تحليل شامل لأحذية الفرامل

1. نظرة عامة على أحذية الفرامل

ال حذاء الفرامل هو مكون حاسم في نظام الفرامل السيارات وعادة ما يتم تطبيقه في أنظمة الفرامل الأسطوانة. شكله نصف القمر أو على شكل هلال ، ويتكون بشكل أساسي من جسم حذاء معدني (يسمى أيضًا اللوحة الخلفية) ومواد الاحتكاك المرتبطة به. في أنظمة فرامل العجلات الخلفية للعديد من الطرز القديمة من المركبات والسيارات الاقتصادية وبعض الشاحنات ، لا تزال طريقة الفرامل في فرامل الأسطوانة مع أحذية الفرامل تلعب دورًا مهمًا. ​

2. مبدأ العمل من أحذية الفرامل

عملية الكبح

عندما يخطو السائق على دواسة الفرامل ، يتم بدء سلسلة من عمليات الفرامل المعقدة ولكن الدقيقة على الفور. يزداد الضغط داخل الأسطوانة الرئيسية للفرامل ، مما يؤدي إلى نقل سائل الفرامل عبر خطوط الفرامل إلى أسطوانات الرقيق في كل عجلة (في نظام فرامل الأسطوانة ، فهي أسطوانات العجلات). بعد تعرض أسطوانة العجلات للضغط ، يدفع المكبس إلى الخارج ، وبالتالي دفع أحذية الفرامل باتجاه الجدار الداخلي لطبل الفرامل. تكون مادة الاحتكاك على أحذية الفرامل على اتصال وثيق بالجدار الداخلي لطبقة الفرامل الدوارة عالية السرعة ، ويتم إنشاء قوة احتكاك قوية على الفور. يمكن لهذه القوة الاحتكاكية تحويل الطاقة الحركية الدورانية للعجلات بسرعة إلى طاقة حرارية ، مما يقلل بشكل فعال من سرعة الدوران للعجلات وتحقيق الغرض من تباطؤ أو حتى إيقاف السيارة. ​

(2) العودة إلى عملية الموضع

عندما يطلق السائق دواسة الفرامل ، يعود الضغط داخل نظام الكبح تدريجياً إلى طبيعته. عند هذه النقطة ، يبدأ الربيع المرجع الذي يتم تثبيته بين أحذية الفرامل واللوحة الخلفية في العمل. يسحب ربيع العودة ، بالاعتماد على طاقته المرنة المحتملة ، حذاء الفرامل بسرعة إلى وضعه الثابت الأولي ، مما تسبب في فصل أحذية الفرامل عن الجدار الداخلي لطبلة الفرامل. هذا يسمح للعجلات بالتدوير بحرية مرة أخرى ، وتعود السيارة إلى حالتها العادية. ​

3. مكونات أحذية الفرامل

مواد الاحتكاك

مادة الاحتكاك هي جزء من حذاء الفرامل الذي يتصل مباشرة بطبل الفرامل ويولد الاحتكاك. إنه عنصر أساسي يحدد أداء الكبح. عادة ما يتم تصنيعها عن طريق خلط مجموعة متنوعة من المواد المقاومة للحرارة ، مقاومة للارتداء ولديها معامل كبير من الاحتكاك. تشمل المكونات الشائعة الجرافيت ، ومساحيق معدنية (مثل النحاس ، والحديد ، والرصاص ، وما إلى ذلك) ، والألياف السيرامية وبعض الألياف العضوية ، إلخ. على سبيل المثال ، تكون لوحات الاحتكاك المصنوعة من المواد العضوية هادئة نسبيًا عند الكبح ، لكن معدل التآكل الخاص بها سريع نسبيًا. تتمتع لوحات الاحتكاك شبه المعدنية بأداء تبديد حرارة أفضل وعمر خدمة أطول ، لكنها قد تولد ضوضاء كبيرة أثناء الكبح. ​

(2) جسم الحذاء (اللوحة الخلفية)

إن جسم الأحذية ، باعتباره الهيكل الداعم لأحذية الفرامل ، مصنوع عمومًا من مواد معدنية ، مثل تشكيلها عن طريق ختم الألواح الفولاذية. لا يوفر فقط أساسًا ثابتًا للالتصاق لمادة الاحتكاك ، ولكن أيضًا يحجب الضغط الضخم وقوة القص بين مادة الاحتكاك وطبقة الفرامل أثناء عملية الفرامل. ترتبط جودة تصميم وتصنيع جسم الأحذية مباشرة بالقوة الكلية وموثوقية أحذية الفرامل ، مما يضمن عدم حدوث أي تشوه أو تلف في ظل عمليات الفرامل المتكررة والعالية الكثافة. ​

(3) إصلاح المكونات وتوصيلها

دبابيس المرساة: تُستخدم دبابيس المرساة لإصلاح إحدى طرفي لوحة حذاء الفرامل بحزم إلى لوحة الفرامل الخلفية ، مما يوفر نقطة ارتكاز مستقر لها أثناء الكبح. عادةً ما تكون دبابيس المرساة مصنوعة من مواد معدنية عالية القوة ، والتي تتميز بمقاومة ممتازة للارتداء ومقاومة التعب لضمان عدم تخفيفها أو تفشل أثناء الاستخدام طويل الأجل. ​

دبابيس محورية: يتم تثبيت دبابيس محورية في الطرف الآخر من أحذية الفرامل. إنها تسمح لأحذية الفرامل بالتأرجح مرنًا إلى الخارج حول دبابيس المحور عند دفعها من قبل أسطوانة العجلات ، وتلتزم عن كثب بالجدار الداخلي لطبلة الفرامل لتحقيق وظيفة الكبح. وفي الوقت نفسه ، بعد إطلاق الفرامل ، يمكن لأحذية الفرامل أن تعود بسلاسة إلى موقعها الأصلي من خلال دبابيس المحور. يحتاج تصميم الدبوس المحوري إلى ضمان دورته المرنة مع القدرة على تحمل قوة جانبية معينة. ​

Return Springs: تعد نوابض العودة هي مكونات مهمة تضمن عودة أحذية الفرامل إلى موقعها الأصلي بسرعة بعد اكتمال الكبح. عادة ما يتم توصيله بين حذاء الفرامل أو بين حذاء الفرامل واللوحة الخلفية الفرامل. باستخدام القوة المرنة في الربيع ، فإنه يتغلب على الاحتكاك المتبقي والمقاومة الأخرى بين أحذية الفرامل وطبقة الفرامل ، وسحب حذاء الفرامل بسرعة إلى الوضع الأولي للتحضير للفرامل التالية. المعامل المرن ومتانة ربيع العودة له تأثير كبير على سرعة الاستجابة وموثوقية نظام الكبح. ​

آلية الضابط: مع الاستخدام المستمر لأحذية الفرامل ، سوف تلبس مادة الاحتكاك تدريجياً ، مما يؤدي إلى زيادة الفجوة بين أحذية الفرامل وطبل الفرامل. لضمان استقرار تأثير الفرامل ، تم تجهيز آلية التعديل في نظام الفرامل. يمكن لآلية التعديل تلقائيًا أو يدويًا ضبط الفجوة بين أحذية الفرامل وطبقة الفرامل وفقًا لحالة التآكل لأحذية الفرامل ، مما يضمن أن نظام الكبح يمكن أن يحافظ دائمًا على أداء جيد طوال فترة خدمة أحذية الفرامل. تشمل آليات التكيف الشائعة الأسلحة التلقائية للتكيف ومسامير التعديل اليدوي ، إلخ.

4. نوع حذاء الفرامل

أحذية الفرامل العضوية

تتكون مواد الاحتكاك لأحذية الفرامل العضوية بشكل أساسي من ألياف عضوية طبيعية أو اصطناعية (مثل ألياف الأراميد ، وألياف السليلوز ، وما إلى ذلك) ، وتجمعات الراتنجات وبعض الإضافات الإضافية. يوفر هذا النوع من أحذية الفرامل راحة في الفرامل الممتازة ويولد ضوضاء منخفضة للغاية أثناء الكبح ، مما يوفر بيئة قيادة هادئة للسائقين والركاب. بالإضافة إلى ذلك ، تتسبب أحذية الفرامل العضوية في ارتداء أقل على أسطوانة الفرامل ، والتي تفضي إلى تمديد عمر خدمة أسطوانة الفرامل. ومع ذلك ، نظرًا لمقاومة الحرارة السيئة نسبيًا للمواد العضوية ، أثناء الفرامل المتكررة أو عالية الكثافة ، تكون مواد الاحتكاك عرضة لتدهور الأداء بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى انخفاض في تأثير الكبح. لذلك ، عادة ما تكون أحذية الفرامل العضوية مناسبة للمركبات التي لديها متطلبات عالية لراحة الكبح وظروف قيادة معتدلة نسبيًا ، مثل سيارات الركاب الحضرية ، إلخ.
​
(2) أحذية الفرامل شبه المعدنية

تحتوي مادة الاحتكاك لأحذية الفرامل شبه المعدنية على كمية كبيرة من المكونات المعدنية ، مثل مسحوق الحديد ، ومسحوق النحاس ، والأسلاك الفولاذية ، وما إلى ذلك ، وتضيف أيضًا نسبة معينة من الألياف العضوية والمواد المساعدة الأخرى. إن إضافة مكونات معدنية تمنح أحذية الفرامل شبه المعدنية مع أداء تبديد حراري ممتاز ومعامل عالي الاحتكاك. أثناء الكبح ، يمكنهم توليد قوة فرامل قوية بسرعة وتقصير مسافة الكبح بفعالية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مقاومة التآكل لأحذية الفرامل شبه المعدنية تتفوق أيضًا على أحذية الفرامل العضوية ، وحياة خدمتها أطول نسبيًا. ومع ذلك ، نظرًا لخصائص المواد المعدنية ، تميل أحذية الفرامل شبه المعدنية إلى توليد ضوضاء كبيرة أثناء الكبح وتسبب ارتداء أكبر نسبيًا على أسطوانة الفرامل. لذلك ، غالبًا ما تستخدم أحذية الفرامل شبه المعدنية في المركبات التي لديها متطلبات عالية لأداء الكبح وغالبًا ما تحتاج إلى السفر تحت الأحمال الثقيلة أو بسرعات عالية ، مثل الشاحنات وسيارات الدفع الرباعي. ​

(3) أحذية الفرامل السيراميك

أحذية الفرامل الخزفية هي نوع من أحذية الفرامل عالية الأداء التي ظهرت تدريجياً في السنوات الأخيرة مع تطوير تكنولوجيا المواد. تتكون مواد الاحتكاك بشكل أساسي من ألياف السيراميك وجزيئات السيراميك وكمية صغيرة من المواد المعدنية أو العضوية. تمتلك المواد الخزفية مقاومة عالية للغاية للحرارة ، ومقاومة للارتداء والاستقرار ، والتي تتيح أحذية الفرامل السيراميك للحفاظ على أداء الكبح الممتاز حتى في بيئات درجات الحرارة العالية وأقل عرضة لتجربة الكبح. في هذه الأثناء ، تولد أحذية الفرامل السيراميك ضوضاء أقل أثناء الكبح وتتميز بانبعاثات غبار أقل ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للبيئة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لارتفاع صلابة المواد السيراميكية ، تسبب أحذية الفرامل السيراميك الحد الأدنى من التآكل على أسطوانة الفرامل ، والتي يمكن أن تمتد بشكل كبير عمر خدمة أسطوانة الفرامل. ومع ذلك ، فإن تكلفة تصنيع أحذية الفرامل الخزفية مرتفعة نسبيًا وسعرها باهظ الثمن. حاليًا ، يتم استخدامها بشكل أساسي في بعض الطرز الفاخرة الراقية أو السيارات الرياضية عالية الأداء. ​

5. فحص وصيانة أحذية الفرامل

(1) دورة التفتيش

في ظل ظروف القيادة العادية ، يوصى بإجراء فحص شامل لأحذية الفرامل كل ما بين 5000 إلى 10،000 كيلومتر. ومع ذلك ، إذا كانت السيارة تسافر بشكل متكرر في ظروف الطرق السيئة (مثل الطرق الحضرية المزدحمة مع بدايات وتوقف متكرر ، والطرق الجبلية ، وما إلى ذلك) أو إذا كان أسلوب القيادة عدوانيًا إلى حد ما ، فيجب تقصير دورة التفتيش بشكل مناسب وزيادة تردد التفتيش لضمان أن تكون أحذية الفرامل دائمًا في حالة عمل جيدة. ​

(2) طرق التفتيش

التفتيش البصري: أولاً ، يجب إزالة إطارات السيارة لمراقبة حالة ظهور أحذية الفرامل بوضوح. تحقق مما إذا كانت هناك أي ظواهر غير طبيعية مثل التآكل غير المتكافئ أو الشقوق أو التقشير أو التهمة على سطح مادة الاحتكاك لأحذية الفرامل. في ظل الظروف العادية ، يجب أن ترتدي مادة الاحتكاك لأحذية الفرامل بالتساوي ولها سطح أملس. إذا تم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية في سمك مادة الاحتكاك في أجزاء مختلفة ، أو في حالة حدوث شقوق عميقة أو تقشير واسع النطاق ، فإنه يشير إلى أن أحذية الفرامل قد تضررت وتحتاج إلى استبدالها في الوقت المناسب. ​

قياس السماكة: استخدم أداة قياس سماكة حذاء الفرامل المخصصة (مثل الفرجار) لقياس سمك مادة الاحتكاك المتبقية في حذاء الفرامل. قد يختلف السماكة القياسية لاستبدال أحذية الفرامل بين طرز المركبات المختلفة. بشكل عام ، عندما يكون السماكة المتبقية لمادة الاحتكاك أقل من 2-3 ملليمترات ، يُنصح بالتفكير في استبدال أحذية الفرامل. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري الانتباه لقياس سمك على جانبي أحذية الفرامل لضمان ارتداء موحدة على كلا الجانبين. إذا كان فرق السمك على كلا الجانبين أكبر من اللازم ، فقد يكون هناك خطأ في نظام الكبح ، ومزيد من التفتيش والإصلاح مطلوب. ​

التحقق من العودة: أثناء فحص أحذية الفرامل ، من الضروري أيضًا التحقق من حالة إرجاع أحذية الفرامل. يمكن دفع أحذية الفرامل يدويًا لمراقبة ما إذا كان يمكن تمديدها بشكل مرن إلى الخارج والعودة بسلاسة إلى وضعها الأصلي. إذا شعرت أحذية الفرامل بالتعثر أثناء عملية الدفع ، أو لا تعود إلى موقعها الأصلي في الوقت المناسب أو بشكل صحيح ، فقد يكون ذلك بسبب ربيع عودة تالف أو دبابيس محورية أو غيرها من أعطال المكونات. الإصلاح أو الاستبدال في الوقت المناسب مطلوب. ​

فحص أسطوانة الفرامل: أثناء فحص أحذية الفرامل ، لا ينبغي التغاضي عن فحص أسطوانة الفرامل. لاحظ ما إذا كانت هناك مشاكل مثل التآكل غير المتكافئ والأخاديد والتشوه على الجدار الداخلي لطبل الفرامل. إذا ظهرت الأخاديد العميقة أو التشوه الشديد على الجدار الداخلي لطبلة الفرامل ، فسيؤثر ذلك على التصاق بين أحذية الفرامل وطبل الفرامل ، مما يقلل من أداء الكبح. في هذا الوقت ، يجب إصلاح أسطوانة الفرامل أو استبدالها. ​

(3) النقاط الرئيسية للصيانة

حافظ على نظافة: استخدم بانتظام منظف الهواء أو الفرامل المضغوط لإزالة الغبار وبقع الزيت وغيرها من الشوائب من سطح أحذية الفرامل وطبول الفرامل. يمكن أن تقلل بقع الغبار والنفط من معامل الاحتكاك لأحذية الفرامل ، مما يؤثر على أداء الكبح. في الوقت نفسه ، قد يسرعون أيضًا ارتداء أحذية الفرامل وطبول الفرامل. أثناء عملية التنظيف ، احرص على تجنب عامل التنظيف في ملامسة الأجزاء المطاطية الأخرى من نظام الفرامل لمنع الشيخوخة وتلف الأجزاء المطاطية. ​

تجنب التحميل الزائد: حاول تجنب قيادة السيارة في حالة محملة زائدة لفترة طويلة ، حيث أن التحميل الزائد سيزيد من العبء على نظام الكبح ويسبب التآكل المفرط لأحذية الفرامل. عند تحميل البضائع أو حمل المسافرين ، يجب تنفيذ العمليات بصرامة وفقًا لسعة الحمل المقدرة للسيارة لضمان سلامة القيادة. ​

عادات القيادة الصحيحة: يعد تطوير عادات القيادة الجيدة أمرًا بالغ الأهمية لتمديد عمر خدمة أحذية الفرامل. تجنب الكبح المفاجئ المتكرر والكبح المستمر لفترة طويلة. حاول استخدام الفرامل التنبؤية ، تبطئ مقدمًا وفرامل بسلاسة. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء القيادة ، يجب استخدام التروس بشكل معقول لاستخدام تأثير الكبح للمحرك للمساعدة في الفرامل وتقليل تواتر استخدام نظام الفرامل. ​

استبدال في الوقت المناسب: بمجرد العثور على التآكل المفرط أو الأضرار أو غيرها من الظروف غير الطبيعية على أحذية الفرامل ، يجب استبدال أحذية الفرامل الجديدة في الوقت المناسب. عند استبدال أحذية الفرامل ، من الضروري اختيار أجزاء حقيقية تتطابق مع نموذج السيارة ومواصفاتها ، وجعلها تثبيت وتصحيحها من قبل موظفي الصيانة المهنية لضمان أداء وسلامة نظام الفرامل. في الوقت نفسه ، بعد استبدال أحذية الفرامل ، يجب تنفيذ التشغيل المناسب لتجنب القيادة القوية أو القيادة الثقيلة خلال فترة التشغيل.

6. تأثير أخطاء حذاء الفرامل
​
(1) انخفاض أداء الكبح

عندما يتم ارتداء أحذية الفرامل أو خلل شديد ، فإن الاحتكاك بينها وبين أسطوانة الفرامل سينخفض ​​بشكل كبير ، مما يؤدي إلى انخفاض في أداء الكبح. عندما تكون مركبة الفرامل ، قد تحتاج إلى مسافة كبح أطول للتوقف ، مما قد يتسبب في حوادث مرورية خطيرة في حالة الطوارئ. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتجلى انخفاض أداء الفرامل حيث تنحرف السيارة عن المسار أثناء الكبح ، أي تحول السيارة إلى جانب واحد أثناء الكبح. هذا ناتج عن خلل قوة الكبح بين أحذية الفرامل على كلا الجانبين. ​

(2) ضوضاء الكبح غير طبيعية

في ظل الظروف العادية ، لن ينتج نظام الكبح سوى صوت احتكاك بسيط عندما يعمل. ومع ذلك ، عندما تكون هناك مشاكل في أحذية الفرامل ، مثل مواد الاحتكاك التي تهدأ تمامًا ، أو تشققات السطح أو تصلب ، أو الأشياء الخارجية التي يتم خلطها مع أسطوانة الفرامل ، فإنها ستؤثر على ضوضاء غير طبيعية أثناء الكبح ، مثل الصراخ الحاد ، وربما تتطلب أصواتًا خطيرة ، أو أصواتًا خطيرة ، أو أصواتًا خطيرة ، أو أصواتًا خطيرة في التناوب ، وتصدرها في الوقت المحدود ، أو الصراخ المتمثل في الصراع ، أو في التناغم. بصلح. ​

(3) دواسة الفرامل غير الطبيعية

قد تسبب أحذية الفرامل الخاطئة أيضًا أحاسيس غير طبيعية في دواسة الفرامل. على سبيل المثال ، قد تصبح دواسة الفرامل ناعمة ، وعند الضغط عليها ، قد لا تكون هناك مقاومة واضحة ، وقد تزداد مسافة السفر. ويرجع ذلك إلى الفجوة المفرطة بين أحذية الفرامل وطبل الفرامل ، مما يتطلب سائل الفرامل لملء مساحة أكبر في خط الأنابيب. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تكون دواسة الفرامل مكتئبًا أو إطلاقًا ، قد يكون هناك اهتزاز أو اهتزاز. قد يكون هذا بسبب تآكل غير متكافئ لأحذية الفرامل أو الأخطاء في مكونات أخرى من نظام الفرامل ، مما يؤدي إلى قوة فرملة غير مستقرة. ​

(4) تتضرر المكونات الأخرى لنظام الكبح

إذا لم يتم التعامل مع خطأ أحذية الفرامل في الوقت المناسب ، فقد يتسبب ذلك أيضًا في تلف المكونات الأخرى لنظام الكبح. على سبيل المثال ، قد تسبب أحذية الفرامل البالية المفرطة أخاديد وتشوهات على الجدار الداخلي لطبة الفرامل ، مما يؤثر على عمر خدمة أسطوانة الفرامل ويتطلب استبداله. في الوقت نفسه ، قد تمارس فشل أحذية الفرامل أيضًا ضغطًا إضافيًا وارتداء على مكونات مثل أسطوانات العجلات وخطوط الفرامل ، مما يزيد من تكلفة صيانة نظام الفرامل بأكمله.