انواع سیستم های ترمز خودرو

ترمزها سیستمی هستند که بر اساس قواعد دینامیک و اصطکاک کار می‌کنند. بیشتر سیستم‌های ترمز که امروزه در اتومبیل‌ها می‌بینیم، به کمک روغن عمل می‌کنند. از نظر علمی ثابت شده است که مایعات و روغن‌ها، مثل هوا نیستند که قابلیت متراکم شدن داشته باشند.

بدین ترتیب است که وقتی به آن‌ها فشاری وارد شود، با حفظ حجم خود جابه‌جا می‌شوند و فشار منتقل شده را به جایی دیگر منتقل کنند. پس چیزی به اسم متراکم شدن را در آن‌ها نمی‌بینیم. و چنین بود که متخصصان، دریافتند می‌توانند سیستمی ابداع کنند که در آن، با فشردن پا روی پدال، می‌توان از همین روغن و مایعات و خاصیت عدم تراکم آن‌ها برای کم کردن سرعت و ایجاد اصطکاک در چرخ‌های خودرو استفاده کرد.

سیستم ترمزها همگی تقریباً مانند هم هستند (به جز ترمزهای الکتریکی) و عملکرد آن ها بر اساس ایجاد اصطکاک و توقف است. اما با این حال می توان سیستم های ترمز را به ۶دسته تقسیم کرد :

ترمز مکانیکی – ترمز هیدرولیکی – ترمز هوایی یا پنوماتیکی – ترمز خلا – ترمز مغناطیسی – ترمز الکتریکی

 

۱.      ترمز مکانیکی : همان‌طور که از نامش پیداست، عمل ترمزگیری در این خودروها به صورت مکانیکی و قدیمی انجام می‌شود.  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.

۲.      ترمز هیدرولیکی : در این نوع از ترمز، با فشردن پای راننده، نیروی ترمزی توسط سیلندر مستر (Master) به فشار هیدرولیکی تبدیل شده و در ادامه از طریق خطوط لوله‌های ترمز و سایر قطعات به چرخ‌ها منتقل می‌گردد. در این نوع به جای استفاده از لینک‌های مکانیکی، از روغن ترمز جهت انتقال نیروی ترمزی استفاده می‌شود. در حال حاضر تقریبا تمامی خودروهای سواری مجهز به این نوع ترمزها هستند.

۳.      ترمز هوایی یا پنوماتیکی : در ترمزهای هوایی از هوای فشرده که توسط کمپرسور تولید می‌گردد جهت انتقال نیروی ترمز استفاده می‌شود. این نوع ترمز بیشتر در اتوبوس‌ها و کامیون‌های بزرگ استفاده می‌گردد چراکه ترمز هیدرولیکی نمی‌تواند نیروهای ترمزی بالا را انتقال دهد؛ همچنین نیروی ترمزی تولیدشده توسط ترمز هوایی بیشتر از ترمز هیدرولیکی است.

۴.      ترمز خلا : در این سیستم ترمز، در لوله‌های ترمز خلأ ایجاد شده و همین خلأ، موجب حرکت لنت‌ها و در نهایت ایجاد اصطکاک و ترمز می‌شود. از این مدل غالبا در قطارها استفاده می‌کنند.

۵.      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.

 

۶.      ترمز الکتریکی : این مدل در خودروهای برقی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به سه نوع پلاگین، بازیاب انرژی و مقاومتی یا رئوستاتیکی تقسیم می‌شود. در نوع پلاگین، به محض استفاده از پدال، چرخش موتور برعکس شده و ترمزگیری صورت می‌گیرد. در نوع دوم، به محض ترمز گرفتن، موتور الکتریکی وارد مد ژنراتوری شده و انرژی جنبشی چرخ‌ها را گرفته و تبدیل و ذخیره می‌کند. در نوع سوم، از یک مقاومت متغیر در مدار ترمز استفاده می‌شود.

 

ترمز کاسه ای یا دیسکی 

حتماً تا به حال شنیده اید که ترمزها دیسکی هستند یا کاسه ای یا ترکیب هر دو. اما این دو را نمی توان نوعی سیستم ترمز محسوب کرد چرا که فقط بخشی از قطعات روی چرخ محسوب می شوند و نه کل سیستم ترمز.

ترمزهای کاسه ای قدیمی ترند و خودروهای کنونی معمولاً یا ترمز دیسکی دارند یا دو چرخ دیسکی و دو چرخ کاسه ای.

ترمز کاسه‌ای : یک کاسه ترمز فلزی (درام) را شامل می‌شوند که مجموعه ترمز هر چرخ را در اختیار دارند. درون این کاسه ترمز، دو کفشک خمیده به سمت بیرون حرکت می‌کنند تا سرعت چرخش کاسه ترمز را که همراه چرخ دوران دارد، کم کنند. بدین ترتیب که شما پدال را فشار داده و روغن موتور موجود در پیستون‌های اصلی و فرعی، جابه‌جا شده و فشار بر کفشک‌های ترمز وارد می‌شود. این کفشک‌ها فلزی بوده و روی‌شان لنت ترمز را چسبانده یا پرچ می‌شوند.

ترمز دیسکی : در این مدل، سیستم ترمز وارد عمل شده و پیستون‌ها فشار خود را به لنت‌های ترمز آورده و لنت‌ها هم به دیسک ترمز می‌چسبند و ترمزگیری می‌شود. در این مدل به جای کاسه، از یک دیسک چرخان استفاده می‌شود و به جای کفشک‌های خمیده هم، از یک جفت کفشک صاف به نام لنت ترمز سود برده می‌شود. این لنت‌ها دو طرف دیسک جا خوش کرده و از پشت به یک سیلندر و پیستون هم وصل می‌شوند تا وارد عمل شوند. وقتی پدال ترمز را فشار می‌دهید، روغن توسط نیروی هیدرولیکی از یک کانال فلزی به سیلندر چرخ رسیده و پیستون را به سمت بیرون فشرده می‌کند. در نتیجه لنت‌ها به دیسک چسبیده و ترمزگیری صورت می‌گیرد.

 

اما یکی دیگر از عبارات تخصصی که همیشه در مورد ترمزها شنیده می شود ABS و ESP است.

ABS : سیستم ترمز ضد قفل یا ضد بلوکه (Anti-Lock Braking System)، با قطع و وصل کردن بسیار سریع ترمز، مانع از قفل شدن چرخ ها در هنگام ترمز گیری می شود. کنترل و فرمان اجرای این سیستم بر عهده کامپیوتر است. کامپیوتر، با حسگرهای تعبیه شده در هر چهار چرخ، حرکت یا سکون خودرو را تشخیص داده و در صورتیکه خودرو در حال حرکت باشد، و یک یا چند چرخ قفل شوند، فرمان اجرای ABS را صادر می کند. نرم افزار ABS، فرکانس قطع و وصل شدن ترمزها در هر ثانیه، و عملکرد آن در کنار سایر سیستم های کنترل پایداری، در هر خودرو منحصر به فرد است.

سیستم های ABS نسل جدید فرکانس قطع و وصل شدن بالاتری (مثلا ۱۴۰ بار در ثانیه و بیشتر) نسبت به خودروهای قدیمی تر دارند. تئوری ترمزهای ضد قفل بسیار ساده است. یک چرخ در حال لیز خوردن (به‌طوری که سطح تماس تایر نسبت به زمین سر بخورد) نسبت به چرخی که لیز نمی‌خورد نیروی اصطکاک کمتری دارد. اگر با اتومبیل خود در یخ گیر کرده باشید می‌دانید که اگر چرخ‌ها بچرنخد هیچ نیروی جلوبری به اتومبیل وارد نمی‌شود زیرا سطح تماس چرخ نسبت به یخ لیز می‌خورد. ترمزهای ضد قفل با جلوگیری کردن از سر خوردن چرخ‌ها در هنگام ترمز کردن، دو مزیت را بوجود می‌آورند:

• خودرو زودتر متوقف می‌شود
• می‌توان خودرو را هنگام ترمز کردن نیز هدایت کرد

 

در اینجا چند روش متفاوت برای درک این موضوع که آیا اتومبیل شان مجهز به سیستم ترمز ضدقفل است یا نه معرفی می کنیم: در بسیاری از اتومبیل های مجهز به این سیستم، راننده احتمالاً ارتعاشات سریعی از پدال ترمز را تجربه می کند. در واقع به نظر می رسد که ترمزها فشار را به شما برمی گردانند. گاهی اوقات ممکن است پدال به طور ناگهانی بیفتد. همچنین ممکن است دریچه های موجود در کنترل کننده ABS صدایی مشابه ساییدن یا وزوز کردن تولید کند. در برخی اتومبیل ها ممکن است ارتعاشات خفیفی احساس شود که نشان دهنده فعال بودن ABS است. به خاطر داشته باشید این مسئله بسیار مهم است. زمانی که صدایی شنیدید یا احساس ضربان هایی در پدال کردید پای خود را از پدال ترمز برندارید و به فشار مداوم ادامه دهید.

در واقع چنانچه اتومبیل شما به ترمز ABS مجهز است نباید فشارهای مکرر به پدال ترمز وارد کنید. تنها کافی است پای خود را به طور دائم روی پدال قرار دهید و به خاطر داشته باشید که هنوز می توانید اتومبیل را هدایت کنید.

 

سیستم ترمز Electronic brakeforce distribution) EBD)

این سیستم مکملی است برای سیستم ABS ، که با تقسیم نیروی ترمز به میزان لازم برای اکسل های جلو و عقب ، و حتی هماهنگی چرخ های چپ و راست، ماکزیمم تاثیر سیستم ترمز رابرآورده می سازد ، در نتیجه پایداری خودرو ؛ با هر باری و تحت هر نوع شرایط جاده ای حفظ می گردد ، این سیستم همچنین با تقسیم نیروی ترمز بین چرخهای عقب از چرخش خودرو هنگام ترمز کردن در سر پیچ ها نیز جلوگیری می کند.

مثال اگر شما نصف ماشینتون روی یخ باشه و دو چرخ دیگه روی آسفالت اگه فقط از سیستم ای بی اس استفاده کنید ماشین به طرفی که آسفالته منحرف میشه و از مسیر خارج میشه ولی اگر ای بی دی نیز همراه شما باشه از این انحراف هم جلو گیری میکنه!

این سیستم ترمز در جهت توقف کامل خودرو باکمک ECU و چهار سنسور و کانال مجزا برای هرچرخ کمک می نماید در شرایط جاده ای متفاوت هر چرخ را به تنهایی کنترل نماید و مانع از انحراف و تغییر جهت خودرو در شرایط جاده ای لغزنده و بارانی ، خاکی ، دست انداز و همچنین در ترمزهای شدید و ناگهانی شود. بطور خلاصه هرگاه هریک از چرخ های خودرو در زمان ترمزگیری دچار لغزش شوند سیستم ABS را فقط برای همان چرخ فعال می کند.

 

 ESP : امروزه سیستم‌های مختلفی روی خودرو نصب می‌شوند که می‌توانند راحتی و امنیت خودرو را به صورت چشمگیری افزایش دهند. یکی از این سیستم‌ها که احتمالا اسم آن را زیاد شنیده‌اید و روی بسیاری از خودروهای روز دنیا نصب شده‌ است، سیستم ESP  می‌باشد. در حقیقت ESP مخفف Electronic Stability Program (سیستم کنترل الکترونیکی پایداری) است که برای بالابردن پایداری خودرو روی آن نصب می‌شود. این سیستم جدیدترین سیستم حفاظتی خودرو است و از سال ۲۰۰۲ میلادی بر روی ۲۷% از وسایل نقلیه اروپایی، نصب شده است . این آمار در خودروهای ژاپنی و امریکایی ۷۵% بوده و رو به افزایش است. این سیستم برای کنترل مطلوب خودرو و بر روی سطح جاده و حفظ ثبات آن در هنگام پیچیدن، طراحی شده است.

اگر راننده با گردش سریع فرمان،کنترل خودرو را از دست بدهد و خودرو بلغزد، سیستم ESP آن را به مسیر اصلی خود بر می‌گرداند. اگر خودرویی در حال حرکت باشد و ناگهان ترمز یکی از چرخ‌های آن فعال شود، به دلیل اختلاف سرعت، در جهت همان چرخ می‌چرخد. راننده با فشردن یکی از پدال‌ها یا اهرم‌های موجود در زیر پای خود، خودرو را به سمت دلخواه، هدایت می‌کند. سیستم ESP هنگام تغییر مسیر ناخواسته خودرو، آن‌را به مسیر اولیه خود باز می‌گرداند.ESP ،لغزش جانبی خودرو را در هنگام گردش فرمان با اعمال نیروی ترمز بر روی یک چرخ، کنترل می‌کند و خودرو را به مسیر مورد نظر راننده بر می‌گرداند.