مبدأ عمل تيل فرامل السيارات هو في الأساس تحويل الطاقة الحركية للمركبة إلى طاقة حرارية من خلال الاحتكاك ، وبالتالي تحقيق تباطؤ السيارة أو توقفها. يتم إنجاز العملية برمتها من خلال الهيكل الميكانيكي لنظام الكبح ومبدأ علم الاحتكاك بالتنسيق. وعلى وجه التحديد، يتم تقسيمها إلى الخطوات الأساسية التالية: 1. نقل إشارة الكبح وتضخيم القوة
عندما يضغط السائق على دواسة الفرامل، تنتقل القوة الميكانيكية للدواسة إلى أسطوانة الفرامل الرئيسية. يتم ضغط المكبس الموجود داخل الأسطوانة الرئيسية، مما يدفع سائل الفرامل للتدفق في خطوط الفرامل المغلقة. بالنسبة لنظام الكبح الهيدروليكي، ينقل سائل الفرامل الضغط بالتساوي إلى مساميك الفرامل في كل عجلة. بالنسبة لأنظمة الكبح الهوائية (المستخدمة غالبًا في المركبات الثقيلة مثل الشاحنات والحافلات)، يتم استخدام الهواء المضغوط لدفع مكبس الفرجار.
ستستفيد هذه العملية من مبدأ الرافعة وخصائص الضغط للأنظمة الهيدروليكية/الهوائية لتضخيم قوة الدواسة الأصغر التي يطبقها السائق عدة مرات لتلبية القوة القوية المطلوبة للفرملة.
2. الاتصال والالتصاق بين منصات الفرامل وأقراص الفرامل
يمتد المكبس الموجود داخل ماسك الفرامل إلى الخارج تحت الضغط، مما يدفع وسادات الفرامل على جانبي الفرجار (مقسمة إلى وسادات فرامل داخلية ووسادات فرامل خارجية)، مما يجعلها تلتصق بسرعة بسطح قرص الفرامل الذي يدور بشكل متزامن مع العجلة.
سوف يضغط سطح الاحتكاك لوسادة الفرامل بالكامل على قرص الفرامل. عند هذه النقطة يتم التخلص من الفجوة بين الاثنين، ويدخل في مرحلة الكبح الاحتكاكي.
3. توليد الحرارة الاحتكاكية يحقق استهلاك الطاقة الحركية
عندما تتلامس مادة الاحتكاك الموجودة في وسادة الفرامل مع قرص الفرامل، فإنها ستولد قوة احتكاك قوية. قوة الاحتكاك هذه ستعيق دوران قرص الفرامل، ويكون قرص الفرامل متصلاً بالعجلة بشكل صارم، وبالتالي يعيق دوران العجلة.
خلال هذه العملية، يتم تحويل الطاقة الحركية لحركة السيارة إلى طاقة حرارية من خلال الاحتكاك، وتتبدد الحرارة إلى تيل الفرامل وأقراص الفرامل والهواء المحيط. عند استهلاك الطاقة الحركية للمركبة بشكل مستمر، فإن سرعتها تنخفض تدريجياً حتى تتوقف تماماً.
4. تحرير الفرامل وإعادة ضبطها
عندما يحرر السائق دواسة الفرامل، يخفف الضغط في أسطوانة الفرامل الرئيسية وينخفض الضغط في خطوط الفرامل. يقوم نابض إعادة الضبط الموجود داخل ماسك الفرامل بسحب المكبس إلى موضعه الأصلي، مما يؤدي إلى إنشاء فجوة جديدة بين وسادات الفرامل وأقراص الفرامل. ويختفي تأثير الاحتكاك، وتعود العجلات إلى حالة الدوران الحر، وبذلك تكتمل عملية الكبح.
التكميلي: العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير الكبح
أداء مواد الاحتكاك: إن معامل احتكاك مواد احتكاك وسادة الفرامل يحدد بشكل مباشر حجم قوة الكبح. مقاومة درجات الحرارة العالية يمكن أن تمنع معامل الاحتكاك من الانخفاض بشكل حاد في درجات الحرارة المرتفعة (أي "التلاشي الحراري")، مما يضمن استقرار الكبح المستمر.
التوافق بين وسادات الفرامل وأقراص الفرامل: كلما كانت منطقة التوافق أكبر وكان الضغط أكثر اتساقًا، كان تأثير الكبح أكثر استقرارًا. لذلك، فإن دقة معالجة وسادات الفرامل وتصميم الفرجار لهما أهمية حيوية.
كفاءة تبديد الحرارة: إذا لم يكن من الممكن تبديد الحرارة المتولدة أثناء الكبح في الوقت المناسب، فسيؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة وسادات الفرامل وأقراص الفرامل بشكل كبير. وهذا لا يقلل من أداء المكابح فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى تسريع تآكل تيل المكابح وقد يؤدي أيضًا إلى فشل المكابح.