مقدمه لنت ترمز يكي از قطعات مصرفي در اتومبيل با درجه ايمني Grade A يا فوق ايمني است كه اين درجه ايمني نشان از اهميت فوقالعاده اين قطعه به ظاهر ساده دارد. در ترمزگيريهاي شديد و در مواقع حساس كه بحث ايمني جان سرنشينان خودرو و خسارات مالي سنگين مطرح است، اهميت لنت ترمز بيشتر مشخص ميشود. اما يكي از مواردي كه رانندگان اتومبيل گاهوبيگاه با آن سروكار دارند، صداي ناشي از لنت براثر ترمز كردن است. اين صدا گاه در مواقع خاصِ حركتي و گاه به دليل استفاده از نوعي ماده بهخصوص در لنت و يا اجزاي سيستم ترمزي، توليد و باعث مراجعه مكرر دارندگان خودرو به نمايندگي شركتهاي خودروساز يا ساير تعميرگاهها ميشود زيرا سبب ايجاد احساس عدم اعتماد راننده به سيستم ترمز ميگردد و اين تصور را بهوجود ميآورد كه عملكرد آن اشكال دارد. اين مسئله مختص يك يا چند كشور نيست بلكه موضوع روز بسياري از شركتهاي مهم خودروساز و قطعهساز در دنياست و باعث تحميل هزينههاي گزافي به آنها شده است. هم اكنون تحقيق در اين زمينه باعث تعريف پروژههايي در سطوح بالاي تحقيقاتي در دانشگاههاي معتبر با استفاده از دستگاههاي بسيار پيشرفته شده، اما نكته حائز اهميت آن است كه هر صداي ترمزي لزوماً به مفهوم وجود عيب نيست. در ادامه به تعريف انواع صداهاي ترمز و ارائه راهكارهاي پيشنهادي براي حذف آنها ميپردازيم.
انواع صداي ترمز صداي لنت ترمز با توجه به شدت و بلندي آن، در مقالات و اطلاعات مربوط به سرويسهاي تعمير و نگهداري خودروها با اسامي و كليدواژههاي متفاوتي مورد توجه قرار گرفته است، ازجمله : GrindGrunt, Moan, Groan, Squeak, Squeal و Wire Brush ولي بهطور كلي صداي ارتعاش آرام را ناله (Groan) و صداي ارتعاش سريع را جيغ (Squeal) مينامند. فاكتورهاي طراحي لنت ترمز اتومبيل در طراحي لنت موارد زير بايد در نظر گرفته شود: شيار مياني لنت ترمز به عنوان نشانگر حد مجاز استفاده از لنت ترمز همچنين محلي براي خروج گاز و گرد و غبار ناشي از مصرف لنت است. 1- در شرايط متفاوت جوي ميبايست كارايي يكساني داشته باشد. اين كارايي مطلوب بايد در محدوده متفاوت دمايي هنگام رانندگي نيز حفظ شود. 2- پدالگيري خوب در تمام مواقع. 3- طول عمر بالا (به لحاظ صرفه اقتصادي( 4- قابليت عملكرد در شرايط متفاوت، بدون ايجاد صدا. 5- لنت بايد به نحو مطلوبي توانايي توقف خودرو را داشته باشد. 6- محدوديتهاي ابعادي براي مونتاژ. 7- عدم استفاده از مواد آزبستي. 8- خروجي غبار كمتر (بهمنظور تميز باقي ماندن چرخ( ميزان خروجي غبار لنت و تفاوت سطوح داخلي دو چرخ گاه استفاده از يك ماده نرمتر براي لنت بهمنظو جلوگيري از ايجاد صدا پيشنهاد ميشود كه اين موضوع به كاهش عمر لنت ميانجامد. مواد مورد استفاده در لنت ترمز در اين قسمت با بخشهاي اصلي ساختمان لنت ترمز آشنا ميشويد زيرا شايد در برخي موارد تغيير ساختار مواد مصرفي در لنت، يكي از راههاي حذف صدا باشد. موادي كه در تركيب لنت مورد استفاده قرار ميگيرند، عبارتند از: مواد اصطكاكزا مثل گرافيت، پودر فلز مانند سرب، روي، برنج و آلومينيم، مقيدكنندهها، پُركننده ها و عوامل بهبوددهنده كه در ادامه به تشريح هر يك مي پردازيم. 1- پودر فلز به منظور افزايش مقاومت مواد در برابر دما و سايش به تركيب اضافه ميشود. -2 مقيدكنندهها (Binder): چسبهايي هستند كه مواد اصطكاكي را كنار هم نگه ميدارند. رزين Phenolic رايجترين نوع آن است. Filler -3ها همانند تراشههاي لاستيكي هستند كه در مقادير كم براي كاهش صداي لنت به تركيب افزوده ميشوند.
تاثير نوع لنت ترمز بر ايجاد صدا
تنوع بسيار نوع لنت و تركيبات موجود در آن، تاثير قابلتوجهي بر صداي توليدي لنت ميگذارد. در ذيل به بعضي از پارامترهاي مربوط به آن اشاره مي شود.
لنتهاي نيمه فلزي: معمولاً باعث ايجاد صدا ميشوند كه اين مسئله بهدليل سختي بيشتر آنها نسبت به لنتهاي غيرآزبستي است. تركيبات فلزي اين نوع لنتها، هنگام ترمزگيري و سايش فلز به فلز باعث ايجاد صداي جيغ ميشود. مقدار Fillerها و Binderها در ماده اصطكاكي لنت تفاوت چشمگيري در ميزان صداي جيغ توليدي از لنتهاي جلو يا عقب ايجاد ميكند. در اين حالت افزودن اجزايي نظير گرافيت،كربن و تركيبات بهبوددهنده لاستيكي ميتواند باعث كاهش صداي لنت شود. اضافه كردن برنج ميتواند باعث رفع ارتعاشات و همچنين تميزكاري ديسك و يا كاسه چرخ شود. شكل هندسي لنت نيز ميتواند بر ميزان صداي توليدي موثر باشد. لنتي با گوشههاي پخخورده ميتواند روي ديسك ترمز، بدون ايجاد ارتعاش بلغزد. همچنين لنتهاي چاكدار باعث تغيير فركانس لنتهاي مرتعش ميشوند. بعضي لنتها پوششي ويژه دارند كه به سطح ديسك منتقل ميشود. اين پوششها باعث ايجاد يك نوع فيلم روي ديسك ميشوند كه ارتعاش و صدا را كاهش ميدهد. صداي جيغ ترمز عقب اغلب بهدليل انباشته شدن گرد لنت و ... بين لنتها و كاسه چرخ توليد ميشود. براي حل اين مشكل، گرد و غبار ناشي از لنت ترمز را از روي كفشكها و صفحه پشتبند لنت و اجزاي مربوطه پاك كنيد. اقدامات اوليه براي حذف صداي ترمز اتومبيل علت اوليه صداي ترمز ارتعاش است. در ترمزهاي ديسكي ارتعاشات ميتواند بين لنت و ديسك، لنت و كليپر يا كليپر و اتصالات نصب شده بر روي آن وجود داشته باشد. در ترمزهايي كه از سيستم كاسه چرخ استفاده ميكنند، ارتعاشات ميتواند بين كفشك و كاسه چرخ يا كفشك و صفحه پشتبند آن ايجاد شود. همچنين ارتعاش در يك قسمت ميتواند باعث تحريك و ايجاد ارتعاش در قسمت ديگر شود؛ بهخصوص كه قطعات پيوسته در حال سبكتر شدن هستند و به اين ترتيب ارتعاش آسانتر صورت ميگيرد. براي حذف صداهاي اوليه، استفاده از صلبيت اجزاي سيستم ترمزي در اولويت است كه در طراحي سيستم هاي ترمزي، دمپينگ يا حذفكننده ارتعاش اوليه توسط عوامل ذيل قابل اجراست: · هنگام ترمز به دقت گوش كنيم و ببينيم صدايي از لنت شنيده ميشود يا نه و در صورت لزوم چك كنيم لنتها در جاي خود محكم هستند؛ به طوري كه با دست جابهجا نميشوند. · استفاده از عايق ها كه Shim نيز ناميده ميشوند. درحقيقت عايقها يك مجزاكنندهاند كه همانند بالشتك عمل ميكنند و براي جلوگيري از ارتعاشات مورد استفاده قرار ميگيرند. اگر لنتها در جاي خود بهدرستي نصب شده باشند ولي هنوز صدا توليد كنند، يكي از ارزانترين و موثرترين راهها براي از بين بردن صداي مذكور اين است كه لنتها را از جاي خود درآوريم و پشت آنها Shim نصب كنيم زيرا Shimها ارتعاشات بين لنت و كليپر را كاهش ميدهند. . گيرهها كه با محكم كردن اتصالات و اجزا به يكديگر باعث افزايش صلبيت سيستم ترمزي ميشوند بايد امتحان گردند و مطمئن شويم بهدرستي نصب شدهاند و در جاي خود محكم هستند. . همه گيرهها، پينها و فنرها كه بهواسطه دماي بالاي ترمز حالت فنري خود را از دست داده و شُل شده اند بايد تعويض شوند. . تميز كردن و روغنكاري متعلقات كليپر به حذف ارتعاشات كمك ميكند. ارتعاشات ميتواند بهدليل خرابي يا لق بودن قطعات و اجزاي مربوطه باشد. . جايگزيني پينها و بوشها نيز ميتواند به عنوان يك راهحل در نظر گرفته شود. . اگر كليپر بسيار كهنه شده است و لَقلَق ميزند، شايد تعويض آن تنها راه حل ممكن باشد. . يكي ديگر از علل صداي جيغ در ترمزهاي عقب، تماس ضعيف بين كفشك و كاسه چرخ است كه اين مشكل با جايگزيني لنتهاي ترمز عقب يا پرداخت مجدد سطح داخلي كاسه چرخ قابلحل است. . گرفتن لَقي اجزاي سيستم ترمز عقب كه باعث ايجاد ارتعاش بين صفحه پشتبند و لنت ترمز عقب و درنهايت عامل ايجاد صداست، يكي ديگر از راههاي حذف صداي ترمز عقب بهشمار ميرود. تاثير ديفرانسيل جلو يا ديفرانسيل عقب بودن خودرو بر صداي ترمز خودروهاي ديفرانسيل جلو يا عقب بهعلت وجود تفاوت اساسي در سيستمهاي انتقال قدرتشان، بر عملكرد سيستمهاي ترمزي خود تاثير ميگذارند. 1- در طراحي، اجزاي سيستم ترمزي در خودروهاي ديفرانسيل جلو كوچكتر و داراي جرم كمتري هستند لذا دمپينگ موثري روي سطح نويز اوليه نخواهند داشت؛ در حاليكه اجزاي سيستم ترمزي در خودروهاي ديفرانسيل عقب بهدليل داشتن اجزاي سنگينتر نظير تعليق، Spindle و فريم هاي بزرگ، نويز اوليه را جذب ميكنند. 2- در خودروهاي ديفرانسيل جلو بخش عمده عمل ترمزگيري توسط ترمزهاي جلو و بخش كمتري از آن توسط ترمزهاي عقب انجام ميشود؛ در حالي كه اين قضيه در خودروهاي ديفرانسيل عقب حالت ضعيفتري دارد. به اين دليل دماي عملكرد در خودروهاي ديفرانسيل جلو بسيار بالاتر است كه نتيجه آن، افزايش درصد شيشهاي شدن و همچنين افزايش صداي جيغ لنت در لنتهاي ترمز جلوست. ملاحظات توليدي و مونتاژي براي حذف صداي ترمز صداهايي كه در ترمزگيري سبك توليد ميشود، متناسب با دوران چرخ است و احتمال دارد تا توقف كامل خودرو ادامه يابد؛ به خصوص هنگامي كه فشار كمي به پدال وارد ميشود. براي تشخيص اين مشكل ميبايست موارد ذيل آزمايش شود: Rotor Run Out انحراف زياده از حد ديسك باعث سايش نامنظم ديسك و لنت و همچنين حركت لنت هنگام درگيري يسك با لنت ميشود كه در نهايت ارتعاشِ بهوجود آمده سبب ايجاد صدا خواهد شد.
انحراف ديسك باعث سايش نامنظم ميشود.
Parallelism ضخامت ديسك ميبايست حداقل در 4 نقطه چك شود. تغييرات در ضخامت ديسك ميتواند به حركت لنت و ايجاد نويزهاي ناخواسته بينجامد. در مواردي كه ضخامت لنت كم ميشود، لنت به سمت داخل حركت ميكند و هنگامي كه ضخامت لنت افزايش مييابد، لنت به سمت خارج رانده ميشود كه اين جابهجايي به سمت داخل يا خارج باعث ايجاد صدا ميشود.
لنگي ديسك بايد امتحان شود. ضخامت ديسك بايد يكسان باشد. Material Transfer اگر يك اصطكاك ناهمگون و غيريكنواخت در سطح ديسك اتفاق بيفتد، ممكن است باعث ايجاد لغزش يا چسبندگي بهواسطه اصطكاك كمتر يا بيشتر شود. اين اصطكاك غيريكنواخت در بعضي موارد باعث حركت آسان و در مواردي باعث حركت كُند لنت روي ديسك ميشود كه خود، عامل ايجاد ضربان و نوسان است. بسياري از سازندهها با اين مسئله مواجه بودهاند، كه علت آن استفاده از ماشينهاي تراش دانسته شده است. اصطكاك غيريكنواخت باعث ايجاد نقاط سرد و گرم و نقاط غيرهمدما بر روي لنت خواهد شد. Loose Parts همه قطعات بايد از لحاظ شُل بودن امتحان شوند. Non Directional Finish خطوط جهتداري كه هنگام فرايند ماشينكاري روي ديسك بهوجود ميآيند باعث جابهجايي لنت ميشوند. براي رفع اين مشكل ميبايست فرايند توليد به گونهاي باشد كه روي ديسك، شيار ايجاد نكند. ارتباط نوع صداي ترمز و نوع عيب ترمزها بازههاي متفاوتي از صدا را هنگام ترمزگيري يا رها كردن ترمز توليد ميكنند. عملكرد مواد مصرفي در لنتها كه به منظور اتلاف انرژي مورد استفاده قرار ميگيرند، با ايجاد نويز و حرارت همراه است. در نتيجه جيغ گاهوبيگاه ممكن است عادي باشد كه علت آن سرما، گرما، رطوبت، برف، گِل، نمك و ... است. به عبارت ديگر جيغ گاهوبيگاه هميشه به مفهوم وجود مشكل و يا كاهش اثر ترمز نيست. به ياد داشته باشيد كه بعضي صداها طبيعياند و رفع آنها به هيچ ترميم و يا تعميري نياز ندارد، نظير: 1- صداي جيغ: هنگامي كه ترمزها سرد هستند و معمولاً در صبحگاه شنيده ميشود. اين صدا طبيعي است و به هيچ سرويسي نياز ندارد. به اين پديده Morning Sickness نيز ميگويند. گاهي اوقات صداي جيغ توليدي نشانگر نياز خودرو به لنت ترمز جديد است. 2- صداي جيغ بلند ممتد: وقتي خودرو در حال حركت است و ترمز گرفته ميشود يا حتي زماني كه ترمزگيري انجام نميپذيرد، شنيده ميشود. اين صدا هنگامي كه نشانه روي لنت ترمز با ديسك تماس پيدا ميكند، توليد ميشود و نشان ميدهد كه لنت تمام شده است و بايد تعويض شود.
همچنين هر سيستم ترمزي ميتواند در دفعات زياد ترمزگيري در ترافيكهاي سنگين يا جاده هاي پر فراز و نشيب، نويز توليد كند. در چنين شرايطي، دماي ديسك و لنت بسيار بالا ميرود. در اين دما جيغ ترمز به علت تغييرات متالورژيكي است كه در سطح ديسك و يا لنت اتفاق ميافتد كه علت آن نيز ايجاد يك سطح سخت با عمق كم روي سطح لنت و يا ديسك است