هر وسیله‌ای که حرکت می‌کند برای توقف نیاز به یک اهرم دارد. ترمز ابزاری است که وظیفه توقف و کاهش سرعت را اغلب با استفاده از اصطکاک در هر وسیله مکانیکی که در آن حرکت رخ می‌دهد، مانند خودرو، دوچرخه و موتور سیکلت و… را برعهده دارد. ترمزها انواع مختلفی دارند و امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژی و تبدیل شدن سرعت به یک شاخصه مهم در وسایل نقیله، اهمیت ترمزها برای حفظ ایمنی افزایش یافته است. در ادامه با ساختار و انواع ترمز آشنا می‌شوید با ما همراه باشید.
ترمز چیست؟
کلمه ترمز از زبان روسی به زبان فارسی راه یافته است. ترمز یک وسیله مکانیکی است که حرکت را با جذب انرژی از یک سیستم متحرک مهار می‌کند. ترمزها اغلب با استفاده از نیروی اصطکاک باعث توقف و کاهش سرعت وسیله نقلیه می‌شوند و نقش مهمی را در خودرو برعهده دارند.
ساختار ترمز
در اکثر خودروها از ترمز روغنی استفاده می‌شود. این ساختار در هر یک از چرخ‌ها شامل کاسه چرخ است که در داخل آن دو بازوی ترمز تعبیه شده است. میان این دو بازو یک سیلندر دیده می‌شود که در داخل آن یک فنر، دو پیستون لاستیکی و دو پیستون فلزی وجود دارد. توسط دو میله از دو طرف سیلندر، بازوهای ترمز به پیستون‌ها وصل شده‌اند. در حالت عادی بازوهای ترمز توسط فنری که آن‌ها را بهم نزدیک می‌کند از کاسه چرخ دور هستند، اما با فشردن پدال ترمز توسط راننده، از تلمبه ترمز، روغن تحت فشار به داخل سیلندرهای هر چرخ وارد و پیستون‌ها را به طرفین می‌راند که به نوبه خود بازوها را باز و به کاسه چرخ نیروی اصطکاک می‌دهد تا چرخ‌ها متوقف شوند.
تلمبه ترمز مخزنی است که در آن روغن ترمز ریخته می‌شود و در زیر آن یک سیلندر قرار گرفته است که توسط سوراخ‌های ریزی با مخزن بالا در ارتباط است. در این سیلندر یک فنر قوی همراه با سوپاپ مخصوص در بالای آن، یک پیستون لاستیکی و یک پیستون فلزی وجود دارد.
پیستون از طریق میلی به پدال ترمز متصل است. هنگام فشار دادن پدال ترمز، پیستون روغن‌های جلوی خود را به داخل سیلندر هریک از چرخ‌ها، توسط لوله‌کشی‌های مخصوص می‌راند و چرخ‌ها از حرکت باز می‌ایستند.
درواقع توقف خودرو توسط ترمزها به واسطه اصطکاک بازوهای ترمز با کاسه‌چرخ‌ها انجام می‌شود. اگر اصطکاک طولانی شود به دلیل حرارت زیاد احتمال دارد فلزات گرم و آب شوند. بنابراین استفاده از ترمز باید متناوب و کوتاه باشد تا بر اثر اصطکاک و گرمای ایجاد شده لنت‌ها نسوزند و از بین نروند.
انواع ترمز
انواع مختلفی از ترمز ها در وسایل نقلیه استفاده می‌شود که عبارتند از:
سیستم ترمز اصطکاکی
سیستم‌های ترمز اصطکاکی که در اکثر خودروها مشاهده می‌شود که طراحی پیچیده‌ای دارند و در دو شکل لنت ترمز کفشکی و دیسکی در دسترس هستند. در این ترمز از نیروی اصطکاک برای کاهش سرعت و توقف وسیله نقلیه استفاده می‌شود.
ترمز مکانیکی
در این ترمز قطعات مکانیکی مانند چفت و بست‌های مکانیکی، فنر و میله‌های استوانه‌ای نیروی ترمز را به چرخ انتقال می‌دهند. این سیستم ترمز به علت اثربخشی پایین در خودروهای جدید استفاده نمی‌شود.
ترمز خلا
تشکیل خلا در لوله‌های ترمز باعث حرکت لنت‌ها شده که در نتیجه خودرو متوقف می‌شود. سیستم ترمز خلاءبیشتر در قطارها کاربرد دارد.
سیستم ترمز الکترومغناطیسی
در این سیستم ترمز، یک آهنربای دائمی میدان مغناطیسی تولید می‌کند که در نهایت توسط اصول الکترومغناطیسی با اعمال نیروی ترمز به چرخ‌ها، خودرو متوقف می‌شود. این ترمز به دلیل ماهیت مغناطیسی خود از عملکرد سریعی برخوردار است اما به صورت محدود در برخی از خودروها نصب شده است. در ترمز الکترومغناطیسی سایش و فرسودگی به شدت کاهش می‌یابد زیرا اصطکاک وجود ندارد.
سیستم ترمز هیدرولیک
سیستم ترمز هیدرولیکی از سیلندرهای اصلی ایجاد شده است که از یک مخزن، مایع ترمز هیدرولیک را دریافت می‌کند. زمانی که راننده پدال ترمز را فشار می‌دهد نیروی ترمز از طریق سیلندر، تبدیل به فشار هیدرولیکی شده و توسط خطوط لوله‌های ترمز و دیگر قطعات به چرخ‌ها انتقال می‌یابد. چرخ شامل دو پیستون مخالف است که بر روی ترمزهای درام قرار دارند. که فشار وارد شده، دو پیستون از هم جدا و لنت‌های ترمز را به داخل سیلندرها وارد می‌کند و در نهایت خودرو متوقف می‌شود.
در ترمز هیدرولیکی از روغن ترمز برای انتقال نیروی ترمز استفاده می‌شود که در خودروهای امروزی رایج است.
ترمز هوایی
سیستم ترمز هوایی یا پنوماتیکی در وسایل نقلیه سنگین مانند اتوبوس، کامیون و … کاربرد دارد. با فشردن پدال ترمز، هوای جو توسط فیلتر هوا و از طریق یک مقدار تخلیه کننده به کمپرسور وارد می‌شود. این هوای فشرده شده در کمپرسور برای انتقال نیروی ترمز و ترمزگیری استفاده می‌شود. قدرت ترمز این سیستم از نوع هیدرولیکی بیشتر است.
ترمز سیمی
ترمز سیمی در ترمز دستی خودروها استفاده می‌شود.
ترمز الکتریکی
ترمز الکتریکی در خودروهای الکتریکی کاربرد دارد که به سه نوع بازیاب انرژی، پلاگین و رئوستاتیکی یا مقاومتی طبقه‌بندی می‌شود. این خودروها از موتورهای الکتریکی، انرژی جنبشی دریافت می‌کنند.
در ترمز بازیاب هنگام گرفتن ترمز، موتور الکتریکی وارد حالت ژنراتوری می‌شود و انرژی جنبشی چرخ‌ها را می‌گیرد و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل و در بانک باتری ذخیره می‌کند که در نتیجه خودرو می‌ایستد. در نوع پلاگین پس از فشردن پدال ترمز، جهت چرخش موتور برعکس شده و خودرو متوقف خواهد شد. همچنین در ترمز رئوستاتیکی، در مدار ترمز از یک مقاومت متغیر استفاده می‌شود که با اتلاف انرژی فرآیند ترمزگیری انجام می‌گردد.