ترمز هیدورلیکی

ترمز هیدرولیکی ترتیبی از مکانیزم ترمز است که از مایع ترمز، معمولاً حاوی الیاف گلیکول یا دی اتیلن گلیکول، برای انتقال فشار از مکانیسم کنترل به مکانیسم ترمز استفاده می کند. مالکوم لوگ هد (که بعداً نام خود را به لاکهید تغییر داد) ترمزهای هیدرولیکی را اختراع کرد و در سال 1917 اختراع خود را ثبت کرد. "لاکهید" یک اصطلاح معمول برای مایع ترمز در فرانسه است.

بیشتر بخوانید: ترمز دیسکی

فرد دوزنبرگ از ترمزهای هیدرولیکی لاکهید در اتومبیل های مسابقه ای 1914 خود استفاده کرد و شرکت اتومبیل سازی دوزنبرگ اولین جایی بود که در سال 1921 از این فناوری در یک خودرو سواری استفاده کرد. شرکت Knox Motors در سال 1915 تراکتورهای خود به ترمزهای هیدرولیک تجهیز کرد.
این فناوری در خودرو مورد استفاده قرار گرفت و تکمیل شد. این امر سرانجام منجر به معرفی سیستم ترمز درام هیدرولیک خود انرژی شد(ادوارد بیشوپ بوستون، لندن انگلستان، 28 ژوئن 1927) که امروز نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

ساخت ترمز هیدرولیکی

متداول ترین ترکیب ترمزهای هیدرولیک برای وسایل نقلیه مسافر، موتورسیکلت، اسکوتر و موتورسیکلت شامل موارد زیر است:
• پدال ترمز یا اهرم
• میله فشار (همچنین به آن میله محرک نیز گفته می شود)
• یک مونتاژ سیلندر اصلی حاوی مونتاژ پیستون (که از یک یا دو پیستون، یک فنر بازگشت، یک سری واشر / اورینگ و یک مخزن سیال تشکیل شده است)
• خطوط هیدرولیک تقویت شده
• مونتاژ کالیپر ترمز معمولاً از یک یا دو پیستون استیل آلومینیومی یا کرومی روکش دار توخالی (به نام پیستون های کالیپر)، مجموعه ای از لنت های ترمز رسانای حرارتی و یک روتور (که به آن دیسک ترمز نیز گفته می شود) یا طبل متصل به یک محور است.

این سیستم معمولاً با یک مایع ترمز مبتنی بر گلیکول اتر پر می شود (سایر مایعات نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرند).

در یک زمان، وسایل نقلیه مسافربری معمولاً ترمز درام را در هر چهار چرخ استفاده کردند. بعداً از ترمزهای دیسکی برای ترمزهای جلویی و درام برای عقب استفاده شد. با این حال ترمزهای دیسکی، بیرون دادن گرمای بیشتر و مقاومت بیشتری در برابر "ضعیف شدن" نشان داده اند و بنابراین به طور کلی از ترمزهای طبلی ایمن تر هستند. بنابراین ترمزهای دیسکی چهار چرخ به طور فزاینده ای محبوب شده و جایگزین درام ها بجز در وسایل نقلیه ابتدایی شدند. با این حال بسیاری از طراحی های خودروی دو چرخ، همچنان از ترمز درام برای چرخ عقب استفاده می کنند.
در سیستم ترمز هیدرولیکی، هنگامی که پدال ترمز فشار داده می شود، یک فشاردهنده بر روی پیستون (های) موجود در سیلندر اصلی اعمال می شود و باعث می شود مایعات از مخزن مایع ترمز از طریق مخزن جبران کننده وارد محفظه فشار شوند. این منجر به افزایش فشار کل سیستم هیدرولیک می شود، و با فرستادن مایع از طریق خطوط هیدرولیک به سمت یک یا چند دستگاه کالیپر که در آنجا بر روی یک یا چند پیستون کالیپر آب بند شده توسط یک یا چند اورینگ نشسته (که مانع نشت مایعات می شود) عمل می کند.
سپس پیستون های کالیپر ترمز روی لنت های ترمز فشار وارد می کنند، و آن ها را به سمت روتور چرخش فشار می دهند و اصطکاک بین لنت ها و روتور باعث می شود که یک گشتاور ترمزی ایجاد شود و باعث کند شدن وسیله نقلیه می شود. گرمای حاصل از این اصطکاک یا از طریق دریچه ها و کانال های موجود در روتور از بین می رود و یا از طریق لنت ها از طریق رسانش دفع می شود، که از مواد تخصصی قابل تحمل گرما مانند kevlar یا شیشه مصنوعی ساخته شده اند.
از طرف دیگر، در ترمز درام، مایع وارد یک سیلندر چرخ می شود و یک یا دو کفشک ترمز را در مقابل قسمت داخلی درام چرخشی فشار می دهد. کفشک ترمز از یک ماده اصطکاک تحمل گرمای مشابه با لنت های مورد استفاده در ترمزهای دیسکی استفاده می کند.
رهاسازی پی درپی پدال (اهرم ترمز) اجازه می دهد تا فنر (های) درون مونتاژ سیلندر اصلی (پیستون)، پیستون اصلی را به حالت خود برگرداند. این عمل ابتدا فشار هیدرولیک را بر روی کالیپر کاهش می دهد، سپس مکش را روی پیستون ترمز در مونتاژ کالیپر اعمال می کند، آن را دوباره به داخل محفظه خود منتقل می کند و باعث میشود که لنت های ترمز، روتور را آزاد کنند.
سیستم ترمز هیدرولیک به عنوان یک سیستم بسته طراحی شده است؛ مگر اینکه در سیستم نشتی وجود داشته باشد، هیچ مایع ترمزی وارد آن نشده یا آن را ترک نمی کند و همچنین مایعات از طریق استفاده مصرف نمی شوند. اما ممکن است نشت از ترک های او رینگ ها یا یک سوراخ در خط ترمز اتفاق بیفتد. اگر دو نوع مایع ترمز مخلوط شده یا مایع ترمز با آب، الکل، ضد یخ یا هر تعداد مایعات دیگر آلوده شود، احتمالا ایجاد ترک وجود دارد.
ترمزهای هیدرولیک برای متوقف کردن یک جسم، به طورمعمول یک محور چرخشی، انرژی را انتقال می دهند. در یک سیستم ترمز بسیار ساده، تنها با دو سیلندر و ترمز دیسک، می توان سیلندرها را از طریق لوله ها با یک پیستون درون سیلندر به هم وصل کرد. سیلندرها و لوله ها با روغن غیرقابل تراکم می شوند. دو سیلندر حجم یکسان، اما قطرهای مختلف و درنتیجه سطح مقطع مختلف دارند. سیلندری که عمل می کند، سیلندر اصلی نامیده می شود. ترمز دیسک چرخان نزدیک پیستون با سطح مقطع بزرگ تر خواهد بود. فرض کنید قطر سیلندر اصلی نصف قطر سیلندر ثانویه است، بنابراین سیلندر اصلی دارای سطح مقطع چهار برابر کوچک تر است. حال اگر پیستون در سیلندر اصلی 40 میلی متر پایین رانده شود، پیستون ثانویه 10 میلی متر حرکت می کند. اگر 10 نیوتن (N) نیرو به پیستون اصلی اعمال شود، پیستون ثانویه با نیروی N 40 فشار می یابد.

این نیرو را می توان با واردکردن یک اهرم متصل بین پیستون اصلی، پدال و یک نقطه محوری افزایش داد. اگر فاصله از پدال تا محور سه برابر فاصله از محور تا پیستون متصل باشد، در هنگام فشار دادن روی پدال، نیروی پدال را با ضریب 3 ضرب می کند، به طوری که 10 نیوتون، 30 نیوتون روی پیستون اصلی و 120 نیوتن بر روی لنت ترمز می شود. در مقابل، پدال باید سه برابر پیستون اصلی حرکت کند. اگر پدال را 120 میلی متر به پایین فشار دهیم، پیستون اصلی 40 میلی متر حرکت می کند و پیستون ثانویه، 10 میلی متر لنت ترمز را حرکت می دهد.

بیشتر بخوانید: ترمز ABS

مشخصات اجزای ترمز هیدرولیکی

در یک اتومبیل چهارچرخ، FMVSS Standard 105، 1976 مستلزم این است که سیلندر اصلی به دو بخش داخلی تقسیم شوند که هر یک مدار هیدرولیکی جداگانه را تحت فشار قرار می دهد. هر بخش فشار یک مدار را تأمین می کند. این ترکیب به عنوان یک سیلندر اصلی دوگانه شناخته می شود. وسایل نقلیه مسافربری معمولاً دارای سیستم ترمز مجزای جلو / عقب یا سیستم ترمز شکاف مورب هستند (سیلندر اصلی موجود در موتورسیکلت یا روروک مخصوص بچه ها ممکن است فقط یک واحد را تحت فشار قرار دهد، که این ترمز جلو خواهد بود).
سیستم مجزای جلو / عقب از یک بخش سیلندر اصلی برای فشار آوردن پیستون های کالیپر جلو و بخش دیگر برای فشار دادن پیستون های کالیپر عقب استفاده می کند. امروزه در بیشتر کشورها به دلایل ایمنی، سیستم ترمز مدار مجزا الزامی شده است تا اگر یک مدار خراب شد، مدار دیگر بتواند وسیله نقلیه را متوقف کند.
سیستم های تقسیم مورب ابتدا در سال تولید 1967 در اتومبیل های آمریکایی مورد استفاده قرار گرفت. ترمز جلو سمت راست و عقب سمت چپ توسط یک پیستون محرک عمل می کند درحالی که ترمز جلو سمت چپ و عقب سمت راست به طور اختصاصی توسط پیستون عملگر ثانویه عمل می کند (هر دو پیستون خطوط کوپل شده مربوطه خود را از یک پدال تک پا تحت فشار قرار می دهند). در صورت خراب شدن هر مدار، دیگری با حداقل یک ترمز چرخ جلو (ترمزهای جلویی بیشتر نیروی ترمز را به دلیل انتقال وزن تأمین می کنند) برای متوقف کردن وسیله نقلیه مکانیکی وجود دارد. تا دهه 1970، سیستم های تقسیم مورب در بین اتومبیل های فروخته شده در ایالات متحده رایج شده بودند. این سیستم با طراحی تعلیق اتومبیل های چرخ محور جلو ساخته شده است تا بتواند در هنگام خرابی سیستم، کنترل و پایداری بهتری داشته باشد.
یک سیستم تقسیم مثلثی در سری Volvo 140 از 1967 معرفی شد که ترمزهای دیسک جلو دارای ترتیب چهار سیلندر هستند و هر دو مدار در هر چرخ جلو و روی یکی از چرخ های عقب عمل می کنند. این ترتیب تا سری مدل های بعدی 200 و 700 نگه داشته شد.
قطر و طول سیلندر مستر تاثیر قابل توجهی در عملکرد سیستم ترمز دارد. یک سیلندر اصلی با قطر بزرگ تر، مایع هیدرولیک بیشتری را به پیستون های کالیپر تحویل می دهد، اما برای رسیدن به یک کاهش سرعت خاص، نیاز به نیروی پدال ترمز و ضربه پدال کمتری دارد. یک سیلندر اصلی با قطر کوچک تر اثر متضاد دارد. یک سیلندر اصلی همچنین ممکن است از قطرهای مختلف بین دو بخش استفاده کند تا بتواند حجم مایعات را به یک مجموعه پیستون های کالیپر یا بخش دیگر افزایش دهد. ممکن است از یک دریچه متناسب برای کاهش فشار به ترمزهای عقب تحت ترمز سنگین استفاده شود. این کار باعث کاهش ترمز عقب می شود تا احتمال قفل شدن ترمزهای عقب را کاهش داده و احتمال چرخش را به شدت کاهش دهد.

مایع های ترمز هیدرولیکی

مایع هیدرولیکی باید غیرقابل تراکم باشد. برخلاف ترمزهای هوایی، در جایی که دریچه باز شده و هوا به داخل خطوط و محفظه های ترمز جریان پیدا می کند تا فشار به اندازه کافی افزایش یابد، سیستم های هیدرولیکی به یک تک ضربه یک پیستون تکیه می کند تا مایعات را از طریق سیستم تحریک کند. اگر بخار وارد سیستم شود، فشرده می شود و فشار برای افزایش فعال شدن ترمزها به اندازه کافی بالا نمی رود.
سیستم های ترمز هیدرولیک گاهی اوقات در حین کار، تحت دماهای زیاد قرار می گیرند، مانند هنگام نزول از شیب های تند. به همین دلیل، مایع هیدرولیک باید در دماهای بالا در برابر بخار شدن مقاومت کند. آب با گرما به راحتی تبخیر می شود و می تواند قسمت های فلزی سیستم را دچار فرسایش کند. آبی که حتی در مقادیر اندک وارد خطوط ترمز می شود، با اکثر مایعات ترمز واکنش نشان می دهد و باعث تشکیل رسوبی می شود که می تواند خطوط ترمز و مخزن را مسدود کند. تقریباً غیرممکن است که هر سیستم ترمز را کاملا آب بندی کنید، به این معنی که تعویض منظم مایع ترمز برای اطمینان از عدم پر شدن سیستم از رسوبات ناشی از واکنش با آب ضروری است. روغن های سبک گاهی اوقات به عنوان مایعات هیدرولیک به طور خاص مورد استفاده قرار می گیرند زیرا با آب واکنش نشان نمی دهند. روغن آب را جابجا می کند، قطعات پلاستیکی را در برابر خوردگی محافظت می کند و می تواند درجه حرارت بسیار بالاتر را قبل از تبخیر تحمل کند اما اشکالات دیگری در مقابل مایعات سنتی هیدرولیکی دارد. مایعات سیلیکونی گزینه گران تری هستند.
"تضعیف ترمز" شرایطی است که معمولا از گرمای بیش از حد ناشی می گردد که در آن اثر ترمز کاهش می یابد و ممکن است از بین برود. لنت هایی که قسمت چرخان را درگیر می کنند ممکن است بیش از حد گرم شوند و "لعاب شوند"، آن قدر صاف و سفت شوند که نتوانند به اندازه کافی گیر کنند تا وسیله نقلیه کند شود. همچنین، تبخیر مایع هیدرولیکی تحت دمای شدید یا اعوجاج حرارتی ممکن است باعث شود که آسترها شکل خود را تغییر داده و سطح کمتری قسمت چرخان را درگیر کند. خمش گرمایی ممکن است باعث ایجاد تغییرات دائمی در شکل اجزای فلزی شود و در نتیجه باعث کاهش توانایی ترمز شود که نیاز به تعویض قطعات آسیب دیده دارد.

برای اطلاع از قیمت انواع ترمز و همچنین برای تهیه لوازم یدکی هیوندای، لوازم یدکی کیا میتوانید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید تا در این خصوص شما را راهنمایی کنند.