ساختار سیستم ترمز خودرو | بخش دوم

ساختار سیستم ترمز خودرو | بخش دوم

 

شكل (1) مدار ساده سيستم ترمز را نشان مي دهد .

1- تكيه گاه 2- كفشك لنت 3- سيلندر پيستون 4- لوله فولادي 5- لوله قابل انعطاف 6- پدال ترمز 7- سيلندر اصلي ترمز 8- پيستون و لنت 9- كاليپر 10- ديسك 11- رابط 12- لوله هاي انعطاف پذير

شكل 1- مدار ساده سيستم ترمز

 

با توجه به شكل (1) ،هنگامي كه راننده پدال ترمز را فشار مي دهد ، مايع هيدروليك ترمز از سيلندر اصلي ترمز (7) به سمت سيلندر چرخها (3) و (8) ارسال مي گردد ، در اين صورت مايع هيدروليك ترمز با اعمال نيرو به پيستون ها لنت ها را با كاسه چرخ يا ديسك درگير كرده و با توليد نيروي اصطكاك سرعت خودرو را كاهش مي دهد . با توجه به شكل (3-3) ملاحظه مي گردد كه براي افزايش نيروي پاي راننده از دو اصل زير استفاده شده است :

1-با استفاده از قانون اهرم ها ، افزايش نيرو از پاي راننده به پيستون اصلي انجام مي گيرد . به طور مثال با توجه به ابعاد شكل (1) ، چنانچه نيروي پاي راننده 100 نيوتن باشد ، نيروي اعمالي به پيستون سيلندر اصلي 300 نيوتن مي شود .

2-با استفاده از قانون هيدروليك ، با كوچك در نظر گرفتن قطر پيستون سيلندر اصلي و بزرگ در نظر گرفتن قطر پيستون سيلندر هاي چرخ نيرو افزايش مي يابد .

به طور مثال با توجه به شكل (1) ، چنانچه سطح مقطع پيستون سيلندر اصلي 4 سانتي متر مربع و سطح مقطع پيستون كاليپر چرخ جلو 20 سانتي متر مربع باشد ، نيروي اعمالي به پيستون كاليپر5 برابر نيروي اعمالي از پيستون سيلندر اصلي مي باشد .

اين افزايش نيرو در چرخ هاي عقب به اندازه 1/25 مي باشد ، يعني نيروي اعمال شده از پيستون سيلندر چرخ هاي عقب 25/1 برابر نيروي اعمال شده به پيستون سيلندر اصلي مي باشد .

لازم به ذكر است كه استفاده از قانون اهرم ها و قانون هيدروليك بايد به نحوي باشد كه هم منجر به افزايش نيرو و راحتي راننده شده و هم حساسيت پاي راننده در راستای كاهش تاخير در ترمزگيري و پايداري خودرو را مطلوبتر نمايد ، يعني به ازاي مقدار مشخص حركت پدال ترمز ، لنت ها به اندازه معين و حساب شده اي حركت كنند به نحوي كه راننده احساس مطلوبي از روند ترمزگيري داشته باشد ،  بنابراين نمي توان بدون در نظر گرفتن حساسيت عملكردي راننده ، به تغيير پارامترها اقدام نمود.

به طور مثال اگر قطر پیستون سیلندر اصلی ، خیلی کوچک در نظر گرفته و قطر سیلندر درون چرخ ، بیش از حد بزرگ در نظر گرفته شود ، باید به پیستون سیلندر اصلی جابحایی خیلی زیادی اعمال نمود تا بتواند حجم مایع ترمز مورد نیاز سیلندر چرخ را تامین کند و ترمزگیری انجام شود و از طرفی با در نظر گرفتن قانون اهرم برای پدال ترمز ، جابحایی اعمال شده به پیستون سیلندر اصلی نیز نمی تواند زیاد باشد ، حال برای افزایش جابجایی پیستون سیلندر اصلی ، باید پای راننده و پدال ترمز را زیاد جابجا کرد که این موضوع نیز منجر به تاخیر در عمل ترمزگیری شده و ایمنی سرنشینان خودرو را به خطر می اندازد ، بنابراین در استفاده از قوانین اهرم و هیدرولیک باید موضوع ایمنی سیستم ترمز و جلوگیری از تاخیر در سیستم ترمز را در نظر گرفت ، لذا برای افزايش ایمنی سیستم ترمز ، پايداري خودرو و راحتي سرنشين بايد نكات ذيل را مد نظر قرارداد:

1-به جهت ایمني ترمز ، امروزه از طرح تك مداري مطابق شكل (1) استفاده نمي شود ، بلكه مطابق شكل (2) از طرح دو مداري (a ) ، ضرب دري (b )، و يا مثلثي (c) استفاده مي شود .

1-بوستر[1] 2-پدال ترمز 3-كاليپر دو پيستون 4-ديسك ترمز 5-سوپاپ حسگر بار 6-سيلندر اصلي دوبل 7-كاليپر چهار پيستوني a)طرح دو مداري چرخ هاي عقب و جلو مجزا b)طرح ضرب دري c)طرح مثلثي

شكل 2-طرح هاي مختلف مدار ترمز

 

در اين صورت با آسيب ديدن يكي از مسيرهاي مايع هيدروليك ترمز ، فقط نیروی ترمزی دو چرخ حذف می شود ، از این رو در طرح ضرب دری دو چرخ و در طرح مثلثی سه چرخ دارای نیروی ترمزی می باشند و در نظر گرفتن اين نكته نيز ضروري مي باشد كه نيروي ترمزي چرخ هاي جلو به مراتب بيشتر از نيروي ترمزي چرخ هاي عقب مي باشد.(به دليل انتقال بار از چرخ هاي عقب به چرخ هاي جلو در هنگام ترمز گيري)

طرح تك مداري شکل (1) و دو مداري حالت (a) شکل (2) در خودرو پيكان استفاده شده است . طرح ضرب دري (b) در اكثر خودرو هاي امروزي مورد استفاده قرار مي گيرد و طرح مثلثي در خودروهاي با ضريب امنيت بالاتر و حتي در خودروهاي قديمي نيز مانند 2002BMW مورد استفاده قرار گرفته است .

2-با استفاده از قانون اهرم ها و هيدروليك نمي توان ضريب افزايش نيرو را به حد مطلوب رساند ، از اين رو برای افزايش نيروي ترمزي ، پايداري و راحتي سرنشين از تقويت كنندة نيروي پاي راننده یا بوستر مطابق شكل (3) استفاده مي شود .

1- پيستون قدرت 2- ديافراگم 3- محفظة خلاء 4- محفظة هوا و خلاء 5- خار نگهدارندة مجموعه سوپاپ بوستر 6- درز بند 7- ديافراگم مجموعه سوپاپ هوا /خلاء بوستر 8- فنر ديافراگم مجموعه سوپاپ بوستر 9- فيلتر نمدي هوا 10-ميلة متصل به پدال ترمز 11- هواي ورودي 12- گردگير 13- فنر برگرداننده 14- سوپاپ خلاء كه در حالت عادي باز است 15- تكيه گاه سوپاپ هوا 16- پوستة بوستر 17- پوسته پرس شده بوستر 18- لاستيك ضربه گير 19- و20- پيستون و ميلة انتقال نيرو از پيستون قدرت بوستر به پيستون سيلندر اصلي 21- فنر برگشت 22- سيلندر اصلي دوبل 23- مدار اوليه 24- مدار ثانويه 25- محل اتصال به شيلنگ خلاء ماني فولد هوا 26- سوپاپ يكطرفه

شكل 3- بوستر ترمز درحالتي كه ترمز اعمال نشده است

 

با توجه به شكل (5-3) ، ملاحظه مي گردد كه در حالتيكه راننده پدال ترمز را فشار نمي دهد ، سوپاپ خلاء (4) باز مي باشد ، در اين صورت خلاء ماني فولد هوا كه به قسمت جلوي ديافراگم (2) اعمال مي شود ، از طريق مجموعه سوپاپ به محفظه هوا – خلاء بوستر (4) نيز منتقل مي گردد ، در اين حالت جلو و پشت ديافراگم (2) و پيستون قدرت (1) فشار خلاء ماني فولد اعمال شده ، بنابراين فنر برگشت (21) پيستون قدرت (1) و ديافراگم (2) را در ابتداي كورس خود نگه مي دارد .

چنانچه راننده پدال ترمز را فشار دهد ، مجموعه شير بوستر مطابق شكل (4) تغيير وضعيت مي دهد .

شكل4- بوستر ، در حالتي كه راننده پدال ترمز را فشار مي دهد.

 

در اين حالت مجراي انتقال خلاء به پشت پيستون قدرت (1) و ديافراگم (2) بسته شده ، از طرفي مجراي عبور هوا به پشت پيستون قدرت (1) و ديافراگم (2) باز شده و هوا از اطراف پاي راننده با عبور از فيلتر نمدي به پشت پيستون قدرت مي رسد . در اين وضعيت به پشت پيستون قدرت ، فشار هوا اعمال شده در حاليكه فشار جلوي پيستون قدرت ، فشار خلاء ماني فولد هوا مي باشد . بنابراين پيستون قدرت و ديافراگم به سمت چپ حركت كرده و از طريق پيستون و ميلة (19) و (20) نيرو را به پيستون سيلندر اصلي منتقل كرده و باعث ارسال مايع هيدروليك ترمز به چرخ ها و نهايتاً ترمز گيري مي شود .

چنانچه راننده در هر وضعيتي پدال ترمز را ثابت كند ، پیستون قدرت و دیافراگم ، مطابق شکل (5) ثابت می شوند .

شکل 6-بوستر ترمز در حالتی که پای راننده روی پدال ترمز ثابت است

 با توجه به شکل های (5) و (6) ، هنگامی که راننده پای خود را بر روی پدال ترمز ثابت می کند ، هنوز هوا به پشت پیستون قدرت و دیافراگم وارد می شود ، از این رو پیستون قدرت و دیافراگم ،  اندكي جلو رفته تا مجراي هوای پشت پيستون قدرت و ديافراگم ، بسته شود . از اينرو با بسته  بودن مجراي هوا و خلاء ، پيستون قدرت و ديافراگم در محل خود ثابت شده و ترمزگيري با نرخي ثابت انجام مي شود . چنانچه راننده پدال ترمز را رها كند مطابق شكل (5-3) مجراي هوا بسته و مجراي خلاء باز مي شود ، با يكسان شدن فشار پشت و جلو پيستون قدرت و ديافراگم ، فنر برگشت (21) ، پيستون قدرت و ديافراگم را به سمت عقب حركت داده و پيستون سيلندر اصلی و پیستون سیلندر چرخ ها نيز برگشت نموده و ترمزگيري خاتمه مي يابد.

نویسنده صیاد نصیری

گروه فنی مهندسی اِیمِگ