حساب کاربریحساب کاربریلنت ترمز، قطعه‌ای است که در سیستم ترمز خودرو برای کاهش سرعت و ترمز کردن خودرو استفاده می‌شود. این قطعه شامل مواد اصلی مثل فلزات، سرامیک‌ها و الیاف کامپوزیتی است که به طور مستقیم روی دیسک ترمز فشرده می‌شود و باعث کاهش سرعت خودرو می‌شود. تاریخچه لنت ترمز به قدمت زیادی برمی‌گردد و از زمان اختراع خودرو به کار گرفته می‌شود. اهمیت ترمزها در خودروهای مدرن انکار ناپذیر است. سیستم ترمز یکی از مهمترین سیستم‌های خودرو در حال حاضر است. اما ترمزها همیشه این قدر مهم نبودند. در ابتدای صنعت خودروسازی، مخترعان به جای اینکه چگونه خودرو را متوقف کنند، بر روی یافتن راه حل برای به حرکت درآوردن خودرو تمرکز داشتند.
مخترع فرانسوی نیکلاس ژوزف کوگنو (Nicolas-Joseph Cugnot) به عنوان مخترع خودرو شناخته می‌شود. در سال ۱۷۶۹ میلادی، این فرانسوی یک وسیله نقلیه با محرک بخار - پیشگام را "بنز پتنت-موتورواگن شماره ۱" که در سال ۱۸۸۶ میلادی توسط کارل بنز معرفی شد را توسعه داد. همچنین، این فرانسوی رکورد اولین تصادف خودرو را نیز داراست که حدود ۲۵۰ سال پیش رخ داد. در آن زمان، او وسیله نقلیه خود با سرعت ۴ کیلومتر در ساعت با دیواری تصادف کرد و مهندسان نیز برای ایجاد طراحی موثر ترمز تحریک شدند. این نشان می‌دهد که علاوه بر حرکت به جلو، ترمزهای کارآمد نیز برای یک خودرو ضروری هستند.
هنگامی که مهندسی خودرو در پایان قرن نوزدهم به سرعت پیشرفت کرد، ابتدا به ترمزها کمتر توجه شد. دلیل خوبی برای این امر وجود داشت، آنها به سادگی نیاز نبودند. در نهایت، اصطکاک در دستگاه انتقال قدرت خودروهای اولیه به قدری بالا بود که زیر شرایط آن زمان خودروها بدون نیاز به ترمز کافی برای کاهش سرعت بودند. با پیشرفت سریع توسعه صنعت خودرو، سرعت توسعه ترمزها نیز افزایش یافت. توان موتور و وزن خودروها به طور مداوم افزایش می‌یافت. چهار سال پس از رونمایی خودروی کارل بنز، مهندس بریتانیایی فردریک ویلهلم لانچستر ترمز دیسکی را اختراع کرد و در سال ۱۹۰۲ میلادی حق اختراع آن را به دست آورد. با این حال، چند دهه طول کشید تا ترمز دیسکی به عنوان یکی از ویژگی های معمول خودروها شناخته شود
مواد اولیه ای که توسط انسان برای ترمز وسایل نقلیه استفاده می شد، مواد طبیعی مانند چوب و چرم بودند. اولین لنت ترمزها از جنس چوب بودند و با کمک دسته ترمزی که توسط راننده برای کنترل سرعت استفاده می‌شد، فشار داده می‌شدند. مقاومت داخلی ماشین‌ها همراه با وسایل ساده دیگر، سیستم‌های ترمز در آن دوران بودند. اولین خودروها با استفاده از اهرم هایی که یک لنت چوبی را به لبه چرخ فشار می دادند یا با سایر وسایل ترمز مورد استفاده در واگن ها متوقف می شدند. در واقع خودروها شبیه کالسکه بودند و بنابراین ویژگی های طراحی زیادی را با هم داشتند. به دلیل سرعت پایین در آن زمان، دمایی که توسط ترمزها تولید می شد، نیز بسیار کم بود.
مدت زمان زیادی نگذشت که متوجه شدند این نوع ترمزهای کارایی خوبی ندارند. لنت های چوبی در تماس با چرخ ها به سرعت فرسوده می شوند و در جاده‌های شیبدار کارایی کافی نداشت. و همچنین مردم تمایل به سرعت بیشتر لوازم نقلیه داشتند. برای تبدیل انرژی جنبشی به انرژی گرمایی با روشی کارآمدتر، راهکارهای مختلفی آزمایش شد. از لنت‌های با کارایی بیشتر مانند لنت‌های مسی استفاده شد که نیروی اصطکاک را افزایش می‌دادند. با این حال، این لنت‌ها یک مشکل مهم داشتند و آن صدای بسیار بلندی بود که زمان تماس با چرخ‌های فلزی ایجاد می کردند. برای رفع این مشکل، آنها را با مواد نرمی مانند آسبستوس، پنبه یا لاستیک پوشش می‌دادند. این راه‌حل‌ها خوبی بود ولی تا زمانی که ماشین‌ها سرعت بالا نداشتند.
در سال ۱۹۲۰ میلادی، اولین خودروهایی با سیستم ترمز مکانیکی چهار چرخه وارد بازار شدند. در این خودروها، رانندگان همچنان موظف بودند تا نیروی ترمزی کامل را خود تولید کنند. چهار سال بعد، ترمزهای درام با اتصال هیدرولیکی معرفی شدند. در سال ۱۹۵۰، اولین بوستر ترمز (با پشتیبانی واکنش خلاء) معرفی شدند.
اولین خودرویی که در اروپا با ترمز دیسکی تجهیز شده بود، جگوار C-Type در سال ۱۹۵۲ میلادی بود و سپس سیتروئن DS در سال ۱۹۵۵ میلادی نیز از ترمز دیسکی استفاده کرد. ترمز دیسکی با پوشش جزیی هیدرولیکی نیز در سال ۱۹۵۷ میلادی رونمایی شد. پیشگامان اولیه ABS در سال ۱۹۶۵ میلادی معرفی شدند و اولین سیستم ABS با کنترل الکترونیکی در سال ۱۹۷۸ میلادی عرضه شد. ویژگی های کمکی مدرن مانند سیستم کنترل کشش یا برنامه پایداری الکترونیکی ESP به ترتیب در سال ۱۹۸۷ میلادی و ۱۹۹۵ میلادی معرفی شدند.
توسعه سیستم ترمز از طریق لاستیک های پنوماتیکی تاثیر زیادی داشته است. لاستیک های پنوماتیکی باعث بهبود راحتی در ترکیب با سطح ناصاف و امکان رانندگی با سرعت بالاتر شد، اما با ترمز های اولیه آن دوران خوب کار نمی کردند. یک لنت ترمز مستقیماً روی لاستیک ممکن بود روی دوچرخه عمل کند اما روی خودروی سنگین مانند اتومبیل کار نمی کرد. بنابراین، نوع جدیدی از ترمز توسعه داده شد که در داخل چرخ پنهان است. با خلاف آنچه که ممکن است فکر شود، لنت ترمز دیسک و لنت ترمز درام به طور همزمان اختراع شدند
توسعه ترمزها تا حد زیادی تحت تأثیر تایرهای بادی قرار گرفته است. آن ها سهولت برای حرکت در زمین های ناهموار و همچنین اجازه رانندگی با سرعت های بالاتر را م فراهم می کردند اما با ترمزهای اولیه به خوبی کار نمی کردند. یک لنت ترمز مستقیماً روی لاستیک ممکن بود روی دوچرخه عمل کند اما روی خودروی سنگین مانند اتومبیل کار نمی کرد. بنابراین، نوع جدیدی از ترمز ساخته شد که در داخل چرخ پنهان شده است. برخلاف برخی از تصورات، ترمز درام و ترمز دیسکی تقریباً در یک زمان طراحی شدند.
اولین ترمز دیسکی در سال ۱۹۰۲ میلادی توسط فردریک ویلهلم لانچستر (Frederic Wilhelm Lanchester)، مهندس انگلیسی اختراع شد، در حالی که لوئی رنو (Louis Renault) همان سال طرح لنتی را برای ترمز دیسکی ثبت کرد. مهندسان دیگری از جمله گوتلیب دایملر (Gottlieb Daimler) و ویلهلم مایباخ (Gottlieb Daimler) نیز با ترمز درام آزمایش کرده بودند، اما طرح رنو پیروز شد. هنوز این نوع ترمز تا امروز با تغییراتی برای بهبود عملکرد به کار گرفته شده است.
اولین ترمز خودروها کاملاً مکانیکی بودند. در ابتدا فقط چرخ های عقب مجهز به ترمز بودند. تا سال ۱۹۰۹ میلادی، خودرویی با ترمز در چهار چرخ متصور نشده بود، اصلی‌ترین دلیل آن کمبود دانش مهندسی بود.
در سال ۱۹۱۷ میلادی، زمانی که مالکوم لاکهید (Malcolm Loughead) که بعدها به نام لاکهید (Lockhead) مشهور شد، ترمزهای هیدرولیک را به ثبت رساند که یکی از پیشرفت‌های مهم در تاریخ توسعه ترمز خودرو محسوب می شود. در واقع، هوگو مایر از آلمان قبلاً در سال ۱۸۹۵ میلادی ترمز هیدرولیک را اختراع کرده بود، اما متاسفانه این ترمز موفقیتی نداشت. ترمز های لاکهید برای اولین بار ترمز های هیدرولیکی به صورت انبوه ساخته شدند. استفاده از مایع هیدرولیکی به دو دلیل، بهبود چشمگیری در عملکرد ترمز داشت. اولا، نیروی ترمزی افزایش یافت. ثانیا، مشکل ترک خوردن و گسیختگی کابل های مکانیکی برطرف شد که به علت آن، ترمز های هیدرولیکی در استفاده بسیار راحت تری قرار گرفتند. ترمز های هیدرولیکی اولیه به خاطر نشتی مشهور بودند، اما در مقایسه با ترمز های مکانیکی، بسیار قابل اعتمادتر بودند.
چند سال بعد، در سال ۱۹۲۸، یک ویژگی اضافی اضافه شد - کمک ترمز. سروو ترمز از فشار منفی تولید شده در سیستم ورودی برای افزایش نیروی ترمز استفاده می کند. پس از فشار دادن پدال ترمز، سیلندر اصلی فعال شد و یک سوپاپ فشار منفی را از منیفولد ورودی خارج کرد. اختلاف فشار بین دو قسمت غشا نیرویی را ایجاد کرد که علاوه بر آن پیستون سیلندر اصلی را پشتیبانی می کرد. نیرو نسبت مستقیمی با میزان فشار دادن پدال ترمز داشت. به این ترتیب راننده می تواند به راحتی نیروی ترمز را کنترل کند. همانطور که ترمزها کارآمدتر و کارآمدتر می شدند، خودروها می توانستند سریعتر و سریعتر حرکت کنند.
در سال ۱۹۲۸ میلادی، چندین سال پس از اختراع ترمز هیدرولیکی، یک ویژگی اضافی به نام "کمک ترمز" اضافه شد. سرو ترمز از فشار منفی تولید شده در سیستم سوخت و هوا برای افزایش نیروی ترمز استفاده می کرد. پس از فشار دادن پدال ترمز، سیلندر اصلی فعال شده و یک سوپاپ فشار منفی را از منیفولد ورودی رها می کرد. اختلاف فشار بین دو بخش غشاء نیرویی را ایجاد کرد که به صورت اضافی پیستون سیلندر اصلی را پشتیبانی می کرد. این نیرو مستقیماً به میزان فشار دادن پدال ترمز وابسته بود. به این صورت، راننده می توانست نیروی ترمز را به راحتی کنترل کند. همچنین با بهبود کارایی ترمزها، ماشین ها قادر به سرعت بیشتری شدند
ترمزهای درام برای سال ها در صنعت خودروسازی حرف اول را می زند، ولی در سال‌های اخیر، ترمز دیسکی به شدت در صنعت خودروسازی پرطرفدار شده است. این نوع ترمز در مقایسه با ترمز درام ترمزی قدیمی و معمول، دارای عملکرد بهتری است، به خصوص در شرایط نیمه خشک و خشک. در عین حال، هنوز برخی خودروهای قدیمی و کم قدرت مانند خودروهای شهری از ترمز درام بر روی محور عقب استفاده می‌کنند. از مزایای این نوع ترمز می‌توان به مقاومت در برابر شرایط مختلف جاده و عدم ناموفقیت در کارایی آنها در نظر گرفت. با این حال، ترمز درام دارای مشکلاتی نظیر ایجاد حرارت بالا است که به ویژه در شرایط کاری سنگین، عملکرد آنها را به خطر می‌اندازد.
ترمز دیسکی یکی از انواع ترمزهای موجود در خودروها است و برای توقف و کنترل سرعت خودرو استفاده می‌شود. بیشتر خودروهای امروزی حداقل در چرخ‌های جلو از ترمز دیسکی بهره می‌برند.
در حالت کلی، ترمز دیسکی شامل دو بخش اصلی است: صفحه دیسکی و سیلندرهای ترمز که تحت فشار روغن ترمز قرار می‌گیرند تا صفحه دیسکی را فشار داده و حرکت خودرو را متوقف کنند. در واقع سیستم ترمز دیسکی از دو بخش اصلی روتر یا دیسک ترمز و کالیپر ترمز تشکیل شده است که دیسک به قسمت متحرک و کالیپر به قسمت ثابت چرخ متصل می باشند که کاهش سرعت چرخ و در نتیجه ترمز با همکاری این دو بخش صورت می گیرد. به این ترتیب که کالیپر ترمز تحت فشار روغن ترمز این فشار را به دیسک وارد میکند و از سرعتش کاسته و آن را متوقف میکند.
مانند بسیاری از اختراعات جدید، اولین ترمزهای دیسکی مدرن برای اولین بار در ورزش ظاهر شدند. در سال ۱۹۹۳ میلادی یک جگوار ایکس‌کا (Jaguar XK) مجهز به چهار ترمز دیسکی دانلوپ در مسابقه ۲۴ ساعته لمان (The ۲۴-hour Le Mans race) پیروز شد. انقلاب سیستم های ترمز آغاز شده بود. برخلاف لنت‌های ترمز مسی ۱۹۰۲ میلادی، لنت‌های مدرن نه تنها سر و صدا ندارند بلکه به سرعت فرسوده نمی‌شدند. همچنین به زودی، پوشش های اصطکاکی پیشرفته تری مانند سرامیک، مخلوط های نیمه فلزی یا کولار (Kevlar) در ترمز به کار گرفته شد (مانند لنت های ترمز سرامیکی). درضمن آزبست که مشخص شده بود باعث سرطان می شود، به زودی کنار گذاشته شد. همه لنت های ترمز از مزیت اصلی ترمز دیسکی استفاده می کنند یعنی کارآیی بالاتر در حین رانندگی پویا، بهره می‌برند.
نکته اصلی دفع گرما از ترمزهای دیسکی است. آنها توسط باد خنک می شوند، گرما را به رینگ ها منتقل می کنند و همچنین ممکن است دارای سوراخ های تهویه ویژه باشند. آنها برای رانندگی در کوهستان، رانندگی پویا و ترمز اضطراری ایده آل هستند. پیستون ها روی پوشش اصطکاکی و در نتیجه روی دیسک ترمز فشار وارد می کنند. آنها همچنین با سیستم های کمک راننده مانند ABS یا ESP سازگارتر هستند.
مراکز تحقیق و توسعه همچنان تلاش خود را برای طراحی ترمزهای با کارایی بیشتر ادامه می دهند. سیستم های ترمز از نظر مواد و طراحی همچنان در حال تغییر می کنند. شرکت های بیشتری در حال استفاده از فرایندی به نام "اسکورچینگ" هستند، یعنی حرارت دادن کوتاه مدت سطح لنت ترمز تا دمای ۶۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد به منظور افزایش مقاومت آنها در برابر سست شدن، به معنی کاهش کارایی پوشش ترمز ناشی از دما. تولیدکنندگان همچنین به کاهش لرزش ها و صداها بیشتر توجه می کنند. لنت های با کیفیت خوب دارای یک لایه میانی هستند که صداها و لرزش ها را کاهش می دهد.
به نظر می رسد که سیستم های ترمز به زودی کار بسیار کمتری نسبت به امروز خواهند داشت. توسعه خودروهای هیبریدی و الکتریکی سبب شده است که سیستم‌های بازیابی انرژی به عنوان یک جایگزین جدی برای ترمزها در نظر گرفته شوند. سیستم‌های بازیابی انرژی که به تازگی در خودروهای فرمول ۱ معرفی شده‌اند، در حال رشد هستند. انرژی تولید شده در هنگام ترمز کردن دیگر به حرارت تبدیل نمی‌شود و از بین نمی‌رود، بلکه به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. البته، بازیابی انرژی نمی‌تواند ترمزهای دیسکی را جایگزین کند و در حین ترمز کردن شدید کافی نیست، اما می‌تواند به راحتی در کاهش سایش و خرابی دیسک‌ها و سایشگاه‌های ترمزی در رانندگی روزانه و آرام کمک کند. به زودی خواهیم دید که آیا پیش‌بینی‌های متخصصان درست بوده‌اند یا خیر.
نویسنده : سروناز کاشانی