تحقیق کامل درباره ترمزها

مقدمه و تاریخچه :

امروزه در صنعت اتومبیل سازی حفظ ایمنی سرنشینان خودرو فوق العاده مورد توجه قرار گرفته است . با توجه به اینکه 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 که این نسل از ترمزها مورد بررسی قرار گیرد تا ان شاءالله زمینه ای برای ورود این تکنولوژی به ایران فراهم شود . این ترمزها به سبب پیچیدگی مکانیزمشان هنوز مورد توجه طراحان داخلی قرار نگرفته است که یکی از دلایل آن عدم اطلاعات کافی و عدم آشنائی با این سیستم می باشد . امید است این پروژه مقدمه ای برای قدمهای بعدی در راه ساخت و طراحی این تکنولوژی در ایران باشد . (ان شاءالله)

در این پروژه ابتدا تاریخچه ای از پیدایش ترمزها ارائه خواهد شد . در فصل دوم به بررسی سیستم ترمز معمولی شامل کاسه ای و دیسکی و سایر اجزای جانبی آن می پردازیم .

در فصل سوم سیستم ترمز پنوماتیکی مورد بررسی قرار می گیرد و سپس در فصل چهارم و سیستم ترمز ضد قفل ABS و سپس مقایسه ای بین فصول دوم و سوم خواهیم داشت تا برتریها و معایب هرکدام نسبت به یکدیگر مشخص شود و در فصول بعدی مطالب مربوط به طراحی و محاسبه نیروهای لازم آورده خواهد شد . نخست تاریخچه ای از پیدایش ترمزهای اولیه تا کنون بیان می کنیم :

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

در همین سال لنکستر(Lanchester) ترمز و کلاچ را در یک مجموعه مخروطی شکل متشکل کرد و در اولین ماشین ساخت انگلستان بکار گرفت .

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

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

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 تراکم ترافیک نیز افزوده شد .

نظر به اینکه رانندگان به ترمز قوی احتیاج داشتند و از طرفی ترمز قوی در چرخهای عقب ، موجب سرخوردن ماشین می شد ، فشار زیادی به طراحان ترمز وارد می آمد تا ترمز چرخهای جلو را تکمیل کنند . در نتیجه ، بعد از گذشت ده سال از جنگ اول ، استعمال ترمز در هر چهار چرخ ، عمومیت پیدا کرد . ظهور ترمز در چرخهای جلو ، پس از جنگ ابتدا در خودروهای بزرگ و گرانقیمت مانند هیسپانو ـ سوئیزا و هاچیکس(Hotchikss) و سپس درخودروهای سبک و ارزان قیمت صورت پذیرفت . ساده ترین راه برای اعمال ترمز جلو استفاده از سیستم هیدرولیک بود . ولی در طی سالیان متمادی اکثریت خودروها از سیستم مکانیکی استفاده می کردند تا اینکه مزایای هیدرولیک برای همه روشن شد . چرخهای اتومبیل بدون احتیاج به دنده‌ای پیچیده ترمز می شدند . جبران سائیدگی لنتها بطور خودکار صورت می گرفت و تلفات اصطکاک بمراتب کمتر از سیستم مکانیکی بود ….

فهرست

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 :



فـرمت: DOC
تعداد صفحات: 250 صفحه
رشتــه : خودرو