بیشتر خودروهای مدرن دارای ترمز در هر چهار چرخ هستند که توسط یک سیستم هیدرولیکی کنترل می‌شوند. ترمزها می‌توانند از نوع دیسکی یا کاسه‌ای باشند. ترمزهای جلو نقش بیشتری در توقف خودرو دارند، زیرا هنگام ترمزگیری، وزن خودرو به سمت جلو منتقل می‌شود و فشار بیشتری بر چرخ‌های جلو وارد می‌شود.
بنابراین بسیاری از خودروها به ترمزهای دیسکی که معمولاً کارایی بیشتری دارند در چرخ‌های جلو، و به ترمزهای کاسه‌ای در چرخ‌های عقب مجهز هستند.
برخی خودروهای گران‌قیمت یا با عملکرد بالا از سیستم ترمز کاملاً دیسکی استفاده می‌کنند و برخی خودروهای قدیمی‌تر یا کوچک‌تر دارای سیستم کاملاً کاسه‌ای هستند.
سیستم هیدرولیک ترمز
مدار ترمز هیدرولیکی شامل سیلندرهای اصلی و فرعی پر شده از روغن ترمز است که به وسیله لوله‌هایی به هم متصل می‌شوند.
سیلندرهای اصلی و فرعی
سیلندر اصلی هنگام فشردن پدال ترمز، فشار هیدرولیکی را به سیلندر فرعی منتقل می‌کند. با فشار دادن پدال ترمز، پیستونی در داخل سیلندر اصلی پایین می‌رود و روغن را درون لوله به جریان می‌اندازد.
این روغن به سیلندرهای فرعی در هر چرخ منتقل شده و آن‌ها را پر می‌کند و پیستون‌های داخلی را به بیرون فشار می‌دهد تا ترمزها عمل کنند. فشار مایع به طور یکنواخت در سراسر سیستم پخش می‌شود.
مساحت سطح کلی پیستون‌های سیلندرهای فرعی بسیار بیشتر از پیستون سیلندر اصلی است. به همین دلیل، پیستون اصلی باید چندین اینچ حرکت کند تا پیستون‌های فرعی فقط به اندازه کسری از اینچ حرکت کنند و ترمزها فعال شوند.
این ساختار باعث می‌شود نیروی زیادی از طریق ترمزها اعمال شود، درست مانند زمانی که یک اهرم بلند می‌تواند به‌راحتی جسم سنگینی را اندکی بلند کند. اکثر خودروهای مدرن به دو مدار هیدرولیکی مجزا مجهز هستند که دارای دو سیلندر اصلی به‌صورت پشت‌سرهم (تاندوم) می‌باشند تا در صورت خرابی یکی، مدار دیگر عمل کند.
گاهی یک مدار ترمزهای جلو و مدار دیگر ترمزهای عقب را کنترل می‌کند؛ یا هر مدار ترمزهای جلو و یکی از ترمزهای عقب را فعال می‌کند؛ یا یک مدار هر چهار ترمز را پوشش می‌دهد و مدار دیگر فقط ترمزهای جلو را. در شرایط ترمزگیری شدید، ممکن است وزن خودرو به حدی از چرخ‌های عقب کاسته شود که آن‌ها قفل کنند و موجب لغزش خطرناکی شوند. به همین دلیل، ترمزهای عقب عمداً ضعیف‌تر از ترمزهای جلو طراحی می‌شوند.
اکثر خودروها اکنون دارای شیر محدودکننده فشار حساس به بار هستند. این شیر زمانی که فشار هیدرولیکی در اثر ترمزگیری سنگین بالا می‌رود و ممکن است باعث قفل شدن ترمزهای عقب شود عمل می‌کند و از ورود بیشتر مایع به آن‌ها جلوگیری می‌کند.
خودروهای پیشرفته حتی به سیستم‌های پیچیده ضدقفل (ABS) مجهز هستند که از راه‌های مختلف میزان کاهش سرعت خودرو و قفل شدن چرخ‌ها را تشخیص می‌دهند. این سیستم‌ها با اعمال و رها کردن سریع ترمزها از قفل شدن چرخ‌ها جلوگیری می‌کنند.
ترمزهای تقویت‌شده (پاور ترمز)
بسیاری از خودروها برای کاهش نیروی لازم جهت فشردن ترمز، دارای سیستم تقویت‌کننده ترمز هستند. معمولا منبع قدرت در این سیستم، اختلاف فشار بین خل موجود در منیفولد ورودی موتور و هوای بیرون است. واحد تقویت‌کننده که این کمک را فراهم می‌کند، به‌وسیله لوله‌ای به منیفولد متصل می‌شود.
یک تقویت‌کننده مستقیم بین پدال ترمز و سیلندر اصلی نصب می‌شود. پدال ترمز یک میله را فشار می‌دهد که پیستون سیلندر اصلی را به حرکت درمی‌آورد. همزمان پدال ترمز مجموعه‌ای از شیرهای هوا را فعال می‌کند و یک دیافراگم لاستیکی بزرگ به پیستون سیلندر اصلی متصل است.
وقتی ترمزها در حالت آزاد هستند، هر دو طرف دیافراگم تحت خلأ منیفولد قرار دارند. با فشردن پدال ترمز، دریچه‌ای که طرف عقب دیافراگم را به منیفولد متصل می‌کرد بسته می‌شود و دریچه‌ای باز می‌شود که هوای بیرون را وارد می‌کند. فشار بالاتر هوای بیرون، دیافراگم را به جلو می‌راند تا پیستون سیلندر اصلی را به جلو فشار دهد و بدین‌ترتیب نیروی ترمز را تقویت می‌کند.
اگر پدال نگه داشته شود و بیشتر فشرده نشود، شیر هوا دیگر هوایی وارد نمی‌کند و فشار روی ترمزها ثابت می‌ماند. وقتی پدال رها می‌شود، طرف عقب دیافراگم دوباره به منیفولد متصل می‌شود و فشار کاهش یافته، دیافراگم را به عقب می‌کشاند. اگر خلأ به دلیل توقف موتور از بین برود، ترمزها همچنان کار می‌کنند، زیرا بین پدال و سیلندر اصلی ارتباط مکانیکی وجود دارد؛ اما برای ترمزگیری باید فشار بیشتری بر پدال وارد شود. برخی خودروها به تقویت‌کننده غیرمستقیم مجهز هستند که در خطوط هیدرولیک بین سیلندر اصلی و ترمزها قرار می‌گیرد. این واحد می‌تواند در هر نقطه‌ای از محفظه موتور نصب شود و نیازی به قرارگیری در مقابل پدال ندارد.
این سیستم نیز از خلأ منیفولد برای تقویت استفاده می‌کند. با فشردن پدال ترمز، فشار هیدرولیکی از سیلندر اصلی ایجاد می‌شود، دریچه‌ای باز شده و سرووی خلأ فعال می‌شود.
ترمزهای دیسکی
ترمز دیسکی دارای دیسکی است که همراه با چرخ می‌چرخد. این دیسک توسط کالیپر احاطه شده که درون آن پیستون‌های هیدرولیکی کوچکی با فشار سیلندر اصلی کار می‌کنند.
پیستون‌ها بر روی لنت‌های اصطکاکی فشار می‌آورند که از دو طرف دیسک را می‌گیرند تا آن را کند یا متوقف کنند. لنت‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بخش وسیعی از سطح دیسک را بپوشانند. در ترمزهای دو مداره ممکن است بیش از یک جفت پیستون وجود داشته باشد. پیستون‌ها فقط مقدار بسیار کمی حرکت می‌کنند تا ترمزها فعال شوند و لنت‌ها در حالت آزاد شدن ترمز فاصله بسیار کمی از دیسک دارند. این سیستم فاقد فنر بازگرداننده است.
واشرهای لاستیکی دور پیستون‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که به آن‌ها اجازه می‌دهند همزمان با فرسایش لنت‌ها، به‌تدریج جلوتر بروند تا فاصله بسیار کوچک بین دیسک و لنت ثابت بماند و نیازی به تنظیم ترمز نباشد. بسیاری از خودروهای جدیدتر دارای سنسورهای فرسایش تعبیه‌شده در لنت‌ها هستند. زمانی که لنت‌ها نزدیک به پایان عمر خود می‌رسند، این سیم‌ها در تماس با دیسک فلزی قرار گرفته و اتصال کوتاه می‌شوند، که باعث روشن شدن چراغ هشدار روی پشت آمپر یا مانیتور خودرو می‌شود.
ترمزهای کاسه‌ای
ترمز کاسه‌ای دارای یک کاسه توخالی است که همراه با چرخ می‌چرخد. پشت باز این کاسه توسط یک صفحه پشتی ثابت پوشانده شده که روی آن دو کفشک خمیده با لایه‌های اصطکاکی قرار دارند.
کفشک‌ها توسط فشار هیدرولیکی از طریق پیستون‌های داخل سیلندرهای چرخ به بیرون رانده می‌شوند و لایه‌های اصطکاکی را به دیواره داخلی کاسه می‌فشارند تا سرعت را کم یا خودرو را متوقف کنند. هر کفشک در یک سمت خود دارای لولا (محور چرخش) و در سمت دیگر دارای پیستون است. کفشک جلویی دارای پیستون در لبه پیشرو نسبت به جهت چرخش کاسه است.
چرخش کاسه باعث می‌شود کفشک جلویی با قدرت بیشتری به آن فشرده شود و عملکرد ترمز را بهبود بخشد. برخی ترمزهای کاسه‌ای دارای دو کفشک پیشرو هستند که هر یک پیستون مخصوص خود را دارند؛ در حالی که برخی دیگر دارای یک کفشک پیشرو و یک کفشک پیرو هستند که محور در قسمت جلو قرار دارد. این طراحی امکان استفاده از یک سیلندر واحد با پیستون در هر دو سر را فراهم می‌کند که دو کفشک را از هم دور می‌کند. این سیستم ساده‌تر اما ضعیف‌تر از سیستم دو کفشک پیشرو است و معمولاً در چرخ‌های عقب به کار می‌رود.
در هر دو نوع سیستم، فنرهای بازگشت، کفشک‌ها را پس از آزاد شدن ترمز، اندکی به عقب می‌کشند. حرکت کفشک‌ها توسط یک تنظیم‌کننده کوتاه نگه داشته می‌شود. سیستم‌های قدیمی دارای تنظیم‌کننده دستی هستند که باید گه‌گاه با چرخاندن آن، پس از فرسایش لنت‌ها تنظیم شوند. ترمزهای جدیدتر از مکانیزم تنظیم خودکار با ضامن استفاده می‌کنند.
ترمزهای کاسه‌ای ممکن است در صورت استفاده مکرر در زمان کوتاه دچار کاهش بازدهی (Fade) شوند. دمای آن‌ها بالا رفته و کارایی‌شان کاهش می‌یابد تا زمانی که مجدداً خنک شوند. ترمزهای دیسکی به دلیل ساختار بازتر، در برابر این پدیده مقاوم‌تر هستند.
ترمز دستی
علاوه بر سیستم هیدرولیکی ترمز، تمامی خودروها دارای یک ترمز دستی مکانیکی هستند که معمولاً بر روی دو چرخ عقب عمل می‌کند.
ترمز دستی در صورت خرابی کامل سیستم هیدرولیکی، ترمز محدودی فراهم می‌کند، اما هدف اصلی آن پارک کردن خودرو است.
اهرم ترمز دستی کابل یا کابل‌هایی را می‌کشد که از طریق مجموعه‌ای از اهرم‌ها، قرقره‌ها و راهنماها به ترمزها متصل می‌شوند؛ این جزئیات بسته به نوع خودرو متفاوت است.
یک ضامن روی اهرم ترمز دستی باعث می‌شود ترمز پس از فعال شدن در همان حالت باقی بماند. یک دکمه روی اهرم ضامن را آزاد کرده و اجازه می‌دهد اهرم به عقب برگردد. در سیستم‌های کاسه‌ای، مکانیزم ترمز دستی کفشک‌ها را به کاسه ترمز می‌فشارد.
ترمز پارک برقی
ترمز پارک برقی یا EPB، یکی از نوآوری‌های شاخص در دنیای فناوری خودرو به‌شمار می‌آید. برخلاف ترمزهای دستی قدیمی که با اهرم یا پدال مکانیکی فعال می‌شدند، این سیستم تنها با فشردن یک دکمه کوچک، فرآیند قفل شدن خودرو را انجام می‌دهد. استفاده از EPB در خودروهای امروزی، به‌ویژه مدل‌های لوکس و نیمه‌لوکس، به یک استاندارد جدید در ایمنی و راحتی تبدیل شده است.
با فشردن دکمه مربوط به ترمز پارک، پیامی از طریق واحد کنترل الکترونیکی (ECU) به موتورهای الکتریکی کوچکی که روی کالیپر چرخ‌های عقب نصب شده‌اند ارسال می‌شود. این موتورها با فشار دادن لنت‌ها به دیسک ترمز، خودرو را در وضعیت توقف کامل نگه می‌دارند.
در برخی خودروهای پیشرفته‌تر، این سیستم علاوه‌بر ترمزهای دیسکی می‌تواند با ترمزهای کاسه‌ای عقب نیز کار کند. در این حالت، یک عملگر الکتریکی وظیفه اعمال ترمز را از طریق کابل‌های کنترل‌شده الکترونیکی برعهده می‌گیرد.
مطالب مرتبط:
- آموزش گام‌به‌گام تعویض لنت ترمز جلو و عقب خودرو
- سیستم کمک ترمز اضطراری در خودروهای اکستریم گامی بلند در جهت پیشرفت فناوری‌های ایمنی خودرو
- سیستم ترمز ترکیبی CBS چیست؟
- سیستم توزیع الکتریکی نیروی ترمز EBD چیست؟
source