سیستم ترمز یکی از وظایف اصلی در تولید خودرو است. هر وسیله نقلیه متحرکی برای توقف نیاز به سیستم ترمز دارد که عامل بازدارنده‌ای برای جلوگیری از حرکت آن است. امروزه، اجزای مختلفی در سیستم ترمز وجود دارد و انواع متفاوتی نیز تعریف شده‌اند. ترمزهای کاسه‌ای و ترمزهای دیسکی انواع اصلی این سیستم هستند و استفاده از ترمزهای دیسکی اکثراً رایج و معمول است. علاوه بر این، سیستم‌های پیشرفته‌تری مانند ABS و EBD قابل استفاده بر روی ترمزهای دیسکی هستند. در ادامه به کاربرد دیسک ترمز، که بخش مهمترین سیستم ترمز است، می‌پردازیم.
دیسک ترمز یا دیسک چرخ چیست؟
بعضی مردم این قطعه را با نام چرخ ترمز یا دیسک چرخ شناسایی می‌کنند، اما اصطلاح متداولی که به این قطعه دایره‌ای کوچک داده شده است “دیسک ترمز” است. دیسک ترمز نقش اساسی در توقف خودرو دارد. این قطعه در همراهی با چرخ‌ها چرخش می‌کند و اگر توقف کند، چرخ‌ها هم متوقف می‌شوند. از نگاهی دیگر به ساختارهای خودرو، با توجه به اتصال دیسک به بلبرینگ چرخ‌ها با استفاده از دو پیچ و مهره مرکزی، می‌توان آن را یکی از قطعات متحرک ساختار چرخ نیز در نظر گرفت.
اگر قطعه دیسک را نزدیک چرخ‌ها پیدا نکردید، می‌توانید لنت را پیدا کرده و سپس در قسمت مقابل آن ، به دنبال یک قطعه ماشین‌کاری شده از جنس چدن یا سرامیک بگردید. این قسمت باید تحمل اصطکاک را داشته باشد. لنت‌ها که با دیسک در تماس هستند، با تأثیر اصطکاک خود و فاکتور اصطکاک، خودرو را توقف می‌دهند. فرآیند توقف با فشرده‌شدن پدال ترمز توسط راننده آغاز می‌شود و با فشرده شدن دیسک به پایان می‌رسد.
دیسک چرخ یا دیسک ترمز چه کاربردی دارد؟
همانطور که گفته شد، وظیفه‌ی اصلی قطعه دیسک توقف خودرو با استفاده از نیروی اصطکاک است. با وجود اینکه جنس چدنی و سرامیکی دیسک از فرسایش در مدت کوتاهی جلوگیری می‌کند، این قطعه همچنان به‌صورت تدریجی کارآیی خود را از دست می‌دهد. باید توجه داشت که دیسک و لنت با یکدیگر در ارتباط مستقیم هستند. لنت ترمز پس از فشرده‌شدن پدال ترمز با دیسک در تماس قرار می‌گیرد و با تغییر فشار روغن ترمز آن را متوقف می‌کند. یکی از شایع‌ترین نشانه‌های خرابی قطعه دیسک، افزایش فاصله توقف است.
محل قرارگیری دیسک ترمز کجاست؟
همانطور که اشاره شد، دیسک ترمز، عامل اصلی توقف خودرو است که بر روی چرخ‌های خودرو نصب شده است. دیسک ترمز بر روی بلبرینگ‌های هر یک از چرخ‌ها قرار می‌گیرد و یکی از قطعه‌های متحرک چرخ‌های خودرو به حساب می‌آید.
با توجه به اینکه دیسک ترمز بر روی چرخ نصب شده است، می‌تواند با سرعتی که برابر با سرعت رینگ و لاستیک است چرخش کند. همچنین سرعت دیسک ترمز با کمک لنت‌ها کاهش می‌یابد و عامل توقف خودرو می‌شود. دیسک ترمز دارای دو سطح ماشین‌کاری شده است و با کمک دو پیچ و یک مهره مرکزی، روی لنت ترمز خودروها و بر روی بلبرینگ‌ها نصب می‌شود. به همین دلیل، زمانی که راننده پدال ترمز را فشار می‌دهد، لنت ترمز با دیسک برخورد کرده و سبب کاهش سرعت دیسک می‌شود و در نتیجه سرعت چرخ‌های خودرو کاهش پیدا می‌کند.
چگونه دیسک ترمز عمل می‌کند؟
برای بسیاری از افراد، شاید سوال پیش بیاید که یک دیسک ترمز چگونه عمل می‌کند؟ برای درک بهتر عملکرد دیسک ترمز، نکته مهم این است که محل نصب آن دقیقاً کجاست. دیسک‌های چرخ‌ها، همانطور که پیشتر اشاره شد، در سیستم تعلیق خودرو هستند. در این سیستم، یک قطعه به نام روتور به وسیله پیچ و مهره به چرخ‌های خودرو متصل می‌شود و دیسک ترمز بر روی این روتور نصب می‌شود. روتور قطعه‌ای متحرک است که با حرکت دورانی و چرخش چرخ‌های خودرو، روتور و فعلاً دیسک ترمز هم حرکت می‌کند. اما تا اینجا دیسک ترمز وظیفه‌ای انجام نداده است. در واقع دیسک ترمز به عنوان یک وسیله برای توقف یا کاهش سرعت خودرو طراحی و نصب شده است. اما چطور؟ هر خودرویی که در حال حرکت است، دارای مقداری انرژی جنبشی است که برای توقف خودرو نیاز است این انرژی را به انرژی گرمایی حاصل از تماس لنت و دیسک چرخ‌ها تبدیل کند.
آلیاژ دیسک ترمز
آلیاژ دیسک ترمز به موادی اطلاق می‌شود که در ساخت دیسک ترمز استفاده می‌شود. اما ویژگی‌های آلیاژ دیسک ترمز که اهمیت دارد، شامل مقاومت در برابر گرما و توانایی هدایت انرژی گازی و حرارتی در سیستم ترمز است. در غیر این صورت، ممکن است باعث ترک خوردگی، شکستن و کاهش طول عمر دیسک شود.
انواع آلیاژ دیسک ترمز شامل فولاد ضد زنگ، سرامیک، چدن، تیتانیوم، کامپوزیت ماتریکس آلومینیوم و جنس روکش استیل بر روی دیسک ترمز می‌باشد. در میان آلیاژهای دیسک ترمز، فولاد و چدن بیشترین کاربرد را دارند. اما سوال پرتکراری پیش می‌آید: آیا دیسک ترمز چدنی بهتر است یا فولادی؟ آیا در ادامه به این سؤال پاسخ داده می‌شود؟
دیسک ترمز چدنی بهتر است یا فولادی؟
همانطور که تاکنون بیان شد، از آلیاژهای مختلف برای ساخت دیسک ترمز استفاده می‌شود که بیشترین استفاده مربوط به آلیاژهای چدن و فولاد است. اما سؤال این است که دیسک ترمز فولادی بهتر است یا چدنی؟ پاسخ کوتاه: دیسک ترمز فولادی بهتر است. برای بهتر درک کردن این موضوع که چرا دیسک ترمز چدنی بهتر است، ویژگی‌های این دو آلیاژ مورد بررسی قرار خواهد گرفت:
دیسک ترمز چدنی
دیسک ترمز چدنی از آلیاژهای آهن، کربن، منگنز و سیلیسیوم تشکیل شده است. هر یک از این عناصر خاصیتی مورد نیاز برای دیسک ترمز را ایجاد می‌کنند. به عنوان مثال، درصدهای بالایی از سیلیسیوم باعث افزایش مقاومت دیسک ترمز در برابر سایش و اصطکاک می‌شود و منگنز سختی دیسک ترمز را افزایش می‌دهد. اما چرا دیسک ترمزهای چدنی بهتر از فولادی هستند؟ این به دلیل خواص شکنندگی دیسک چدنی است که احتمال شکستن دیسک را بالا می‌برد. همچنین، دیسک ترمزهای چدنی وزن بالا و قابل توجهی دارند که در نتیجه علاقه به استفاده از آنها کاهش می‌یابد.
دیسک ترمز فولادی
در آلیاژ فولادی نیز همانند آلیاژ چدنی از آهن و کربن استفاده می‌شود، اما میزان آهن استفاده شده در آلیاژ فولادی کمتر از ۲ درصد است، در حالی که در آلیاژ چدنی میزان آهن بین ۲ تا ۳.۵ درصد است. این باعث می‌شود که دیسک ترمز فولادی انعطاف‌پذیری بیشتری داشته باشد و احتمال شکستن و ترک خوردگی کمتری نسبت به دیسک چدنی داشته باشد
انواع دیسک ترمز
دیسک‌ها برای سیستم ترمز در انواع مختلف تولید می‌شوند. اما از نظر کارایی، آنها به دو دسته تقسیم می‌شوند.
دیسک ترمز معمولی: این دیسک‌ها به شکل ساده‌ای طراحی شده‌اند و سطح بیرونی آنها صاف و صیقلی است. از آلیاژ آهن برای ساخت آنها استفاده می‌شود که منجر به قابلیت‌های ترمزگیری ضعیف می‌شود، به خصوص برای خودروهای بدون سیستم ترمز ضد قفل.
دیسک ترمز خنک‌شونده: این دیسک‌ها، با نام دیسک هوا خنک یا خنک شونده با هوا شناخته می‌شوند. طراحی آنها امکان دفع حرارت پس از ترمزگیری را فراهم می‌کند. این دیسک‌ها دارای سوراخ‌های خنک کننده درونی هستند که به کاهش حرارت کمک می‌کند و عمر آنها را افزایش می‌دهد.
- دیسک‌های سوراخ‌دار: این دیسک‌ها سطح خود را با سوراخ‌های متعدد پوشانده‌اند تا حرارت و گازهای تولید شده را منتقل کنند. این سوراخ‌ها می‌توانند به عملکرد بهتر ترمز کمک کنند، اما استحکام دیسک را کاهش می‌دهند.
- دیسک‌های شیاردار: دارای شیارهایی بر روی صفحه‌ی سطح دیسک هستند که مواد مضر را از خط تماس لنت و دیسک جمع‌آوری و از بین می‌برند. این دیسک‌ها به خصوص برای خودروهای مسابقه‌ای مناسب هستند.
- دیسک‌های مختلط: دارای سوراخ و شیار در کنار یکدیگر هستند تا عملکرد بهتری داشته باشند.
- دیسک‌های موج‌دار: بهترین استفاده از این دیسک‌ها برای موتورسواری است و در سال‌های اخیر به علت وزن کمتر و تخلیه حرارت بهتر، به پرکاربردی رسیده‌اند.
اهمیت استفاده از دیسک ترمز مناسب
ترمزها بخش حیاتی در سیستم خودروهای سنگین و خودروهای سواری می‌باشند. ترمزها به شما اجازه می‌دهند در هر لحظه که نیاز است، سرعت را کاهش داده و یا خودرو را متوقف کنید. گاهی پیش‌می‌آید که سوال پیش بیاید که آیا واقعاً ترمزهای دیسکی مهم هستند یا خیر؟ باید بگوییم که بله، برای داشتن پاسخ صحیح، کافیست به مزایای دیسک ترمز دقت کنید. اگر نوعی دیسک ترمز را با دیسک‌های کاسه‌ای مقایسه کنید، خواهید دید که ترمزهای دیسکی در هر شرایطی، از جمله شرایط آب‌و‌هوایی مختلف، توقف سریع، سرعت بالا در مسابقات رانندگی و رانندگی در جاده‌های فراز و فرود، عملکرد بهتری دارند. اما البته ترمزهای دیسکی نیاز به نگهداری صحیح و تعویض منظم دارند و در غیر اینصورت نمی‌توانند عملکرد مناسبی داشته باشند.
