ما هو نظام الكبح الهيدروليكي وكيف يعمل؟

نظام الكبح الهيدروليكي هو نوع من أنظمة الكبح، يستخدم بخلاف نظام الكبح الميكانيكي سائل هيدروليكي لنقل دواسة الفرامل أو قوة ذراع الفرامل من دواسة الفرامل أو ذراع الفرامل إلى حذاء الاسطوانة النهائي أو الفرجار القرصي لتحقيق الكبح، في هذا النوع من نظام الكبح، يتم تحويل القوة الميكانيكية التي ينقلها السائق على دواسة الفرامل إلى الضغط الهيدروليكي بواسطة جهاز يعرف باسم الاسطوانة الرئيسية، ثم يتم إرسال هذا الضغط الهيدروليكي إلى الاسطوانة أو القرص النهائي الفرجار من أجل إيقاف السيارة.

لماذا نحتاج إلى نظام الكبح الهيدروليكي:

قبل نظام الكبح الهيدروليكي، كان نوع نظام الكبح المستخدم هو نظام الكبح الميكانيكي، لذلك يطرح السؤال الآن إذا كان لدينا بالفعل نظام الكبح الميكانيكي، فلماذا نظام الكبح الهيدروليكي؟

• نظراً لأن الكبح في السيارة يُعدّ جزءاً مهماً للغاية من الأمان، لذا يجب أن تكون الاستجابات من دواسة الفرامل إلى الكبح النهائي سريعة جداً والتي كانت تعطل نظام المكابح من النوع الميكانيكي ويتم تحقيقها بشكل جيد للغاية من خلال نظام الكبح الهيدروليكي الذي يوفر الكبح السريع.
  
• إن قوة المكابح الناتجة عن نظام الكبح الهيدروليكي عالية جداً مقارنةً بالفرملة الميكانيكية التي تُعدّ عاملاً مهماً للغاية في سلسلة السيارات الفائقة والمفرطة اليوم.
  
• البلى الاحتكاكي في حالة نظام الكبح الميكانيكي كان مرتفعاً جداً بسبب مشاركة العديد من الأجزاء المتحركة والتي تم تقليلها بشكل جيد للغاية إلى المستوى الأمثل مع إدخال نظام الكبح الهيدروليكي الذي يحتوي على أجزاء متحركة أقل بكثير مقارنة بالميكانيكية.
  
• فرص فشل الفرامل في حالة نظام الكبح الهيدروليكي أقل بكثير مقارنة بالنظام الميكانيكي؛ بسبب الاتصال المباشر بين المحرك (دواسة الفرامل أو ذراع) وقرص الفرامل أو الاسطوانة.
  
• كان تصميم نظام الكبح الميكانيكي معقد جداً والذي تم تقليله مع إدخال نظام الكبح الهيدروليكي الذي يتميز بتصميم بسيط وسهل التجميع.
  
• كانت الصيانة في حالة نظام الكبح الميكانيكي عالية بسبب مشاركة عدد أكبر من الأجزاء ولا يمثل مشكلة في نظام الكبح الهيدروليكي؛ لأنه يحتوي على تصميم بسيط مع أجزاء متحركة أقل.
  

أنواع نظام الكبح الهيدروليكي:

• على أساس آلية الاحتكاك: على هذا الأساس تتكون الفرامل الهيدروليكية من نوعين، فرامل الاسطوانة أو الفرامل الهيدروليكية الداخلية المتوسعة وفرامل قرصية أو فرامل هيدروليكية خارجية.
  
• على أساس توزيع قوة الفرامل: على هذا الأساس، تتكون الفرامل الهيدروليكية من نوعين، الفرامل الهيدروليكية المفردة وفرامل هيدروليكية مزدوجة المفعول.
  

طريقة عمل نظام الكبح الهيدروليكي:

1- فرامل هيدروليكية من نوع الاسطوانة:

عندما يقوم السائق بتطبيق الفرامل في سيارة مجهزة بفرامل هيدروليكية من نوع الأسطوانة، تتم العملية التالية:

• نظراً لحركة أو تشغيل دواسة الفرامل، يتحرك قضيب التوصيل المتصل بين دواسة ومكبس الاسطوانة الرئيسية؛ ممّا يؤدي بدوره إلى دفع مكبس الاسطوانة الرئيسية داخل الاسطوانة الرئيسية تماماً.
  
• بسبب هذه الحركة للمكبس داخل الاسطوانة الرئيسية، يتم ضغط سائل الفرامل داخل الاسطوانة الرئيسية؛ ممّا يوفر بدوره تحويل الطاقة الميكانيكية إلى ضغط هيدروليكي.
  
• يتحرك سائل الفرامل (زيت) المضغوط للغاية من الاسطوانة الرئيسية داخل الفرامل ويتم نقل هذا الضغط الهيدروليكي من الاسطوانة الرئيسية إلى اسطوانة الفرامل.
  
• عندما يدخل سائل الفرامل عالي الضغط اسطوانة العجلة أو الاسطوانة بسبب ضغطها العالي، تحدث حركة في مكبس الاسطوانة؛ ممّا يؤدي بدوره إلى توسيع أحذية الفرامل الثابتة المرتبطة بها.
  
• بسبب توسع أحذية الفرامل، يتم إجراء احتكاك بين أحذية الفرامل وبطانة الاسطوانة (جزء الاسطوانة الدوارة)؛ ممّا يحول بدوره الطاقة الحركية للسيارة إلى طاقة حرارية وأخيراً، يحدث الكبح.
  الفرملة من نوع اسطوانة واحدة، يعمل عمل الفرامل الهيدروليكية من نوع الاسطوانة أحادية المفعول تماماً كما هو مذكور أعلاه، في هذا النوع من الكبح الفردي أو زوج واحد من العجلات يحصل على قوة الكبح.
  الفرملة المزدوجة من نوع الأسطوانة، في المكابح الهيدروليكية مزدوجة المفعول، يتم توزيع سائل فرامل الضغط العالي من الاسطوانة الرئيسية في اتجاهين؛ أيّ جميع العجلات في السيارات بسبب استخدام الاسطوانة الرئيسية المترادفة.
  

2. فرامل هيدروليكية من نوع قرص:

عندما يقوم السائق بتطبيق الفرامل في سيارة مجهزة بفرامل هيدروليكية من نوع القرص، تتم العملية التالية:

• يدخل سائل فرامل الضغط العالي من خطوط الفرامل اسطوانة Calliper القرص لنظام الفرامل.
  
• يسبب سائل الفرامل عالي الضغط حركة في مكبس الاسطوانة؛ ممّا يؤدي بدوره إلى تحريك وسادة الفرامل المتصلة بالمكبس داخل المسماك.
  
• بسبب هذه الحركة من وسادة الفرامل يحدث تثبيت لقرص دوار وبسبب هذا الاحتكاك بين منصات الفرامل ودوار القرص الدوار، يتم تحويل الطاقة الحركية للسيارة إلى طاقة حرارية والتي بدورها تتوقف السيارة.