بسیاری از رانندگان هنگام توقف و خاموش کردن پیشرانه متوجه میشوند که با چند بار فشار دادن اهرم ترمز، گزارش اولیه بهتدریج سفت شده و دامنه حرکت آن بسیار محدود میشود. بررسیهای فنی در خصوص علت سفت شدن ترمز نشان میدهد که این اتفاق ناشی از ساختار مهندسی سیستمهای کمکی هیدرولیک و نحوه ذخیرهسازی فشار منفی در بوستر است. سیستم ترمز برای کاهش نیروی لازم جهت فشردن گزارش اولیه توسط پای راننده، از اختلاف فشار هوای محیط و خلا استفاده میکند. در صورت عدم آگاهی از چگونگی عملکرد بوستر خلا، ممکن است این تغییر رفتار با یک خرابی خطرساز اشتباه گرفته شود. شناخت درست این فرایند علاوه بر کاهش استرس راننده، از صرف هزینههای غیرضروری در تعمیرگاهها جلوگیری کرده و ایمنی حرکت را افزایش میدهد.
در خودروهای سواری مجهز به بوستر خلا، پیشرانه روشن به عنوان منبع اصلی تامین خلا عمل میکند. وقتی موتور روشن است، مکش مداوم در منیفولد ورودی یا کارکرد پمپ خلا، فشار منفی مورد نیاز بوستر را تامین میسازد. بوستر ترمز شامل یک محفظه فلزی ایزوله است که توسط یک دیافراگم انعطافپذیر به دو بخش مجزا تقسیم میشود. وقتی راننده گزارش اولیه ترمز را فشار میدهد، سوپاپ ورودی بوستر اجازه میدهد هوای جو وارد یکی از محفظهها شود، در حالی که محفظه دیگر همچنان تحت شرایط خلا باقی میماند. این اختلاف فشار هوای محیط و خلا، نیروی کمکی شدیدی ایجاد میکند که به پیستون سیلندر اصلی منتقل شده و فشار مدار هیدرولیک را افزایش میدهد.
علاوه بر کیفیت قطعات سختافزاری بوستر، عملکرد صحیح مدار هیدرولیک نیز اهمیت بالایی دارد. گاهی اوقات فاسد شدن مایع ترمز یا جذب رطوبت باعث افت کارایی سیستم میشود که در مقالهای جداگانه به بررسی زمان تعویض روغن ترمز پرداختهایم. در سیستم سالم، اختلال در فشار کمکی هیدرولیک نباید با فاسد شدن مایع ترمز اشتباه گرفته شود، زیرا هر یک علائم مشخصی دارند.
مکانیزم عملکرد بوستر خلا و علت سفت شدن ترمز
هنگامی که پیشرانه خودرو خاموش میشود، فرایند تولید خلا در منیفولد ورودی یا پمپ مکانیکی متوقف خواهد شد. با این حال، مهندسان سیستم ترمز را بهگونهای طراحی کردهاند که میزان مشخصی از فشار منفی داخل محفظه بوستر ذخیره بماند. این ذخیره خلا به راننده اجازه میدهد تا در صورت خاموش شدن ناگهانی موتور حین حرکت، همچنان بتواند برای چند بار متوالی از نیروی کمکی بوستر برای متوقف ساختن خودرو استفاده کند. تعبیه یک شیر یکطرفه در ورودی بوستر، مانع از خروج خلا به سمت منیفولد در زمان خاموشی پیشرانه شده و این ذخیره حیاتی را حفظ میکند.
با هر بار فشار دادن گزارش اولیه ترمز در زمان خاموش بودن موتور، مقداری از هوای محیط وارد محفظه بوستر شده و از حجم خلا ذخیرهشده میکاهد. از آنجا که موتور برای تخلیه مجدد هوا روشن نیست، پس از چند بار ترمزگیری ذخیره خلا به طور کامل به پایان میرسد. با از بین رفتن اختلاف فشار در دو طرف دیافراگم، بوستر دیگر هیچ نیروی کمکی وارد نمیکند. در این حالت راننده باید تمام نیروی لازم برای جابهجایی روغن در مدار هیدرولیک را تنها با نیروی عضلانی پای خود تامین کند. همین موضوع علت سفت شدن ترمز و احساس مقاومت شدیدی است که در گزارش اولیه ایجاد میشود.
این رفتار در تمامی سیستمهای ترمز خلا به عنوان یک استاندارد مهندسی شناخته میشود. حتی در دستورالعملهای رسمی تعمیراتی شرکتهای بزرگ مانند شورولت نیز به این موضوع اشاره شده است. تکنسینهای فنی پیش از باز کردن قطعات مدار هیدرولیک یا تعویض بوستر، گزارش اولیه ترمز را در حالت خاموش بودن موتور چند بار فشار میدهند تا تمام خلا باقیمانده در سیستم کاملا تخلیه شود. این کار باعث ایمن شدن مدار و بازگشت گزارش اولیه به بالاترین موقعیت حرکت خود میشود و نشان میدهد که سفت شدن گزارش اولیه در زمان خاموشی موتور، واکنشی طبیعی از سوی قطعات مکانیکی است.
مشابه این پدیده در سایر سیستمهای کمکی خودرو نیز دیده میشود. برای مثال خاموش شدن پیشرانه باعث از دست رفتن فشار کمکی فرمان هیدرولیک یا برقی میشود که میتوانید جزئیات آن را در مطلب مربوط به سنگین شدن فرمان خودرو پس از خاموش شدن مطالعه کنید. در هر دو مورد، کاهش فشار کمکی یک مکانیزم ساختاری و حفاظتی است و نباید به عنوان عیب فنی تلقی شود.
چگونه خرابی بوستر را از رفتار طبیعی سیستم تشخیص دهیم؟
اگر سفت شدن گزارش اولیه ترمز تنها در زمان خاموش بودن موتور رخ دهد و بلافاصله پس از استارت زدن و روشن شدن پیشرانه گزارش اولیه نرم شود، سیستم ترمز در سلامت کامل قرار دارد. با روشن شدن موتور، خلا بلافاصله در محفظه بوستر بازسازی شده و نیروی کمکی به مدار هیدرولیک بازمیگردد. اما اگر گزارش اولیه ترمز پس از روشن شدن پیشرانه همچنان سفت و سخت باقی بماند یا برای نگه داشتن خودرو نیاز به فشار غیرعادی پا باشد، خودرو دچار نقص فنی شده است و باید بدون معطلی مورد بازرسی قرار گیرد.
اصلیترین علت سفت ماندن گزارش اولیه در زمان روشن بودن موتور، وجود نشتی یا مسدود شدن مسیر انتقال خلا است. شیلنگ رابط میان منیفولد ورودی و بوستر ترمز به مرور زمان و در اثر حرارت بالای محفظه موتور دچار فرسودگی، ترکخوردگی یا شل شدن بستها میشود. هرگونه نشتی هوا در این مسیر مانع از شکلگیری فشار منفی مناسب خواهد شد. همچنین خرابی شیر یکطرفه بوستر میتواند باعث خروج سریع خلا و سفت شدن گزارش اولیه شود. این قطعه کوچک وظیفه حبس خلا در بوستر را بر عهده دارد و در صورت فرسودگی یا شکستگی، عملکرد کل سیستم را مختل میسازد.
عامل دیگری که منجر به افت عملکرد بوستر میشود، پارگی یا سوراخ شدن دیافراگم داخلی آن است. در این حالت، هوای محیط به بخش خلا نشت کرده و امکان ایجاد اختلاف فشار وجود نخواهد داشت. در برخی خودروهای توربوشارژ، دیزلی یا پیشرانههای مدرن که خلا منیفولد ورودی برای بوستر کافی نیست، از پمپ خلا مکانیکی یا پمپ خلا برقی استفاده میشود. افت راندمان یا از کار افتادن الکتروموتور این پمپها نیز مستقیما باعث سفت شدن گزارش اولیه ترمز در تمامی شرایط کاری خواهد شد.
تحول فناوری ترمز و جایگزینی بوسترهای الکترومکانیکی
با گسترش خودروهای برقی و هیبریدی، ساختار سیستمهای کمکی ترمز دچار تغییرات بنیادی شده است. در خودروهای برقی و هیبریدی پیشرانه درونسوز همواره روشن نیست تا خلا پیوسته تولید کند. به همین علت خودروسازان بزرگ به سمت استفاده از بوسترهای الکترومکانیکی حرکت کردهاند. در این سیستمها که با نام آیبوستر شناخته میشوند، یک موتور الکتریکی دقیق و گیربکس خورشیدی جایگزین دیافراگم و محفظه خلا سنتی شده است.
سیستمهای الکترومکانیکی بدون نیاز به خلا موتور، نیروی لازم برای تقویت ترمز را به صورت دیجیتالی و بر اساس میزان فشار واردشده بر گزارش اولیه توسط راننده محاسبه و اعمال میکنند. این فناوری علاوه بر حذف مشکلات مربوط به نشتی شیلنگ و خراب شدن بوستر خلا، امکان هماهنگی کامل با سیستمهای ایمنی فعال و ترمز احیاکننده را فراهم میسازد. با این حال، پیچیدگیهای الکترونیکی این قطعات هزینههای تعمیر و نگهداری را افزایش داده و عیبیابی آنها نیازمند تجهیزات تخصصی دیاگ است.
آگاهی رانندگان از نحوه افت فشار خلا و متمایز ساختن رفتار طبیعی بوستر از عیوب هیدرولیکی یا برقی، نقش مهمی در نگهداری بهینه خودرو دارد. بازرسی دورهای شیلنگهای خلا، اطمینان از سلامت شیر یکطرفه و توجه به تغییرات ناگهانی در سفتی گزارش اولیه، امنیت توقف خودرو را در شرایط اضطراری تضمین میکند. آیا با همهگیر شدن سیستمهای ترمز سیممحور و الکترومکانیکی، هزینههای نگهداری خودروهای جدید در میانمدت فشار بیشتری به مالکان وارد خواهد کرد؟
