ترمز دیسکی خنک شونده و نحوه عملکرد آن

این نوع از دیسک های ترمز را دیسک هوا خنک یا خنک شونده با هوا گویند. زیرا قابلیتی برای این نوع از سیستم ها طراحی گردیده است که به راحتی بعد از ترمز گیری و در صورت حرکت خودرو، می توانند، کمی از گرمای خود را با مکانیزمی که برای حرکت هوا در اطراف آن ها تعبیه گردیده است، خود به خود خنک شده و از گرمای دیسک و کالیبر ترمز بکاهند.

این عمل باعث این گردیده است که خودرو دارای این قابلیت باشد که فواصل بیشتری را بدون نیاز به توقف برای خنک شدن دیسک ترمز، طی نماید.این نوع از دیسک ها دارای چندین نوع و چندین طرح می باشد.

برخی از طرح ها شیار دار بوده، و برخی دیگر دارای سوراخهایی برای خنک کنندگی. این نوع از دیسکها در انواع مختلف مواد و آلیاژها ساخته می شوند، این آلیاژها شامل فولاد آلیاژی، دیسکهای سرامیکی، دیسکهای فیبر کربنی و انواع مختلف دیگر نیز وجود دارند.

البته برای برخی سیستمهای ترمزهای خنک شونده با هوا، سیستم تهویه داخلی قرار داده شده است و نیازی به دیسک های با طراحی خاص برای تهویه وجود نداشته است، به همین دلیل برخی از دیسک ها را با طراحی ساده مشاهده خواهید نمود که دارای سیستم هوا خنک هستند.

ترمز دیسکی مجموعه است شامل:

• یک دیسک چدنی که به همراه چرخ دوران می کند.
•  مجموعه کالیپر که به شغال دست متصل شده است.
•  لنت های دیسک که بر روی کالیپر سوار شده اند.

انواع ترمز دیسکی-دیسک ترمز اسپرت
هنگامی که فشار هیدرولیک به پیستون کالیپر اعمال شود، پیستون به لنت داخلی نیرو اعمال می کند تا با دیسک تماس پیدا کند. با افزایش فشار، کالیپر به سمت راست حرکت کرده و سبب تماس لنت بیرونی با دیسک می شود. نیروی ترمزی به وسیله اصطکاک بین لنت هایی که بر خلاف جهت همدیگر دیسک را می فشارند تولید می شود.

البته ترمزهای دیسکی از اصطکاک بین لنت و دیسک برای افزایش قدرت ترمز استفاده نمی کنند. در حالی که ترمزهای کاسه ای از این روش برای افزایش قدرت ترمز استفاده کرده و به دلیل کشش لنت، قدرت کمتری در مقایسه با ترمزهای دیسکی تولید می کنند.

دیسک در تماس دائم با هوا قرار گرفته است و در نتیجه گرما را به خوبی انتقال می دهد و چسبندگی ترمز به حداقل میزان خود می رسد. همچنین امکان پاک کنندگی خود به خود و زدودن آب و گرد و خاک وجود دارد. ترمزهای دیسکی برخلاف ترمزهای کاسه ای دارای خاصیت خود ترمزی کمتری هستند و برای ایجاد نیروی ترمزی کافی، مستلزم فشار هیدرولیک بیشتر می باشند. این امر با افزایش اندازه پیستون کالیپر محقق می‌شود. این طراحی ساده به تعویض آسان لنت کمک می کند.

دیسک
دیسک معمولاً از چدن خاکستری ساخته شده و به صورت یکپارچه و یا پره دار است. دیسک پره دار داری پهنای بیشتری بوده که پره های خنک کننده در بین آن ریخته گری شده اند و به خوبی عمل خنک کنندگی را انجام می‌دهند. خنک کاری صحیح از بروز چسبندگی لنت ها جلوگیری کرده و سبب افزایش طول عمر لنت ها می‌شود. برخی دیسک های پره دار دارای پره های مارپیچ هستند که جریان هوای بیشتری تولید می کنند و عمل خنک کاری را بهتر انجام می دهند. در محور جلو تمامی خودرو های جدید تویوتا، از دیسک های پره دار استفاده شده است.

دیسک های یکپارچه در محور عقب سیستم چهار دیسکه یافت می شوند. البته قبلاً در خودرو های قدیمی تر در محور جلو به کار می رفتند.نوع سوم دیسک می تواند از نوع یکپارچه یا پره دار باشد که یک کاسه ترمز برای مجموعه ترمز دستی داخلی به آن اضافه شده است.به طور عمومی اتومبیل ها از قدیم ترمز کاسه ای داشتند. هنوز هم چرخ های عقب خیلی از اتومبیل ها همین ترمز را دارند.

دیسک ترمز تا دهه 50 میلادی خیلی عمومیت پیدانکرد. بعد از این زمان روی چرخ ها دیسک ترمز گذاشتند. در حال حاضر نیز استفاده از این نوع ترمز معمول شده است. یکی از مشکلاتی که در ترمز وجود دارد گرم شدن آن در نتیجه اصطکاک فلز با فلز است. که توان ترمز را پایین می آورد.

دیسک بایدخنک شود و راحت ترین راه، استفاده از جریان هوا است. اما در دیسک ترمز جایی برای عبور هوا وجود نداشت. تا اینکه در شعاع دیسک کانال هایی طراحی شد. این باعث می شود در زمان حرکت اتومبیل هوا از بین دیسک عبور کند و ترمز داغ نشود. دیسک سوراخ دار یا دیسک ترمز خنک شونده هنوز عمومی نشده است. اما در ماشین های اسپرت و گران قیمت از این نوع دیسک استفاده می شود.

این نوع از دیسک ها در انواع مختلف مواد و آلیاژها ساخته می شوند، این آلیاژها شامل فولاد آلیاژی، دیسک های سرامیکی، دیسک های فیبر کربنی و انواع مختلف دیگر نیز می باشند. البته برای برخی سیستم های ترمزهای خنک شونده با هوا، سیستم تهویه داخلی قرار داده شده است و نیازی به دیسک های با طراحی خاص برای تهویه وجود نداشته است، به همین دلیل برخی از دیسک ها را با طراحی ساده مشاهده خواهید کرد که دارای سیستم هوا خنک هستند.

هنگامی که خودرو در حرکت است و سیستم ترمز عمل خود را برای متوقف کردن آن شروع می کند، نیرو وزن خودرو از روی چرخ های عقب کاسته می شود و بر روی چرخ های جلو متمرکز می شود. بنابراین بایستی نیروی ترمز در چرخ های جلو بیشتر از چرخ های عقب باشد و به همین علت سیستم عمل کننده ترمز در چرخ های جلو قویتر از چرخ های عقب طراحی می شود.ایجاد تناسب لازم در تقسیم نیروهای ترمز بین چرخ های عقب و جلو به نحوی که هیچکدام از آنها قفل نشود از وظایف طراحان سیستم ترمز خودرو می باشد.

به همین دلیل بیشتر خودروهای جدید برروی دو چرخ جلوی خود دیسک ترمز دارند و در بعضی از خودروهای هر چهار چرخ مجهز به دیسک ترمز هستند دیسک ترمز بهترین نوع سیستم ترمز شناخته شده تابحال است. دیسکهای ترمز در بسیاری از موارد در توقف لوکوموتیو تا هواپیماهای جت به کار می روند. دیسکهای ترمز دیرتر فرسوده می شود، کمتر تحت تأثیر آب قرار می گیرد، خود تنظیم و خود پاک کن است.

گریپاژ کمتر و توقف بهتر وسیله نقلیه نسبت به سیستم های ترمز دیگر از خاصیت دیسک های ترمز است.
در واقع دیسک ترمز قسمتی از سیستم ترمز است که کار اصلی توقف خودرو را انجام می دهد.

 سیلندر ترمز دیسکی
دو نوع اصلی سیلندر ترمز دیسکی وجود دارد: سیلندر ترمز دیسکی معلق و سیلندر ترمز دیسکی ثابت.البته انواع دیگری نیز وجود دارد اما این دو نوع ذکر شده رایج تر هستند.

توجه: سیلندر ترمز دیسکی در صورت مشاهده نشت روغن ترمز باید تعویض شود.

سیلندر ترمز دیسکی معلق تک- پیستون
رایج ترین نوع دیسک ترمز در خودروها جدید سیلندر ترمز دیسکی شناور تک-پیستونی (single-piston floating Caliper) است. معلق بودن این سیلندر به آن خاصیت خود تنظیمی و خود مرکزی می دهد. این نوع دیسک ترمز امروزه به علت قیمت تمام شده ارزان تر و کارایی مطمئن به طور وسیع مورد استفاده قرار گرفته است.

سیلندر ترمز دیسکی ثابت دو - پیستون
سیلندر ترمز دیسکی دو- پیستون نیز در بعضی از خوروهای گران قیمت تر نصب می شود که سیستم ترمز آن خودرو را از ضریب اطمینان بالاتری برخوردار می سازد.

سیلندر ترمز دیسکی ثابت چهار - پیستون
در این نوع سیستم در هر طرف روتور دو سیلندر ترمز قرار دارد. سیلندر ترمز دیسکی ثابت چهار- پیستون از ضریب اطمینان بسیار بالاتری نسبت به دو نوع قبل برخودار می باشد اما به همان نسبت نیز گرانتر و هزینه سرویس کردن آنها نیز بسیار بیشتر از سیستم تک - پیستون است. این نوع سیستم ترمز در خودروهای بسیار گران قیمت و خودروهای پرقدرت نصب می شود.

اما امروزه در تولید انبوه خودروهای ارزان قیمت، کارخانه های خودروسازی به علت ارزان بودن و ضریب اطمینان مناسب نوع تک - پیستون، طراحی های انواع دو و چهار پیستونی از رده خارج شده اند.

اجزای اصلی دیسکی ترمز

•  لنت ها(لقمه) ترمز.
•  سیلندر ترمز دیسکی که شامل یک پیستون است.
•  چرخنده یا روتور که بر روی توپی چرخ سوار می شود.