فرامل السيارة أنواعها وكيف يعمل كل منها

يعد نظام فرامل السيارة (Brake System) أحد الأجزاء الرئيسية في أي سيارة والذي يعمل على إبطاءها، حيث يجب ألا تكون الفرامل ضعيفة جداً ولكن في نفس الوقت ليست قوية بشكل مفرط .

من شأن فرامل السيارة القوية جدًا أن تعرضنا باستمرار للأذى عند استخدامها بشكل مفاجئ، فعند توقف السيارة فجأة أو بقوة قد يصطدم الراكب الخلفي بالمقعد الأمامي أو يتأذى رأس السائق بعجلة القيادة .

حقيقة الأمر هو أن مكابح السيارة ترتبط بقوانين الحركة لنيوتن، والتي تنص على :

الجسم الساكن أو المتحرك سيظل ساكناً أو متحركاً مالم تؤثر عليه قوة خارجية .

من ناحية أخرى، إذا كان النظام ضعيفًا جداً فإن مسافة التوقف ستزيد وبالتالي قد تؤدي إلى وقوع حوادث .

لذا يجب أن يكون النظام مثاليًا تمامًا لإيقاف السيارة عند أدنى مسافة آمنة دون التأثير على راحة السائق أو الركاب .

في محاولة لتحقيق ذلك كان هناك الكثير من التطورات في تكنولوجيا فرامل السيارة بدءاً من المكابح الميكانيكية وانتهاءً بالهيدروليكية والهوائية .

ذات صلة : 10 علامات تشير إلى وجود مشكلة بمكابح السيارة .

كيف تعمل فرامل السيارة ؟

لمبة الاسطب الخلفي

تم تصميم فرامل السيارة لإبطاء ووقف حركة السيارة .

للقيام بذلك يجب على المكونات المختلفة داخل النظام تحويل الطاقة المتحركة للسيارة إلى حرارة ة وذلك يتم بواسطة الاحتكاك .

الاحتكاك هي القوة المقاومة التي تحدث عند تحرك سطحين متلاصقين باتجاهين متعاكسين عندما يكون بينهما قوة ضاغطة تعمل على تلاحمهما معا وتنتج كمية من الحرارة .

يلعب نوعان من الاحتكاك دوراً في التحكم في السيارة وهو الاحتكاك الحركي والاحتكاك الساكن .

كما تعتمد كمية الاحتكاك أو مقاومة الحركة على نوع المادة الملامسة ونعومة أسطح الاحتكاك والضغط الذي يمسكهما معاً .

تحدث هذه العملية عن طريق ضغط سائل خاص داخل أجزاء المكابح حسب قانون باسكال والذي بنص على :

الضغط الواقع على أي جزء من سائل محصور في وعاء مغلق ينتقل بكامله وبانتظام إلى جميع أجزاء السائل ويعمل في جميع الاتجاهات

عندما يتم الضغط على دواسة المكابح أثناء تحرك السيارة تنتقل القوة إلى الباكم الذي ينتج قوة اضافية .

تنتقل القوة إلى علبة الفرامل فيُجبر السائل الهيدروليكي الموجود بداخلها على المرور بأنابيب خاصة متجهاً إلى الكليبر .

يعمل هذا الأخير بضغط الفحمات ذات القوام الخشن على الأجزاء الدوارة من السيارة وهي الهوبات .

يتم بعد ذلك تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية عن طريق الاحتكاك الحركي لأسطح الاحتكاك وتبطئ السيارة حتى تتوقف تماماً .

عندما تتوقف السيارة يتم تثبيتها في مكانها عن طريق الاحتكاك الساكن .

يقاوم الاحتكاك بين أسطح الفرامل وكذلك الاحتكاك بين الاطارات والطريق أي حركة .

للتغلب على الاحتكاك الساكن الذي يجعل السيارة بلا حراك يتم تحرير دواسة الفرامل .

بعد ذلك يتم تحويل الطاقة الحرارية للاحتراق في المحرك إلى طاقة حركية عن طريق ناقل الحركة فتتحرك السيارة .

ماهي أنواع فرامل السيارة ؟

1 – نظام فرامل السيارة الميكانيكي

فرامل الانتظار
صورة توضح مكونات فرامل الانتظار

تستخدم غالباً بيد الجلنط (Parking brake) حيث يتم توفير رافعة بالقرب من مقعد السائق أو دواسة بجانب دواسة الكبح تتصل بأسلاك فولاذية يتم وصلها بأجزاء المكابح الموجودة في الجانب الخلفي من السيارة .

تعتمد سرعة التباطؤ وقوة الكبح على احتكاك السطح بالإضافة إلى قوة التشغيل المطبقة عليه .

مزايا نظام الكبح الميكانيكي :

1 – المكابح الميكانيكية أبسط ويسهل صيانتها .
2 – أقل تكلفة من النظام الهيدروليكي .
3 – يوفر استخدامات رائعة لمكابح الطوارئ .

2 – نظام الفرامل الهيدروليكي

الفرامل الهيدروليكية
صورة توضح مكونات الفرامل الهيدروليكية

يستخدم نظام المكابح الهيدروليكي السائل الهيدروليكي لنقل الضغط من الدواسة إلى الفحمات الأمامية والخلفية لايقاف السيارة .

تنقل دواسة المكابح جهد قدم السائق إلى مكبس الأسطوانة الرئيسي والذي يضغط زيت الفرامل فينتقل إلى الكليبرات الأمامية والخلفية ليتم تطبيق عملية الكبح .

مزايا نظام الكبح الهيدروليكي :

1 – يوفر جهد كبح متساوٍ على جميع الاطارات .
2 – جهد الفرامل النسبي أقل لتقديم نفس النتائج .
3 – تتلقى كل عملية فرملة نصيباً كاملاً من جهد الدواسة .
4 – أكثر كفاءة من المكابح الميكانيكية .
5 – مناسب لجميع أنواع المركبات ذات التعليق المستقل .

3 – نظام فرامل السيارة الهوائي

الفرامل الهوائية
صورة توضح مكونات الفرامل الهوائية

يحتوي نظام مكابح الهواء من مكونات مثل ضاغط الهواء وخزان الهواء الاحتياطي وصمامات الفحص وصمامات الأمان وما إلى ذلك .

يشابه عمله إلى حد كبير عمل المكابح الهيدروليكية، لكن الفرق الرئيسي هو أن القوة الميكانيكية تنتقل إلى الاطارات من خلال ضغط الهواء بدلاً من ضغط السوائل .

يفضل استخدام هذا النظام في السيارات الثقيلة كالشاحنات .

مزايا نظام المكابح الهوائية :

1 – أكثر موثوقية من الفرامل الهيدروليكية .
2 – في حالة وجود تسرب في النظام يكون أقل مقارنة بالتسرب في النظام الهيدروليكي .
3 – قوية جداً ويمكن تشغيلها بالكامل بسهولة مما يسهل التحكم في كل شيء كما أن هناك فرص أقل للخطأ .
4 – صديقة للبيئة لأن الهواء المضغوط المستخدم في العملية يأتي مباشرة من الغلاف الجوي .

لماذا لا يتم استخدام نظام الفرامل الهوائي في سيارات الركاب ؟

على الرغم من أن نظام الهواء حصل على الكثير من الفوائد مقارنة بنظام الكبح الهيدروليكي إلا أنه يتطلب مساحة أكبر ليتلائم مع حجم السيارة كما أنه أثقل وزناً وأغلى ثمناً .

4 – نظام الكبح الكهرومغناطيسي

نظام الكبح الكهرومغناطيسي

يمكن استخدام النظام الكهرومغناطيسي في كل من السيارات الحديثة والهجينة فمبدئ النظام هو تحقيق الكبح بدون احتكاك .

هذه العملية تزيد من عمر وكفاءة المكابح كما أنها تعمل بدون استخدام أي الاحتكاك أو تزييت .

يفضل استخدام هذه التقنية في السيارات الهجينة لأنها متوسطة الحجم مقارنةً بالمكابح العادية كما تستخدم في الغالب في سكك القطارات الحديدية .

فكرة عملها يتم عبر تمرير مجال مغناطيسي في اتجاه عمودي على اتجاه دوران اطار معين ويتدفق تيار سريع آخر في اتجاه معاكس لدوران الاطار مما يخلق قوة معاكسة للدوران وبالتالي تقليل السرعة .

مزايا المجال الكهرومغناطيسي :

1 – الفرامل أسرع وأرخص .
2 – لا تحتاج إلى صيانة دورية .
3 – توليد الحرارة أقل من الكبح الميكانيكي .

5 – نظام الكبح الكهربائي

نظام الكبح الكهربائي

يستخدم بشكل أساسي في السيارات الكهربائية التي يتم فيها تطبيق الكبح باستخدام المحركات الكهربائية .

مزايا الكبح الكهربائي :

1 – أكثر كفاءة من نظام الكبح الميكانيكي الذي يحتاج إلى استبدال ومتكرر .
2 – زيادة سعة سرعة النظام بشكل أكبر مع نقل الأحمال الثقيلة .
3 – يساعد في توفير الطاقة .
4 – يعتبر الكبح الكهربائي أكثر أماناً وسلاسة .

المراجع

Brake Systems in Cars

Different Types of Braking System in Automobile


احصل على تحديثات في الوقت الفعلي مباشرة على جهازك ، اشترك الآن.

قد يعجبك ايضا
اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك. سنفترض أنك موافق على ذلك ، ولكن يمكنك إلغاء الاشتراك إذا كنت ترغب في ذلك. قبول قراءة المزيد