آشنایی با نقش سیستم ترمز خودرو

 سیستم ترمز خودرو  به انگلیسی Brake ابزاری است برای توقف یک وسیله در حال حرکت با سرعت است. بنابراین رانندگی با اطمینان به عملکرد درست این سیستم بستگی دارد. همه‌ی ما می‌دانیم که با فشردن پدال ترمز سرعت خودرو کاهش می‌یابد و در نهایت متوقف می‌شود، اما چگونه نیروی اندک پا سبب توقف خودرو می‌شود؟

این نیرو چگونه به چرخ‌های خودرو انتقال می‌یابد؟ طرز کار ترمز ماشین چگونه است؟ سیستم ترمز خودرو از چه اجزایی تشکیل شده است، هر کدام ازین قطعات چه نقشی در ترمز گرفتن خودرو دارند؟ برای پاسخ‌گویی به این سوالات باید با فرآیند کلی ترمزگیری در این مقاله از کیان باتری از ابتدا تا انتها آشنا شویم.

سیستم ترمز خودرو چیست؟

ترمز ایجاد شتاب منفی لازم برای توقف خودروی در حال حرکت است.علاوه بر متوقف کردن کامل خودرو، کنترل حرکت خودرو در سراشیبی، توقف مرحله ای، و کاهش سرعت به اندازه دلخواه را می توان از وظایف اصلی این سیستم دانست.

حال برای توقف خودرو نیاز به عضوی است که نیروی اصطکاک منفی (مخالف حرکت گردشی چرخ) را برای ما ایجا کند، این عضو لنت نام دارد. لنت ترمز، به دیسک یا کاسه ترمز وارد می شود تا اصطکاکی مناسب برای ایجاد شتاب منفی در خودرو ایجاد کند.

در اثر این نیروی مخالف، انرژی جنبشی عضومحرک (نیروی گردشی چرخ) اصطکاک و اصطکاک به انرژی حرارتی تبدیل،و درنهایت گرمای تولیدی در فضا پخش می شود. دستگاه ترمز به وسیله سیستم های مکانیکی، خلاای، هوای فشرده،و هیدرولیکی فعال می شود.

همان طور که ذکر شد سیستم های مختلفی برای موقف کردن مطمئن وایمن خودرو ها طراحی شده، که معمول ترین آنها در خودروهای سواری، ترمز هیدرولیکی دومداری و ترمز دستی مکانیکی است.

حالا این سیستم ترمزخودروی ما باید این توانایی را داشته باشد که خودرویی راکه با سرعت متوسط 80 کیلومتر درساعت، که درحال حرکت است، درمواقعی که راننده تشخیص دهد، به خوبی عمل کرده و سریع خودرو رامتوقف کند. ولی آیا این نیرویی که راننده به پدال وارد می کند در حدی هست(قدرت کافی) که خودروی مارا متوقف کند؟ به طور قطع نه! پس به یک وسیله مکمل و تقویت کننده، برای افزایش چند برابری نیرو نیاز داریم.این وسیله بوستر است.

 نقش ترمز در خودرو

اساس کار این سیستم بر مبنای اصطحکاک است. وظیفه این سیستم کم کردن سرعت و نهایتا توقف خودرو میباشد . البته در خودرو های پیشرفته و گران قیمت ، این سیستم وظیفه ی کنترل پایداری خودرو سر پیچ ها و جلوگیری از چرخش های حاصل از ترمز را نیز دارد . حتی به عنوان سیستم کمک کننده برای بهبود عملکرد موتور که در خودرو ها مسابقه ای کاربرد دارد .

اجزای تشکیل دهنده ترمز ماشین

سیستم ترمز ماشین از قطعات زیادی برای ایفای نقش خود تشکیل شده است. اجزای ترمز خودرو عبارتند از

• دال ترمز و اهرم بندی آن
• بوستر ترمز
• پمپ اصلی ترمز
• روغن ترمز و مخزن آن
• شیلنگ خلاء
• بوستر ترمز
• لوله های انتقال روغن ترمز به چرخها
• سیلندر (پمپ) ترمز چرخها
• لنت های ترمز
• دیسک ها و کاسه های ترمز چرخها
• اهرم و مکانیسم ترمز دستی

هنگامی که ترمز می گیریم ، تمامی این قطعات درگیر خواهند شد.

پیستون ترمز چیست؟

در حقیقت همان ظرف بزرگی است که در بخش هیدرولیک از آن سخن گفتیم. همان جایی که به کمک روغن ترمز نیرو وارده به پدال ترمز چند برابر شده و به لنت وارد می‌شود.

نقش کالیپر ترمز

کالیپر ترمز در حقیقت همان قاب نگهدارنده لنت است و در خودروهای امروزی که اکثریت قریب به اتفاق آنها به رینگ اسپرت مجهز هستند، در قالب یک قطعه فلزی به رنگ آلیاژی، قرمز، آبی، زرد و… و چسبیده به دیسک قابل رویت است.

لنت ترمز

لنت ترمز قطعه فلزی است که روی آن با موادی خاص و قطری نزدیک به ۶ میلیمتر پوشانده شده است. برای هر چرخ یک لنت جدا به کار می‌رود. این قطعه همانگونه که ذکر شد در زمره قطعات مصرفی خودرو دسته بندی می‌شود و وظیفه آن ایجاد اصطکاک با روتور یا دیسک در راستای توقف خودرو است.

نکته: در صورتی که این قطعه تمام شود، مشکلی جدی برای سیستم ترمز به شمار می رود که ممکن است هزینه های جانی و مالی سنگینی به بار آورد.، لذا پیشنهاد می شود مقاله زیر را که در مورد نشانه های تمام شدن و داغ شدن لنت ترمز و خرابی سیستم ترمز است، مطالعه نمایید.

علائم خرابی ترمز و علت داغ شدن لنت

دیسک یا روتور

دیسک ترمز یک صفحه نازک آهنی است که بین چرخ و جایی که بلبرینگ قرار دارد واقع شده‌ و در خودروهای مجهز به رینگ اسپرت به سادگی قابل مشاهده است. در زمان ترمز لنت از دو طرف به این قطعه می‌چسبد و با ایجاد اصطکاک اسباب توقف خودرو را فراهم می‌آورد.

بوستر ترمز خودرو چیست؟

یکی از قطعات مهم در مدار سیستم ترمز اصلی، بوستر می باشد. کلمه بوستر به معنی تقویت کننده است. بوستر ترمز نیروی پدال ترمز را افزایش داده و زمان واکنش سیستم ترمز را کاهش می دهد.
بوسترهای ترمز خودروهای سواری عموما از نوع خلائی هستند.

بوسترها از یک بدنه فلزی که شامل یک سوپاپ، یک دیافراگم، فنر برگشت دهنده، یک صفحه معلق،و میله ای که از مرکز بوستر می گذرد از یک سو به پیستون سیلندر اصلی و از سوی دیگر به پدال متصل است.(یکی دیگر از بخش های اصلی بوستر،سوپاپ یکطرفه است).

 نقش بوستر در ترمز

وظیفه بوسترترمز، تقویت نیروی پای راننده هنگام ترمزگیری به وسیله خلاء تولید شده توسط موتور خودرو با سازوکار خود میباشد نکته مهم درمورد بوستر  ترمز این است که تا زمانی که خودرو خاموش است این افزایش نیرو انجام نخواهد گرفت و کل سیستم ترمز به درستی کار نخواهد کرد پس، حتی برای جابجایی های کوچک، خودرو را حتما روشن کنید.

روغن ترمز خودرو چیست؟

روغن ترمز كه به عنوان سيال هيدروليك نيز شناخته مي شود وظيفه دارد تا تمام اجزاي سيستم ترمز خودروي شما را حركت بدهد. اين روغن تحت دما و فشار بالا كار مي كند. بدون اين روغن، خودرو يا كاميون شما، زماني كه پدال ترمز را فشار مي دهيد قادر به توقف نخواهند بود. تعویض روغن ترمز نیز در کنار تعویض روغن موتور در مباحث مرتبط با آموزش تعویض روغنی گنجانده شده است.

 نقش روغن ترمز در خودرو

 روغن ترمز يك ماده ي غير قابل تراكم است كه در لوله هاي سيستم ترمز خودرو در جريان است، كه نيروي وارد شده بر روي پدال ترمز را به روتورهاي ترمز ها در ٤ چرخ خودروي شما منتقل مي كند.اين فشار به چرخ هاي انتقال داده مي شود و در نهايت باعث كاهش سرعت و يا توقف خودروي شما مي شود.در اين مطلب قصد داريم كه به صورت ساده و گام به گام چگونگي كار كردن مايع ترمز در درون يك سيستم ترمز هيدروليك را توضيح دهيم.

1. راننده پدال ترمز را فشار مي دهد.
2. فشار دادن پدال ترمز يك پيستون را در كاليپر ترمز فشرده مي كند.
3. اين فشرده ساز باعث افزايش فشار در داخل لوله هاي ترمز مي شود و روغن ترمز را به حركت در مي آورد.
4. فشار روغن ترمز باعث مي شود روتور هاي ترمز به لنت ترمز فشار بياورد، كه با چرخ ها در ارتباط است. مرحله به مرحله چرخش چرخ كاهش پيدا مي كند و در آخر باعث توقف وسيله ي نقليه مي شود.

 نقش ترمز دستی در ماشین

خودروهای سواری داری دو نوع سیستم ترمزی می باشند. ترمز اصلی و اولیه در آنها همان سیستم ترمزی است که پدال آن توسط پا تحریک می شود و در تمام شرایط قابل استفاده است. سیستم ترمز دیگری که در خودروها استفاده می شود، سیستم ترمز دستی است. منظور از ترمز دستی، ترمزی است که اهرم آن توسط دست تحریک می شود و تنها در شرایط توقف کامل ویا در سرعتهای بسیارپایین قابل استفاده است. استفاده از ترمز دستی در سرعتهای بالا منجر به از دست رفتن پایداری خودرو شده و شرایط واژگونی آن را فراهم می آورد.

 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.

 ترمز خودرو چگونه کار می کند؟

 ترمز ماشین چگونه کار میکند؟

به طور خلاصه میتوان گفت : زمانی که راننده به وسیله پای خود روی پدال ترمز فشار میاورد ، این فشار وارد سیستم هیدرولیکی میشود و باعث جلو رفتن پیستون پمپ اصلی ترمز شده و پیستون روغن ترمز موجود در سیلندر ترمز که جلوی پیستون قرار دارد را تحت فشار قرار داده و هم زمان با حرکت خود در داخل سیلندر انرا با فشار زیاد از طریق لوله های فولادی رابط که در مقابل فشارهای جانبی بسیار مقاوم می باشد به سمت سیلندر چرخها رانده و به این وسیله باعث جابجائی پیستونهای داخل سیلندر چرخ میشود.

طرز کار ترمز ماشین

همه‌ی ما می‌دانیم که با فشردن پدال ترمز سرعت خودرو کاهش می‌یابد و در نهایت متوقف می‌شود، اما چگونه نیروی اندک پا سبب توقف خودرو می‌شود؟ این نیرو چگونه به چرخ‌های خودرو انتقال می‌یابد؟ برای پاسخ‌گویی به این سوالات باید با فرآیند کلی ترمزگیری از ابتدا تا انتها آشنا شویم.

هنگامی که پا روی پدال ترمز می‌فشارید، نیروی پای شما از طریق یک سیال به ترمزهای تعبیه شده در چرخ‌ها منتقل می‌شود. بدیهی است که نیروی پای شما بسیار کم‌تر از آن است که بتواند خودرویی با وزن و سرعت بالا را متوقف کند، بنابراین نیاز است این نیرو به طریقی افزایش یابد. مهندسان با به‌کارگیری اصول فیزیکی، نیروی پای راننده را چند برابر می‌کنند.

این کار از طریق دو اصل مزیت مکانیکی (اهرم) و افزایش نیروی هیدرولیکی انجام می‌شود. نیروی افزایش یافته‌ی پای راننده به ترمزهای تعبیه شده در چرخ‌ها می‌رسد، سپس ترمزها این نیرو را به شکل نیروی اصطکاک به چرخ منتقل می‌کنند و در آخرین مرحله از این فرآیند، این نیرو به شکل نیروی اصطکاک به سطح جاده وارد می‌شود و سبب کاهش سرعت و در نهایت توقف می‌شود

ترمز های جلو قوی تر از ترمز های عقب

بنابراین بایستی نیروی ترمز در چرخ های جلو بیشتر از چرخ های عقب باشد و به همین علت سیستم عمل کننده ترمز در چرخ های جلو قوی تر از چرخ های عقب طراحی می شود – (دودلیل مهم دیگر هم وجود دارد که باید سیستم ترمز در چرخ های جلو قویتر باشد” یکی جلوگیری از سر خوردن خوردن در مسیر و جاده های لغزنده، و دومین عامل این است که تسلط ترمز برخودرو برای توقف سریع تر باید، نیروی بزرگتر نسبت به نیروی انرسی باشد که به خودرو اجازه توقف را نمی دهد) – ایجاد تناسب لازم در تقسیم نیروهای ترمز بین چرخ های عقب و جلو، به نحوی که هیچکدام از آنها قفل نشود از وظایف طراحان سیستم ترمز خودرو می باشد.

به همین دلیل بیشتر خودروهای جدید برروی دو چرخ جلوی خودرو از دیسکهای ترمز استفاده می کنندو در بعضی دیگر از خودروها هر چهار چرخ مجهز به دیسکهای ترمز هستند دیسک ترمز بهترین نوع سیستم ترمز شناخته شده است دیسکهای ترمز در بسیاری از موارد در توقف لوکوموتیوها تا هواپیماها به کار می روند.

طرز کار ترمز کاسه ای

در سیستم ترمز کاسه ای  پیستونها  فشار خود را به  کفشکهای ترمز منتقل کرده و کفشکها  را  به کاسه  چرخ  می چسباند . واضح  است  که این عمل  باعث  به وجود  امدن اصطکاک  بین  کاسه  و  کفشکها  شده و انها را از حرکت باز میدارد یا سرعت آنها را کم میکند.

ﺗﺮﻣﺰ ﮐﺎﺳﻪ ﺍﻱ ﻳﮏ ﮐﺎﺳﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﻓﻠﺰﻱ ﺩﺍﺭﺩ ﮐﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﻫﺮ ﭼﺮﺥ ﺭﺍ ﺩﺭ ﺑﺮ ﻣﻲ ﮔﻴﺮﺩ . ﺩﺭﻭﻥ ﺍﻳﻦ ﮐﺎﺳﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﺩﻭ ﮐﻔﺸﮏ ﺧﻤﻴﺪﻩ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺧﺎﺭﺝ ﺣﺮﮐﺖ ﻣﻲ ﮐﻨﻨﺪ ﺗﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﭼﺮﺧﺶ ﮐﺎﺳﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﺭﺍ ﮐﻪ ﻫﻤﺮﺍﻩ ﭼﺮﺥ ﻣﻲ ﭼﺮﺧﺪ ﮐﺎﻫﺶ ﺩﻫﻨﺪ ﻳﺎ ﺁﻥ ﺭﺍ ﻣﺘﻮﻗﻒ ﮐﻨﻨﺪ.

این عمل به اینصورت انجام میپذیرد که روغن ترمز پس از منقبض شدن سیلندر اصلی در اثر فشار پدال ، از طریق لوله های فلزی به کاسه چرخ ها میرسد و با فشار آوردن بر کفشک های ترمز، آنها را به کاسه میچسباند و عمل ترمز گیری انجام میشود.

کفشک ها از جنس فلز هستند و روی آنها ، لنت ترمز چسبانده میشود و یا پرچ میشود ، لنت ترمز باید مقاومت خوبی در برابر گرمای حاصل از اصطحکاک تماس با کاسه داشته باشد به این منظور لنت ها را از جنس فایبرگلاس و یا مواد نیمه فلزی میسازند . در گذشته این لنت ها را از جنس آزبست میساختند اما این ماده برای محیط زیست بسیار زیان آور است.

طرز کار ترمز دیسکی

در مورد سیستم ترمز دیسکی ، پیستون ها فشار خود را به لنت های ترمز وارد میکنند و لنت ها به دیسک ترمز میچسبند و عمل ترمزگیری انجام میشود.

ساختار و مکانیسم این نوع ترمز تا حدود زیادی با ترمزهای کاسه ای متفاوت است ، به جای کاسه از یک دیسک چرخان استفاده شده است و به جای کفشک های خمیده از یک جفت کفشک صاف که به آن لنت ترمز میگویند استفاده شده است . این لنت ها در دو طرف دیسک قرار دارند و و از پشت به یک سیلندر و پیستون مجهز اند.

هنگامی که پدال ترمز فشرده میشود و روغن توسط نیروی هیدرولیکی از مجاری فلزی به سیلندر چرخ میرسد ، پیستون را به سمت بیرون فشرده میکند و لنت ها به دیسک میچسبند و باعث توقف یا کاهش سرعت چرخش آن میشوند.
انواع دیگری سیستم به مکانیزم سیستم ترمز دیسکی اضافه میشوند ، مانند سیستم ترمز ABS ( به ترمز ضد قفل معروف است ) و یا سیستم ترمز EBD  ( یک سیستم الکتریکی به مکانیسم فشار روغن کمک میکند ) و سیستم های کنترل پایداری مانند  esp ,vdc   و….که در پست های بعدی مفصلا شرح داده خواهند شد.

مقایسه ترمز دیسکی و کاسه ای

ترمز خودروهای موجود در بازار به دو مدل کاسه ای و دیسکی تقسیم می شود که در ذیل به شرح هر کدام به صورت جداگانه و تفاوتی که بین آن ها وجود دارد می پردازم.

مزیت ترمز کاسه ای چیست؟

مزیت این نوع ترمز سیستم ارزان بودن ساخت آن و سبک بودن آن است ، اشکال عمده آن بالا رفتن سریع حرارت و در نتیجه عملکرد مناسب در دمای بالاست.

مزیت ترمز دیسکی چیست؟

مزیت این نوع سیستم توانایی کارکرد در حرارت بالا و قابلیت گرفتن ترمز های پی در پی است. اشکال عمده آن نیز هزینه ساخت بالا ، وزن سنگین و نیاز داشتن به فشار هیدرولیک زیاد است. برخی از ترمز های دیسکی سیستم خنک کننده نیز دارند که با کمک پره هایی که در سیتم چرخ و ترمز تعبیه شده اند، خنک می شوند.

از مهمترین عواملی که برای استفاده از ترمزهای دیسکی می توان نام برد:

1)ایجا شتاب منفی بیشتر نسبت به ترمزهای کاسه ای

2)سایش مساوی در هر دو لنت، به شرطی که سیستم درست عمل کندوانتقال حرارت بخوبی انجام شود

3)ایجاد صدای کمتر به نوع کاسه ای

4)ضریب افزایش نیرو در سرعت های مختلف ثابت است، و کیفیت ترمز در طول متوقف شدن کامل، نسبت به سرعت تغییر نمی کند.

5)حساسیت ترمز در مقابل ساییدگی کمتر، وسیستم ترمز گرمای کمتری را جذب می کند.

معایب ترمز دیسکی

1) در مقابل گرد و غبار و رطوبت، حساسیت زیادی دارد

2) نیروی زیادی برای ترمز کردن نیاز است، چون نیروی عمل خودکار و افزایش ضریب نیرو در آن وجود ندارد.

3) قیمت تمام شده این نوع ترمز گران تر از نوع کاسه ای است. به همین دلیل امروزه از نوع شناور که ساختمان ساده تر و نسبت به نوع ثابت یک پیستون کمتر دارد بیشتر کاربرد دارد.

تفاوت های ساختاری

ترمز های کاسه ای به توپی چرخ متصل می شوند و همراه با چرخ می چرخند. این نوع ترمز ها از قطعاتی به نام کفشک ترمز استفاده میکنند و به هنگام فشرده شدن پدال ترمز ، حرکات بیرونی کفشک ها در تماس با لبه ی کاسه ترمز سبب ایجاد اصطکاک و در نهایت کاهش سرعت خودرو می شود.

این فرآیند نهایتاً خودرو را به طور کامل می تواند متوقف کند. از سویی دیگر، در ترمز های دیسکی، از قطعه ای به نام کالیپر استفاده می شود که به یک دیسک متصل شده و با فشردن پدال ترمز، دیسک در حال چرخش در تماس با لنت ترمز های موجود داخل کالیپر سبب کاهش سرعت و نهایتاً توقف خودرو می شود.

علاوه بر این، در یک ترمز کاسه‌ای، کفشک‌های ترمز بزرگی هستند که برای ایجاد نیروی اصطکاک، با بخش داخلی کاسه ترمز در حال چرخش تماس ایجاد می‌کنند. حرکات این کفشک‌ها به کمک یک سیلندر هیدرولیکی بزرگ که داخل کاسه ترمز نصب شده کنترل می‌شود.

در عین حال، در یک سیستم ترمز دیسکی، از لنت‌های ترمز کوچک برای ایجاد اصطکاک مذکور با دیسک در حال چرخش استفاده می‌گردد. برای کنترل حرکت لنت‌های ترمز، در سیستم ترمز دیسکی از سیلندرهای هیدرولیکی کوچکی که داخل کالیپرها نصب شده‌اند استفاده می‌شود.

به طور کلی، جنگ بین ترمزهای کاسه‌ای و دیسکی در این بخش را ترمزهای کاسه‌ای می‌برند، زیرا از نظر ابعاد، قطعات مورد استفاده در آن از سیستم ترمز دیسکی بزرگ‌تر هستند.

تفاوت عملکرد

در مورد ترمزهای دیسکی، روغن ترمز با فشار زیاد وارد کاسه شده و این فشار را به پیستون‌های سیلندر چرخ منتقل و نهایتاً سبب حرکت پیستون می‌شود. در ادامه، کفشک‌های ترمز به بیرون حرکت کرده و با بخش داخلی کاسه ترمز تماس پیدا می‌کند.

هر چند، در سیستم ترمز دیسکی، زمانی که پدال ترمز فشرده می‌شود، پیستون روغن ترمز تحت فشار را به داخل کالیپر ارسال می‌کند. در نتیجه ایجاد فشار بالا در سیستم، روغن ترمز وارد کالیپر شده و لنت‌ها روی دیسک ترمز می‌چسبند. بدین ترتیب و با چسبیدن لنت ترمزها روی دیسک، سرعت خودرو کاهش پیدا می‌کند.

تفاوت راندمان

چرخ در حال چرخش نیروی اصطکاک کم یا متوسطی در هنگام گرفته شدن پدال ترمز دریافت می‌کند. به همین دلیل است که ترمزهای کاسه‌ای بیشتر روی خودروهای بزرگ نصب می‌شوند. یکی دیگر از دلایل این است که این نوع ترمزها را می‌توان در اندازه‌های بزرگ‌تر به راحتی ساخت و به همین دلیل، در خودروهای سنگین استفاده از این سیستم ترمز بسیار بهینه است.

در ترمزهای دیسکی، چرخ در حال حرکت نیروی اصطکاک بسیار بالایی به دلیل تماس بین دیسک و لنت ترمزها دریافت می‌کند.

تفاوت در نوع استفاده و کاربری

این روزها، همان طور که گفتیم، از آن جایی که ترمزهای کاسه‌ای را در هر اندازه‌ای به راحتی می‌توان ساخت، آن‌ها بیشتر در خودروهای سنگین مانند کامیون‌ها و اتوبوس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. از سوی دیگر، ترمزهای دیسکی از آن جایی که اندازه کوچک‌تری دارند، از این رو، معمولاً در خودروها، موتورسیکلت‌ها و دوچرخه‌ها استفاده می‌شوند.

ترمز خودرو های هیبریدی چگونه کار می کند؟

تمامی خودروهای هیبریدی از ترمزهای احیا‌کننده (Regenerative Braking) استفاده می‌کنند. ترمز احیا‌کننده یک راه برای بازیابی انرژی جنبشی است که خودرو در هنگام حرکت از‌دست‌داده است.

در یک خودرو معمولی این انرژی جنبشی به گرما تبدیل می‌کنند. ترمزهای احیا‌کننده بعضی از آن انرژی را بازیابی و در باتری خودرو ذخیره می‌کند. بسیاری از خودروهای هیبریدی امکان تنظیم کارایی ترمز احیاکننده را برای راحتی راننده در اختیار او قرار می‌دهند.

برخی از رانندگان خودروهای هیبریدی  با استفاده از یک پدال هم می توانند رانندگی کنند. در این روش، هنگامی‌که تصمیم به توقف می‌گیرند، به‌جای فشار روی پدال ترمز، پای خود را از روی پدال گاز برمی‌دارند. در این حالت ترمز احیا‌کننده به حداکثر توان خود می‌رسد و خودرو متوقف می‌شود.

با‌کمی تمرین، دیگر کار با ترمز خودروهای معمولی برای این رانندگان سخت می‌شود. علاوه  بر این، با انرژی تولید‌شده توسط این ترمزها، می‌توان تا 186 کیلومتر بیشتر با موتور الکتریکی رانندگی کرد.