وان استاپ بریکمجله آموزشی
لنت ترمز چیست؟
لنت ترمز چیست؟
لنت ترمز در سامانهٔ ترمز دیسکی، قطعه‌ای مصرفی متشکل از صفحهٔ فلزی و مادهٔ اصطکاکی است. با فشردن پدال ترمز، پیستون‌های کالیپر لنت‌ها را به دو طرف دیسک فشار می‌دهند؛ اصطکاک ایجادشده سرعت چرخ را کم می‌کند، انرژی حرکت را به گرما تبدیل می‌کند و خودرو متوقف می‌شود.
برای ایجاد توقف در یک قطعه متحرک، ساده‌ترین راهی که در ابتدا به ذهن خطور می‌کند، افزایش اصطکاک است؛ به این صورت که عضو متحرک با عضو ثابتی تشکیل یک جفت اصطکاکی را بدهد. این زوج اصطکاکی از دو عضو به نام‌های روتور (عضو متحرک یا همان دیسک ترمز) و استاتور (عضو ثابت یا همان لنت) تشکیل می‌شود. اگر می‌خواهید بدانید عضو متحرک چگونه کار می‌کند، پیشنهاد
می‌کنیم مقاله دیسک ترمز چیست را مطالعه کنید. این مجموعه را سیستم ترمزگیری می‌گویند. در همین ابتدا اذعان می‌داریم که ایجاد اصطکاک تنها در نگاه اول ساده به نظر می‌رسد؛ این در حالی است که مهندس طراح لنت ترمز هنگام کاربرد با چالش‌های فراوانی روبه‌رو خواهد بود. لنت ترمزهای اصطکاکی کاربرد گسترده‌ای در صنعت‌های مختلف دارند، اما در این مقاله هدف و تمرکز اصلی ما صنعت حمل‌ونقل جاده‌ای، به خصوص خودروهای سواری و تشریح کامل لنت ترمز است.
ب) لنت ترمز خودروهای سواری :
درخودروهای سواری طراحی ترمز به این صورت است که استاتورهای دارای مواد اصطکاکی ( لنت ترمز) به روتور ( دیسک ترمز ) فشرده می شوند و نیروهای اصطکاک ایجاد می کنند که دیسک ترمز و چرخ متصل به آن را کند و در نهایت متوقف می کنند. ( برای درک بهتر لازم است یادآورشویم به صورت معمول ترتیب اتصال مجموعه قطعات چرخ خودروسواری عبارت است از : مجموعه رینگ و لاستیک در تماس مستقیم با دیسک ترمز ، دیسک ترمز در تماس با توپی چرخ است. این سه عضو با پیچ های چرخ خودرو به همدیگر متصل می شوند.) هنگام عمل ترمز ، عکس العمل گشتاور ترمزگیری از لنت ترمز به قسمت ثابت کالیپر ( در ترمزهای دیسکی ) ، پایه و سیلندر ترمز ( در ترمزهای کاسه ای ) منتقل و متعاقب آن به اجزای سیستم تعلیق منتقل می شود.
ج) تاریخچه لنت ترمز :
ترمزهای وسایل نقلیه به مدت چندین قرن بر پدیده اصطکاک تکیه داشته اند. به کارگیری نیروهای اصطکاکی ایجاد شده میان دو جسم در تماس لغزشی ، برای ایجاد سازوکار کاهش سرعت اجسام متحرک
، در تاریخ به آغازین مراحل تلاش های بشری بازمی گردد. اگرچه استفاده از یاتاقان های چرخ به 5000 سال پیش باز می گردد. اما کاربرد ترمز چرخ را نمی توان تا آن دوران ردیابی کرد . تقریبا مسلم است که در نخستین بهره گیری از نیروی اصطکاک برای کاهش سرعت به صورت کشیدن جسمی همچون تنه درخت در پشت ارابه اسب کش در هنگام پایین آمدن از سراشیبی بوده است. در توقف در مسیر سعودی برای استراحت اسب نیز از ابزاری موسوم به گوِه مهارکننده (sprag) جهت جلوگیری از حرکت رو به عقب استفاده می شده است .
به کارگیری سازوکاری که در آن یک لنت اصطکاکی بر سطح چرخ در حال دوران فشرده می شود ، گامی فناورانه در ادامه این روند به شمار می رفت . این نوع مکانیزم در بریتانیا احتمالا از دهه 1700 میلادی در کالسکه های اسب کش رواج یافت. تجهیزات ترمز با این ساختار پایه سپس در واگن ها و کامیون های راه آهن و در ادامه در نخستین وسایل نقلیه بدون اسب در اروپا در اواخر دهه 1800 به کارگرفته شدند.
د) مواد لنت ترمز :
کاهش سرعت وسیله نقلیه نیاز به اضافه کردن یک نیروی بازدارنده دارد که به طور مرسوم از طریق سیستم ترمز اصطکاکی اعمال می‌شود. این فرآیند که بر پایه تبدیل انرژی در ترمز استوار است، انرژی جنبشی حرکت را به انرژی گرمایی تبدیل کرده و آن را به دیگر اجزای سیستم تعلیق خودرو و به اتمسفر اطراف، عمدتاً از طریق هدایت اجباری منتقل می‌کند؛ این انتقال حرارت تا زمانی که وسیله نقلیه به حالت سکون برسد ادامه دارد و سپس از طریق تابش (در غیاب جریان هوا)، انرژی گرمایی به محیط منتقل می‌شود. لنت ترمز معمولاً از پیچیده‌ترین کامپوزیت‌ها محسوب می‌شود
از آنجا که کامپوزیت اصطکاکی نقش قابل توجهی در قابلیت ترمزگیری سیستم تحت شرایط دمایی و مکانیکی مختلف دارا می‌باشد، باید به گونه‌ای انتخاب شود که فیلم سایشی پایدار ایجاد کند. آنچه در تعیین فرمولاسیون لنت ترمز اهمیت دارد، ویژگی‌های تریبولوژیک مناسب است. به عبارت دیگر نرخ سایش مناسب و ثابت ماندن ضریب اصطکاک طی عملیات ترمزگیری بسیار حائز اهمیت است.
پارامترهای لنت ترمز :
الف ) مقاومت در برابرسایش :
برای کاربر وسیله نقلیه و همچنین مهندس طراح که اصطکاک و سایش را مطالعه می کند این الزام شاید مهمترین باشد. یک ماده اصطکاکی لنت ترمز باید به اندازه کافی سخت باشد تا عمر سایش رضایت بخشی داشته باشد. اما به اندازه کافی نرم باشد تا از آسیب به جفت اصطکاکی ( دیسک ترمز یا کاسه چرخ ) جلوگیری شود.
ب) سطح اصطکاک صحیح :
ضریب اصطکاک اکثر مواد موجود در لنت ترمز در برابر چدن معمولا 3 دهم تا 5 دهم است . این ضریب باید به اندازه کافی بالا باشد تا ازنیروهای عملیاتی بیش از حد در سیستم جلوگیری شود. اما نه آنقدر بالا که باعث گیر کردن ترمزها شود. در هرصورت سطح اصطکاک باید به اندازه کافی بالا باشد تا ترمزها حداقل تاخیر کافی را برای برآورده کردن الزامات حمل و نقل فراهم کنند.
ج) حداقل تغییرات اصطکاک :
لنت ترمز باید نسبت به تغییرات فشار عملیاتی و سرعت سایش نسبتا غیرحساس باشد. از این نظر ، یک ماده با کیفیت پایین ، سطح اصطکاک کاهش یافته ای را در فشار های عملیاتی بالا و سرعت های سایش بالا نشان می دهد ، که هیچ یک از این ویژگی ها برای رانندگی ایمن با سرعت بالا مناسب نیست .
د) لنت ترمز و سلامتی :
آگاهی روزافزون از خطرات بالقوه سلامتی ناشی از قرارگرفتن در معرض الیاف آزبست منجر به استفاده از مواد اصطکاکی غیرآزبستی ایمن‌تر برای محیط زیست شده است. با این حال باید توجه داشت که به دلایل فنی، معمولاً فقط از کریزوتایل یا آزبست سفید در ساخت مواد اصطکاکی لنت ترمز استفاده می‌شد، نه کروسیدولیت یا آزبست آبی که خطرات سلامتی بسیار جدی‌تری را ایجاد می‌کند. شایان ذکر است که آزبست در درجه اول یک ماده ضروری در لنت ترمز بود، زیرا به عنوان یک عامل تقویت‌کننده عمل می‌کرد و استحکام و پایداری خود را در طیف وسیعی از دماها و فشارها حفظ می‌کرد. در این رابطه حداقل باید اذعان کرد که آزبست در طول بیش از هشتاد سال سهم قابل توجهی در ایمنی وسایل نقلیه موتوری داشته است. تولیدکنندگان مواد اصطکاکی، تحقیقات و توسعه‌های پرهزینه را صرف تولید فرمولاسیون بدون آزبست کرده‌اند که نه تنها جایگزین مواد مبتنی بر آزبست معمولی می‌شوند، بلکه آن‌ها را بهبود نیز می‌بخشند. در میان مواد جایگزینی که ارزیابی شده‌اند، می‌توان به الیاف شیشه، الیاف فولادی، پشم آلومینیوم، پشم معدنی، الیاف آرامید و الیاف کربن اشاره کرد که همگی به طور قابل توجهی گران‌تر از آزبست هستند. استفاده از این مواد مدرن هرچند هزینه تولید را بالا برده، اما دوام لنت‌ها را افزایش داده است؛ با این حال، فارغ از جنس لنت، بررسی دوره‌ای سیستم ترمز و دانستن زمان تعویض لنت ترمز برای حفظ ایمنی سرنشینان حیاتی است.