با پیشرفت روزافزون فناوری در حوزه‌های مختلف، صنعت خودروسازی نیز تغییرات زیادی را پشت سر گذاشته است. سیستم ترمز به عنوان یکی از بخش‌هایی شناخته می‌شود که در سال‌های اخیر دستخوش تغییرات فراوانی بوده است. سیستم ترمز به لحاظ تکنولوژی به دو مدل دیسکی و کاسه‌ای تقسیم می‌شود. علی‌رغم اینکه هر دو مدل با یک هدف مشترک ساخته شده‌اند، اما به لحاظ ساختار و نحوه عملکرد دارای تفاوت‌هایی هستند. در ادامه این مطلب قصد داریم به تفاوت ترمزهای دستی و کاسه‌ای بپردازیم و این دو را از نظر داشتن مزایا، معایب و کاربرد مورد بررسی قرار دهیم.
اهمیت سیستم ترمز در خودروها
ترمز به عنوان یکی از اصلی‌ترین بخش‌ها در تامین ایمنی خودروها و سایر وسایل نقیله شناخته می‌شود. یک خودرو زمانی ایمن است که بتوان آن را در هر سرعت و شرایطی به راحتی متوقف کرد. به همین دلیل، ترمز از ابتدای اختراع خودرو تا به امروز به عنوان یک جزء فنی مهم و جدائی‌ناپذیر شناخته می‌شود. بهترین ترمز بایستی بتواند امکان واکنش سریع فراهم کرده و خودرو را بلافاصله پس از ترمز کاملا متوقف کند. بر همین اساس، تاکنون سیستم‌های مختلفی در ترمز خودروها به کار گرفته شده است که از آن جمله می‌توان به سیستم‌های کمکی مانند ترمزهای EBD و ABS اشاره کرد.
سیستم ترمز کاسه‌ای
ترمزهای کاسه‌ای از یک کاسه ترمز فلزی و کفشک ترمز تشکیل شده‌اند که مجموعه ترمز هر چرخ را تحت کنترل قرار می‌دهند. کاسه چرخ قالبی گرد مانند است که در سطح آن تعدادی حفره ایجاد شده است. لنت‌های کفشکی قطعه‌ای منحنی شکل هستند که در یک طرف بیرونی آن مواد اصطکاکی قرار داده شده‌اند. کفشک‌ها وظیفه دارند فشار ناشی از نیروی ترمز را به داخل کاسه هدایت کنند. کاسه چرخ، به عنوان یک جایگاه ویژه برای قرار گرفتن کفشک‌ها جهت ترمزگیری و توقف خودرو عمل می‌کند.
با توجه به ساختار پیچیده ترمزهای کاسه‌ای، امروزه به ندرت در خودروهای سواری مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین سطح عملکردی چندان مطلوبی نیز ندارند.
نحوه عملکرد ترمز کاسه‌ای
فشرده شدن پدال ترمز، باعث تولید نیروی هیدرولیکی و گریز از مرکز می‌شود. به دنبال آن کفشک‌های ترمز تعبیه شده در کاسه چرخ، دیواره داخلی کاسه را تحت فشار قرار می‌دهند. این عمل باعث ایجاد اصطکاک شده و سرعت کاسه چرخ را کاهش می‌دهد، در نهایت خودرو متوقف می‌شود.
اجزای ترمز کاسه‌ای
ترمز کاسه‌ای از اجزایی به شرح زیر تشکیل شده است:
کاسه ترمز: قطعه‌ای فلزی است که روی محور چرخ نصب می‌شود و همراه با چرخ به گردش در می‌آید.
لنت ترمز کاسه‌ای: قطعه‌ای که با برخورد به دیواره داخلی کاسه، اصطکاک لازم برای کاهس سرعت را ایجاد می‌کند.
سیلندر چرخ: بخشی است که وظیفه تبدیل فشار هیدرولیکی به حرکت مکانیکی را بر عهده دارد و باعث اعمال فشار لنت‌ها به کاسه می‌شود.
فنرهای بازگشتی: فنرهایی که بلافاصله پس از رها شدن پدال ترمز، باعث بازگشت لنت‌ها به حالت اولیه می‌شوند.
مزایا و معایب ترمز کاسه‌ای
ترمزهای کاسه‌ای مزایا و معایبی دارند که در ادامه به هر یک از آنها اشاره می‌کنیم:
مزایا:
ترمزهای کاسه‌ای به عنوان اولین نسل از ترمزها، دارای مزایایی به شرح زیر هستند:
- هزینه‌های ساخت و تعمیر پایین‌تر
- درصد استهلاک کمتر و در نتیجه طول عمر بیشتر لنت‌ها
- قدرت بالا در توقف به ویژه در خودروهای سنگین
- عملکرد بهتر در شرایط محیطی مختلف
معایب:
در کنار مزایای ذکر شده، می‌توان معایب زیر را برای سیستم ترمز کاسه‌ای برشمرد:
- خنک‌کاری ضعیف و در نتیجه کاهش عملکرد سیستم به ویژه در ترمزگیری‌های شدید و مکرر
- وزن بیشتر و کاهش راندمان خودرو
- زمان‌بر و پیچیده بودن پروسه تعمیر و نگهداری
با توجه به موارد مذکور، ترمزهای کاسه‌ای در سرعت‌های بالا، کارایی مطلوبی ندارند که این امر می‌تواند خطرات جدی به دنبال داشته باشد. همین موضوع باعث عدم استفاده از این ترمزها در چرخ‌های جلو شده است.
کاربرد ترمز کاسه‌ای
سیستم ترمز کاسه‌ای برای استفاده در موارد زیر گزینه مناسب‌تری به شمار می‌آید:
خودروهای کوچک و اقتصادی: با توجه به قیمت پایین، استفاده از آن در خودروهای کوچک و ارزان‌قیمت رواج بیشتری دارد.
خودروهای سنگین: با توجه به قدرت بالا در توقف سریع، استفاده از ترمز کاسه‌ای برای خودروهای سنگین رایج‌تر است.
محور عقب خودروها: در بسیاری از خودروها حتی مدل‌های به‌روز و مدرن نیز در محور عقب از ترمز کاسه‌ای استفاده می‌شود.
ترمز دیسکی چیست؟
ترمزهای دیسکی از دو پد ترمز برای هر چرخ، یک دیسک فلزی یا روتور و یک کالیپر یا گیره هیدرولیکی تشکیل شده‌اند. در این نوع ترمز، در راستای خنک‌سازی و افزایش بهره‌وری، حفره‌هایی روی دیسک چرخ قرار گرفته است. سیستم ترمز دیسکی مجهز به چندین پیستون است که به منظور ایجاد نیروی بازدارندگی قوی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
در ترمزهای دیسکی لنت‌ها با استفاده از پیستونی که در درون کالیپر جای دارد، روی سطح دو طرف دیسک ترمز را تحت فشار قرار می‌دهند. این بدان معنی است که در این سیستم فرایند ترمزگیری با استفاده از نیروی هیدرولیکی انجام می‌شود.
نحوه عملکرد ترمز دیسکی
با فشرده شدن پدال ترمز توسط راننده، پیستون از طریق روغن ترمز به پشت هر لنت ترمز فشار وارد می‌کند. در نتیجه این فشار، لنت با دیسک چرخ برخورد کرده و منجر به تولید اصطکاک می‌شود. همزمان با ایجاد اصطلاک بالا بین لنت‌ها و دیسک چرخ، سرعت چرخش دیسک کمتر شده و در نهایت خودرو متوقف می‌شود.
انواع ترمز دیسکی
انواع دیسک‌های چرخ در سیستم ترمز دیسکی، در دو مدل خنک شونده و معمولی تولید و عرضه می‌شوند. در دیسک چرخ خنک شونده، قابلیتی برای خنک‌سازی دمای ناشی از ترمز و اصطکاک در نظر گرفته شده است که اشکال مختلف آن در بازار وجود دارد. دیسک چرخ معمولی دارای ساختاری ساده بوده و از سطح بیرونی صافی و صیقلی برخوردار است. لنت ترمزها نیز انواع مختلفی دارند که مهم‌ترین تفاوت آنها به نوع مواد به کار رفته در ساختار لنت‌ها برمی‌گردد. نوع مواد مورد استفاده در تولید لنت ترمزهای دیسکی به طور مستقیم با سطح عملکرد، طول عمر، قیمت و کیفیت آنها در ارتباط است.
مزایا و معایب ترمز دیسکی
ترمزهای دیسکی دارای مزایا و معایبی به شرح زیر هستند:
مزایا:
امروزه ترمزهای دیسکی به عنوان بهترین نوع سیستم ترمز شناخته می‌شوند که اغلب در خودروهای مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مزایای سیستم ترمز دیسکی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- گرمایش دیرتر با توجه به جنس قطعات
- امکان گردش هوا بین اجزای سیستم
- وزن کمتر
- آسان‌تر بودن چکاپ سیستم
- دارای قابلیت تنظیم اتوماتیک
- قابلیت پاکسازی آب از روی دیسک‌ها
- عدم قفل شدن ترمز
- عملکرد دقیق و سریع
معایب:
سیستم ترمز دیسکی در کنار مزایای زیادی که دارد، دارای معایبی به شرح زیر است:
- گران بودن ترمزهای دیسکی و در نتیجه قیمت بالای خودروهای مجهز به این سیستم
- دشوار بودن فرآیند تعمیر و تعویض
- هزینه‌بر بودن تعمیر و نگهداری
کاربرد ترمزهای دیسکی
سیستم ترمز دیسکی اغلب در موارد زیر به کار گرفته می‌شود:
خودروهای اسپرت: با توجه به قدرت بالا در توقف، استفاده از این نوع ترمز در خودروهای سرعتی و مسابقه‌ای می‌تواند گزینه ایده‌آل باشد.
خودروهای سواری مدرن: استفاده از ترمز دیسکی در خودروهای مدرن و مجهز رایج‌تر است.
موتورسیکلت‌ها: با توجه به طراحی سبک‌تر و عملکرد بهتر، این سیستم گزینه‌ای مناسب برای استفاده در انواع موتورسیکلت‌ها به شمار می‌رود.
تفاوت‌های بین ترمز کاسه‌ای و دیسکی
ترمزهای کاسه‌ای و دیسکی با توجه به ویژگی‌ها و نحوه عملکرد دارای تفاوت‌هایی هستند که در ادامه به ذکر این تفاوت‌ها از جنبه‌های مختلف می‌پردازیم:
تفاوت به لحاظ ساختاری
به عنوان مهم‌ترین تفاوت ساختاری میان دو سیستم ترمز دیسکی و کاسه‌ای می‌توان به نحوه اعمال فشار و نیروی وارده به چرخ خودرو اشاره نمود. در ترمزهای کاسه‌ای با فشرده شدن پدال ترمز، کفشک‌ها به بیرون رانده می‌شوند. در نتیجه‌ی تماس آنها با کاسه چرخ اصطکاک ایجاد شده و با کاهش سرعت خودرو متوقف می‌گردد. این در حالی است که در ترمزهای دیسکی، دیسک چرخ از بیرون و پشت لنت تحت فشار قرار می‌گیرد. در نتیجه‌ی این اعمال فشار، لنت داخل کالیپر با دیسک چرخ برخورد کرده و به دنبال کاهش سرعت، خودرو متوقف می‌شود.
تفاوت به لحاظ عملکرد
در ترمزهای کاسه‌ای، فشار ناشی از برخورد روغن ترمز به پیستون‌های سیلندر باعث توقف خودرو می‌شود. در نتیجه، با حرکت پیستون، کفشک‌ها نیز با بخش داخلی کاسه تماس پیدا کرده و به آن فشار وارد می‌کنند. اما در ترمزهای دیسکی، با فشرده شده پدال ترمز، روغن ترمز توسط پیستون به کالیپر هدایت می‌شود و همین عامل باعث ایجاد تماس بین لنت‌های ترمز داخل کالیپر با سطح دیسک شده و سرعت خودرو را کاهش می‌دهد.
تفاوت به لحاظ راندمان
شدت فشار وارد شده توسط کفشک‌ها در سیستم ترمز کاسه‌ای، در مقایسه با فشار و قدرت اعمال شده بوسیله پدهای ترمز دیسکی، کمتر است. پدهای ترمز دیسکی علی‌رغم ضخامت کم مواد اصطکاکی و داشتن ابعاد کوچک‌تر، از قدرت ترمز بیشتر و قوی‌تری برخوردار هستند. زیرا میزان نیروی اصطکاک دریافتی در ترمزهای دیسکی در هنگام چرخش، بسیار بالا است. به همین دلیل سرعت و قدرت توقف بیشتری نسبت به ترمزهای کاسه‌ای ارائه می‌دهند و خودرو سریع‌تر و در فواصل کوتاه‌تر متوقف می‌شود.
تفاوت به لحاظ کاربری
ترمزهای کاسه‌ای با توجه به ساختار خاص و اندازه بزرگ‌تر، اغلب برای استفاده در خودروهای سنگین مانند کامیون‌ها و اتوبوس‌ها گزینه بهتری به شمار می‌روند. اما وزن کم و اندازه کوچک‌تر ترمزهای دیسکی، استفاده از این نوع سیستم ترمز را در خودروهای سواری و نیمه سنگین، موتورسیکلت‌ها و دوچرخه‌ها به گزینه‌ای مناسب تبدیل می‌کند.
تفاوت به لحاظ هزینه
لنت ترمزهای مورد استفاده در سیستم ترمز دیسکی نسبت به نوع کاسه‌ای از قیمت بالاتری برخوردار هستند. همچنین تنوع برندهای تولید لنت ترمز دیسکی نسبت به لنت‌های کاسه‌ای بیشتر است.
