توضیحات

پایان نامه ترمز ها

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 .

۲۵۰ صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۴ منابع دارد

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

د

. نخست تاریخچه ای از پیدایش ترمزهای اولیه تا کنون بیان می کنیم :

اولین موتور احتراقی در سال ۱۸۸۵ 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 ۱۹۰۰ 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 ۱۹۰۵ ، 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 ۱۹۱۰ 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 .

در سال ۱۹۱۱ ، اتومبیلی با ترمزهای هیدرولیکی برای چهارچرخ به نمایش گذاشته شد . اما در آن تردیدهائی وجود داشت بنابراین بصورت ابداعی باقی ماند . چندی بعد شخصی بنام M-Loughead سیستمی عملی اختراع کرد که در سال ۱۹۱۷ به ثبت رسید .

در کشور انگلستان در سال ۱۹۲۴ ، ابتدا ترمز لاک هید هیدرولیک در ماشینهای «بین»(Bean) بکار برده شد .

در سال ۱۹۲۴ ترمزهای مکانیکی از چرخهای جلو برداشته شد و در ۱۹۲۵ نیز از چرخهای عقب حذف شد و جای خود را به ترمزهای هیدرولیک واگذار کرد.

نظر به اینکه برای ترمزهای ماشینهای سنگین به نیروی زیادی احتیاج بود بنابراین سرووهای مختلف طراحی شدند . در سال ۱۹۲۴ ، دواندر (Dewandre) دستگاه سرووئی ساخت که برای بکار انداختن آن از خاصیت خلأ استفاده شده بود .

دهه ۱۹۳۰ ، ظهور متخصصینی را به خود دید که سردسته آنها در ساخت ترمزهای مکانیکی ، بندیکس و گیرلینگ بودند ، و در ساخت ترمزهای هیدرولیک ، لاک هید بود .

در طول دهه ۱۹۳۰ ، بتدریج هیدرولیک جای ترمز مکانیکی را گرفت ظرف مدت ده سال تلاش برای توسعه ترمز هیدرولیک شدت یافت بخصوص هنگامی که تعلیقات مستقلی برای ترمز جلو بکار رفت . در سال ۱۹۳۵ ، بعضی از مدلهای ساخت انگلستان دارای دو سیلندر اصلی پشت سرهم شد . در این سیستم ، یک قسمت از سیلندر اصلی ، ترمزهای جلو را بکار می انداخت و قسمت دیگر از طریق خط کاملاً مجزای دیگری ، ترمزهای عقب را .

بعد از سال ۱۹۳۰ ، چندین سال ، مکانیسم ترمز بدون تغییر باقی ماند و عملاً تمام ترمزها از نوع پرویا بندیکس ـ پرو بودند .

در سال ۱۹۴۸ ، گیرلینگ اولین سیستم ترمز هیدرولیک و ترمزهای اتومبیل را ارائه کرد و چند سالی هم تولید ترمزهای هیدرواستاتیک ادامه یافت . در این نوع ترمز ، فاصله ای بین کاسه و لنت وجود داشت و بوسیله فنرهائی آنها را در حد تماس نگاه می داشتند تا از تکان خوردن و صدای آن جلوگیری بعمل آید .

در اواسط دهه ۱۹۵۰ ، در وضع عمومی ترمزها تغییر عظیمی صورت گرفت . زیرا در این هنگام آغاز جایگزینی ترمز دیسکی بجای ترمز استوانه ای بود .

در این سال در آمریکا ، شرکت کرایسلر ترمزهای دیسکی « خود نیروزا » و « خود تنظیم ساز » و« نوع صفحه ای » را در ماشینهای نوع « کراون امپریال »(Crown Imperial) خود نصب کرد که بعنوان یک ترمز اضافی و اختیاری بکار می رفت . در انگلستان نیز در سال ۱۹۲۵ ترمز دیسکی دانلوپ در ماشینهای جگوار کورسی بکار رفت . امروزه تمام اتومبیلهای انگلیسی ، به استثنای ماشینهای سبک که حداقل در چرخهای جلو ترمز دیسکی دارند ، در تمام چرخها ، از ترمز دیسکی استفاده می کنند.

از تاریخی که ترمز کاسه ای ساخته شد تا مدت سی سال ، یا زمانی در همین حدود ، رسم براین بود که کاسه ترمز را از فولاد پرس شده می ساختند . در آن زمان ، سرعت اتومبیل کم بود و مشکلات حرارتی وجود نداشت ولی هنگامی که سرعت ماشینها زیاد شد ، حرارت زیادی در کاسه پدید می آمد و باعث می شد فولاد مقداری از سختی و سفتی خود را از دست بدهد و کاسه معیوب شود . بدین منظور از چدن استفاده شد .

مواد اصطکاک زا در بدو امر ، برای ایجاد اصطکاک در ترمزهای اتومبیل ، از قطعه ای چوب یا فلز و یا چرم و یا پارچه استفاده می شد که با دوره چرخ یا با لاستیک اصطکاک حاصل می کرد .

در سال ۱۹۰۱ ، هربرت فرود(Herbert Frood) مواد اصطکاک زائی را به ثبت رساند . این مواد با فولاد اصطکاک داشتند یا با لاستیک . در حالت اول از اشباع الیاف نخی با لاستیک تهیه می شدند و در حالت دوم از اشباع الیاف نخی با مواد مومی . در سال ۱۹۱۴ ، مصرف لنت ترمز فرود ، توسعه پیدا کرد . در سال ۱۹۳۰ ، فرود به صمغهای تعدیل کننده حرارت توجه کرد و سپس ، انتهای قالب ریزی شده را بجای لنتهای بافته شده بکار برد .

بدین ترتیب تاریخ ترمز اتومبیل سیر منظمی را طی کرد تا به شکل امروزی در آمد.

Anti – lock Braking system روی خودروهای سنگین مجهز به ترمز بادی بصورت انتخابی نصب می شود این سیستم در سال ۱۹۵۲ در شرکت DUNLOP با نصب Maxaret روی هواپیما آغاز شد در سال ۱۹۷۲ در انگلستان برای اولین بار jensen intercepter و بعد شرکتهای آمریکایی ford برای خودرو سال ۶۹ بصورت تک کاناله و بوستردار طراحی کردند . سیستمخلایی ۳ کاناله روی چهار چرخ در سال ۱۹۷۱ با همکاری دوشرکت Bendix و Chrysler ساخته شد . اولین خودرو چهارچرخ ABS دار از ۱۹۷۶ تا ۱۹۸۲ از روی برخی خودروهای جنرال موتور مجاز شدند اشکال سیستم های الکترونیکی قابلیت اعتماد کم آنها بود . که با توسعه منابع انرژی فشار بالا وبکارگیری اکومولاتور مطرح شد. بنابراین مدار کنترل الکترونیکی بر اساس پاسخ سنسوری کار می کند و نسبت به منابع خلایی محدودیت کاربرد دارد و قیمت آن بالا است . بعد از آن اداره ملی ایمنی بزرگراهها و حمل و نقل آمریکا NHTSA  روی خودرو سنگین ABS بادی را نصب کرد که اشکالاتی بوجود می آمد . سنسورها ۴۱%، سوپایها ۱۶%  ، کامپیوتر ۸% ، نصب غلط ۳% ، اتصالات الکترونیکی ۱% و تداخل امواج الکترومغناطیس ۵۰% ………………………..

……………………

-۱۰- فیلترهای هوای ترمز بادی :

هوای مکشی از طرف کمپرسور قبل از ورود به کمپرسور ابتدا باید عاری از هر گونه خاک و گرد و کثافات گردد این عمل توسط فیلتر فلزی انجام می گیرد نحوه عملکرد آن بدین صورت است که هوای مکش شده بدرون کاسه فیلتر در یک محفظه کاسه ای شکل ( هیپوئید ) حرکت دورانی یافته و گردو غبار و کثافات در اثر نیروی گریز از مرکز به دیواره کاسه پرتاب میشوند و توسط روغن پیرامون فیلتر جذب می گردند .

در اتوبوسها عموماً در هنگام تعویض روغن و یا مابین دو سه بار تعویض روغن فیلتر هوا را باز کرده و روغن درون آن را ( همان روغن موتور است ) تخلیه نموده و با گازوئیل صافی فیلتر را خوب تمیز کرده و درون کاسه آن قرار می دهند و دوباره روغن تمیز و کار نکرده درون کاسه ریخته می شود توجه گردد که این فیلتر از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و هر گونه اهمال در تمیز نگه داشتن آن باعث کاهش عمر کمپرسور و هزینه های بعدی را ایجاب خواهد نمود .

شکل۳-۵

۳-۱۱- شیر تنظیم فشار :

طرحهای مختلفی برای تنظیم فشار باد ترمز در اتومبیلها بکار رفته رایجترین آنها (

اتوبوس بنز ) که کاربرد فراوان دارد مکانیزم ساده سوپاپ ساچمه فنر می باشد بدین صورت که با پیچاندن پیچی که پشت فنر ساچمه قرار گرفته فنر را جمع و یا شل نموده و بدین طریق فشار باد را میتوان کنترل کرد که در حالتی که فشار از مقدار مورد نظر بیشتر گردید فنر دیگر نمی تواند مقاومت کند لذا ساچمه از محل خود خارج گشته و باد خالی می گردد با کاهش نمی تواند مقاومت ند لذا ساچمه از محل خود خارج گشته و باد خالی می گردد با کاهش فشار نیروی فنر بر نیروی فشار غلبه نموده ودوباره ساچمه سوپاپ را می بندد . طرحهای دیگر که دراتوبوس VOLVO ساخت سوئد………

…………………….

۴ـ کنترل عمر صنعتی لنت ترمز :

کار ترمز در هر بازی

‌

تعداد بازیها در هر ساعت ترمز

عمر صنعتی ساعت کار برای ۸۰ بازی در ساعت ترمز

‌

۵ـ محاسبه و تعیین هوا دهنده ترمز :

 نیروی فشار بر ترمز

و از جدول مسافت یا هوای ترمز

کار ترمز برای

با توجه به اصطکاک و سائیدگی کار ترمز برای ۲۵H درصد بیشتر از این رقم باشد.

‌

هوا دهنده انتخاب شده برای h برابر ۵cm و نیروی کشش  می‌باشد.

۶ـ نسبت انتقال برای فاصله (۰٫۸)(۵)=۴cm بایستی برای ترمز دو لنتی  باشد

نسبت انتقال کل بازو باید   باشد که فاکتور   برای حالت خلاص ترمز در نظر گرفته شده .

با ترسیم و طرح ترمز اندازه های زیر بدست می آید .

‌

d=80mm که از آنجا برایe :

۷ـ تعیین فنر برای ترمز :

نیروی فشار P توسط فنر و توسط وزن اهرم فنر و اهرم زاویه در ایجاد می گردد .

‌

وزن میله و اهرم که به میله فنر تقسیم می گردد ۴kg می باشد .

یک فنر با   ( قطر سیم )d=70mm قطر توسط مارپیچ فنر و n=12 انتخاب می گردد عدد ثابت

c=1.67 kp/mm

مسافت یا فاصله فنر برای نیروی ابتدائی۱۴۹kp(V0rspannung)

‌

با این مقدار f باز هم فاصله یا مسافت f1 در هنگام هوا دادن ترمز اضافه می گردد P=C.X

‌

تنش مجاز برای قطر سیم ۹mm برابر است با :

‌

برای انتقال حرارت اشعه ای سطح بیشتری مورد استفاده قرار می گیرد این برتری در ترمز اتومبیلها در مقابل ترمزهای دو کاسه ای قابل توجه می باشد که برای انتقال حرارت فقط قسمتی از سطح استوانه خارجی استفاده می شود .

استفاده از ترمزهای صفحه ای و ترمزهای مخروطی ماشینهای بالابر این عیب را دارد که نمی توان کلاچ موتور را بخوبی روی صفحه ترمز نصب کرد یا بایستی صفحه ترمز را بزرگتر انتخاب کرد که باعث بزرگی ابعاد ترمز می شود استفاده از ترمزهای صفحه ای در صنایع اتومبیل سازی یا برتری بارگذاری یکنواخت فقط در مقابل ترمزهای دو کاسه ای داخلی که در محل شروع تماس لقمه ترمز با محور اختلاف در مقادیر   بوجود می آید قابل توجه است . ترمزهای صفحه ای با لقمه قطعه ای بندرت درماشینهای بالابر استفاده می شود .

۵-۱۹- دستگاه ترمز هیدرولیکی مضاعف :

دستگاه هیدرولیکی برای بکار انداختن ترمز تمام اتومبیل های جدید مورد استفاده قرار می گیرد این دستگاه برای انتقال قدرت مورد نیاز برای فشاردادن سطوح اصطکاکی دستگاه ترمز پدال به هر یک از واحدهای ترمز در چرخها به کار می رود . دستگاه هیدرولیکی به دو دلیل به کار می رود .اولاً ، مایع تحت فشار را بتوان با لوله های باریک که بعضی از آنها قابل ارتجاع می باشند به تمام قسمتهای اتومبیل منتقل نمود بدون اینکه جای زیادی را اشغال کند و مشکل عبور دادن آن در بین باشد . ثانیاً با کوچکتر بودن سطح مقطع پیستون سیلندر اصلی ترمز نسبت به پیستونهای داخلی سیلندر چرخها یا قسمت نعلی شکل می توان مزیت مکانیکی زیاد بوجود می آورد و نیروی لازم برای فشاردادن پدال ترمز و فعال کردن ترمز ، را کاهش داد .

سیلندر اصلی ترمز دارای یک مخزن مایع و یک مجموعه سیلندر و پیستون مضاعف می باشد . سیلندر اصلی نوع دو سیلندری برای مجزا کردن هیدرولیکی ترمز هر دو چرخ از دو چرخ دیگر در صورت پیدایش نشتی طراحی شده است . روش استاندارد این است که از دو مدار مجزا استفاده بشود یکی برای چرخهای جلو و دیگری برای چرخهای عقب . بیشترمدلهای جدیدتر از دستگاه انشعابی ضربدری استفاده ی کنند مثلاً یک چرخ جلو و چرخ عقب سمت مخالف یک مدار ترمز دارد و دو چرخ دیگر نیز یک مدار هیدرولیکی دارد .

لوله های فولادی مایع ترمز را به جایی از اسکلت اتومبیل نزدیک هر یک از چرخها منتقل می کند پس از آن مایع ترمز توسط لوله های قابل ارتجاع به چرخها منتقل می گردد تا چرخ بتواند بالا وپائین برود و فرمان پذیر باشد .

دستگاه هیدرولیکی به صورت زیر عمل می کند :

در حالت سکون کل دستگاه از پیستونهای داخل سیلندر اصلی تا پیستونهای داخل سیلندر چرخها توسط مایع ترمز پر می باشد . هنگام فشاردادن پدال ترمز ، مایع محبوس در جلو پیستونهای اصلی به داخل سیلندرهای چرخها رانده می شود . در اینجا مایع ترمز پیستونها را بطرف بیرون ( در مورد کاسه ترمز ) و یا بطرف داخل ( در مورد ترمز دیسکی ) می راند . حرکت پیستونها مخالف نیروی فنر برگردان………………