دانلود مقاله ترمزهای دیسکی

ترمزهای دیسکی
نمونه اصلی ترمزهای دیسکی که در خودروها به کار می‌رود، «نوع نقطه‌ای» نامیده می‌شود؛ زیرا در این نوع ترمز، لقمه ترمزها فقط در قسمت کوچکی از سطح کار، اصطکاک به وجود می‌آورند (حدود 30 تا 50 درجه از محیط دیسک).

این ترمز تشکیل یافته از یک کالیپر که در انتهای محور چرخ محکم شده است.

در داخل کالیپر ، لقمه ترمزها جای گرفته‌اند که چون پدال اعمال شود لقمه ترمز را در اثر فشار ئیدرولیک به طرفین دیسک که به توپی چرخ محکم شده است، می‌فشارد.

هنگامی که بار از روی ترمز برداشته می شود لقمه ترمزها در اثر واشر ارتجاعی به عقب برگشت داده می شود.

در ترمزهای دیسکی، دو نوع آرایش معمول است:
1- آرایش اول، شامل دیسک ثابت و یک کالیپر ثابت، که حرکت پیستون آن بار مساوی به لقمه ترمزها اعمال می کند.

2- آرایش دوم، شامل یک دیسک ثابت و کالیپر است، که در اثر فشار ئیدرولیک، انبساط حاصل کرده، باری متساوی به لقمه ترمزها اعمال می کند.

محل نصب کالیپر، بستگی به وسعت مکان موجودی دارد که بعد از نصب اتصالات فمان باقی خواهد ماند.

در صورتی که کالیپر عقب تر از محور چرخ، و در امتداد مرکز آن و بطور افقی نصب شود، هنگام اعمال ترمز، بار یاتاقان چرخها کاهش می یابد.

و اگر در جلو و در امتداد مرکز محور افقی نصب شود، اگر چه بار یاتاقانهای چرخ را افزایش می دهد ولی در مقابل نفوذ گرد و غبار آب موجود در جاده به داخل ترمز، حفاظت بیشتری ایجاد می کندد.

هردو نوع آرایش در عمل نتیجه رضایتبخشی داده است.

ترمزهای دیسکی «خود انرژی زدایی » ندارند و اثر آنها متناسب با فشار پدال است.

با این توصیف، اثر ترمز قابل افزایش خواهد بود.

معذالک در ماشینهای سنگین وزن، لازم است که از سروو نیز استفاده شود تا بدون آن که باشد فشار زیادی به پدال اعمال شود.

نیروی لازم را تأمین کند.

اجرای اساسی ترمز دیسکی عبارتند از: دیسک وکالیپر که شامل پیستونهای عامل است، و مجموعه لقمه ترمزها که از مواد اصطکاک‌زا تشکیل شده‌اند و قرارگاه آنها در محلی متصل به صفحه محافظ است.

هنگامی که ترمز دستی اعمال شود، همین مجموعه لقمه ترمزها برای اعمال شدن به سیستم اولیه و ثانویه کالیپر – که از نوع مواج است – به کار می روند؛ در صورتی ه در ترمز با کالیپر پیستونی، نوع دیگری لقمه ترمز به کار می رود که بر روی کالیپر کمکی متصل به کالیپر اصلی جای می گیرد.

دیسک جنس دیسک از آهن ریخته‌گری پرلیتیک با کربن زیاد است تا هم در مقابل ساییدگی مقاوم باشد و هم ارزان تمام شود.

دیسک به شکل کلاه سیلندری ساخته می شود، و طول محور سیلندر آن بستگی به وسعت مکان موجود برای استقرار کالیپر دارد.

قسمت سیلندری دیسک مجرای طویلتری برای انتقال حرارت ایجاد می کند و به این ترتیب، حرارت یاتاقان چرخها را پایین نگاه می‌دارد.

سطح دیسک باید نرم و کاملا صاف باشد، و «حد متوسط ارتفاع مرکز برجستگی خطوط» آن، از 30 میکرو اینچ تجاوز نکند.

هنگام صیقلی کردن سطح دیسک، نباید هیچگونه ناهمواری در آن ایجاد شود، زیرا اصطکاک در نقاط ناهموار و بلند با برخورداری از تولید حرارت زیاد توأم است و باعث ایجاد لکه داغی و ترکهای نامنظم در سطح دیسک خواهد شد.

تراش صفحه دیسک باید بطور موازی تا 001/0 اینچ انجام شود؛ زیرا وجود اختلاف در ضخامت سطح دیسک، موجب بروز ارتعاش با لرزش در پدال خواهد شد.

تاب سطح دیسک نباید بیش از 004/0 اینچ باشد؛ زیرا بالا و پایین رفتن لقمه ترمزها را زیاد کرده باعث برگشت پیستونها به داخل کالیپر می شود، و این امر پدال ترمز را به لرزش وا می دارد.

این حالت، فروکش پدال را نیز زیاد خواهد کرد و هنگام اعمال ترمز، پدال تا ته مسیر فرو خواهد نشست.

سپر محافظی به سگدست چرخ پرس شده تا از ورود گرد و خاک و گل و لای به داخل مجاری و قسمتهای اصطکاک کننده جلوگیری کند.

لبه س1ر محافظ از حاشیه انتهائی دیسک فراتر آمده است تا از ترشح گل و لای ممانعت به عمل آورد، زیرا در غیر این صورت سطح صفحه از آلودگی انباشته شده در هنگام ترمز، خراش برمی‌دارد.

باتمام این پیشگیریها ساییدگی لقمه ترمزها در وسط بطور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از اطراف آن است.

در بیشتر ماشینهای سنگین امریکایی، که مجهز به ترمز دیسکی هستند و در هنگام ترمز حرارت زیاد تولید می‌کنند، از دیسکهای خنک شونده استفاده می‌کنند.

دیسک از دو صفحه متصل به هم و ریخته گری شده تشکیل یافته که مجهز به پره‌هایی است و در هنگام دوران، عمل بادبزن را انجام می‌دهد.

این نوع دیسک، به علت وسعت زیاد سطح خود، خنک شدن دیسک اصلی را افزایش داده، درجه حرارت حاصل از اصطکاک را در حد قابل قبولی حفظ می‌کند.

دیسکهای خنک کننده ضخامت بیشتری دارند و بیشتر از دیسکهای عادی جا اشغال می‌کنند، ولی در عوض، تحمل سطح اصطکاک آنها در مقابل فشار حرارتی زیاد است، و این خود، ایجاد ترک را در سطک دیسک افزایش می‌دهد.

در صورتی که دیسک را به پره‌هایی با خمش مخصوص مجهز کنند، در ایجاد ترک تخفیف حاصل می‌شود، ولی قیمت آن گرانتر خواهد شد.

در بعضی از دیسکها از صفحه‌ای سپر مانند برای کمک به هدایت هوا به داخل پره‌ها استفاده می‌شود.

کالیپر، کالیپر لقمه ترمزهای اصطکاک را در خود جای داده عکس‌العمل گشتاور را از دیسک به انتهای محور چرخ منتقل می‌کند.

کالیپر با پیستون مواج، که در ترمزهای دیسکی به کار می‌رود، از دو قوس به شکل نیمی از O تشکیل شده که بوسیله پیچهایی به یکدیگر متصل شده‌اند.

در هر نیمه، پیستونی قرار دارد که حرکت آن باری مساوی به لقمه ترمزها اعمال می‌کند.

پیستونها از داخل بوسیله ارتباط ئیدرولیک به یکدیگر مرتبط شده‌اند.

لقمه ترمزها اعمال می‌کند.

لقمه ترمزها در محفظه‌ای که در پل کالیپر جاسازی شده قرار می‌گیرند، بطوری که بازرسی و تعویض فوری آنها را بدون احتیاج به پیاده کردن کالیپر امکان پذیر می سازد.

این نوع ترمزها در سطح وسیعی مورد استعمال دارند و مزیت آنها در استحکام و عدم ارتعاش آنهاست.

در طرح کالیپرهای مواج، کالیپر می‌تواند به وسایلی که فراهم و آماده شده، در درون ریلی بلغزد، و یا در حول لولایی بچرخد.

کالیپر ممکن است به شکل مقطع O و یا به شکل ساده U ، و پلی ساخته شود که هر پایه آن بر روی دیسک قرار گیرد.

برای اعمال ترمز، فقط یک پیستون که در طرف داخل سوار شده باشد، کافی است، زیرا هنگامی که باریکی از لقمه ترمزها به دیسک اعمال می شود، لقمه ترمز دیگر بوسیله عکس‌العمل کالیپر بار می شود.

به این ترتیب، ملاحظه می شود که ترمزهای با کالیپر مواج، خیلی جمع و متراکمتر از ترمزهای با کالیپر ثابت هستند و براحتی می توان آنها را در فضای موجود و قابل دسترس چرخ نصب کرد.

استعمال کالیپر مواج طرح ریزی ترمز دستی را نیز ساده می کند، زیرا یک دست از لقمه ترمزها می تواند بسهولت و بطور مستقیم بوسیله ترمز دستی عمل کند و نیازی به استفاده از کالیپر کمکی پیش نیاید.

نظر به این که لقمه ترمزهای اصلی، از لقمه ترمزهایی که در کالیپر کمکی به کار می روند، بزرگترند، کار ترمزدستی در سیستم بالا به مراتب مؤثرتر از کار ترمز دستی با کالیپر کمکی است.

و به همین مناسبت، این نوع ترمزها رواج و مورد مصرف بیشتری پیدا کرده‌اند.

استفاده از یک دست لقمه ترمز برای ترمز دستی و پایی به این معنی است که مسلما مواد اصطکاک کننده، چه در موقع کاردینامیک و چه در حال توقف ماشین ( در حال ترمز) ، باید کفایت کامل برای ارائه کار خوب را داشته باشد.

کلیه کالیپرها دارای پستانکی هستند که با خط ترمز ارتباط دارد و بوسیله آن، می توان مایع سیال سیستم را تخلیه کرد.

طرحهای مخصوص و متمایز این نوع ترمزها بعدا مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

لقمه ترمز (بالشتهای اصطکاک) لقمه ترمزها بر روی «پشتبند فلزی» متصل شده که در محل جاسازی شده در سطح کالیپر تکیه می کند.

کالیپر عکس العمل گشتاور دیسک را در هنگام اعمال ترمز گرفته به انتهای محور چرخ منتقل می کند.

لقمه ترمز مستقیما در فرورفتگی صفحه پشتی خود قالب ریزی شده و با آن یکپارچه است و کاملا در قید آن قرار دارد.

صفحه های پشتی ممکن است به اشکال مختلف ساخته شوند، ولی صفحاتی که در سطوح موازی با کالیپر درگیر می شوند، بیشتر متداولند.

لقمه ترمزها در امتداد شعاعی کالیپر، بوسیله دوپین که از سوراخهای کالیپر و صفحه پشتی عبور ی کند، استقرار داده می شوند.

پینها بوسیله دو «گیره فنری بغل چسب» در جای خود ثابت می شوند، استقرار داده می شوند.

لقمه ترمزها در ترمزهای با کالیپر پیستونی قسمت قسمت و به شکل مستطیل یا مربع و یا بیضی ساخته می شوند.

پیستون معمولا و حتی الامکان قسمت اعظم سطح لقمه ترمز را می پوشاند تا از پیچ برداشتن آن جلوگیری شود، و گوشه‌های لقمه ترمز به طرف بالا تاب برندارد، زیرا در غیر این صورت، صدای سوت ایجاد خواهد شد.

ساییدگی در ابتدای کار و در نقاط مختلف سطح لقمه ترمز بطور محسوس متفاوت است ولی بتدریج در تمام سطح به صورت یکنواخت در می‌آید، و در نتیجه، میزان کار در واحد سطح لقمه ترمز برابر می‌شود.

در کالیپرهایی که به دور لولا می‌گردند و انبساط حاصل می‌کنند ضخامت لقمه ترمزها رفته رفته نازکتر می شود تا بعلت حرکت زاویه ای کالیپر از ساییده شدن نامظم لقمه ترمزها جلوگیری به عمل آید.

جهت نازک شدن لقمه ترمزها بستگی به موقعیت قرار گرفتن محور دوران دارد.

لقمه ترمز وقتی که در اثر کار، بتدریج ساییدگی حاصل می‌کند، قسمتهای ضخیمتر آن نازک می شود و بالاخره ضخامت آن در تمام سطح برابر، و آنقدر نازک می شود که باید آن را تعویض کرد.

در تعدادی از ماشینها برای آگاهی از موقع تعویض لقمه ترمزها، از مدار الکتریکی استفاده می‌شود؛ به این طریق که یک سر مدار به لقمه ترمز، و سردیگر به صفحه محافظ وصل شده است.

هنگامی که لقمه ترمز کاملا ساییده شد، به محض تماس قسمت فلزی آن با دیسک، مدار بسته شده چراغی روشن می شود.

با روشن شدن چراغ، راننده آگاه می شود.

که موقع تعویض لقمه ترمزها فرا رسیده است.

مواد اصطکاک زا نیاز به مواد اصطکاک‌زا در ترمزهای دیسکی، مشابه نیازی است که در ترمزهای دیسکی، مشابه نیازی است که در ترمزهای استوانه‌ای هست؛ اگرچه شرایط کار آن دو بوجه قابل ملاحظه‌ای تفاوت دارد.

سطح لقمه ترمز در مقایسه سطح اصطکاک آن با وسعت سطح دیسک، کوچک است، بنابراین، لقمه ترمز در معرض فشارهای بیشتری نسبت به لنت قرار می گیرد تا شتاب کند کننده را همانند لنت به مرحله عمل برساند.

من‌باب مثال، بار وارده به لقمه ترمز برابر 50 پوند بر اینچ مربع است، در حالی که بار وارده به لنت در ترمز استوانه‌ای فقط 30 پوند بر اینچ مربع می باشد تا بتوان کاهش شتاب خودرو را به حود g 2/0 رساند.

در ماشینهای بزرگ و سنگین، ممکن است فشار به بیش از 600 پوند بر اینچ مربع نیز برسد.

درجه حرارت دیسک در حین عمل، بیشتر درجه حرارت کاسه ترمز بالا می‌رود؛ بنابراین مواد اصطکاکی لقمه ترمز باید در تغییرات وسیع درجه حرارت و فشار، دارای ضریب اصطکاک ثابتی باشد.

همچنین باید دوام خوبی داشته باشد و دیسک را خراش نیندازد و به آن صدمه وارد نسازد.

طرز تهیه مواد سازنده لقمه ترمزها مشابه تهیه لنت قالبی است؛ به این معنی که الیاف پنبه نسوز، مواد اصلی زیربنایی، و سایر اجزاء تشکیل دهنده را حرارت داده تحت فشار در قالبهای مختلف به شکلهای دلخواه، متراکم می‌کنند.

تکامل لقمه ترمزهایی مناسب بامنیان و «صمغ – پنبه نسوز» با استفاده از پلیمر به مقداری وسیعتر از آنچه در ساختن لنتها به کار می رود و بوسیله تکنیکهای مختلف تولید، امکان‌پذیر گشته است.

و این ، آن روست که سطح لقمه ترمز صاف و مسطح است، در صورتی که انتخال پلیمرهایی که بتوان در ساخت لنت به کار برد، محدودتر است؛ زیرا که در ساختمامن لنت، در مرحله ای ، دادن مقداری انحنا به آن ضروری است و مواد سازنده باید به درجه ای از انعطاف مجهز باشند تا خصوصیات مطلوبی داشته باشند.

بطور کلی، لقمه ترمزها بیشتر از لنتها در مقابل درجات حرارت بالا تاب مقاومت دارند بی آنکه سست شوند، یا ساییدگی زیاد و یا زودرس حاصل کنند.

منحنیهایی را که وضع اصطکاکی لقمه ترمزهای مقاوم در مقابل ساییدگی را بوسیله نیروسنج نشان می دهند، می بینیم.

منحنی بالا نشان می دهند که ضریب اصطکاک در اثر افزایش زیاد بار، بطور خفیفی روبه کاهش می گذارد، ولی در بسیاری از مقاصد عملی می توان را مستقل از بار و ثابت دانست.

حد اعلای درجه حرارت دیسک هنگام اندازه گیری، در 100 درجه سانتیگراد ثابت نگاه داشته شده است.

منحنی وسط