دلایل ایجاد صدای لنت ترمز خودرو

دلایل ایجاد صدای لنت ترمز خودرو

لنت ترمز قسمتی از سیستم ترمز وسایل نقلیه‌است که با به وجود آوردن اصطکاک با کاسه ترمز باعث شتاب منفی در خودرو می‌شود. قدرت این سیستم معمولاً ۱۰ برابر قدرت موتور و حتی بیشتر می‌باشد. برای متوقف ساختن خودرویی با وزن یک تن که با سرعت ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت در حرکت است توانی به میزان ۱۵۰ کیلووات مورد نیاز است. این توان به صورت انرژی حرارتی (که در برخی نقاط از لنت ترمز دمای آن به ۳۰۰الی ۸۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد) دفع می‌شود.

لنت وظیفه دارد با تولید نیروی اصطکاکی مناسب انرژی جنبشی چرخ متحرکی را که تحت تاثیر نیروی موتور می‌باشد را گرفته و به انرژی حرارتی تبدیل کند. و سپس انرژی حرارتی را در فضا پخش نماید که با این عمل اتومبیل از حالت حرکت به حالت سکون و یا از سرعت آن کاسته می‌شود.

لنت باید ضریب اصطکاکی بالا و پایدار داشته و با تغییرات درجه حرارت خاصیت خود را از دست ندهد و همچنین باید در مقابل سائیدگی استحکام داشته و کاسه ترمز را خراش ندهد.

لنت ترمز یکی از قطعات مصرفی در اتومبیل  با درجه ایمنی Grade A یا فوق ایمنی است که این درجه ایمنی نشان از اهمیت فوق­العاده این قطعه به ظاهر ساده دارد. در ترمز­گیری­های شدید و در مواقع حساس که بحث ایمنی جان سرنشینان خودرو و خسارات مالی سنگین مطرح است، اهمیت لنت ترمز بیشتر مشخص می­شود. اما یکی از مواردی که رانندگان اتومبیل گاه­و­بیگاه با آن سروکار دارند، صدای ناشی از لنت براثر ترمز کردن است.

این صدا گاه در مواقع خاصِ حرکتی و گاه به دلیل استفاده از نوعی ماده به­خصوص در لنت و یا اجزای سیستم ترمزی، تولید و باعث مراجعه مکرر دارندگان خودرو به نمایندگی شرکت­های خودروساز یا سایر تعمیرگاه­ها می­شودزیرا سبب ایجاد احساس عدم اعتماد راننده به سیستم ترمز می­گردد و این تصور را به­وجود می­آورد که عملکرد آن اشکال دارد.

انواع صدای ترمز
صدای لنت ترمز با توجه به شدت و بلندی آن، در مقالات و اطلاعات مربوط به سرویس­های تعمیر و نگهداری خودروها با اسامی و کلید­واژه­های متفاوتی مورد ­توجه قرار گرفته است، ازجمله : GrindGrunt, Moan, Groan, Squeak, Squeal و Wire Brush ولی به­طور کلی صدای ارتعاش آرام را ناله (Groan) و صدای ارتعاش سریع را جیغ(Squeal) می­نامند.

در طراحی لنت موارد زیر باید در نظر گرفته شود:
شیار میانی لنت ترمز به عنوان نشانگر حد مجاز استفاده از لنت ترمز همچنین محلی برای خروج گاز و گرد و غبارناشی از مصرف لنت است.
۱- در شرایط متفاوت جوی می­بایست کارایی یکسانی داشته باشد. این کارایی مطلوب باید در محدوده متفاوت دمایی هنگام رانندگی نیز حفظ شود.
۲- پدال­گیری خوب در تمام مواقع.
۳- طول عمر بالا (به لحاظ صرفه اقتصادی(
۴- قابلیت عملکرد در شرایط متفاوت، بدون ایجاد صدا.
۵- لنت باید به نحو مطلوبی توانایی توقف خودرو را داشته باشد.
۶- محدودیت­های ابعادی برای مونتاژ.
۷- عدم استفاده از مواد آزبستی.
۸- خروجی غبار کمتر (به­منظور تمیز باقی ماندن چرخ(

میزان خروجی غبار لنت و تفاوت سطوح داخلی دو چرخ
گاه استفاده از یک ماده نرمتر برای لنت به­منظو جلوگیری از ایجاد صدا پیشنهاد می­شود که این موضوع به کاهش عمر لنت می­انجامد.

مواد مورد استفاده در لنت ترمز
در این قسمت با بخش­های اصلی ساختمان لنت ترمز آشنا می­شوید زیرا شاید در برخی موارد تغییر ساختار مواد مصرفی در لنت، یکی از راه­های حذف صدا باشد. موادی که در ترکیب لنت مورد استفاده قرار می­گیرند، عبارتند از: مواد اصطکاک­زا مثل گرافیت، پودر فلز مانند سرب، روی، برنج و آلومینیم، مقیدکننده­ها، پُر­کننده ها و عوامل بهبود­دهنده که در ادامه به تشریح هر ­یک می پردازیم.

۱- پودر فلز به منظور افزایش مقاومت مواد در برابر دما و سایش به ترکیب اضافه می­شود.
-۲ مقیدکننده­ها (Binder): چسب­هایی هستند که مواد اصطکاکی را کنار هم نگه می­دارند. رزین Phenolic رایج­­ترین نوع آن است.
Filler -3ها همانند تراشه­های لاستیکی هستند که در مقادیر کم برای کاهش صدای لنت به ترکیب افزوده می­شوند.

تاثیر نوع لنت ترمز بر ایجاد صدا

تنوع بسیار نوع لنت و ترکیبات موجود در آن، تاثیر قابل­توجهی بر صدای تولیدی لنت می­گذارد. در ذیل به بعضی از پارامترهای مربوط به آن اشاره می شود.

لنت­های نیمه فلزی: معمولاً باعث ایجاد صدا می­شوند که این مسئله به­دلیل سختی بیشتر آنها نسبت به لنت­های غیر­آزبستی است. ترکیبات فلزی این نوع لنت­ها، هنگام ترمز­گیری و سایش فلز به فلز باعث ایجاد صدای جیغ می­شود.

مقدار Fillerها و Binderها در ماده اصطکاکی لنت تفاوت چشمگیری در میزان صدای جیغ تولیدی از لنت­های جلو یا عقب ایجاد می­کند. در این حالت افزودن اجزایی نظیر گرافیت،کربن و ترکیبات بهبود­دهنده لاستیکی می­تواند باعث کاهش صدای لنت شود. اضافه کردن برنج می­تواند باعث رفع ارتعاشات و همچنین تمیز­کاری دیسک و یا کاسه چرخ شود.

شکل هندسی لنت نیز می­تواند بر میزان صدای تولیدی موثر باشد. لنتی با گوشه­های پخ­خورده می­تواند روی دیسک ترمز، بدون ایجاد ارتعاش بلغزد. همچنین لنت­های چاک­دار باعث تغییر فرکانس لنت­های مرتعش می­شوند.

بعضی لنت­ها پوششی ویژه دارند که به سطح دیسک منتقل می­شود. این پوشش­ها باعث ایجاد یک نوع فیلم روی دیسک می­شوند که ارتعاش و صدا را کاهش می­دهد. صدای جیغ ترمز عقب اغلب به­دلیل انباشته شدن گرد لنت و … بین لنت­ها و کاسه چرخ تولید می­شود. برای حل این مشکل، گرد و غبار ناشی از لنت ترمز را از روی کفشک­ها و صفحه پشت­بند لنت و اجزای مربوطه پاک کنید.

اقدامات اولیه برای حذف صدای ترمز اتومبیل
علت اولیه صدای ترمز ارتعاش است. در ترمزهای دیسکی ارتعاشات می­تواند بین لنت و دیسک، لنت و کلیپر یا کلیپر و اتصالات نصب شده بر روی آن وجود داشته باشد. در ترمزهایی که از سیستم کاسه چرخ استفاده می­کنند، ارتعاشات می­تواند بین کفشک و کاسه چرخ یا کفشک و صفحه پشت­بند آن ایجاد شود. همچنین ارتعاش در یک قسمت می­تواند باعث تحریک و ایجاد ارتعاش در قسمت دیگر شود؛ به­خصوص که قطعات پیوسته در حال سبکتر شدن هستند و به این ترتیب ارتعاش آسانتر صورت می­گیرد.

برای حذف صداهای اولیه، استفاده از صلبیت اجزای سیستم ترمزی در اولویت است که در طراحی سیستم های ترمزی، دمپینگ یا حذف­کننده ارتعاش اولیه توسط عوامل ذیل قابل اجراست:

· هنگام ترمز به دقت گوش کنیم و ببینیم صدایی از لنت شنیده می­شود یا نه و در صورت لزوم چک کنیم لنت­ها در جای خود محکم هستند؛ به طوری که با دست جابه­جا نمی­شوند.

· استفاده از عایق ها که Shim نیز نامیده می­شوند. در­حقیقت عایق­ها یک مجزا­کننده­اند که همانند بالشتک عمل می­کنند و برای جلوگیری از ارتعاشات مورد استفاده قرار می­گیرند. اگر لنت­ها در جای خود به­درستی نصب شده باشند ولی هنوز صدا تولید ­کنند، یکی از ارزانترین و موثرترین راه­ها برای از بین بردن صدای مذکور این است که لنت­ها را از جای خود در­آوریم و پشت آنها Shim نصب کنیم زیرا Shimها ارتعاشات بین لنت و کلیپر را کاهش می­دهند.

.  گیره­ها که با محکم کردن اتصالات و اجزا به یکدیگر باعث افزایش صلبیت سیستم ترمزی می­شوند باید امتحان گردند و مطمئن شویم به­درستی نصب شده­اند و در جای خود محکم هستند.

.  همه گیره­ها، پین­ها و فنرها که به­واسطه دمای بالای ترمز حالت فنری خود را از ­دست داده و شُل شده اند باید تعویض شوند.

.  تمیز کردن و روغنکاری متعلقات کلیپر به حذف ارتعاشات کمک می­کند. ارتعاشات می­تواند به­دلیل خرابی یا لق بودن قطعات و اجزای مربوطه باشد.

. جایگزینی پین­ها و بوش­ها نیز می­تواند به عنوان یک راه­حل در نظر گرفته شود.

. اگر کلیپر بسیار کهنه شده است و لَق­لَق می­زند، شاید تعویض آن تنها راه حل ممکن باشد.

. یکی دیگر از علل صدای جیغ در ترمزهای عقب، تماس ضعیف بین کفشک و کاسه چرخ است که این مشکل باجایگزینی لنت­های ترمز عقب یا پرداخت مجدد سطح داخلی کاسه چرخ قابل­حل است.

. گرفتن لَقی اجزای سیستم ترمز عقب که باعث ایجاد ارتعاش بین صفحه پشت­بند و لنت ترمز عقب و در­نهایت عامل ایجاد صداست، یکی دیگر از راه­های حذف صدای ترمز عقب به­شمار می­رود.

تاثیر دیفرانسیل جلو یا دیفرانسیل عقب بودن خودرو بر صدای ترمز

خودروهای دیفرانسیل جلو یا عقب به­علت وجود تفاوت اساسی در سیستم­های انتقال قدرتشان، بر عملکرد سیستم­های ترمزی خود تاثیر می­گذارند.

۱- در طراحی، اجزای سیستم ترمزی در خودروهای دیفرانسیل جلو کوچکتر و دارای جرم کمتری هستند لذا دمپینگ موثری روی سطح نویز اولیه نخواهند داشت؛ در حالی­که اجزای سیستم ترمزی در خودروهای دیفرانسیل عقب به­دلیل داشتن اجزای سنگین­تر نظیر تعلیق، Spindle و فریم های بزرگ، نویز اولیه را جذب می­کنند.
۲- در خودروهای دیفرانسیل جلو بخش عمده عمل ترمز­گیری توسط ترمزهای جلو و بخش کمتری از آن توسط ترمزهای عقب انجام می­شود؛ در حالی که این قضیه در خودروهای دیفرانسیل عقب حالت ضعیفتری دارد. به این دلیل دمای عملکرد در خودروهای دیفرانسیل جلو بسیار بالاتر است که نتیجه آن، افزایش درصد شیشه­ای شدن و همچنین افزایش صدای جیغ لنت در لنت­های ترمز جلوست.