خانه / بازار ایران / ترمز های دیسکی چگونه کار می کنند؟
brake-systems

ترمز های دیسکی چگونه کار می کنند؟

همگی می دانیم که فشردن پدال ترمز ماشین، سرعت را کاهش می دهد. اما چگونه؟ چگونه ماشین نیروی پای شما را به چرخ ها منتقل می کند؟ چگونه نیروی شما را چند برابر می کند تا برای متوقف کردن جسمی به بزرگی یک ماشین کافی باشد.

شکل 1

طرح کلی از سیستم ترمز

در این مقاله ما زنجیره ای از اتفاقاتی را که از فشردن پدال تا چرخ ها طی می شود دنبال خواهیم کرد. این قسمت، مفاهیم اساسی که در پشت سیستم ترمز ماشین نهفته است را پوشش می دهد و یک سیستم ساده ترمز ماشین را امتحان می کند. وقتی شما پدال ترمز را می فشارید، ماشین نیروی پای شما را از طریق یک سیال به ترمز ها منتقل می کند. زیرا ترمز های واقعی نیرویی خیلی بیش تر از نیرویی که شما توسط پایتان وارد می کنید نیاز دارد. ماشین باید نیروی پای شما را چند برابر کند. این کار از طریق دو روش انجام می شود:

  • مزیت مکانیکی (اهرم ها)
  • افزایش هیدرولیکی نیرو

ترمز ها نیرو را از طریق اصطحکاک به چرخ ها منتقل می کنند و چرخ ها نیز این نیرو را توسط اصطحکاک به جاده می دهند.

قبل از اینکه بحث را بشکافیم اجازه دهید این ۳ قانون را یاد بگیریم:

  • دستگاه اهرمی
  • دستگاه هیدرولیکی
  • دستگاه اصطحکاکی

 

 

دستگاه اهرمی

پدال به نحوی طراحی شده که می تواند نیروی پای شما را قبل از اینکه نیرویی به روغن ترمز وارد شود چند برابر کند.

شکل 2

افزایش نیرو

در شکل بالا نیروی F به سمت چپ اهرم وارد شده است. سمت چپ اهرم (۲x) دو برابر سمت راست (x)است. در نتیجه در سمت راست اهرم، نیروی ۲F ظاهر می شود، ولی در نصف جابجایی (Y) نسبت به سمت چپ و راست اهرم تعیین کننده نسبت به نیروی دو طرف است.

سیستم هیدرولیکی

ایده اساسی ساده ای در پشت هر سیستم هیدرولیکی نهفته است: نیروی وارد به هر نقطه از سیال تراکم ناپذیر، که عموما یک نوع روغن می باشد، به همان اندازه به مابقی نقاط منتقل می شود. بیشتر سیستم های ترمز از این طریق نیرو را چند برابر می کنند. در اینجا شما ساده ترین سیستم هیدرولیکی را مشاهده می کنید.

یک سیستم ساده هیدرولیکی

در شکل بالا دو پیستون (به رنگ قرمز) در دو استوانه شیشه ای، پر شده از روغن، گنجانده شده اند و از طریق یک لوله پر از روغن به یک دیگر متصل اند. اگر شما یک نیروی رو به پایین به یک پیستون وارد کنید (مثلا چپی در شکل) نیرو از طریق لوله روغن به پیستون بعدی منتقل می شود. از آنجایی که روغن تراکم ناپذیر است، کارایی بسیار بالاست. تقریبا تمامی نیروی اعمال شده در پیستون دوم تولید میشود. نکته مهم در مورد سیستم هیدرولیکی این است که لوله متصل کننده دو پیستون به هر شکل و طولی می تواند باشد، به طوری که امکان هرگونه تغییر شکل را در مسیر انتقال نیرو میسر می کند. این لوله هم چنین می تواند چند شاخه شود. در نتیجه یک پیستون مادر می تواند بیش از یک شاخه، در صورت نیاز داشته باشد، همان طور که در شکل نشان داده شده است.

یک نکته شسته رفته دیگر در مورد سیستم هیدرولیک اینکه می تواند نیرو را چند برابر کند، ( یا تقسیم کند) اگر شما ” چگونه قرقره و جعبه دنده کار میکنند؟ یا “نسبت دنده چگونه کار می کند؟” را خوانده باشید، حتما میدانید که مبادله نیرو و جابه جایی در سیستم های مکانیکی بسیار مرسوم است. در یک سیستم هیدرولیکی، کافیست سایز یک پیستون را نسبت به دیگری متفاوت انتخاب کنیم.

 

افزایش هیدرولیکی نیرو

برای تعیین ضریب افزایش در شکل بالا، با توجه به اندازه پیستون ها کار را شروع می کنیم، فرض کنید که قطر پیستون در سمت چپ ۲ اینچ، در سمت راست ۶ باشد. هر پیستون از رابطه nr2 به دست می آید. پس مساحت پیستون سمت چپ ۱۴/۳  و سمت راست ۲۶/۲۸  است. پیستونسمت راست ۹ برابر پیستون سمت چپ است، این بدان معناست گه نیرویی معادل ۹ برابر نیروی اعمال شده به پیستون سمت چپ، در پیستون سمت راست تولید می شود. پس اگر یک نیروی ۱۰۰ پوندی به پیستون چپ وارد کنیم، نیروی معادل ۹۰۰ پوند در سمت راست تولید می شود. تنها نکته این است که شما باید پیستون سمت چپ را ۹ اینچ پایین ببرید تا پیستون سمت راست ۱ اینچ بالا بیاید.

اصطحکاک

اصطحکاک، میزان سختی حرکت دادن یک جسم بر روی جسم دیگر است. نگاهی به شکل زیر بیندازید:

شکل 3

هر دو جسم از یک جنس اند ولی یکی سنگین تر است. همه می دانیم که کدام یک سخت تر جابجا می شود.

نیروی اصطحکاک در برابر وزن

برای در ک این موضوع اجازه دهید نگاهی نزدیک تر به بلوک ها داشته باشیم.

شکل 4

 

ترمزهای دیسکی چگونه کار می کنند؟

بیش تر اتومبیل های امروزی روی چرخ های جلو و برخی روی هر چهار چرخ ترمز دیسکی دارند. شکل زیر قسمتی از سیتم ترمز را نشان می دهد که نقش اصلی را در متوقف ساختن اتومبیل دارد.

شکل 4

ترمز دیسکی

معمول ترین نوع ترمز دیسکی در اتومبیل های امروزی کالیپر شناور تک پیستونی است. در این مقاله، همه چیز را درباره ی این نوع ترمز دیسکی خواهیم آموخت.

قسمت های اصلی ترمز دیسکی

مکان ترمز دیسکی

اجزای اصلی ترمز دیسکی از این قرارند:

  • لنت ترمز
  • کالیپر، که امل یک پیستون است.
  • روتور، که به توپی چرخ متصل است.

بخش های ترمز دیسکی

ترمز دیسکی به ترمز هایی که در دوچرخه ها کار گذاشته شده اند، شباهت بسیاری دارد. ترمز های دوچرخه مجهز به یک کالیپر می باشند، که لنت های ترمز را روی چرخ فشار می دهد. در یک ترمز دیسکی، لنت های ترمز به جای چرخ ها، روتور را تحت فشار قرار می دهند، و نیرو به جای اینکه از طریق کابل منتقل شود به صورت هیدرولیکی انتقال می یابد. اصطحکاک به وجود آمده بین لنت ها و دیسک، سرعت دیسک را کاهش می دهد.

هر اتومبیل در حال حرکت، میزان معینی انرژي جنبشی دارد، و ترمزها برای متوقف ساختن باید این انرژی را از اتومبیل بگیرند. ترمز ها چگونه این کار را انجام می دهند؟ هر بار که اتومبیلتان را متوقف می سازید،  ترمز ها انرژی جنبشی را به گرمای حاصل از اصطحکاک بین لنت ها و دیسک تبدیل می کنند. بیشتر ترمز های دیسکی بادی هستند.

بادگیرهای ترمز دیسکی

ترمز های بادی تعدادی پره بین دو طرف دیسک دارند که هوا را از میان دیسک عبور داده و آن را خنک می کند.

ترمز های خود تنظیم

ترمز های دیسکی از نوع کالیپر شناور تک پیستونی، خود محور و خود تنظیم هستند. کالیپر قادر است روی دیسک از سمتی به سمت دیگر بلغزد، بنابراین هربار که ترمز ها به کار گرفته شوند کالیپر به طرف مرکز دیسک حرکت می کند. هم چنین به دلیل اینکه هیچ فنری برای دور نگه داشتن لنت ها از دیسک وجود ندارد، لنت ها همواره در تمکاس جزئی با دیسک باقی می مانند (بست لاستیکی پیستون و در واقع هرگونه لقی در روتور می تواند لنت ها را به فاصله اندکی از روتور نگه دارد). این مساله بسیار مهم است، زیرا  قطر پیستون های ترمز بسیار بیشتر از قطر سیلندرهای اصلی خودرو است. اگر پیستون های ترمز در سیلندر جمع شوند، ممکن است گرفتن و درگیر شدن مجدد لنت ها تنها با چندین بار استفاده  از پدال ترمز برای انتقال روغن ترمز به سیلندرها میسر باشد.

ترمز دیسکی خود تنظیم

خودروهای قدیمی تر مجهز به مدل کالیپر ثابت یا چهار پیستونی بودند. یک (یا دو) پیستون در هر طرف روتور لنت را روی آن سمت فشار می داد. این مدل به طور کامل منسوخ شده است زیرا مدل های تک پیستونی ارزان تر و بسیار مطمئن تر هستند.

ترمز های اضطراری

در خودروهایی که روی هر چهار چرخ ترمز دیسکی دارند، برای مواقع از کار افتادن ترمز های اصلی، یک ترمز اضطراری با مکانیزمی مستقل از ترمز های اصلی کار گذاشته می شود. در بیش تر خودروها از یک کابل برای به کار انداختن ترمز اضطراری استفاده می گردد.

 

ترمز دستی

برخی خودروها با چهار ترمز دیسکی، یک ترمز جداگانه به نام ترمز طبلی هم دارند که به توپی چرخ های عقب متصل می شود. این ترمز فقط مخصوص سیستم ترمز اضطراری است و تنها توسط کابل فعال می شود و سیستم هیدرولیکی ندارد.

در خودروهای دیگر اهرمی تعبیه شده که باعث چرخش یک پیچ، یا حرکت دندانه ای می شود که پیستون ترمز دیسکی را منقبض می کند.

سرویس کردن ترمزها

معمول ترین سرویسی که ترمزها به آن نیاز دارند تعویض لنت است. لنت های ترمز دیسکی معمولا شامل قطعه ای فلزی هستند که شاخص ساییدگی نامیده می شود.

لنت ترمز

زمانی که به میزان کافی از ماده ی روی لنت، تحت اصطحکاک ساییده شود، شاخص ساییدگی با دیسک تماس پیدا کرده و صدای جیغ مانندی تولید می کند. این بدان معنی است که زمان تعویض لنت ها فرا رسیده است.

همچنین روی کالیپر شکافی برای بازدید و معاینه وجود دارد، بنابراین شما می توانید مقدار ماده ای که روی لنت ها باقی مانده است را ببینید.

گاهی ساییدگی های عمیقی در روتور رخ می دهد. روتورها همچنین ممکن است به اصطلاح تاب بردارند یا منحرف شوند؛ یعنی مسطح بودن خود را از دست بدهند. اگر این اتفاق بیفتد، به هنگام توقف ممکن است ترمزها دچار  لرزش و ارتعاش شوند. هر دو مشکل اغلب با باز پرداخت (تراشکاری یا ماشین کاری) روتور رفع می شوند. برای این کار از هر دو سمت  روتور مقداری ماده برداشته شده و سطح صاف و هموار حاصل می شود.

نیازی نیست در هر بار جایگزین کردن کفشک های ترمز، عمل بازپرداخت را انجام دهید. در واقع تنها زمانی این عمل احتیاج است که آن ها تاب خورده و یا تحت ساییدگی زیاد قرار گرفته باشد. اگر روتورها بیش از حد لازم ماشین کاری شوند، عمرشان کاهش می یابد. به دلیل اینکه این عمل با جدا کردن ماده از سطح همراه است، روتورهای ترمز بعد از هر بار ماشین کاری نازک و نازک تر می شوند. همه ی روتور های ترمز برای حداقل ضخامت مجاز قبل از نیاز به تعویض قطعه، مشخصه ای دارند. این مشخصه را می توان در کتاب راهنمای مربوط به هر خودرو پیدا کرد.

 

 

این مطلب را دیده اید؟

آیا کارت سوخت برمی‌گردد ؟

مدیرعامل پیشین شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی تأکید کرد: سامانه کارت هوشمند در …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *