از افت قدرت ترمز تا خرابی کفشک‌ها؛ مهم‌ترین مشکلات ترمز کاسه‌ای را بشناسید

ترمزها بدون شک یکی از مهم‌ترین سیستم‌های هر خودرو هستند؛ شاید در کنار تایرها بتوان آن‌ها را حیاتی‌ترین بخش خودرو دانست؛ زیرا فرقی نمی‌کند موتور خودرو چقدر قدرتمند باشد یا خودرو تا چه اندازه چسبندگی خوبی روی جاده داشته باشد؛ اگر نتوانید آن را متوقف کنید، دیگر با یک خودرو روبه‌رو نیستید، بلکه با یک موشک متحرک مواجه هستید.

اگر نحوه عملکرد سیستم‌های ترمز را بدانید، ساختاری نسبتاً ساده و قابل درک دارند. در بیشتر خودروها، زمانی که پدال ترمز را فشار می‌دهید، این نیرو به سیلندر اصلی ترمز منتقل می‌شود. این قطعه باعث ایجاد فشار در روغن ترمز می‌شود؛ مایعی که قابلیت فشرده شدن ندارد. سپس این روغن ترمز تحت فشار به مجموعه ترمزها منتقل شده و باعث می‌شود لنت‌ها یا کفشک‌های ترمز به سطوح کاری فشار وارد کنند. در نتیجه، اصطکاک ایجادشده باعث کاهش سرعت خودرو می‌شود.

البته این تنها روش موجود برای متوقف کردن خودرو نیست. سیستم‌هایی مانند فناوری Sensify شرکت برمبو که بدون سیستم هیدرولیکی کار می‌کند نیز در مراحل مختلف توسعه قرار دارند، اما سیستم هیدرولیکی همچنان رایج‌ترین روش استفاده‌شده در خودروهای امروزی است. در نقطه مقابل فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند Sensify، ترمز کاسه‌ای در نگاه اول ممکن است ساختاری پیچیده داشته باشد. وقتی این نوع ترمز را باز می‌کنید، مجموعه‌ای از فنرها، سیلندرها و سطوح داخلی مختلف را مشاهده می‌کنید؛ اما عملکرد آن در اصل بسیار ساده است.

تصور کنید یک کاسه در حال چرخش دارید. اگر دست‌های خود را روی قسمت داخلی این کاسه قرار دهید و به سمت بیرون فشار وارد کنید، با ایجاد اصطکاک سرعت چرخش آن کاهش پیدا می‌کند. در این مثال، دست‌های شما همان کفشک‌های ترمز هستند. در ترمز کاسه‌ای نیز دقیقاً همین اتفاق رخ می‌دهد. دو کفشک نیم‌دایره‌ای به سمت بیرون رانده می‌شوند و به سطح داخلی کاسه ترمز فشار وارد می‌کنند. ترمز پارک نیز با استفاده از یک کابل، همین کفشک‌ها را از طریق مکانیسم مخصوص خود باز می‌کند و مانند یک پدال ترمز دوم عمل می‌کند. اکنون که با نحوه عملکرد پایه ترمز کاسه‌ای آشنا شدیم، بررسی می‌کنیم چه مشکلاتی ممکن است برای این سیستم ایجاد شود.

احتمالاً اصطلاح Brake Fade یا افت عملکرد ترمز را حتی در خودروهای مجهز به ترمز دیسکی نیز شنیده‌اید. دلیل آن به نحوه عملکرد سیستم ترمز بازمی‌گردد. ترمزها انرژی جنبشی خودرو را به گرما تبدیل می‌کنند. زمانی که کفشک یا لنت با سطح چرخان تماس پیدا می‌کند، اصطکاک زیادی ایجاد می‌شود و این اصطکاک به سرعت حرارت تولید می‌کند.

افت قدرت ترمزگیری در واقع همان سوختگی ناشی از اصطکاک در سیستم ترمز است. به این معنا که ترمزها بیش از حد گرم شده‌اند و توانایی خود برای کاهش سرعت خودرو را از دست داده‌اند. کفشک‌های ترمز از ماده اصطکاکی ساخته شده‌اند که با ساییده شدن روی سطح داخلی کاسه، خودرو را متوقف می‌کنند. عملکرد آن‌ها از نظر اصولی شباهت زیادی به کلاچ خودروهای دنده‌ای دارد.

زمانی که راننده در خودروی دستی پای خود را روی کلاچ نگه می‌دارد، اختلاف سرعت بین موتور و کلاچ باعث تولید حرارت زیادی می‌شود و به مرور ماده اصطکاکی آسیب می‌بیند. در ترمز نیز اگر هنگام حرکت، مخصوصاً در مسیرهای سراشیبی، به‌طور مداوم پا روی پدال نگه دارید، همین اتفاق رخ می‌دهد. افت قدرت ترمز در سیستم‌های کاسه‌ای بیشتر از ترمزهای دیسکی دیده می‌شود؛ زیرا ترمزهای دیسکی در معرض جریان هوای بیشتری قرار دارند و بهتر خنک می‌شوند. همچنین کاسه ترمز هنگام داغ شدن منبسط می‌شود.

این انبساط باعث می‌شود کفشک‌ها دیگر مانند قبل به سطح داخلی کاسه فشار وارد نکنند و در نتیجه پدال ترمز حالت نرم و کم‌اثر پیدا کند. ساده‌ترین راه‌حل برای رفع این مشکل، توقف خودرو و اجازه دادن برای خنک شدن سیستم ترمز است. همچنین برای جلوگیری از ایجاد این مشکل در مسیرهای شیب‌دار، بهتر است از ترمز موتور استفاده کنید تا فشار بیش از حد روی ترمزها وارد نشود.

ماده اصطکاکی ترمز یک قطعه مصرفی در خودرو محسوب می‌شود. هر بار که ترمز می‌گیرید، مقدار بسیار کمی از این ماده ساییده شده و معمولاً به شکل گردوغبار در داخل کاسه ترمز جمع می‌شود. به همین دلیل است که پس از سال‌ها رانندگی، فضای داخلی کاسه ترمز ممکن است شبیه یک تکه زغال سیاه به نظر برسد. با گذشت زمان، این ماده اصطکاکی آن‌قدر کاهش پیدا می‌کند که دیگر عملکرد مناسبی ندارد و توانایی ترمزگیری خودرو به شکل قابل توجهی کاهش می‌یابد.

سایش کفشک‌ها تقریباً همیشه اتفاق می‌افتد و بخشی طبیعی از عملکرد سیستم ترمز است، اما می‌توان سرعت آن را کاهش داد. برای مثال، هنگام رانندگی بی‌دلیل پا را روی پدال ترمز نگه ندارید، زیرا تنها باعث افزایش حرارت و فرسایش می‌شود. همچنین از ترمزگیری‌های شدید و ناگهانی غیرضروری خودداری کنید و سبک رانندگی نرم‌تری داشته باشید. حمل دائمی بارهای سنگین نیز باعث افزایش فشار روی ترمزها می‌شود و عمر کفشک‌ها را کاهش می‌دهد.

البته این موارد درباره ترمزهای دیسکی نیز صدق می‌کند، اما ترمزهای کاسه‌ای به دلیل توانایی کمتر در دفع حرارت، حساسیت بیشتری دارند. معمولاً زمانی که کفشک‌ها بیش از حد ساییده شوند، راننده متوجه صدای جیغ یا سوت ترمز می‌شود. البته شنیدن صدای ترمز همیشه به معنی پایان عمر کفشک نیست. بسیاری از کفشک‌ها دارای قطعات فلزی کوچکی در ساختار خود هستند که با رسیدن میزان سایش به حد مشخص، صدای هشدار تولید می‌کنند تا راننده متوجه نیاز به تعویض آن‌ها شود. برخی مدل‌ها نیز از سیستم هشدار الکترونیکی استفاده می‌کنند. در هر صورت، مشاهده یا شنیدن چنین هشدارهایی به این معناست که زمان تعویض کفشک‌ها فرا رسیده است.

چگونه متوجه شویم ترمزهای کاسه‌ای نیاز به تنظیم دارند؟ اگر کاسه ترمز را باز کنید، مجموعه‌ای از فنرها، اهرم‌ها و یک سیلندر بزرگ را مشاهده خواهید کرد. سیلندر وظیفه دارد قسمت بالایی هر دو کفشک را به سمت بیرون فشار دهد. فنرها نیز دو وظیفه مهم دارند؛ نخست تعیین فاصله کفشک‌ها در حالت عادی و دوم اطمینان از حرکت هماهنگ قسمت‌های بالا و پایین کفشک‌ها.

اگر تنها یک بخش از کفشک‌ها درگیر شود، قسمت بالایی تماس پیدا می‌کند اما بخش پایینی از ماده اصطکاکی استفاده نمی‌کند. این نوع فرسایش نامتقارن را سایش گوه‌ای (Wedge Wear) می‌نامند و نشان‌دهنده نیاز به تنظیم سیستم است. موضوع دیگری که باید به آن توجه کرد، میزان پایین رفتن پدال ترمز پیش از احساس عملکرد آن است.

کفشک‌های ترمز کاسه‌ای با فشار سیلندر به سمت بیرون حرکت می‌کنند، اما فاصله اولیه آن‌ها توسط فنرها و اهرم‌ها تعیین می‌شود. با ساییده شدن کفشک، فاصله آن از کاسه افزایش پیدا می‌کند و لازم است سیستم دوباره تنظیم شود تا حس پدال ترمز طبیعی باقی بماند. البته حالت معکوس نیز ممکن است رخ دهد. اگر کفشک‌ها بیش از حد نزدیک تنظیم شوند، دائماً با کاسه تماس خواهند داشت و باعث افزایش سایش می‌شوند. در چنین شرایطی، پس از مدتی بوی سوختگی احساس خواهید کرد؛ زیرا کفشک‌ها باعث داغ شدن بیش از حد کاسه شده و سطح ماده اصطکاکی را مانند شیشه صاف و صیقلی می‌کنند. در هر دو حالت، نیاز به بررسی، تنظیم یا تعویض برخی قطعات وجود دارد.

این مشکل هم در ترمزهای کاسه‌ای و هم در ترمزهای دیسکی دیده می‌شود. اساس عملکرد هر دو سیستم، وجود مجموعه‌ای از مسیرهای پرشده با روغن ترمز است. انواع مختلفی از روغن ترمز وجود دارد، اما همه آن‌ها یک ویژگی مشترک دارند: مایعاتی غیرقابل فشرده شدن که برای انتقال فشار طراحی شده‌اند.

مشکل زمانی ایجاد می‌شود که هوا وارد خطوط ترمز شود. در شرایط ایده‌آل، سیستم ترمز باید کاملاً بدون هوا و آب‌بندی شده باشد؛ زیرا برخلاف روغن ترمز، هوا قابلیت فشرده شدن دارد. اگر در سیستم هوا وجود داشته باشد، هنگام فشار دادن پدال ترمز، ممکن است پدال بیش از حد پایین برود و پیش از درگیر شدن ترمز، مسیر زیادی را طی کند. در شرایط شدیدتر، ممکن است پدال مستقیماً تا کف خودرو پایین برود و تقریباً هیچ واکنشی ایجاد نکند. این موضوع معمولاً نشان‌دهنده وجود نشتی یا باقی ماندن حباب‌های هوا پس از هواگیری نامناسب سیستم است.

خوشبختانه اگر مسیر روغن ترمز آسیب ندیده باشد و سیلندر اصلی سالم باشد، رفع این مشکل معمولاً ساده است. با جدا کردن مسیر روغن در بخش مربوط به سیلندر ترمز و انجام فرآیند هواگیری، می‌توان مشکل را برطرف کرد. حتی بسیاری از رانندگان با ابزار ساده و در مدت چند ساعت می‌توانند این کار را انجام دهند.

پیش‌تر درباره صدای سوت ترمز به دلیل کاهش ضخامت کفشک‌ها صحبت کردیم؛ اما مرحله شدیدتر زمانی رخ می‌دهد که دیگر هیچ ماده اصطکاکی باقی نمانده و تماس مستقیم فلز با فلز ایجاد شود. البته آلودگی‌هایی مانند گرد و خاک، ذرات فلزی و گل‌ولای نیز می‌توانند باعث کاهش عملکرد ترمز شوند؛ موضوعی که برای خودروهای آفرودی یا خودروهایی که در محیط‌های کاری استفاده می‌شوند اهمیت بیشتری دارد.

بسیاری از کامیون‌ها همچنان از ترمزهای کاسه‌ای استفاده می‌کنند و این مشکل در آن‌ها نیز قابل مشاهده است. اگر با نحوه عملکرد قطارها آشنا باشید، دلیل اهمیت این موضوع را بهتر درک می‌کنید. قطارها از چرخ‌های فولادی روی ریل‌های فولادی استفاده می‌کنند، زیرا ضریب اصطکاک بسیار پایینی دارند و همین موضوع باعث مصرف سوخت کمتر آن‌ها می‌شود.

اما تصور کنید بخواهید یک خودروی سنگین در سراشیبی را تنها با تماس دو قطعه فلزی متوقف کنید. نتیجه بسیار خطرناک خواهد بود. البته این مثال کمی اغراق‌آمیز است، اما مفهوم را به خوبی نشان می‌دهد. عوامل مختلفی مانند زنگ‌زدگی و خوردگی می‌توانند عملکرد ترمز را تحت تأثیر قرار دهند. زنگ‌زدگی ممکن است باعث گیر کردن سیلندر ترمز یا قفل شدن ترمز دستی شود.

حتی کفشک‌های ترمز نیز بسته به نوع ماده اصطکاکی مورد استفاده ممکن است دچار زنگ‌زدگی شوند. به همین دلیل خودروهایی که مدت طولانی بدون استفاده باقی می‌مانند باید هر چند وقت یک‌بار حرکت داده شوند تا از آسیب‌های ناشی از توقف طولانی جلوگیری شود.