كيفية عمل نظام الفرامل في السيارات
واحدة من أهم أجزاء السيارة وهي الفرامل، حيث تتعلق سلامتها بسلامة السائق والمجتمع. تالياً كيفية عمل نظام الفرامل في السيارات
تعتمد السيارات الحديثة على نظام فرامل هيدروليكي يعمل على أربع عجلات، ويمكن أن تكون الفرامل من نوع القرص أو الطبل، تلعب الفرامل الأمامية دورًا أكبر في إيقاف السيارة بالمقارنة مع الفرامل الخلفية، وذلك لأن عملية الكبح تعتمد على تحميل العجلات الأمامية بوزن السيارة بأكملها. في المقال التالي سوف نلقي نظرة على كيفية عمل نظام الفرامل في السيارات
فيديو ذات صلة
This browser does not support the video element.
الدورة الهيدروليكية للفرامل
يتم تجهيز العديد من السيارات بنظام فرامل قرصية على العجلات الأمامية نظرًا لكفاءتها الأعلى، بينما تكون الفرامل الطبلية متواجدة عادةً على العجلات الخلفية، وعادةً ما تستخدم السيارات ذات الأداء العالي أو السيارات ذات السعر المرتفع فرامل قرصية، في حين يتم استخدام الفرامل الطبلية في السيارات الصغيرة القديمة، عند الضغط على دواسة الفرامل في السيارة، يتم سحب مكبس الأسطوانة الرئيسية، مما يؤدي إلى اندفاع سائل الهيدروليك نحو الأنابيب، يتم نقل سائل الهيدروليك إلى الأسطوانات الفرعية لكل عجلة، حيث يتم تحريك المكابس بشكل عمودي على أقراص الفرامل، مما يسبب تأثير الكبح.
يتم توزيع ضغط الفرامل بالتساوي على جميع أجزاء النظام، تكون مساحة سطح المكابس في الأسطوانات الفرعية أكبر من تلك في الأسطوانة الرئيسية، وبالتالي يتحرك المكبس الرئيسي بمسافة أقل مقارنةً بحركة مكابس الأسطوانات الفرعية، يتيح هذا التصميم لنظام الفرامل أن يؤثر بقوة كبيرة على العجلات، مشابهاً لكيفية عمل رافعة طويلة للمساعدة في رفع الأشياء الثقيلة على مسافات قصيرة.
في السيارات الحديثة، يتكون نظام الفرامل عادةً من دوائر هيدروليكية مزدوجة تعمل بشكل متزامن، حيث يكون هناك اثنتان من الأسطوانات الرئيسية التي تعمل معًا، وبالتالي، إذا تعطلت إحدى الدوائر، يمكن للدائرة الأخرى استبدالها.
قد يتم توصيل الدائرة الواحدة بالعجلتين الأماميتين والدائرة الأخرى بالعجلتين الخلفيتين، أو قد تكون الدائرة تخدم العجلتين الأماميتين وإحدى العجلتين الخلفيتين، أو تعمل الدائرة على جميع العجلات.
عند استخدام تأثير الكبح الشديد، يزداد الوزن على العجلات الخلفية، مما يمكن أن يؤدي إلى الانزلاق الخطير، ولذلك، تصمم شركات تصنيع السيارات عادةً الفرامل الخلفية لتكون ضعيفة نسبياً مقارنة بالفرامل الأمامية.
تحتوي معظم السيارات الحديثة الآن على نظام مانع للانزلاق (ABS) المعقد، حيث يتمكن من اكتشاف تباطؤ السيارة بأساليب مختلفة وتحديد العجلات التي تواجه مخاطر التلف.
الطاقة الإضافية المساعدة للفرامل
تعتمد العديد من السيارات على نظام الفرامل الذي يستخدم مصدرًا إضافيًا للطاقة لتخفيف الجهد المطلوب لاستخدام الفرامل، يتمثل مصدر هذه الطاقة عادة في اختلاف الضغط بين تفريغ الضغط الجزئي في مجمع السحب والهواء الخارجي.
تتصل وحدة المساعدة (المعروفة أيضًا بالمؤازر أو السيرفو) بمجمع السحب عن طريق أنبوب، وتوضع وحدة المساعدة بشكل مباشر بين دواسة الفرامل والأسطوانة الرئيسية.
عند دفع سائق السيارة لدواسة الفرامل، يتم تحريك أحد الأعمدة (الوصلة الميكانيكية) التي بدورها تقوم بدفع مكبس الأسطوانة الرئيسية، وبالإضافة إلى ذلك، تؤثر دواسة الفرامل أيضًا على عدد من صمامات الهواء، وتوجد غشاء مطاطي كبير يتصل بمكبس الأسطوانة الرئيسية.
عندما يتوقف السائق عن استخدام الفرامل، يتعرض كلا الجانبين من الغشاء المطاطي لتفريغ الضغط من مجمع السحب، وعندما يضغط السائق على دواسة الفرامل، يتم إغلاق الصمام الذي يربط مجمع السحب بالجانب الخلفي من الغشاء المطاطي، ويتم فتح صمام آخر يسمح للهواء الخارجي بالدخول.
يولد الضغط العالي نسبياً الناتج عن الهواء الخارجي ضغطًا على الغشاء المطاطي في الاتجاه الأمامي، مما يدفع مكبس الأسطوانة الرئيسية ويقلل من الجهد المطلوب لتحريكه، عندما تتوقف دواسة الفرامل عند مسار معين، يتوقف الصمام الهوائي عن السماح بمزيد من الهواء الخارجي، مما يحافظ على ثبات الضغط على الفرامل.
عندما يتوقف تفريغ الضغط بسبب إيقاف تشغيل المحرك، يظل نظام الفرامل يعمل بشكل طبيعي بفضل الروابط الميكانيكية بين دواسة الفرامل ومكبس الأسطوانة الرئيسية، ومع ذلك، يحتاج السائق إلى تطبيق قوة أكبر على دواسة الفرامل نظرًا لأن وحدة المساعدة تتوقف عن العمل.
توجد بعض السيارات التي تستخدم أنظمة فرامل تعتمد على طاقة أخرى مثل الهيدروليكية أو الكهربائية، في نظام الفرامل الهيدروليكي، يتم استخدام الزيت أو السائل الهيدروليكي لتحويل القوة الميكانيكية من دواسة الفرامل إلى قوة هيدروليكية تعمل على الفرامل، وفي النظام الكهربائي، يتم استخدام المحركات الكهربائية لتحريك الفرامل.
تختلف نظم الفرامل من سيارة إلى أخرى، وتختلف أيضًا في تقنياتها وتصميماتها، ومع ذلك، فإن الهدف الرئيسي لنظام الفرامل هو تحويل القوة الميكانيكية إلى قوة توقف تؤدي إلى توقف السيارة بأمان وفعالية.
من المهم أن يتم صيانة نظام الفرامل بانتظام وفحصه بشكل دوري للتأكد من سلامته وأدائه الجيد، يجب استبدال الأجزاء التالفة أو المتآكلة في الوقت المناسب لضمان أداء الفرامل السليم والحفاظ على سلامة السائق والمركبة.
نظام الفرامل اليدوي
بصرف النظر عن نظام الفرامل الهيدروليكية، تحتوي جميع السيارات على نظام فرامل يدوي ميكانيكي يؤثر مباشرة على عجلتين عادةً تكون العجلتان الخلفيتان.
تقدم الفرامل اليدوية قدرًا محدودًا من القدرة على الكبح إذا تعطل النظام الهيدروليكي للفرامل تمامًا، ومع ذلك، فإن وظيفتها الرئيسية هي توفير فرامل وقوف السيارة فقط.
تقوم رافعة الفرامل اليدوية بسحب سلك معدني أو زوج من الأسلاك المعدنية المتصلة بالفرامل باستخدام رافعات صغيرة وبكرات وفتحات موجهة، وتختلف التفاصيل بشكل كبير من سيارة لأخرى.
تعمل وظيفة القفل الموجودة في الفرامل اليدوية على الحفاظ على تأثير الفرامل مستمرًا عند استخدام الفرامل اليدوية، وهناك زر يتم الضغط عليه لتحرير الرافعة وإلغاء تأثير الفرامل.
تعمل الفرامل اليدوية في حالة الفرامل القرصية عن طريق الضغط على بطانات الاحتكاك ضد القرص من الداخل.
تحتوي فرامل الأقراص أيضًا على تصميم مماثل للفرامل اليدوية، ولكن بسبب صعوبة توصيلها بالفك المتكامل مع فرامل الأقراص، قد تحتوي على بطانات احتكاك منفصلة بشكل كامل خاصة بالفرامل اليدوية لكل قرص من الأقراص.
مع ظهور تقنيات جديدة في صناعة السيارات، قد تطورت أنظمة الفرامل أيضًا مع مرور الوقت، وقد تم تطوير أنظمة فرامل متقدمة مثل نظام مانع انغلاق الفرامل (ABS) ونظام مساعدة الفرامل القوية (EBA) ونظام التحكم الديناميكي في الاستقرار (ESP)، والتي تعزز الأداء والسلامة في الفرامل.
إن نظام الفرامل هو جزء حاسم في سلامة السيارة، ويجب على السائقين فهم كيفية عمله والحفاظ عليه بشكل جيد، في حالة وجود أية مشكلات في نظام الفرامل أو شكوك بشأن أدائه، يجب على السائقين أخذ السيارة إلى ورشة إصلاح معتمدة للفحص والإصلاح.