الفرامل الميكانيكية على المحور المستقيم مع الفرامل الميكانيكية تعمل باستخدام مبدأ مباشر: فهي تطبق الاحتكاك لإيقاف أو إبطاء دوران عجلات السيارة. نظام الكبح هذا، المفضل لبساطته وفعاليته من حيث التكلفة، مناسب بشكل خاص للمركبات الصغيرة ذات السرعة المنخفضة.
مكونات الفرامل الميكانيكية على المحور المستقيم
طبلة الفرامل أو القرص:
فرامل الأسطوانة: في هذا النظام، تدور معها أسطوانة متصلة بالعجلة. يتم دفع أحذية الفرامل الموجودة داخل الأسطوانة إلى الخارج للتلامس مع السطح الداخلي للأسطوانة، مما يؤدي إلى حدوث احتكاك.
الفرامل القرصية: في هذا النظام يدور قرص (دوار) متصل بالعجلة. يتم ضغط وسادات الفرامل الموجودة على جانبي القرص معًا، ويتم تثبيتها على القرص لإحداث احتكاك.
أحذية الفرامل أو منصات:
أحذية الفرامل (في فرامل الأسطوانة) أو الوسادات (في الفرامل القرصية) هي المكونات التي تخلق احتكاكًا ضد الأسطوانة أو القرص. وهي مصنوعة عادةً من مادة عالية الاحتكاك لإبطاء السيارة أو إيقافها بشكل فعال.
الربط الميكانيكي:
يتكون هذا من سلسلة من الرافعات والكابلات والقضبان التي تنقل القوة من دواسة الفرامل إلى أحذية أو وسادات الفرامل.
ينابيع العودة:
تضمن هذه النوابض أن تتراجع أحذية أو وسادات الفرامل بعيدًا عن الأسطوانة أو القرص عند تحرير دواسة الفرامل، مما يمنع الاحتكاك المستمر ويسمح للعجلات بالدوران بحرية مرة أخرى.
مبدأ العمل
تفعيل دواسة الفرامل:
عندما يضغط السائق على دواسة الفرامل، يقوم بتنشيط نظام الربط الميكانيكي. يستخدم هذا النظام الرافعات والكابلات لنقل القوة من الدواسة إلى مكونات الكبح الموجودة على العجلات.
انتقال القوة:
تعمل الوصلة الميكانيكية على تضخيم القوة التي تطبقها قدم السائق على دواسة الفرامل. يتم بعد ذلك نقل هذه القوة المضخمة عبر الكابلات أو القضبان إلى أحذية أو وسادات الفرامل.
توليد الاحتكاك:
في نظام فرامل الأسطوانة، يتم دفع أحذية الفرامل للخارج عن طريق الوصلة لتلامس السطح الداخلي لأسطوانة الفرامل. في نظام الفرامل القرصية، يتم الضغط على وسادات الفرامل على جوانب القرص الدوار.
يؤدي الاتصال بين أحذية/وسادات الفرامل والأسطوانة/القرص إلى توليد احتكاك، مما يحول الطاقة الحركية لعجلة الدوران إلى حرارة، مما يؤدي إلى إبطاء أو إيقاف دوران العجلة.
إيقاف العجلة:
يؤدي الاحتكاك بين أحذية/وسادات الفرامل والأسطوانة/القرص إلى إبطاء العجلة وبالتالي السيارة. كلما زادت القوة المطبقة على دواسة الفرامل، زاد الاحتكاك، مما يؤدي إلى عمل كبح أقوى.
الافراج عن الفرامل:
عندما يقوم السائق بتحرير دواسة الفرامل، تقوم نوابض العودة بسحب أحذية أو وسادات الفرامل بعيدًا عن الأسطوانة أو القرص. يؤدي هذا إلى إيقاف الاحتكاك ويسمح للعجلات بالدوران بحرية مرة أخرى، واستئناف حركة السيارة.
مزايا الفرامل الميكانيكية
البساطة والموثوقية: الطبيعة الميكانيكية البحتة لهذه المكابح تجعلها بسيطة وموثوقة. لا توجد سوائل هيدروليكية أو أنظمة إلكترونية معقدة، مما يقلل من احتمالية حدوث أعطال ويسهل عملية الصيانة.
فعالية التكلفة: تعد أنظمة المكابح الميكانيكية عمومًا أقل تكلفة في الإنتاج والصيانة من أنظمة المكابح الهيدروليكية أو الإلكترونية. يؤدي تصميمها المباشر إلى انخفاض تكاليف التصنيع وإجراء إصلاحات أسهل وأقل تكلفة.
كفاءة الطاقة: لا تستهلك الفرامل الميكانيكية طاقة خارجية لتعمل، مما يجعلها موفرة للطاقة. إنها تعمل وفقًا للمبادئ الميكانيكية البحتة، دون الحاجة إلى الطاقة الكهربائية أو الضغط الهيدروليكي.
حدود الفرامل الميكانيكية
أداء محدود للاستخدام عالي السرعة أو الخدمة الشاقة: على الرغم من فعاليته في التطبيقات ذات السرعة المنخفضة أو الخدمة الخفيفة، إلا أن الفرامل الميكانيكية قد لا توفر قوة إيقاف كافية للمركبات عالية السرعة أو الخدمة الشاقة. ينشأ هذا القيد من عدم قدرتها على توليد والحفاظ على مستويات عالية من الاحتكاك المطلوب للفرملة الفعالة في مثل هذه الظروف.
تبديد الحرارة: أثناء الكبح لفترات طويلة أو شديدة، يمكن أن تولد الفرامل الميكانيكية حرارة كبيرة. إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح، يمكن أن تؤدي هذه الحرارة إلى تآكل الفرامل، مما يقلل من فعالية نظام الفرامل. تشتمل أنظمة الكبح المتقدمة غالبًا على آليات لتبديد الحرارة بشكل أفضل، وبالتالي الحفاظ على الأداء في ظل الاستخدام المكثف.
التطبيقات
الفرامل الميكانيكية مناسبة تمامًا لما يلي:
الدراجات والعربات الصغيرة وبعض الدراجات النارية.
الآلات الزراعية وبعض المعدات الصناعية تعمل بسرعات منخفضة.
السيارات الكلاسيكية والعتيقة حيث يتم الحفاظ على الأنظمة الميكانيكية الأصلية من أجل الأصالة.
