عنوان پروژه: ترمزها

فرمت فایل: word

تعداد صفحات: 255

شرح مختصر:

امروزه در صنعت اتومبيل سازي حفظ ايمني سرنشينان خودرو فوق العاده مورد توجه قرار گرفته است . با توجه به اينكه سيستم ترمز مهمترين بخش ايمني خودرو محسوب مي گردد ، در چند ساله اخير پيشرفتهاي زيادي در اين زمينه انجام گرفته است . جديدترين اين پيشرفتها پيدايش سيستم ترمز ضد قفل ABS مي باشد . در اين پروژه هدف آن است كه اين نسل از ترمزها مورد بررسي قرار گيرد تا ان شاءالله زمينه اي براي ورود اين تكنولوژي به ايران فراهم شود . اين ترمزها به سبب پيچيدگي مكانيزمشان هنوز مورد توجه طراحان داخلي قرار نگرفته است كه يكي از دلايل آن عدم اطلاعات كافي و عدم آشنائي با اين سيستم مي باشد . اميد است اين پروژه مقدمه اي براي قدمهاي بعدي در راه ساخت و طراحي اين تكنولوژي در ايران باشد . (ان شاءالله)

در اين پروژه ابتدا تاريخچه اي از پيدايش ترمزها ارائه خواهد شد . در فصل دوم به بررسي سيستم ترمز معمولي شامل كاسه اي و ديسكي و ساير اجزاي جانبي آن مي پردازيم .

در فصل سوم سيستم ترمز پنوماتيكي مورد بررسي قرار مي گيرد و سپس در فصل چهارم و سيستم ترمز ضد قفل ABS و سپس مقايسه اي بين فصول دوم و سوم خواهيم داشت تا برتريها و معايب هركدام نسبت به يكديگر مشخص شود و در فصول بعدي مطالب مربوط به طراحي و محاسبه نيروهاي لازم آورده خواهد شد . نخست تاريخچه اي از پيدايش ترمزهاي اوليه تا كنون بيان مي كنيم :

اولين موتور احتراقي در سال 1885 بوسيله بنز ساخته شد . توقف اين اتومبيل بوسيله يك لقمه ترمز بر روي محور دنده هرزگرد انجام مي گرفت . بعدها كه اتومبيل تكميل شد و سرعت آن افزايش يافت و از لحاظ وزن سنگين تر شد ، ترمزهاي مخصوصي براي آن طرح ريزي شد .

تا سال 1900 ترمز دستي شامل ترمز ساده اي كه مستقيماً با سطح لاستيكهاي توپر اصطكاك پيدا مي كرد استفاده مي شد. اما از اين سال به بعد ترمزي ابداع شد كه توسط پدال عمل مي كرد و عبارت از يك نوار فلزي بود كه در خارج بر روي چرخ دندانه دار محور محرك عقب نصب شده بود و بصورت استوانه اي آن را احاطه مي كرد .

در همين سال لنكستر(Lanchester) ترمز و كلاچ را در يك مجموعه مخروطي شكل متشكل كرد و در اولين ماشين ساخت انگلستان بكار گرفت .

در سال 1905 ، انتقال حركت بوسيله چرخ دنده و محور جاي انتقال حركت توسط زنجير يا تسمه را گرفت و عموميت پيدا كرد و بيشتر اتومبيلها با پدالي كه انتقال حركت را به ترمز تأمين مي كرد مجهز شده بودند .

در سال 1910 ميلادي ترمزهاي بيشتر ماشينهاي امريكائي روي چرخهاي عقب تأثير مي كرد . در اين سالها بسياري از عوامل مربوط به ترمز، مانند اهميت چسبندگي لاستيك به جاده اثرات چرخ قفل شده و غيره بخوبي شناخته شده بود و اين مطلب محقق شده بود كه جهت اعمال ترمز صحيح هر چهار چرخ بايستي ترمز شود ، و كوشش و اثر ترمز با نسبتي متناسب بين چرخ جلو و چرخ عقب سهيم باشد . با ترمز شدن چهارچرخ است كه بدون خطر ليز خوردن ماشين ، فاصله توقف به نصف تقليل مي يابد . سالها طول كشيد تا موضوع ترمز چهارچرخ مورد قبول عموم قرار گرفت . شكل عمده اين بود كه آرايشي براي ترمز ترتيب داده شود كه با تشكيلات و اتصالات فرمان و چرخهاي جلو و بطور كلي با تشكيلات سيستم فرمان و هدايت ماشين تداخل پيدا نكند .

در فاصله دو جنگ جهاني اول و دوم ، احتياج به ترمز تا حدودي بيشتر احساس شد . چون سرعت ماشين ها رو به افزايش رفت همچنين بر تراكم ترافيك نيز افزوده شد .

نظر به اينكه رانندگان به ترمز قوي احتياج داشتند و از طرفي ترمز قوي در چرخهاي عقب ، موجب سرخوردن ماشين مي شد ، فشار زيادي به طراحان ترمز وارد مي آمد تا ترمز چرخهاي جلو را تكميل كنند . در نتيجه ، بعد از گذشت ده سال از جنگ اول ، استعمال ترمز در هر چهار چرخ ، عموميت پيدا كرد . ظهور ترمز در چرخهاي جلو ، پس از جنگ ابتدا در خودروهاي بزرگ و گرانقيمت مانند هيسپانو ـ سوئيزا و هاچيكس(Hotchikss) و سپس درخودروهاي سبك و ارزان قيمت صورت پذيرفت . ساده ترين راه براي اعمال ترمز جلو استفاده از سيستم هيدروليك بود . ولي در طي ساليان متمادي اكثريت خودروها از سيستم مكانيكي استفاده مي كردند تا اينكه مزاياي هيدروليك براي همه روشن شد . چرخهاي اتومبيل بدون احتياج به دنده‌اي پيچيده ترمز مي شدند . جبران سائيدگي لنتها بطور خودكار صورت مي گرفت و تلفات اصطكاك بمراتب كمتر از سيستم مكانيكي بود .

در سال 1911 ، اتومبيلي با ترمزهاي هيدروليكي براي چهارچرخ به نمايش گذاشته شد . اما در آن ترديدهائي وجود داشت بنابراين بصورت ابداعي باقي ماند . چندي بعد شخصي بنام M-Loughead سيستمي عملي اختراع كرد كه در سال 1917 به ثبت رسيد .

در كشور انگلستان در سال 1924 ، ابتدا ترمز لاك هيد هيدروليك در ماشينهاي «بين»(Bean) بكار برده شد .

در سال 1924 ترمزهاي مكانيكي از چرخهاي جلو برداشته شد و در 1925 نيز از چرخهاي عقب حذف شد و جاي خود را به ترمزهاي هيدروليك واگذار كرد.

نظر به اينكه براي ترمزهاي ماشينهاي سنگين به نيروي زيادي احتياج بود بنابراين سرووهاي مختلف طراحي شدند . در سال 1924 ، دواندر (Dewandre) دستگاه سرووئي ساخت كه براي بكار انداختن آن از خاصيت خلأ استفاده شده بود .

دهه 1930 ، ظهور متخصصيني را به خود ديد كه سردسته آنها در ساخت ترمزهاي مكانيكي ، بنديكس و گيرلينگ بودند ، و در ساخت ترمزهاي هيدروليك ، لاك هيد بود .

در طول دهه 1930 ، بتدريج هيدروليك جاي ترمز مكانيكي را گرفت ظرف مدت ده سال تلاش براي توسعه ترمز هيدروليك شدت يافت بخصوص هنگامي كه تعليقات مستقلي براي ترمز جلو بكار رفت . در سال 1935 ، بعضي از مدلهاي ساخت انگلستان داراي دو سيلندر اصلي پشت سرهم شد . در اين سيستم ، يك قسمت از سيلندر اصلي ، ترمزهاي جلو را بكار مي انداخت و قسمت ديگر از طريق خط كاملاً مجزاي ديگري ، ترمزهاي عقب را .

بعد از سال 1930 ، چندين سال ، مكانيسم ترمز بدون تغيير باقي ماند و عملاً تمام ترمزها از نوع پرويا بنديكس ـ پرو بودند .

در سال 1948 ، گيرلينگ اولين سيستم ترمز هيدروليك و ترمزهاي اتومبيل را ارائه كرد و چند سالي هم توليد ترمزهاي هيدرواستاتيك ادامه يافت . در اين نوع ترمز ، فاصله اي بين كاسه و لنت وجود داشت و بوسيلة فنرهائي آنها را در حد تماس نگاه مي داشتند تا از تكان خوردن و صداي آن جلوگيري بعمل آيد .

در اواسط دهه 1950 ، در وضع عمومي ترمزها تغيير عظيمي صورت گرفت . زيرا در اين هنگام آغاز جايگزيني ترمز ديسكي بجاي ترمز استوانه اي بود .

در اين سال در آمريكا ، شركت كرايسلر ترمزهاي ديسكي « خود نيروزا » و « خود تنظيم ساز » و« نوع صفحه اي » را در ماشينهاي نوع « كراون امپريال »(Crown Imperial) خود نصب كرد كه بعنوان يك ترمز اضافي و اختياري بكار مي رفت . در انگلستان نيز در سال 1925 ترمز ديسكي دانلوپ در ماشينهاي جگوار كورسي بكار رفت . امروزه تمام اتومبيلهاي انگليسي ، به استثناي ماشينهاي سبك كه حداقل در چرخهاي جلو ترمز ديسكي دارند ، در تمام چرخها ، از ترمز ديسكي استفاده مي كنند.

فهرست مطالب

۱-۱مقدمه و تاریخچه : ۳
« فصل دوم » ۱۲
اصول سیستم ترمزهای هیدرولیکی ۱۲
ترمزهای اتومبیل ۱۳
۲ـ۱ـ کاربرد و انواع ترمزها: ۱۳
۲ـ۲ـ ترمزهای مکانیکی ۱۷
۲-۳ اصول هیدرولیک ۱۸
۲-۴کاربرد ترمز هیدرولیکی ۱۹
۲-۵ سیستم ترمز دوبل : ۲۰
۲-۶ سیلندر اصلی ۲۱
۲-۷ سیلندر چرخها ۲۳
۲-۸ عمل خود انرژی زائی(Self- energizing Action) ۲۳
۲-۹ حرکت بازگشتی Return strock: ۲۵
۲-۱۰ چراغ اخطار (Warning Light) ۲۶
۲-۱۲ ترمزهای دیسکی : ۳۰
۲ـ کالیپر شناور : Floating caliper) ( ۳۲
۳ـ کالیپر لغزشی sliding caliper) ۳۲
۲ ـ ۱۳ـ ترمزهای دیسکی که خودشان تنظیم می شوند . ۳۴
شکل ۲-۲۶ ۳۵
۲ـ۱۴ـ سوپاپ اندازه گیری : (Metering Valve) ۳۵
۲ـ۱۵ سوپاپ تناسبProportioning Valve ۳۵
۲ـ۱۶ـ سوپاپ ترکیبی : (Combination Vahve) ۳۶
شکل ۲-۲۸ ۳۶
۲-۱۷ـ ترمز دستی برای ترمزهای دیسکی عقب: ۳۷
۲-۱۸ـ سیال ترمز : (Brake Fluid) ۳۸
۲ـ۱۹ـ خطوط ترمز : (Brake Lines) ۳۹
۳ـ نوع کمکی : (Assist) ۴۱
۲ـ۲۱ـ بوستر کمکی ترمز ۴۲
شکل ۲-۳۳ ۴۳
۲ـ۲۲ ـ تشریح ترمزهای پر قدرت نوع « کامل » ۴۳
۲ـ۳۲ـ ترمز پر قدرت دو دیافراگمه بندیکس : ۴۵
۲ـ۲۴ـ ترمز پر قدرت نوع افزاینده : ۴۶
شکل ۲-۳۸ ۴۶
۲ـ۲۵ـ ترمز پر قدرت نوع کمکی ۴۶
شکل ۲-۴۰ ۴۸
« فصل سوم » ۴۹
اصول سیستم ترمز پنوماتیکی ۴۹
مقدمه ۵۰
شکل ۳-۱ ترمز بادی با اجزاء آن ۵۳
۳-۱- اجزای مورد نیاز جهت تولید هوای فشرده : ۵۴
۱ـ کمپرسور باد : ۵۴
نوع ساختمان ۵۴
۳-۲- ملاک انتخاب کمپرسور : ۵۴
۳-۳- تنظیم کمپرسور : ۵۵
دیاگرام نمودار تولیدی کمپرسورها ۵۶
۳ ـ ۴ـ تنظیم از طریق کاهش سرعت : ۵۷
۳ ـ ۵ ـ خنک کردن کمپرسور : ۵۸
۳ ـ ۶ ـ بزرگی مخزن هوای فشرده کمپرسور : ۵۸
طریقه محاسبه حجم مخزن کمپرسور با تنظیم دقیق قطع و وصل ۵۹
۳ ـ ۷ ـ پخش هوای فشرده به سیلندر پیستون ترمز : ۶۰
۳ ـ ۹ ـ رطوبت گیری هوای فشرده : ۶۱
۳-۱۰- فیلترهای هوای ترمز بادی : ۶۶
۳-۱۱- شیر تنظیم فشار : ۶۸
۳-۱۲- مقدار عبور جریان برای واحدهای مراقبت : ۶۹
۳-۱۳- سیلندر پنیوماتیکی : ۷۰
۳-۱۴- سیلندر یک کاره : ۷۰
۳-۱۵- ساختمان سیلندر و پیستون : ۷۲
۳-۱۶- محاسبه نیروهای سیلندر پیستون : ۷۲
۳-۱۷- نکات عملی : ۷۳
محاسبه طول کورس پیستون سیلندر پنیوماتیک : ۷۳
« فصل چهارم » ۷۸
« سیستم ترمز ضد قفل ۷۸
ABS ۷۸
۴ـ۱ـ ویژگی های ABS ۷۹
۴ـ۲ـ نیروهای دینامیکی در چرخ ترمز شده : ۸۱
۴ـ۳ـ مفهوم کنترل ۸۲
توضیح : ۸۵
۴ـ۴ـ چرخه کنترلABS ۸۶
۴ـ۴ـ۱ـ سیستم کنترل شده : ۸۷
۴ـ۴ـ۲ـ متغیرهای کنترل شده ۸۸
۴-۴-۲-۲- متغیرهای کنترل شده برای چرخهای متحرک(driven- wheel) ۹۰
۴ـ۵ـ سیکلهای کنترل واقعی ۹۲
۴ـ۵ـ۲ـ چرخه کنترل ترمزی روی سطح جاده لغزنده ( ضریب نیروی ترمزی پائین) ۹۴
۴ـ۵ـ۳ـ چرخه کنترل ترمزی با تأخیر در گشتاور انحرافی : ۹۶
(Closed – Loop Braking Control With Yawing moment build up delay) ۹۶
۴ـ۵ـ۳ـ۱ـ GMA1 ( سیستم تأخیری در گشتاور انحراف ) ۹۸
۴ـ۵ـ۳ـ۲ـ GMA2 ۹۹
۴ـ۵ـ۴ـ چرخه کنترل برای (ALL wheel Dirven ) AWD ۱۰۱
۴ـ۵ـ۵ـ سیستمهائی که همه چرخها متحرک هستند (ADW) ۱۰۲
ب : دومین سیستم : ۱۰۴
ج : سومین سیستم : ۱۰۴
۴ـ۶ـ عملکرد ABS ۱۰۴
۴ـ۶ـ۲ـ تأخیر در گشتاور پیچشی جانبی ۱۰۷
۴ـ۷ـ مدلهای سیستم ABS ۱۰۸
۴ـ۷ـ۱ـ مدل ABS 2S ۱۰۸
۴-۷ـ مدل ABS 5.0 ۱۱۱
۴ـ۸ـ چرخه فرآیند کنترل (Closed – Loop control process) ۱۱۳
۴ـ۹ـ کارکردهای کنترلی(monitoring Functions) ۱۱۳
۴ـ۱۰ـ تشخیص عیب: ۱۱۴
۴ـ۱۱ـ مدل ABS5 . 3 ۱۱۵
۴ـ۱۲ـ مدل سیستم ABS 2E ( بوش) ۱۱۵
۴ـ۱۳ـ اجزای سیستم ترمز ضد قفل ABS ۱۱۶
۴ـ۱۳ ـ۱ ـ سنسورهای سرعت چرخ (Wheel speed sensor) : ۱۱۶
۴ـ۱۳ـ۱ـ۱ـ سنسور سرعت چرخDF2 ۱۲۰
۴ـ۱۳ـ۱ـ۲ـ سنسور سرعت چرخ DF3 ۱۲۰
۴-۱۳-۲ـ واحد کنترل الکترونیکیElectronic control unit ۱۲۱
۴ـ۱۳ـ۲ـ۱ـ واحد کنترل برای ABS 2S ۱۲۳
الف ـ مدار ورودی : (Input circuit) ۱۲۴
ب : کنترل کننده دیجیتالی : (Digital controller) ۱۲۴
ج : مدارات خروجی : (Output circuits) ۱۲۶
Driver stage مرحله گرداننده ( راننده ) ( تقویت کننده های خروجی ) ۱۲۷
۴ـ۱۳ـ۲ـ۲ـ واحد کنترل الکترونیکی برای ABS5.0 ۱۲۷
۴-۱۳-۳- تعدیل کننده فشار هیدرولیکی: (Hydraulic pressure moduator) ۱۲۸
۴ـ۱۳ـ۳ـ۱ـ تعدیل کننده فشار هیدرولیکی برای ABS 2S ۱۲۹
الف : پمپ چرخشی : (Return ump) ۱۲۹
ب: انباره یا مخزن : (Accu mulator) ۱۲۹
ج : شیر سلونوئیدی ۳/۳ : ۱۳۰
طرح : ۱۳۰
مراحل کارکرد : ۱۳۳
الف : مرحله مسدود کردن فشار Pressure build up phase) ۱۳۳
ب : مرحله نگهداری فشار : (pressure – holding phase) ۱۳۳
ج: مرحله کاهش فشار : (Pressure – reduction phase) : ۱۳۴
۴ـ۱۳ـ۳ـ۲ـ تعدیل کننده فشار هیدرولیکی برای ABS5.0 ۱۳۴
الف : پمپ برگشت : ۱۳۵
ب: مخزنها و محفظه های ضربه گیر(accumulators and damper chambers) ۱۳۵
ج : شیرهای سلونوئیدی ۲/۲ : (Selonid Valve 2/2 ) ۱۳۵
۴ـ۱۳ـ۳ـ۳ـ واحد هیدرولیکی برای ABS / ABD5 ۱۳۶
۴ـ۱۱ـ۲ـ مدارات الکتریکی : ( Electrical Circuits ) ۱۳۷
« فصل پنجم» ۱۳۸
«طراحی سیستم های ترمز» ۱۳۸
۵-۱-تحلیل نیروی ترمزهای دیسکی ۱۳۹
۵-۲-نیروی ترمز و نیروی وارد بر محور ۱۳۹
۵-۵ ترمزهای کاسه ای (shoe brake) ۱۴۲
۵-۶-ترمزهای بدون سرو ۱۴۴
۵-۷-اجزاء مکانیکی ترمز کاسه ای : ۱۴۵
۵-۸-کفشک ترمز ۱۴۶
۵-۹- تقسیم بندی ترمزها کاسه ای از لحاظ مکانیزم عمل کننده ۱۴۶
۵-۱۰-سیستم ترمز سیمپلکس : (simplex brake) ۱۴۷
۵-۱۱سیستم ترمز دوپلکس : ۱۴۸
۵-۱۲-سیستم ترمز دوپلکس دوبل ۱۴۸
۵-۱۳-سیستم ترمز سرو و بدون سرو : ۱۴۹
۵-۱۴-سیستم سرو دوبل ۱۴۹
۵-۱۵-محاسبه شتاب ترمز گیری ۱۵۰
۱ـ در ترمزیک کفشکی : ۱۵۰
۲ـ ترمز دارای یک کفشک پیشرو و یک کفشک پسرو که بر روی محور لولا شده‌اند ۱۵۲
۵-۱۶-تحلیل استاتیکی اجزای ترمز کاسه ای : ۱۶۰
۵-۱۷- ترمزهای لنتی (shoe brakes) ۱۶۲
۵-۱۸-طرح دستگاه ترمز دو لنتی : ۱۶۹
مثال عددی محاسبه ترمز ـ دو لنتی(Dounle shoe brake) ۱۷۲
۵-۱۹- دستگاه ترمز هیدرولیکی مضاعف : ۱۷۹
۵-۲۰-هواگیری ترمز : ۱۸۵
۵-۲۱-روغن ترمز ۱۸۶
۵ـ۲ طراحی سیستم ترمز هیدرولیک پرقدرت ( مجهز به بوستر خلأئی) ۱۹۰
۲ـالف) مزیت مکانیکی بوستر ۱۹۲
راه حل دیگر : ۱۹۴
۳ـ بدست آوردن قطر و خلاء نسبی در بوستر : ۱۹۹
۵-۲۵ـ طراحی حجم مخزن ذخیره روغن پمپ اصلی ۲۰۰
۱ـ روغن مورد نیاز کفشک و لقمه های ترمز : ۲۰۲
۲ـ انبساط خطوط ارتباطی روغن ۲۰۳
۳ـ انبساط در لوله های لاستیکی ۲۰۴
۴ـ تلفات پمپ اصلی ۲۰۴
۵ـ تلفات در اثر تغییر شکل کاسه چرخ و محفظه سیستم ترمز دیسکی : ۲۰۶
۶ـ تراکم در لنت لقمه ای و کفشک ترمز ۲۰۶
۷ـ تراکم در سیال ترمز ۲۰۸
۸ـ تلفات حجم در سوپاپها ۲۰۹
۹ـ تلفات حجم در سیستم بوستر : ۲۱۰
۱۰ـ تلفات حجم در اثر وجود بخارات گازی یا هوا در سیستم ترمز : ۲۱۰
محاسبه کورس پدال ۲۱۱
۱ـ لقی در لقمه های ترمز : ۲۱۶
۲ـانبساط در خطوط ارتباطی : ۲۱۶
۳ـ انبساط در شیلنگهای ترمز : ۲۱۷
۴ـ پمپ اصلی : ۲۱۷
۵ـ تغییر شکل در سیستم ترمز دیسکی : ۲۱۷
۶ـ تراکم در لقمه های ترمز : ۲۱۸
۷ـ تراکم پذیری در سیال ترمز : ۲۱۸
« فصل ششم » ۲۲۱
۷-۱ـ کلیات ۲۲۲
۲ـ۳ـ چگونگی انجام آزمایش : ۲۲۶
الف : بر روی یخ (On the ice ) : ۲۲۶
ب: برروی برف فشرده شده On Hard – pack snow : ۲۲۷
ج: بر روی مسیری که قبلاً اتومبیل برف روب از آن عبور کرده است . ۲۲۷
د: مسیری که برف در شرف باریدن می باشد . ۲۲۸
ه : در آب و هوای گرمتر: ۲۲۸
و: حرکت در مسیر شن و ماسه ای : ۲۲۹
ز : عبور از مسیر خیس و مرطوب : ۲۲۹
ح : توقف در مسیر خشک : ۲۳۰
جمع بندی : ۲۳۰
۷-۳ـ نتیجه گیری نهائی : ۲۳۰
۷ـ۳ـ۱ـ معایب سیستم ترمز معمولی : ۲۳۱
۷ـ۳ـ۲ـ مزایای سیستم ترمز ضد قفل ABS : ۲۳۱
۷-۴-مقایسه ترمزهای دیسکی و کاسه‌ای : ۲۳۳
الف)مزایا : ۲۳۵
ب) معایب : ۲۳۶
جدول ۶ – ضرایب ثابت اصطکاک برای اتصالات مواد گوناگون ۲۳۸
مواد اتصال شونده ۲۳۸
چرب تمیز ۲۳۸
عیب ۲۳۹
عمل اصلاحی ۲۳۹
عیب ۲۴۰
عمل اصلاحی ۲۴۰
عیب ۲۴۱
علت احتمالی ۲۴۱
عمل اصلاحی ۲۴۱
مراجع : ۲۴۳