ترمزهاي پيشرفته در خودروها(قسمت اول)

ترمزهاي پيشرفته در خودروها

قسمت اول

تاريخچه ترمز

روشهاي گوناگوني براي انتقال نيروي راننده به ترمزها وجود دارد كه در زير به آنها اشاره مي كنيم :

ميله بندي مكانيكي (Solid bar connection operated )

در اين نوع عملگرها بين پدال ترمز و كفشك ترمز يك اهرم بندي مكانيكي قرار مي گيرد كه عامل انتقال نيرو از پا يا دست راننده به ترمز مي باشد. اين نوع ميله بنديها، معمولاً با بكار بردن اهرمهايي نيروي وارده توسط راننده را چند برابر مي كنند.

سيمي🙁Cable operation )

در برخي از موارد كه از سيستمهاي مكانيكي بعنوان عملگر استفاده مي كنند، بجاي سيستم ميله بندي اهرمي از سيم استفاده مي كنند. از اين سيستمهاي انتقال نيرو در خودروها كمتر استفاده مي شود و بيشتر در ترمز چرخهاي عقب موتور سيكلتها استفاده مي شود.

اساس كار ترمز

اساس كار ترمز بر مبناي اصطكاك بين دو سطح است. مقدار اصطحكاك بسته به نيروي اعمال شده بين دو سطح، زبري و جنس سطوح تغيير مي كند.

وقتي راننده پدال ترمز را فشار مي دهد و ترمزها به كار مي افتند، سيالي از داخل لوله هاي روغن عبور مي كند و به مكانيسمهاي ترمزگيري در چرخها مي رسد. اين مكانيسمهاي ترمزگيري به قطعات چرخان نيرو وارد مي كنند تا حركت چرخها كند شود يا چرخها از حركت باز ايستند.

اگر راننده خيلي محكم ترمز بگيرد، بطوريكه چرخها قفل شوند، اصطكاك بين لاستيكها و سطح جاده از نوع جنبشي خواهد بود. اگر ترمز خيلي محكم گرفته نشود، چرخها به چرخيدن ادامه خواهند داد، در اين حالت با اصطكاك ايستائي سروكار داريم؛ يعني اصطكاك در آستانه حركت كه مقدار آن نيز از اصطكاك جنبشي بيشتر است. در صورتيكه چرخها قفل نشوند، خودرو پيش از توقف مسافت كمتري را مي پيمايد و زودتر متوقف مي شود. اما ترمز را همواره بايد چنان گرفت كه چرخها در آستانه قفل شدن باشند.

اجزاي ترمز

سيستم ترمز پائي شامل دو بخش اصلي است. اين بخشها عبارتند از:

1- سيلندر اصلي يا پمپ زير پا

پمپ زير پا يك پمپ پيستوني رفت و برگشتي است. وقتي راننده پدال را فشار مي دهد، اين فشار به سيستم هيدروليكي منتقل مي شود، روغن ترمز از پمپ زير پا وارد لوله هاي روغن مي شود و به مكانيسمهاي ترمز مي رسد. با افزايش فشار هيدروليكي كفشكها يا لنت ترمزها به كاسه ها يا ديسكهاي چرخان فشرده مي شوند، در نتيجه نيروي مكانيكي پدال ترمز به نيروي هيدروليكي وارد بر مكانيسمهاي ترمز چرخ تبديل مي شود

2- مكانيزم هاي ترمز:

الف ) ترمز ديسكي

در ترمز ديسكي، فشار روغن لنتهاي ترمز را به ديسكي چرخان مي فشارد. اصطكاك بين كفشها يا لنت ترمزهاي ساكن با كاسه يا ديسك چرخان منشا عمل ترمزگيري است كه سبب كند شدن حركت يا توقف چرخها مي شود.

ب)ترمزكاسه اي

در ترمز كاسه اي فشار روغن، كفشكهاي ترمز لنت كوبي شده را به يك كاسه چرخان يا كاسه چرخ مي فشارد.

3:لوله هاي رابط

براي انتقال مايع روغن ترمز از سيلندر اصلي به چرخ ها از يك سري لوله هاي فولادي مستحكم و يا لوله هاي پلاستيكي استفاده مي شود .

در اكثر خودروها، ترمزهاي چرخها دو به دو با هم عمل مي كنند. بدين صورت كه معمولاً در خودروهاي ديفرانسيل عقب دو چرخ عقب از يك لوله روغن و چرخهاي جلو از يك لوله روغن مجزا استفاده مي كنند. در بسياري از خودروهاي ديفرانسيل جلو نيز چرخها بصورت ضربدري هركدام به يك لوله متصلند.

مجزا كردن سيستم هيدروليكي به دو بخش ، ايمني خودرو را افزايش مي دهد. اگر يكي از بخشها نشتي روغن داشته باشد و كار نكند، بخش ديگر به كار خود ادامه مي دهد و خودرو را متوقف مي كند. به ندرت ممكن است هر دو بخش همزمان از كار بيفتند. در سيستمهاي قديمي، سيلندر اصلي يا پمپ زير پا فقط يك پيستون داشت. در اين سيستمها وقتي در نقطه اي از سيستم هيدروليكي عيبي بروز مي كرد، خودرو ديگر ترمز نمي گرفت.

ترمز بوستري

اكثر خودروها به سيستم ترمز بوستري مجهزند. در اين نوع سيستم وارد كردن نيروي نسبتاً كمي بر پدال ترمز براي كاهش سرعت يا متوقف كردن خودرو كافي است. در صورتي كه موتور خاموش باشد يا بوستر خراب شده باشد، ترمز عمل مي كند، اما راننده بايد نيروي بيشتري به پدال ترمز وارد كند.

بوستر ترمز خلئي، سيلندري دارد كه در آن پيستون يا ديافراگمي تعبيه شده است.

وقتي پدال ترمز رها مي شود، پيستون در نتيجه خلا معلق مي ماند چرا كه خلا در دو طرف آن برابر است. اين خلا مورد نياز بوسيله لوله اي از منيفولد بنزين يا يك پمپ خلا تامين مي شود. با فشار دادن پدال ترمز، فشار در يك طرف پيستون به فشار جو مي رسد، بنابراين پيستون به طرف ديگر كشيده مي شود و نيروي كمي كه راننده به پدال وارد مي كند به كمك فشار جو افزايش مي يابد.

با فشار دادن پدال ترمز، ميله پشت پدال ترمز شير هوا را از شير تنظيم متحرك دور مي كند. هوا با فشار جو از شيرها مي گذرد و وارد فضاي بين پيستون و پوسته عقب مي شود. در نتيجه ديافراگم و ميله پشت پمپ زير پا به طرف پمپ زير پا حركت مي كنند. وقتي پيستونها در داخل پمپ زير پا عمل كنند، ترمز عمل مي كند. با رها كردن پدال ترمز شير هوا دوباره با شير تنظيم متحرك تماس پيدا مي كند.در نتيجه محفظه پشت پيستون نسبت به ورود هوا درز بندي مي شود.

رفع عيب از ترمزهاي هيدروليكي

ترمزهاي هيدروليك از سيستم‌هاي مطمئن‌ ترمز محسوب مي‌شود. اما اين سيستم در ابتدا داراي عيب‌هاي بزرگي بود. اگر هر گاه به دليلي، شكستگي جزئي در يكي از لوله‌هاي ترمزها به وجود مي‌آمد در اثر نشت مايع ترمز يا وارد شدن هوا در سيستم، تمام سيستم ترمز از حالت فعاليت خود بيرون آمده و خطرآفرين مي‌شد.

براي از ميان برداشتن اين عيب، خودروسازان و شركت‌هاي توليد‌كننده سيستم‌هاي ترمز مجبور به تقسيم كردن نيروي ترمز از طريق فشار هيدروليك به دو بخش شدند. يكي از اين بخش‌ها به چرخ‌هاي جلو و ديگري به بخش‌هاي عقب فشار وارد مي‌آورد طراحي و توليد اين سيستم جديد بسيار مثبت بود، ولي به نظر مي‌رسيد آنچنان از خطرات احتمالي آن نمي‌كاست، چرا كه در اين صورت ايجاد شكستگي در لوله‌هاي ترمز جلو و قفل يا بلوكه‌كردن چرخ‌هاي عقب، خودرو به شدت به دور خود چرخيده و از كنترل خارج مي‌شد.

اما سوئدي‌ها راه‌حل اين مشكل را پيدا كردند. كمپاني (ساب) Saab ترمزهاي هيدروليك دو كاناله به صورت ضربدري را طراحي و توليد كرد به اين صورت كه چرخ سمت راست جلو به همراه چرخ‌سمت چپ عقب از يك كانال و چرخ سمت چپ جلو به همراه چرخ سمت راست عقب از كانال ديگر تغذيه مي‌شدند.

ولي كمپاني‌‌هاي خودروسازي ولوو و بي‌ام‌و بر روي طرح نسبتا بهتري كار كردند به اين ترتيب كه با هر دو چرخ جلو هر كدام از يك كانال تغذيه مي‌شدند چرخ‌هاي عقب نيز از كانال مستقلي بهره مي‌بردند. در اين صورت در اثر بروز اشكال يا شكستگي در يكي از لوله‌هاي هيدروليك چرخ‌ها تنها همان چرخ بود كه قابليت ترمزگيري را از دست مي‌داد و در كنترل خودرو اشكال عمده‌‌اي پيش نمي‌آمد اما سيستم ترمز در خودروها نيز در دنيا به سرعت ديگر بخش‌ها رشد داشت و خوشبختانه در حال حاضر ترمزهاي سه و چهاركاناله ضد بلوكه Abs در بيشتر خودروها به صورت استاندارد وجود دارد.

ترمز ABS

گاهي يك ترمز كوتاه و موثر مي تواند جان انسان ها را نجات دهد ولي هميشه ترمز كردن با شرايط جاده هماهنگ نيست و نمي تواند موثر باشد از اين رو سبب فاجعه مي گردد . لغزندگي، يخ و يا هر دليلي كه باعث قفل (بلوكه) شدن ترمزها گردد، عامل از دست دادن كنترل كنترل خودرو است براي اطمينان از بلوكه نشدن ترمزها, از سيستمي به نام ABS كمك گرفته مي شود

ABS= Anti Blocker System

ترمزهاي Abs در بيان ساده دستگاهي الكترونيكي هستند كه در هنگام ترمزگيري باكنترل فشار (قطع و وصل كردن فشار) هيدروليك در كسري از ثانيه ارتباط لنت را با ديسك يا كاسه برقرار و قطع مي‌كنند و تكرار سريع و مداوم اين عمل باعث از ميان رفتن حالت بلوكه كردن يا قفل كردن ترمزها مي‌شود.

اهميت اين گونه ترمزها نيز بيشتر در سطوح خيس و لغزنده يا ترمزگيري در سرعت‌هاي بالا بيشتر نمايان مي‌شود. در اين گونه موارد راننده از كنترل كامل بر روي وسائل نقليه خود برخوردار است و اما شايد بتوان گفت تنها نكته منفي در مورد ترمزهاي Abs صداي نسبتا شديد آنها در هنگام ترمزگيري بر روي سطوح بسيار لغزنده است.

اين صداي لرزان كه به درون كابين نفوذ مي‌كند و زير پدال ترمز حس و شنيده مي‌شود راننده‌اي را كه تجربه ترمزگيري در اين شرايط ندارد به اشتباه مي‌اندازد كه احتمالا قسمتي از سيستم ترمز خودرواش در حال خرد شدن است و به همين دليل راننده ممكن است به اشتباه از فشار پاي خود بر روي پدال ترمز بكاهد.

به تازگي استفاده از سيستم‌هاي كمكي و تقويت كننده الكترونيكي و مكانيكي نيز براي هر چه بهتر كردن فعاليت ترمزها بر روي انواع خودروهاي جديد به كار گرفته مي‌شود اين سيستم‌ها با وارد آوردن اندك فشاري به پدال ترمز فعال شده و بهترين نتيجه را در اختيار راننده قرار مي‌دهد.

وقتي سرعت لاستيكها، با آهنگي تندتر از سرعت خودرو كاهش يابد، لاستيكها روي سطح جاده سر مي خورند. يكي از راههاي جلوگيري از سر خوردن لاستيك، جلوگيري از قفل شدن ترمزهاست. اين همان كاري است كه سيستم ترمز ABS انجام مي دهد. در حين ترمزگيري عادي، سيستم ترمزABS هيچ اثري بر ترمز پايي ندارد. اما وقتي راننده به شدت ترمز مي گيرد، اين سيستم مانع قفل شدن چرخها مي شود. اين سيستم به ترمزها اجازه مي دهد تا آستانه سر خوردن لاستيكها عمل كنند. در اين هنگام سيستم ABS فشار روغن ترمز هر چرخ را تغيير مي دهد. بدين ترتيب پمپ كردن سريع سبب مي شود كه آهنگ كاهش سرعت چرخ، از آهنگي كه سبب قفل شدن چرخها مي شود كمتر بمان