ترمز دیسکی

لنت های ترمز جزئی از ترمزهای دیسکی هستند که در صنعت خودروسازی و دیگر مصارف مورد استفاده قرار می گیرند. لنت های ترمز از صفحات فولادی پشتی با مواد اصطکاک بالا قرار گرفته روی سطحی که روبروی روتور ترمز دیسک قرار دارد تشکیل شده است. اولین کفشک ترمز توسط Bertha Benz اختراع شد، که در اولین سفر جاده ای خود در سال 1888، ترمزهای فرسوده ثبت اختراع شده Motorwagen خود را با چرم روی چوب اصلی تقویت کرد.

بیشتر بخوانید: ترمز دیسکی - قسمت دوم

عملکرد ترمز دیسکی

لنت های ترمز انرژی جنبشی خودرو را از طریق اصطکاک به انرژی حرارتی تبدیل می کنند. دو لنت ترمز در کالیپر ترمز موجود است که سطح اصطکاکی با روتور در ارتباط است. هنگامی که ترمزها به صورت هیدرولیکی فعال می شوند، کالیپر دو لنت روی روتور چرخان را محکم کرده و فشار میدهد تا موجب کند شدن و توقف وسیله نقلیه شوند. هنگامی که یک لنت ترمز به دلیل تماس با روتور گرم می شود، مقادیر کمی از مواد اصطکاکی خود را بر روی دیسک رها می کند و یک پوشش خاکستری را روی آن جای می گذارد. لنت ترمز و دیسک (هر دو در حال حاضر ماده اصطکاکی دارند)، سپس به یکدیگر می چسبند و اصطکاکی را فراهم می کنند تا وسیله بایستد.

در ترمزهای دیسکی معمولاً دو لنت ترمز در هر روتور وجود دارد. اینها در محل نگه داشته شده و توسط دستگاه کالیپر چسبیده به توپی چرخ یا سیستم تعلیق به صورت عمودی فعال می شوند. با این حال، کالیپرهای مسابقه می توانند تا شش لنت، با خاصیت اصطکاکی مختلف در یک الگوی نامعین برای کارایی مطلوب، استفاده کنند. بسته به خاصیت مواد، وزن وسیله نقلیه و سرعتی که در آن رانده می شود، ممکن است میزان ساییدگی دیسک ها متفاوت باشد. لنت های ترمز معمولاً باید به طور مرتب برای جلوگیری از ضعیف شدن ترمز (بسته به نوع لنت) تعویض شوند. بیشتر لنت های ترمز به روشی برای هشدار دادن به راننده در هنگام نیاز به تعویض مجهزند. تکنیک متداول تولید شیار کوچک مرکزی است که ناپدید شدن نهایی آن توسط سایش، پایان عمر سرویس لنت را نشان می دهد. روش های دیگر شامل قرار دادن نوار نازک فلز نرم در شیار است به گونه  ای که هنگام تمام شدن لنت (به دلیل سایش) ترمزها به صورت قابل شنیدنی تولید صدای ناهنجار میکنند. یک برگه سایش فلز نرم نیز می تواند در مواد لنت تعبیه شود که وقتی لنت ترمز نازک می شود، یک مدار الکتریکی را اتصال کوتاه می کند و چراغ هشدار داشبورد را روشن می کند.

بیشتر بخوانید: ترمز هیدرولیکی

تاریخچه لنت ترمز یا ترمز دیسکی

ایده لنت ترمز یا ترمزهای دیسکی به عنوان جایگزینی برای ترمزهای طبلی، حداقل در ابتدای ثبت اختراع توسط F. W. Lanchester در سال 1902 وجود داشته است. با این حال، به دلیل هزینه بالا و ناکارآمدی در مقایسه با ترمزهای طبلی، آنها تا بعد از جنگ جهانی دوم استفاده نمی شدند. هنگامی که فناوری ترمز دیسکی بهبود یافت، عملکرد ترمز دیسکی به سرعت از ترمزهای طبل پیشی گرفت. تفاوت عملکرد بیشتر در سال 1953 به نمایش گذاشته شد که یک جگوار مجهز به لنت های ترمز در 24 ساعت مسابقه Le Mans Grand Prix  استقامتی برنده شد. موفقیت جگوار بیشتر به دلیل استفاده از ترمزهای دیسکی در اتومبیل بود، که به رانندگان این امکان را می داد که به سرعت به پیچ ها نزدیک شده و دیرتر ترمز کنند، که درنهایت به پیروزی آن کارخانه منجر شد. در اواخر 1963 اکثر خودروهایی که از ترمزهای دیسکی استفاده می کردند اروپایی بودند، در خودروهای آمریکایی در اواخر دهه 1960 پس از اختراع كالیپرهای ثابت كه سیستم نصب شده ارزان تر و کوچک تر شده بود، این فن آوری پذیرفته شد.

مزایای ترمز دیسکی

ترمزهای دیسکی نسبت به ترمزهای طبل عملکرد بهتری دارند. آن ها مقاومت بهتری در برابر "ضعیف شدن ترمز" ناشی از گرمای بیش از حد لنت های ترمز نشان می دهند و همچنین می توانند به سرعت از غوطه وری بهبود یابند (ترمزهای مرطوب کمتر تأثیر می پذیرند). برخلاف ترمز درام، ترمز دیسک هیچ اثر خود سروویی ندارد - نیروی ترمز همیشه با فشار وارد شده به اهرم پدال ترمز متناسب است. با این وجود بسیاری از سیستم های ترمز دیسکی با استفاده از سروو ("تقویت کننده ترمز") برای کاهش نیروی پدال راننده کمک می کنند. لنت های ترمز دیسکی نسبت به آستر اصطکاک ترمز طبل راحت تر بازرسی و تعویض می شوند.

انواع مختلف لنت

انواع مختلفی از لنت های ترمز بسته به نوع استفاده وسایل نقلیه، از خیلی نرم و خشن (مانند کاربردهای مسابقه ای) گرفته تا ترکیبات سخت تر، بادوام تر و ترکیبات کم خشن تر وجود دارند. بیشتر سازندگان خودرو نوع خاصی از لنت ترمز را برای وسیله نقلیه خود توصیه می کنند، اما ترکیبات با توجه به سلیقه های شخصی و سبک های رانندگی (با خرید نوع مختلفی از لنت یا ارتقاء به لنت کاربردی در محدوده تولیدکننده) قابل تغییر هستند. هنگام خرید لنت های ترمز غیراستاندارد، همیشه باید مراقب باشید زیرا دامنه دمای کار ممکن است متغیر باشد، از جمله اینکه عملکرد لنت هنگام کار کردن لنت های سرد دارای بازدهی پایین بوده یا لنت های استاندارد در هنگام رانندگی طولانی ضعیف عمل می کنند. در خودروهایی که از ضعف بیش از حد ترمز رنج می برند با نصب لنت های ترمز با کیفیت بهتر و خشن تر می توان این مشکل را به حداقل رساند.

مواد لنت ترمز

مهم ترین ویژگی هایی که هنگام انتخاب مواد لنت ترمز در نظر گرفته می شود به شرح زیر است:

• توانایی مواد در برابر مقاومت در برابر ضعف ترمز، که در اثر افزایش دما ایجاد می شود، از تبدیل انرژی جنبشی به انرژی حرارتی به وجود می آید.
• اثرات رطوبت در ضعف ترمز. تمام ترمزها طوری طراحی شده اند که به اندازه حداقلی در موقع قرار گرفتن در معرض موقت رطوبت مقاومت کنند.
• توانایی بازیابی سریع اثر افزایش دما یا رطوبت، و نشان دادن تقریبی سطح اصطکاکی مشابه در هر نقطه در فرآیند خشک کردن یا خنک کنندگی.
• ضریب اصطکاک لنت های ترمز مدرن باید به اندازه کافی کم باشد تا از قفل چرخ ها جلوگیری شود اما به اندازه کافی برای تامین نیروی کافی زیاد باشد. ضرایب اصطکاک برای مواد لنت ترمز معمولاً بین 0.3 تا 0.5 است.
• توانایی مقاومت در برابر سایش به دلیل اصطکاک، اما نه به حدی که سایش روتور با سرعت بیشتری نسبت به سایش و فدا شدن مواد ترمز اتفاق بیفتد.
• توانایی مواد برای ایجاد تماس صاف و برابر با روتور یا طبل، به جای موادی که تکه تکه شده یا باعث ایجاد گودال ها، حفره ها یا آسیب های دیگر سطح تماس می شود.
• توانایی اعمال نیروی اصطکاک مناسب در کنار عملکرد بی سروصدا.
• مورد دیگر که در مورد نیازمندی ماده باید مورد توجه بایستی قرار گیرد، این است که لنت های ترمز چقدر بتوانند فشرده شود. اگر بیش از حد فشرده شود، خط ترمز می تواند بیش ازحد باشد. مواد لنت ترمز همچنین باید متخلخل باشد تا آب روی ضریب اصطکاک تأثیر نگذارد.

آزبست به عنوان یک ماده مشترک برای ترمزها پس از جنگ جهانی اول اضافه شد، زیرا با افزایش سرعت خودرو، تحقیقات نشان داد که خواص آزبست به آن اجازه می دهد گرما را جذب کند (که می تواند به 500 درجه فارنهایت برسد) درحالی که هنوز اصطکاک لازم را برای متوقف کردن وسیله نقلیه فراهم می کند. با این حال، درحالی که خطرات جدی مربوط به سلامتی آزبست درنهایت آشکار شد، مواد دیگر نیز باید برای جایگزینی یافت می شد. لنت های ترمز آزبستی در کشورهای جهان اول با مواد آلی غیر آزبست (NAO) جایگزین شده اند. امروزه مواد لنت ترمز در یکی از چهار دسته اصلی به شرح زیر طبقه بندی می شوند:

1. مواد غیرفلزی - این ها ساخته شده از ترکیبی از مواد مصنوعی مختلف هستند که به یک کامپوزیت عمدتاً به شکل سلولز، آرامید، PAN و شیشه مصنوعی وصل می شوند. آن ها نسبت به روتور ملایم هستند، اما مقدار کمی گرد و غبار ایجاد می کنند، بنابراین عمر کمی دارند.
2. مواد نیمه فلزی - مصنوعی که با نسبت های مختلف فلزات پوسته پوسته شده مخلوط می شوند. این ها سخت تر از لنت های غیرفلزی، مقاوم در برابر ضعیف شدن بوده و ماندگاری آنها بیشتر است. اما هزینه افزایش سایش به روتور / طبل که باید زودتر تعویض شوند را نیز موجب می شوند. آن ها همچنین برای ایجاد گشتاور ترمزی به نیروی محرک بیشتری نسبت به لنت های غیرفلزی نیاز دارند.
3. مواد کاملاً فلزی - این لنت ها فقط در وسایل نقلیه اتومبیلرانی استفاده می شوند و از فولاد سخت شده و بدون هیچ گونه افزودنی مصنوعی تشکیل شده اند. ماندگاری آنها بسیار طولانی است، اما به سرعت بیشتری احتیاج دارند تا در حین سایش سریع تر روتورها، وسیله نقلیه را کندتر کنند. آن ها همچنین عموما بسیار پرصدا هستند.
4. مواد سرامیکی - مرکب از خشت و چینی که به تکه های فلزی و رشته های مسی متصل شده است، این ها سازش خوبی بین دوام لنت های فلزی، ترمز گیری و مقاومت در برابر ضعیف شدن انواع مصنوعی است. با این وجود اشکال اصلی آن ها این است که برخلاف سه نوع قبلی، علی رغم وجود مس (که دارای هدایت حرارتی بالایی است)، لنت های سرامیکی عموماً گرمای را خوب از بین نمی برند، که درنهایت می تواند باعث پیچ و تاب لنت ها یا سایر اجزای ترمز شود. بااین حال، از آنجا که مواد سرامیکی باعث می شود صدای ترمز فراتر از شنوایی انسان بالا رود، آن ها فوق العاده آرام هستند.

رزین فنل فرمالدئید اغلب به عنوان ماده اتصال دهنده مورد استفاده قرار می گیرد. گرافیت می تواند به عنوان ماده اصطکاکی و همچنین ماده اتصال دهنده بکار گرفته شود. ماده اصطکاکی دیگری که معمولاً مورداستفاده قرار می گیرد سیلیکات زیرکونیوم است. یک تولیدکننده ایتالیایی تحقیقاتی را برای استفاده از سیمان به عنوان ماده اتصال دهنده ارزان و کم انرژی انجام می دهد. در جدول زیر، ترکیب یک لنت ترمز مشترک بیان شده است.

عوامل محیطی وجود دارد که بر انتخاب مواد لنت ترمز نظارت دارد. به عنوان مثال، لایحه SSB 6557 که در سال 2010 در ایالت واشنگتن تصویب شد، مقدار مس مجاز برای استفاده در مواد اصطکاکی را محدود می کند تا درنهایت به دلیل تأثیر منفی مقادیر بالای مس در زندگی آبزیان، به کمترین مقادیر برسد. برای جایگزینی آن، ترکیبات متفاوتی از مواد تولید شده است، اگرچه هنوز جایگزینی مستقیم در دسترس نیست. مواد دیگر، مانند ترکیبات ساخته شده با آنتیموان، مورد مطالعه قرار می گیرند.

وسایل نقلیه نیازمند ترمزهایی با قابلیت های مختلف هستند. مواد اصطکاکی، فرمول ها و طرح های خاص کاربرد را ارائه می دهند. لنت های ترمز با ضریب اصطکاک بالاتر، ترمز خوبی را با فشار کمتر پدال ترمز فراهم می کند، اما تمایل به از دست دادن راندمان در دماهای بالاتر دارد. لنت های ترمز با ضریب اصطکاک کمتر و ثابت، در دماهای بالاتر کارایی خود را از دست نمی دهند و پایدار هستند، اما به فشار پدال ترمز بیشتری احتیاج دارند.

تعمیر و نگهداری و عیب یابی لنت های ترمز

لنت های ترمز را باید حداقل در هر 5000 مایل به خاطر سایش بیش از حد یا ناهمواری ها بررسی کرد. اگرچه سایش لنت ترمز برای هر وسیله نقلیه منحصر به فرد است، اما به طور کلی توصیه می شود که در هر 50،000 مایل لنت های ترمز تعویض شود.

نقص عملکرد لنت ترمز می تواند تأثیرات زیادی در عملکرد خودرو داشته باشد. نمودار زیر برخی موارد متداول را که می تواند در اثر نقص عملکرد لنت ترمز ایجاد شود، تشریح می کند:

فهرست بندی لنت های ترمز

سیستم های مختلفی برای فهرست بندی لنت های ترمز وجود دارد. رایج ترین سیستم در اروپا سیستم شماره گیری WVA است.

سیستم فهرست نویسی که در آمریکای شمالی مورداستفاده قرارگرفته و در سراسر جهان شناخته شده است، سیستم شماره گذاری قطعات استاندارد برای ترمزها و اتصالات کلاچ است که توسط موسسه استاندارد مواد اصطکاک (FMSI) صادر شده است. مأموریت FMSI، حفظ و تقویت این سیستم شماره گذاری قطعات استانداردسازی شده برای همه وسایل نقلیه بزرگراهی در حال استفاده در آمریکای شمالی است.

برای خرید لنت ترمز و یا خرید انواع لوازم یدکی هیوندای، لوازم یدکی کیا یا هر نوع خودروی دیگر میتوانید با کارشناسان ما تماس بگیرید همچنین میتوانید برای دریافت مشاوره در خصوص انواع لوازم یدکی هم با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.