دیسک ترمز چیست و چه کاربردی دارد ؟
دیسک ترمز از آن جمله قطعات بسیار مهم در خودرو به شمار می رود که نقش بسیار مهمی در امنیت خودرو آن هم به هنگام ترمزگیری ایفا می‌کند. این قطعه در سیستم چرخ خودرو و متعلقات آن قرار دارد و به همراه چرخ ها در حال گردش است. اگر این قطعه از حرکت باز ایستد به طبع چرخ‌های خودرو هم از حرکت ایستاده و به صورت کامل خودرو متوقف می‌شود.
انواع دیسک ترمز
به صورت کلی می توان اینگونه گفت که سیستم ترمز خودرو از آن جمله واجباتی است که از همان ابتدای تولید خودرو در کارخانه آن را لحاظ می کنند. به دلیل اینکه هر وسیله ای به خصوص خودرو برای توقف کامل به سیستم ترمز نیازمند است.
در حال حاضر این سیستم از اجزاء متفاوتی تشکیل شده است. به طور مثال اصلی ترین نوع سیستم دیسک ترمز، ترمز کاسه ای و ترمز دیسکی است که به طبع استفاده از ترمز دیسکی رایج تر و مرسوم تر است. همچنین در حال حاضر خیلی از سیستم های پیشرفته تر ترمز از جمله سیستم ABS و EBD هم بر روی ترمز دیسکی قابلیت اجرایی دارند.
در این مقاله قصد داریم درباره کاربردهای مهم دیسک ترمز که به نوعی مهم ترین جزء سیستم ترمز خودرو به شمار می رود، صحبت کنیم. اما اجازه دهید مقداری در مورد ترمز دیسکی صحبت کنیم.
ترمز دیسکی چیست و چه وظیفه ای بر عهده دارد؟
بیراه نیست اگر بگوییم که بهترین ترمز خودرو که تا به امروز هم در خودروها مورد استفاده قرار می گرفته، ترمز دیسکی است. حقیقت این است که از این نوع ترمز برای متوقف کردن انواع و اقسام خودروها از سواری گرفته تا خودروهای سنگین و حتی لوکوموتیو هم استفاده می شود. به دلیل اینکه این نوع ترمز به نسبت همتای کاسه ای خود عملگراتر است.
ترمز دیسکی از اجزاء متفاوتی مانند Brake Pads، Rotor، Caliper و Caliper Support تشکیل شده است. در واقع می توان اینگونه گفت که این ترمزها از دو بخش اصلی روتر یا به اصطلاح دیسک ترمز و کالیپر ترمز تشکیل شده اند. در این بین دیسک به بخش متحرک و کالیپر هم به بخش ثابت چرخ متصل است.
کالیپر ترمز هنگامی که تحت فشار روغن ترمز قرار می گیرد، یک فشار را به دیسک‌های ترمز وارد می کند و همین مورد موجب کاهش سرعت و در نهایت متوقف شدن آن می شود. به نوعی می توان گفت که با همکاری این دو بخشی که از آن نام بردیم، آرام آرام سرعت چرخ ها کاهش پیدا می کند. از ترمز دیسکی در حال حاضر در اکثر خودروهای امروزی در چرخ های جلو استفاده می شود.
دیسک ترمزچیست و چه کاربردهایی دارد؟
دیسک ترمز که به عناوین دیگری مانند چرخ ترمز یا دیسک چرخ ماشین هم معروف است، یک قطعه دایره ای شکل است که در واقع یکی از عامل های اصلی توقف خودرو هم به شمار می رود. همان طوری که در ابتدای مقاله هم عنوان کردیم یکی از قطعات بسیار مهم در خودرو به شمار می رود که نقش بسزایی در سیستم ترمز خودرو و توقف آن دارد.
دیسک ترمز به همراه چرخ ها در حال چرخش است. این یعنی این دیسک بر روی بلبرینگ چرخ ها سوار است و به نوعی جزئی از قطعات متحرک خودرو به شمار می رود. هرگاه که دیسک ها به صورت کامل متوقف شوند، چرخ ها و در نهایت خودرو هم به صورت کامل متوقف خواهد شد.
در دو سمت دیسک ترمز سطوحی ماشین کاری شده وجود دارد که به وسیله یک مهره مرکزی و دو پیچ و در مقابل لنت ترمز و بر روی بلبرینگ چرخ نصب می شود. سرعت دیسک ترمز به وسیله لنت و همچنین اصطکاکی که بین آنها به وجود می آید، آرام آرام کاهش پیدا می کند.
به هنگام رانندگی هرگاه راننده پای خود را بر روی پدال ترمز قرار می دهد، لنت ترمز که به پدهای ترمز هم معروف هستند با دیسک درگیر می شود. همین درگیر شدن موجب کاهش سرعت چرخش دیسک می شود. ناگفته نماند که دیسک ترمز به صورت مداوم در معرض اصطکاک و حرارت بسیار بالا قرار دارد، به همین دلیل سعی می شود این دیسک ها را از چدن یا سرامیک تهیه کنند.
انواع و اقسام دیسک ترمز
این دیسک ها انواع و اقسام متفاوتی دارند. نوع آلیاژی که در ساخت این دیسک ها به کار رفته هم متفاوت است و همین تفاوت ها موجب شده تا تأثیر زیادی در طول عمر، کیفیت عملکرد، قیمت دیسک ترمز و همچنین کارایی آنها داشته باشد. انواع دیسک ترمز در گروه تامین قطعات ایساپکو
اما از نظر کارایی و کاربرد این دیسک ها به دو دسته اصلی تقسیم بندی می شوند. این دو دسته عبارتند از:
دیسک معمولی
به این دلیل به این دیسک ها معمولی گفته می شود چون به مانند یک دیسک کاملاً صاف و صیقلی هستند. جنس آلیاژهایی که در این دیسک به کار رفته به طور معمول از جنس آهن است که به طبع ضریب حرارتی بالایی هم ندارند.
خودروهایی که از این نوع دیسک ترمز استفاده می کنند از قابلیت ترمزگیری مناسبی برخوردار نیستند. این دیسک ها در خودروهایی که از سیستم ضد قفل استفاده نمی کنند به راحتی داغ می شود که به نوعی یک صفحه آهنی توپر با مدیریت حرارتی بسیار ضعیف است.
دیسک خنک شونده
به این دیسک ها دیسک هوا خنک یا خنک شونده با هوا هم گفته می شود و امروزه بیشتر از این نوع دیسک ها در خودروها استفاده می شود. دیسک خنک شونده به گونه ای ساخته شده که بعد از ترمزگیری به راحتی بتواند کمی از گرمای خود را دفع کند.
کاربرد دیسک ترمز
در طراحی دیسک ترمز خنک شونده سعی شده دو صفحه را از یکدیگر جدا و تبدیل به صفحه ای تو خالی کنند تا امکان تعبیه کانال های خنک کننده در درون آنها وجود داشته باشد.برای خرید دیسک ترمز باید به تکنولوژی مورد استفاده در خودرو دقت کنیم. هرگاه دیسک ها خنک شوند به کاهش حرارت کالیبر نیز کمک شایانی خواهند کرد. همچنین این خنک شدن دیسک موجب عملکرد بهتر سیستم ترمز و در نهایت کاهش احتمال ترک خوردگی دیسک خواهد شد.
این مزیت باعث می شود تا نیاز خودرو به منظور توقف کامل و فرصت دادن به دیسک ترمز برای خنک شدن به صورت کامل از بین برود. این نوع دیسک ها در این چند سال اخیر پیشرفت بسیار زیادی کرده و منجر به تولید انواع و اقسام متنوعی از آنها شده است.
انواع دیسک ترمز خنک شونده
همان طوری که در پاراگراف قبلی هم اشاره کردیم این نوع دیسک ها دارای انواع متفاوتی هستند از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
نوع اول: دیسک های سوراخ دار
همان طوری که از نام این نوع دیسک ها می توان متوجه شد، بر روی سطح این دیسک ها یک سری سوراخ وجود دارد که به دو منظور این سوراخ ها ایجاد شده که در زیر به این دو مورد اشاره خواهیم کرد:
- خارج شدن حرارت ناشی از درگیر شدن لنت ها و ترمزها و در نهایت کاهش پیدا کردن اصطکاک بین آنها
- خارج شدن گازهایی که در مواد موجود در لنت وجود دارد. این گازها زمانی خارج می شوند که لنت با دیسک درگیر می شود
این گازهایی که از آن نام بردیم موجب می شود تا قدرت بازدارندگی ترمز کم شود. در واقع این گازها یک لایه بر روی سطح دیسک تشکیل می دهد و به نوعی به کاهش تماس لنت و دیسک ترمز کمک می کند. همین مورد به منظور خروج و تخلیه این گازها برای عملکرد بهتر سیستم ترمز اجرا می شود.
نوع دوم: دیسک های شیاردار
نوع دوم در دیسک چرخ خنک کننده، دیسک های شیاردار هستند و به این دلیل به آنها شیاردار می گویند که در روی سطح صفحه دیسک شیارهایی تراش داده شده است. وظیفه این شیارها در واقع انتقال گاز، حرارت و آب از روی سطح دیسک است. به نوعی می توان اینگونه گفت که این شیارها به مانند جوی های آبی هستند که مواد مضر ایجاد شده به هنگام تماس لنت و دیسک را به بیرون هدایت می کنند.
از این نوع دیسک بیشتر در خودروهای مسابقه ای استفاده می شود به دلیل اینکه توان مقابله با فشارهای بسیار بالا را دارا می باشند. این دیسک ها به نسبت دیسک ترمز سوراخ دار عمر مفید بیشتری را دارا می باشند چرا که مقاومت بسیار بالاتری از خودشان نشان می دهند. اما ناگفته نماند که شیارهای دیسک باعث ساییدگی در لنت ها هم می شود.
نوع سوم: دیسک های مختلط
در دیسک ترمز مختلط سعی شده صفحه با شیار و سوراخ در کنار یکدیگر طراحی شود. همین مورد موجب شده تا علاوه بر حفظ یکپارچگی دیسک ها، گاز، آب و حرارت از سطح دیسک به بیرون منتقل شده و همچنین اصطکاک لنت ها هم کاهش پیدا کند.
نوع چهارم: دیسک های موج دار
از این نوع دیسک تا مدت ها پیش در مسابقه های موتورسواری استفاده می شد. اما کم کم و از سال 2011 به بعد، شرکت آئودی تصمیم گرفت که بر روی دیسک های موج دار سرمایه گذاری کند. از همان روزهای اول از این نوع دیسک ترمز بر روی برخی از سوپرکارهای خود استفاده کرد و به نوعی آن را به دنیا معرفی نمود.
دیری نپایید که وزن کم دیسک موج دار (وزن کم آن به دلیل استفاده از مواد سازنده کمتر بود) و همچنین تخلیه حرارتی بهتر آن باعث شده تا دیگر کمپانی ها هم در وسیله های نقلیه خود از این دیسک استفاده کنند. محیط بیرونی صفحه دیسک موج دار از کنگره های موجی تشکیل شده بود و دو سطح آن هم به صورت سوراخ دار طراحی شده است.
آلیاژ و جنس دیسک ترمز از چه چیزی تشکیل شده است؟
همان طوری که اطلاع دارید دیسک ترمز از مواد متفاوت و مختلفی تشکیل شده است. اما نکته جالب توجه در هر کدام از این آلیاژها، بالا بردن ضریب حرارتی دیسک، کاهش استهلاک در برابر تماس و همچنین سایش بالا است. در این بین مواد مورد استفاده در انواع متفاوت دیسک ترمز به قرار زیر است که البته هر کدام از این مواد با تشخیصی که سازنده و نیازی که خودرو به نسبت کارایی اش دارد، در دیسک مورد استفاده قرار می گیرد.
- سرامیک کربن
در بین انواع دیسک ترمز بهترین ضریب حرارتی مربوط به سرامیک کربن است. به این دلیل که به هنگام ترمزگیری های سنگین بهترین عملکرد با کمترین احتمال تغییر شکل و خم شدگی را از خودش نشان می دهد. مزیت بعدی که می توان بیان کرد، کامپوزیت های سرامیکی آنها است. این کامپوزیت ها به طور معمول دارای کاربید سیلیکون تقویت شده با فیبر کربن هستند که دارای 5 مزیت بزرگ هستند:
- کاهش وزن: این دیسک ها در حدود 50 درصد کاهش وزن دارند. این یعنی چیزی در حدود 20 کیلوگرم از دیگر دیسک ترمزها وزن کمتری دارند.
- بهبود عملکرد سیستم ترمز
- پایداری حرارتی بالا
- بی نیاز بودن از جوشکاری
- مقاوم بودن در برابر ساییدگی زیاد و در نهایت طول عمر بیشتر
- فولاد ضد زنگ
- چدن خاکستری
این آلیاژ در واقع از ظرفیت بالا و نقطه ذوب پایین بهره می برد و همچنین از قابلیت ماشین کاری بسیار خوبی هم برخوردار است. به نسبت دیگر این نوع دیسک این نوع از دیسک ها از صرفه اقتصادی بسیار بیشتری برخوردارند و از همه مهم تر اینکه هزینه تولید آنها هم بسیار پایین تر است. نکته بعدی که می توان در مورد چدن خاکستری بیان کرد این است که چدن در برابر خوردگی بسیار مقاوم بوده و ضریب انتقال حرارت مناسبی هم از خودشان نشان می دهند.
- آلیاژهای تیتانیوم
- کامپوزیت ماتریکس آلومینیوم