وقتی پدال ترمز خودروی خود را فشار می‌دهید، انتظار دارید که وسیله نقلیه با اطمینان و نرمی سرعتش کاهش یابد یا متوقف شود. این عمل ساده، نتیجه یک سیستم پیچیده مهندسی است که یکی از اجزای کلیدی و حیاتی آن، کالیپر ترمز (Brake Caliper) است. اگر دیسک‌های چرخان ترمز را چشمگیرترین بخش سیستم ترمز بدانیم، کالیپر را می‌توان مغز متفکر و اجرایی این عملیات به شمار آورد. این قطعه، نیروی هیدرولیک را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند و اصطکاک لازم برای توقف خودرو را ایجاد می‌کند.
کالیپر ترمز چیست و چگونه کار می‌کند؟
کالیپر ترمز خودرو قطعه‌ای است که معمولا از جنس چدن، آلومینیوم یا در برخی مدل‌های پیشرفته از کامپوزیت‌های کربن سرامیک ساخته می‌شود و بر روی دیسک ترمز متصل به هاب چرخ، سوار است. وظیفه اصلی کالیپر ترمز را می‌توان در نگهداری از لنت‌های ترمز و اعمال فشار بر روی دیسک خلاصه کرد.
مکانیسم کار را می‌توان بدین‌صورت شرح داد. هنگامی که راننده پدال ترمز را فشار می‌دهد، نیروی واردشده توسط بوستر ترمز تقویت شده و به سیلندر اصلی (مستر سیلندر) منتقل می‌شود. روغن ترمز تحت فشار از طریق لوله‌ها و شیلنگ‌های ترمز به سمت کالیپر هر چرخ جریان می‌یابد. فشار روغن باعث می‌شود که یک یا چند پیستون موجود در کالیپر به سمت بیرون حرکت کنند. این پیستون‌ها به پشت لنت‌های ترمز (که درون کالیپر قرار دارند) فشار آورده و آن‌ها را به دو طرف دیسک چرخان فشار می‌دهند.
اصطکاک بین لنت‌ها و دیسک، انرژی جنبشی وسیله نقلیه (حرکت) را به انرژی حرارتی (گرما) تبدیل می‌کند. این فرآیند باعث داغ شدن شدید دیسک و لنت‌ها شده و در نهایت سرعت چرخ کاهش یافته و خودرو می‌ایستد. با رها کردن پدال ترمز، فشار روغن کاهش یافته و پیستون‌ها توسط یک حلقه اورینگ مخصوص (که کمی آن‌ها را به عقب می‌کشد) و لرزش طبیعی دیسک، به موقعیت اولیه بازمی‌گردند و لنت‌ها از روی دیسک آزاد می‌شوند.
انواع اصلی کالیپر ترمز
کالیپرهای ترمز در خودرو عمدتا در دو دسته اصلی قرار می‌گیرند که تفاوت‌های ساختاری و عملکردی چشمگیری با یکدیگر دارند؛ کالیپر ثابت و کالیپر شناور.
کالیپر ثابت چیست؟
کالیپر ثابت (Fixed Caliper) به‌صورت ثابت و محکم به نگهدارنده خود (Bracket) پیچ شده و حرکت نمی‌کند. کالیپرهای ثابت دارای بدنه یکپارچه و چندین پیستون هستند که در دو سمت دیسک قرار گرفته‌اند (معمولا ۴، ۶ یا حتی ۱۲ پیستون).
مزایای کالیپر ثابت چیست؟
مزایای کالیپر ثابت عبارتند از:
- عملکرد برتر: به دلیل توزیع یکنواخت فشار بر روی لنت و وجود پیستون‌های بیشتر، نیروی ترمزی قویتر و مدولاتری (قابل کنترلتر) ارائه می‌دهند.
- دفع حرارت بهتر: ساختار یکپارچه و بزرگ‌تر آن‌ها باعث می‌شود گرمای generated شده را بهتر دفع کنند که از افت عملکرد ترمز در شرایط سخت (مانند رانندگی در پیست یا سراشیبی‌های طولانی) جلوگیری می‌کند.
- پایداری بیشتر: ثابت بودن کل بدنه، از تغییر شکل (Deflection) تحت فشارهای بالا جلوگیری می‌کند.
معایب کالیپر ثابت چیست؟
معایب کالیپر ثابت عبارتند از:
- گران‌قیمت: ساخت آن‌ها پیچیده‌تر و هزینه‌بر است.
- حجیم و سنگین: معمولا اندازه و وزن بیشتری دارند.
- نیاز به فضای بیشتر: نصب آن‌ها روی رینگ‌های کوچک ممکن است مشکل باشد.
- کاربرد: این نوع کالیپر عمدتا در خودروهای اسپرت، مسابقه‌ای و لوکس استفاده می‌شود.
کالیپر شناور چیست؟
کالیپر شناور (Sliding or Floating Caliper) رایج‌ترین نوع کالیپر در خودروهای معمولی و اقتصادی است که طراحی ساده‌تر و مقرون به‌صرفه‌تری دارد. در این نوع، بدنه کالیپر تنها در یک سمت دیسک دارای یک یا دو پیستون است و خود کالیپر می‌تواند به‌صورت جانبی روی پین‌های راهنما (Slide Pins) بلغزد.
مکانیسم کار را می‌توان بدین‌صورت توضیح داد. با فشار روغن، پیستون(s) به لنت داخلی فشار آورده و آن را به دیسک می‌چسباند. هم‌زمان، نیروی عکس‌العمل باعث می‌شود کل بدنه کالیپر بر روی پین‌های راهنما به سمت داخل (عکس جهت پیستون) بلغزد. این حرکت لغزشی، لنت خارجی را نیز به سمت دیسک فشار می‌دهد و در نتیجه هر دو لنت، دیسک را می‌گیرند.
مزایای کالیپر شناور چیست؟
مزایای کالیپر شناور عبارتند از:
- قیمت پایین‌تر: ساخت ساده و تعداد قطعات کمتر.
- سبک‌تر و فشرده: فضای کمتری اشغال می‌کند.
- تعمیر و نگهداری آسان‌تر.
معایب کالیپر شناور چیست؟
معایب کالیپر شناور عبارتند از:
- عملکرد پایین‌تر: نیروی ترمزی یکنواختی مانند کالیپر ثابت ندارد و ممکن است در شرایط شدید دچار تغییر شکل شود.
- حساسیت به پین‌های راهنما: اگر پین‌ها زنگ بزنند یا گیر کنند، کالیپر به درستی کار نکرده و باعث سایش ناهمگون لنت‌ها و کاهش راندمان ترمز می‌شود.
- کاربرد: بیش از ۸۰ درصد خودروهای سواری تولیدی در جهان از این نوع کالیپر استفاده می‌کنند.
اجزای تشکیل‌دهنده کالیپر ترمز در خودرو کدامند؟
یک کالیپر معمولی از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
- بدنه (Caliper Body): ساختار اصلی که سایر اجزا را در خود جای می‌دهد.
- پیستون (Piston): معمولا از جنس فولاد یا آلومینیوم با پوشش ضدخوردگی که نیروی هیدرولیک را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند.
- گردگیر پیستون (Piston Boot): یک واشر پلاستیکی که از نفوذ گرد و غبار و آلودگی به داخل سیلندر پیستون جلوگیری می‌کند.
- اورینگ پیستون (Piston Seal): این اورینگ نه‌تنها مانع از نشت روغن ترمز می‌شود، بلکه در زمان رها کردن پدال، با تغییر شکل الاستیک خود، پیستون را به میزان بسیار کمی به عقب می‌کشد و از تماس دائمی لنت با دیسک (Drag) جلوگیری می‌کند.
- پین‌های راهنما (Slide Pins): (مخصوص کالیپرهای شناور) که امکان حرکت جانبی کالیپر را فراهم می‌کنند.
- گردگیر پین‌های راهنما (Slide Pin Boots): از پین‌ها در برابر آلودگی و رطوبت محافظت می‌کنند.
- محفظه لنت (Brake Pad Mounting Bracket): قسمتی که لنت‌های ترمز در آن قرار می‌گیرند.
نکات کلیدی نگهداری و عیب‌یابی
کالیپر یک قطعه حیاتی و با عمر طولانی در خودرو است، اما نیاز به نگهداری منظم دارد که شامل بازدید منظم از لنت‌ها و دیسک‌ها، نگهداری پین‌های راهنما و توجه به گردگیر‌ها می‌شود.
سایش بیش از حد لنت‌ها می‌تواند به پیستون و دیسک آسیب برساند. درضمن، در سرویس‌های دورهای، پین‌های راهنما در کالیپرهای شناور باید خارج شده، تمیز شده و با گریز مخصوص باز شوند تا از گیر کردن آن‌ها اطمینان حاصل شود. از سوی دیگر، پارگی گردگیر پیستون یا پین‌های راهنما، باعث ورود آب، نمک و گردوغبار به داخل مکانیسم می‌شود که زنگ‌زدگی، سایش و در نهایت قفل شدن کالیپر را به همراه دارد.
علائم خرابی رایج کالیپر ترمز
خرابی کالیپر ترمز خودرو با نشانه‌هایی همراه است که در صورت مشاهده هر یک می‌بایست خودرو را به نزدیک‌ترین تعمیرگاه معتبر رساند. نشانه‌های خرابی کالیپر را در ادامه معرفی می‌کنیم.
- کشیدن وسیله نقلیه به یک سمت: معمولا به دلیل قفل شدن یا عملکرد ضعیف یک کالیپر.
- صدای جیرجیر یا سایش: ممکن است ناشی از لنت‌های تمام‌شده یا گردگیرهای پاره شده باشد.
- کاهش سطح روغن ترمز: اغلب نشانه نشت روغن از گردگیرهای فرسوده پیستون است.
- لرزش پدال ترمز: (در برخی موارد) می‌تواند ناشی از پیستون‌های فرسوده یا بدنه کالیپر معیوب باشد.
- داغی غیرعادی چرخ: پس از رانندگی، اگر یکی از چرخ‌ها به طور غیرعادی داغ باشد، احتمال قفل شدن خفیف کالیپر وجود دارد.
جمع‌بندی
کالیپر ترمز، اگرچه در نگاه اول قطعه ساده‌ای به نظر می‌رسد، اما نقش یک اجراکننده دقیق و قدرتمند را در سیستم ترمز ایفا می‌کند. انتخاب بین انواع ثابت و شناور آن، مستقیما به بودجه، نوع خودرو و انتظارات از عملکرد ترمز بستگی دارد. در حالی که کالیپرهای شناور، قلب تپنده ترمز خودروهای معمولی به شمار می‌آیند، کالیپرهای ثابت، اسب‌های کاری هستند که در پشت عملکرد خیره‌کننده خودروهای اسپرت و مسابقه‌ای قرار دارند. نگهداری صحیح از این قطعه، نه‌تنها بر ایمنی سفر تأثیر مستقیم دارد، بلکه با جلوگیری از سایش زودرس لنت و دیسک، هزینه تعمیرات را کاهش می‌دهد. بنابراین، توجه به سلامت کالیپرها را باید جزئی جدایی‌ناپذیر از برنامه نگهداری خودروهای خارجی و داخلی دانست.
دیدگاهتان را بنویسید