سیستم ترمز خودرو: ساختار، عملکرد و انواع آن
سیستم ترمز یکی از مهمترین اجزای ایمنی در هر خودرو است که وظیفه متوقف کردن وسیله نقلیه را بر عهده دارد. در این مقاله جامع به بررسی اصول عملکرد سیستم ترمز، انواع و ساختار آن و نیز نکات فنی و نگهداری آن خواهیم پرداخت.
۱. مقدمهای بر سیستم ترمز خودرو
سیستم ترمز به عنوان یکی از حیاتیترین اجزای خودرو، امکان کاهش سرعت و توقف خودرو را فراهم میکند. بدون وجود یک سیستم ترمز مناسب، کنترل خودرو غیرممکن بوده و خطر تصادف بهشدت افزایش مییابد. ترمزها بسته به نوع کاربرد، وزن خودرو و شرایط استفاده، انواع مختلفی دارند که هر کدام برای خودروهای خاص و شرایط متفاوتی طراحی شده اند.
۲. اصول عملکرد سیستم ترمز
در کل، سیستم ترمز بر پایه تبدیل انرژی جنبشی خودرو به انرژی حرارتی عمل میکند، که این فرآیند عمدتا به وسیله اصطکاک بین قطعات ترمز انجام میپذیرد.
۲.۱ تبدیل انرژی جنبشی به حرارتی
زمانی که راننده پدال ترمز را فشار میدهد، ترمزها نیرو را به سیستم چرخها منتقل میکنند و اصطکاک ایجاد شده میان قطعات باعث کاهش سرعت چرخش چرخها و در نتیجه کاهش سرعت خودرو میشود. این اصطکاک گرما تولید میکند که باید توسط مواد و طراحی ترمز به خوبی جذب و دفع شود تا ترمزها کارایی خود را حفظ کنند.
۲.۲ انتقال نیروی ترمز
معمولا با فشار پدال، نیروی مکانیکی به نیروی هیدرولیکی تبدیل میشود. روغن ترمز در سیستم هیدرولیک تحت فشار قرار گرفته و به کالیپرها (در ترمز دیسکی) یا سیلندرهای چرخ (در ترمز کاسهای) منتقل میشود که باعث فشردن لنتها یا کفشکها روی دیسک یا کاسه چرخ میشود.
۳. اجزای اصلی سیستم ترمز
یک سیستم ترمز خودرو معمولی از چندین قطعه کلیدی تشکیل شده است:
۳.۱ پدال ترمز
پدال ترمز رابط مستقیم راننده با سیستم ترمز است. فشار بدن راننده به این پدال نیرو تولید میکند که به سیستم هیدرولیک منتقل میشود.
۳.۲ سیلندر اصلی (Master Cylinder)
در این قسمت فشار مکانیکی از پدال به فشار هیدرولیکی تبدیل میشود و روغن ترمز در لولهها به سمت ترمزهای چرخ هدایت میشود.
۳.۳ لولهها و شیلنگهای ترمز
از سیلندر اصلی تا کالیپرها یا سیلندرهای چرخ، روغن ترمز در لولهها و شیلنگها جابجا میشود. این لولهها باید در برابر فشار و حرارت مقاوم باشند.
۳.۴ ترمزهای چرخ (کالیپر، لنت، دیسک یا کفشک و کاسه)
در این بخش اصطکاک بدون واسطه بین لنتها یا کفشکهای ترمز و قطعات چرخ تولید میشود که باعث توقف خودرو میشود.
۴. انواع سیستم ترمز خودرو
در خودروهای امروزی عمدتاً دو نوع سیستم ترمز وجود دارد: ترمز دیسکی و ترمز کاسهای که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند.
۴.۱ ترمز دیسکی (Disc Brake)
ترمز دیسکی از یک دیسک فلزی تعبیه شده روی چرخ و کالیپرهایی که این دیسک را از دو طرف میگیرند تشکیل شده است. پیستونهای کالیپر با روغن ترمز فشار داده شده و لنتها روی دیسک فشرده میشوند.
مزایای ترمز دیسکی:
- عملکرد بهتر در شرایط مرطوب و بارانی
- توانایی دفع مناسب حرارت و جلوگیری از افت ترمز (Fade)
- پاسخ سریعتر و قویتر نسبت به ترمز کاسهای
- سهولت در بازرسی و تعویض لنتها
نمونه فنی:
در برخی خودروهای اسپرت یا سنگین، دیسکهای ترمز از جنس کربن-سرامیک ساخته میشوند که نسبت به دیسکهای فولادی سبکتر و مقاومتر در برابر حرارت هستند.
۴.۲ ترمز کاسهای (Drum Brake)
ترمز کاسهای شامل یک کاسه فلزی است که به همراه کفشکهای اصطکاکی داخل آن قرار گرفتهاند. با فشار سیلندرهای چرخ، کفشکها به سمت بیرون کاسه فشرده شده و اصطکاک ایجاد میکنند.
مزایای ترمز کاسهای:
- قیمت کمتر و هزینه نگهداری کمتر
- توانایی تولید نیروی ترمز بالا به واسطه آنچه به عنوان «اثر ضریب ماشین» شناخته میشود
- بیشتر در محور عقب خودروهای سبک و یا در خودروهای با سیستم ترمز دستی به کار میرود
معایب ترمز کاسهای:
- قابلیت دفع حرارت پایینتر که موجب افت ترمز در ترمزهای شدید میشود
- عملکرد ضعیفتر در شرایط مرطوب
- نگهداری و سرویس سختتر نسبت به ترمز دیسکی
۵. سیستمهای کمکی و ایمنی مرتبط با ترمز
با پیشرفت فناوری، سیستمهای کمکی متعددی به ترمزهای خودرو افزوده شده اند تا ایمنی و عملکرد کاهش سرعت خودرو بیشتر شود.
۵.۱ سیستم ضد قفل ترمز (ABS)
ABS باعث جلوگیری از قفل شدن چرخها هنگام ترمزگیری شدید میشود. این امر باعث حفظ کنترل فرمان و افزایش زمان واکنش راننده میشود. ABS با حسگرهایی که سرعت چرخها را اندازهگیری میکنند، در لحظه عمل میکند و فشار ترمز را به صورت پیوسته تنظیم میکند.
۵.۲ توزیع نیروی ترمز الکترونیکی (EBD)
سیستم EBD نیروی ترمز را بین چرخهای جلو و عقب یا چرخهای دو طرف به صورت بهینه توزیع میکند تا پایداری خودرو افزایش یابد.
۵.۳ کمکی ترمز (BA یا Brake Assist)
این سیستم هنگام ترمزگیری ناگهانی، فشار بیشتری را روی ترمزها اعمال میکند تا سرعت توقف کاهش یابد.
۶. نگهداری و مشکلات رایج سیستم ترمز
سیستم ترمز به دلیل اهمیت بالایی که دارد نیازمند نگهداری و بررسی منظم است. مشکلات رایج در سیستم ترمز باعث کاهش ایمنی و هزینههای اضافی میشوند.
۶.۱ تعویض لنتها و کفشکها
لنتها و کفشکهای ترمز با اصطکاک کار میکنند و به مرور زمان دچار فرسایش میشوند. متخصصان توصیه میکنند که لنتها را زمانی که ضخامت آنها به کمتر از 3 میلیمتر رسید تعویض کنید تا کارایی ترمز حفظ شود.
۶.۲ بررسی روغن ترمز و نشتیها
کیفیت روغن ترمز باید به صورت دورهای بررسی شود، زیرا با تغییر رنگ و جذب رطوبت، خواص انتقال فشار آن کاهش مییابد. همچنین در صورت مشاهده نشتی در لولهها، باید سریعاً تعمیر شود.
۶.۳ سرویس و بالانس چرخها
نصب نادرست چرخها یا عدم بالانس آنها میتواند موجب لرزش در فرمان هنگام ترمزگیری شود که نشانه مشکلات در سیستم ترمز است.
۶.۴ علائم هشداردهنده مشکل ترمز
- کاهش قدرت ترمزگیری
- صدای سوت یا زوزه هنگام ترمز
- لرزش فرمان
- پدال ترمز نرم یا پایین رفتن بیش از حد
۷. نتیجهگیری
سیستم ترمز از مهمترین بخشهای خودروست که ایمنی و کنترل وسیله نقلیه را تضمین میکند. شناخت عملکرد، انواع و نکات نگهداری سیستم ترمز به شما کمک میکند تا در هنگام استفاده از خودرو، رانندگی ایمنتری داشته باشید و در زمان مناسب نسبت به سرویس و تعمیرات اقدام کنید.
در نهایت، رعایت نکات ایمنی، بازدید دورهای و استفاده از قطعات با کیفیت، کلید حفظ عملکرد بهینه سیستم ترمز و جلوگیری از خطرات احتمالی در جادههاست.