ترمز های دیسکی چگونه کار می کنند

همگی می دانیم که فشردن پدال ترمز ماشین،سرعت را می کاهد.اما چگونه؟چگونه ماشین نیروی پای شما را به چرخ ها منتقل میکند؟چگونه نیروی شما را چند برابر می کند تا برای متوقف کردن جسمی به بزرگی یک ماشین کافی باشد؟
وقتی شما پدال ترمز را می فشارید،ماشین نیروی پای شما را از طریق یک سیال به ترمز ها منتقل میکند.زیرا ترمزهای واقعی نیرویی خیلی بیشتر از نیرویی که شما توسط پایتان وارد می کنید نیاز دارد.ماشین باید نیروی پای شما را چند برابر کند.این کار از طریق ٢ روش انجام میشود:
١-مزیت مکانیکی(اهرمها)
٢-افزایش هیدرولیکی نیرو
ترمزها نیرو را از طریق اصطکاک به چرخ ها منتقل می کنند و چرخ ها نیز این نیرو را توسط اصطکاک به جاده می دهند.
قبل از اینکه بحث را بشکافیم،اجازه دهید این ٣ قانون را یاد بگیریم:
● دستگاه اهرمی
● دستگاه هیدرولیکی
● دستگاه اصطکاکی

دستگاه اهرمی
 

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

سیستم هیدرولیکی
 

ایده اساسی ساده ای در پشت هر سیستم هیدرولیکی نهفته است: نیروی وارد به هرنقطه از سیال تراکم ناپذیر،که عموماً 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 ی هیدرولیکی
 

دو پیستون 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، نیرو از طریق لوله روغن به پیستون بعدی منتقل می شود.از آن جایی که روغن تراکم ناپذیر است،کارایی بسیار بالاست. تقریباً تمامی نیروی اعمال شده در پیستون دوم تولید می شود. نکته مهم در مورد سیستم هیدرولیکی اینست که لوله متصل کننده دو پیستون به هر شکل و طولی می تواند باشد،به طوری که امکان هر گونه تغییر شکل را در مسیر انتقال نیرو میسرمی کند. این لوله همچنین می تواند چند شاخه شود، در نتیجه یک پیستون مادر می تواند بیش از یک شاخه،در صور 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 می کنند؟" یا "نسبت دنده چگونه کار می کند؟" را خوانده باشید،حتماً می دانید 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 با توجه به اندازه پیستون ها کار را شروع می کنیم،فرض کنید که قطر پیستون درسمت چپ ٢ اینچ,در سمت راست 6 این باد.مساحت هر پیستون از رابطه πr2 دست می آید. پس مساحت پیستون سمت چپ 3/14 و سمت راست 28/26 است. پیستون سمت راست 9 برابر پیستون سمت چپ است،این بدان معناست که نیرویی معادل 9 برابر نیروی اعمال شده به پیستون سمت چپ، در پیستون سمت راست تولید می شود.پس اگر یک نیروی 100 پوندی به پیستون چپ وارد کنیم،نیروی معادل 900 پوند در سمت راست تولید می شود.تنها نکته این ست که شما باید پیستون سمت چپ را 9 اینچ پایین ببرید تا پیستون سمت راست 1 اینچ بالا بیاید.

اصطکاک
 

اصطکاک،میزان سختی حرکت دادن یک جسم بر روی جسم دیگر است.
١- هر دو جسم از یک جنسند،ولی یکی سنگین تر است.فکر می کنم که همه ما می دانیم که کدام یک سخت تر جابجا می شود.

ترمزهای دیسکی چگونه کار می کنند؟
 

بیشتر اتومبیل های امروزی روی چرخ های جلو و برخی روی هر چهار چرخ ترمز دیسکی دارند. سیستم ترمز نقش اصلی را در متوقّف ساختن اتومبیل دارد.
معمول ترین نوع ترمز دیسکی در اتومبیل های امروزی كاليپر شناور تك پيستوني است. در این مقاله، همه چیز را درباره ی این نوع ترمز دیسکی خواهیم آموخت.

اجزای اصلی ترمز دیسکی از این قرارند:
 

1. لنت ترمز
2. كاليپر، كه شامل يك پيستون است.
3. روتور، که به توپی چرخ متصل است.

بخش های ترمز دیسکی
 

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

بادگیرهای ترمز دیسکی
 

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

ترمزهای خود تنظیم
 

ترمزهای 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 هر بار که ترمزها به کار گرفته شوند کالیپر به طرف مرکز دیسک حرکت می کند. همچنین به دلیل اینکه هبچ فنری برای دور نگه داشتن لنت ها از دیسک وجود ندارد، لنت ها همواره در تماس جزئی با دیسک باقی می مانند (بست لاستیکی پیستون و در واقع هر گونه لقی در روتور می تواند لنت ها را به فاصله ی اندکی از روتور نگه دارد). این مسئله بسیار مهم است، زیرا قطر پیستون های ترمز بسیار بیشتر از قطر سیلندر های اصلی خودرو است. اگر پیستون های ترمز در سیلندر جمع شوند، ممکن است گرفتن و درگیر شدن مجدّد لنت ها تنها با چندین بار استفاده از پدال ترمز برای انتقال روغن ترمز به سیلندرها میسّر باشد.

ترمز دیسکی خود تنظیم
 

خودروهای قدیمی تر مجهّز به مدل کالیپر ثابتِ 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 ترمزهای اصلی، یک ترمز اضطراری با مکانیزمی مستقل از ترمزهای اصلی کار گذاشته می شود. در بیشتر 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 متّصل می شود. این ترمز فقط مخصوص سیستم ترمز اضطراری است، و تنها توسّط کابل فعّال می شود وسیستم 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 ها است. لنت های ترمز دیسکی معمولاً شامل قطعه ای فلزّی هستند که شاخص ساییدگی نامیده می شود.

لنت ترمز
 

زمانی که به میزان کافی از مادّه ی روی لنت، تحت اصطکاک ساییده شود، شاخص ساییدگی با دیسک تماس پیدا کرده وصدای جیغ مانندی تولید می کند. این بدان معنیست که زمان تعویض لنت ها فرا رسیده است.
همچنین روی کالیپر شکافی برای بازدید و معاینه وجود دارد، بنابراین شما می توانید مقدار مادّه ای که روی لنت ها باقی مانده است را ببینید.
گاهی ساییدگی های عمیقی در روتورِ ترمز رخ می دهد. روتورها همچنین ممکن است به اصطلاح تاب بردارند یا منحرف شوند؛ یعنی مسطّح بودن خود را از دست بدهند. اگر این اتّفاق بیفتد، به هنگام توقّف ممکن است ترمزها دچار لرزش و ارتعاش شوند. هر دو مشکل اغلب با بازپرداخت (تراشکاری یا ماشین کاری) روتور رفع می شوند. برای این کار از هر دو سمت روتور مقداری مادّه 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 آنها تاب خورده و یا تحت ساییدگی زیاد قرار گرفته باشند. اگر روتورها بیش از حدّ لازم ماشین کاری شوند، عمرشان کاهش می یابد. به دلیل اینکه این عمل با جدا کردن مادّه از سطح همراه است، روتورهای ترمز بعد از هر بار ماشین کاری نازک و نازک تر می شوند. همه ی روتورهای ترمز برای حدّاقل ضخامت مجاز قبل از نیاز به تعویض قطعه، مشخّصه ای دارند. این مشخّصه را می توان در کتاب راهنمای مربوط به هر خودرو پیدا کرد.
منبع: نمايندگی 1992 ايران خودرو