مکانیک خودرو عمومی -بخش 16

سيستم ترمز

برای كنترل سرعت و حفظ پايداری خودرو از سيستم ترمز استفاده می‌شود. شکل 1 ساختمان کلی سیستم ترمز خودرو را در حالت غیرفعال نشان می‌دهد.

1-پدال ترمز 2-بوستر ترمز 3-شیر نیوماتیکی بوستر 4-خلاء پشت دیافراگم بوستر 5-خلاء جلوی دیافراگم بوستر 6-دیافراگم بوستر 7-فنر بوستر 8-سوپاپ یکطرفه بوستر 9-مخزن روغن ترمز 10-پیستون اول سیلندر اصلی 11-پیستون دوم سیلندر اصلی 12-لوله انتقال روغن ترمز به ترمز عقب 13-لوله انتقال روغن ترمز به چرخ جلو 14-کاسه ترمز یا کاسه چرخ 15-لنت ترمز عقب 16-کفشک ترمز 17-سیلندر چرخ 18-پیستون سیلندر چرخ 19-فنر برگشت کفشک 20-سیلندر اصلی 21-پیچ هواگیری ترمز 22-کالیپر ترمز 23-پیستون کالیپر ترمز 24-لنت ترمز 25-دیسک ترمز
شکل 1-ساختمان سیستم ترمز خودرو در حالت غیرفعال

همانگونه که در شکل 1 ملاحظه می‌شود، در حالت عادی هر دو سمت دیافراگم بوستر، خلاء موتور وجود دارد و بنابراین فنر، دیافراگم بوستر را به سمت راست فشار می‌دهد و روغن ترمزی به سمت ترمز چرخ‌های عقب و جلو ارسال نمی‌شود و عملیات ترمزگیری انجام نمی‌شود.

مطابق شکل 2 هنگامی که راننده اقدام به ترمزگیری می‌کند، پشت دیافراگم بوستر به هوای محیط متصل می‌شود در حالیکه جلوی دیافراگم بوستر همچنان به خلاء موتور متصل است. حاصلضرب اختلاف فشار پشت و جلوی دیافراگم در مساحت دیافراگم بوستر، نیرویی تولید می‌کند که به پیستون‌های سیلندر اصلی وارد می‌شود و این دو پیستون، روغن ترمز را به سیلندر ترمز چرخ عقب و کالیپر ترمز چرخ جلو ارسال می‌کنند تا عملیات ترمزگیری انجام شود.

1-هوای محیط پشت دیافراگم بوستر 2-خلاء جلوی دیافراگم بوستر
شکل 2-ساختمان سیستم ترمز خودرو در حالت ترمزگیری

سیستم ترمز به دو صورت كلی سيستم ترمز كاسه‌ای و ديسكی استفاده شده است و با تبديل انرژي جنبشی چرخ‌ها به انرژی گرمايی، سرعت چرخ‌ها و نهايتاً سرعت خودرو را كاهش می‌دهد.
شکل 3 بوستر و سیلندر اصلی یا مستر سیلندر ترمز را نشان می‌دهد.

1-بوستر 2-مخزن روغن ترمز 3-سیلندر اصلی 4-درب مخزن روغن ترمز
شکل 3-بوستر و سیلندر اصلی ترمز

شکل 4 اجزای مکانیزم ترمز کاسه‌ای یا کفشکی را نشان می‌دهد.

1-کاسه‌چرخ 2-کفشک 3-سیلندر ترمز چرخ 4-اجزای نگهدارنده کفشک روی قاب ترمز 5-فنر برگشت کفشک
شکل 4- اجزای مکانیزم ترمز کفشکی

با اعمال نيرو به پدال ترمز، مايع هيدروليك ترمز به پيستون هاي سيلندر ترمز چرخ نيرو اعمال كرده و پيستونها به سمت خارج حركت مي كنند و باعث درگيري لنت‌های كفشك‌ها به كاسه چرخ مي‌شود. از اينرو بين لنت‌ها و كاسه چرخ نيروي اصطكاك ايجاد مي شود كه باعث كاهش تدريجي سرعت كاسه چرخ و درنتيجه چرخ و خودرو مي‌شود.
هنگامي كه راننده پدال ترمز را رها می‌كند فنرهای برگشت، كفشك‌ها را به حالت عادی خود بازگشت داده و با جداشدن لنت‌ها از كاسه چرخ، ترمزگيری پايان می‌يابد.
شکل 5 اجزای مکانیزم ترمز دیسکی را نشان می‌دهد.

1-ديسك ترمز 2-كاليپر ترمز 3-فنرهای نگهدارنده لنت 4-لنت
شکل 5-مکانیزم ترمز ديسكی

با اعمال نيرو به پدال ترمز مايع هيدروليك ترمز، وارد سيلندر كاليپر شده و پيستون‌ها نيز نيرو را به لنت‌ها اعمال می‌کند و لنت‎ها با ديسك ترمز تماس حاصل كرده و باعث ايجاد نيروي اصطكاك بين لنت و ديسك مي‌شود و اين نيروي اصطكاك باعث كاهش تدريجي سرعت ديسك ترمز چرخ و نهايتاً خودرو مي‌گردد.

شرط ترمزگیری بدون لغزش چرخ‌های روی سطح جاده این است که گشتاور اصطکاکی تایر همواره از گشتاور اصطکاکی ترمز بیشتر باشد. در برخی شرایط همچون یخ زدن سطح جاده، گشتاور اصطکاکی تایر به سمت صفر میل می‌کند و با اندک گشتاور ترمزی، چرخ‌ها متوقف می‌شوند در حالیکه سرعت خودرو صفر نشده است که به این حالت قفل شدن چرخ‌ها گفته می‌شود در این صورت ضریب اصطکاک بین تایر و زمین از حالت ایستایی به حالت جنبشی تبدیل می‌شود که باعث کاهش نیروی اصطکاک و افزایش مسافت ترمزی می‌شود و از سویی چرخ‌های جلو در صورتیکه فاقد دوران باشند، نمی‌توانند فرمان‌پذیری خودرو را محقق کنند. از اینرو امروز بهره‌مندی از سیستم ترمز ضدقفل (ABS ) در خودروها ضروری شده است تا این معایب را برطرف کند. این سیستم همواره ضریب اصطکاک بین تایر و زمین را اندازه‌گیری می‌کند و متناظر با میزان ضریب اصطکاک بین تایر و زمین، اجازه افزایش فشار روغن ترمز در مدار ترمز را می‌دهد.
شکل 6 مجموعه ABS خودروی سواری را نشان می‌دهد.

1-موتور الکتریکی پمپ ABS 2-مدولاتور(مجموعه شیرها، پمپ و آکومولاتور) 3-واحد کنترل یا ECU سیستم ترمز ضدقفل
شکل 6-HECU یا واحد هیدرولیک و الکترونیک ترمز ضدقفل

سیستم ترمز ضدقفل، با استفاده از سینگال سنسورهای سرعت چرخ‌های خودرو، سرعت خودرو را محاسبه می‌کند و با استفاده از پمپ الکترومکانیکی و شیرهای برقی تعبیه شده در بلوک هیدرولیک، فشار روغن ترمز اعمالی به سیستم ترمز را متناظر با ضریب اصطکاک بین تایر و زمین می‌کند تا همواره گشتاور اصطکاکی تایر از گشتاور ترمز بیشتر باشد و چرخ‌های خودرو دچار قفل شدن نشوند