پاورپوینت سیستم ضد قفل ترمز

سیستم ترمز ضد قفل Anti-lock Brake System (ABS)

مقدمه
با توجه به اینکه متوقف ساختن خودرو از به حرکت در آوردن آن مهمتر است و مهمترین خطری که خودرو را تهدید می کند ترمز ناگهانی و قفل شدن چرخ هاست, از این رو نیاز به سیستمی که بتواند ترمز چرخها را- بخصوص در جاده های خیس, برفی ویخ زده که خطر قفل شدن چرخها بیشتر است- را کنترل و از لیز خوردن آنها جلوگیری کند بیش از پیش احساس می شود.

تاریخچه
شرکت دایملر بنز در ابتدای دهه 1970 گروهی از مهندسین و کارشناسان فنی خود را مامور بررسی سیستمی کرد که از سال 1959 پیشنهاد شده بود. این شرکت ابتدا با شرکت تلدیکس به همکاری پرداخت اما به دلیل عدم حصول نتایج مطلوب مجبور به لغو قرارداد خود با شرکت فوق گشت و قرارداد جدیدی را با شرکت بوش بست.
این گروه پس از ماهها فعالیت موفق شدند در اواسط دهه 70 سیستم ضد قفل ترمز را عرضه کرده و بصورت گسترده در خودروهای شرکت خود بکار گیرند

سیستم ABS چیست؟
ترمزهای معمولی با ایجاد دو نوع نیروی اصطکاک باعث توقف و یا کاهش سرعت خودرو می شوند :
1. نیروی اصطکاک بین صفحات لنت و دیسک
2. نیروی اصطکاک بین تایرهای خودرو و سطح جاده
شرط ترمز گیری با ثبات و کنترل شده :
اصطکاک بین تایرها و سطح جاده > اصطکاک سیستم ترمز

اصول کارکرد سیستم ABS

عملکرد سیستم ABS
1. ارسال اطلاعات لازم بصورت سیگنال به ECU ترمزABS توسط سنسورهای سرعت
2. بدست آوردن وضعیت چرخها توسطECU با انجام محاسباتی بر روی تغییرات سرعت چرخشی چرخها و سرعت خودرو
3. اعمال فشار بهینه بر هر یک از ترمزها پس از فرمان ECU به فعال کننده سیستم (در ترمزهای شدید)
4. تغییر فشار هیدرولیک توسط واحدهای کنترل فشار هیدرولیک ترمز بر اساس فرمان دریافتی ازECU

اجزا سیستم ABS

سنسورهای سرعت چرخ
سنسورهای سرعت چرخ شامل آهنربای دایم , هسته و سیم پیچ است. محل نصب سنسورهای سرعت،روتور سنسور ونیز تعداد دنده های روتور سنسور بسته به مدلهای مختلف خودرو متفاوت است.

عملکرد سنسور سرعت چرخ
دنده هایی که دورتادور رورتو قرار گرفته اند، هنگام چرخش روتور ولتاژAC را با فرکانس متناسب با سرعت چرخشی روتور تولید می کند.از ولتاژACدرECU برای دریافت اطلاعات مورد نیاز مربوط به سرعت چرخ ها استفاده می شود.

سنسور شتاب
استفاده از سنسور شتاب ECU، سیستم ABS را قادر می سازد تا مقدار شتاب منفی خودرو را اندازه گیری کند و به این ترتیب از وضعیت سطح جاده بهتر مطلع شود، در نتیجه برای جلوگیری از قفل شدن چرخ ها دقت ترمز گیری افزایش می یابد. به سنسور شتاب، سنسور G نیز گفته می شود.

ساختار سنسور شتاب
سنسور شتاب از دو دیود نوری، یک صفحه شکاف دار ویک مدار تبدیل سیگنال تشکیل شده است. سنسور شتاب، نرخ شتاب خود را حس می کند وآن را به صورت سیگنال به می فرستد.
با استفاده از این سیگنال ها،وضعیت ومشخصات دقیقتر سطح جاده را برای تصمیم گیری مناسب تر بدست می آورد.

انواع سنسور شتاب جانبی
در بعضی خودرو ها برای اینکه مشخص شود که خودرو در پیچ جاده درحال گردش است یا خیر، شتاب جانبی نیز تشخیص داده می شود.
این سنسور ها بر دو نوع زیر می باشند:

عملکرد سنسور شتاب
وقتی نرخ شتاب خودرو تغییر می کند صفحه شکاف دار سنسور،متناسب با جهت شتاب منفی و نرخ شتاب، پیرامون محور خود می چرخد. با چرخیدن صفحه،شیهر ها از مقابل دیود نوری عبور کرده وبه این ترتیب نور دیود را قطع می کنند، در نتیجه ترانزیستور گیرنده نیز با قطع و وصل شدن نور دیود، ازحالت روشن به حالت خاموش تغییر می کند.

فعال کننده ABS
فعال کننده ABS با توجه به سیگنال های ارتباطی که از ECU دریافت می کند، فشار روغن هیدرولیک هر یک از ترمز ها را به گونه ای کنترل می کند که بر هر کدام از ترمز ها فشار روغن به شکل مناسبی وارد شود.

اجزاء سیستم فعال کننده ABS
سیستم فعال کننده را به طور خلاصه می توان به دو بخش مجزا تقسیم کرد:
1.شیر سلونوئیدی (واحد کنترل) : هنگام فعالیت سیستم ترمز ضد قفل،یکی ازسه حالت «افزایش فشار، ثابت ماندن فشار یا کاهش فشار هیدرولیک» را بر اساس سیگنال های دریافتی انتخاب می کند.
2.مخزن وپمپ (واحد کاهش فشار) : هنگام کاهش فشار، پمپ، روغن ترمز را به سیلندر های ترمز بر می گرداند ومخزن ها نیز پر می شوند. پمپ فعال کننده از نوع پیستونی است.

عملکرد فعال کننده ECU
این عملکرد را در دو وضعیت زیر بررسی می کنیم:
1. وضعیت ترمز معمولی
2. وضعیت ترمز اضطراری

1. وضعیت ترمز معمولی
هنگام ترمز گیری معمولی،سیستم فعال نیست و هیچ پیامی را برای سیم پیچ های الکترونیکی ارسال نمی کند.

1. وضعیت ترمز اضطراری
هنگامی که از چرخها به دلیل ترمز ناکهانی در شرایط قفل شدن قرار می گیرد ، فعال کننده ABS با به کار گیری سیگنالهای دریافتی ECU فشار روغن ترمز مربوط به چرخ جلوگیری می شود .
این وضعیت را در سه حالت زیر بررسی می کنیم:

1. حالت کاهش فشار :

وقتی یکی از چرخ ها در حال قفل شدن است، ECU جریانی(حدود 5آمپر ) را به سیم پیچ سلونوئیدی می فرستد و نیروی مغناطیسی قوی را تولید می کند .

2. وضعیت ثابت نگه داشتن فشار
هنگامی که فشار وارد بر سیلندر ترمز به مقدار مناسب خود رسید ، حسگرهای سرعت سنج با فرستادن سیگنال هایی به ECU اعلام می کنند که سرعت چرخ مناسب است ونیاز به تغییر ندارد ، سپس ECU برای ثابت نگهداشتن فشار روغن ، جریان 2 آمپری را به کوئل سلونوئید می فرستد .

3 . وضعیت افزایش فشار
هنگامی که لازم باشد فشار وارد بر سیلندر ترمز افزایش یابد ، ECU هیچ جریانی برای کوئل سلونوئید نمی فرستد .

ECU ABS
بوسیله سیگنا ل های ارسالی از طرف سنسور های سرعت چرخ ها سرعت دورانی چرخ ها و در نتیجه سرعت خودرو را دریافت می کند.
بر اساس تغییرات سرعت چرخ ها، مقدار لغزش چرخ ها را روی سطح جاده تشخیص می دهد و مقدار فشار تقسیم شده فعال کننده را کنترل می کند.به این ترتیب فشار بهینه روغن هیدرولیک بر ترمز چرخ ها وارد می شود تا چرخ ها قفل نشوند.
توجه:هنگام ترمز گرفتن، شتاب منفی خودرو به سرعت چرخ ها در حین ترمزگیری ونیز به وضعیت سطح جاده (خشک بودن،خیس بودن،یخی بودن و…) بستگی دارد.

سیستم های نوین ABS
برخی سیستم های نوین ترمز عبارتند از:
1. ESP: Electronic Stability Program
2. ASR: Acceleratin Skid Regulation
3. BAS: Brake Assistance System
4. SBC: Sensotronic Brake Control

انتظار طراحان از سیستم ABS
1. حفظ فرمان پذیری و تعادل خودرو در تمامی زمانها و بدون در نظر گرفتن شرایط جاده ای
2. استفاده از نیروی اصطکاکی مابین لاستیک ها و سطح جاده به جهت حداکثر تاثیر پذیری آن،بدون در نظر گرفتن نیرویی که راننده بر پدال وارد می کند(نیرو دقیقا یا به تدریج وارد می شود)
3. عملکرد سیستم در تمامی محدوده های سرعت وتاثیر پذیری آن تا زمان توقف کامل خودرو
4. انطباق سریع با تغییرات سطح جاده
5. ایجاد دو سطح مختلف چسبندگی در دو طرف خودرو در جاده های مرطوب
6. حفظ سیستم تعاونی و فرمان پذیری خودرو در هنگام دور زدن

مزایای سیستم ABS
1. افزایش ایمنی خودرو ودر نهایت سر نشینان
2. کاهش خط ترمز
3. افزایش پایداری خودرو در جاده های لغزنده
4. افزایش کنترل فرمان
5. کاهش اثر شرایط متفاوت جاده بر روی لاستیک ها
6. کاهش مقدار لرزش لاستیک
7.کاهش سیستم تعلیق در ترمز
8. پایداری خودرو در جاده های نا همگن به هنگام ترمز شدید
9. عدم گرم شدن زیاد لنت ها

آیا سیستم ABS واقعاً کار می کند ؟
1.افزایش جسارت رانندگان
2.ایجاد اضطراب به دلیل حالت عجیب تپش پدال ترمز
3. امکان استفاده از فرمان خودرو در حالت فشردن پدال ترمز

منابع
www.irna.com
www.moratab khodro.com
www.tabriz blog.com
Anti-lockBrake System. By: ahlstrand . مترجم:علیرضا صیادی
سیستم ترمز ضد قفل- شهرام الوندی-انتشارات نوربخش

نمایش فیلم