ترمز مغناطیسی
مکانیزم متوقف شدن پاندول
لبه ای از صفحه که بطور عمودی در میدان جلو و عقب می رود را به طول L فرض کنید. با ورود به میدان مغناطیسی به اندازه V = EL = VBL در آن ولتاژ القا می شود. طبق قانون اهم ، چگالی جریان القایی J و میدان الکتریکی القایی بصورت QE = QV*B = J به هم مربوط هستند. جهت جریان به طرف پایین (هم جهت با V * B) یاست. Q رسانایی ویژه صفحه است. از آنجایی که این جریان القایی در یک میدان مغناطیسی قرار گرفته است، یک نیروی مغناطیس بر صفحه وارد می شود. مقدار این نیرو در واحد حجم برابر است با:
؟؟؟
که در خلاف جهت حرکت صفحه است.
اثر مقدار رسانایی
اگر رسانایی ویژه مثل رسانایی ویژه مس بزرگ، ولی محدود باشد، صفحه ابتدا کند وسپس متوقف می شود. از آنجا که جریانهای القایی بصورت RI2 تلف می شود، صفحه به آرامی داخل شکاف آهنربا شده و سرانجام در همان مکانی که میدان مغناطیسی نمی بود می ایستاد، متوقف می شود. می بینیم که نیروی مغناطیسی ترمز کننده با Q متناسب است.
سیستم های ترمز
سیستم های ترمز خودروهای سواری بر مبنای شرایط ذیل دسته بندی می شوند:
از نظر طراحی و ساخت
از نظر اصول عملکردی
اصول طراحی
شرایط عملکردی تجهیزات سیستم های ترمز خودروها، مطابق با استاندارد های تدوین شده، به سه سیستم دسته بندی می گردند:
سیستم ترمز معمولی یا پایی (BBA)
سیستم ترمز ثانویه (HBA)
سیستم ترمز دستی (FBA)
سیستم ترمز معمولی
سیستم ترمز معمولی یا پایی به جهت کاهش سرعت خودرو، ثابت نگهداشتن آن در یک سطح و توقف خودرو بکار می رود.
سیستم ترمز ثانویه کمکی
در صورت عدم عملکرد سیستم ترمز معمولی، سیستم ترمز ثانویه بایستی عملکرد سیستم را بعهده گرفته و هم چنین قادر به ایجاد نیروی ترمزی مطلوب و فقط به جهت کاهش سرعت را داشته باشد.
سیستم ترمز دستی
سیستم ترمز دستی به جهت نگهداری خودرو در حالت توقف و پایداری آن بکار می رود.
اصول عملکرد سیستم
بسته به نحوه استفاده از سیستم ترمز بطور کامل، جزئی و یا انرژی، ماهیچه های پا، این سیستم به گروههای زیر دسته بندی می گردد:
سیستم های ترمز پایی
سیستم های ترمز تقویتی
سیستم های ترمز تقویتی بوستری
سیستم های ترمز پایی
این نوع سیستم ترمز در داخل اتاق خودرو تعبیه شده و بر روی چرخ ها عمل می کند.
سیستم ترمز تقویتی بوستری
این نوع سیستم ترمز در خودروهای سواری و نیز خودروهای باربری سبک بکار می رود.
سیستم ترمز تقویتی
عمده کاربرد این نوع سیستم ترمز در خودروهای سنگین و کامیون می باشد، ولی در برخی از خودروهای سواری بزرگ که دارای سیستم ترمز (ABS) می باشند بکار برده شده است.طراحی سیستم ترمز
سیستم ترمز با توجه به نیازمندیهای خودرو و ضروریات ذاتی خود سیستم طراحی می شود.
ساختار مکانیکی ترمز گیری
استانداردهای مخصوصی، ساختاربندی مکانیکی سیستم ترمزگیی را در فاصله ما بین آغاز فعالیت کنترلی ترمز و پایان عمل ترمزگیری مشخص می کند.
شروع پروسه ترمزگیری
نقطه ای که در آن نیروی ترمزی بر مکانیزم کنترل در t0 اعمال شده و تاثیر می گذارد.
زمان پاسخ دهی اولیه سیستم
این زمان برابر است با t1 – t0 که برابر اختلاف مدت زمانی است که نیرو شروع به تاثیر گذاری بر مکانیزم کنترلی کرده و مدت زمانی که نییروی ترمز فعال شده ، اعمال می شود.
زمان اعمال فشار ترمزی
این زمان برابر است با t1 – t1 که برابر اختلاف مدت زمان اعمال اولیه نیروی ترمزی و حصول فشار مورد نیاز ترمزگیری می باشد.
مدت زمان کلی ترمزگیری
برابر اختلاف مدت زمانی (t4 – t0) است که نیرو شروع به تاثیر گذاری بر مکانیزم کنترل، کرده و زمانی که نیروی ترمز قطع می شود.
زمان فعال بودن پروسه ترمز گیری
برابر اختلاف مدت زمانی (t4 – t1) یعنی اعمال نیروی موثر ترمزی و قطع کامل آن می باشد. اگر خودرو قبل از قطع نیروی ترمز متوقف گردد، در اینصورت مدت زمان کل ترمزگیری به نقطه ای که در آن خودرو متوقف می گردد، اطلاق می گردد.
مفاهیم پایه
تمامی اجسام بدون حرکت، تمایل به ساکن ماندن دارند و تمامی اجسام محرک، تمایل به حفظ موقعیت حرکتی و سرعت خود را دارند. نیروهای ذیل بر حرکت خودرو در سطح زمین تاثیر می گذارد:
نیروی جاذبه زمین
نیروی آیرودینامیکی (زاویه Drag)
اصطکاک لاستیک (مقاومت چرخشی)
اصطکاک لاستیک
اصطکاک لاستیک برابر مقاومت آستانه ای شروع حرکت و تغییرات جهتی آن می باشد. اصطکاک لاستیک شامل اجزا مستقل ذیل می باشد.:
نیروی محیطی (Fu) مشتق از نیروی محرک حرکتی
نیروی جانبی(Fs) مشتق از سیستم فرمان و نیروی چرخشی
نیروی نرمال (Fn) که بواسطه وزن خودرو حاصل می شود.
نیروی محیطی چرخ
نیروی محیطی (Fu) بر سطح تماس زمین با لاستیک تاثیر می گذارد.
نیروی نرمال
نیروی نرمال (Fn) برابر نیروی حاصل از وزن و بار خودرو می باشد. عکس العمل نیروی وزن خودرو در جهت عمودی بر سطح زمین می باشد. امتداد این نیرو به موارد ذیل بستگی دارد:
شرایط سطح جاده
شرایط لاستیک های خودرو
شرایط آب و هوایی
نیروهای اصطکاکی
نیروی حاصل از اصطکاک (FR) مطابق رابطه زیر و متناسب با نیروی نرمال (FN) می باشد:
FR=MHF . FN
MHF برابر ضریب نیروی ترمزی (یا ضریب اصطکاک یا چسبندگی موثر) می باشد.
لغزش
فاکتور لغزش (؟) بیانگر تناسب لغزش در مرحله چرخش لاستیک می باشد:؟؟؟؟؟
VF بیانگر سرعت خودرو و Vu برابر شتاب محیطی لاستیک می باشد.
حرکت چرخشی چرخ خودرو: a چرخ با حرکت آزاد، b چرخ ترمز گرفته شده، Vs سرعت چرخ در مرکز چرخ، نقطه (m)، VU سرعت محیطی چرخ، عمل ترمزگیری باعث کاهش زاویه چرخش در واحد زمان می شود. (لغزش چرخ)؟؟؟
نمودار روبرو ه بیانگر رابطه ما بین ضریب نیروی ترمز و ضریب نیروی جانبی بعنوان عملگرهای لغزش ترمز در زاویه 4 درجه می باشد.
شرایط لاستیک خودرو در هنگام چرخش خودرو
a : زاویه
FS : نیروی جانبی
VS : شتابثقل مرکز چرخ
m : خط ثقلی چرخ
طراحی
جهت طراحی سوپاپ تنظیم فشار ترمز بایستی توجه داشت که توزیع نیروی واقعی ، پایین تر از مقدار تئوری ایده آل آن باشد سایر ملاحظات جهت طراحی عبارتند از:
نوسانات در ضریب نیروی اصطکاکی، گشتاور ترمزی موتور و تلرانس رگلاتور فشار.
سیستم ترمز چرخ
تنها تفاوت مهم در ترمزهای چرخ در دیسکی یا کاسه ای بودن نوع سیستم ترمز است. سیستم ترمز در چرخ ها دارای شرایط خاصی طبق استانداردهای بین المللی باشد:
مسافت کم ترمزگیری
حداقل تاخیر زمانی جهت ترمزگیری
اعمال کمترین نیرو جهت موثرترین حالت ترمزگیری
ترمزهای دیسکی
نیروهای ترمزی در ترمزهای دیسکی بر روی سطح دیسک یا روتور که همراه با چرخ خودرو دارای حرکت دورانی می باشد. اعمال می شوند.
ترمزهای دیسکی با کالیپر ثابت
در هر نیم قسمت یک کالیپر پیستونی وجود دارد که فشار هیدرولیکی در حین ترمزگیری به آن اعمال می شود.
ترمزهای دیسکی با کالیپر متغیر (شناور)
به علت طراحی خاص و نصب این نوع سیستم ترمز از لحاظ اندازه، در بیشتر خودروها نیز از این سیستم استفاده می شود.
ترمزهای کاسه ای
ترمزهای کاسه ای در خودروهای سواری باعث تولید نیروی ترمزی در قسمت داخلی کاسه ترمز می شوند. (در داخل کفشک های ترمز).
ترمزهای کاسه ای (Simplex)
جهت چرخش کاسه ترمز
تقویت شونده خودکار نیروی ترمزی
کاهش دهنده خودکار نیروی ترمزی
گشتاور
سیلندر ترمز چرخ
کفشک راهنما
کفشک عقب
نگهدارنده
فنرها
سیستم ترمز قفل ABS (Anti Lock Braking System)
ترمزگیری در شرایط:
جاده های لغزنده و مرطوب
عکس العمل توام با ترس راننده (موانع غیر پیش بینی در جاده)
خطاهای سایر رانندگان و پیاده سواران
باعث قفل شدن چرخ ها در حین ترمزگیری خواهد شد.