انواع سیستم ترمز در خودرو

سیستم ترمز در خودرو اهمیت بسیار بالایی دارد و به عنوان یکی از اجزای اصلی ایمنی خودرو محسوب می‌شود. در زمانی که راننده نیاز به توقف یا کاهش سرعت خودرو دارد، سیستم ترمز باید به طور قابل اطمینان و با کارایی بالا عمل کند.

عملکرد صحیح سیستم ترمز در هنگام توقف فوری یا کاهش سرعت، موجب جلوگیری از تصادفات جدی و کاهش احتمال وقوع تصادفات است.

سیستم ترمز به راننده امکان کنترل کامل خودرو را می‌دهد. با استفاده از ترمز، راننده می‌تواند سرعت خودرو را کاهش داده و آن را در مسیر مورد نظر قرار دهد. این کنترل بر روی خودرو بهبود قابل توجهی در مانورپذیری را به همراه دارد. سیستم ترمز، به حفظ پایداری خودرو در حین توقف و تغییر سرعت کمک می‌کند. با استفاده صحیح از ترمز، فشار مناسب در چرخ‌ها ایجاد می‌شود و از قفل شدن چرخ‌ها و از دست دادن کنترل خودرو جلوگیری می‌شود. با استفاده صحیح از ترمز و کاهش سرعت به طور مناسب، سایش غیرضروری و نامناسب تایرها کاهش می‌یابد و عمر آنها بطور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

انواع سیستم ترمز در خودروها

سیستم ترمز هیدرولیک

سیستم ترمز هیدرولیک در انواع خودروها، از جمله خودروهای مسافربری، الکتریکی و شاسی بلند، کاربرد دارد. سیستم ترمز هیدرولیک در تمام این نوع خودروها بر اساس اصول و اجزای مشابه عمل می‌کند. لذا، در زیر به صورت کلی سیستم ترمز هیدرولیک در انواع خودروها را توضیح می‌دهم:

پدال ترمز: پدال ترمز که در کابینه قرار دارد، نقش اصلی در فعال کردن سیستم ترمز را دارد. با فشار دادن پدال ترمز، نیروی فشار به سیستم ترمز منتقل می‌شود.

مخزن مایع ترمز: مخزن مایع ترمز که در محل مشخصی در خودرو قرار دارد، مایع ترمز را ذخیره می‌کند. این مایع به عنوان منبع فشار و ماده انتقالی در سیستم ترمز عمل می‌کند.

پمپ ترمز: پمپ ترمز فشار لازم برای حرکت مایع ترمز را ایجاد می‌کند. این پمپ عموماً با استفاده از موتور خودرو به کار می‌رود و مایع ترمز را از مخزن به سیستم ترمز منتقل می‌کند.

سیلندرهای ترمز: سیلندرهای ترمز نقش مهمی در سیستم ترمز هیدرولیک دارند. با فشرده شدن مایع ترمز درون سیلندرها، نیروی لازم برای فشردن صفحه‌های ترمز یا کالیپرها تولید می‌شود. تعداد و موقعیت سیلندرها ممکن است بسته به نوع خودرو متفاوت باشد.

خطوط ترمز: خطوط ترمز لوله‌هایی هستند که مایع ترمز را از پمپ به سیلندرها و سایر قطعات سیستم ترمز منتقل می‌کنند. خطوط ترمز معمولاً از جنس لوله‌های فلزی هیدرولیک است.

صفحه‌ها یا کالیپرها: صفحه‌ها یا کالیپرها در سیستم ترمز هیدرولیک عمل می‌کنند و همچنین به عنوان قسمتی از سیستم ترمز عمل می‌کنند. با فشرده شدن روی دیسک ترمز، نیروی لازم برای ترمز کردن خودرو تولید می‌شود.

سیستم ترمز هیدرولیکی مکانیکی

سیستم ترمز هیدرولیکی-مکانیکی، که به طور معمول به عنوان سیستم ترمز دیسکی با کالیپر(Disc Brake System) شناخته می‌شود، در انواع خودروها استفاده می‌شود. این سیستم یک ترکیب از قطعات هیدرولیکی و مکانیکی برای تولید نیروی ترمز و ترمز کردن خودرو است. در زیر به تفصیل به اجزای سیستم ترمز هیدرولیکی-مکانیکی در انواع خودروها اشاره می‌کنم:

پدال ترمز: پدال ترمز در کابینه قرار دارد و نیروی فشار را از طریق رابطه مکانیکی به سیستم ترمز منتقل می‌کند.

مخزن مایع ترمز: مخزن مایع ترمز، مایع ترمز را ذخیره می‌کند و به عنوان منبع فشار برای سیستم ترمز عمل می‌کند.

پمپ ترمز: در سیستم ترمز هیدرولیکی-مکانیکی، پمپ ترمز وجود ندارد. نیروی لازم برای تولید فشار توسط پدال ترمز ایجاد می‌شود.

سیلندرهای ترمز: در سیستم ترمز هیدرولیکی-مکانیکی، سیلندرهای ترمز نقش کلیدی را ایفا می‌کنند. با فشرده شدن پیستون‌ها در سیلندرهای ترمز، فشار به صفحه‌های ترمز منتقل می‌شود و خودرو ترمز می‌زند.

صفحه‌ها یا کالیپرها: صفحه‌ها یا کالیپرها که به دیسک ترمز متصل هستند، نیروی لازم را برای ترمز کردن خودرو اعمال می‌کنند. با فشرده شدن صفحه‌ها یا کالیپرها به دیسک ترمز، اصطکاک ایجاد می‌شود و خودرو ترمز می زند.

مکانیزم تقسیم نیرو: در برخی از سیستم‌های ترمز هیدرولیکی-مکانیکی، مکانیزم تقسیم نیرو وجود دارد که نیروی فشاری که توسط پدال ترمز ایجاد می‌شود را به سیلندرهای ترمز منتقل می‌کند. این مکانیزم باعث تقسیم یکنواخت نیرو بین صفحه‌ها یا کالیپرها می‌شود.

سیستم ترمز ABS

سیستم ترمزABS(Anti-lock Braking System) یک سیستم پیشرفته ترمزی است که در انواع خودروها استفاده می‌شود. هدف اصلی این سیستم، جلوگیری از قفل شدن چرخ‌های خودرو در هنگام ترمز کردن است و باعث حفظ کنترل و ثبات خودرو در شرایط رانندگی ضعیف می‌شود. در ادامه، به توضیح اجزای سیستم ترمز ABS در انواع خودروها می‌پردازم:

سنسورهای سرعت چرخ: سیستم ترمز ABS شامل سنسورهای سرعت چرخ است که بر روی هر چرخ نصب می‌شوند. این سنسورها سرعت چرخ را اندازه‌گیری کرده و به واحد کنترل الکترونیکی ABS ارسال می‌کنند.

واحد کنترل الکترونیکیABS(ECU):  این واحد کنترل الکترونیکی درخشان، داده‌هایی که از سنسورهای سرعت چرخ دریافت می‌کند را تحلیل می‌کند. بر اساس اطلاعات دریافتی، ECU تصمیم می‌گیرد که آیا قفل شدن چرخ‌ها رخ داده است یا خیر.

موتورهای پمپ ABS: در صورت تشخیص قفل شدن چرخ‌ها، واحد کنترل الکترونیکی ABS سیگنال فرمان به موتورهای پمپ ABS می‌دهد تا فشار مایع ترمز را در خطوط ترمز افزایش دهند یا کاهش دهند. این عمل باعث کنترل فشار ترمز و جلوگیری از قفل شدن چرخ‌ها می‌شود.

صفحه‌ها یا کالیپرها: در سیستم ترمز ABS، صفحه‌ها یا کالیپرها همچنان نقش اصلی خود را ایفا می‌کنند. با افزایش و کاهش فشار مایع ترمز در خطوط ترمز، صفحه‌ها یا کالیپرها نیروی لازم را برای ترمز کردن خودرو اعمال می‌کنند.

سیستم کنترل ثبات(ESC): برخی از سیستم‌های ترمز ABS شامل سیستم کنترل ثبات هستند. این سیستم با استفاده از اطلاعات دریافتی از سنسورها و اجزای دیگر، به کنترل و مدیریت ثبات خودرو کمک می‌کند. در صورت تشخیص از دست دادن کنترل خودرو، سیستم ESC فشار ترمز را در چرخ کنترل می کند تا خودرو را در مسیر صحیح نگه دارد و جلوی لغزش و واژگونی خودرو را بگیرد.

سیستم ترمز هیدرولیکی فشاری(Hydraulic Boosted Brakes)

سیستم ترمز هیدرولیکی فشاری یکی از انواع سیستم ترمز هیدرولیکی است که در انواع خودروها استفاده می‌شود. این سیستم بر پایه قدرت فشار مایع ترمز عمل می‌کند که توسط پمپ ترمز در خطوط ترمز سیستم ایجاد می‌شود. به طور کلی، سیستم ترمز هیدرولیکی فشاری شامل اجزای زیر است:

مخزن مایع ترمز: در سیستم ترمز هیدرولیکی، مخزن مایع ترمز وجود دارد که حاوی مایع ترمز(معمولاً روغن ترمز) است. این مایع ترمز در داخل مخزن قرار گرفته و با توجه به نیاز، به خطوط ترمز منتقل می‌شود.

پمپ ترمز: پمپ ترمز مسئول ایجاد فشار در سیستم ترمز هیدرولیکی است. پمپ ترمز با استفاده از قدرت مکانیکی(به طور معمول از موتور خودرو) فشار مایع ترمز را در سیستم ایجاد می‌کند. این فشار برای فشرده کردن صفحه‌ها یا کالیپرها در ترمز دیسکی استفاده می‌شود.

سیلندرهای ترمز: در سیستم ترمز هیدرولیکی، سیلندرهای ترمز نقش مهمی در انتقال فشار مایع ترمز به صفحه‌ها یا کالیپرها(در ترمز دیسکی) ایفا می‌کنند. این سیلندرها به طور معمول به تعداد چرخ‌ها نصب می‌شوند و با دریافت فشار مایع ترمز، بر روی صفحه‌ها یا کالیپرها(در ترمز دیسکی) فشار اعمال می‌کنند تا خودرو را ترمز کنند.

لوله‌ها و خطوط ترمز: لوله‌ها و خطوط ترمز برای انتقال فشار مایع ترمز از سیلندرهای ترمز به صفحه‌ها یا کالیپرها(در ترمز دیسکی) استفاده می‌شوند. این لوله‌ها و خطوط ترمز باید مقاومت و ضخامت کافی داشته باشند تا فشار مایع ترمز را به طور موثر منتقل کنند .

سیستم ترمز کربن-سرامیک(Carbon-Ceramic Brakes)

سیستم ترمز کربن-سرامیک یک نوع سیستم ترمز پیشرفته است که در برخی خودروهای اسپورت و خودروهای با عملکرد بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم ترمز از صفحات ترمز ساخته شده از مواد کربن-سرامیک تشکیل شده است.

صفحات ترمز کربن-سرامیک: صفحات ترمز در سیستم ترمز کربن-سرامیک از مواد کربن-سرامیک ساخته شده‌اند. این مواد دارای ویژگی‌های فوق العاده است که شامل مقاومت بالا در برابر حرارت، پایداری حرارتی خوب، وزن سبکتر نسبت به صفحات ترمز فولادی و عمر عملکرد بلندتر است. این ویژگی‌ها باعث عملکرد بهتر و کارایی بیشتر صفحات ترمز در شرایط استرس و حرارت بالا می‌شود.

کالیپرهای ترمز: در سیستم ترمز کربن-سرامیک، کالیپرها(یا صفحه‌ها) نیز ممکن است از مواد کربن-سرامیک ساخته شوند تا با صفحات ترمز همخوانی داشته باشند و به عملکرد بهینه ترمز کمک کنند. کالیپرها نقش مهمی در فشرده سازی صفحات ترمز بر روی دیسک‌ها یا سیستم ترمز استوانه‌ای دارند.

خنک‌کننده‌ها: یکی از چالش‌های سیستم ترمز کربن-سرامیک جذب و تقسیم حرارت است. برای مدیریت حرارت، خودروهای مجهز به سیستم ترمز کربن-سرامیک معمولاً دارای خنک‌کننده‌های جانبی هستند. این خنک‌کننده‌ها به وسیله جریان هوای تنظیم شده یا سیستم خنک کننده مجزا، حرارت تولید شده در سیستم ترمز را کنترل می‌کنند و از آسیب به قطعات و کارایی کاهش یافته ناشی از حرارت بالا جلوگیری می‌کنند.

عملکرد: سیستم ترمز کربن-سرامیک به دلیل ویژگی‌های خاص مواد استفاده شده، عملکرد بسیار برتری در مقایسه با سیستم‌های ترمز معمولی دارد. این سیستم ترمز دارای عملکرد ترمزی قوی‌تر، کنترل بهتر در شرایط خشک و مرطوب را دارا می باشد.

سیستم ترمز بازیابی انرژی(Regenerative Braking System)

سیستم ترمز بازیابی انرژی(Regenerative Braking System) یک فناوری پیشرفته در خودروها است که به منظور بازیابی و استفاده مجدد از انرژی کینتیک خودرو در هنگام ترمز کردن استفاده می‌شود. این سیستم علاوه بر کاهش میزان انرژی برای ترمز کردن، می‌تواند به بهبود کارایی سوخت و کاهش آلودگی محیطی کمک کند. سیستم ترمز بازیابی انرژی در انواع خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله:

خودروهای هیبریدی: خودروهای هیبریدی دارای سیستم ترمز بازیابی انرژی هستند. در این خودروها، هنگام ترمز کردن، انرژی کینتیک خودرو تبدیل به انرژی الکتریکی شده و در باتری‌های خودرو بازیابی می‌شود. این انرژی بازیابی شده در زمان نیاز، می‌تواند برای حرکت خودرو استفاده شود. به عنوان مثال، وقتی راننده ترمز می‌کند، سیستم ترمز، انرژی بازیابی تولید شده را به باتری‌های خودرو ارسال می‌کند. این انرژی می‌تواند برای تأمین توان موتور الکتریکی در هنگام شتاب دادن استفاده شود.

خودروهای الکتریکی: خودروهای الکتریکی که تنها از یک موتور الکتریکی برای حرکت استفاده می‌کنند، نیز از سیستم ترمز بازیابی انرژی استفاده می‌کنند. در این خودروها، هنگام ترمز کردن، انرژی کینتیک خودرو به انرژی الکتریکی تبدیل شده و در باتری‌های خودرو بازیابی می‌شود. این انرژی می‌تواند در زمان نیاز خودرو برای حرکت استفاده شود.

با استفاده از سیستم ترمز بازیابی انرژی، انرژی که در حین ترمز کردن عادی به صورت حرارت تلف می‌شود، به صورت الکتریکی ذخیره و مجدداً استفاده می‌شود. این فناوری باعث بهبود کارایی سوخت خودرو و کاهش آلودگی محیطی می‌شود.