× کسب و کارتکنولوژی و فناوریمد و زیباییگردشگریهنر و آثار هنرىساعت و جواهرات مزایده ها و حراجى هااقتصادالکتریکی حساب کاربری
۱۴۰۲,۰۲,۱۷
704

لنت 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. 

 

تاریخچه لنت ترمز

 

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.

 

لاستیک ها - چالشی جدید برای ترمز خودرو

 

 

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.

 

هیدرولیک در سیستم های ترمز

 

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

کاهش تدریجی ترمزهای درام