فناوری ترمز

نیاز سازندگان خودرو به ترمزهایی با كیفیت بهتر و در عین حال كمترین امتیاز منفی از لحاظ هزینه یا قیمت, سازندگان را مجبور به طرح ایده هایی جدید كرده است

نیاز سازندگان خودرو به ترمزهایی با كیفیت بهتر و در عین حال كمترین امتیاز منفی از لحاظ هزینه یا قیمت، سازندگان را مجبور به طرح ایده‌هایی جدید كرده است. گرچه پیشرفت در زمینه مواد سایشی و طرح‌های Caliper، به بهبود كیفیت ترمز كمك كرده است، اما پیشرفت اصلی سیستم ترمز در سال‌های اخیر از كنترل الكترونیكی، در درجه اول ABS (سیستم ترمز ضدقفل)، سپس ESP (برنامه تعادل الكترونیكی) و اكنون ترمز با سیم ناشی شده است.

ABS، اولین فناوری كنترل سایشی است. هدف ABS، محدود كردن فشار وارده به چرخی است كه سرعت آن به شدت در حال كاهش بوده و اینكه، بدون قفل شدن، بیشترین نیروی نگهدارنده را به آن وارد كند. هنگامی كه راننده ترمز می‌گیرد، لاستیك‌ها شروع به لغزش می‌كنند. ABS برای اینكه تشخیص دهد چرخ‌ها در چه هنگامی قفل می‌شوند، میزان لغزش را اندازه‌گیری كرده و با كاهش فشار هیدرولیكی، از افزایش یا ادامه آن جلوگیری می‌كند. واضح است كه هر چه این طرح كوچكتر، سبكتر، بی‌صداتر و مؤثرتر باشد، بهتر است.

در حالی كه ABS از قفل شدن چرخ‌ها در طول مدت ترمزگیری جلوگیری می‌كند و با كنترل كشش، جلوی شتاب‌گیری چرخ‌ها را می‌گیرد، ESP یك گام فراتر از آن عمل می‌كند. این نوع سیستم ترمز، خطر سُر خوردن را در تمامی حالات ترافیكی كاهش می‌دهد.

از زمانی كه اولین سیستم ESP در ۱۹۹۵ در یكی از خودروهای مرسدس بنز ظاهر شد، سازندگان سیستم ترمز، تقاضای قابل توجهی را پیش‌بینی كرده‌اند، چرا كه استقبال از ESP در میان رانندگان متوسط و دست پایین بازار خودرو، رو به افزایش است. با اینكه ESP جزء تجهیزات استاندارد بسیاری از خودروهای لوكس است، شمار فزاینده‌ای از خودروهای متوسط و كوچك نیز از آن به عنوان گزینه اختیاری (آپشن) استفاده می‌كنند.

تمامی سازندگان سیستم ترمز الكترونیكی، در حال ایجاد راه‌حل‌های خاص خود برای سیستم‌های ترمز پارك الكترونیكی یا EPB هستند كه به ترمز پارك الكترومكانیكی نیز معروف است. یك EPB، ترمزهای پارك مكانیكی و اجزای مكانیكی بزرگ كه با آنها در ارتباط هستند، نظیر اهرم های دستی یا پدال‌های پایی داخل خودرو و اجزای مكانیكی كابلی و كابل‌هایی كه در سراسر وسیله نقلیه كشیده شده‌اند را جایگزین می‌كند. خودروی مجهز به سیستم EPB، می‌تواند نكته مثبت بزرگی برای رانندگان مسن‌تر یا معلولین، تلقی شود. سازندگان، این فناوری را به مثابه جای پایی برای تكمیل سیستم‌های ترمز برقی غیرهیدرولیكی، می‌شناسند.

سیستم‌های صنعت خودروی قاره‌ای، در مقایسه با میزان پذیرش سیستم‌های EPB، رشد كمتری را شاهد هستند. «جیمز رمفری» رئیس بخش بررسی و كاریابی، بخش توسعه عالی سیستم‌های صنعت خودروی قاره‌ای می‌گوید: «گرچه OEMها در این مورد، حرف اول را می‌زنند، اما فروش سیستم‌های راحت، كار آسانی نیست هر چند كه ترمز پارك برقی، سیستمی راحت و دارای مزیت امنیتی است.

مثلاً، پارك كردن با یك وسیله نقلیه سنگین، روی خط‌كشی خیابان، با استفاده از ترمز پارك برقی، از امنیت عملی بیشتری در مقایسه با سیستم اهرم دستی معمولی برخوردار است. در این موقعیت، راننده می‌تواند مطمئن باشد كه برای نگاه داشتن وسیله نقلیه، نیروی كافی به ترمزها وارد می‌شود. مزیت دیگر آن، بسته‌بندی در وسیله نقلیه برای سازندگان آن است. نرخ لوازم آن، بویژه در كلاس خودروهای جمع‌وجور، در حال افزایش است.

ترمز برقی دلفی با كد اسمی DEB۳.۰، با ترمز جلوی هیدرولیكی و ترمز عقب الكترومكانیكی، تقریباً در راه است. این سیستم، باید تا سال ۲۰۱۰ آماده شود. شركت دلفی می‌تواند ترمزی برقی را كه كاملاً توسط سیستم كار می‌كند و DEB۴.۰ نامیده می‌شود، تا سال ۲۰۱۲ آماده كند. سرمهندس «نیك جونز» از مركز نوآوری دلفی می‌گوید دلفی، بتازگی ترمز پارك برقی خودكفایی را ارائه نمی‌كند. ترمزهای پارك برقی ما از ترمز گازانبری برقی، كامل‌تر هستند. در مدل DEB۳.۰، محرك عقب كم می‌شود. مزیت این سیستم، عملكرد مستقیم آن است كه باعث شده در مقایسه با سیستم‌های دیگر، بسیار سریع‌تر و نرم‌تر عمل كند. ترمز پاركینگ ما، جای كار بسیاری دارد، اما بازار هنوز به آن درجه از آمادگی نرسیده است. در مورد سیستم‌های DEB۴.۰ نیز وضع به همین منوال است. تنها تفاوتی كه وجود دارد، این است كه قابلیت ترمز پارك به‌طوری مؤثر به كل ۴ چرخ وارد می‌شود و شما می‌توانید با اعمال نیروی كمتری به هر چرخ، در شیب‌های تند پارك كنید».

شركت بین‌المللی PBR كه منشأ استرالیایی دارد، مدتی است كه مشغول توسعه EPB و سیستم‌های ترمز سیمی و كنار زدن مرزهای فنی در عرصه سیستم‌های ترمز الكترونیكی است. سؤال این است كه چه چیزی فناوری ترمز پارك برقی این شركت را از طرح‌های رقبا متمایز می‌سازد؟ «آدرین بودن» مدیر گروه مهندسی شركت PBR اینترنشنال می‌گوید: «ما فناوری ای-پارك را به دو طرح ترمز پارك برقی به هم پیوسته، تقسیم كرده‌ایم. یكی «كابل كش» كه مكانیزم پارك موجود را (غلطك درون توپی، گازانبر مكانیكی و یا ترمز غلطكی) موقع جابه‌جا كردن مكانیزم محرك دستی یا پایی، بكار می‌اندازد. مزیت‌های اصلی هر دو سیستم، اندازه كوچك آنها، سبكی، انعطاف‌پذیری در بسته‌بندی سر و صدای كم و از همه مهمتر، سرعتی است كه می‌توان كل گشتاور پاركینگ را گرفت و رها كرد. این سیستم لازم می‌دارد كه سرعت عمل آن كمتر از یك ثانیه و سرعت رها كردن آن كمتر از ۷/۰ ثانیه باشد. سیستم‌های ای-پارك PBR در كمتر از ۷/۰ ثانیه می‌گیرد و رها می‌كند». بودن، پیش‌بینی می‌كند كه اولین عرضه این سیستم ماه نهم سال ۲۰۰۸ باشد كه 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 ۴۵۰۰ كیلوگرم می‌توانند از آن استفاده كنند. بنابراین، تقریباً می‌توان از ای- پارك در شكل‌های كنونی خود، در همه وسائط نقلیه مسافربری استفاده كرد. همچنین، می‌توانیم طرح خود را برای استفاده در وسائط نقلیه سنگین‌تر تا حدود ۷۵۰۰ كیلوگرم نیز تعمیم دهیم كه در این صورت، اكثر وسائط نقلیه اقتصادی سبك را در بر خواهد گرفت. در واقع، هم‌اكنون ما مشغول بحث با سازندگان اروپایی LCV در زمینه موارد كاربری ای-پارك در سال ۲۰۱۰ هستیم».

مرسدس بنز در تعدادی از مدل‌های سطح بالای خود، فرم‌های ترمز الكترو-هیدرولیكی هایبرد (EHB)، فناوری ترمز سیمی را همانند فناوری فرمان سیمی، همراه با سیگنال الكتریكی با كاربرد ترمز هیدرولیكی ارائه كرده است. پس از آن، نوبت به ترمز الكترومكانیكی (EMB) می‌رسد كه در آن، صفحات گازانبری ترمز با برق و از طریق اهرم‌بندی كاملاً دنده‌ای، كار می‌كنند و تمامی سیستم روغن ترمز با هم حذف می‌شوند. این خود مزیتی قابل توجه است كه البته دسترسی به این فناوری زمان بیشتری خواهد برد.

بعضی از جنبه‌های EMB، آشكارا نیازمند پیشرفت‌های اساسی بودند. این امر باعث شده بود تا مدتی طولانی، EHB از آن پیشی بگیرد.

گرچه ترمز سیمی، بسیار مطمئن‌تر و مؤثرتر كار می‌كند، مسیر گسترش فناوری هیدرولیكی حجیم، ایجاد فضا و كاهش نگهداری آن‌قدرها هم هموار نشده است. «استیو مولنگومری ریكاردو: مدیر بخش نرم‌افزار سیستم‌های كنترل می‌گوید: «ما از لحاظ پیشرفت این سیستم، هنوز تا رسیدن به ترمزی كاملاً برقی، راهی طولانی در پیش داریم.اولین خودروهای دارای ترمز الكتروهیدرولیكی، آن‌طور كه انتظار می‌رفت مورد قبول واقع نشدند. مثلاً، مرسدس كلاس E با سیستم EHB از لحاظ اعتماد مشتریان نمره قبولی نگرفت و مرسدس، EHB را از رده خارج كرد و تصمیم گرفت برای كلاس E و در صورت امكان تمامی مدل‌های خود از سیستم‌ ترمز هیدرولیك استفاده كند».

براستی صنعت ازاین موضوع چه درسی می‌تواند بگیرد؟ «سیستم‌های جدید همیشه گران هستند. من فكر می‌كنم درسی كه باید بگیریم این است كه قبل از شروع به ساخت چنین سیستم‌هایی، ابتدا رابطه مزیت آنها با هزینه تولیدشان را تجزیه و تحلیل كنیم. همچنین، لازم است ریسك‌های مربوط به درك مشتری از سیستم را دریابیم».

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

دلفی جونز می‌گوید: «بیشتر OEMها بر این باورند كه فناوری ترمز سیمی، خواهد آمد. فقط زمان دقیق آن معلوم نیست. البته بسیاری از عوامل موجود، تقویت یا تضعیف می‌كنند و این روند، مسیری پرفراز و نشیب دارد.

دكتر «ادوارد جرام» مدیر عامل Knorr Bremse Gmbh سیستم‌های ترمز، در توضیح ترمز سیمی برای كاربردهای خودروهای تجاری، گفته است: «امروزه خودروهای تجاری دارای سیستم‌های ترمز با كنترل الكترونیكی، پشتوانه هوایی فشرده دارند. بنابراین، اگر سیستم الكترونیكی آنها درست عمل نكند، سیستم كنترلی ترمز موجود در آنها وارد عمل می‌شود. اتفاقاً خواهیم دید كه این پشتوانه هوای فشرده از سیستم ترمز حذف خواهد شد، اما نه طی ۱۰ سال آینده، گرچه ممكن است كاربردهای، خوبی در این مسیر وجود داشته باشند، با این همه فكر نمی‌كنم هیچ راننده‌ای حاضر باشد رانندگی خودروهای مسافری یا تجاری دارای سیستم ترمز سیمی را برعهده بگیرد. البته، ما كاربردهای خوبی را برای سیستم ترمز سیمی در هر دو زمینه، شاهد بوده‌ایم. بزودی خواهیم دید كه راه‌اندازی الكترومكانیكی در مورد خودروهای سنگین به واقعیت خواهد پیوست. همچنین در خودروهای سنگین از زیرساخت برقی و الكترونیكی بسیار قوی‌تری، استفاده خواهد شد».

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

با معرفی كامل فناوری ترمز الكترومكانیكی، برخی می‌گویند موضوع پذیریش مصرف‌كننده چه می‌شود؟ یعنی آیا ما حاضریم از ترمز سیمی استفاده كنیم؟ از طرفی، بعضی‌ها بر این باورند كه مصرف‌كننده چه آگاهانه و چه ناآگاهانه، فناوری‌های نوین را دوست دارد مگر اینكه موضوع تضمین در میان باشد.

«ریكاردو مگ‌نت گومری» می‌گوید: «به نظر من، كنترل ساسات الكترونیكی گازوئیلی و كنترل موتوری دیزل الكترونیكی، در موازات هم قرار دارند. بسیاری از مصرف‌كننده‌ها، از این مسئله بی‌اطلاع‌اند كه رابطه‌ای مكانیكی 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 كنترل عملكرد آن بهره برده و قابل اعتماد می‌دانند، حتی از این بابت خوشحالند. شاید ترمز، موضوع تحریك‌كننده‌تری باشد، اما اصول آن همین است. اگر این سیستم مثل همتای مكانیكی‌اش قابل اعتماد و ایمن باشد، دلیلی وجود ندارد كه آن را نپذیرند. تازه، فكر می‌كنید چند نفر از مسافران قطار یا هواپیما كه با سرعت بالا حركت می‌كنند، از فناوری آنها مطلع هستند؟ هزینه این سیستم، به خودی خود مسئله‌ای مهم است. می‌توان تصور كرد كه یك سیستم هیدرولیكی پیشرفته، تمام كاربری‌های EHB را انجام دهد. بنابراین، EHB می‌بایستی از لحاظ هزینه به نفع مشتری باشد».

در اكثر طرح‌های توسعه ترمزهای الكترونیكی، دیده می‌شود كه ترمزهای هیدرولیكی عمر زیادی خواهند داشت. «پیتر میلر» مدیر بخش مهندسی برق الكترونیك از شركت ریكاردو می‌گوید: «گیریم كه بتوانیم دستاوردهای زیادی از سیستم هیدرولیكی حاصل كنیم، باز هم باید جزء دیگری از سیستم‌های ترمز برقی، عوض شود. مثلاً، اگر هزینه‌های محیطی سیستم‌های ترمز هیدرولیكی، استفاده از آنها را غیرقابل قبول كند، ترمزهای برقی بیشتر مورد پسند واقع خواهند شد».

نویسنده : مترجم: ابراهیم فتح‌اللهی

منبع: just-auto.com