מכוניות נולדות למהירות. תוך הפעלת ביצועים במהירות גבוהה, על מנת להבטיח את בטיחות הנסיעה ברכב, יש להאט את המכונית הנוסעת ולעצור אותה בהתאם לרצוננו.
מערכת הבלימה יכולה לשלוט ביעילות על מהירות המכונית והיא ערובה לבטיחות של המכונית. בדרך כלל, למכוניות יש מערכת בלם נהיגה ומערכת בלם חניה, המכונים בדרך כלל "בלם רגל" ו"בלם יד". מערכת הבלימה מורכבת בעיקר מדוושת בלמים, מאיץ ואקום, מיכל נוזל בלמים, צילינדר ראשי בלמים, צינור נוזל בלמים, משאבת ABS, בלם וכו'.
▲ תרשים סכמטי של מבנה מערכת הבלימה
הבלם הוא מכשיר שיוצר מומנט בלימה כדי למנוע מהגלגל להסתובב. הבלמים המשמשים במכוניות כלליות הם בלמי חיכוך, המחולקים לבלמי תוף ובלמי דיסק, המכונים בדרך כלל "בלמי תוף" ו"בלמי דיסק".
מה זה "בלם תוף"?
הסיבה שבגללה זה נקרא בלם תוף היא בגלל שיש בלם "תוף עגול". "ברקס תוף" נמצא בשימוש במכוניות כבר מאה שנה, וכיום נעשה בו שימוש בעיקר בגלגלים האחוריים של מכוניות וכלי רכב כבדים. בלמי תוף מורכבים בעיקר מצילינדרים של גלגלי בלם, נעלי בלם, לוחות חיכוך, תופי בלם, פיני תמיכה, קפיצי חזרה וכו'.
▲ דיאגרמת מבנה מערכת בלמים תוף
תוף הבלם מותקן על רכזת הגלגל. כאשר המכונית אינה בולמת, היא מסתובבת עם הגלגל וצורתה כתוף עגול.
כדי להאט מכונית בתנועה, דרוך על דוושת הבלם. לאחר שגליל גלגל הבלם מקבל לחץ הידראולי מצילינדר הראשי של הבלם, בוכנות שני הגלגלים דוחפים את נעל הבלם כדי להסתובב סביב פין התמיכה וללחוץ על תוף הבלמים. המעגל החיצוני של נעל הבלמים מצויד בצלחת חיכוך. תוף הבלמים מואט על ידי חיכוך ולבסוף מאלץ את הגלגל להפסיק להסתובב.
▲ תהליך בלימת בלם תוף
מה זה "בלם דיסק"?
בלמי דיסק נקראים גם "בלמי דיסק". כמו בלמי תוף, הם נקראים בגלל צורתם. העיקרון הבסיסי שלו דומה לזה של "בלמי תוף". זה נשלט על ידי לחץ הידראולי. המרכיבים העיקריים כוללים צינורות נוזל בלמים, צילינדרים ראשיים של בלמים, קליפרים בלמים, לוחות חיכוך, דיסקי בלמים וכו'.
▲ דיאגרמת עקרונות העבודה של בלם דיסק
כאשר המכונית אינה בולמת, דיסק הבלם המתכתי המקובע על הגלגל מסתובב עם הגלגל.
כאשר דריכה על דוושת הבלם, צילינדר הראשי מקבל לחץ הידראולי מהצילינדר הראשי, והבוכנה דוחפת את קליפר הבלמים כדי ללחוץ על דיסק הבלם. קליפר הבלמים מצויד בשתי לוחות חיכוך, אחת בכל צד של דיסק הבלם. בעת בלימה, זה כמו שני צבת מהדקים את הדיסק המסתובב, תוך שימוש בחיכוך כדי לאלץ את הפטיפון להאט או אפילו להפסיק להסתובב.
▲ בלם דיסק של מרצדס בנס שחור 5 חישורים--
האם "בלם תוף" טוב יותר או "בלם דיסק" טוב יותר?
תהליך בלימת החיכוך למעשה ממיר אנרגיה קינטית לאנרגיית חום. אין ספק שככל שמהירות פיזור החום מהירה יותר, תהליך המרת האנרגיה מהיר יותר. לכן, באופן תיאורטי, בלמי דיסק עדיפים על בלמי תוף.
מנקודת מבט מבנית, רכיבי הבלמים של בלמי תוף נמצאים בחלל סגור, וביצועי פיזור החום שלהם גרועים. דיסק הבלם של בלם הדיסק חשוף, כך שהוא מפזר חום במהירות, קל משקל וקל להתאמה.
▲ פרארי מצוידת בדסקיות בלמים קרמיות מסיבי פחמן
"הקרמיקה המרוכבת המחוזקת המסונתזת על ידי סיבי פחמן וסיליקון קרביד בטמפרטורה גבוהה של 1700 מעלות, דיסק הבלם הזה שוקל כ-5 ק"ג, שהם קלים בכ-50% מדיסק הבלמים הרגיל, וחיי השירות שלו הם עד 300,{ {4}} קילומטרים בפעולה רגילה."
עם זאת, מכיוון שעלות בלמי תוף נמוכה ואפקט הבלימה אינו גרוע מזה של בלמי דיסק, באותם תנאים, כוח הבלימה הנוצר גדול מזה של בלמי דיסק, ולכן מכוניות חסכוניות רבות ישתמשו בשילוב של " דיסק קדמי ותוף אחורי".
עקרון העבודה של בלמים הידראוליים
האיור שלהלן מציג את תהליך העבודה של מערכת הבלמים ההידראולית עם בלמי תוף.
▲ דיאגרמת עקרונות העבודה של מערכת הבלמים הידראולית
כאשר המכונית אינה בולמת, לוחית החיכוך של נעל הבלמים שומרת על פער מסוים עם תוף הבלמים, והגלגל ותוף הבלם יכולים להסתובב בחופשיות.
כאשר המכונית נעה להאטה, הנהג דורך על דוושת הבלם, ודוחף את השמן דרך צינור השמן לתוך צילינדר גלגל הבלמים דרך מוט הדחיפה ובוכנת הצילינדר הראשי. תחת פעולת לחץ הידראולי, בוכנת צילינדר הגלגל נעה לשני הקצוות ודוחפת את נעל הבלם להסתובב סביב פין התמיכה, ולוחית החיכוך על נעל הבלם לוחצת על תוף הבלם המסתובב.
לוחית החיכוך יוצרת מומנט חיכוך Mμ על תוף הבלמים המסתובב, המנוגד לכיוון סיבוב הגלגל. לאחר העברת המומנט Mμ לגלגל, עקב ההיצמדות בין הגלגל למשטח הכביש, הגלגל מפעיל כוח היקפי Fa קדימה על פני הכביש. במקביל, משטח הכביש מפעיל כוח תגובה לאחור Fb על הגלגל, כלומר כוח הבלימה.
