تجزیه و تحلیل جامع کفش ترمز

1. بررسی اجمالی کفش ترمز

در کفش ترمز یک مؤلفه مهم در سیستم ترمز خودرو است و معمولاً در سیستم های ترمز طبل اعمال می شود. شکل آن نیمه ماه یا هلال شکل است ، که عمدتاً از بدنه کفش فلزی (که به آن صفحه عقب نیز گفته می شود) و مواد اصطکاک متصل به آن تشکیل شده است. در سیستم های ترمز چرخ عقب بسیاری از مدل های قدیمی تر وسایل نقلیه ، اتومبیل های اقتصادی و برخی از کامیون ها ، روش ترمز ترمزهای طبل همراه با کفش ترمز هنوز نقش مهمی ایفا می کند. ​

ترتیب. اصل کار کفش ترمز

فرآیند ترمز

هنگامی که راننده روی پدال ترمز قدم می زند ، یک سری فرآیند ترمز پیچیده اما دقیق بلافاصله آغاز می شود. فشار داخل سیلندر اصلی ترمز افزایش می یابد و باعث می شود مایع ترمز از طریق خطوط ترمز به سیلندرهای برده در هر چرخ منتقل شود (در سیستم ترمز درام ، آنها سیلندرهای چرخ هستند). بعد از اینکه سیلندر چرخ تحت فشار قرار می گیرد ، پیستون به سمت بیرون فشار می آورد و بدین ترتیب کفش های ترمز را به سمت دیواره داخلی طبل ترمز می کشاند. ماده اصطکاک روی کفش ترمز در تماس نزدیک با دیواره داخلی طبل ترمز چرخشی با سرعت بالا است و یک نیروی اصطکاک قدرتمند فوراً تولید می شود. این نیروی اصطکاک می تواند به سرعت انرژی جنبشی چرخشی چرخ ها را به انرژی حرارتی تبدیل کند و از این طریق سرعت چرخش چرخ ها را به طور مؤثر کاهش داده و به هدف کاهش سرعت یا حتی متوقف کردن وسیله نقلیه برسد. ​

(2) بازگشت به فرایند موقعیت

هنگامی که راننده پدال ترمز را آزاد می کند ، فشار داخل سیستم ترمز به تدریج به حالت عادی باز می گردد. در این مرحله ، چشمه برگشتی که بین کفش ترمز و صفحه پشتی نصب شده است ، شروع به کار می کند. بهار بازگشت ، با تکیه بر انرژی پتانسیل الاستیک خود ، به سرعت کفش های ترمز را به حالت ثابت اولیه خود باز می گرداند و باعث می شود کفش ترمز از دیوار داخلی طبل ترمز جدا شود. این اجازه می دهد تا چرخ ها دوباره آزاد شوند و وسیله نقلیه به حالت رانندگی عادی خود باز می گردد. ​

3. اجزای کفش ترمز

مواد اصطکاک

ماده اصطکاک بخشی از کفش ترمز است که به طور مستقیم با طبل ترمز تماس می گیرد و اصطکاک ایجاد می کند. این یک عنصر کلیدی است که عملکرد ترمز را تعیین می کند. این ماده معمولاً با مخلوط کردن انواع مواد مقاوم در برابر گرما ، مقاوم در برابر سایش و ضریب اصطکاک بالایی ساخته می شود. اجزای متداول شامل گرافیت ، پودرهای فلزی (مانند مس ، آهن ، سرب و غیره) ، الیاف سرامیکی و برخی الیاف آلی و غیره هستند. انواع مختلفی از مواد اصطکاک در اثر ترمز ، مقاومت سایش ، تولید سر و صدا و انتشار گرد و غبار متفاوت است. به عنوان مثال ، صفحات اصطکاک ساخته شده از مواد آلی هنگام ترمز نسبتاً ساکت هستند ، اما میزان سایش آنها نسبتاً سریع است. صفحات اصطکاک نیمه فلزی عملکرد اتلاف گرما بهتر و عمر خدمات طولانی تری دارند ، اما ممکن است در حین ترمز سر و صدای قابل توجهی ایجاد کنند. ​

(2) بدنه کفش (صفحه پشتی)

بدنه کفش ، به عنوان ساختار پشتیبان کفش ترمز ، به طور کلی از مواد فلزی ساخته شده است ، مانند تشکیل شده توسط تمبر صفحات فولادی. این نه تنها یک پایه چسبندگی پایدار برای مواد اصطکاک فراهم می کند ، بلکه فشار و نیروی برشی زیادی را نیز بین مواد اصطکاک و طبل ترمز در طی فرآیند ترمز حفظ می کند. طراحی و کیفیت ساخت بدنه کفش به طور مستقیم با استحکام و قابلیت اطمینان کلی کفش ترمز مرتبط است و اطمینان حاصل می کند که هیچ تغییر شکل یا آسیب تحت عملیات ترمز مکرر و با شدت زیاد رخ نمی دهد. ​

(3) رفع و اتصال اجزای

پین های لنگر: از پین های لنگر برای رفع محکم یک انتهای صفحه کفش ترمز به قسمت پشتی ترمز استفاده می شود ، و یک پله چرخان پایدار برای آن در هنگام ترمز فراهم می کند. پین های لنگر معمولاً از مواد فلزی با استحکام بالا ساخته می شوند که دارای مقاومت در برابر سایش عالی و مقاومت در برابر خستگی هستند تا اطمینان حاصل شود که در طول استفاده طولانی مدت از آنها شل نمی شوند یا شکست می خورند. ​

پین های محوری: پین های محوری در انتهای دیگر کفش ترمز نصب می شوند. آنها به کفش های ترمز اجازه می دهند تا هنگام فشار توسط سیلندر چرخ ، به صورت انعطاف پذیر در اطراف پین های محوری بچرخند ، و از نزدیک به دیواره داخلی طبل ترمز چسبیده اند تا به عملکرد ترمز برسند. در همین حال ، پس از انتشار ترمز ، کفش ترمز می تواند به آرامی از طریق پین های محوری به موقعیت اصلی خود بازگردد. طراحی پین محوری باید از چرخش انعطاف پذیر آن اطمینان حاصل کند و در عین حال قادر به تحمل یک نیروی جانبی خاص نیز باشد. ​

Return Springs: چشمه های برگشتی مؤلفه های مهمی هستند که اطمینان حاصل می کنند که پس از اتمام ترمز ، کفش ترمز به سرعت به موقعیت اصلی خود باز می گردد. معمولاً بین دو کفش ترمز یا بین کفش ترمز و صفحه ترمز متصل است. با استفاده از نیروی الاستیک بهار ، اصطکاک باقیمانده و سایر مقاومتها را بین کفش ترمز و طبل ترمز غلبه می کند ، به سرعت کفش های ترمز را به حالت اولیه می کشید تا برای ترمز بعدی آماده شود. ضریب الاستیک و دوام بهار بازده تأثیر معنی داری بر سرعت پاسخ و قابلیت اطمینان سیستم ترمز دارد. ​

مکانیسم تنظیم کننده: با استفاده مداوم از کفش ترمز ، مواد اصطکاک به تدریج از بین می رود و در نتیجه باعث افزایش شکاف بین کفش ترمز و طبل ترمز می شود. برای اطمینان از پایداری اثر ترمز ، مکانیسم تنظیم در سیستم ترمز مجهز است. مکانیسم تنظیم می تواند به طور خودکار یا دستی شکاف بین کفش ترمز و طبل ترمز را با توجه به شرایط سایش کفش ترمز تنظیم کند و اطمینان حاصل کند که سیستم ترمز همیشه می تواند عملکرد خوبی را در طول عمر خدمات کفش ترمز حفظ کند. مکانیسم های تنظیم مشترک شامل بازوهای تنظیم خودکار و پیچ های تنظیم دستی و غیره است.

نوع کفش ترمز

کفش ترمز ارگانیک

مواد اصطکاک کفش ترمز آلی عمدتاً از الیاف آلی طبیعی یا مصنوعی (مانند الیاف آرام ، الیاف سلولز و غیره) ، اتصال دهنده های رزین و برخی از مواد افزودنی کمکی تشکیل شده است. این نوع کفش ترمز راحتی ترمز بسیار خوبی را ارائه می دهد و در هنگام ترمز سر و صدای بسیار کم ایجاد می کند و یک محیط رانندگی آرام را برای رانندگان و مسافران فراهم می کند. علاوه بر این ، کفش ترمز ارگانیک باعث سایش کمتری در طبل ترمز می شود که این امر می تواند عمر سرویس طبل ترمز را گسترش دهد. با این حال ، به دلیل مقاومت نسبتاً ضعیف از مواد آلی ، در حین ترمز مکرر یا با شدت زیاد ، مواد اصطکاک مستعد تخریب عملکرد به دلیل گرمای بیش از حد هستند و در نتیجه باعث کاهش اثر ترمز می شوند. بنابراین ، کفش ترمز ارگانیک معمولاً برای وسایل نقلیه ای که نیازهای زیادی برای راحتی ترمز و شرایط رانندگی نسبتاً خفیف دارند ، مانند اتومبیل های مسافرتی شهری و غیره مناسب هستند.
​
(2) کفش ترمز نیمه فلزی

مواد اصطکاک کفش ترمز نیمه فلزی حاوی مقدار زیادی از اجزای فلزی مانند پودر آهن ، پودر مس ، سیم فولادی و غیره است و همچنین بخش خاصی از الیاف آلی و سایر مواد کمکی را اضافه می کند. افزودن اجزای فلزی کفش ترمز نیمه فلزی با عملکرد عالی اتلاف گرما و ضریب اصطکاک بالایی را درون آن قرار می دهد. در حین ترمز ، آنها می توانند به سرعت یک نیروی ترمز قدرتمند ایجاد کنند و فاصله ترمز را به طور مؤثر کوتاه کنند. علاوه بر این ، مقاومت سایش کفش ترمز نیمه فلزی نیز نسبت به کفش ترمز ارگانیک برتر است و عمر خدمات آنها نسبتاً طولانی تر است. با این حال ، با توجه به ویژگی های مواد فلزی ، کفش ترمز نیمه فلزی تمایل به ایجاد سر و صدای قابل توجهی در حین ترمز و ایجاد سایش نسبتاً بیشتر در طبل ترمز دارد. بنابراین ، کفش ترمز نیمه فلزی اغلب در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد که نیازهای زیادی برای عملکرد ترمز دارند و اغلب نیاز به سفر به زیر بارهای سنگین یا با سرعت زیاد مانند کامیون ها و SUV دارند. ​

(3) کفش ترمز سرامیکی

کفش ترمز سرامیکی نوعی کفش ترمز با کارایی بالا است که به تدریج در سالهای اخیر با توسعه فناوری مواد پدید آمده است. مواد اصطکاک آن عمدتاً از الیاف سرامیکی ، ذرات سرامیکی و مقدار کمی از مواد فلزی یا آلی تشکیل شده است. مواد سرامیکی از مقاومت در برابر حرارت بسیار زیاد ، مقاومت در برابر سایش و ثبات برخوردار هستند ، که باعث می شود کفش ترمز سرامیکی حتی در محیط های با درجه حرارت بالا عملکرد ترمز عالی را حفظ کند و کمتر احتمال دارد که ترمز را محو کند. در همین حال ، کفش ترمز سرامیکی در حین ترمز سر و صدای کمتری ایجاد می کند و انتشار گرد و غبار کمتری دارد و باعث می شود آنها سازگار با محیط زیست باشند. علاوه بر این ، به دلیل سختی زیاد مواد سرامیکی ، کفش ترمز سرامیکی باعث سایش حداقل به طبل ترمز می شود که می تواند عمر سرویس طبل ترمز را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. با این حال ، هزینه تولید کفش ترمز سرامیکی نسبتاً زیاد است و قیمت آنها نیز بسیار گران است. در حال حاضر ، آنها عمدتاً در برخی از مدل های لوکس با کیفیت بالا یا اتومبیل های اسپرت با کارایی بالا استفاده می شوند. ​

5. بازرسی و نگهداری کفش ترمز

(1) چرخه بازرسی

در شرایط عادی رانندگی ، توصیه می شود هر 5،000 تا 10،000 کیلومتر یک بازرسی جامع از کفش ترمز انجام دهید. با این حال ، اگر وسیله نقلیه به طور مکرر در شرایط بد جاده ای سفر کند (مانند جاده های پر ازدحام شهری با شروع و توقف مکرر ، جاده های کوهستانی و غیره) یا اگر سبک رانندگی نسبتاً تهاجمی باشد ، چرخه بازرسی باید به طور مناسب کوتاه شود و فرکانس بازرسی افزایش یابد تا اطمینان حاصل شود که کفش ترمز همیشه در وضعیت خوبی قرار دارد. ​

(2) روشهای بازرسی

بازرسی بصری: اول ، لاستیک های وسیله نقلیه باید برداشته شوند تا به وضوح وضعیت ظاهر کفش ترمز را مشاهده کنید. بررسی کنید که آیا پدیده های غیر طبیعی مانند سایش ناهموار ، ترک ، لایه برداری یا چاشنی روی سطح مواد اصطکاک کفش ترمز وجود دارد. در شرایط عادی ، ماده اصطکاک کفش ترمز باید به طور مساوی بپوشد و یک سطح صاف داشته باشد. اگر تفاوت معنی داری در ضخامت مواد اصطکاک در قسمت های مختلف یافت شود ، یا اگر ترک های عمیق یا لایه برداری در مقیاس بزرگ رخ دهد ، نشان می دهد که کفش ترمز آسیب دیده است و نیاز به تعویض به موقع دارد. ​

اندازه گیری ضخامت: از یک ابزار اندازه گیری ضخامت کفش ترمز اختصاصی (مانند کولیس) برای اندازه گیری ضخامت باقیمانده مواد اصطکاک کفش ترمز استفاده کنید. ضخامت استاندارد برای تعویض کفش ترمز ممکن است در بین مدلهای مختلف وسیله نقلیه متفاوت باشد. به طور کلی ، هنگامی که ضخامت باقی مانده مواد اصطکاک کمتر از 2-3 میلی متر است ، توصیه می شود تعویض کفش ترمز را در نظر بگیرید. علاوه بر این ، لازم است به اندازه گیری ضخامت در هر دو طرف کفش ترمز توجه کنیم تا از هر دو طرف یکنواخت اطمینان حاصل شود. اگر اختلاف ضخامت در هر دو طرف بسیار بزرگ باشد ، ممکن است در سیستم ترمز گسلی وجود داشته باشد و مورد نیاز بازرسی و تعمیر بیشتر باشد. ​

بررسی بازگشت: در حین بازرسی کفش ترمز ، همچنین لازم است وضعیت بازگشت کفش ترمز را بررسی کنید. کفش ترمز را می توان به صورت دستی تحت فشار قرار داد تا مشاهده کند که آیا می توانند به صورت انعطاف پذیر به بیرون گسترش یافته و به راحتی به موقعیت اصلی خود برگردند. اگر کفش ترمز در طی فرآیند فشار احساس گیر کرده باشد ، یا به موقع یا به درستی به موقعیت اصلی آنها برنگردد ، ممکن است به دلیل چشمه بازگشت آسیب دیده ، پین های محوری زنگ زده یا سایر نقص های مؤلفه باشد. تعمیر یا تعویض به موقع لازم است. ​

بازرسی طبل ترمز: هنگام بازرسی از کفش ترمز ، نباید از بازرسی طبل ترمز غافل شود. مشاهده کنید که آیا مشکلاتی مانند سایش ناهموار ، شیارها و تغییر شکل در دیواره داخلی طبل ترمز وجود دارد. اگر شیارهای عمیق یا تغییر شکل شدید روی دیواره داخلی طبل ترمز ظاهر شود ، بر چسبندگی بین کفش ترمز و طبل ترمز تأثیر می گذارد و عملکرد ترمز را کاهش می دهد. در این زمان ، طبل ترمز باید تعمیر یا تعویض شود. ​

(3) نکات کلیدی برای نگهداری

تمیز نگه دارید: به طور مرتب از هوای فشرده شده یا تمیز کننده ترمز برای از بین بردن گرد و غبار ، لکه های روغن و سایر ناخالصی ها از سطح کفش ترمز و طبل های ترمز استفاده کنید. لکه های گرد و غبار و روغن می تواند ضریب اصطکاک کفش ترمز را کاهش دهد و بر عملکرد ترمز تأثیر بگذارد. در عین حال ، آنها همچنین ممکن است سایش کفش ترمز و طبل ترمز را تسریع کنند. در طی فرآیند تمیز کردن ، مراقب باشید که از تماس با مواد تمیز کننده با سایر قسمت های لاستیکی سیستم ترمز جلوگیری کنید تا از پیری و آسیب به قطعات لاستیکی جلوگیری شود. ​

از اضافه بار خودداری کنید: سعی کنید برای مدت طولانی از رانندگی وسیله نقلیه در حالت بیش از حد خودداری کنید ، زیرا اضافه بار باعث افزایش بار سیستم ترمز می شود و باعث پوشیدن بیش از حد کفش ترمز می شود. هنگام بارگیری کالا یا حمل مسافر ، عملیات باید مطابق با ظرفیت بار رتبه بندی وسیله نقلیه انجام شود تا از امنیت رانندگی آن اطمینان حاصل شود. ​

عادات رانندگی صحیح: ایجاد عادت های خوب رانندگی برای گسترش عمر خدمات کفش ترمز بسیار مهم است. از ترمز مکرر ناگهانی و طولانی شدن ترمز مداوم خودداری کنید. سعی کنید از ترمز پیش بینی استفاده کنید ، از قبل آهسته و هموار ترمز کنید. علاوه بر این ، در حین رانندگی ، باید از چرخ دنده ها برای استفاده از اثر ترمز موتور برای کمک به ترمز و کاهش فرکانس استفاده از سیستم ترمز استفاده شود. ​

جایگزینی به موقع: پس از ساییدگی بیش از حد ، آسیب یا سایر شرایط غیر طبیعی روی کفش ترمز ، کفش ترمز جدید باید به موقع جایگزین شود. هنگام تعویض کفش ترمز ، لازم است قطعات اصلی را انتخاب کنید که با مدل و مشخصات وسیله نقلیه مطابقت داشته باشد و آنها را توسط پرسنل تعمیر و نگهداری حرفه ای نصب و اشکال زدایی کنید تا از عملکرد و ایمنی سیستم ترمز اطمینان حاصل شود. در همین زمان ، پس از تعویض کفش ترمز ، باید در حال اجرا مناسب انجام شود تا از رانندگی شدید یا رانندگی با بار سنگین در طول دوره کار جلوگیری شود.

6. تأثیر گسل های کفش ترمز
​
(1) عملکرد ترمز کاهش می یابد

هنگامی که کفش ترمز به شدت فرسوده یا نقص باشد ، اصطکاک بین آنها و طبل ترمز به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و در نتیجه باعث کاهش عملکرد ترمز می شود. هنگامی که یک وسیله نقلیه ترمز می کند ، ممکن است برای توقف به مسافت ترمز طولانی تر نیاز داشته باشد که می تواند در مواقع اضطراری تصادفات جدی در ترافیک ایجاد کند. علاوه بر این ، کاهش عملکرد ترمز نیز ممکن است به عنوان وسیله نقلیه که در طول ترمز خاموش می شود ، آشکار شود ، یعنی وسیله نقلیه در حین ترمز به یک طرف تغییر می کند. این امر به دلیل عدم تعادل نیروی ترمز بین کفش ترمز در هر دو طرف ایجاد می شود. ​

(2) سر و صدای ترمز غیر طبیعی

در شرایط عادی ، سیستم ترمز فقط هنگام کار ، صدای اصطکاک جزئی ایجاد می کند. با این حال ، هنگامی که در کفش ترمز مشکلاتی وجود دارد ، مانند مواد اصطکاک کاملاً فرسوده ، ترک های سطح یا سخت شدن ، یا اشیاء خارجی که با طبل ترمز مخلوط می شوند ، باعث ایجاد صداهای غیر طبیعی در هنگام ترمز می شود ، مانند فریادهای تیز ، صداهای اصطکاک براق یا صداهای عوارض کسل کننده ، و غیره. بازرسی و تعمیر. ​

(3) پدال ترمز غیر طبیعی

کفش ترمز معیوب همچنین ممکن است باعث ایجاد احساس غیر طبیعی در پدال ترمز شود. به عنوان مثال ، پدال ترمز ممکن است نرم شود ، و در صورت فشار آوردن ، ممکن است مقاومت آشکار وجود نداشته باشد و ممکن است فاصله سفر افزایش یابد. این امر به دلیل فاصله بیش از حد بین کفش ترمز و طبل ترمز است که برای پر کردن فضای بیشتر در خط لوله ، مایع ترمز نیاز دارد. علاوه بر این ، هنگامی که پدال ترمز افسرده یا آزاد می شود ، ممکن است لرزش یا لرزش وجود داشته باشد. این می تواند به دلیل سایش ناهموار کفش ترمز یا گسلها در سایر اجزای سیستم ترمز باشد و در نتیجه نیروی ترمز ناپایدار باشد. ​

(4) سایر اجزای سیستم ترمز آسیب دیده است

اگر تقصیر کفش ترمز به موقع مورد بررسی قرار نگیرد ، ممکن است به سایر اجزای سیستم ترمز آسیب برساند. به عنوان مثال ، کفش ترمز بیش از حد فرسوده ممکن است باعث شیارهایی و تغییر شکل در دیواره داخلی طبل ترمز شود و از این طریق عمر سرویس طبل ترمز را تحت تأثیر قرار دهد و نیاز به جایگزینی آن داشته باشد. در عین حال ، خرابی کفش ترمز همچنین ممکن است فشار اضافی و سایش را بر روی قطعاتی مانند سیلندرهای چرخ و خطوط ترمز اعمال کند و هزینه نگهداری کل سیستم ترمز را افزایش دهد. $