انتخاب صفحه

چکیده

خودروهای امروزی از نیاکان خود بسیار هوشمندترند. آنها ایمنتر، سریعتر، ساکتتر، و کم مصرفترند و آلودگی کمتری ایجاد میکنند.بدون شک سیستمهای کنترلی خودرو سهم زیادی در ایجاد این برتریها دارند. یکی از این سیستمهای کنترلی، سیستم کنترل کشش (TCS)است. در این پایان نامه ابتدا در فصل اول توضیحی از ارتباط پایاپای این سیستم با سیستم ترمز ضد قفل بحث شده است.و در فصل دوم ECU بعنوان مغز کنترلی خودرو تشریح شده است. در ادامه در فصل سوم تعریف وچگونگی عملکرد کنترل کشش و قطعات مرتبط با آن آورده شده است. و سپس در فصل چهارم درباره سیمولینک خودرو در مطلب توضیح داده شده است و توضیح شبیه سازی این سیستم در محیط سیمولینک خاتمه می یابد.

مقدمه

خودروهای امروزی از نیاکان خود بسیار هوشمندترند. آنها ایمنتر، سریعتر، ساکتتر، و کم مصرفترند و آلودگی کمتری ایجاد میکنند.بدون شک سیستمهای کنترلی خودرو سهم زیادی در ایجاد این برتریها دارند. یکی از این سیستمهای کنترلی، سیستم کنترل کشش (TCS)است. در این پایان نامه ابتدا در فصل اول توضیحی از ارتباط پایاپای این سیستم با سیستم ترمز ضد قفل بحث شده است.و در فصل دوم ECU بعنوان مغز کنترلی خودرو تشریح شده است. در ادامه در فصل سوم تعریف وچگونگی عملکرد کنترل کشش و قطعات مرتبط با آن آورده شده است. و سپس در فصل چهارم درباره سیمولینک خودرو در مطلب توضیح داده شده است و توضیح شبیه سازی این سیستم در محیط سیمولینک خاتمه می یابد. سیستمی است که مکمل سیستم ترمز ضد قفل بوده و با پیشرفت فناوری و داشتن مزایایی از قبیل :
1- جلوگیری از حرکت ناپایدار خودرو
2- جلوگیری ازسایش لاستیک
3- جلوگیری ازایجاد بار اضافی بر سیستم انتقال قدرت
4- جلوگیری ازایجاد لغزش در هنگام استفاده ازدنده معکوس
5- بهینه سازی مصرف سوخت و …
نصب این سیستم بر روی خودروها ضروری است .

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست مطالب

مقدمه ………………………………………………………………….1

فصل 1 : ترمزهای ضد قفل چگونه کار می کنند؟

-1: ترمزهای ضد قفل (Anti Lock Braking ABS ) چگونه کار می کنند
سیستم ترمز ضد قفل برای اولین بار در سال 1930 در هواپیما به شکل مکانیکی مورد استفاده قرار گرفت در همان زمان تحولات زیادی در توسعه این سیستم در صنعت هوانوردی بوجود آمد . اما جالب بود که بررسی این سیستم برای چندین سال متوقف شد تا اینکه در سال 1975 تا 1976 برای اولین بار این سیستم در کامیونهای سنگین در آمریکا برای کاهش تصادفات به خاطر از دست دادن پایداری کامیون در جاده ها مخصوصا” جاده های لغزنده مورد استفاده قرار گرفت.در سال 1980 درتکنولوژی ایمنی خودرو تحول عظیمی رخ داد و سیستم ABS به شکل امروزی (الکترونیکی ) در خودروهای سواری مورد استفاده قرار گرفت. یکی از مهمترین عواملی که باعث از دست دادن کنترل خودرو می گردد ترمز کردن ناگهانی در جاده های لغزنده مانند جاده های مرطوب ،برفی، یخی و … است که این عمل بعلت قفل شدن چرخها بر روی سطح جاده می باشد برای جلوگیری از این امر سیستم ترمز ضد قفل (ABS) استفاده می شود . در این سیستم از طریق یک سیستم هدایت الکترونیکی کنترل شده و با دریافت اطلاعات لازم از وضعیت سرعت هر چرخها از طریق سنسورهای سرعت نیروی ترمز بر روی چهار چرخ را کنترل و تنظیم میکند . دراین سیستم مقدار نیروی ترمز بر روی هر یک از چرخها میتواندمتغیر باشد بدین ترتیب چرخی که دارای سرعت کمتری نسبت به چرخ دیگر باشد به همان نسبت فشار روغن ترمز در آن کاهش میابد ، این کاهش فشار به صورت مقطعی بوده و تا زمانی ادامه می یابد که دور چرخها یکسان شود
سیستم ABS از سرعت 6 کیلومتر در ساعت به بالا شروع به کنترل سیستم ترمز می نماید و در صورتیکه به هر نحوی دچار اختلال و اشکال گردد سیستم ABS از مدار خارج شده و ترمز خودرو به صورت عادی عمل می نماید.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 یک راننده های حرفه ای بدون ترمزهای ضد قفل نمی تواند به خوبی یک راننده ی معمولی با ترمزهای ضد قفل ترمز کند[2].

1-1-1 : مکان ترمز های ضد قفل

در این اینجا ما همه چیز را درباره ی ترمز های ضد قفل یاد می گیری : 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.
2-1-1: 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 بچرخند 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.

2-1 : چهار بخش اصلی در ترمز های ضد قفل
۱) حسگر های سرعت
۲) پمپ
۳) سوپاپ ها
۴) کنترل کننده
1-2-1 : 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 [2].

2-2-1: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. [2].

3-2-1 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 [2].
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 میکند،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.
1-1: ترمزهای ضد قفل چگونه کار می کنند؟…………………………. 3
1-1-1 : مکان ترمز های ضد قفل……………………………………….. 4
2-1-1: چهار بخش اصلی در ترمز های ضد قفل………………………. 4
2-1 : در ترمز های ضد قفل چهار بخش اصلی وجود دارد……………. 5
1-2-1 : حسگرهای سرعت ……………………………………………….5
2-2-1 : پمپ ………………………………………………………………-5
3-2-1 سوپاپ ها………………………………………………………….. 5
4-2-1 : کنترل کننده……………………………………………………….. 6
3-1 : ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن…………………………………… 6
4-1: انواع ترمزهای ضد قفل……………………………………………… 7
1-4-1 : چهار کانال و چهار حسگر سرعت………………………………… 7
2-4-1سه کانال و سه حسگر …………………………………………………8
3-4-1: یک کانال و یک حسگر………………………………………………. 8
5-1 : قطعات اصلی تشکیل دهنده ترمز ضد قفل………………………… 9
6-1 : ترمزهای چندکاناله و ضدبلوکه Abs ا………………………………..10
7-1 : سیستم ترمزهای هیدرولیک و ABS ا……………………………….12
8-1 : طرز کار ترمز ABSا……………………………………………………. 13
9-1: ترمزگیری صحیح با Abs ا……………………………………………..14
1-9-1 : دو قانون مهم هنگام ترمزگیری با سیستم Abs ا………………14
10-1 : لامپ هشدار دهنده Abs ا…………………………………………14
11-1 مزایای سیستم Abs ا………………………………………………15
12-1: نکات ایمنی………………………………………………………… 15

فصل 2 : ECU (Electronic Control Unit) چیست ؟

مخفف Electronic Control Unit یا واحد کنترل الکترونیک می باشد و نقش هدایت و کنترل یک خودروی انژکتوری را بر عهده دارد. همانطور که می دانید خودروهای انژکتوری بدلیل عملکرد بهتر و توانایی پاس کردن استانداردهای آلودگی، بطور کامل در تمام دنیا جایگزین خودروهای کاربراتوری شده اند و مغز این سیستم ECU می باشد . ECU با توجه به سنسورهایی که به موتور متصل است وضعیت و شرایط خودرو را تحلیل کرده و پاسخهای لازم را به خروجیها که عبارتند از: انژکتورها ، جرقه زنها و … اعمال می کند. سنسورهای کیت های انژکتوری مختلف هستند که هر چه تعداد آنها بیشتر باشد ECU بهتر می تواند شرایط موتور را درک کند. سنسورهای مهم خودروهای انژکتوری عبارتند از: سنسور دور یا RPM، سنسور فشار داخل مانیفولد یا MAP، سنسور دریچه گاز یا TPS، سنسور دمای آب یا CTS، سنسور دمای هوا یا ATS، سنسور اکسیژن یا لاندا، سنسور ضربه و …

2-2 : سازندگان معروف ECU چه شرکتهایی هستند؟

1) شرکت Bosch آلمان : این شرکت بهترین و معروفترین سازنده ECU و کیت انژکتوری در دنیا می باشد و در اغلب خودروهای پیشرفته جهان نشانی از آن را می توان یافت. چند مدل از زانتیا موجود در ایران دارای کیت انژکتوری Bosch می باشد.
2) شرکت Delco آمریکا : این شرکت یکی از قدیمی ترین شرکتهای سازنده ECU می باشد و ECU آن در اغلب خودروهای آمریکایی بخصوص خودروهای شرکت GM یا جنرال موتورز بکار رفته است مانند کادیلاک، پونتیاک و… همچنین در خودروهای دوو کره .
3) شرکت Ford آمریکا : این شرکت سازنده خودرو، سازنده ECU البته برای خودروهای فورد می باشد و اولین بار ایده کنترل تطبیقی یا خود-یادگیر در خودروهای این شرکت عملا پیاده سازی شد.
4) شرکت Siemens آلمان: فعالیت این شرکت گرچه به اندازه رقیب آلمانی آن یعنی Bosch نیست اما ECU های خوبی می سازد. ECU پراید انژکتوری موجود در ایران طراحی این شرکت است.
5) شرکت Magneti Marelli ایتالیا : این شرکت در اروپا محبوبیت زیادی داشته و بر روی اغلب خودروهای اروپایی کیت آن نصب است. به عنوان مثال خودروهای فیات مدل PUNTO و فولکس واگن مدل GOLF IV، مزدا ۳۲۳.
6) شرکت Sagem فرانسه : بر روی اغلب ماشینهای فرانسوی ECU این شرکت نصب است. بنابراین پژو ۲۰۶، مدلهایی از زانتیا؛ همچنین خودروهای ایرانی مانند سمند و پیکان انژکتوری.
7) شرکت Nippon Denso ژاپن: این شرکت توسط شرکت تویوتا تاسیس شده و بخش عمده سهام آن را دارا می باشد البته ۶ درصد سهام آن متعلق به شرکت Bosch است . ECU اغلب خودروهای تویوتا (مانند تویوتا لندکروز ) و برخی خودروهای ژاپنی مانند نیسان، هوندا، سوزوکی و … متعلق به این شرکت می باشد. [2]
شرکتهای دیگری هم هستند مانند HITACHI، MATSUHITA، LOTUS و …

3-2 : UNICHIP یا فن آوری تنظیم ECU

امروزه موتورهای انژکتوری نقشی بسیار اساسی در موفقیت صنایع خودروسازی ایفاء می‌نمایند و کیفیت و قابلیتهای آن، درصد کارایی خودرو را نشان می‌دهد. همانطور که می‌دانیم کنترل کننده موتورهای انژکتوری، بردی الکترونیکی به نام ECU می‌باشد و در واقع کارایی این بخش تعیین کننده کیفیت یک موتور و در ابعادی دیگر کیفیت خودرو خواهد بود؛ بدین معنی که هرچقدر ECU یک موتور بهتر طراحی شده باشد، آن موتور کیفیت بهتری خواهد داشت.ECU بر اساس سنسورهایی که بدان متصل است شرایط کار موتور را درک کرده و فرامین مناسب را به انژکتورها و شمعها صادر می‌کند. از آنجا که دینامیک خودرو بسیار پیچیده و غیر خطی می‌باشد، طراحان ECU برای سهولت کار، جداولی را به نام map داخل حافظه ECU می‌ریزند که در آن مقدار پاشش سوخت و زاویه آوانس در هر دور و بار موتور مشخص شده است. هر چه دقت این جداول بیشتر باشد، دقت عملکرد ECU بیشتر خواهد بود. نکته‌ای که باید توجه کرد اینست که مقادیر این جدولها وابستگی مستقیمی به پارامترهای جغرافیایی موتور، نظیر فشار و دمای هوا دارد. شرکتهای خودروسازی، ECU را برای یک آب و هوای خاص طراحی نمی‌کنند بلکه مقادیر map را بگونه‌ای تنظیم می‌کنند که برای انواع شرایط جغرافیایی جوابی بهینه و معقول بدهد. بنابراین map، در این حالت برای تمام خودروهای از یک مدل بهینه است نه هر خودروی خاص؛ زیرا هیچ دو خودرویی، حتی از یک مدل کاملاً مانند یکدیگر نیستند.
اگر سیستمی بتواند این نقیصه را از ECUها برطرف کند، آنگاه می‌توان به طور اختصاصی map هر خودرو را کالیبره کرده و توان آن را افزایش داد. امروزه تیونینگ ECU خودروها، بحث جا افتاده ای است و شرکتهای بسیاری در این زمینه فعالیت می کنند بطور کلی دو روش برای تیونینگ خودروهای انژکتوری وجود دارد. روش اول خواندن دیتاهای (map) ECU و دادن دیتاهای جدید که شرکتهای بسیاری در این زمینه فعالند از جمله : Eurochip Chip Tuning، Tech TV، Autospeed و …یکی از اشکالات این روش اینست که بشدت وابسته به ساختار ECU است و با پیچیده شدن سخت افزار ECU امکان خواندن و تغییر دیتاهای آن مشکل و گاهی غیرممکن می شود مگر آنکه شرکت سازنده ECU خود نحوه دسترسی به اطلاعات را در اختیار شرکتهای تیونینگ بگذارد. روش دوم اضافه کردن یک سخت افزار جانبی به ECU جهت تغییر پارامترهای ECU است. این روش گرچه گرانتر تمام می شود اما وابسته به نوع ECU نیست. یکی از شرکتهایی که در این زمینه فعال است ، شرکت Dastek است. شرکتی که در آفریقای جنوبی قرار دارد و با پرسنلی در حدود ۳۰ نفر توانسته موفقِِِِت چشمگیری داشته باشد.جالب است بدانید که این شرکت بظاهر کوچک توانسته است محصول خود را به کشورهای مختلف دنیا صادر کند و بیش از ۳۰۰ نمایندگی فروش در سرتاسر دنیا دارد که فقط ۱۰۰ تا از آنها در ایالات متحده آمریکا هستند. نام این محصول UNICHIP است. اصول عملکرد UNICHIP بدین صورت که سنسورهای اصلی در یک موتور انژکتوری (MAP, RPM) را خوانده و سپس با توجه به نقطه کار موتور، مقادیری مجازی از این دو سنسور را به ECU اعمال می‌کند.

1-2: ECU (Electronic Control Unit) چیست ؟ …………………………18
2-2 : سازندگان معروف ECU چه شرکتهایی هستند؟…………………. 18
3-2 : UNICHIP یا فن آوری تنظیم ECU ا…………………………………..19

فصل 3 :سیستم کنترل کشش خودرو

واحد کنترل الکترونیکی سیستم کنترل رانش از چهارسنسور سرعت چرخ سیگنال دریافت می کند تا سرعت هر چرخ و سرعت وسیله نقلیه تعیین شود بدین ترتیب میزان لغزش مشخص می شود.ECU سیستم کنترل رانش سلونئیدهای عمل کننده ی موتور پمپ را که فشارهیدرولیکی ترمز چرخ های محرک را ایجاد می کند، فعال می کند .

1-5-3 : عملکرد ABS &TRAC ECU

با پردازش اطلاعات دریافتی ، ABS &TRAC ECUزمانیکه از وجود لغزش آگاه می شود :
1-ECU سیستم کنترل رانش سلونئیدهای عمل کننده ی موتور پمپ را که فشارهیدرولیکی ترمز چرخ های محرک را ایجاد می کند، فعال می کند.
2-ECM موقعیت دریچه ی گازرا اطلاع می دهد و تزریق سوخت در پنج سیلندر را قطع میکند تا گشتاور تولیدی موتور را محدود کند.
ECM از تعویض دنده خودکار جلوگیری می کند .
چراغ نشان دهنده ی لغزش روشن می شود تا به راننده وعمل کننده ی سیستم کنترل رانش لغزش را اعلام کند و همچنین یک سیگنال به ECM می فرستد .
کنترل سرعت چرخ به دو روش انجام می شود :
1-استفاده از ترمز سیستم کنترل رانش یا عمل کننده ی ABS
2- کاهش گشتاور موتور به وسیله ی از کار انداختن یکی از پنج انژکتور.

2-5-3 : کنترل سرعت چرخ

وقتی که لغزش توسط اطلاعات پردازشی سنسور ECU درک می شود ECM ابتدا پنج انژکتور را قطع کرده و در همین حین فشار روغن مدار ترمز را افزایش می دهد (حا لت افزایش فشار )با قطع انژکتور ها گشتاور تولیدی موتور تقریبا” صفر می شود ولی به خاطر اینکه شتاب در اجزای سیستم وجود دارد سرعت چرخ بالا می رود و با افزایش فشار مدار ترمز عمل کرده و سرعت چرخ را کاهش می دهد تا به رنج تعریف شده ی میزان لغزش برای ECU برسد.( در حین این افزایش فشار ECU دوباره تک تک انژکتور ها را وارد مدار می کندتا موتور گشتاور برای شتابگیری لازم را تولید کند وقتی که به حالت مورد نظر رسید فشار روغن باید کاهش پیدا کند تا حالت ترمزگیری صورت نگیرد.و با رسیدن سرعت چرخ به سرعت وسیله ی نقلیه دوباره به خاطر گشتاور تولیدی موتور سرعت چرخ بالا می رود.( حالت تثبیت فشار بین حالت های افزایش و کاهش فشار رخ می دهد تا از ایجاد ارتعاش در مدار جلوگیری کند. )و حال اگر دوباره به حالت لغزش برسد یکی از انژکتور ها را قطع کرده و همچنین فشار مدار ترمز افزایش پیدا می کندو این عمل آنقدر تکرار می شود تا لغزش از بین برود.
در ECU رنجی برای لغزش تعیین شده که بین سرعت وسیله ی نقلیه و کمی بالاتر از حد متوسط برای آن در نظر گرفته می شود که هدف اصلی ما رسیدن به لغزش صفر ( سرعت )می باشد. [2]

سوییچ OFF سیستم کنترل رانش که روی داشبورت قرار دارد به راننده اجازه می دهد تا سیستم کنترل رانش را فعال یا غیر فعال کند . با چرخاندن سوییچ سیستم به صورت خودکار در حالت فعال قرار می گیرد .چراغ نشان دهنده OFF سیستم کنترل رانش وقتی روشن می شود که در سیستم دچار عیب شده باشد و یا راننده کلید OFF را فشرده باشد . وقتی که سیستم کنترل رانش عمل می کند، چراغ چشمک زن لغزش ، راننده را از وجود لغزش آگاه می کند . [2]

3
1-3 :سیستم کنترل کشش………………………………………………….. 22
2-3:اهداف سیستم کنترل رانش………………………………………………. 23
3-3:انواع سیستم کنترل رانش…………………………………………………. 23
4-3:قطعات سیستم کنترل رانش………………………………………………. 25
5-3:وظایف قطعات در سییتم کنترل رانش…………………………………….. 25
1-5-3:عملکرد ABS & TRAC ECU ا……………………………………………..25
2-5-3: کنترل سرعت چرخ……………………………………………………… 26
3-5-3:سوئیچ OFF سیستم کنترل رانش……………………………………… 26
4-5-3: پمپ سیستم کنترل رانش………………………………………………. 27
5-5-3: عملگر سیستم کنترل رانش و ABSا…………………………………… 28
6-5-3: سوپاپ سلونوئیدی اصلی …………………………………………………28
7-5-3: سوپاپ سلونوئیدی مخزن و سوپاپ تنظیم فشار………………………… 29
6-3:عملکرد سیستم………………………………………………………………. 29
1-6-3 :حالت افزایش فشار………………………………………………………… 30
2-6-3 : حالت تثبیت فشار………………………………………………………… 30
3-6-3 : حالت کاهش فشار……………………………………………………….. 30
7-3:سیستم کنترل رانش در خودروی سوپرا……………………………………. 31
8-3:ویژگی SNOW ا………………………………………………………………….31
1-8-3:عملکرد کنترل دریچه گاز…………………………………………………….. 31
2-8-3:موتور دریچه گاز ……………………………………………………………….32
3-8-3:سنسور موقعیت دریچه ثانویه………………………………………………. 32
4-8-3:عملکرد ترمز سیستم کنترل رانش……………………………………….. 33
9-3:کنترل سرعت چرخ……………………………………………………………. 33

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل 4:شبیه سازی کنترل کشش در محیط سیمولینک

:توضیح عملکرد بلوک ها……………………………………………………. 36

منابع و مآخذ……………………………………………………………………44

 

Abstract
Today’s vehicles are Much more intelligent than their ancestors. They are secure, fast, quiet, and low consumption. And they create less pollution. No doubt a large part in the vehicle control systems have these preferences. One of these control systems, traction control systemIs. In this article we have tried to emulate it


  مقطع کارشناسی

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان