أنواع أنظمة المكابح: مبدأ تشغيل الأسطوانة ومكابح القرص
محتوى
تم تصميم نظام الفرامل للتحكم في سرعة السيارة وإيقافها وتثبيتها في مكانها لفترة طويلة باستخدام قوة الكبح بين العجلة والطريق. يمكن إنشاء قوة الكبح من خلال فرامل العجلات ، أو محرك السيارة (يسمى فرملة المحرك) ، أو المثبط الهيدروليكي أو الكهربائي في ناقل الحركة.
لتنفيذ هذه الوظائف ، يتم تثبيت الأنواع التالية من أنظمة الفرامل على السيارة:
- نظام فرامل العمل. يوفر التحكم في إبطاء السرعة وإيقاف السيارة.
- نظام الفرامل الاحتياطية. تستخدم في حالة فشل وتعطل نظام العمل. يؤدي وظائف مماثلة مثل نظام العمل. يمكن تنفيذ نظام الفرامل الاحتياطية كنظام مستقل خاص أو كجزء من نظام الفرامل العامل (أحد دوائر محرك الفرامل).
- نظام فرملة الانتظار. مصمم لتثبيت السيارة في مكانها لفترة طويلة.
يعتبر نظام الكبح من أهم وسائل ضمان السلامة النشطة للسيارة. في السيارات وعدد من الشاحنات ، يتم استخدام العديد من الأجهزة والأنظمة لزيادة كفاءة نظام الكبح واستقرار الكبح.
كيف يعمل نظام الفرامل
عندما تضغط على دواسة الفرامل ، يتم نقل الحمل إلى مكبر الصوت ، مما يخلق قوة إضافية على أسطوانة الفرامل الرئيسية. يضخ مكبس أسطوانة الفرامل الرئيسية السائل عبر الأنابيب إلى أسطوانات العجلات. هذا يزيد من ضغط السائل في مشغل الفرامل. تقوم مكابس أسطوانات العجلة بتحريك تيل الفرامل إلى الأقراص (البراميل).
يؤدي الضغط الإضافي على الدواسة إلى زيادة ضغط السائل وتنشيط الفرامل ، مما يؤدي إلى إبطاء دوران العجلات وظهور قوى الكبح عند نقطة تماس الإطارات مع الطريق. كلما زاد الضغط على دواسة الفرامل ، زادت سرعة فرملة العجلات وكفاءتها. يمكن أن يصل ضغط السوائل أثناء الكبح إلى 10-15 ميجا باسكال.
في نهاية الكبح (تحرير دواسة الفرامل) ، تتحرك الدواسة تحت تأثير زنبرك الرجوع إلى موضعها الأصلي. يتحرك مكبس أسطوانة الفرامل الرئيسية إلى موضعه الأصلي. تعمل عناصر الزنبرك على تحريك الوسادات بعيدًا عن الأقراص (البراميل). يتم دفع سائل الفرامل من أسطوانات العجلات عبر خطوط الأنابيب إلى أسطوانة الفرامل الرئيسية. ينخفض الضغط في النظام.
أنواع أنظمة المكابح
يجمع نظام الفرامل بين آلية الفرامل ومحرك الفرامل. تم تصميم آلية المكابح لإنشاء عزم الكبح اللازم لإبطاء السيارة وإيقافها. يتم تثبيت آليات فرامل الاحتكاك في السيارات ، والتي يعتمد تشغيلها على استخدام قوى الاحتكاك. يتم تثبيت آليات الفرامل لنظام العمل مباشرة في العجلة. قد توجد فرامل الانتظار خلف صندوق التروس أو علبة النقل.
اعتمادًا على تصميم جزء الاحتكاك ، هناك الطبل والقرص آليات الكبح.
تتكون آلية المكابح من جزء دوار وثابت. كجزء دوار آلية الطبل يتم استخدام أسطوانة الفرامل ، الجزء الثابت - وسادات الفرامل أو العصابات.
جزء دوار آلية القرص ممثلة بقرص فرامل مثبت - بواسطة وسادات الفرامل. على المحاور الأمامية والخلفية لسيارات الركاب الحديثة ، كقاعدة عامة ، يتم تثبيت فرامل قرصية.
كيف تعمل اسطوانة الفرامل
الأجزاء الداخلية الرئيسية لفرامل الأسطوانة هي:
- أسطوانة الفرامل. عنصر مصنوع من سبائك الحديد الزهر عالية القوة. يتم تثبيته على محور أو عمود دعم ولا يعمل فقط كجزء اتصال رئيسي يتفاعل مباشرة مع الوسادات ، ولكن أيضًا كإسكان يتم فيه تثبيت جميع الأجزاء الأخرى. الجزء الداخلي من أسطوانة الفرامل مطحون لتحقيق أقصى كفاءة للفرملة.
- الواح. على عكس وسادات الفرامل القرصية ، فإن وسادات الفرامل الأسطوانية نصف دائرية الشكل. الجزء الخارجي لها طلاء خاص بالأسبستوس. إذا تم تثبيت وسادات الفرامل على زوج من العجلات الخلفية ، فسيتم توصيل أحدها أيضًا برافعة فرملة الانتظار.
- نوابض الشد. ترتبط هذه العناصر بالأجزاء العلوية والسفلية للوسادات ، مما يمنعها من التحرك في اتجاهات مختلفة في وضع الخمول.
- اسطوانات الفرامل. هذا جسم خاص مصنوع من الحديد الزهر ، يتم تثبيت مكابس العمل على كلا الجانبين. يتم تفعيلها عن طريق الضغط الهيدروليكي الذي يحدث عندما يضغط السائق على دواسة الفرامل. الأجزاء الإضافية من المكابس عبارة عن أختام مطاطية وصمام لإزالة الهواء المحبوس في الدائرة.
- قرص الحماية. الجزء عبارة عن عنصر مثبت على المحور يتم توصيل أسطوانات الفرامل والوسادات به. يتم ربطها باستخدام المشابك الخاصة.
- آلية التقدم الذاتي. أساس الآلية هو إسفين خاص ، يتعمق مع تآكل وسادات الفرامل. والغرض منه هو ضمان الضغط المستمر للوسادات على سطح الأسطوانة ، بغض النظر عن تآكل أسطح عملها.
**المكونات المدرجة من قبلنا مقبولة بشكل عام. يتم استخدامها من قبل معظم الشركات المصنعة الكبرى. هناك عدد من الأجزاء التي يتم تركيبها بشكل خاص من قبل بعض الشركات. هذه ، على سبيل المثال ، هي آلية إحضار الوسادات ، وجميع أنواع الفواصل ، وما إلى ذلك.
كيف يعمل: يضغط السائق ، إذا لزم الأمر ، على الدواسة ، مما يؤدي إلى زيادة الضغط في دائرة الفرامل. تضغط المكونات الهيدروليكية على مكابس الأسطوانة الرئيسية ، والتي تعمل على تنشيط وسادات الفرامل. إنهم "يتباعدون" على الجانبين ، ويمدون نوابض التوصيل ، ويصلون إلى نقاط التفاعل مع سطح عمل الأسطوانة. بسبب الاحتكاك الذي يحدث في هذه الحالة ، تقل سرعة دوران العجلات ، وتتباطأ السيارة. تبدو الخوارزمية العامة لتشغيل مكابح الأسطوانة بهذا الشكل تمامًا. لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين أنظمة ذات مكبس واحد واثنين.
مزايا وعيوب فرامل الأسطوانة
بين مزايا يمكن تمييز نظام الأسطوانة من خلال بساطة التصميم ، ومساحة كبيرة من التلامس بين البطانات والأسطوانة ، والتكلفة المنخفضة ، وتوليد الحرارة المنخفض نسبيًا ، وإمكانية استخدام سائل الفرامل غير المكلف مع نقطة غليان منخفضة. ومن الجوانب الإيجابية أيضًا تصميم مغلق يحمي الآلية من الماء والأوساخ.
عيوب اسطوانة الفرامل:
- رد بطيء؛
- عدم استقرار الأداء
- سوء التهوية؛
- يعمل النظام على الكسر ، مما يحد من قوة الضغط المسموح بها للوسادات على جدران الأسطوانة ؛
- مع الكبح المتكرر والأحمال العالية ، من الممكن حدوث تشوه في الأسطوانة بسبب التسخين القوي.
في السيارات الحديثة ، يتم استخدام فرامل الأسطوانة بشكل أقل وأقل. في الأساس يتم وضعها على العجلات الخلفية في نماذج الميزانية. في هذه الحالة ، يتم استخدامها أيضًا لتنفيذ مكابح الانتظار.
في الوقت نفسه ، من خلال زيادة حجم الأسطوانة ، من الممكن تحقيق زيادة في قوة نظام الفرامل. أدى ذلك إلى انتشار استخدام الفرامل الأسطوانية في الشاحنات والحافلات.
كيف تعمل الفرامل القرصية
تتكون آلية مكابح القرص من قرص فرامل دوار ، وسادتان ثابتتان مثبتتان داخل الفرجار على كلا الجانبين.
في هذا النظام ، يتم ضغط الوسادات المثبتة على الفرجار على كلا الجانبين على طائرات قرص الفرامل ، والتي يتم تثبيتها بمسامير في محور العجلة وتدور معها. تيل الفرامل المعدنية لها بطانات الاحتكاك.
الفرجار عبارة عن جسم مصنوع من الحديد الزهر أو الألومنيوم على شكل قوس. يوجد بداخلها أسطوانة فرامل بمكبس يضغط الوسادات على القرص أثناء الكبح.
يمكن أن يكون القوس (الفرجار) عائمًا أو ثابتًا. يمكن أن يتحرك القوس العائم على طول الأدلة. لديها مكبس واحد. يحتوي الفرجار ذو التصميم الثابت على مكبسين ، أحدهما على كل جانب من جوانب القرص. هذه الآلية قادرة على الضغط على الوسادات ضد قرص الفرامل بقوة أكبر وتستخدم بشكل أساسي في الطرز القوية.
أقراص الفرامل مصنوعة من الحديد الزهر والفولاذ والكربون والسيراميك. تعتبر أقراص الحديد الزهر غير مكلفة ولها خصائص احتكاك جيدة ومقاومة تآكل عالية إلى حد ما. لذلك ، يتم استخدامها في أغلب الأحيان.
يتحمل الفولاذ المقاوم للصدأ التغيرات في درجات الحرارة بشكل أفضل ، لكن خصائصه الاحتكاكية أسوأ.
تتميز أقراص الكربون خفيفة الوزن بمعامل احتكاك مرتفع ومقاومة ممتازة للحرارة. لكنها تتطلب التسخين المسبق ، وتكلفتها مرتفعة للغاية. نطاق أقراص مكابح الكربون هو السيارات الرياضية.
يعتبر السيراميك أدنى من ألياف الكربون من حيث معامل الاحتكاك ، ولكنه يعمل بشكل جيد في درجات حرارة عالية ، ولديه قوة كبيرة ومقاومة للتآكل في الوزن المنخفض. العيب الرئيسي لهذه الأقراص هو التكلفة العالية.
مزايا وعيوب الفرامل القرصية
فوائد الفرامل القرصية:
- وزن أقل مقارنة بنظام الأسطوانة ؛
- سهولة التشخيص والصيانة ؛
- تبريد أفضل بسبب التصميم المفتوح ؛
- عملية مستقرة في نطاق درجة حرارة واسعة.
عيوب الفرامل القرصية:
- تبديد حرارة كبير
- الحاجة إلى مكبرات صوت إضافية بسبب مساحة الاتصال المحدودة بين الوسادات والقرص ؛
- ارتداء الوسادة سريع نسبيًا ؛
- التكلفة أعلى من تكلفة نظام الأسطوانة.
