عملکرد سیستم ترمز خودرو به چه شکل است؟

لنت و به طور کلی سیستم ترمز، در میان دیگر قطعات خودرو عمکرد بسیار جالبی دارد. این سیستم با عملکرد مکانیکی و بر پایه فیزیک خود، سبب توقف ماشین شده و حتی در وزن ها و فشار های سنگین نیز دوام می‌آورد. بسیار جالب است که یک لنت کوچک و چند لوله روغن، چگونه باعث این اتفاق می‌شوند و ماشین به این سنگینی را نگه می‌دارند!! در این مقاله قصد داریم تا با بررسی کامل عملکرد سیستم ترمز خودرو به جواب همه‌ی سوال هایمان برسیم و این مجموعه را بهتر بشناسیم. با لنت ترمز همراه باشید.

سیستم ترمز خودرو چه می‌کند؟

سیستم ترمز خودرو، به این منظور شکل گرفته که با اراده راننده، در ناحیه چرخ‌ها تولید اصطکاک کرده و سرعت ماشین را کم و در نهایت آن را متوقف کند. به این منظور، این سیستم بین لنت ترمز و دیسک چرخ اصطکاک ایجاد کرده و شتاب منفی را شکل می‌دهد تا سرعت کم شده یا اتومبیل به طور کامل بایستد.

امروزه کارکرد این سیستم‌ها فراتر رفته و علاوه بر کاهش سرعت و توقف اتومبیل، در هندلینگ آن هم نقش مهمی دارد. این ویژگی مخصوصا در پیچ‌ها و دورهای خطرناک، به شدت به فریاد اتومبیل رسیده و از لغزش‌های خطرناک روی جاده یا تغییر جهت آن جلوگیری می‌کند.

ترمزها سیستمی هستند که بر اساس قواعد دینامیک و اصطکاک کار می‌کنند. بیشتر سیستم‌های ترمز که امروزه در اتومبیل‌ها می‌بینیم، به کمک روغن عمل می‌کنند. از نظر علمی ثابت شده است که مایعات و روغن‌ها، مثل هوا نیستند که قابلیت متراکم شدن داشته باشند. بدین ترتیب است که وقتی به آن‌ها فشاری وارد شود، با حفظ حجم خود جابه‌جا می‌شوند و فشار منتقل شده را به جایی دیگر منتقل کنند. پس چیزی به اسم متراکم شدن را در آن‌ها نمی‌بینیم. و چنین بود که متخصصان، دریافتند می‌توانند سیستمی ابداع کنند که در آن، با فشردن پا روی پدال، می‌توان از همین روغن و مایعات و خاصیت عدم تراکم آن‌ها برای کم کردن سرعت و ایجاد اصطکاک در چرخ‌های خودرو استفاده کرد.

نحوه عملکرد سیستم ترمز خودرو

یکی از مهم‌ترین سئوالات مطرح شده برای هر کسی، این است که چطور با یک نیروی ساده که همانا فشردن پا روی پدال ترمز است، ماشینی با این وزن و در سرعت بالا متوقف می‌شود؟ بر اساس قواعد فیزیکی اینرسی سکون و حرکت، وقتی جسمی در حالت سکون یا حرکت است، مادامی که نیرویی به آن وارد نشده و درگیر مقاومتی نشود، به سکون یا حرکت خودش ادامه می‌دهد. به این منظور، برای غلبه بر اینرسی حرکت، باید نیرویی بیشتر و مقاومتی بیشتر وارد شود. چطور است که یک حرکت ساده پا روی پدال، چنین نیرویی را ایجاد می‌کند؟

متخصصان با طراحی‌های خاصی که در سیستم‌های مختلف ترمز ایجاد کرده‌اند، عملا نیروی اولیه وارد شده به پدال ترمز را، چند برابر می‌کنند تا قادر به کاهش سرعت یا توقف اتومبیل باشد. مهندسان به این منظور از اصول مزیت مکانیکی (اهرم) و افزایش نیروی هیدرولیکی سود می‌برند تا نیروی اولیه وارد شده را، افزایش داده و چند برابر کنند. طبق اصل مزیت مکانیکی، نیرویی که ماشین بر جسم وارد می‌کند چند برابر نیرویی است که ما بر ماشین وارد می‌کنیم. در اهرم‌ها، مزیت مکانیکی از نسبت طول بازوی محرک به طول بازوی مقاوم به دست می‌آید.

با دستکاری این نسبت، عملا نیروی وارد شده چند برابر می‌شود تا قادر به توقف خودرو باشیم.همچنین طبق قواعد هیدرولیک، نیرو از طریق یک سیال تراکم‌ناپذیر که غالبا در بیشتر خودروها روغن ترمز است، منتقل می‌شود و منجر به ترمزگیری در چرخ‌ها می‌شود. در سیستم‌های هیدرولیک و با استفاده از قانون پاسکال، عملا نیروی خروجی به مضربی از نیروی ورودی تبدیل می‌شود. یک قانون ابتدایی در هیدرودینامیک می‌گوید که تغییر فشار در هر نقطه از یک سیال تراکم‌ناپذیر، به همه نقاط و سطح سیال انتقال می‌یابد.

نتیجه همه این محاسبات، باعث تولید نیروی مورد نیاز و توقف خودرو در ترمزگیری می‌شود. همچنین از متغیر دیگری به نام ضریب اصطکاک هم در این سیستم استفاده می‌شود. هر دو جسمی که روی هم قرار بگیرند، هرچقدر هم که صاف باشند باز هم سطوحی غیرهمگون دارند که باعث سختی یا سهولت در لغزندگی آن‌ها روی هم می‌شود. به همین نسبت مثلا لغزندگی پلاستیک روی هم خیلی سخت‌تر از استیل یا فلزات است.

چطور عملکرد سیستم ترمز خودرو را تقویت کنیم؟

تقویت عملکرد سیستم ترمز خودرو به شما این امکان را می‌دهد تا رانندگی ایمن تری داشته باشید و احتمال تصادفات را کاهش دهید. یکی از راهکار هایی که می‌توانید در جهت این امر از آن بهره ببرید، استفاده از یک روغن ترمز خوب است. یک روغن ترمز مرغوب نیرو را به خوبی و در بالاترین سطح کیفیت از پیستون کوچک به پیستون بزرگ انتقال می‌دهد و زمان عملکرد آن نیز بسیار پایین است. این مورد به شما کمک می‌کند تا ماشین در مدت زمان کمتری بایستد و به همین دلیل از تصادفات مختلف جلوگیری می‌کند.

مورد بعدی که نقش بسیار زیادی هم در ایمنی و هم در تجربه کلی رانندگی دارد، یک لنت ترمز با کیفیت است. یک لنت مرغوب به شما کمک می‌کند تا خودروی خود را بدون هیچ سر و صدایی متوقف کنید و رانندگی مطمئنی داشته باشید. همچنین شما را در انواع شرایط آب و هوایی همراهی می‌کند و عملکرد خود را از دست نمی‌دهد. در بین بین کالاهای موجود در بازار، لنت های اینتیما، nhc و فریکسا از کیفیت خوبی برخوردارند که می‌توانید متناسب با مدل خودروی خود از آن ها استفاده کنید.

 انواع ترمز خودرو

به‌طور کلی عملکرد سیستم‌های مختلف ترمز از اصول فیزیکی یکسانی پیروی می‌کنند و تنها تفاوتشان در میزان اثربخشی و نحوه‌ی انتقال نیروی پای راننده به ترمزهای تعبیه شده در چرخ‌هاست. ترمزها به دو دسته‌ی کلی مکانیکی و هیدرولیکی تقسیم می‌شوند که هر کدام به زیردسته‌های کوچک‌تر قسمت می‌شود. در ادامه به بررسی هر یک از این سیستم‌ها می‌پردازیم.

در ترمزهای هیدرولیک ، از یک مایع (روغن ترمز) استفاده می شود که غیر قابل تراکم است و این حالت تراکم ناپذیری خود را در هر شرایطی حفظ می کند.سیستم های ترمز خودرو را میتوان طور دیگری نیز دسته بندی کرد. ۱-ترمز های کاسه ای ۲- ترمز های دیسکی. در ادامه به طرز کار این دو نوع ترمز و مقایسه میان این دو خواهیم پرداخت.

همانطور که در بندهای قبلی نیز اشاره شد اساس کار سیستم ترمز خودرو فارغ از نوع آن (به جز ترمزهای مغناطیسی و الکتریکی) یکسان است چراکه با اعمال نیرو به چرخ‌ها و در اثر اصطکاک، خودرو متوقف می‌شود. سیستم‌های ترمز از دیدگاه‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه به آن‌ها اشاره شده است.

انواع ترمز از نظر تامین نیرو

از این منظر  انواع سیستم‌ ترمز خودرو به 6 دسته ذیل تقسیم‌بندی می‌شود:

• 1- ترمز مکانیکی

در ترمز مکانیکی، نیروی ترمز از طریق قطعات مکانیکی نظیر میله‌های استوانه‌ای، چفت و بست‌های مکانیکی، فنر و … به چرخ انتقال می‌یابد. ترمزهای مکانیکی در خودروها قدیمی استفاده می‌شد که به دلیل اثربخشی بسیار پایین آن‌‌ها، هم‌اکنون در خودروها استفاده نمی‌شود.

• 2- ترمز هیدرولیکی (روغنی)

ترمز روغنی بیشترین کاربرد را دارد و رایج‌ترین ترمز مورد استفاده در خودروهای سبک و سنگین می‌باشد. طرز کار کلی ترمزهای هیدرولیکی به این صورت است که بر اثر فشار وارده به پدال ترمز به وسیلهٔ اهرم بندی نیرو به پمپ اولیهٔ روغن وارد شده و پیستون موجود در پمپ روغن مقابل خود را با فشار به داخل لوله‌ها می‌فرستد و روغن به داخل دستگاه ترمز می‌رود و دستگاه ترمز با توجه به نوع خود که ممکن است کاسه‌ای یا دیسکی باشد عمل ترمزگیری راانجام می‌دهد.

ترمز هیدرولیک هنگامی که روی پدال ترمز فشار وارد می کنید، در واقع می خواهید در مقابل سیلندر اصلی فشار وارد کنید ، که روغن هیدرولیک (مایع ترمز) را از طریق یک سری لوله ها مجبور می کند و شیلنگ ها را به واحد ترمز در هر چرخ می کشد. از آنجا که مایع هیدرولیک (یا هر مایعی برای آن ماده) قابل فشرده سازی نیست ، فشار دادن مایعات از طریق لوله دقیقاً مانند فشار دادن نوار فولادی از طریق لوله است.

بسیار مهم است که مایعات خالص باشند و هیچ حباب هوا در آن وجود نداشته باشد. هوا می تواند فشرده سازی کند که این امر باعث ایجاد اسفنجی در پدال و کاهش شدید راندمان می شود. اگر به هوای داخل مشکوک شدید، باید سیستم را از بین برد تا هوا را خارج کند. برای این منظور سیستمی وجود دار که می توانید هوای داخل را بیرون بکشید که در هر سیلندر چرخ و کولیس وجود دارد.

• 3-ترمز هوایی یا پنوماتیکی

در ترمزهای هوایی یا بادی از هوای فشرده که توسط کمپرسور تولید می‌گردد جهت انتقال نیروی ترمز استفاده می‌شود. این نوع ترمز بیشتر درخودروهای سنگین استفاده می‌گردد چراکه ترمز هیدرولیکی نمی‌تواند نیروهای ترمزی بالا را انتقال دهد؛ همچنین نیروی ترمزی تولیدشده توسط ترمز هوایی بیشتر از ترمز هیدرولیکی است.

• 4- ترمز خلا

در این نوع ترمز، ایجاد خلا در لوله‌های ترمزی موجب حرکت لنت‌ها شده و در نهایت باعث توقف می‌شود. این سیستم‌ها در قطارها بیشتر استفاده می‌شوند.

• 5- ترمز مغناطیسی

یک آهنربای دائمی وظیفه تولید میدان مغناطیسی را بر عهده دارد و در نهایت با استفاده از اصول الکترومغناطیسی، نیروی ترمزی به چرخ‌ها اعمال می‌شود. در این سیستم خبری از اصطکاک نیست و در نتیجه سایش و فرسودگی به شدت کاهش می‌یابد. این نوع ترمزها دارای تکنولوژی فوق‌العاده بالایی بوده و هنوز به صورت کاملا محدود در خودروها نصب می‌شوند. شایان ذکر است که این ترمزها عملکرد بسیار سریعتری دارند و این امر نیز از ماهیت مغناطیسی بودن سرچشمه می‌گیرد.

• 6- ترمز برقی خودرو چیست؟

ترمزهای الکتریکی در خودروهای الکتریکی استفاده شده و خود به سه نوع پلاگین (Plugging Brake)، بازیاب انرژی (Regenerative Braking) و مقاومتی یا رئوستاتیکی (Rheostat Braking) تقسیم می‌شوند. خودروهای الکتریکی انرژی جنبشی خود را از موتورهای الکتریکی دریافت می‌کنند و در ترمز پلاگین، به محض آنکه راننده پای خود را بر روی پدال ترمز فشار می‌دهد، جهت چرخش موتور برعکس شده و در نتیجه منحر به توقف خودرو می‌شود.

در نوع بازیاب، به هنگام ترمزگیری، موتور الکتریکی وارد مد ژنراتوری شده و انرژی جنبشی چرخ‌ها را گرفته و به انرژی الکتریکی تبدیل نموده و این انرژی الکتریکی در بانک باتری ذخیره می‌شود و از این رهگذر عملا تبدیل انرژی صورت گرفته و خودرو ترمز می‌شود. در نوع مقاومتی، از یک مقاومت متغیر در مدار ترمز استفاده شده و با اتلاف انرژی در آن عمل ترمزگیری انجام می‌شود.

انواع ترمز از نظر عملکرد

سیستم ترمز خودرو از این دیدگاه دارای دو نوع عملکرد می‌تواند باشد:

• ترمز پایی یا ترمز سرویس: همانطور که از اسم آن مشخص است ترمزی است که شما به هنگام رانندگی از آن جهت کاهش سرعت و یا توقف خودرو استفاده می‌نمایید.
• ترمز دستی یا ترمز پارک: این ترمزها که به ترمز اضطراری نیز معروف هستند به هنگاک پارک استفاده شده و مستقل از ترمز پایی یا سرویس هستند.

بر اساس توزیع نیروی ترمز

1. 1. سیستم تکی: در این نوع ترمز، نیروی ترمزی به یک جفت از چرخ‌ها اعمال می‌شود که می‌تواند مکانیکی یا هیدرولیکی باشد.
   2. سیستم دوگانه: سیستم دوگانه نیروی ترمزی بین تمامی چرخ‌ها توزیع نموده و عمدتا در خودروهای سنگین استفاده می‌شود.

از دید نحوه اعمال اصطکاک

در این نوع تقسیم‌بندی نحوه ایجاد اصطکاک در مرحله پایانی، یعنی در تماس با چرخ اهمیت دارد. از این منظر نیز ترمزها در دسته‌بندی کلی جای می‌گیرند.

• ترمز‌های کاسه‌ای: ترمز‌های کاسه‌ای نسبت به نوع دیسکی قدیمی‌تر بوده و اکثر قطعات ترمز در داخل کاسه (درام) قرار دارند. در داخل درام دو لنت وجود دارد که با فشردن پا روی پدال ترمز، بر اساس نیروی هیدرولیکی تولیدشده، این لنت‎‌ها به دیواره داخلی درام چسبیده و تولید اصطکاک می‌نمایند و در نهایت نیز این اصطکاک، انرژی جنبشی را به صورت حرارتی تلف نموده و خودرو ترمز می‌شود.
• ترمزهای دیسکی: ترمزهای دیسکی دارای قطعاتی چون لنت، کلیپر، روتور و … بوده و با فشردن پا روی پدال ترمز، روغن وارد کلیپر شده و باعث حرکت پیستون فلزی داخل کلیپر می‌گردد. حرکت این پیستون، باعث چسبیدن لنت‌ها به صفحات روتوری شده و تولید اصطکاک می‌نماید و در نهایت کل انرژی جنبشی چرخ‎‌ها تلف شده و خودرو می‌ایستد.

در نهایت ذکر این نکته ضروری به نظر می‌رسد که سیستم‌های چون ABS، EBD، CBC و … آپشن‌های هستند که به ترمزگیری خودرو کمک می‌نمایند که در مقالات آتی به این تکنولوژی‌ها نیز خواهیم پرداخت.

لنت ترمز ارائه دهنده انواع لنت های خارجی، لنت ترمز هیوندا، لنت ترمز تویوتا، لنت ترمز سوزوکی و …