كيف تعمل مكابح السيارة؟

​فيما تفكر بينما تقود السيارة بجوار صديق أو أحد أفراد عائلتك؟ في طريقك إلى العمل، قد يشغل بالك أشياء مختلفة مثل التقارير المطلوبة منك، أو ماذا ستتناول في الغداء. ​​
 

أنت لا تفكر كثيراً، على الأرجح، بشأن السيارة نفسها، هل تحتاج إلى تغيير الزيت؟ كيف يعمل محركها؟ هل تحتاج إطاراتها إلى تعديل؟ ما لم يتعطل شيء فيها، نميل إلى التعامل مع السيارات وكيفية عملها كأمر مسلم به. فهي ببساطة وسيلة تنقلك من مكان إلى آخر.

إذا مرت من أمام سيارتك غزالة فجأة، قد تبدأ في التفكير بشأن الكيفية التي تعمل بها أحد مكونات السيارة: وهي المكابح. عندما تضغط على المكابح، تكون سعيداً أنها تمكنت من إيقاف السيارة بسرعة، وجعلتك تتجنب اصطدامًا مؤلمًا.

إذًا، ما الذي يجعل ضغطة خفيفة على دواسة المكابح توقف السيارة فجأة؟ الأمر ليس سحرًا بل علم بحت.

- تمتلك السيارة المتحركة الكثير من الطاقة الحركية؛ لإيقاف السيارة، يجب أن تتخلص المكابح من تلك الطاقة الحركية عبر استخدام قوة الاحتكاك لتحويل تلك الطاقة الحركية إلى حرارة.

- عندما تضغط بقدمك على دواسة المكابح، تدفع رافعة متصلة مكبساً إلى الأسطوانة الرئيسية المليئة بسائل هيدروليكي.

- ويُضخ هذا السائل الهيدروليكي عبر نظام أنابيب إلى أسطوانات أخرى أوسع موضوعة بجوار المكابح الموجودة على كل عجلة.

- يضاعف هذا النظام الهيدروليكي قوة قدمك على دواسة المكابح، مولداً قوة كافية لتشغيل المكابح وإيقاف السيارة.

- وعادة ما تكون الفرامل نفسها أحد نوعين: مكابح قرصية أو مكابح أسطوانية.

- وتحتوي العديد من السيارات الحديثة على مكابح قرصية على العجلات الأمامية ومكابح أسطوانية على العجلات الخلفية.

- وقد تحتوي الموديلات الأغلى سعراً على مكابح قرصية على العجلات الأربع، وتميل السيارات القديمة جداً أو الصغيرة جداً فقط إلى استخدام مكابح أسطوانية على العجلات الأربع.

- تتكون المكابح القرصية من قرص الفرامل، وماسك الفرامل، بطانة الفرامل، عندما تضغط على دواسة المكابح، يتسبب السائل الهيدروليكي في قيام ماسك الفرامل بالضغط على البطانة في مواجهة قرص الفرامل.

- ويؤدي احتكاك بطانة الفرامل بقرص المكابح إلى حدوث احتكاك يحول الطاقة الحركية إلى حرارة في البطانة.

- إن مقدار الحرارة المتولدة في هذه الحالة كثير للغاية، فقد يؤدي إيقاف سيارة متسارعة إلى رفع درجة حرارة المكابح إلى 510 درجات مئوية.

- ولكي تتحمل هذه الحرارة المرتفعة، يجب أن تُصنع بطانة المكابح باستخدام مواد خاصة كي لا تذوب. وتشمل هذه المواد المُركبات، والسبائك، والسيراميك.

- تستخدم المكابح الأسطوانية أيضاً الاحتكاك ولكن بطريقة مختلفة قليلاً، وتتكون مكابح الأسطوانة من أسطوانة الفرامل وأحذية الفرامل.

- تدور الأسطوانة المجوفة مع العجلة، وعند الضغط على دواسة المكابح، تدفع الأسطوانة الهيدروليكية حذاء المكابح، الذي يحتوي على بطانة احتكاكية، في اتجاه السطح الداخلي لأسطوانة الفرامل، ما يؤدي إلى حدوث احتكاك وبالتالي إبطاء العجلة.

المصدر: موقع Wonderopolis