توضیحات

بررسی سیستم های کنترل الکترونیکی در خودروها

  اگر شما یک ماشین با گیربکس اتوماتیک رانده باشید ، دو تفاوت بزرگ بین گیربکس های اتوماتیک و گیربکس های دستی را می شناسید :

• خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک پدال کلاچ ندارند .
• خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک نیازبه تعویض دنده دستی ندارند . یک بار شما دنده را در حالت drive قرار می دهید ، همه چیز ها دیگر خودکار عمل می کند .

گیربکس اتوماتیک ( بعلاوه مبدل گشتاور ) و گیربکس دستی ( با کلاچ ) دقیقاً مانند هم عمل می کنند ، اما از راه های کاملاً متفاوت. روش گیربکس اتوماتیک برای تعویض دنده کاملاً شگفت انگیز است .

۳۵۰ صفحه فایل ورد فونت ۱۴ منابع همراه با عکس و شکل دارد قیمت:۱۱۹۰۰ تومان

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

 اگر مطلب مورد نظر خود را در این سایت پیدا نکردید میتوانید از قسمت سفارش پروژه جدید کار تحقیقی خود را به ما سفارش دهید

فهرست

مقدمه

فصل اول( بررسی سیستم کنترل الکترونیکی در گیربکسهای اتوماتیک ). ۹

فصل دوم( بررسی سیستم کنترل الکترونیکی در فرمان خودرو) ( فرمان الکتریکی ) ۴۳

فصل سوم ( بررسی سیستم کنترل در ترمزهای الکترونیکی خودروها ) ۷۶

فصل چهارم( بررسی سیستم جهت بهینه کردن سوخت در خودروها ) ۱۷۱

فصل پنجم( بررسی واحد ECU در خودروها ). ۳۵۰

منابع.۳۶۱

شما احتمالاً در حین رانندگی با خودرو های دارای جعبه دنده دستی فقط از دنده سه استفاده نمی کنید و اگر هم این کار را بکنید شتاب مورد نظرتان را در هنگام شروع حرکت نخواهید داشت . و در سرعت های بالا نیز ، موتور زوزه ای شدید خواهد داشت ( اگر عقربه نشان دهنده دور موتور نزدیک خط قرمز شود ) در این حالت موتور خودرو به زودی فرسوده می شود و تقریباً غیر قابل رانندن است.

بنابراین دنده های گیربکس تاثیر بیشتر یر گشتاور موتور دارد و موتور کار خود را با سرعت مناسبی ادامه می دهد .

تفاوت اساسی بین گیربکس های اتوماتیک و دستی این است که گیربکس دستی با درگیر و آزاد کردن مجموعه دنده های مختلف به شفت خروجی نسبت انتقال دور های متفاوتی می دهد. در حالی که در گیربکس اتوماتیک با همان مجموعه از دنده ها همه نسبت انتقال دور های متفاوت را می دهد . مجموعه دنده های سیاره ای وسیله ای است که این کار ها را در گیربکس اتوماتیک مقدور می کند . اکنون چگونگی کار مجموعه دنده های سیاره ای را خواهیم دید .

مجموعه دنده های سیاره ای و نسبت انتقال دور: وقتی جعبه دنده اتوماتیک را باز کرده و به داخل آن نگاه می کنیم ، مجموعه ای عظیم از اجزای مختلف را در فضای نسبتاً کوچکی می بینیم . از جمله چیزهاى دیگرکه شما مىبینید:

• مجموعه مبتکرانه دنده های سیاره ای
• مجموعه ای از باند ها که اجزای مختلف مجموعه دنده ها را قفل می کند
• مجموعه ای متشکل از سه صفحه کلاچ تر که قسمت های دیگر از مجموعه دند ها را قفل می کند .
• یک سیستم هیدرولیک شگفت انگیز که کلاچ ها و باندها را کنترل می کند
• یک پمپ دنده ای بزرگ که روغن را در اطراف گیربکس به حرکت در می آورد .

مجموعه دنده های سیاره ای قلب گیربکس های اتوماتیک است . که اندازه ی آن به مانند یک طالبی است . این یک قسمت ، همه نسبت های انتقال دور را که در یک گیربکس اتوماتیک قابل تولید است به وجود می آورد . همه قسمت های دیگر که در آنجا هستند به مجموعه دنده های سیاره ای کمک می کنند که این کار ها را انجام بدهد .

 از چپ به راست : دنده رینگی( کرانویل) ، حامل سیار ه ای و دو مجموعه دنده خورشیدی

 هر مجموعه دنده های سیاره ای متشکل از سه قسمت اصلی است :

• دنده خورشیدی
• دنده های سیاره ای و حامل دنده های سیاره ای
• دنده رینگی

هر یک از این سه قسمت می توانند ورودی ، خروجی یا می توانند ثابت نگه داشته شوند . انتخاب هر قطعه نقشی را بازی می کند که نسبت انتقال دور برای مجموعه دنده ها را تعیین می کند . اجازه دهید به یک مجموعه دنده های سیاره ای نگاه کنیم .

یکی از مجموعه دنده های سیاره ای گیربکس ما یک دنده رینگی با ۷۲ دندانه و یک دنده خورشیدی با ۳۰ دندانه دارد . ما می توانیم نسبت های انتقال دور خیلی متفاوتی را از این مجموعه دنده ها داشته باشیم .

هم چنین با قفل شدن دو قسمت از سه قسمت ( دنده خورشیدی ، دنده رینگی و حامل سیاره ای) در یک دیگر ، تمام قسمت ها با کاهش دنده ای ۱:۱ قفل خواهد شد .

توجه کنید که اولین نسبت انتقال دور که در بالا لیست شده یک نسبت انتقال دور کاهشی است . یعنی سرعت شفت خروجی نسبت به سرعت شفت ورودی آرام تر است . دومی اوردرایو است یعنی سرعت شفت خروجی سریعتر از سرعت شفت ورودی است . آخری هم نسبت انتقال دور کاهشی است اما جهت شفت خروجی معکوس شده است . چندین نسبت دور دیگری نیز می تواند در این مجموعه دنده های سیاره ای تولید شود . نسبت انتقال دور های دیگری نیز وجود دارد که برای گیربکس اتوماتیک ما مناسب است .

انیمیشن نسبت انتقال دورهای متفاوت مربوط به گیربکس اوماتیک

روی دکمه سمت چپ شکل بالا کلیک کنید .

 بنابراین یک مجموعه می تواند همه این نسبت های انتقال دور را تولید کند بدون این که از هر دنده دیگر ، درگیر یا خلاص شود . با دو عدد از این مجموعه دنده ها در یک راستا ،ما می توانیم چهار دنده جلو و یک دنده عقب ( معکوس) از گیربکس مان را داشته باشیم . ما در قسمت بعدی دو مجموعه دنده را باهم درگیر می کنیم .

اجزای مجموعه دنده های سیاره ای:

 این گیربکس اتوماتیک از مجموعه دنده هایی استفاده می کند که ترکیب مجموعه دنده های سیاره ای نامیده می شود، آن شبیه یک مجموعه دنده سیاره ای منفرد است اما مانند دو مجموعه سیاره ای ترکیب شده(متحد) عمل می کند . آن یک دنده رینگی دارد که همیشه خروجی گیربکس است . اما آن دو دنده خورشیدی و دو مجموعه دنده سیاره ای دارد .

اجازه دهید به بعضی قسمت های آن نگاهی داشته باشیم :

 چگونگی قرار گرفتن دنده ها در داخل یک دیگر

از چپ به راست : دنده رینگی ، حامل سیاره ای و دو دنده خورشیدی

 شکل زیر نشان دهنده سیاره ای در حامل سیاره ای است . توجه کنید که سیاره ای سمت راست پایین تر از سیاره ای سمت چپ جای داده شده . سیاره ای سمت راست با دنده رینگی درگیر نیست ، آن با سیاره ای های دیگر درگیر است . تنها سیاره ای سمت چپ با دنده رینگی درگیر است .

 حامل سیاره ای : توجه کنید به دو مجموعه از سیاره ای

 در شکل بعدی شما داخل حامل سیاره ای را می توانید ببینید . دنده های کوچکتر ، تنها با دنده خورشیدی کوچکتر درگیر شده اند . سیاره ای های بزرگتر با دنده خورشیدی بزرگتر و سیاره ای کوچکتر درگیر شده است.

نمای درونی حامل سیاره ای : به دو مجموعه دنده سیاره ای توجه کنید . 

انیمیشن زیر نشان می دهد که چطور همه قسمت ها به هم وصل شده اند .

دنده های گیربکس اتوماتیک:

 دنده یک

در دنده یک ، دنده خورشیدی کوچک در جهت عقربه های ساعت توسط توربین تورک کونورتور چرخانده می شود. حامل سیاره ای سعی می کند در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد ، اما آن توسط کلاچ یک طرفه( که تنها مجاز است در جهت عقربه های ساعت بچرخد ) نگه داشته می شود و دنده رینگی شفت خروجی را می چرخاند . دنده کوچک ۳۰ دندانه دارد و دنده رینگی ۷۲ دندانه دارد، بنابراین نسبت انتقال دو زیر را داریم :

 Ratio = -R/S = – 72/30 = -2.4:1

 بنابراین نسبت انتقال دور ۲٫۴:۱ یک انتقال دور منفی است ، یعنی این که جهت خروجی بر خلاف جهت ورودی است . اما در حقیقت جهت خروجی همان جهت ورودی است . مجموعه سیاره ای اول با مجموعه سیاره ای دوم درگیر می شوند و مجموعه دوم دنده رینگی را می چرخاند ؛این ترکیب جهت را عوض ( معکوس ) می کند . شما می توانید ببینید که هم چنین آن موجب چرخش دنده خورشیدی بزرگ می شود ؛ اما موجب آزاد شدن کلاچ می شود ، دنده خورشیدی بزرگ در خلاف جهت توربین آزادانه می چرخد (در خلاف جهت عقربه های ساعت ) .

با حرکت دسته دنده شما می توانید چگونگی انتقال قدرت را در گیربکس مشاهده کنید .

 دنده دو

این گیربکس بعضی قسمت ها را هماهنگ می کند تا این که نسبت مورد نیاز برای دنده دو را بدست بیاورد . آن شبیه دومجموعه دنده سیاره ای اند عمل می کند که با یک حامل سیاره ای مشترک به همدیگر وصل شده اند .

در مرحله اول حامل سیاره ای ، دنده خورشیدی بزرگ را به عنوان دنده رینگی به کار می گیرد . بنابراین مرحله اول شامل خورشیدی ( دنده خورشیدی کوچکتر ) حامل سیاره ای و دنده رینگی ( دنده خورشیدی بزرگتر ).

دنده خورشیدی کوچکتر ورودی ، دنده رینگی( دنده خورشیدی بزرگتر) ثابت ( توسط باندها نگه داشته شده ) و حامل سیاره ای خروجی است . در این مرحله دنده خورشیدی به عنوان ورودی ، حامل سیاره ای به عنوان خروجی و دنده رینگی ثابت ، این فرمول آن است :

 1 + R/S = 1 + 36/30 = 2.2:1

برای هردور چرخش دنده خورشیدی کوچک ، حامل سیاره ای ۲٫۲ بار می چرخد . در مرحله دوم حامل سیاره ای به عنوان ورودی برای مجموعه سیاره ای دوم عمل می کند . دنده خورشیدی بزرگ ( که ثابت نگه داشته شده ) به عنوان خورشیدی عمل می کند و دنده رینگی به عنوانخروجی عمل می کند ، بنابراین نسبت دور زیر به وجود می آید :

 1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1

برای کاهش دور دنده دوم ، ما مرحله اول را در مرحله دوم ضرب می کنیم ۲٫۲ x 0.67 تا به نسبت دور کاهشی ۱٫۴۷:۱برسیم . آن ممکن است صدای ناراحت کننده ای ایجاد کند ،در حالی که کار می کند .

………………………….

ESP ترمز نیست

برنامه پایداری الکترونیکی یا همان سیستم آنتی رولینگ است.

سیستم ای اس پی حاصل تلفیق سیستم ترمز ای بی دی … سیستم ا بی اس و سیستم تراکشن کنترل است که بوسیله نرم افزاری و در صورت داشتن سخت افزار لازم برای سه سیستم بالا به همراه تعدادی سنسور اضافه برای زاویه فرمان و شتاب های طولی و عرضی وارده به خودرو سیستم پایداری الکترونیکی یا همان ای اس پی بوش ( بعضی از شرکتها نامهای تجاری دیگه مثل مثلا” DSP برای بی ام دبلیو ) رو بوجود آورد.

کار ای اس پی چیست؟

ای اس پی با اندازه گیری مداوم این پارامترها وضعیت حرکتی خودرو رو بررسی میکند:

۱-سرعت گردش هر چرخ و سرعت حرکت خودرو

۲-وضعیت قرار گیری فرمان و همینطور محاسبه سرعت گرداندن فرمان

۳-میزان شتاب وارده طولی و شعاعی به خودرو

۴-وضعیت موتور از نظر گشتاور تولیدی

۵-در بعضی از گونه ها تعدادی سنسور برای بررسی وضعیت مسیر حرکت از نظر خیس یا خشک بودن و همینطور میزان لغزندگی مسیر حرکت هم وجود دارد

بعد از بررسی پارمترها فوق ای اس پی یک نقشه کلی از نظر چگونگی حرکت خودرو و وضعیت چرخها تنظیم میکند و با مقایسه این مقادیر با مقادیر ایده آل مورد نیاز خودرو تصمیم به دخالت در امر رانندگی میگیرد.به این ترتیب که با توجه به سرعت حرکت خودرو و شتاب وارده به خودرو از جهات مختلف و همینطور چگونگی کارکرد راننده با فرمان نتیجه گیری میکند که شرایط حرکت خودرو عادی یا با اندر استیر ( انحراف قسمت جلوی خودرو ) و یا اور استیره ( انحراف قسمت عقب خودرو ).در صورت اندر یا اور استیر بودن با استفاده تکی یا توام از ترمز چرخها و گاها” گشتاور موتور شروع به اصلاح وضعیت حرکت خودرو میکند.

FULL-contact disc brake

          این طرح شبیه ترمزهای دیسکی است، با این تفاوت که در ترمزهای دیسکی هنگام ترمزگیری تنها حدود ۱۵ درصد سطح دیسک گردان با لنتها در تماس می باشند، اما با تغییر در طراحی آنها و ساخت این نمونه که به عنوان ترمز دیسکی تمام درگیر نامیده می شود، تقریباً ۷۵ درصد سطح دیسک گردان در یک لحظه با لنتها می توانند در تماس باشند.

          در استفاده از دیسکها و لنتهای معمول، دیسک گردان بین لنتها درگیر می شود. اما در این نمونه    (Full-contact) همانطور که درشکل  مشاهده می شود، یک سطح عنکبوت مانند، دیسک ترمز را در برمی گیرد که شش لنت ترمز نیز درون این سطح و روی دیسک قرار می گیرد. سیستم عملگر نیز بصورت هیدرولیکی برروی لنت مدوری که پشت دیسک قرار دارد عمل می کند.

          برای اطمینان از انتقال حرارت ترمز و خنک نگه داشتن آن، سیستم بوسیله پره های خنک کننده ای که به لنتهای بیرونی متصل است، پوشیده شده است. لنتهای درونی درون یک قالبی از جنس مواد کامپوزیت قرار گرفته اند. برای اطمینان از عملکرد بهینه ترمز تحت شرایط گوناگون از انواع مختلفی از مواد بعنوان لنت استفاده می شود.

          مزایای اینگونه ترمزها که نسبت به گونه های قبلی آن قابل ملاحظه است، عبارتند از : خنک کاری بهتر، توان ترمز گیری بیشتر و کاهش سروصدا و ارتعاشات.

Automatic brake differential (ABD)

          این سیستم که با نام TCS نیز شناخته می شود برای گذر از محلهای لغزنده بکار می رود ، حالتی را فرض کنید که یک یا چند چرخ خودرو در محلی لغزنده یا گل آلود گیر کنند ، چرخهای مورد نظر به صورت درجا می چرخند و خودرو بدون حرکت در جایش باقی می ماند ، حتی در صورت گل آلود بودن سطح ، چرخ بیشتر و بیشتر به داخل گل و لای فرو می رود ، اما با کمک سیستم ABD این اتفاق نخواهد افتاد چرا که این سیستم با تشخیص هرزگردی چرخ و با کمک سیستم ABS چرخ یا چرخهای مورد نظر را با گرفتن و رها کردن ترمز از حالت هرزگردی خارج ، و با انتقال نیرو به چرخ یا چرخهای درگیر با سطح غیر لغزنده ، خودرو را از آن محیط بیرون می آورد.

Electronic brakeforce distribution (EBD)

این سیستم مکملی است برای سیستم ABS ، که با تقسیم نیروی ترمز به میزان لازم برای اکسل های جلو و عقب ، ماکزیمم تاثیر سیستم ترمز رابرآورده می سازد ، در نتیجه پایداری خودرو ؛ با هر باری و تحت هر نوع شرایط جاده ای حفظ می گردد ، این سیستم همچنین با تقسیم نیروی ترمز بین چرخهای عقب از چرخش خودرو هنگام ترمز کردن در سر پیچ ها نیز جلوگیری می کند

ترمز ESC

یک سیستم برای کنترل مستقیم گشتاور چرخشی جهت بهبود در پایداری و کنترل پذیری خودرو است. در ESC کنترل گشتاور چرخشی به عنوان راهی برای کنترل دینامیک جانبی در جریان یک مانور شدید در نظر گرفته می شود. برای دستیابی به این هدف یک استراتژی کنترلی برای گشتاور چرخشی بر مبنای فیدبک از متغییرهای حالت سیستم و یک مجموعه عملگر لازم است.

ایجاد گشتاور چرخشی در ESC به دو طریق میسر است

      روش متداول ایجاد گشتاور چرخشی ترمزگیری مستقل چرخها و استفاده از اختلاف نیروی ترمزی طرفین چپ و راست خودرو است. این روش به عنوان ترمزگیری اختلافی شناخته شده است و بر مبنای تکنولوژی ترمز ABS با منطق کنترلی پیچیده تر استوار است. علیرغم موتورهای احتراق داخلی مرسوم در نمونه های مدرن موتورهای الکتریکی EVS کنترل نیروی رانش موتور می تواند به عنوان ابزاری برای ایجاد گشتاور چرخشی استفاده شود. زنجیره توان در این موتورها شامل دو یا چهار موتور الکتریکی است که با هر کدام از چرخها یکپارچه شده و می تواند مستقلا کنترل شوند. در این ترکیب بندی نیروی رانش هر چرخ بوسیله کنترل جریان موتور الکتریکی قابل کنترل است

استفاده از ESC خصوصا در خودروهای الکتریکی بسیار حائز اهمیت است. در حقیقت با نصب جعبه های سنگین باطریها در این خودروها موقعیت مرکز ثقل خودرو به طور ناخواسته جابجا می شود این موضوع خودرو را بیش فرمان می کند. این به معنی نیاز جدی این خودروها به سیستمهای پایدارکننده اضافی چون ESC است. این در حالی است که در خودروهای احتراق داخلی متداول کم فرمانی ذاتی خودروها پایداری قابل ملاحظه ای را حتی در مانورهای شدید بوجود آورده است.علیرغم نحوه ایجاد گشتاور پیچشی استراتژی کنترلی حاکم بر آن جنبه اصلی طراحی یک سیستم ESC است. این استراتژی علاوه بر تولید گشتاور پیچشی مورد نیاز باید توزیع بهینه نیروی طولی در چرخها را برای دستیابی به بهترین شرایط از جهت پایداری بدست دهد. این موضوع خودرو را از اثرات نامطلوب بیش فرمانی و کم فرمانی می رهاند.

وضعیت ایمنی با استفاده از ESC اگرچه سیستمهای غیر فعال مانند کمربند ایمنی خسارات ناشی از تصادف از جلو را کاهش داده است. امروزه بخش بزرگی از خسارات به دلیل انحراف از مسیر و تصادفات جانبی بوجود می آیند. و این حوزه ای است که ESC نقش اساسی خود را ایفا می کند. در سال ۲۰۰۳ تحقیق جامعی در دانشگاه Iowa انجام شد با این پرسش اولیه که” آیا وجود ESC به راننده برای کنترل خودرو در شرایط بحرانی کمک می کند؟” بر اساس تمام تحلیلهای انجام شده با وجودESC  شرایطی که راننده کنترل خود را از دست می دهد ۲۴٫۵ درصد نسبت به حالت بدون ESC کاهش داشته است. برای یک تست مشخص راننده هایی که توانسته اند با وجود ESC کنترل خودرو را حفظ کنند ۳۴% بیشتر از حالتی بود که سعی می کردند، خودرو بدون ESC را کنترل کنند.

این تحقیق تاثیر شاخص و قابل توجه ESC را در حفظ ایمنی خودرو نشان می دهد. VW در تحلیل تصادفات محصولات خود نشان داده است که با وجود  80% ESC از میزان تصادفات ناشی از لغزش کاسته می شود . VW نتیجه گرفته است که تاثیر استفاده از ESC در کاهش خسارات ناشی از تصادفات حتی از کیسه هوا هم بیشتر است .

بر مبنای تحلیل آماری تصادفات جاده ای ، تویوتا برآورد کرده است که ESC توانسته است تا ۵۰% تصادفات خودرو منفرد را کاهش دهد. نتایج همه این مطالعات تصویری پایا از ESC به عنوان یک سیستم موثر بر ایمنی ارائه می دهد. خصوصا پتانسیل بیشتر این سیستمها وقتی آشکار می شود که از آنها در خودروها با مرکز ثقل بالا – مثل خودروهای SUV و کامیونتها- استفاده شود……………..