ترمز دستی، نحوه عملکرد و انواع آن

ترمز دستی به عنوان یکی از ویژگی‌های بسیار پرکاربرد در خودرو اما فراموش‌شده شناخته می‌شود. سیستمی که تقریبا در هر بار استفاده از خودرو از آن بهره می‌گیریم، ولی توجه چندانی به نحوه عملکرد و جزئیات ساخت و انواع آن نمی‌کنیم.

در این مقاله به روش کاملا مفصل به انواع مکانیزم ترمز دستی، نحوه عملکرد آن و تنوع قابل توجه در شیوه طراحی هر یک از آن‌ها، شامل ترمز دستی مکانیکی و ترمز دستی برقی می‌پردازیم.

ترمز دستی چیست؟

آنچه به عنوان ترمز دستی یا Hand Brake می‌شناسیم، نام خود را از مکانیزم عملکرد دستی و اهرمی خود الهام گرفته است که در طیف گسترده‌ای از خودروهای تولیدشده در نیم قرن گذشته به کار گرفته شد. اما همان‌طور که می‌دانیم همه این سیستم‌ها دستی یا مکانیکی نیستند. از این رو نام عمومی‌تر ترمز اضطراری (E-Brake یا Emergency Brake) برای این سیستم به کار گرفته شده تا تمامی انواع و اقسام این مکانیزم را پوشش دهد. در بسیاری از خودروهای جدید نام ترمز پارک (Parking Brake) با حرف اختصاری P برای این سیستم نیز در نظر گرفته می‌شود.

اما چرا نام عمومی ترمز اضطراری را بر روی سیستم ترمز دستی گذاشتند؟ پاسخ بسیار ساده و البته دارای اهمیت بسیار است. می‌دانیم که سیستم ترمز به عنوان اولین، مهم‌ترین و حیاتی‌ترین سیستم محافظت از جان سرنشینان، نه‌تنها به‌خودی خود کافی نیست، بلکه برای به کارگیری سیستم بوستر (Booster/تقویت کننده) نیازمند روشن بودن پیشرانه خودرو است. از آن گذشته، زمانی که خودرو در حالت پارک قرار دارد و فاقد راننده است، سیستم ترمز اصلی قابل استفاده نیست. در نتیجه نیاز مبرم به وجود یک سیستم ترمز دوم به عنوان سیستم پشتیبان یا Back Up، از همان آغاز تولید انبوه خودروها احساس شد. اینگونه بود که سیستم ثانویه یا پشتیبان ترمز بر خلاف سیستم اصلی، از نوع کاملا مکانیکی انتخاب شد تا در صورت بروز هرگونه نقص در سیستم اصلی، سیستم ثانویه بدون تاثیرپذیری، همچنان قابل اعتماد باشد.

انواع ترمز دستی

برای بررسی انواع سیستم ترمز دستی (ترمز اضطراری)، ابتدا باید بدانیم که این سیستم بر اساس چند فاکتور به گروه‌های مختلف دسته‌بندی می‌شود. این فاکتورها شامل محل قرارگیری اهرم ترمز دستی، نحوه اعمال نیروی ترمز و محل نیروی اعمال شده می‌شود. ترکیب این سه فاکتور با یکدیگر نوع دقیق و شیوه اعمال نیروی ترمز دستی را مشخص می‌کند.

محل قرارگیری اهرم ترمز دستی

اهرم ترمز دستی به عنوان محل اعمال نیروی ترمز سیستم ثانویه از سوی راننده، جای‌گیری‌های متمایز و محل قرارگیری مختلفی دارد.

ترمز دستی کفی

در این نوع ترمز دستی اهرم ترمز بر کف خودرو، معمولا میان دو صندلی جلو (در بیشتر خودروهای تولیدی جهان) یا بین صندلی راننده و در سمت راننده (در خودروهای قدیمی بریتانیایی نظیر پیکان یا خودروهای اسپرت قدیمی نظیر لامبورگینی) قرار می‌گیرد. این نمونه رایج‌ترین نوع به کارگیری سیستم ترمز دستی در صنعت خودروسازی جهان است.

ترمز دستی پدالی

در این نوع ترمز دستی که بیشتر در میان خودروهای آمریکایی قدیمی و اتومبیل‌های لوکس رایج است، اهرم به عنوان یک پدال کوچک در کنار سایر پدال ها و در نقطه‌ای دورتر از پدال‌های اصلی گاز، ترمز و کلاچ قرار دارد. فشردن آن باعث درگیری سیستم ترمز می‌شود. اما برای آزاد کردن ترمز دستی پدالی دو روش وجود دارد، یا یک اهرم دیگر برای آزادسازی تعبیه شده است، یا فشردن دوباره پدال موجب رها شدن سیستم ترمز می‌شود. این نوع ترمز دستی، به ترمز دستی پایی نیز مشهور است که تضاد کلمات در نام آن جالب توجه است.

ترمز دستی داشبوردی

در این مدل ترمز دستی، اهرم عمل‌کننده همانند یک عصا یا میله بلند است که با کشیدن آن به سمت بیرون، سیستم ترمز درگیر می‌شود. سیستم ترمز دستی داشبوردی در میان محصولات تولید برند نیسان نظیر وانت جونیور (نیسان آبی)، نیسان پیکاپ و رونیز رایج است.

ترمز دستی کنسولی

در این نوع سیستم ترمز که عملکرد آن از نوع الکترونیکی و برقی است، یک کلید کوچک معمولا در میانه کنسول مرکزی قرار دارد که روی آن حرف مختصر P نوشته شده است. بالا کشیدن یا فشردن این کلید موجب عمل کردن سیستم ترمز دستی می‌شود. این سامانه به ترمز دستی برقی مشهور است.

ترمز دستی کنسولی اهرمی: این نمونه ترمز دستی شامل یک اهرم بسیار کوچک و کوتاه است که معمولا در خودروهای تجاری و سنگین رواج دارد. این اهرم کاملا در دسترس راننده بر روی کنسول، داشبرد یا حتی دسته صندلی راننده قرار دارد که با جابه‌جا کردن آن ترمز دستی درگیر یا آزاد می‌شود. لازم به ذکر است که این نوع مکانیزم می‌تواند از نوع کلید فشاری، کششی و حتی الکترونیکی نیز باشد.

نحوه اعمال نیروی ترمز

نوع عملکرد سیستم ترمز دستی در انواع خودروها بعضا متمایز و بسیار متفاوت است.

اعمال نیروی مکانیکی

در ترمز دستی های نوع کفی، پایی و داشبردی، اعمال نیروی ترمز کاملا مکانیکی است. به این معنا که در این نوع سیستم‌های ترمز دستی چه نیرو با دست به اهرم منتقل شود و چه با پا، مکانیزم به گونه‌ای طراحی شده است که بر اساس عملکرد اهرم‌ها در علم فیزیک، نیروی اعمال‌شده پس از چند برابر شدن، موجب کشیده شدن یک سیم فولادی بسیار محکم می‌شود که در نهایت درگیر شدن لنت‌ها و قفل کردن چرخ‌ها را به همراه دارد.

اعمال نیروی بادی یا نئوماتیک

تقریبا تمامی خودروهای تجاری و سنگین، از اتوبوس‌ها و کامیون‌ها گرفته تا تجهیزات سنگین معدنی، سیستم ترمز اصلی با فشار شدید باد یا به اصطلاح نئوماتیک (Penumatic / حرف P ساکن که در فارسی به اشتباه پنوماتیک تلفظ می‌شود) عمل می‌کند و در این خودروها به دلیل فراهم بودن مقدار قابل توجهی باد فشرده، اهرم کوچک ترمز دستی نیز به عنوان یک شیر مکانیکی عمل کرده و مسیر فشار باد تغییر می‌دهد تا باعث عمل کردن لنت‌ها و قفل شدن چرخ‌ها شود.

اعمال نیروی برقی

در این نوع اعمال نیرو، سیستم ترمز دستی به کمک یک موتور الکتریکی در ترکیب با سیستم پیچ و مهره، موجب کشیده شدن سیم فولادی ترمز دستی می‌شود یا مستقیما فشار را بر روی لنت‌ها در کالیپر ترمز اعمال می‌کند. اگرچه عملکرد ابتدایی این سیستم الکترونیکی است اما در نهایت نیروی الکتریسیته در قالب انجام یک کار کاملا مکانیکی به کار گرفته می‌شود. لازم به ذکر است که در بسیاری از خودروهای مدرن امروزی دارای گیربکس اتوماتیک، قرار دادن گیربکس در وضعیت P (پارک) به صورت خودکار موجب درگیری همزمان سیستم ترمز دستی نیز می‌شود. این سامانه در صنعت و بازار خودرو با نام ترمز دستی برقی شناخته می‌شود.

ترمز دستی هیدرولیکی در میان خودروهای تولید انبوه روزمره رایج نیست و بیشتر در میان خودروهای مخصوص مسابقات رواج دارد. استفاده از پمپ هیدرولیک در اهرم ترمز دستی موجب افزایش چشمگیر نیروی اعمال‌شده و قفل کردن آنی سیستم ترمز دستی می‌شود. اما اشتراک این سامانه با خط لوله سیستم ترمز اصلی موجب زیر سوال رفتن نفس ثانویه ترمز دستی شده و از این رو در خودروهای تولید انبوه و استاندارد به کار گرفته نمی‌شود. همچنین به دلیل فشار بالای روغن درون این سیستم، این نوع ترمز دستی نمی‌تواند به صورت پیوسته در حالت قفل بماند. از این رو استفاده از آن به خودروهای اسپرت مسابقه‌ای محدود شده است.

محل نیروی اعمال شده

نیروی اعمال‌شده بر ترمز دستی در نهایت باید بر یک نقطه از سیستم انتقال نیرو در اتصال به چرخ‌های خودرو اعمال شود.

اعمال نیرو بر کالیپر ترمز محور عقب

در این نوع اعمال نیرو که در صنعت خودرو جهان رایج‌ترین نوع به حساب می‌آید، نیروی اعمال‌شده بر مکانیزم ترمز دستی در نهایت یا به لنت‌های اصلی قرار گرفته در کاسه یا کالیپر عقب وارد می‌شود، یا اینکه محور عقب خودرو به لنت‌های مستقل و مخصوص سیستم ترمز دستی مجهز است و موجب درگیری این سیستم می‌شود.

اعمال نیرو بر کالیپر ترمز محور جلو

شیوه اعمال نیرو در این مدل ترمز دستی، دقیقا همانند اعمال نیرو بر محور عقب است، با این تفاوت که فشار اعمال‌شده بر ترمزهای محور جلو اعمال می‌شود. این سیستم در میان محصولات تولیدی قدیمی برند سیتروئن فرانسه، از جمله ژیان، DS و حتی سیتروئن زانتیا رواج داشت، اما از سوی دیگر شرکت‌های خودروسازی دنبال نشد.

اعمال نیرو بر خروجی گیربکس

در این مدل که به ترمز دستی گاردانی نیز مشهور است، نیروی اعمال‌شده به سیستم ترمز دستی بر مجموعه لنت و کاسه (یا کالیپر و دیسک در خودروهای مدل بالاتر یا ارتقایافته) اعمال می‌شد. این سیستم در میان خودروهای شاسی بلند دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ میلادی نظیر خانواده لندروور و جیپ کاربرد فراوان داشت، اما به دلیل جاگیر بودن این مکانیزم در زیر خودرو، این ترمز دستی در خودروهای سواری رایج نشد و به دلیل وجود تجهیزات ترمز اصلی روی محور عقب، در دهه‌های بعدی به طور کلی با سیستم ترمز دستی نوع محور عقب جایگزین شد.

ایرادهای رایج ترمز دستی

۱- سیستم ترمز دستی، شامل ترمز دستی مکانیکی و ترمز دستی برقی خودروهایی که لنت آن‌ها با لنت ترمز اصلی مشترک است، معمولا به گونه‌ای طراحی می‌شوند تا به صورت اتوماتیک خود را تنظیم کنند. با این وجود بررسی و بازدید ترمزها به منظور اطمینان از تنظیم بودن لنت‌ها و برقراری تناسب فشار ترمز میان ترمزهای هر دو چرخ در یک محور ضروری است.

۲- سیم ترمز دستی مدت زمان زیادی را تحت فشار کششی و در معرض عوامل طبیعی چون رطوبت و نمک سطح جاده می‌گذراند. از این رو با وجود استقامت بسیار زیادی که دارد، مخصوصا در خودروهای قدیمی مستعد پاره شدن است.

۳- سایش در مکانیزم مکانیکی اهرم ترمز دستی در درازمدت موجب رها شدن ناگهانی ترمز از حالت قفل می‌شود. مکانیزم اهرمی که نتواند سیستم ترمز دستی را تحت فشار نگه دارد، باید به سرعت تعویض شود.

۴- در ترمز دستی‌های دارای لنت مجزا، بازدید دوره‌ای لنت‌ها بسیار مهم است. در صورت سایش بیش از حد یا شکستگی لنت آنها را تعویض کنید و اهمیت و ارزش سیستم ترمز دستی را کم نشمارید.

هشدار ایمنی

هرگز و تحت هیچ شرایطی تنها به امید سلامت و صحت عملکرد سیستم ترمز دستی برقی یا مکانیکی، به آن اعتماد نکنید. سیستم ترمز دستی مکانیکی و برقی اگرچه وظیفه جلوگیری از حرکت خودرو را بر عهده دارد، اما هنگام پارک کردن در شیب‌های شدید یا انجام کارهای فنی (مخصوصا زیر خودرو)، هرگز به ترمز دستی اعتماد نکنید. همیشه گیربکس اتوماتیک را در حالت پارک (P) یا گیربکس دستی را در دنده خلاف جهت میل حرکت خودرو (دنده ۱ در سربالایی و دنده عقب در سرپایینی) قرار دهید. خودروهای دنده دستی در شیب زیاد نیز مستعد حرکت کردن هستند. در نتیجه حتما از تکنیک قراردادن خودرو در دنده به صورت همزمان با ترمز دستی استفاده کنید. حتی چرخاندن فرمان به سمت جدول به منظور محدود کردن حرکت خودرو یا استفاده از سنگ و چوب در زیر چرخ‌ها نیز کاملا توصیه می‌شود.

اهمیت ترمز دستی

هدف اصلی در استفاده از سیستم ترمز دستی برقی و مکانیکی به عنوان سامانه ترمز ثانویه، در حقیقت جدا کردن سیستم ترمز اصلی و ترمز دستی (ترمز اضطراری) از هم و ارائه همزمان دو سیستم ترمز مستقل از یکدیگر است. به عبارت ساده‌تر، سیستم ترمز دستی به عنوان یک سامانه موازی و مجزا یا Redundant (به معنای سیستم تکراری یا سیستم مضاعف) ایفای نقش می‌کند تا ضریب ایمنی خودرو را در حالت ایستا افزایش دهد. در نتیجه هر آنچه که موجب اشتراک میان سیستم ترمز اصلی و ترمز دستی مکانیکی و برقی باشد (نظیر اشتراک خط لوله ترمز در سیستم ترمز دستی هیدرولیکی)، موجب به خطر افتادن عملکرد و زیر سوال رفتن نفس ترمز دستی به عنوان سیستم ثانویه می‌شود.

در بسیاری از خودروهای دارای ترمز هیدرولیکی (یا برخی از انواع مکانیکی دیسکی افترمارکت و ارتقایافته)، با قرار دادن کالیپر ترمز مجزا، اشتراک میان این دو سیستم را حفظ می‌کنند تا نقش جداگانه این دو سیستم ترمز زیر سوال نرود. اما این مهم به معنای صرف هزینه قابل توجه (مخصوصا در مقیاس تولید انبوه) برای دو کالیپر ترمز و لنت‌های اضافه‌تر است که در قیمت خودرو تاثیر بسزایی می‌گذارد و توجیه منطقی به همراه ندارد. به همین دلیل است که ترمز دستی دارای کالیپر مجزا، تنها در خودروهای گران‌قیمت و سوپراسپرت‌ها به کار می‌رود، چراکه در این دست خودروها، اولویت ارائه یک سیستم با عملکرد بی‌نقص بسیار بالاتر از اهمیت قیمت نهایی آن است.

نویسنده: شهاب انیسی