انواع سیستم ترمز

تصور کنید که درحال رانندگی هستین و ماشینی یکدفعه جلوی شما می پیچه، و ماشین شما با وجود گرفتن ترمز متوقف نمیشه. در اون لحظه یادتون میاد که چند روز پیش ماشینتون رو برای تعمیر پیش مکانیک بردید و اون به شما گفته بود که سیستم ترمز ماشین اشکال داره و شما پشت گوش انداختید. اونجاست که به نعمت بزرگی به نام ترمز ایمان میارید. اما، دیگه دیر شده و افسوس فایده ای نداره و باید آماده برخورد بشید.
سیستم ترمز از زمانی که ماشین اختراع شد تقریباً همگام با اون وارد این دنیای جادویی شد. و این دو با هم، همانند تارهای در هم تنیده شده هستن. و امکان جداسازی وجود نداره.
ترمزها همانند ماشین ها، تاریخچه پر فراز و نشیبی داشتن و راه درازی رو طی کردن تا امروزه به این ساحل آرامش رسیدن (البته به غیر از برخی از محصولات داخلی!!!) پس بیا با کارآموز وبسایت آموزش مکانیک خودرو همراه شو و عاشق یادگیری خودرو شو.

تاریخچه سیستم ترمز:

اولین بار سیستم ترمز رو در کالسکه ها به کار بردن چون زمانیکه که اسب با سرعت زیاد در حال حرکت بود قادر به توقف کالسکه نبود برای همین با یک اهرم چوبی که با چرم پوشانده میشد به لبه چرخ متصل بود و هر وقت نیاز به توقف بود اهرم رو حرکت میدادن و در اثر اصطکاک بین اهرم چوبی و لبه چرخ سرعت کم میشد. البته این سیستم در زمانیکه هوا مرطوب بود بی اثر میشد. اتومبیل های اولیه از همین سیستم استفاده می کردن، اما کم کم با افزایش سرعت اتومبیل ها به سرعتی در حدود 100KM/H دیگه این سیستم جوابگو نبوده و نیاز به سیستم ترمز قوی تر احساس شد.

ویلیام لانچستر (William Lanchester) در سال 1902 اولین سیستم ترمز دیسکی رو اختراع کرد. اما به دلیل صدای زیادی که در هنگام ترمز گیری ایجاد میشد خیلی زود کنار گذاشته شد و تا اواسط دهه 50 میلادی ازش استفاده نشد.
همون سال لوئیس رنو اولین ترمز کاسه ای رو اختراع کرد که می تونست بین 1000 تا 2000 کیلومتر دوام بیاره. این اولین ترمز مطمئن ارانه شده در صنعت خودروسازی بوده است.
البته مجدداً در سال 1953 با اصلاحاتی که در سیستم ترمز دیسکی به وجود اومده بود، تیم جگوار موفق شد از مزیت قدرت بیشتر ترمز و داغ نشدن دیسک در اثر ترمز مکرر در سر پیچ ها، مسابقات 24 ساعته لمانز رو ببره. و از سال 1955 در سیتروئن DS به تولید انبوه رسید.
خُب حالا بیاییم اول چند تا از قطعات مهم سیستم ترمز رو نام ببریم. و ببینیم کارشون چی هستش. بعداً در مورد انواع سیستم ترمز صحبت می کنیم.
قطعات اصلی ترمز شامل: 1- پدال ترمز 2- بوستر ترمز 3- سیلندر ترمز 4- بلوکه ABS 5- لوله های ترمز 6- ترمز کاسه ای 7- ترمز دیسکی
1- پدال ترمز: اهرمی است که در زیر پا قرار داره و با یک اهرم بندی به بوستر ترمز و در نهایت به سیلندر متصل هست. ما با فشردن پدال ترمز باعث ایجاد نیرو در مدار ترمز میشیم.

2- بوستر سیستم ترمز : وسیله ای است که از یک طرف به پدال ترمز و از سمت دیگه به سیلندر ترمز متصل هست. بوستر میزان نیروی ترمز رو چند برابر می کنه.

3- سیلندر سیستم ترمز: در این قطعه روغن ترمز از طریق خروجی مورد نظر در سیلندر وارد لوله هر کدام از چرخ ها میشه. در گذشته با یک خروجی لوله به 4 قسمت تقسیم میشد و به همه چرخ ها میرفت که خودش یک ضعف بود. اگه لوله براش مشکل پیش میومد ترمز هر 4 چرخ از کار میاوفتاد. اما امروزه دارای 2 یا 4 خروجی برای چرخ ها هستش. که در صورت از کار افتادن هر کدوم از لوله ها، ترمز به صورت کامل از مدار خارج نمیشه بلکه کمی ضعیف میشه. چون لوله یا لوله های دیگه عمل ترمز کردن رو دارن انجام میدن.

4- بلوکه ABS: این قطعه در اتومبیل های جدید نصب شده است. این قطعه بعد از سیلندر ترمز نصب شده و نیروی ترمز رو بر اساس شرایط مختلف قطع و وصل می کنه تا چرخ در هنگام ترمزگیری قفل نشه. و سُر نخوره.

5- لوله های ترمز: لوله ای است که در اون روغن ترمز به صورت تحت فشار موجود است. و از یک سمت به سیلندر ترمز در اتومبیل های قدیمی و یا به بلوکه ABS در اتومبیل های جدید و در سمت دیگر به کالیپرهای ترمز بر روی هر 4 چرخ متصل است. و در صورت نیاز به ترمز فشار در مدار بالا رفته و کالیپرهای ترمز رو با چرخ درگیر می کند.
6-ترمز کاسه ای: این ترمز تقریباً بر روی ماشین های سوار منسوخ شده است. اما هنوز هم از نوع ترمز در برخی ماشین های سواری استفاده می کنن. در این نوع ترمز کشفک های ترمز در یک کاسه مانند قرار دارن و در هنگام ترمز به دیواره ی کاسه متصل شده و باعث کاهش سرعت میشن. این نوع ترمز در برخی محصولات داخلی در چرخ ها عقب هنوز استفاده میشن. مانند: پراید، پژو 405، سمند، پژو 206 تیپ 2 و تیپ 5 از مدل 98 به بعد!!! بله درست نوشتم در تیپ 5 مدل 98 به بعد در چرخ عقب ترمز دیسکی حذف شد و به جاش کاسه ای گذاشتن. ( همه جا پیشرفت می کنن. ما هم پیشرفت می کنیم)
مزایا: 1- قیمت کمتر نسبت به دیسکی 2- در بعضی موارد عمر بیشتر لنت نسبت به مدل دیسکی
معایب: 1- قدرت ترمز گیری کم 2- در اثر ترمز پیاپی داغ شده و قدرت ترمز گیری افت می کنه 3- برای که ببینیم چه مقدار از لنت مانده باید ترمز کاسه ای رو باز کرد 4- گرده ی لنت در داخل کاسه چرخ باعث کثیفی میشه.

7- ترمز دیسکی: این مدل ترمز از اواخر دهه 50 میلادی معرفی شد و کم کم پا به عرصه گذاشت. به طوریکه هم اکنون تقریباً در همه ی خودرا نصب شده است. در این سیستم یک دیسک وجود داره و کالیپر ترمز بر روی دیسک نصب شده است و در صورت نیاز، لنت ها توسط کالیپر با دیسک تماس برقرار می کنن.
مزایا: 1- قدرت ترمز گیری مطمئن 2- در اثر ترمز پیاپی کمتر داغ شده و قدرت ترمز گیری خیلی کمتر افت می کنه. (چون با هوا تماس مستقیم داره) 3- برای دیدن مقدار باقی مانده لنت، نیاز به باز کردن دیسک نیست. حتی در اتومبیل هایی که مجهز به رینگ اسپرت هستن حتی نیاز به باز کردن چرخ هم نیست. چون با چشم مقدار لنت مشخص هست.
معایب: 1- قیمت بالاتر نسبت به کاسه ای 2- عمر لنت ها نسبت به کاسه ای کمتر است.

ابتدا بیاییم در مورد انواع ترمز کاسه ای بررسی کنیم. ترمز کاسه ای دارای چند مدل شامل: 1- سیمپلکس (simplex) 2- دوپلکس (Duplex) 3- یونی سرا (Uni-servo) 4- دیو سراو (Duo-Servo) 5- دیوو دوپلکس (Duo-Duplex)

ترمز کاسه ای سیمپلکس (simplex)

در این نوع ترمز یک عدد سیلندر در قسمت بالای کفشک ها قرار داره و با فشار هیدرولیک، پیستون ها از دو طرف در، درون سیلندر به سمت کفشک های ترمز حرکت می کنن و کفشک ها رو با کاسه چرخ درگیر می کنن. و بعد از رها کردن پدال ترمز، کفشک های ترمز توسط فنر به حالت اول خود برمی گردن. در قسمت پایین کفشک ها ثابت است و نمیتونه حرکت کنه.

از معایب این سیستم در زمانی است که اگر حرکت به سمت راست باشه کفشکی که در سمت راست (کفشک محرک) وجود داره خورده میشه و کفشک ترمز مقابلش (کفشک متحرک) زیاد خورده نمیشه. و چون در هنگام ترمز نیروی بیشتر روی یک کفشک وارد میشه باعث میشه نیروی کفشک زیاد نباشه. در این ترمز میزان نیروی در مدار توسط سیلندر به 2 برابر افزایش پیدا می کنه. (C=2) در نتیجه ترمز ضعیفه. از این ترمز توی ماشین های قدیمی و در چرخ های عقب مثل پیکان استفاده شده.

ترمز کاسه ای دوپلکس (Duplex Drum Brake)

در این نوع ترمز دارای 2 سیلندر ترمز هستش. به این صورت که در قسمت بالایی کفشک ها هم سیلند داره و هم در قسمت پایین کفشک ها سیلند داره. در این مدل در هر سیلندر دارای یک پیستون هست. در بالا پیستون اگر به سمت چپ بیران بیاد، در پایین در جهت عکسش که سمت راست هستش بیران میاد. تا بتونن مشکل خوردگی یک سمت کفشک ها رو حل کنن . وهمچنین قدرت ترمز رو افزایش بدن. نیروی ترمز در حدود 3 (C=3) هستش. در ضمن میزان ساییدگی لنت ها برابر است. از این نوع در ماشین تجاری و کامیون ها استفاده شده است.

ترمز کاسه ای سروو (Servo Drum Brake)

این نوع ترمزها معمولاً برای چرخ های عقب کامیون های به کار میرن. سیستم ترمز دارای یک سیلندر در بالا بوده و دارای یک پیستون هستش. نیروی ترمز، نوع سروو ضریب افزایشی در حدود 5 برابر هستش.
ترمز کاسه ای دیو سروو (Duo-Servo Drum Brake)
در این مدل دارای یک سیلندر در بالای کفشک بوده و در هر دو سمت پیستون داره. و همچنین در قسمت پایین . از این مدل در ماشین های تجاری که نیاز به نیروی ترمزی قوی تری دارن به کار میره.
ترمز کاسه ای دیوو دوپلکس ( Duo- Duplex Drum Brake)
در این نوع سیستم ترمز هم در سمت بالا و هم در سمت پایین دارای سیلندر بوده که در هر دو سیلندر دارای 2 پیستون هستش. قدرت در این مدل بسیار زیاد بوده. ضریب افزایش قدرت در حدود 5 هست. (C=5)

ترمز دیسکی

1- ترمز دیسکی شناور 2- ترمز دیسکی ثابت

ترمز دیسکی شناور

در این مدل در دو سمت دیسک ترمز پیستون ترمز وجود داره و به این شکل کار می کنه که یک سمت از پیستون ها توسط فشار روغنی که در مدار وجود داره به دیسک می چسبه و سپس کالیپر رو به سمت خودش می کشه که در نتیجه این حرکت پیستون مقابل هم به دیسک متصل میشه. جنس این مدل از نوع آهن بوده و در برابر ترمزهای مکرر بیش از اندازه داغ میشه و خاصیت ترمز گیری رو از دست میده و به شدت ضعیف میشه. این مدل به درد ماشین هایی معمولی میخوره که برای رانندگی عادی طراحی شدن. در ایران ماشین های تولیدی همگی از این مدل هستن برای مثال: چرخ جلو پراید، پیکان، 206، پژو پارس و…. رو میتونیم نام ببریم.
مزایا: 1- قیمت ارزان تر نسبت به دیسک نوع دیگر 2- وزن سبک تر معایب: قدرت ترمز گیری نسبت به نوع ثابت ضعیف تر است

سیستم ترمز دیسکی ثابت

در این مدل کالیپر ترمز طوری طراحی شده است که هر دو سمت پیستون به صورت همزمان متصل بشه. البته چون از مدل در ماشین هایی که ماهیت اسپرت دارن به کار میره، برای تقویت ترمز به جای استفاده از 2 پیستون از 4 یا 6 پیستون معمولاً استفاده می کنن.
مزایا: قدرت ترمز گیری بالا و مطمئن نسبت به مدل شناور معایب: 1- گران تر بودن 2- وزن بیشتر
البته دیسک ها از نوع ظاهری مدل های مختلفی دارن. برای مثال ترمز های شناور از دیسک های معمولی که از جنس آهن هستن استفاده می کنن اما در ترمز های ثایت به دلیل فشار زیاد به ترمز و پی در پی درگیر شدن سعی میشه از نوع سوراخ دار یا شیاردار استفاده کنن. همین شیار یا سوراخ باعث میشه سطح زیادی از دیسک با هوا در ارتباط پیدا کنه و باعث خنک شدن دیسک بشه. در نوع شیاردار یا سوراخ دار برای تبادل بهتر حرارت و مقاومت در برابر فشار در ترمز گیری پی در پی، از جنس آلیاژ فولاد ، فیبرکربن و سرامیکی درست می کنن تا سرخ نشه و از بین نره. برای مثال در ماشین های اسپرتی همانند: لامبورگینی، فراری، مازراتی از نوع سوراخ دار برای قدرت بیشتر و خنک ماندن دیسک استفاده می کنن.

سیستم ترمز هیدرولیکی

این نوع ترمز، همون ترمزهای معمولی هستن که ما امروزه داریم ازش استفاده می کنیم. در این مدل زمانی که راننده پدال ترمز رو فشار میده، توسط اهرم بندی به بوستر ترمز متصل است. بوستر نیروی ترمز رو افزایش میده. در همین لحظه خروجی بوستر به سیلندر ترمز متصل است. سیلندر، توسط مخزن ترمزی که بر روی اون قرار داره روغن رو با فشار زیاد وارد مدار می کنه و روغن از طریق لوله های موجود در مدار، روغن رو به کالیپرهای ترمز در چرخ های جلو و عقب میرسونه. در این لحظه روغن موجود در کالیپرها، لنت ها رو به دیسک در مدل ترمز دیسکی و یا کاسه چرخ در مدل ترمز کاسه ای متصل می کنه. هر چی فشار پدال ترمز بیشتر باشه در بقیه مدار فشار بیشتر بوده و در نتیجه لنت ها با فشار بیشتری به دیسک یا کاسه چرخ بچسبن و زودتر متوقفشون کنن. در ماشین های جدید از سیستم های کمکی برای توقف بهتر و سریع تر استفاده می کنن. یکی از سیستم های مهم ترمز ABS نام داره. در این مدل علاوه بر قطعات موجود در ترمز هیدرولیکی معمولی دارای بلوکه ABS و سنسورهای ABS است. در این مدل بلوکه ABS به طور پیوسته از طریق سنسورهای ABS پارامترهای چرخ در حین حرکت و ترمز زدن رو دریافت می کنه. و هر وقت متوجه بشه چرخ در حین ترمز زدن قفل شده و میخواد سر بخوره سریعاً در هر ثانیه بسته به مدل تقریباً بین 15 تا 30 بار در ثانیه ترمز رو قطع و وصل می کنه و همین باعث میشه مسافت طی شده توسط ماشین برای متوقف شدن کمتر از حالت های عادی باشه. مثلاً اگه ماشینی در حالت عادی در سرعت 100Km/h ترمز بگیره و بعد از 60 متر طی کردن مسیر متوقف بشه مطمئن باشید با وجود ترمز ABS همین مسافت به زیر 50متر برای توقف میرسه که این خودش خیلی خوب و حیاتی هستش. در ضمن در ترمز ABS چون دائماً ترمز قطع و وصل میشه و قفل نمیشه در عمل فرمان پذیری همانند حالت عادی هستش. چوت در حالت بدون ABS قفل میشه و سر میخوره و هر چی فرمان بگیریم فایده ای نداره و بعه سمت جلو سُر میخوره در حالیکه در حالت داشتن ABS سُر نمیخوره و خیلی راحت فرمان عمل می کنه و راننده میتونه با عکس العملش مانع با برخورد بشه.

در قسمت اول سعی کردیم شما رو با مفاهیم ساده در مورد ترمز آشنا کنیم. توی این قسمت در مورد انواع قطعات مورد نیاز در یک مدار ترمز معمولی رو توضیح دادیم. همچین شما رو با انواع ترمز دیسکی و کاسه ای آشنا کردیم و مزایای هر کدوم رو گفتیم. و در مورد ترمز هیدرولیکی که همون ترمز معمولی توی ماشین های ما هستن رو شرح دادیم. در قسمت دوم شما رو با نوع دیگه ترمز (ترمز بادی) که در ماشین های سنگین استفاده میشن توضیح میدیم. همچنین به طور مختصر شما رو با ترمز مغناطیسی که در خودروهای فرمولا 1 استفاده میشه آشنا کنیم. و همچنین چند تا از علل خرابی رو شرح دهیم.