حذف صدا به کمک لنت ها

 
حتما بارها برايتان اتفاق افتاده که داخل خودرويي نشسته ايد، در حالي که از آلودگي هاي صوتي چندجانبه کلافه شده ايد؟!
از يکسو صداي بوقهاي مکرر خودروهايي که مثل شما گرفتار ترافيک خيابان هاي بي عبور شهرمان شده اند و از سوي ديگر صداي ناهنجاري که از لنت ترمز ماشين هاي لزومافرسوده به گوش مي رسد.شايد ندانيد که صدا از اين ترمزها زماني اتفاق مي افتد که توليد انرژي در سيستم ترمز بيش از پخش انرژي باشد. به طور طبيعي کاهش اين انرژي اضافي مي تواند در حذف صداي ترمز موثر باشد، بر همين اساس ، يکي از پژوهشگران دانشگاه صنعتي اميرکبير نيز با اضافه کردن نوعي پليمر به لنت ترمز موفق به ساخت نوع ويژه اي از آن شده است که علاوه بر کيفيت برتر، از توليد صدا جلوگيري مي کند. ما نيز به همين بهانه با محسن معصومي ، مجري اين طرح به گفتگو نشسته ايم:

جلوگيري از ايجاد صدا در سيستمهاي ترمز تا چه حد اهميت دارد؟

در سالهاي اخير صدازايي ترمزها براي صنعت خودرو و توليدکنندگان مواد اصطکاکي مورد مصرف در سيستم هاي ترمز و همچنين مصرف کنندگان ، موضوعي بوده که روز به روز مورد توجه بيشتر واقع شده است.

اگرچه از ابتداي دهه 1930ميلادي تحقيقات قابل توجهي به منظور تعيين مکانيسم هاي توليد صدا و روشهاي مبارزه با آن انجام گرفته ، ولي هنوز پيش بيني وقوع و حذف کامل آن نسبتا مشکل است.
صدازايي باعث برهم زدن آرامش مسافران وسايط نقليه و رهگذران و نيز ايجاد آلودگي صوتي در محيط مي شود. صداي ترمز پديده اي بسيار پيچيده است که ناشي از طرح سيستم ترمز و شرايط عملکرد آن و حذف آن گامي همسو با توسعه پايدار است.

براي حذف صداي ناخواسته از ترمز خودرو تاکنون چه شيوه هايي ابداع شده است؟

صدازايي با طراحي مناسب اجزاي سيستم ترمز به طوري که بتوان فرکانس هاي رزونانس اجزائ را از هم جدا کرد، قابل اجتناب است. به همين منظور با تغييرات در هندسه لنت (مثل شکافها، پخها و ايجاد سوراخ) و نيز خواص مکانيکي اجزائ(سفتي و جرم) مي توان از همسان شدن فرکانس اجزائ و درنتيجه ايجاد صدا جلوگيري کرد.

شيوه ابداعي شما بر چه مبنايي استوار است؟ اين شيوه چه تفاوت و مزيت هايي نسبت به شيوه هاي ارائه شده ديگر دارد؟

صدازايي تحت تاثير شرايط مرزي سيستم بويژه فشار ترمزگيري و دما نيز است. به عبارتي ، حتي با تغيير در هندسه لنت يا خواص مکانيکي به منظور حذف صدا، باز فشار و دما مي توانند در نزديک شدن فرکانس ها در شرايطي متفاوت مشارکت کنند، بنابر اين اصلاح هندسه يا خواص ماده هميشه براي کنترل صدازايي موثر نيست. هنگام ايجاد صدا، چون توليد انرژي در سيستم ترمز بيش از پخش انرژي است ، در اين صورت افزايش ميرايش سيستم يا به بياني ، کاهش انرژي اضافي ايجاد شده ، موفق تري به منظور کاهش صدازايي تلقي مي شود. اين ميرايش اضافي را مي توان با استفاده از مواد ترموپلاستيک الاستومر به دست آورد. در طرح انجام شده ، کوشش بر اين بوده است که با استفاده از مواد ميراينده ، روشهايي به منظور کنترل صدا و نيز روالهايي به منظور انتخاب ماده ميراينده مناسب براي حذف صدا در يک سيستم ترمزتعيين شود.

چرا در اين شيوه از نوعي پليمر در لنت ترمز براي حذف صدا استفاده کرده ايد؟جنس اين پليمر چيست و کاربرد آن چه مزيتي دارد

استفاده از مواد ترموپلاستيک الاستومر، به عنوان گروه مهمي از مواد پليمري ويسکوالاستيک که خواص ترکيبي پلاستيک و لاستيک دارند، در فرمولاسيون مواد اصطکاکي به منظور افزايش حساسيت مدول ماده اصطکاکي به دما و درنتيجه افزايش رفتار ميرايش در محدوده وسيعي از دماها است.
ترموپلاستيک الاستومرها مواد پليمري هستند که علي رغم اين که خواص و کارآيي آنها مشابه با لاستيک هاي پخت شده است ، داراي قابليت فرايند شدن همانند ترموپلاستيک ها را نيز دارند. استفاده از اين مواد از طريق افزايش فاصله فرکانس اجزائ بر توليد صدا و از طريق ايجاد ميرايش بر انتشار صدا اثر مي گذارد.

محدوده دماهاي محاسبه شده براي لنت ترمزساخته شده چه ميزان است؟

محدوده دمايي محاسبه شده از دماي محيط تا دماي 350 درجه سلسيوس است.

چگونه اين سيستم قابليت استفاده در ساختارهاي مختلف (اتوبوس و قطار)را دارد؟

در طرح اجرا شده ، به منظور انجام کارهاي عملي ، از يکي از پيشرفته ترين روشهاي طراحي آزمايش (DOE) استفاده شد و علاوه بر آن ، به منظور تعيين فرکانس هاي صدازايي و تشخيص پايداري سيستم ترمز، شبيه سازي رايانه اي مورد استفاده قرارگرفت. تکنيک هاو ابزارهاي مهندسي ياد شده همراه با دانش مواد اصطکاکي اين امکان را فراهم مي آورد تا بتوان انواع و اقسام لنتهاي ترمز (اتوبوس ، قطار، مترو و هواپيما) را با طرحهاي هندسي مختلف با کمترين هزينه (مواد، توليد و آزمون) طراحي کرد و پس از توليد آزمايشي و نيمه صنعتي به مرحله توليد انبوه رساند.

فاز بعدي تحقيقات شما چه خواهد بود؟

با توجه به اين که طرح اصلي در زمينه مواد اصطکاکي اجرا شد و لنت ترمز يکي از جنبه هاي کاربردي مواد اصطکاکي بود، علاوه بر ادامه تحقيقات درباره ديگر سيستم هاي ترمز، در 3 زمينه ديگر نيز تحقيقات و پژوهش انجام خواهد شد: نانو مواد اصطکاکي (Nano Friction Material) بويژه سيستم هاي نانو الکترومکانيکي (NEMS) و وسايل ذخيره سازي انبوه از قبيل سي دي ودي وي دي بيو مواد اصطکاکي (Bio friction Material) از قبيل لنزهاي تماسي چشمي ، استخوان هاي زانو و... نانو مواد پرانرژي (Nano Energetic Material). گفتني است که گامهاي اوليه در اين زمينه برداشته شده است.

پونه شيرازي