انواع دیسک ترمز

در این مقاله از مجله رینگو قصد داریم به بررسی دیسک ترمز و انواع آن بپردازیم. در ابتدا تعریفی از دیسک ترمز و شیوه کارکرد آن ارائه خواهیم داد. پس از آن به معرفی انواع دیسک ترمز خواهیم پرداخت. پس با ما همراه باشید.

دیسک ترمز، ساختار و کاربردها

روتورهای ترمز ترمزهای دیسکی (Brake rotors of disc brakes) همراه با چرخ­ ها می­ چرخند و لنت­ های ترمز را که بر روی کالیپرهای ترمز نصب شده­ اند، روی این روتورها سوار می­ کنند تا چرخ ­ها را متوقف کند و یا سرعت خودرو را کاهش دهند. لنت­ های ترمز با فشار به روتورها اصطکاک ایجاد می­ کنند که از این طریق انرژی جنبشی را به انرژی حرارتی تبدیل می­ کند. این انرژی حرارتی گرما تولید می ­کند، اما از آن جایی که اجزای اصلی در معرض جو (اتمسفر) هستند، می­توان این گرما را به طور مؤثر پخش کرد. این ویژگی کاهش حرارت باعث افزایش کارایی ترمز شده و موجب می­ شود که ترمز به‌درستی عمل کند. از دیگر ویژگی­ های ترمز دیسکی این است که هنگامی که وسیله نقلیه در حال حرکت است، روتور با سرعت بالایی می­ چرخد و این حرکت چرخشی آب را از خود روتورها تخلیه کرده و در نهایت نیروی ترمز را تقویت می­ کند.

ترمزهای دیسکی معمولاً در خودروهای سواری استفاده می­ شوند، اما به دلیل عملکرد پایدار آن­ها در سرعت­ های بالا و مقاومتشان در برابر ضعیف شدن ترمز، به‌تدریج در حال گسترش به بخش خودروهای تجاری هستند، جایی که به طور سنتی ترمزهای طبلی (Drum brakes) به دلیل طول عمر بیشتر استفاده می ­شدند. «ترمز دیسکی نوع پیستون مخالف» در دو طرف روتور دیسکی پیستون دارند، درحالی‌که «ترمز دیسکی نوع شناور» فقط در یک طرف پیستون دارد.

روتور ترمز (دیسک) که با چرخ می­ چرخد، با لنت­های ترمزی (مواد اصطکاک) از دو طرف با فشار پیستون ­ها (مکانیزم فشار) به کالیپر نصب شده است، بسته می ­شود و چرخش دیسک را کند می­ کند، و در نتیجه سرعت را کم می ­کند و یا خودرو را متوقف می­ کند.

زمانی که راننده پدال ترمز را فشار می ­دهد، قدرت توسط بوستر ترمز (Servo system) تقویت می­ شود و توسط سیلندر اصلی به فشار هیدرولیک (فشار روغن) مبدل می­ شود. فشار از طریق لوله پر شده با روغن ترمز (مایع ترمز) به ترمزهای روی چرخ­ ها می­ رسد. فشار وارد شده، پیستون­ ها را روی ترمزهی چهار چرخ فشار می­ دهد. پیستون­ ها هم به نوبه خود لنت­ های ترمز را که مواد اصطکاکی هستند به روتورهای ترمز که همراه با چرخ­ های می­ چرخند فشار می­ دهند. لنت­ها از دو طرف به روتورها می­ چسبند و سرعت چرخ ­ها را کاهش داده و در نتیجه باعث کاهش سرعت خوردو و توقف آن می‌­شوند.

انواع دیسک ترمز

۱. ترمز دیسکی تخت

دیسک ترمز اصلی خود یک دیسک صاف و تخت است که معمولاً از آهن ساخته شده است و به دوک متحرک چرخان متصل می­ شود. بیشتر خودرو، به‌خصوص خودروهای کوچک ­تر، با این ترمزها عرضه می­ شوند، چرا که وزن کم­تر آن­ها برای این کار مناسب است و تولید و تعویض آن­ها نسبتاً ارزان است. آن­ها به دلیل سطح وسیع تماس با لنت، قدرت ترمزگیری خیلی خوبی دارند، اما درصورتی‌که به مدتی طولانی ترمز نگه داشته شود، می­توانند کارایی خود را از دست بدهند. گرما، گاز و مواد اصطکاک زائد ممکن است بین دیسک و لنت انباشت شوند و در صورتی سطح گرما بسیار بالا رود، دیسک را محو و به طور بالقوه منحرف کنند.

در مجله رینگو بخوانید : رانا پلاس بخریم یا ۲۰۶ صندوقدار؟ | بررسی مزایا و معایب دو خودروی پرطرفدار

۲. دیسک ترمز منفذدار

با افزایش اندازه و وزن خودرو، بار روی ترمزها نیز بیشتر می­ شود. این مسئله باعث افزایش گرمای بیشتر می­ شود که مشکلاتی را برای سیستم­ های ترمز ایجاد می­ کند. سیستم ترمز با تبدیل انرژی جنبشی (سرعت) به گرما از طریق اصطکاک لنت ترمز و دیسک کار می­ کند. با افزایش سطح گرما، دیسک نیاز به کمک دارد تا این گرما را به‌اندازه کافی سریع تخلیه کند تا از آسیب پیشگیری شود. در معرض دید بودن ترمزهای دیسکی یکی از دلایل برتری آن­ها نسبت به ترمزهای طبلی (درام) است که به دلیل گرم‌شدن بیش از حد در اثر تهویه ضعیف و ناکارآمد، دچار ازبین‌رفتن شدید ترمز می ­شوند. برای کمک به دیسک در دفع گرمای اضافی، به طراحی یک منفذ (هواکش) نیاز است که از دو دیسک با پره­ هایی که هوا را به منافذ انتقال می ­دهند تشکیل شده باشد. این باعث می­ شود که گرمای تولید شده با حرکت به سمت عقب از دریچه­ های بین دو وجه، به‌راحتی از آن خارج شوند. تنها نقطه‌ضعف دیسک­ های منفذدار، افزایش اندک وزن آن­ها است، در غیر این صورت در سایر موارد در محدوده دمای کاری بهینه، نسبت به دیسک ­های تخت استاندارد عملکرد بسیار بهتری دارند.

۳. دیسک ترمز متخلخل

یکی دیگر از راه­ هایی که دیسک­ ها می­ توانند خنک بمانند، افزایش سطح آن­ها سوراخ کردن کامل آن­ها است. این سوراخ­ها همچنین یک راه تخلیه برای گرما، گاز و مواد زائد هستند و از تجمع آن­ها بر روی سطوح تماس، جلوگیری می­ کنند. به دلیل وجود این سوراخ ­ها، وزن این نوع دیسک­ ها اندکی کاهش‌یافته است. مشکل این‌گونه دیسک­ ها این است که در دمای بالا مستعد تاب خوردگی و ترک خوردن هستند. اگرچه سوراخ­ها یکپارچگی ساختاری دیسک را به خطر نمی­اندازند، اما اگر مقدار گرمایی که می­ تواند تحمل کند از مقدار گرمایی که می­ تواند دفع کند بیشتر شود، یکپارچگی ساختاری آن کاهش پیدا می­ کند.

۴. دیسک ترمز دنده­ دار یا شیاردار

افزودن شیارها یا دنده ­ها به دیسک عملکردی مشابه دیسک­ های متخلخل دارد، چرا که آن­ها برای حذف گرما، گاز و مواد اضافی از سطح اصطکاک، بدون این که مقاومت حرارتی دیسک را کاهش دهند، کار می­ کنند. دنده ­ها از مرکز دیسک با زاویه خاصی به بیرون پراکنده می ­شوند تا زباله­ ها را به بیرون تخلیه کرده و با چرخش دیسک دور شوند. این نوع دیسک­ ها نسبت به سایر دیسک­ ها پرسروصداتر هستند، چرا که شیارها در حال تمیزکردن لنت هستند.

۵. دیسک ترمز ترکیبی، شیاردار و متخلخل

وجود ترکیبی از شیارها و سوراخ­ ها در یک دیسک، یک ساختار رایج است که برای به‌دست‌آوردن مزایای هر دو و درعین‌حال به‌حداقل‌رساندن جنبه­ های منفی طراحی می ­شود. کاهش تعداد سوراخ ­ها مقاومت حرارتی را بالا نگه می­ دارد و درعین‌حال اجازه می­ دهد ضایعات دفع شوند. همچنین تعداد شیارها صدای تولید شده از دیسک را کاهش می ­دهد، درحالی‌که بازهم اجازه می­ دهد لنت ­ها تمیز و نو شوند.

۶. دیسک ترمز گود

دلیل اصلی ایجاد گودی، کاهش وزن دیسک بدون تضعیف قدرت و مقاومت دیسک است. اگر روی دیسک سوراخ وجود نداشته باشد، قابلیت­ های تهویه، به‌خصوص گرما، کاهش می­ یابد. گودی­­ ها جایی را برای مواد اصطکاک فراهم می­ کنند تا پیش از محو شدن دیسک ­ها، تخلیه شوند.

۷. دیسک ترمز با لبه­های مواج

این دیسک ­های جدید، لبه ­های مواج را در دیسک تعبیه کرده ­اند که باعث می ­شود وزن دیسک کاهش یابد و تأثیری منفی بر استحکام، مقاومت و عملکرد دیسک نداشته باشد. همچنین برخی افراد مدعی هستند که این طراحی لبه­ های مواج می ­تواند جریان هوا را مختل کند و خنک­ کننده را بهبود بخشد.

۸. دیسک­ های ترمز جایگزین

به دلیل هزینه بالای ترمزهای دیسکی، برخی از وسایل نقلیه جاده­ ای هنوز از ترمزهای طبلی استفاده می­ کنند. گرچه ترمزهای طبلی کیفیت پایین­ تری دارند، اما قیمت خرید ارزان­ تر باعث می­ شود افراد در صنعت حمل‌ونقل متقاعد شوند که از این ترمزها به‌جای ترمزهای دیسکی استفاده شوند. البته باید در نظر داشت که هزینه­ های دیسک ­های طبلی بیشتر و فواصل استفاده از آن­ها کم­تر است.

در مجله رینگو بخوانید : بهترین لاستیک ژاپنی کدام است؟

کلام آخر

در این مقاله از مجله رینگو دیسک ترمز و چگونگی عملکرد آن را شرح دادیم و با استفاده از چند تصویر، توضیح و شهود این مسئله را برای شما آسان­ تر کرده­ ایم. در ادامه این نوشته به بررسی انواع ترمز پرداختیم و دیدیم که افراد به‌مرور ترمزهای طبلی را با ترمزهای دیسکی، به علت کیفیت و بهره­ وری بالاتر، جایگزین کرده ­اند، اما هنوز هم افرادی در صنعت حمل‌ونقل هستند که به علت هزینه­ های خرید کمتر، از ترمزهای طبلی استفاده می­ کنند. امیدواریم مطالعه این مقاله برای شما مفید بوده باشد.