درسنامه آموزشی تعمیر سیستم ترمز، تعلیق و فرمان کلاس یازدهم مکانیک خودرو

واحد یادگیری 3 (تعمیر اجزای اصطکاکی سیستم ترمز و سیستم پارک خودرو)

آیا تا به حال پی برده‌اید؟

- علت افزایش خط ترمز خودرو چیست؟
- علت گرم شدن لنت‌ها در ترمز‌های طولانی چیست؟
- علت ایجاد صدای ناهنجار در هنگام ترمزگیری چیست؟

استاندارد عملکرد

هنرجو در پایان این پودمان با انواع مکانیزم‌های ترمز و ترمز دستی آشنا و چگونگی باز و بست و عیب‌یابی سیستم ترمز را انجام دهد.

سیتم ترمز

به نظر شما گاری‌ها و کالسکه‌ها چگونه از حرکت متوقف می‌شدند؟ (از شکل 4 کمک بگیرید)

سیستم ترمز برای کاهش سرعت، متوقف نمودن و حفظ وضعیت سکون خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم ترمز یکی از سیستم‌های هدایت و کنترل خودرو محسوب می‌شود که رابطه مستقیمی با ایمنی سرنشینان و خودرو دارد.

سیستم ترمز هیدرولیکی

سیستم ترمز هیدرولیکی به شیوه متداول از سال 1920 مورد استفاده قرار گرفته است. در ترمزهای هیدرولیکی برای توقف چرخ‌ها، راننده به پدال ترمز نیرو وارد می‌کند. نیروی اعمالی پای راننده توسط سیلندر اصلی به فشار هیدرولیکی تبدیل می‌شود و این نیروی هیدرولیکی به مکانیزم ترمز چرخ‌ها توسط لوله‌های انتقال دهنده انتقال می‌یابد و از طریق تماس لنت با دیسک یا کاسه چرخ، به نیروی اصطکاکی و گرما و به کاهش سرعت یا توقف خودرو می‌انجامد.

به‌صورت کلی می‌توان اجزا سیستم ترمز از نوع هیدرولیکی را به دو دسته، اجزای اصطکاکی و اجزای هیدرولیکی دسته‌بندی کرد. در این بخش اجزای اصطکاکی مورد بررسی قرار می‌گیرند. اجزای هیدرولیکی در بخش بعدی بررسی می‌شود.

اجزای اصطکاکی سیستم ترمز

انواع مکانیزم ترمز چرخ

مکانیزم ترمز چرخ نیروی پای راننده را به نیروی اصطکاکی تبدیل می‌کند و این نیروی اصطکاک باعث تولید شتاب منفی شده که منجر به کاهش سرعت و توقف خودرو می‌گردد. این مکانیزم معمولاً همان‌طور که در شکل 5 نیز نشان داده شده، به دو دسته ترمز کفشکی (کاسه‌ای) و ترمز دیسکی تقسیم‌بندی می‌شود.

ترمز کفشکی (کاسه‌ای)

در این نوع سیستم ترمز، کاسه چرخ یا درام به همراه چرخ دوران می‌کند. امروزه این سیستم بیشتر روی چرخ‌های عقب نصب می‌شود. شکل 6 اجزای این مکانیزم را نشان می‌دهد.

مکانیزم ترمز کفشکی به‌طور کلی به سه نوع زیر تقسیم‌بندی می‌شود:

- سیستم ترمز کفشکی سیمپلکس

- سیستم ترمز کفشکی دوپلکس

- سیستم ترمز کفشکی سرو

سیستم ترمز دیسکی

سیستم ترمز دیسکی از سال 1970 بر روی چرخ‌های جلو و عقب خودروها نصب گردیده است. مکانیزم ترمز دیسکی با توجه به شکل 10 از این قطعات تشکیل شده است:

انواع مکانیزم‌های سیستم ترمز دیسکی

نیروی ترمزی

خودروی در حال حرکت دارای انرژی جنبشی می‌باشد. برای خودروی شکل 13 انرژی جنبشی از طریق رابطه زیر به‌دست می‌آید:

${U_K}$: انرژی جنبشی خودروی در حال حرکت (j)
$m$: جرم خودرو (Kg)
$v$: سرعت خودرو (m/s) در زمان شروع ترمزگیری

 زمانی که ترمزگیری صورت می‌گیرد و خودرو متوقف می‌شود، کار انجام شده توسط سیستم ترمز، که از طریق رابطه زیر قابل محاسبه می‌باشد، با انرژی جنبشی خودرو برابر است. 

1- ${U_m} = F.S$

2- ${U_k} = \frac{1}{2}m{v^2}$

${U_m}$: انرژی جنبشی خودرو یا کار ترمزی (j)
$F$: نیروی ترمزی (N)
$S$: مسافت ترمزی از لحظه شروع ترمزگیری تا متوقف شدن خودرو (m)

با توجه به رابطه 1 و 2 داریم:

${U_m} = {U_k} \to F.S = \frac{1}{2}m{v^2} \to F = \frac{{m{v^2}}}{{2S}}$

گشتاور ترمزی

با توجه به شکل 13، گشتاور اصطکاکی ترمز بین تایر و زمین عبارت است از:

${M_{Fr}} = \mu GR$

از طرفی گشتاور اصطکاکی ترمز بین لنت و دیسک یا کاسه چرخ به وجود می‌آید که از رابطه زیر به‌دست می‌آید.

${M_{Br}} = {F_{Br}}.r$

به منظور دستیابی به کمترین مسافت ترمزی باید گشتاور اصطکاکی ترمز $({M_{Br}})$ با گشتاور اصطکاکی بین تایر و زمین برابر باشند. بنابراین می‌توان نیروی ترمزی مورد نیاز، که بین لنت و دیسک یا کاسه چرخ ایجاد می‌شود، را به‌دست آورد:

${M_{Fr}} = {M_{Br}} \to \mu GR = {F_{Br}} = \frac{{\mu GR}}{2}$

پس از مشاهده فیلم آموزشی، ارتباط سیستم ترمز با سایر سیستم‌های خودرو، در جدول زیر را کامل کنید.

	عیب	اثر
مجموعه چرخ		ساییدگی نامناسب تایرها
سیستم فرمان

بررسی سیستم اصطکاکی ترمز در حالت ایستایی و حرکتی

علل سایش، لرزش و صدای غیرعادی اجزای اصطکاکی سیستم ترمز عبارت‌اند از:

1- جنس نامناسب لنت ترمز
2- شل شدن قطعات مکانیزم ترمز چرخ‌ها
3- ساییدگی و تاب یا دو پهنی کاسه‌چرخ و یا دیسک ترمز
4- فرسودگی و یا داشتن لقی بیش از اندازه بلبرینگ‌های چرخ
5- استفاده بی مورد و مداوم از ترمز
6- آغشته شدن لنت‌ها به مایع ترمز

بررسی پدال ترمز

یکی از پارامترهای صحت عملکرد ترمز، مقدار خلاصی و کورس حرکتی پدال ترمز می‌باشد. اگر کورس پدال ترمز از حد استاندارد خود خارج گردد نشان از عیوبی همچون وجود هوا در سیستم ترمز، کاهش سطح مایع هیدرولیک ترمز در مخزن، تنظیم نبودن مقدار کورس حرکتی پدال و... می‌باشد.

1- بازدید خلاصی پدال ترمز

1-1- قبل از انجام کار لازم است مدار ترمز هواگیری شود. (به کتاب سرویس و نگهداری خودرو سال دهم مراجعه شود)

1-2- پدال را به آرامی و با دست فشار داده تا میزان خلاصی آن مشخص گردد. (زمانی که زیر دست مقاومت احساس شود.) براساس دستورالعمل راهنمای تعمیرات سیستم ترمز مقدار مجاز را استخراج کرده و با عدد به‌دست آمده مقایسه گردد. درصورت اختلاف مقدار خلاصی را براساس دستورالعمل راهنمای تعمیرات تنظیم نمایید. (شکل 15)

1-3- بازدید فاصله پدال تا کف خودرو پدال را با نیرویی معادل 60 کیلوگرم (یا هر عددی که در کتاب راهنمای تعمیرات ذکر شده) فشار داده و در همین حال فاصله مرکزی سطح بالایی کفشک پدال تا سینی جلو باید در حد استاندارد باشد (شکل 16) در صورت مشاهده وجود اختلاف، باید بر اساس دستور العمل کتاب راهنمای تعمیرات خودرو، نسبت به رفع عیب اقدام کرد.

ترمز پارک (ترمز دستی) (Parking brake)

از ترمز دستی خودرو در شرایط زیر استفاده می‌شود:

1- در شرایط جاده شیب‌دار، که به ساکن نگه داشتن خودرو نیاز است، ترمز پارک باید قادر باشد تا شیب 18٪ خودرو را در حالت سکون حفظ نماید. 

2- در شرایط اضطراری که ترمز اصلی خودرو دچار مشکل شده است، به منظور کاهش سرعت خودرو یا متوقف نمودن آن با راندمان کمتری نسبت به ترمز اصلی از ترمز پارک استفاده می‌شود.

مکانیزم ترمز پارک معمولاً بر روی چرخ‌های عقب و در بعضی موارد بر روی چرخ‌های جلو و میل‌گاردان نصب می‌گردد. امروزه به دلیل استفاده از ترمزهای دیسکی در چرخ‌های عقب خودرو، مکانیزم ترمز پارک روی ترمز دیسکی چرخ‌های عقب نصب گردیده است. در شکل 19 یک نوع متداول از ترمز پارک که روی ترمز دیسکی نشان می‌دهد، مشاهده می‌شود.

معمولاً مکانیزم ترمز پارک توسط کابل فعال می‌گردد. مکانیزم‌های ترمز پارک از نظر راه اندازی عبارت‌اند از:

1- ترمز پارک اهرمی
2- ترمز پارک پدالی
3- ترمز پارک الکتریکی

روش آزمایش عملکرد ترمز پارک

ترمز پارک خودرو زمانی به‌طور صحیح تنظیم می‌باشد که اگر اهرم ترمز پارک به تعداد 6 تا 8 دنده به بالا کشیده شود، چرخ‌های عقب کاملاً قفل شوند.

ترمز پارک نوع اهرمی دارای دو مکانیزم کابلی دو شاخه‌ای و با واسط T شکل می‌باشد که در شکل‌های 20 و 21 نشان داده شده‌اند. با توجه به شکل 20 با فعال شدن ترمز پارک کابل اولیه کشیده می‌شود. این امر باعث کشیده شدن کابل ثانویه می‌گردد. کشیده شدن کابل ثانویه باعث فعال شدن مکانیزم ترمز پارک نصب شده بر روی مکانیزم ترمز چرخ می‌گردد و باعث درگیری لنت با کاسه‌چرخ و یا دیسک ترمز می‌شود و در نهایت باعث توقف خودرو و همین‌طور ساکن یا کم سرعت شدن خودروی در حال حرکت می‌گردد.

ترمز پارک نوع پدالی

ترمز پارک بسیاری از خودروهای جدید از نوع پدالی می‌باشد. در این نوع مکانیزم در شکل 22 نشان داده شده است، عامل راه‌اندازی سیستم ترمز پارک پدال می‌باشد.

روش رفع عیوب بدون بازکردن اجزای اصطکاکی سیستم ترمز

اولین گام در شناسایی عیوب سیستم ترمز توجه به نشانه‌های آن می‌باشد. ایجاد صدای ناهنجار، عمل نکردن ترمز پارک، عمل نکردن میکروسوئیچ چراغ ترمز، تنظیم نبودن پدال و... از نشانه‌های بروز عیب در سیستم ترمز خودرو می‌باشد که در بسیاری موارد برای شناسایی عیب نیازی به بازکردن اجزای اصطکاکی نمی‌باشد. نمودار شکل 23 عیوب اجزای اصطکاکی و علت آن‌ها را نشان می‌دهد.

عیوب اجزای اصطکاکی
- پایین رفتن بیش از حد پدال: عمل نکردن رگلاژ اتوماتیک، کاهش ضخامت لنت ترمز،  لقی بیش از حد بلبرینگ‌های چرخ
- ایجاد صدای ناهنجار: تمام شدن لنت‌های ترمز، گیرکردن جسم خارجی بین لنت و دیسک و یا کاسه چرخ، ساییدگی و ناهموار شدن کاسه چرخ و یا دیسک
- عمل نکردن ترمز پارک: زیاد بودن کورس حرکت اهرم ترمز پارک، آسیب دیدگی یا گیرکردن سیم اولیه یا ثانویه، ساییدگی بیش از اندازه لنت‌ها، تنظیم نبودن کابل اولیه
- تنظیم نبودن پدال: تنظیم نامناسب خلاصی پدال، کاهش سطح روغن درون مخزن، ساییدگی اجزای مکانیکی پدال ترمز
- عمل نکردن چراغ ترمز: تنظیم نامناسب میکروسوئیچ، جداشدن کانکتور میکروسوئیچ، خرابی میکروسوئیچ

لنت ترمز

لنت قطعه‌ای است که هنگام ترمزگیری با ایجاد اصطکاک در چرخ، انرژی جنبشی خودرو را به انرژی گرمایی تبدیل می‌کند تا به این طریق عمل ترمزگیری انجام شود و سرعت خودرو کاهش یابد. شکل 24 نشان دهنده انواع لنت‌های به کار رفته در خودروها می‌باشد. هنگام تولید لنت، آزمایش‌های مختلفی براساس استانداردهای ملی ایران (ISIRINO 2798) و استاندارد بین المللی (SAE661/JISO-4411) برروی آن انجام می‌گردد.

بررسی سیستم ترمز اصطکاکی در حالت ایستایی و حرکتی

مزایا و معایب مکانیزم ترمز دیسکی که در شکل 25 نشان داده شده است عبارت‌اند از:

مزایا:

- تأخیر کمتر در شروع فرایند ترمزگیری به دلیل فاصله کم لنت تا دیسک
- انتقال حرارت بالا و عملکرد بهتر در ترمزهای طولانی و پی در پی به دلیل اینکه دیسک با هوا در ارتباط است.
- نداشتن خاصیت قلاب‌شوندگی، که باعث می‌شود با رها کردن پدال ترمز، عمل ترمزگیری به صورت آنی خاتمه یابد.
- ایجاد صدای کمتر در حین عملکرد، نسبت به ترمز کاسه‌ای
- حساسیت کمتر در مقابل ساییدگی لنت به دلیل نیاز نداشتن به رگلاژ
- حساسیت پایین ترمز در مقابل رطوبت، گرد و غبار و غیره

معایب:

- نیاز داشتن به نیروی بیشتر برای ترمزگیری به دلیل پایین بودن ضریب افزایش نیرو و نبود خاصیت قلاب‌کنندگی
- پیچیدگی در طراحی و ساخت سیستم ترمز پارک
- بالا بودن قیمت تمام شده

روش عیب‌یابی، تعمیر و تعویض اجزای معیوب در مکانیزم ترمز دیسکی

عیب‌یابی و تعمیرات مکانیزم ترمز دیسکی عبارت اند از:

تاب برداشتن دیسک

با توجه به شکل 26 و با استفاده از ساعت اندازه‌گیری می‌توان مقدار تابیدگی دیسک ترمز را اندازه‌گیری نمود.

ساییدگی و یا آسیب‌دیدگی دیسک

ضخامت دیسک ترمز را با استفاده از یک میکرومتر اندازه‌گیری و با مقدار مجاز در دستورالعمل راهنمای تعمیرات خودرو مطابقت دهید. (شکل‌های 26 و 27)

عیوب لنت

1- وجود هرگونه روغن یا گریس روی سطوح لنت
2- ساییدگی غیر عادی و یا ترک‌خوردگی سطح لنت
3- آسیب‌دیدگی و یا خمیدگی بر اثر گرمای زیاد
4- حداقل ضخامت لنت

نوع کنترل	ابزار و روش کنترل	اقدام تعمیراتی
پدال ترمز	چشمی- کولیس- خط‌کش فلزی 1- بررسی کورس حرکتی پدال 2- بررسی لقی در اهرم‌بندی پدال ترمز 3- اندازه‌گیری خلاصی پدال ترمز	تنظیم کورس حرکتی پدال و رفع عیب آن در صورت وجود لقی بیش از اندازه در اهرم‌بندی پدال ترمز نسبت به تعویض یا اصلاح اهرم‌بندی اقدام نمایید. مقدار خلاصی پدال ترمز را براساس راهنمای تعمیراتی اندازه‌گیری نموده و در صورت اختلاف نسبت به رفع عیب آن اقدام نمایید.
لنت‌ها	چشمی- کولیس- خط‌کش فلزی ضخامت لنت‌ها آینه‌ای شدن لنت‌ها سایش غیر یکنواخت لنت‌ها
دیسک ترمز	چشمی- میکرومتر- ساعت اندازه‌گیر سایش غیریکنواخت و خط‌های عمیق بر روی دیسک ضخامت دیسک تاب برداشتن دیسک	کنترل ضخامت دیسک با میکرومتر و تاب دیسک توسط ساعت اندازه‌گیر پایه مغناطیسی در صورت تاب و یا داشتن حداقل ضخامت تعویض گردد.

روش عیب‌یابی، تعمیر و تعویض سیستم ترمز کفشکی

پس از دیدن فیلم آموزشی، عملکرد انواع سیستم‌های ترمز کفشکی جدول زیر را تکمیل نمایید.

ردیف	خصوصیت	سیمپلکس	دوپلکس	سرو
1	تعداد کفشک
2	تعداد سیلندر ترمز
3	تعداد تکیه‌گاه لنت‌ها
4	نوع تکیه‌گاه لنت‌ها

مزایا و معایب مکانیزم‌های ترمز کاسه‌ای عبارت‌اند از:

مزایا:

1- خاصیت قلاب‌کنندگی، که باعث افزایش نیروی ترمزی می‌شود.
2- ساده‌تر و کم هزینه بودن طراحی و ساخت مکانیزم ترمز پارک.

معایب:

1- ثابت بودن نیروی ترمزی در اثر نیروی کنترل نشده (قلاب‌کنندگی) کاهش می‌یابد، همچنین آزاد شدن چرخ‌ها پس از رها کردن پدال ترمز، به دلیل خاصیت قلاب‌کنندگی به تأخیر می‌افتد.
2- انتقال حرارت، به دلیل تماس مستقیم نداشتن لنت‌ها با جریان هوا ضعیف صورت می‌گیرد و اثر نیروی ترمزی در ترمزگیری‌های طولانی و پی‌درپی کاهش می‌یابد.
3- نیاز به تنظیم مستمر فاصله بین لنت و کاسه چرخ (رگلاژ چرخ ترمز) می‌باشد.

روش باز کردن و بستن مکانیزم ترمز کفشکی چرخ

پس از تحلیل نتایج آزمایش‌ها و اطمینان از نیاز به بازکردن مکانیزم ترمز کفشکی (کاسه‌ای)، جهت رفع اشکالات و انجام تعمیرات، اقدام به بازکردن این مکانیزم می‌شود.

جهت پیاده‌سازی مکانیزم ترمز کاسه‌ای از روی خودرو می‌بایست تجهیزات جانبی آن مطابق دستورالعمل کتاب راهنمای تعمیرات، ابتدا باز و بررسی‌های مربوطه انجام شود. به‌طور کلی این اقدامات عبارت‌اند از:

1- قسمت عقب خودرو را جک زده و زیر آن پایه تثبیت‌کننده (خرک) بگذارید.
2- چرخ‌های عقب خودرو را باز کنید.
3- کاسه چرخ و سایر متعلقات مکانیزم ترمز کفشکی را به ترتیب مشخص شده در کتاب تعمیرات باز کنید.

1- مهره قفلی
2- پین سوراخ‌دار
3- کاسه چرخ
4- فنر برگشت (پایینی)
5- پین و فنر نگهدارنده
6- کفشک
7- فنر برگشت
8- فنر لقی‌گیر
9- پین و فنر نگهدارنده
10- کفشک
11- قطعه رگلاژ اتوماتیک
12- لوله ترمز
13- سیلندر چرخ

عیب‌یابی و تعمیرات مکانیزم ترمز کفشکی

موارد زیر را در هنگام بازکردن مکانیزم ترمز کفشکی (کاسه‌ای) بازدید کرده و درصورت لزوم قطعات مربوطه را تعویض و یا تعمیر کنید.

1- در صورت خراشیدگی و ساییدگی غیر عادی کاسه چرخ، با توجه به دستورالعمل کتاب راهنمای تعمیرات، کاسه چرخ را تعویض کنید.

2- قطر داخلی کاسه چرخ را اندازه‌گیری و با مقادیر مجاز در کتاب راهنمای تعمیراتی مقایسه کنید. درصورت سایش بیش از اندازه مجاز نسبت به تعویض کاسه چرخ اقدام کنید.

3- پوسته شدن، ترک‌خوردگی و یا سائیدگی غیرعادی لنت را کنترل و درصورت بروز هریک از موارد فوق هر دو لنت را تعویض کنید.

4- فنرهای شکسته و معیوب، عملکرد مکانیزم ترمز را با اخلال مواجه می‌کند لذا در صورت مشاهده، فنرهای شکسته و معیوب را تعویض نمایید.

5- لنگی کاسه چرخ با کمک ساعت اندازه‌گیری بررسی و در صورت لنگی بیش از حد تعویض شود.

تعمیرات سیستم ترمز پارک

روش تعویض و تنظیم کلید نشانگر ترمز دستی

ترتیب تعویض و تنظیم کابل ترمز دستی

1- خودرو را به وسیلۀ جک بالا برده و زیر آن خرک بگذارید.
2- قطعات را به ترتیبی عددی که در شکل نشان داده شده است باز کنید.
3- روش بستن قطعات عکس روش بازکردن آن‌ها می‌باشد.

پدال ترمز

اولین قسمت سیستم ترمز، پدال ترمز است که برای فعال‌سازی سیستم ترمز توسط راننده به کار می‌رود. مکانیزم پدال باعث افزایش نیروی پای راننده می‌شود تا نیروی اعمالی به پیستون سیلندر اصلی افزایش یابد. شکل 33 مکانیزم پدال ترمز و چگونگی افزایش نیرو توسط پدال را نشان می‌دهد. این مقدار افزایش نیرو که از قانون اهرم‌ها پیروی می‌کند، برابر با b/a است.

بازدیدهای پدال ترمز

در هنگام باز کردن پدال ترمز، موارد زیر را بازدید و درصورت لزوم تعویض نمایید.

1- ساییدگی بوش‌ها
2- خمیدگی پدال
3- ساییدگی و یا خرابی لاستیک روی پدال
4- خمیدگی پیچ
5- خرابی و یا ضعیف بودن فنر برگشت