نگه داشتن ناگهانی یک اتومبیل در جاده ی لغزنده می تواند بسیار خطرناک باشد.ترمزهای ضد قفل خطر های این واقعه ی ترسناک را کاهش می دهد.در واقع روی سطوح لغزنده حتی راننده های حرفه ای بدون ترمزهای ضد قفل نمی توانند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کنند. مکان ترمز های ضد قفل در این مقاله ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیریم:اینکه چرا به آنها نیاز داریم،چه چیز هایی در آنها به کار رفته است،چگونه کار می کنند،بعضی از انواع رایج و بعضی از مشکلات مربوط به آن. بدست آوردن یک مفهوم کلی از ترمزهای ضد قفل: تئوری ترمز های ضد قفل بسیار ساده است.یک چرخ در حال لیز خوردن(به طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد.اگربا اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می دانید که اگر چرخها بچرنخد هیچ نیروی جلو بری به اتومبیل وارد نمی شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می خورد. ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ ها در هنگام ترمز کردن،دو مزیت را بوجود می آورند:اول اینکه خودرو زود تر متوقف می شود و دوم اینکه می توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد. در ترمز های ضد قفل چهار بخش اصلی وجود دارد: ● حسگر های سرعت ●پمپ ●سوپاپ ها ●کنترل کننده پمپ وسوپاپ های ترمز ضد قفل حسگرهای سرعت: سیستم ترمز ضد قفل باید بداند چه موقع چرخ در حال قفل کردن است،حسگرهای سرعت که در هر چرخ یا در بعضی مواقع در دیفرانسیل قرار گرفته اند این اطلاعات را فراهم می کنند سوپاپ ها: در هر لوله ی ترمز که به هر ترمز می رود یک سوپاپ وجود دارد که با کنترل کننده کنترل می شود،در بعضی از سیستم ها سوپاپ سه حالت دارد: ●در حالت اول سوپاپ باز است و فشار از سیلندر اصلی مستقیما به ترمز می رسد ●در حالت دوم سوپاپ لوله ی ترمز را می بندد و ترمز را از سیلندر اصلی جدا می کند،این حالت از افزایش بیش از حد فشار ترمز وقتی راننده روی پدال فشار می آورد،جلو گیری می کند ●در حالت سوم سوپاپ مقداری از فشار ترمز را کم می کند پمپ: چون سوپاپ می تواند فشار ترمز را کم کند باید به طریقی این فشار از دست رفته را جبران کرد واین کاری است که پمپ انجام می دهد.بعد از اینکه سوپاپ فشار را در یک ترمز کم کرد پمپ دو باره فشار ایجاد می کند کنترل کننده: کنترل کننده یک پردازنده است که با توجه به حسگرهای سرعت، سوپاپ ها را کنترل می کند. ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن: انواع مختلف و الگوریتم های کنترل گوناگونی برای ترمز های ضد قفل وجود دارد.ما درباره ی طرز کار یکی از ساده ترین انواع آن توضیح می دهیم. کنترل کننده همیشه حسگرهای سرعت را کنترل می کند و به دنبال کاهش سرعت غیر معمول در چرخ ها می گردد.دقیقا قبل از اینکه چرخی قفل کند کاهش سرعت شدیدی را تجربه می کند اگر این چرخ کنترل نشود بسیار زودتر از زمانی که خودرو برای متوقف شدن نیاز دارد قفل خواهد کرد.یک خودرو که با سرعت ٦۰مایل در ساعت حرکت می کند درشرایط ایده آل حدود ٥ ثانیه زمان لازم دارد تا بایستد اما یک چرخ در کمتر از یک ثانیه از چرخیدن می ایستد و قفل می کند. کنترل کننده می داند که یک چنین کاهش سرعتی در چرخها غیرممکن است.بنابراین در چرخی که کاهش سرعت غیر معمول داشته فشار ترمز را کاهش می دهد تا زمانی که حسگر آن چرخ افزایش سرعت را ثبت کند آنگاه کنترل کننده دوباره فشار ترمز را افزایش می دهد تا اینکه حسگر ها کاهش سرعت را گزارش کنند.کنترل کننده این کار را بسیار سریع وقبل از آنکه تایر تغییر سرعت زیادی داشته باشد انجام می دهد نتیجه این است که حرکت چرخ ها با همان شدتی که از سرعت خودرو کم می شود کند می گردد و ترمز ها چرخ ها را نزدیکی نقطه ی قفل کردن نگه می دارند که این به سیستم بیشترین نیروی ترمز کردن را می دهد. وقتی ترمز ضد قفل در حال کار کردن است شما ضربات منظمی در پدال ترمز احساس می کنید که به خاطر باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها است.بعضی از ترمزهای ضد قفل تا ۱٥بار در ثانیه این کار را انجام می دهند. انواع ترمزهای ضد قفل: ترمزهای ضد قفل طراحی های مختلفی دارند که به نوع ترمز به کار رفته بستگی دارد.ما به آنها بر اساس تعداد کانال ها(تعداد سوپاپ هایی که به طور جداگانه کنترل می شوند) و تعداد حسگر های سرعت اشاره می کنیم: ●ترمز ضد قفل با چهار کانال و چهار حسگر سرعت:این بهترین طراحی است که در آن برای هر چرخ حسگر و سوپاپ جداگانه ای وجود دارد با این روش کنترل گر هر چرخ را به طور مجزا بررسی می کند تا به هر چرخ بیشترین نیروی اصطکاک وارد شود. ●سه کانال و سه حسگر:این روش بیشتر در وانت ها و کامیون ها با چهار چرخ ضد قفل استفاده می شود و در آن برای هر چرخ جلو یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد اما برای دو چرخ عقب فقط یک حسگر و یک سوپاپ وجود دارد.حسگر سرعت چرخ های عقب روی محور عقب قرار دارد. در این حالت برای هر چرخ جلو کنترل جداگانه وجود دارد بنابراین چرخ های جلو به بیشترین نیروی ترمزی می رسند. چرخ های عقب قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل، قفل می کنند. با این سیستم ممکن است یکی از چرخهای عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که نسبت به حالت چهار کاناله باعث کاهش کارایی ترمز می شود. ●یک کانال و یک حسگر:این سیستم در وانت ها و کامیون ها با محور عقب ضد قفل وجود دارد که یک سوپاپ برای کنترل هر دو چرخ عقب و یک حسگر سرعت واقع در محور عقب دارد این سیستم مشابه قسمت عقب سه کاناله عمل می کند دو چرخ عقب با هم کنترل می شوند و قبل از فعال شدن سیستم ضد قفل هر دو قفل می کنند.در این روش هم ممکن است یکی از چرخ های عقب هنگام ترمز کردن قفل کند که باز هم باعث کاهش کارایی ترمز می شود. این سیستم به سادگی قابل تشخیص است.معمولا یک لوله ی ترمز وجود دارد که با یک اتصالt شکل به دو چرخ عقب وصل می شود.شما می توانید حسگر های سرعت را با مشاهده ی اتصالات الکتریکی نزدیک دیفرانسیل در محورعقب پیدا کنید دیسکهای ترمز چگونه کار می کنند؟ هنگامی که خودرو در حرکت است و سیستم ترمز عمل خود را برای متوقف کردن آن شروع می کند، نیرو وزن خودرو از روی چرخ های عقب کاسته میشود و بر روی چرخ های جلو متمرکز میشود. بنابراین بایستی نیروی ترمز در چرخ های جلو بیشتر از چرخ های عقب باشد و به همین علت سیستم عمل کننده ترمز در چرخ های جلو قویتر از چرخ های عقب طراحی می شود.ایجاد تناسب لازم در تقسیم نیروهای ترمز بین چرخ های عقب و جلو به نحوی که هیچکدام از آنها قفل نشود از وظایف طراحان سیستم ترمز خودرو می باشد. به همین دلیل بیشتر خودروهای جدید برروی دو چرخ جلوی خود دیسک ترمز دارند و در بعضی از خودروهای هر چهار چرخ مجهز به دیسک ترمز هستند دیسک ترمز بهترین نوع سیستم ترمز شناخته شده تابحال است. دیسکهای ترمز در بسیاری از موارد در توقف لوکوموتیو تا هواپیماهای جت به کار می روند. دیسکهای ترمز دیرتر فرسوده می شود ، کمتر تحت تاثیر آب قرار می گیرد ، خود تنظیم و خود پاک کن است. گریپاژ کمتر و توقف بهتر وسیله نقلیه نسبت به سیستم های ترمز دیگر از خاصیت دیسک های ترمز اسمت. در بالا و پايين شکل شماتیک دیسک ترمز به طور کامل نشان داده شده است. - در واقع دیسک ترمز قسمتی از سیستم ترمز است که کار اصلی توقف خودرو را انجام می دهد. - سیلندر ترمز دیسکی دو نوع اصلی سیلندر ترمز دیسکی وجود دارد : سیلندر ترمز دیسکی معلق و سیلندر ترمز دیسکی ثابت.البته انواع دیگری نیز وجود دارد اما این دو نوع ذکر شده رایج تر هستند. توجه: سیلندر ترمز دیسکی در صورت مشاهده نشت روغن ترمز باید تعویض شود. - سیلندر ترمز دیسکی معلق تک- پیستون رایج ترین نوع دیسک ترمز در خودروها جدید سیلندر ترمز دیسکی شناور تک-پیستونی (single-piston floating Caliper) است. معلق بودن این سیلندر به آن خاصیت خود تنظیمی و خود مرکزی می دهد. اين نوع ديسك ترمز امروزه به علت قيمت تمام شده ارزان تر و كارايي مطمئن به طور وسيع مورد استفاده قرار گرفته است. سیلندر ترمز دیسکی ثابت دو - پیستون سیلندر ترمز دیسکی دو- پیستون نیز در بعضی از خوروهای گران قیمت تر نصب می شود که سیستم ترمز آن خودرو را از ضریب اطمینان بالاتری برخوردار می سازد. سیلندر ترمز دیسکی ثابت چهار - پیستون در این نوع سیستم در هر طرف روتور دو سیلندر ترمز قرار دارد. سیلندر ترمز دیسکی ثابت چهار- پیستون از ضریب اطمینان بسیار بالاتری نسبت به دو نوع قبل برخودار می باشد اما به همان نسبت نیز گرانتر و هزینه سرویس کردن آنها نیز بسیار بیشتر از سیستم تک – پیستون است. این نوع سیستم ترمز در خودروهای بسیار گران قیمت و خودروهای پرقدرت نصب می شود. اما امروزه در تولید انبوه خودروهای ارزان قیمت ، کارخانه های خودروسازی به علت ارزان بودن و ضریب اطمینان مناسب نوع تک – پیستون، طراحی های انواع دو و چهار پیستونی از رده خارج شده اند. - در این مقاله ما به بررسی سیلندرترمز دیسکی معلق تک - پیستون می پردازیم. -اصول ابتدایی دیسک ترمز (در شکل بالا محل قرار گرفتن دیسک ترمز در سیستم ترمز خودرو نشان داده شده است.) اجزای اصلی دیسکي ترمز - لنتها(لقمه) ترمز - سیلندر ترمز دیسکي که شامل یک پیستون است. - چرخنده یا روتور که بر روی توپی چرخ سوار میشود. - لنتهای ترمز در هر سیلندر ترمز دیسکی دو لنت ترمز وجود دارد که لنتها به کفشک فلزی پرچ شده اند.لنتها بر روی ترمز دیسکی و در دو طرف روتور قرار دارند. سابقا به علت ویژگی جذب گرما و عملکرد بی صدا آزبست، لنتهای ترمز از آزبست ساخته می شدند اما به علت سمی بودن آزبست و صدمه زدن به سلامتی استفاده از آزبست ممنوع شد و ازعناصر جدید برای ساخت لنت ترمز استفاده میشود. لنتهای ترمز در مدت زمان ها معین فرسوده شده و نیاز به تعویض دارند. انواع گوناگونی از لنتهای ترمز با کیفیتهای متفاوت وجود دارد. که این تفاوت عمدتا مربوط به طول عمر مفید لنت ترمز می شود. لنتهای ترمز سخت تر عمر بیشتر و توانایی توقف بهتر خودرو را دارند و در عوض ممکن است صدای ناراحت کننده ای در هنگام عملکرد خود داشته باشند. دیسک ترمز شباهت زیادی به ترمز دوچرخه دارد.ترمزهای دوچرخه داراری یک سیلندر ترمز دیسکی هستند که لقمه (لنتهای) ترمز را به لاستیک می فشارد. در دیسک ترمز لنتها به روتور(چرخنده) فشرده می شوند و نیرو به جای اینکه از طریق کابل منتقل شود به صورت هیدرولیکی منتقل می شود. اصطکاک بین لنتها و دیسک سرعت چرخش دیسک را کاهش می دهد. یک خودروی متحرک میزان انرژی جنبشی قابل توجه ای دارد و وظیفه ی ترمز کاهش این انرژی جنبشیو متوقف کردن آن است. - چگونه ترمزها این کار را انجام می دهند؟ هر وقت شما خودروی خود را متوقف می کنید.ترمزهای خودرو انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می کنند.که این گرما در اثر اصطکاک بین لنت و دیسک ترمز ایجاد شده است. وقتی شما پدال ترمز را فشار می دهید روغن ترمز از سيلندر اصلي از طريق اتصالات به سيلندر واقع بر روي ديسك ترمز وارد شده موجب حرکت سیلندر ترمز دیسکی در یک جهت و حرکت پیستون در جهت مخالف می شود. که حركت پیستون لنت ترمز داخلی سمت خود را به روتور(چرخنده می فشارد و از سوي دیگر با حرکت سیلندر در جهت مخالف لنت ترمز كه در سوي ديگر روتور قرار دارد به روتور فشرده میشود. همين امر باعث ايجاد اصطكاك و توليد گرما و همچنين كاهش سرعت خودرو مي شود.از طرف ديگر ديسك ترمز و اجزاي آن مي بايست خنك شوند.تا در ترمز هاي بعدي به خوبي عمل كنند بیشتر دیسکهای ترمز به وسیله ی منافذ هوا خنک می شوند.دیسکهای ترمز خنک شونده با هوا دارای یکسری منفذ (پره) در بین سطح یک دیسک ترمز هستند که هوا از داخل آنها پمپ می شود و باعث خنک شدن دیسک ترمز می شود. خود تنظیمی ترمزها دیسک ترمز [سیلندر ترمز دیسکی معلق تک-پیستون] خود تنظیم و خود مرکز است. سیلند ترمز دیسکی توانایی لغزیدن از یک سمت به سمت دیگر ار دارد. بنابراین همیشه زمانی که ترمزها [گرفته میشوند] عمل می کنند.به سمت مرکز بر میگردد.از آنجاییکه فنری برای جدا کردن و بازگرداندن لنتهای ترمز به حالت اولیه خود وجود ندارد.همیشه لنتها در فاصله بسیار کمی از روتور (چرخنده) باقی می مانند. (لغزش روتور و ضربه زدن به لنتها در واقع باعث می شود که لنتها کمی از روتور فاصله بگیرند.) - ترمزهای اضطراری در خودرهای مجهز به دیسک ترمز بر روی چهار چرخ ، یک ترمز اضطراری با یک مکانیزم عملکرد متفاوت باید فعال باشد تا در صورت عدم عملکرد صحیح ترمزهای اصلی وارد عمل شوند . اکثر خودروها از کابل برای ترمز اضطراری استفاده می کنند. ( در شکل کابل ترمز اضطراری- لوله ترمز اضطراری - لوله روغن ترمز نشان داده شده است) بعضی از خودروها که بر روی چهار چرخ خود دیسک ترمز دارند دارای یک ترمز کاسه ای مجزا در توپی ترمزهای عقب دارند. این ترمز کاسه ای فقط برای ترمز اضطراری می باشد و فقط توسط کابل کار می کنند نه سیستم هیدرولیکی. خودروی های دیگر دارای یک اهرم (ترمز دستی) هستند که یک پیچ را می چرخاند یا یک بادامک را فعال می کند.که باعث فشرده سازی پیستون دیسک ترمز می شود. - رسیدگی کردن به ترمزها معمولترین سرویس لازم برای ترمزها تعویض لنت ترمز می باشد. لنتهای ترمز معمولا دارای یک قطعه فلزی به نام سایش نما (نمایش دهنده میزان سایش و فرسودگی) هستند . وقتی لنتها به اندازه کافی فرسوده شوند، در زمان گرفته شدن ترمز سایش نما با دیسک ترمز باعث تماس این قطعه با دیسک ترمز شده و صدای غیژغیژ به گوش می رسد که از تماس قطعات فلزی حاصل می شود. در ضمن یک دریچه بازدید در سیلندر ترمز دیسکی وجود دارد که از طریق آن می توانید میزان فرسودگی لنتهای ترمز را مشاهده کنید. بعضی اوقات خراشهای عمیقی بر روی روتور (چرخنده) ایجاد می شود.این امر زمانی اتفاق می افتد که لتتهای ترمز فرسوده شده باشند و برای مدت طولانی تعویض نشده باشند. روتورهای ترمز همچنین ممکن است دچار پیچش (تاب برداشتن ) شوند که به معنی از دست دادن سطح صیقلی روتورهاست . وقتی چنین اتفاقی می افتد ممکن است در هنگام متوقف کردن وسیله نقلیه دچار لرزش یا ارتعاش شود.که این مساله را می توان در بعضی ازمواقع به وسیله تراشکاری (پرداخت – ماشینکاری) روتور برطرف کرد. با این کار یک لایه از سطح روتور برداشته می شود تا سطح آن صاف و صیقلی شود. نیاز به تراشکاری در هر مورد تعویض کفشک ترمز ها لازم نیست.فقط مواقعی که کفشک ترمزها دچار پیچش یا خراش شدید شده باشند از این گزینه استفاده می شود.در واقع استفاده بیش از حد از معمول از ماشینکاری برای صاف کردن سطح روتورها باعث کاهش عمر روتورها میشود زیرا هر زمان که از این روش استفاده می شود باعث کاهش ضخامت روتورها میشود. تمام روتورهای ترمز دارای حداقل حد مجاز ضخامت مخصوص به خود هستند قبل از اینکه نیاز به تعویض آنها باشد.این مقدار حد مجاز ضخامت در دفترچه مشخصات فنی خودرو که در زمان فروش خودرو ارایه می شود وجود دارد. ترمز abs چیست در خودروهایی که فاقد ترمز abs می باشند وقتی راننده پای خود را روی پدال ترمز بطور ناگهانی فشار دهد در صورتی که جاده لغزنده باشد خودرو تعادل خود را از دست خواهد داد اما سیستم ترمز ای بی اس abs این نقص را برطرف کرده و اجازه قفل شدن کامل به چرخ را نمیدهد و باعث می شود که خودرو هم تعادل خود را از دست ندهد و هم سریعتر ترمز کند و بایستد ترمز گیری مطمئن و کنترل شده زمانی است بین مقاومت ایجاد شده توسط سیستم ترمز و مقاومت ایجاد شده توسط سیستم ترمز و مقاومت ایجاد شده توسط تایرها و سطح جاده رابطه زیر برقرارباشد مقاومت در سیستم ترمز <مقاومت بین سطح جاده و تایرها در صورت قفل شدن چرخهای عقب خودرو روی سطح جاده سر می خورد و به دور خود می چرخد و اگر چرخ های جلو قفل شود کنترل فرمان از دست راننده خارج می شود سیستم ترمز abs فشار هیدرولیکی که در سیستم وجود دارد و به سیلندر چرخ وارد می شود را به گونه ای کنترل می کند که از قفل شدن چرخ های خودرو در جاده های لغزنده و یا هنگام ترمزهای شدید جلوگیری شود در خودروهای معمولی که فاقد ترمز absمی باشد اگر ترمز گیری در جاده ای لغزنده صورت گیرد راننده برای کنترل خودرو باید به صورت تلمبه زدن که به صورت این می باشد که پدال را فشار و ان را رها کند این عمل را چندین بار سریع انجام دهد تا بتواند تعادل خودرو را حفظ کند اما در سیستم ترمز abs این عمل به صورت خودکار و با سرعت بیشتر و دقیق تر انجام می شود عملکرد سیستم ترمز abs الف حسگرهای سرعت با تشخیص سرعت چرخها اطلاعات لازم را به شکل سیگنال به ecu ترمز abs ارسال می کنند ب ecu با محاسباتی دقیق که اطلاعات اولیه ان را تغییرات سرعت چرخشی چرخها و سرعت خودرو تشکیل میدهد وضعیت چرخها را بدست می اورد پ در ترمزهای شدید ecu به فعال کننده سیستم فرمان میدهد که فشار بهینه و لازم را به هر کدام از ترمزها اعمال کند ت واحدهای فشار هیدرولیک ترمز بر اساس فرمانی که از ecu می گیرد فشار هیدرولیک را کاهش یا افزایش میدهند و یا ثابت نگه میدارند به این ترتیب برای جلوگیری از قفل شدن چرخ ها نرخ لغزش مطلوب که 10تا 30 درصد می باشد ایجاد می شود حسگرهای سرعت چرخ حسگرهای سرعت چرخ های عقب و جلو شامل اهن ربای دائم و کوئل و هسته است دنده هایی که دور تا دور روتور قرار گرفته اند هنگام چرخش روتور ولتاژ ac را با فرکانس متناسب با سرعت چرخش روتور تولید می کنند از ولتاژ ac در ecu برای دریافت اطلاعات مورد نیاز مربوط به سرعت چرخ ها استفاده می شود حسگر شتاب استفاده از حسگر شتاب ecu سیستم abs 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 چرخها دقت ترمز گیری افزایش می یابد در ضمن به حسگر شتاب حسگر g نیز گفته می شود فعال کننده abs فعال کننده abs با توجه به سیگنالهای ارتباطی که از ecu دریافت میکند فشار روغن هیدرولیک هر یک از ترمزها را به گونه ای کنترل می کند که بر هر کدام از ترمزها فشار روغن به شکل مناسبی وارد شود اجزای سیستم ترمز abs الف واحد کنترل الکترونیکی یا ecu ب واحد کنترل هیدرولیکی یا hcu پ پمپ ت سیلندر اصلی ه سلونوئیدها د انبارها اکومولاتورها ز سنسورهای سرعت ر سایر تجهیزات ورودی واحد خ کنترل الکترونیکی انواع سیستم های ترمز abs شرکت های خودروسازی جهان از سیستم های ترمز abs مختلفی بر روی خودروهایشان استفاده می کنند که اصولا کار و کلیات سیستم های abs را دارا می باشد اما با هم فرق های دارند الف سیستم های بندیکس (ترمز abs) ب سیستم های بوش(ترمز abs) پ سیستم های کلسی –هایز(ترمز abs) ت سیستم های دلفی- چیسیس(ترمز abs) ز سیستم های نیپوندنسو و نیسین و سومیتوو(ترمز abs) ر سیستم های توس(ترمز abs) د سیستم های تویوتا(ترمز abs)
