دپارتمان مهندسی مکانیک ایران

انجمن مهندسی مکانیک

انجمن تست های غیر مخرب

انجمن علمی مهندسی پزشکی

انجمن بیومکانیک

آموزش تعمیر تجهیزات پزشکی

آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره های مهندسی پزشکی

دوره های آموزشی مهندسی پزشکی

انجمن مهندسی پزشکی

آموزش تعمیر تجهیزات دندانپزشکی

آموزش بازرسی جوش

آموزش پایپینگ


             
فناوری ترمز در خودروهای جدید
نوشته شده توسط میثم مختاری چناری   
شنبه ، 12 مهر 1393 ، 10:39

فناوری ترمز

 (braking technology)

 

 فناوري ترمز

 نياز سازندگان خودرو به ترمزهايي با كيفيت بهتر و در عين حال كمترين امتياز منفي از لحاظ هزينه يا قيمت، سازندگان را مجبور به طرح ايده‌هايي جديد كرده است. گرچه پيشرفت در زمينه مواد سايشي و طرح‌هاي Caliper، به بهبود كيفيت ترمز كمك كرده است، اما پيشرفت اصلي سيستم ترمز در سال‌هاي اخير از كنترل الكترونيكي، در درجه اول ABS (سيستم ترمز ضدقفل)، سپس ESP (برنامه تعادل الكترونيكي) و اكنون ترمز با سيم ناشي شده است.

ABS  اولين فناوري كنترل سايشي است. هدف ABS، محدود كردن فشار وارده به چرخي است كه سرعت آن به شدت در حال كاهش بوده و اينكه، بدون قفل شدن، بيشترين نيروي نگهدارنده را به آن وارد كند. هنگامي كه راننده ترمز مي‌گيرد، لاستيك‌ها شروع به لغزش مي‌كنند.

ABS  براي اينكه تشخيص دهد چرخ‌ها در چه هنگامي قفل مي‌شوند، ميزان لغزش را اندازه‌گيري كرده و با كاهش فشار هيدروليكي، از افزايش يا ادامه آن جلوگيري مي‌كند. واضح است كه هر چه اين طرح كوچكتر، سبكتر، بي‌صداتر و مؤثرتر باشد، بهتر است.

در حالي كه ABS از قفل شدن چرخ‌ها در طول مدت ترمزگيري جلوگيري مي‌كند و با كنترل كشش، جلوي شتاب‌گيري چرخ‌ها را مي‌گيرد، ESP يك گام فراتر از آن عمل مي‌كند. اين نوع سيستم ترمز، خطر سُر خوردن را در تمامي حالات ترافيكي كاهش مي‌دهد.

فناوری ترمز

از زماني كه اولين سيستم ESP در 1995 در يكي از خودروهاي مرسدس بنز ظاهر شد، سازندگان سيستم ترمز، تقاضاي قابل توجهي را پيش‌بيني كرده‌اند، چرا كه استقبال از ESP در ميان رانندگان متوسط و دست پايين بازار خودرو، رو به افزايش است. با اينكه ESP جزء تجهيزات استاندارد بسياري از خودروهاي لوكس است، شمار فزاينده‌اي از خودروهاي متوسط و كوچك نيز از آن به عنوان گزينه اختياري (آپشن) استفاده مي‌كنند.

تمامي سازندگان سيستم ترمز الكترونيكي، در حال ايجاد راه‌حل‌هاي خاص خود براي سيستم‌هاي ترمز پارك الكترونيكي يا EPB هستند كه به ترمز پارك الكترومكانيكي نيز معروف است. يك EPB، ترمزهاي پارك مكانيكي و اجزاي مكانيكي بزرگ كه با آنها در ارتباط هستند، نظير اهرم هاي دستي يا پدال‌هاي پايي داخل خودرو و اجزاي مكانيكي كابلي و كابل‌هايي كه در سراسر وسيله نقليه كشيده شده‌اند را جايگزين مي‌كند. خودروي مجهز به سيستم EPB، مي‌تواند نكته مثبت بزرگي براي رانندگان مسن‌تر يا معلولين، تلقي شود. سازندگان، اين فناوري را به مثابه جاي پايي براي تكميل سيستم‌هاي ترمز برقي غيرهيدروليكي، مي‌شناسند.

سيستم‌هاي صنعت خودروي قاره‌اي، در مقايسه با ميزان پذيرش سيستم‌هاي EPB، رشد كمتري را شاهد هستند. «جيمز رمفري» رئيس بخش بررسي و كاريابي، بخش توسعه عالي سيستم‌هاي صنعت خودروي قاره‌اي مي‌گويد: «گرچه OEMها در اين مورد، حرف اول را مي‌زنند، اما فروش سيستم‌هاي راحت، كار آساني نيست هر چند كه ترمز پارك برقي، سيستمي راحت و داراي مزيت امنيتي است.

مثلاً، پارك كردن با يك وسيله نقليه سنگين، روي خط‌كشي خيابان، با استفاده از ترمز پارك برقي، از امنيت عملي بيشتري در مقايسه با سيستم اهرم دستي معمولي برخوردار است. در اين موقعيت، راننده مي‌تواند مطمئن باشد كه براي نگاه داشتن وسيله نقليه، نيروي كافي به ترمزها وارد مي‌شود. مزيت ديگر آن، بسته‌بندي در وسيله نقليه براي سازندگان آن است. نرخ لوازم آن، بويژه در كلاس خودروهاي جمع‌وجور، در حال افزايش است.

ترمز برقي دلفي با كد اسمي DEB3.0، با ترمز جلوي هيدروليكي و ترمز عقب الكترومكانيكي، تقريباً در راه است. اين سيستم، بايد تا سال 2010 آماده شود. شركت دلفي مي‌تواند ترمزي برقي را كه كاملاً توسط سيستم كار مي‌كند و DEB4.0 ناميده مي‌شود، تا سال 2012 آماده كند. سرمهندس «نيك جونز» از مركز نوآوري دلفي مي‌گويد دلفي، بتازگي ترمز پارك برقي خودكفايي را ارائه نمي‌كند. ترمزهاي پارك برقي ما از ترمز گازانبري برقي، كامل‌تر هستند. در مدل DEB3.0، محرك عقب كم مي‌شود. مزيت اين سيستم، عملكرد مستقيم آن است كه باعث شده در مقايسه با سيستم‌هاي ديگر، بسيار سريع‌تر و نرم‌تر عمل كند. ترمز پاركينگ ما، جاي كار بسياري دارد، اما بازار هنوز به آن درجه از آمادگي نرسيده است. در مورد سيستم‌هاي DEB4.0 نيز وضع به همين منوال است. تنها تفاوتي كه وجود دارد، اين است كه قابليت ترمز پارك به‌طوري مؤثر به كل 4 چرخ وارد مي‌شود و شما مي‌توانيد با اعمال نيروي كمتري به هر چرخ، در شيب‌هاي تند پارك كنيد».

شركت بين‌المللي PBR كه منشأ استراليايي دارد، مدتي است كه مشغول توسعه EPB و سيستم‌هاي ترمز سيمي و كنار زدن مرزهاي فني در عرصه سيستم‌هاي ترمز الكترونيكي است. سؤال اين است كه چه چيزي فناوري ترمز پارك برقي اين شركت را از طرح‌هاي رقبا متمايز مي‌سازد؟ «آدرين بودن» مدير گروه مهندسي شركت PBR اينترنشنال مي‌گويد: «ما فناوري اي-پارك را به دو طرح ترمز پارك برقي به هم پيوسته، تقسيم كرده‌ايم. يكي «كابل كش» كه مكانيزم پارك موجود را (غلطك درون توپي، گازانبر مكانيكي و يا ترمز غلطكي) موقع جابه‌جا كردن مكانيزم محرك دستي يا پايي، بكار مي‌اندازد. مزيت‌هاي اصلي هر دو سيستم، اندازه كوچك آنها، سبكي، انعطاف‌پذيري در بسته‌بندي سر و صداي كم و از همه مهمتر، سرعتي است كه مي‌توان كل گشتاور پاركينگ را گرفت و رها كرد. اين سيستم لازم مي‌دارد كه سرعت عمل آن كمتر از يك ثانيه و سرعت رها كردن آن كمتر از 7/0 ثانيه باشد. سيستم‌هاي اي-پارك PBR در كمتر از 7/0 ثانيه مي‌گيرد و رها مي‌كند». بودن، پيش‌بيني مي‌كند كه اولين عرضه اين سيستم ماه نهم سال 2008 باشد كه به احتمال زياد پايان سختي براي حيطه وسائط نقليه خواهد بود. او مي‌گويد: «اين مسئله مزيت ديگر PBR را نشان مي‌دهد. در واقع، وسائط نقليه با GVW تا وزن 4500 كيلوگرم مي‌توانند از آن استفاده كنند. بنابراين، تقريباً مي‌توان از اي- پارك در شكل‌هاي كنوني خود، در همه وسائط نقليه مسافربري استفاده كرد. همچنين، مي‌توانيم طرح خود را براي استفاده در وسائط نقليه سنگين‌تر تا حدود 7500 كيلوگرم نيز تعميم دهيم كه در اين صورت، اكثر وسائط نقليه اقتصادي سبك را در بر خواهد گرفت. در واقع، هم‌اكنون ما مشغول بحث با سازندگان اروپايي LCV در زمينه موارد كاربري اي-پارك در سال 2010 هستيم».

مرسدس بنز در تعدادي از مدل‌هاي سطح بالاي خود، فرم‌هاي ترمز الكترو-هيدروليكي هايبرد (EHB)، فناوري ترمز سيمي را همانند فناوري فرمان سيمي، همراه با سيگنال الكتريكي با كاربرد ترمز هيدروليكي ارائه كرده است. پس از آن، نوبت به ترمز الكترومكانيكي (EMB) مي‌رسد كه در آن، صفحات گازانبري ترمز با برق و از طريق اهرم‌بندي كاملاً دنده‌اي، كار مي‌كنند و تمامي سيستم روغن ترمز با هم حذف مي‌شوند. اين خود مزيتي قابل توجه است كه البته دسترسي به اين فناوري زمان بيشتري خواهد برد.

بعضي از جنبه‌هاي EMB، آشكارا نيازمند پيشرفت‌هاي اساسي بودند. اين امر باعث شده بود تا مدتي طولاني، EHB از آن پيشي بگيرد.

گرچه ترمز سيمي، بسيار مطمئن‌تر و مؤثرتر كار مي‌كند، مسير گسترش فناوري هيدروليكي حجيم، ايجاد فضا و كاهش نگهداري آن‌قدرها هم هموار نشده است. «استيو مولنگومري ريكاردو: مدير بخش نرم‌افزار سيستم‌هاي كنترل مي‌گويد: «ما از لحاظ پيشرفت اين سيستم، هنوز تا رسيدن به ترمزي كاملاً برقي، راهي طولاني در پيش داريم.اولين خودروهاي داراي ترمز الكتروهيدروليكي، آن‌طور كه انتظار مي‌رفت مورد قبول واقع نشدند. مثلاً، مرسدس كلاس E با سيستم EHB از لحاظ اعتماد مشتريان نمره قبولي نگرفت و مرسدس، EHB را از رده خارج كرد و تصميم گرفت براي كلاس E و در صورت امكان تمامي مدل‌هاي خود از سيستم‌ ترمز هيدروليك استفاده كند».

براستي صنعت ازاين موضوع چه درسي مي‌تواند بگيرد؟ «سيستم‌هاي جديد هميشه گران هستند. من فكر مي‌كنم درسي كه بايد بگيريم اين است كه قبل از شروع به ساخت چنين سيستم‌هايي، ابتدا رابطه مزيت آنها با هزينه توليدشان را تجزيه و تحليل كنيم. همچنين، لازم است ريسك‌هاي مربوط به درك مشتري از سيستم را دريابيم».

«جيمز رمفري» رئيس بخش آزمون فناوري و كاريابي بخش توسعه پيشرفته شركت كونتيننتال اتوموتيو سيستم، مي‌گويد: «گرچه شاهد موارد استفاده‌اي از سيستم‌هاي سيمي بوده‌ايم، اما اعتقاد ما بر اين است كه هنوز بازار آمادگي پذيرش اين نوع فناوري را ندارد. به طور كلي، ما شاهد اين هستيم كه بعضي از خودروسازان در اين مقوله پس‌رفت دارند و ترجيح مي‌دهند از فناوري قابل اعتماد و بازار پسندي كه ساختاري ساده را فراهم مي‌كند، استفاده كنند».

دلفي جونز مي‌گويد: «بيشتر OEMها بر اين باورند كه فناوري ترمز سيمي، خواهد آمد. فقط زمان دقيق آن معلوم نيست. البته بسياري از عوامل موجود، تقويت يا تضعيف مي‌كنند و اين روند، مسيري پرفراز و نشيب دارد.

دكتر «ادوارد جرام» مدير عامل  Knorr  Bremse  Gmbh  سيستم‌هاي ترمز، در توضيح ترمز سيمي براي كاربردهاي خودروهاي تجاري، گفته است: «امروزه خودروهاي تجاري داراي سيستم‌هاي ترمز با كنترل الكترونيكي، پشتوانه هوايي فشرده دارند. بنابراين، اگر سيستم الكترونيكي آنها درست عمل نكند، سيستم كنترلي ترمز موجود در آنها وارد عمل مي‌شود. اتفاقاً خواهيم ديد كه اين پشتوانه هواي فشرده از سيستم ترمز حذف خواهد شد، اما نه طي 10 سال آينده، گرچه ممكن است كاربردهاي، خوبي در اين مسير وجود داشته باشند، با اين همه فكر نمي‌كنم هيچ راننده‌اي حاضر باشد رانندگي خودروهاي مسافري يا تجاري داراي سيستم ترمز سيمي را برعهده بگيرد. البته، ما كاربردهاي خوبي را براي سيستم ترمز سيمي در هر دو زمينه، شاهد بوده‌ايم. بزودي خواهيم ديد كه راه‌اندازي الكترومكانيكي در مورد خودروهاي سنگين به واقعيت خواهد پيوست. همچنين در خودروهاي سنگين از زيرساخت برقي و الكترونيكي بسيار قوي‌تري، استفاده خواهد شد».

كشور برمسه سازنده و طراح سيستم‌هاي ترمز براي وانت، تراكتور، تريلي، اتوبوس و خودروهاي خاص است. انواع سيستم برقي ترمز اين شركت، عبارتند از: ESP, EBS, ASR, ABS.

با معرفي كامل فناوري ترمز الكترومكانيكي، برخي مي‌گويند موضوع پذيريش مصرف‌كننده چه مي‌شود؟ يعني آيا ما حاضريم از ترمز سيمي استفاده كنيم؟ از طرفي، بعضي‌ها بر اين باورند كه مصرف‌كننده چه آگاهانه و چه ناآگاهانه، فناوري‌هاي نوين را دوست دارد مگر اينكه موضوع تضمين در ميان باشد.

«ريكاردو مگ‌نت گومري» مي‌گويد: «به نظر من، كنترل ساسات الكترونيكي گازوئيلي و كنترل موتوري ديزل الكترونيكي، در موازات هم قرار دارند. بسياري از مصرف‌كننده‌ها، از اين مسئله بي‌اطلاع‌اند كه رابطه‌اي مكانيكي بين پدال شتاب‌دهنده و صفحه ساسات يا تجهيزات تزريق سوخت وجود ندارد. آنها اين فناوري را به چشم نمي‌بينند، اما از قابليت رانندگي و نقش آن، همانند كنترل عملكرد آن بهره برده و قابل اعتماد مي‌دانند، حتي از اين بابت خوشحالند. شايد ترمز، موضوع تحريك‌كننده‌تري باشد، اما اصول آن همين است. اگر اين سيستم مثل همتاي مكانيكي‌اش قابل اعتماد و ايمن باشد، دليلي وجود ندارد كه آن را نپذيرند. تازه، فكر مي‌كنيد چند نفر از مسافران قطار يا هواپيما كه با سرعت بالا حركت مي‌كنند، از فناوري آنها مطلع هستند؟ هزينه اين سيستم، به خودي خود مسئله‌اي مهم است. مي‌توان تصور كرد كه يك سيستم هيدروليكي پيشرفته، تمام كاربري‌هاي EHB را انجام دهد. بنابراين، EHB مي‌بايستي از لحاظ هزينه به نفع مشتري باشد».

در اكثر طرح‌هاي توسعه ترمزهاي الكترونيكي، ديده مي‌شود كه ترمزهاي هيدروليكي عمر زيادي خواهند داشت. «پيتر ميلر» مدير بخش مهندسي برق الكترونيك از شركت ريكاردو مي‌گويد: «گيريم كه بتوانيم دستاوردهاي زيادي از سيستم هيدروليكي حاصل كنيم، باز هم بايد جزء ديگري از سيستم‌هاي ترمز برقي، عوض شود. مثلاً، اگر هزينه‌هاي محيطي سيستم‌هاي ترمز هيدروليكي، استفاده از آنها را غيرقابل قبول كند، ترمزهاي برقي بيشتر مورد پسند واقع خواهند شد».

انجمن مهندسان خودرو کرج (میثم مختاری چناری)

برای وارد شدن به وبلاگ انجمن مهندسی خودرو کرج            اینجا           کلیک نمایید.

 
سامانه هوشمند ژورنال مقالات