همگي مي دانيم که فشردن پدال ترمز ماشين،سرعت را مي کاهد.اما چگونه؟چگونه ماشين نيروي پاي شما را به چرخ ها منتقل ميکند؟چگونه نيروي شما را چند برابر مي کند تا براي متوقف کردن جسمي به بزرگي يک ماشين کافي باشد؟
وقتي شما پدال ترمز را مي فشاريد،ماشين نيروي پاي شما را از طريق يک سيال به ترمز ها منتقل ميکند.زيرا ترمزهاي واقعي نيرويي خيلي بيشتر از نيرويي که شما توسط پايتان وارد مي کنيد نياز دارد.ماشين بايد نيروي پاي شما را چند برابر کند.اين کار از طريق 2 روش انجام ميشود:
1-مزيت مکانيکي(اهرمها)
2-افزايش هيدروليکي نيرو
ترمزها نيرو را از طريق اصطکاک به چرخ ها منتقل مي کنند و چرخ ها نيز اين نيرو را توسط اصطکاک به جاده مي دهند.
قبل از اينکه بحث را بشکافيم،اجازه دهيد اين 3 قانون را ياد بگيريم:
? دستگاه اهرمي
? دستگاه هيدروليکي
? دستگاه اصطکاکي
دستگاه اهرمي
پدال به نحوي طراحي شده که ميتواند نيروي پاي شما را قبل از اينکه هرگونه نيرويي به روغن ترمز وارد شود چند برابر کند.
سيستم هيدروليکي
ايده اساسي ساده اي در پشت هر سيستم هيدروليکي نهفته است: نيروي وارد به هرنقطه از سيال تراکم ناپذير،که عموماً يک نوع روغن مي باشد،به همان اندازه به مابقي نقاط منتقل مي شود.بيشتر سيستم هاي ترمز از اين طريق نيرو را چند برابر مي کنند.در اينجا شما ساده ترين سيستم هيدروليکي را مشاهده مي کنيد.
يک سيستم ساده ي هيدروليکي
دو پيستون در دو استوانه شيشه اي, پر شده از روغن, گنجانده شده اند و از طريق يک لوله پر از روغن به يک ديگر متصل اند. اگر شما يک نيروي رو به پايين به يک پيستون وارد کنيد، نيرو از طريق لوله روغن به پيستون بعدي منتقل مي شود.از آن جايي که روغن تراکم ناپذير است،کارايي بسيار بالاست. تقريباً تمامي نيروي اعمال شده در پيستون دوم توليد مي شود. نکته مهم در مورد سيستم هيدروليکي اينست که لوله متصل کننده دو پيستون به هر شکل و طولي مي تواند باشد،به طوري که امکان هر گونه تغيير شکل را در مسير انتقال نيرو ميسرمي کند. اين لوله همچنين مي تواند چند شاخه شود، در نتيجه يک پيستون مادر مي تواند بيش از يک شاخه،در صور نياز داشته باشد،همان طور که در شکل نشان داده شده است.
يک نکته شسته رفته ديگر در مورد سيستم هيدروليک اينکه مي تواند نيرو را چند برابر کند،(يا تقسيم کند) اگر شما "چگونه قرقره و جعبه دنده کار مي کنند؟" يا "نسبت دنده چگونه کار مي کند؟" را خوانده باشيد،حتماً مي دانيد که مبادله نيرو و جابه جايي در سيستم هاي مکانيکي بسيار مرسوم است.در يک سيستم هيدروليکي ،کافيست سايز يک پيستون را نسبت به ديگري متفاوت انتخاب کنيم.
افزايش هيدروليکي نيرو
براي تعيين ضريب افزايش با توجه به اندازه پيستون ها کار را شروع مي کنيم،فرض کنيد که قطر پيستون درسمت چپ 2 اينچ,در سمت راست 6 اين باد.مساحت هر پيستون از رابطه πr2 دست مي آيد. پس مساحت پيستون سمت چپ 3/14 و سمت راست 28/26 است. پيستون سمت راست 9 برابر پيستون سمت چپ است،اين بدان معناست که نيرويي معادل 9 برابر نيروي اعمال شده به پيستون سمت چپ، در پيستون سمت راست توليد مي شود.پس اگر يک نيروي 100 پوندي به پيستون چپ وارد کنيم،نيروي معادل 900 پوند در سمت راست توليد مي شود.تنها نکته اين ست که شما بايد پيستون سمت چپ را 9 اينچ پايين ببريد تا پيستون سمت راست 1 اينچ بالا بيايد.
اصطکاک
اصطکاک،ميزان سختي حرکت دادن يک جسم بر روي جسم ديگر است.
1- هر دو جسم از يک جنسند،ولي يکي سنگين تر است.فکر مي کنم که همه ما مي دانيم که کدام يک سخت تر جابجا مي شود.
ترمزهاي ديسکي چگونه کار مي کنند؟
بيشتر اتومبيل هاي امروزي روي چرخ هاي جلو و برخي روي هر چهار چرخ ترمز ديسکي دارند. سيستم ترمز نقش اصلي را در متوقّف ساختن اتومبيل دارد.
معمول ترين نوع ترمز ديسکي در اتومبيل هاي امروزي كاليپر شناور تك پيستوني است. در اين مقاله، همه چيز را درباره ي اين نوع ترمز ديسکي خواهيم آموخت.
اجزاي اصلي ترمز ديسکي از اين قرارند:
1. لنت ترمز
2. كاليپر، كه شامل يك پيستون است.
3. روتور، که به توپي چرخ متصل است.
بخش هاي ترمز ديسکي
ترمز ديسکي به ترمزهايي که در دوچرخه ها کار گذاشته شده اند، شباهت بسياري دارد. ترمز هاي دوچرخه مجهز به يک کاليپر مي باشند، که لنت هاي ترمز را روي چرخ فشار مي دهد. در يک ترمز ديسکي، لنت هاي ترمز به جاي چرخ ها ، روتور را تحت فشار قرار مي دهند، و نيرو به جاي اينکه از طريق کابل منتقل شود به صورت هيدروليکي انتقال مي يابد. اصطکاک به وجود آمده بين لنت ها و ديسک، سرعت ديسک را کاهش مي دهد.
هر اتومبيل در حال حرکت، ميزان معيني انرژي جنبشي دارد، و ترمزها براي متوقف ساختن بايد اين انرژي را از اتومبيل بگيرند. ترمزها چگونه اين کار را انجام مي دهند؟ هر بار که اتومبيلتان را متوقف مي سازيد، ترمزها انرژي جنبشي را به گرماي حاصل از اصطکاک بين لنت ها و ديسک تبديل مي کنند. بيشتر ترمزهاي ديسکي بادي هستند.
بادگيرهاي ترمز ديسکي
ترمزهاي بادي تعدادي پره بين دو طرف ديسک دارند که هوا را از ميان ديسک عبور داده و آن را خنک مي کند.
ترمزهاي خود تنظيم
ترمزهاي ديسکي از نوع کاليپر شناور تک پيستوني، خود محور و خود تنظيم هستند. کاليپر قادر است روي ديسک از سمتي به سمت ديگر بلغزد، بنابراين هر بار که ترمزها به کار گرفته شوند کاليپر به طرف مرکز ديسک حرکت مي کند. همچنين به دليل اينکه هبچ فنري براي دور نگه داشتن لنت ها از ديسک وجود ندارد، لنت ها همواره در تماس جزئي با ديسک باقي مي مانند (بست لاستيکي پيستون و در واقع هر گونه لقي در روتور مي تواند لنت ها را به فاصله ي اندکي از روتور نگه دارد). اين مسئله بسيار مهم است، زيرا قطر پيستون هاي ترمز بسيار بيشتر از قطر سيلندر هاي اصلي خودرو است. اگر پيستون هاي ترمز در سيلندر جمع شوند، ممکن است گرفتن و درگير شدن مجدّد لنت ها تنها با چندين بار استفاده از پدال ترمز براي انتقال روغن ترمز به سيلندرها ميسّر باشد.
ترمز ديسکي خود تنظيم
خودروهاي قديمي تر مجهّز به مدل کاليپر ثابتِ يا چهار پيستوني بودند. يک (يا دو) پيستون در هر طرف روتور لنت را روي آن سمت فشار مي داد. اين مدل به طور کامل منسوخ شده است زيرا مدل هاي تک پيستوني ارزان تر و بسيار مطمئن تر هستند.
ترمز هاي اضطراري
در خودروهايي که روي هر چهار چرخ ترمز ديسکي دارند، براي مواقع از کار افتادن ترمزهاي اصلي، يک ترمز اضطراري با مکانيزمي مستقل از ترمزهاي اصلي کار گذاشته مي شود. در بيشتر خودروها از يک کابل براي به کار انداختن ترمز اضطراري استفاده مي گردد.
ترمز دستي
برخي خودروها با چهار ترمز ديسکي، يک ترمز جداگانه به نام ترمز طبلي هم دارند که به توپي چرخ هاي عقب متّصل مي شود. اين ترمز فقط مخصوص سيستم ترمز اضطراري است، و تنها توسّط کابل فعّال مي شود وسيستم هيدروليکي ندارد.
در خودروهاي ديگر اهرمي تعبيه شده که باعث چرخش يک پيچ، يا حرکت دندانه اي مي شود که پيستون ترمز ديسکي را منقبض مي کند.
سرويس کردن ترمزها
معمول ترين سرويسي که ترمزها به آن نياز دارند، تعويض لنت ها است. لنت هاي ترمز ديسکي معمولاً شامل قطعه اي فلزّي هستند که شاخص ساييدگي ناميده مي شود.
لنت ترمز
زماني که به ميزان کافي از مادّه ي روي لنت، تحت اصطکاک ساييده شود، شاخص ساييدگي با ديسک تماس پيدا کرده وصداي جيغ مانندي توليد مي کند. اين بدان معنيست که زمان تعويض لنت ها فرا رسيده است.
همچنين روي کاليپر شکافي براي بازديد و معاينه وجود دارد، بنابراين شما مي توانيد مقدار مادّه اي که روي لنت ها باقي مانده است را ببينيد.
گاهي ساييدگي هاي عميقي در روتورِ ترمز رخ مي دهد. روتورها همچنين ممکن است به اصطلاح تاب بردارند يا منحرف شوند؛ يعني مسطّح بودن خود را از دست بدهند. اگر اين اتّفاق بيفتد، به هنگام توقّف ممکن است ترمزها دچار لرزش و ارتعاش شوند. هر دو مشکل اغلب با بازپرداخت (تراشکاري يا ماشين کاري) روتور رفع مي شوند. براي اين کار از هر دو سمت روتور مقداري مادّه برداشته شده و سطح صاف و هموار حاصل مي شود.
نيازي نيست در هر بار جايگزين کردن کفشک هاي ترمز، عمل بازپرداخت را انجام دهيد. در واقع تنها زماني اين عمل احتياج است که آنها تاب خورده و يا تحت ساييدگي زياد قرار گرفته باشند. اگر روتورها بيش از حدّ لازم ماشين کاري شوند، عمرشان کاهش مي يابد. به دليل اينکه اين عمل با جدا کردن مادّه از سطح همراه است، روتورهاي ترمز بعد از هر بار ماشين کاري نازک و نازک تر مي شوند. همه ي روتورهاي ترمز براي حدّاقل ضخامت مجاز قبل از نياز به تعويض قطعه، مشخّصه اي دارند. اين مشخّصه را مي توان در کتاب راهنماي مربوط به هر خودرو پيدا کرد.
منبع: نمايندگي 1992 ايران خودرو