تحقیق مقاله مختصری بر سیستم ترمز های جدید

معرفی سیستم های ترمز جدید

نیاز سازندگان خودرو به ترمزهایی با کیفیت بهتر و در عین حال کمترین امتیاز منفی از لحاظ هزینه یا قیمت، سازندگان را مجبور به طرح ایده‌هایی جدید کرده است. گرچه پیشرفت در زمینه مواد سایشی و طرح‌های Caliper، به بهبود کیفیت ترمز کمک کرده است، اما پیشرفت اصلی سیستم ترمز در سال‌های اخیر از کنترل الکترونیکی، در درجه اول ABS (سیستم ترمز ضدقفل)، سپس ESP (برنامه تعادل الکترونیکی) و اکنون ترمز با سیم ناشی شده است.ABS، اولین فناوری کنترل سایشی است. هدف ABS، محدود کردن فشار وارده به چرخی است که سرعت آن به شدت در حال کاهش بوده و اینکه، بدون قفل شدن، بیشترین نیروی نگهدارنده را به آن وارد کند. هنگامی که راننده ترمز می‌گیرد، لاستیک‌ها شروع به لغزش می‌کنند. ABS برای اینکه تشخیص دهد چرخ‌ها در چه هنگامی قفل می‌شوند، میزان لغزش را اندازه‌گیری کرده و با کاهش فشار هیدرولیکی، از افزایش یا ادامه آن جلوگیری می‌کند. واضح است که هر چه این طرح کوچکتر، سبکتر، بی‌صداتر و مؤثرتر باشد، بهتر است.در حالی که ABS از قفل شدن چرخ‌ها در طول مدت ترمزگیری جلوگیری می‌کند و با کنترل کشش، جلوی شتاب‌گیری چرخ‌ها را می‌گیرد، ESP یک گام فراتر از آن عمل می‌کند. این نوع سیستم ترمز، خطر سُر خوردن را در تمامی حالات ترافیکی کاهش می‌دهد.از زمانی که اولین سیستم ESP در 1995 در یکی از خودروهای مرسدس بنز ظاهر شد، سازندگان سیستم ترمز، تقاضای قابل توجهی را پیش‌بینی کرده‌اند، چرا که استقبال از ESP در میان رانندگان متوسط و دست پایین بازار خودرو، رو به افزایش است. با اینکه ESP جزء تجهیزات استاندارد بسیاری از خودروهای لوکس است، شمار فزاینده‌ای از خودروهای متوسط و کوچک نیز از آن به عنوان گزینه اختیاری (آپشن) استفاده می‌کنند.
تمامی سازندگان سیستم ترمز الکترونیکی، در حال ایجاد راه‌حل‌های خاص خود برای سیستم‌های ترمز پارک الکترونیکی یا EPB هستند که به ترمز پارک الکترومکانیکی نیز معروف است. یک EPB، ترمزهای پارک مکانیکی و اجزای مکانیکی بزرگ که با آنها در ارتباط هستند، نظیر اهرم های دستی یا پدال‌های پایی داخل خودرو و اجزای مکانیکی کابلی و کابل‌هایی که در سراسر وسیله نقلیه کشیده شده‌اند را جایگزین می‌کند. خودروی مجهز به سیستم EPB، می‌تواند نکته مثبت بزرگی برای رانندگان مسن‌تر یا معلولین، تلقی شود. سازندگان، این فناوری را به مثابه جای پایی برای تکمیل سیستم‌های ترمزبرقی غیرهیدرولیکی ،می‌شناسند.
سیستم‌های صنعت خودروی قاره‌ای، در مقایسه با میزان پذیرش سیستم‌های EPB، رشد کمتری را شاهد هستند. «جیمز رمفری» رئیس بخش بررسی و کاریابی، بخش توسعه عالی سیستم‌های صنعت خودروی قاره‌ای می‌گوید: «گرچه OEMها در این مورد، حرف اول را می‌زنند، اما فروش سیستم‌های راحت، کار آسانی نیست هر چند که ترمز پارک برقی، سیستمی راحت و دارای مزیت امنیتی است.
مثلاً، پارک کردن با یک وسیله نقلیه سنگین، روی خط‌کشی خیابان، با استفاده از ترمز پارک برقی، از امنیت عملی بیشتری در مقایسه با سیستم اهرم دستی معمولی برخوردار است. در این موقعیت، راننده می‌تواند مطمئن باشد که برای نگاه داشتن وسیله نقلیه، نیروی کافی به ترمزها وارد می‌شود. مزیت دیگر آن، بسته‌بندی در وسیله نقلیه برای سازندگان آن است. نرخ لوازم آن، بویژه در کلاس خودروهای جمع‌وجور، در حال افزایش است.
ترمز برقی دلفی با کد اسمی DEB3.0، با ترمز جلوی هیدرولیکی و ترمز عقب الکترومکانیکی، تقریباً در راه است. این سیستم، باید تا سال 2010 آماده شود. شرکت دلفی می‌تواند ترمزی برقی را که کاملاً توسط سیستم کار می‌کند و DEB4.0 نامیده می‌شود، تا سال 2012 آماده کند. سرمهندس «نیک جونز» از مرکز نوآوری دلفی می‌گوید دلفی، بتازگی ترمز پارک برقی خودکفایی را ارائه نمی‌کند. ترمزهای پارک برقی ما از ترمز گازانبری برقی، کامل‌تر هستند. در مدل DEB3.0، محرک عقب کم می‌شود. مزیت این سیستم، عملکرد مستقیم آن است که باعث شده در مقایسه با سیستم‌های دیگر، بسیار سریع‌تر و نرم‌تر عمل کند. ترمز پارکینگ ما، جای کار بسیاری دارد، اما بازار هنوز به آن درجه از آمادگی نرسیده است. در مورد سیستم‌های DEB4.0 نیز وضع به همین منوال است. تنها تفاوتی که وجود دارد، این است که قابلیت ترمز پارک به‌طوری مؤثر به کل 4 چرخ وارد می‌شود و شما می‌توانید با اعمال نیروی کمتری به هر چرخ، در شیب‌های تند پارک کنید».
شرکت بین‌المللی PBR که منشأ استرالیایی دارد، مدتی است که مشغول توسعه EPB و سیستم‌های ترمز سیمی و کنار زدن مرزهای فنی در عرصه سیستم‌های ترمز الکترونیکی است. سؤال این است که چه چیزی فناوری ترمز پارک برقی این شرکت را از طرح‌های رقبا متمایز می‌سازد؟ «آدرین بودن» مدیر گروه مهندسی شرکت PBR اینترنشنال می‌گوید: «ما فناوری ای-پارک را به دو طرح ترمز پارک برقی به هم پیوسته، تقسیم کرده‌ایم. یکی «کابل کش» که مکانیزم پارک موجود را (غلطک درون توپی، گازانبر مکانیکی و یا ترمز غلطکی) موقع جابه‌جا کردن مکانیزم محرک دستی یا پایی، بکار می‌اندازد. مزیت‌های اصلی هر دو سیستم، اندازه کوچک آنها، سبکی، انعطاف‌پذیری در بسته‌بندی سر و صدای کم و از همه مهمتر، سرعتی است که می‌توان کل گشتاور پارکینگ را گرفت و رها کرد. این سیستم لازم می‌دارد که سرعت عمل آن کمتر از یک ثانیه و سرعت رها کردن آن کمتر از 7/0 ثانیه باشد. سیستم‌های ای-پارک PBR در کمتر از 7/0 ثانیه می‌گیرد و رها می‌کند». بودن، پیش‌بینی می‌کند که اولین عرضه این سیستم ماه نهم سال 2008 باشد که به احتمال زیاد پایان سختی برای حیطه وسائط نقلیه خواهد بود. او می‌گوید: «این مسئله مزیت دیگر PBR را نشان می‌دهد. در واقع، وسائط نقلیه با GVW تا وزن 4500 کیلوگرم می‌توانند از آن استفاده کنند. بنابراین، تقریباً می‌توان از ای- پارک در شکل‌های کنونی خود، در همه وسائط نقلیه مسافربری استفاده کرد. همچنین، می‌توانیم طرح خود را برای استفاده در وسائط نقلیه سنگین‌تر تا حدود 7500 کیلوگرم نیز تعمیم دهیم که در این صورت، اکثر وسائط نقلیه اقتصادی سبک را در بر خواهد گرفت. در واقع، هم‌اکنون ما مشغول بحث با سازندگان اروپایی LCV در زمینه موارد کاربری ای-پارک در سال 2010 هستیم».
مرسدس بنز در تعدادی از مدل‌های سطح بالای خود، فرم‌های ترمز الکترو-هیدرولیکی هایبرد (EHB)، فناوری ترمز سیمی را همانند فناوری فرمان سیمی، همراه با سیگنال الکتریکی با کاربرد ترمز هیدرولیکی ارائه کرده است. پس از آن، نوبت به ترمز الکترومکانیکی (EMB) می‌رسد که در آن، صفحات گازانبری ترمز با برق و از طریق اهرم‌بندی کاملاً دنده‌ای، کار می‌کنند و تمامی سیستم روغن ترمز با هم حذف می‌شوند. این خود مزیتی قابل توجه است که البته دسترسی به این فناوری زمان بیشتری خواهد برد.بعضی از جنبه‌های EMB، آشکارا نیازمند پیشرفت‌های اساسی بودند. این امر باعث شده بود تا مدتی طولانی، EHB از آن پیشی بگیرد.

گرچه ترمز سیمی، بسیار مطمئن‌تر و مؤثرتر کار می‌کند، مسیر گسترش فناوری هیدرولیکی حجیم، ایجاد فضا و کاهش نگهداری آن‌قدرها هم هموار نشده است. «استیو مولنگومری ریکاردو: مدیر بخش نرم‌افزار سیستم‌های کنترل می‌گوید: «ما از لحاظ پیشرفت این سیستم، هنوز تا رسیدن به ترمزی کاملاً برقی، راهی طولانی در پیش داریم.اولین خودروهای دارای ترمز الکتروهیدرولیکی، آن‌طور که انتظار می‌رفت مورد قبول واقع نشدند. مثلاً، مرسدس کلاس E با سیستم EHB از لحاظ اعتماد مشتریان نمره قبولی نگرفت و مرسدس، EHB را از رده خارج کرد و تصمیم گرفت برای کلاس E و در صورت امکان تمامی مدل‌های خود از سیستم‌ ترمز هیدرولیک استفاده کند».

براستی صنعت ازاین موضوع چه درسی می‌تواند بگیرد؟ «سیستم‌های جدید همیشه گران هستند. من فکر می‌کنم درسی که باید بگیریم این است که قبل از شروع به ساخت چنین سیستم‌هایی، ابتدا رابطه مزیت آنها با هزینه تولیدشان را تجزیه و تحلیل کنیم. همچنین، لازم است ریسک‌های مربوط به درک مشتری از سیستم را دریابیم».

«جیمز رمفری» رئیس بخش آزمون فناوری و کاریابی بخش توسعه پیشرفته شرکت کونتیننتال اتوموتیو سیستم، می‌گوید: «گرچه شاهد موارد استفاده‌ای از سیستم‌های سیمی بوده‌ایم، اما اعتقاد ما بر این است که هنوز بازار آمادگی پذیرش این نوع فناوری را ندارد. به طور کلی، ما شاهد این هستیم که بعضی از خودروسازان در این مقوله پس‌رفت دارند و ترجیح می‌دهند از فناوری قابل اعتماد و بازار پسندی که ساختاری ساده را فراهم می‌کند، استفاده کنند».

دلفی جونز می‌گوید: «بیشتر OEMها بر این باورند که فناوری ترمز سیمی، خواهد آمد. فقط زمان دقیق آن معلوم نیست. البته بسیاری از عوامل موجود، تقویت یا تضعیف می‌کنند و این روند، مسیری پرفراز و نشیب دارد.دکتر «ادوارد جرام» مدیر عامل Knorr Bremse Gmbh سیستم‌های ترمز، در توضیح ترمز سیمی برای کاربردهای خودروهای تجاری، گفته است: «امروزه خودروهای تجاری دارای سیستم‌های ترمز با کنترل الکترونیکی، پشتوانه هوایی فشرده دارند. بنابراین، اگر سیستم الکترونیکی آنها درست عمل نکند، سیستم کنترلی ترمز موجود در آنها وارد عمل می‌شود. اتفاقاً خواهیم دید که این پشتوانه هوای فشرده از سیستم ترمز حذف خواهد شد، اما نه طی 10 سال آینده، گرچه ممکن است کاربردهای، خوبی در این مسیر وجود داشته باشند، با این همه فکر نمی‌کنم هیچ راننده‌ای حاضر باشد رانندگی خودروهای مسافری یا تجاری دارای سیستم ترمز سیمی را برعهده بگیرد. البته، ما کاربردهای خوبی را برای سیستم ترمز سیمی در هر دو زمینه، شاهد بوده‌ایم. بزودی خواهیم دید که راه‌اندازی الکترومکانیکی در مورد خودروهای سنگین به واقعیت خواهد پیوست. همچنین در خودروهای سنگین از زیرساخت برقی و الکترونیکی بسیار قوی‌تری، استفاده خواهد شد».

کشور برمسه سازنده و طراح سیستم‌های ترمز برای وانت، تراکتور، تریلی، اتوبوس و خودروهای خاص است. انواع سیستم برقی ترمز این شرکت، عبارتند از: ESP, EBS, ASR, ABS.

با معرفی کامل فناوری ترمز الکترومکانیکی، برخی می‌گویند موضوع پذیریش مصرف‌کننده چه می‌شود؟ یعنی آیا ما حاضریم از ترمز سیمی استفاده کنیم؟ از طرفی، بعضی‌ها بر این باورند که مصرف‌کننده چه آگاهانه و چه ناآگاهانه، فناوری‌های نوین را دوست دارد مگر اینکه موضوع تضمین در میان باشد.«ریکاردو مگ‌نت گومری» می‌گوید: «به نظر من، کنترل ساسات الکترونیکی گازوئیلی و کنترل موتوری دیزل الکترونیکی، در موازات هم قرار دارند. بسیاری از مصرف‌کننده‌ها، از این مسئله بی‌اطلاع‌اند که رابطه‌ای مکانیکی بین پدال شتاب‌دهنده و صفحه ساسات یا تجهیزات تزریق سوخت وجود ندارد. آنها این فناوری را به چشم نمی‌بینند، اما از قابلیت رانندگی و نقش آن، همانند کنترل عملکرد آن بهره برده و قابل اعتماد می‌دانند، حتی از این بابت خوشحالند. شاید ترمز، موضوع تحریک‌کننده‌تری باشد، اما اصول آن همین است. اگر این سیستم مثل همتای مکانیکی‌اش قابل اعتماد و ایمن باشد، دلیلی وجود ندارد که آن را نپذیرند. تازه، فکر می‌کنید چند نفر از مسافران قطار یا هواپیما که با سرعت بالا حرکت می‌کنند، از فناوری آنها مطلع هستند؟ هزینه این سیستم، به خودی خود مسئله‌ای مهم است. می‌توان تصور کرد که یک سیستم هیدرولیکی پیشرفته، تمام کاربری‌های EHB را انجام دهد. بنابراین، EHB می‌بایستی از لحاظ هزینه به نفع مشتری باشد».در اکثر طرح‌های توسعه ترمزهای الکترونیکی، دیده می‌شود که ترمزهای هیدرولیکی عمر زیادی خواهند داشت. «پیتر میلر» مدیر بخش مهندسی برق الکترونیک از شرکت ریکاردو می‌گوید: «گیریم که بتوانیم دستاوردهای زیادی از سیستم هیدرولیکی حاصل کنیم، باز هم باید جزء دیگری از سیستم‌های ترمز برقی، عوض شود. مثلاً، اگر هزینه‌های محیطی سیستم‌های ترمز هیدرولیکی، استفاده از آنها را غیرقابل قبول کند، ترمزهای برقی بیشتر مورد پسند واقع خواهند شد».