستم ترمز

شکل ۱

با این وصف اگر رابطه قبل عکس شود، چرخها قفل شده و خودرو شروع به سرخوردن می کند.
مقاومت بین سطح جاده و تایرها مقاومت سیستم ترمز
در نتیجه اگر چرخهای جلوی خودرو قفل شوند، کنترل فرمان خودرو از دست خارج می شود، و اگر چرخهای عقب قفل شوند، باعث می شود که خودرو روی جاده سرخورده و دور خود بچرخد.

شکل۲

سیستم ABS فشار هیدرولیکی را که به سیلندر چرخها وارد می شود به گونه ای کنترل می کند که از قفل شدن چرخها روی جاده های لغزنده و یا هنگام ترمزهای شدیدجلوگیری شود.همچنین پایداری کنترل فرمان خودرو هنگام ترمز گرفتن حفظ شود.
در یک سیستم ترمز معمولی (بدون سیستم ABS ) اگر عمل ترمزگیری در یک جاده لغزنده صورت گیرد، راننده برای جلوگیری از عدم کنترل خودرو، می بایست به صورت تلمبه زدن (فشردن و رها کردن متناوب پدال ترمز) پدال ترمز را فشار داده تا خودرو متوقف شود. در خودرو هائی که مجهز به سیستم ABS هستند این عمل بطور اتوماتیک انجام می شود، با این تفاوت که کنترل ترمز در این حالت بسیار دقیقتر و صحیح تر می باشد.

اصول کارکرد سیستم ABS :
وقتی یک خودرو با سرعت ثابت حرکت می کند، سرعت حرکت خودرو با سرعت چرخهای آن متناسب است، به عبارت دیگر لغزش تایرها وجود ندارد. اما وقتی راننده به منظور کم کردن سرعت خودرو، بر روی پدال ترمز فشار می آورد، سرعت چرخها به تدریج کم شده و تناسب چرخها با بدنه خودرو نیز از بین می رود، باید توجه داشت که بدنه خودرو به سبب نیروی اینرسی تمایل به حرکت دارد، در این حالت یک لغزش کوچک بین چرخها و سطح جاده ایجاد می شود.
اختلاف بین سرعت بدنه خودرو و سرعت چرخها توسط نرخ لغزش شناخته می شود. نرخ لغزش با عبارت زیر محاسبه می گردد:
۱۰۰% * { سرعت خودرو / ( سرعت چرخ – سرعت خودرو) } = نرخ لغزش

نرخ لغزش ۰% حالتی را نشان می دهد که چرخ بطور آزاد حرکت کرده و با هیچ نوع مقاومتی مواجه نیست. و نرخ ۱۰۰% نیز مبین حالتی است که چرخ کاملاً قفل شده و تایر بطور کامل بر روی جاده می لغزد.
وقتی اختلاف بین سرعت چرخ و سرعت خودرو زیاد می شود، لغزش بین
تایر و سطح جاده زیاد شده و این خود باعث ایجاد اصطکاک شده که نیروی ترمزی را تولید می کند و نهایتاً سرعت خودرو کم می شود.
ارتباط بین نیروی ترمزی و نرخ لغزش در نمودار زیر نشان داده شده است. نیروی ترمزی ضرورتاً با نرخ لغزش همیشه مرتبط نیست، اما بیشترین مقدار نیروی ترمزی وقتی اتفاق می افتد که نرخ لغزش بین ۱۰% تا ۳۰% شود و نیروی ترمزی در نرخ لغزش بیش از ۳۰% به تدریج کاهش می یابد، بنابراین به منظور در اختیار داشتن ماکزیمم نیروی ترمزی در تمام مواقع، همواره لازم است که نرخ لغزش بین ۱۰% تا ۳۰% قرار داشته باشد.
به علاوه لازم است که پایداری خودرو در بیشترین سطح خود در حالت ترمزگیری حفظ گردد. به این منظور نرخ لغزش در حد ۳۰%- ۱۰% برای ایجاد بیشترین کارآیی ترمز بدون توجه به وضعیت سطح جاده قرار داشته، ضمن اینکه پایداری فرمان پذیری خودرو در این حالت حفظ شده و مشکلی برای آن به وجود نخواهد آمد.
توجه:
– در جاده هایی با سطح لغزنده که ضریب اصطکاک پایینی دارند، فاصله ترمزگیری در مقایسه با سطوح جاده با ضریب اصطکاک بالا افزایش می یابد حتی در صورت فعال بودن سیستم ترمز ABS، به همین دلیل با وجود سیستم ترمز ضد قفل، اکیداً توصیه می شود که بر روی جاده های لغزنده با سرعت پایین رانندگی شود.
– در جاده های شنی، یخی و یا پوشیده از برف که سطح جاده به شدت لغزنده می باشد، وجود سیستم ABS باعث می شود که فاصله ترمزگیری بیشترگردد.

این مطلب مشابه را هم بخوانید :   برنامه ریزی خطی، اندازه گیری عملکرد

مزایای ABS
قفل شدن چرخها از لحاظ ایمنی دارای سه مزیت می باشند، مسافت توقف را کاهش می دهد، به توقف اتومبیل در یک خط مستقیم کمک کرده و در حین توقف، به راننده امکان فرمان دادن و هدایت خودرو را می دهد. همچنین از پنچری لاستیک در هنگامی که فقط یک نقطه از لاستیک کم ضخامت باشد، جلوگیری می کند.
– مسافت های توقف
در اغلب موارد سیستم ABS مسافت توقف را کاهش می دهد. زیرا ضریب اصطکاک لاستیک با سطح جاده در چرخ به صورت جزئی قفل شده، بیشتر از ضریب اصطکاک لاستیکی است که چرخ آن کاملاً قفل می باشد. بیشترین ضریب اصطکاک معمولاً در قفل کمتر از بیست در صد اتفاق می افتد. دامنه تغییرات قفل شدگی، می تواد از غلتش آزاد ( قفل شدگی صفر درصد) تا قفل کامل(صد در صد) باشد.
در دوحالت، یکی شن خیلی روان و دیگری برف نرم، قفل کامل چرخ، باعث کوتاه تر شدن مسافت توقف نسبت به قفل جزئی آن می شود.این نوع از مواد، در جلوی چرخ قفل شده یک سطح گوه ای و شیب دار ایجاد کرده و باعث کاهش سرعت وسیله نقلیه می شود.
– توقف در خط مستقیم
هنگام ترمز بر روی جاده هایی که چسبندگی یا اصطکاک نامناسب دارند(مانند جاده های پوشیده از برف تکه ای یا یخ)، وسیله نقلیه تمایل به انحراف به طرفین و یا چرخش به دور خود را دارد. دلیل بروز این حالت، این است که بر روی یک سطح لغزنده، چرخ ها تمایل بیشتری به قفل شدن زود هنگام، نسبت به یک سطح با اصطکاک زیاد را دارند.از آنجایی که چرخ های قفل شده، اصطکاک کمتری نسبت به چرخهای آزاد دارند ، وسیله نقلیه تمایل به چرخش حول چرخهای قفل شده دارد.در سیستم های ترمز ضد قفل چندکاناله، چرخ ها بطور مجزا کنترل می شوند. به طوری که توازنی بین قفل آنها وجود داشته باشد.
– کنترل فرمان
در صورتی که راننده سعی خود را در هدایت خودرو به کار گیرد، لاستیکهای قفل شده جلو، در یک خط مستقیم به حرکت خود ادامه می دهند.سیستم ترمز ضد قفل(ABS) با جلوگیری از قفل کامل چرخ ها، به راننده امکان می دهد تا هنگام توقف ناگهانی و شدید، بتواند وسیله نقلیه را هدایت کند. بنابراین حتی اگر زمان کافی برای توقف و جلوگیری از تصادف نباشد، می توان خودرو را هدایت کرده و در اطراف مانع متوقف شد.

احتیاط های پیشگیرانه در سیستم ترمز ضد قفل (ABS)
مهمترین نکته قابل توجه در رابطه با (ABS) این است که این سیستم، وسیله را ضد تصادف نمی کند. اعتماد بیش از حد و یا بی توجهی به آن می تواند شما را در وضعیتی قرار دهد که هیچ نیروی ترمز یا کنترلی در هدایت خودرو نداشته باشید. سیستم ABS بر روی سطوح لغزنده، باعث می شود که خودرو در مسیر مستقیم و کوتاه تری توقف نماید، اما در جاده های هموار و خشک، در مقایسه با ترمز های معمولی، زمان بیشتری برای توقف نیاز دارد.
هنگام استفاده از ترمز ABS ، پدال ترمز را بطور پیاپی فشار ندهید، زیرا در این صورت سیستم فرض می کند که شما ترمز را رها کرده و دیگر به ان نیازی ندارید، لذا سیستم فعال نمی شود.
انجام بازرسی های منظم و نگهداری سیستم ترمز اصلی در شرایط کاری خوب و مساعد، از اهمیت زیادی برخوردار است. در سیستم های ABS نیز همانند سیستم ترمزهای معمولی مواردی از قبیل فرسوده بودن لنت ها، کمبود روغن ترمز و وجود هوا در مدار هیدرولیکی، خطرناک است.
در صورتی که چراغ هشدار ABS که معمولاً به رنگ کهربایی است، به طور غیرمعمول روشن شود سیستم باید بلافاصله عیب یابی و تعمیر گردد.(این چراغ در هنگام روشن کردن موتور وتوقف ABS برای مدت کوتاهی روشن می شود.) سیستم ABS طوری طراحی شده که در صورت بروز اشکال غیر فعال شده و سیستم ترمز به شیوه معمولی عمل می کند. به همین دلیل در رانندگی عادی که ترمز شدید نگرفته اید و توقف ناگهانی ندارید، ممکن است متوجه کاهش کارآیی سیستم ترمز نشوید. به هرحال در صورت عدم تعمیر ABS این سیستم در مواقع ضروری عمل نمی کند. روشن شدن چراغ قرمز هشدار دهنده ترمز، (به جز در تعداد کمی از سیستمهای قدیمی تر) نشان دهنده وجود مشکل در سیستم هیدرولیکی ترمز اصلی است.

اصطلاحات مربوط به ABS
عبا
رات مختلفی در رابطه با سیستم های هیدرولیکی ترمزهای ضد قفل به کار برده می شود. سیستم های باز و بسته، سیستم های مجتمع و غیرمجتمع، مدارها و کانالها، هرکدام معنا و مفهوم خاصی دارند که در مورد تمام سیستم های ABS صرفنظر از سازنده آنها به کار می روند.
– سیستم های باز و بسته:
سیستم های ضد قفل باز، سیستمی است که در آن روغن رها شده از ترمزها در هنگام توقف ABS، به ترمز باز نمی گردد و در یک انباره یا آکومولاتور(Accumulator) ذخیره شده و سپس به مخزن سیلند اصلی باز می گردد.این نوع درسیستم های ساده ABS که فقط کنترل کننده چرخهای عقب است، به کارمی رود.

یک سیستم بسته معمولاً شامل یک پمپ برقی است که فشار هیدرولیکی کاهش یافته در اثر توقف ABS را به حالت اول باز می گرداند. پمپ روغن را به یک آکومولاتور می فرستد. روغن در آکومولاتورتحت فشار ذخیره شده و در هنگام نیاز به وجود فشار در مجراهای ترمز، مورد استفاده قرار می گیرد. در برخی از موارد در توقف ABS فشار پمپ نیز برای ترمزها به کار گرفته می شود که مقدار و زمان اعمال فشار، توسط یک شیر سلونوئیدی (Solenoid valve) کنترل می شود.

-سیستم های مجتمع و غیرمجتمع:
در برخی از سیستم ها، قطعات اصلی هیدرولیکی (بوستر ترمز و تنظیم کننده هیدرولیکی) به صورت یک واحد یکپارچه با سیلندر اصلی ساخته شده اند. به این سیستم ها، سیستمهای مجتمع گویند. سایراجزا از قبیل آکومولاتور و تنظیم کننده هیدرولیکی ممکن است جدا از مجموعه باشند. اغلب این سیستمها بوستر خلأی نداشته و پمپ ABS علاوه بر تأمین فشار مورد نیاز برای عملکرد ترمز ضد قفل، ترمز را نیز تقویت می کند.این روش به دلیل هزینه بالا و پیچیدگی مجموعه هیدرولیکی ، توان بالای پمپ و نیاز به آکومولاتورهای فشار بالا، منسوخ گردید.
سیستم های غیرمجتمع به عنوان سیستمهای ضد قفل اضافه کردنی یا افزودنی نیز شناخته می شوند. این سیستمها قابلیت نصب بر روی سیستمهای ترمز معمولی را داشته و بین سیلندر اصلی و ترمز چرخها نصب می شود. دراین سیستمها از یک بوستر خلأیی نیز استفاده شده است.سیلندر اصلی در این سیستم شباهت زیادی به سیلندر اصلی سیستم ترمز معمولی دارد. تنظیم کننده هیدرولیکی در نزدیکی سیلندر اصلی نصب می شود . مجاری روغن، از سیلندر اصلی به تنظیم کننده هیدرولیکی و از آنجا به تمام ترمزهای چرخها انشعاب می یابد.
مدارهای هیدرولیکی:
اگرچه لغات ” کانال” و ” مدار” با یکدیگر مشابهند، اما هریک مفهوم مشخص و متفاوت از یکدیگر دارند. مدارهای هیدرولیکی بخشی از سیستم ترمز اصلی هستند.هر دو چرخ،

برای دانلود متن کامل فایل این  پایان نامه می توانید  اینجا کلیک کنید