اصول سیستم ترمز - قسمت دوم

ضریب اصطکاک دو سطح ساکن را ضریب اصطکاک ساکن و ضریب اصطکاک دو سطحی را که بر روی هم می لغزند، ضریب اصطکاک جنبشی می نامند. ضریب ساکن بیشتر از ضریب جنبشی است  یا به عبارت دیگر، حرکت دادن جسم ساکن، نیروی بیشتری می خواهد تا حفظ حرکت جسم متحرک. در خودرویی که ترمز دستی کشیده شده است، ضریب اصطکاک بین لنت عقب و کاسه چرخ از نوع ساکن است؛ ولی در خودروی در حال حرکت، ضریب اصطکاک بین لنت ترمزها و دیسک یا کاسه از نوع جنبشی و کمتر از نوع ساکن است.  به همین جهت، ترمز دستی با قدرت به مراتب کمتر از ترمز پایی، توانایی متوقف کردن خودرو را در سراشیبی دارد. ترمز پایی برای مقابله با انرژی جنبشی خودروی متحرک که مقدار بسیار زیادیست و با داشتن ضریب اصطکاک جنبشی، باید قدرتمندتر از ترمز دستی باشد.

نیروی اصطکاک بین دو سطح با ضریب اصطکاک و نیرویی عمودی که دو سطح به هم وارد می کنند، متناسب است. مثلا جعبه روی میز را در نظر بگیرید؛ با ضرب ضریب اصطکاک در نیروی وزن جعبه، نیروی اصطکاک به دست می آید. نیروی اصطکاکی که لنت ترمز به دیسک وارد می کند برابر است با ضریب اصطکاک ضرب در نیرویی که پیستون به لنت وارد می کند.(درباره پیستون و نحوه اعمال نیرو در ادامه توضیح خواهیم داد) برخلاف تصور خیلی ها، مساحت لنت تاثیری در نیروی اصطکاک یا قدرت ترمز ندارد. هرچه سطح لنت بزرگتر باشد، نیروی وارد شده از ناحیه پیستون در سطح بزرگتری پخش می شود و عمر لنت افزایش می یابد و گرمای تولید شده از ترمز، بهتر دفع می شود.  لنت ترمز باید از موادی ساخته شود که گرما را پخش کند و در خود نگاه ندارد. اگر لنت بیش از حد گرم شود، برخی از ترکیبات آن تبخیر می شوند و گازی متصاعد می کنند که مابین لنت و دیسک یا کاسه قرار می گیرد و مانع توقف به موقع خودرو می شود. سرایت گرمای بیش از حد به روغن ترمز، باعث تشکیل حبابهای گاز در روغن می شود و روغن ترمز به جای انتقال فشار، متراکم می شود.

نیرو چگونه از پدال ترمز به لنت منتقل می شود؟ پدال ترمز، اولین جزء سیستم ترمز، نیروی پای راننده را دریافت  می کند و افزایش یافته آن را به جزء بعدی انتقال می دهد. همانطور که یک میله و تکیه گاه نقش یک اهرم را برای بلند کردن سنگ ایفا می کنند؛ میله ترمز با کمک  محور که تکیه گاه به حساب می آید، اهرم می شود و نیروی پای راننده را چند برابر افزایش می دهد. در شکل زیر، فاصله نیروی محرک (نیروی پا) تا تکیه گاه 5 برابر فاصله تکیه گاه تا بار می باشد؛ بنابراین نیروی وارد شده به بار 5 برابر نیروی محرک می شود.

نیروی افزایش یافته به پیستون منتقل می شود. این پیستون در محفظه ای بسته و حاوی روغن قرار دارد. قانون پاسکال می گوید هرگاه به مایعی تراکم ناپذیرو در محفظه ای بسته، فشار اعمال شود؛ این فشار در تمام ظرف و در تمام جهت ها به طور مساوی منتقل می شود. فشار وارد شده به پیستون برابر است با نیروی وارد شده تقسیم بر مساحت پیستون. برای توضیح بیشتر درباره قانون پاسکال به شکل بعدی توجه کنید. نیروی 100 پوند به پیستون 1 وارد می شود. فشار وارد شده به پیستون مساوی می شود با 100 پوند تقسیم بر 2 اینچ مربع؛ یعنی 50 پوند بر اینچ مربع. در تمام جهات 50psi به ظرف وارد می شود. پیستون 2 و 3 هم این میزان فشار را دریافت می کنند. نیرو برابر است با فشار ضرب در مساحت؛ بنابراین سهم پیستون 2 می شود، مساحت 1 اینچ مربع ضرب در فشارpsi 50 یا 50 پوند و به همین ترتیب پیستون 3 نیز، نیروی 250 پوندی را دریافت می کند.

هرچه مساحت پیستون بیشترباشد(پیستون 3 دربرابر پیستون2) ، نیروی وارد به پیستون هم بیشتر می شود. با کاهش سطح پیستونی که نیروی محرک (نیروی پا) به آن وارد می شود، فشار روغن در کل سیستم افزایش می یابد و نیروی بیشتری به پیستون 2 و 3 وارد می شود. ساختار سیستم ترمز مشابه با ساختار شکل قبلی می باشد؛ ولی با این تفاوت که 2 عدد پیستون 2 و 2 عدد پیستون 3 داریم. لنت به پیستون متصل می شود و نیروی اعمالی به پیستون به لنت وارد می شود. دانستیم که ترمز جلو باید قوی تر از ترمز عقب باشند،یعنی نیروی بیشتری به لنتهای جلو در مقایسه با لنتهای عقب وارد می شود. بنابراین پیستونهای ترمز جلو بزرگتر از پیستونهای ترمز عقب هستند. شکل زیر ساختار هیدرولیکی سیستم ترمز را نشان می دهد.

در دو قسمت، اصول سیستم ترمز را نوشتیم؛ انشاءالله در قسمتهای بعد، اجزای سیستم ترمز را شرح خواهیم داد.

سید علی حسینی