ระบบเบรก

หมวด ข้อมูล-ความรู้ทางเทคนิค | จำนวนคนอ่าน 103799 ครั้ง | เมื่อ : 08 ต.ค. 2550 | ส่งบทความนี้ให้เพื่อน

เบรกออกแบบมาเพื่อลดความเร็ว (ทำให้ช้า) และหยุดรถยนต์หรือทำให้จอดนิ่งบนทางลาดได้มันนับได้ว่าเป็นชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่จำเป็นที่สุดของรถยนต์ที่จะทำให้เกิดความแน่ใจในการขับขี่อย่างปลอดภัย

รถยนต์ที่กำลังวิ่งอยู่ไม่สามารถหยุดได้อย่างทันที เมื่อเครื่องยนต์ตัดกำลังงานออกจากระบบส่งกำลัง เนื่องจากมีแรงเฉื่อย แรงเฉื่อยอันนี้ต้องทำให้ลดลง เพื่อที่จะนำมาซึ่งให้รถหยุด เครื่องยนต์เปลี่ยนพลังงานความร้อนให้เป็นพลังงานการเคลื่อนไหว (เคลื่อนที่ )เพื่อไปขับเคลื่อนรถยนต์ ในทางตรงกันข้าม เบรกจะเปลี่ยนพลังงานการเคลื่อนที่นี้กลับไปเป็นพลังงานความร้อนเพื่อหยุดรถยนต์

แบบต่าง ๆ ของเบรก
เบรกซึ่งใช้กับรถยนต์สามารถแบ่งแยกออกได้ ตามจุดประสงค์ดังนี้
- เบรกเพื่อใช้ควบคุมความเร็วรถยนต์ และหยุดรถยนต์
- เบรกมือใช้เมื่อต้องการจอดรถ
- ตัวช่วยเบรกใช้รวมกับการเบรกโดยทั่วไป
เบรคเพื่อใช้ควบคุมความเร็ว และหยุดรถยนต์ โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
- ครัมเบรก
- ดิสก์เบรก

ดรัมเบรก
ส่วนประกอบ
เบรกดรัมประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักดังต่อไปนี้
- แผ่นหลังเบรก
- กระบอกเบรกที่ล้อ
- ส่วนประกอบฝักเบรกและผ้าเบรก
- จานดรัมเบรก
1. แผ่นหลังเบรก
แผ่นหลังเบรกถูกอัดขึ้นรูปจากแผ่นเหล็กล้ายึดด้วยโบลท์ กับเสื้อเพลาท้าย หรือที่ยึดเพลาท้าย ดังนั้นฝักเบรกจึงติดอยู่กับแผ่นหลังเบรก แรงเบรกทั้งหมดกระทำบนแผ่นหลังเบรก

2. กระบอกเบรกที่ล้อ
ที่มักใช้กันมี 2 แบบคือ แบบลูกสูบคู่ และแบบลูกสูบเดี่ยว เมื่อเหยียบเบรก คันเบรกจะมีกลไกไปกดที่แม่ปั้มเบรก ดันน้ำมันเบรกมาที่กระบอกน้ำมันเบรก น้ำมันเบรกที่แรงดันนี้จะมากระทำกับลูกสูบในกระบอกเบรกให้เคลื่อนที่ไปกดฝักเบรก เพื่อไปกดจานเบรกครัม ทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างผ้าเบรกของฝักเบรกกับจานเบรก

3. ฝักเบรก และผ้าเบรก
ฝักเบรกปกติทำด้วยแผ่นเหล็กกล้า ผิวด้านนอกจะมีผ้าเบรกติดอยู่ ซึ่งอาจติดอยู่ด้วยรีเวท (รถใหญ่) หรือติออยู่ด้วยกาว (รถเล็ก)

ผ้าเบรกต้องมีความทนทานต่อความร้อน และการสึกหรอ และต้องมีค่าสัมประสิทธิ์ความฝืดสูงค่าสัมประสิทธิ์นี้ต้องไม่มีอิทธิพลต่อการขึ้น ๆลง ๆ ของอุณหภูมิและความชื้น ซึ่งอาจจะเกิดขึ้นได้ตามปกติผ้าเบรกทำจากโลหะไฟเบอร์ผสมด้วยทองเหลือง ตะกั่วพลาสติก ฯลฯ และขึ้นรูปภายใต้ความร้อน

4. จานเบรกดรัม
จานเบรกครัม ปกติจะทำขึ้นด้วยเหล็กหล่อ หมุนไปพร้อมกับล้อ เมื่อเหยียบเบรก ผ้าเบรคกจะสัมผัสกับด้านในของจานเบรกครัม ทำให้เกิดความร้อน ซึงอาจมีอุณหภูมิสูงถึง 300 ํ ซ( 572 ํ ฟ )

โดยทั่วไปมีการออกแบบการทำงานของ เบรกครัมอยู่ 4 แบบคือ
- แบบฝักนำ และฝักตาม
- แบบฝักนำทั้งคู่
- แบบส่งถ่ายกำลัง
- แบบส่งถ่ายกำลังตามทิศทางการหมุน

1. แบบฝักนำ และฝักตาม
ตามรูป ปลายของแต่ละฝักเบรคถูกดันออก โดยกระบอกเบรกที่ล้อ ขณะที่ปลายล่างจะยึดติดกับจุดหมุน หรือลอยตัวอยู่ แบบนี้จะมีกระบอกเบรกเพียงอันเดียว เมื่อจานดรัมเบรกหมุนไปข้างหน้าในทิศทางตามลูกศร และคันเหยียบเบรกถูกเหยียบลง ปลายบนของแต่ละฝักเบรกจะถูกดันออกไปที่จานเบรกดรัม ทำให้เกิดแรงเบรกฝักเบรกทางด้านซ้ายมือเรียกว่า ฝักเบรกนำ และฝักเบรกทางด้านขวามือเรียกว่าฝักเบรกตาม

เมื่อจานเบรกดรัมหมุนในทิศทางตรงกันข้าม(ด้านหลัง) ฝักนำจะกลายเป็นฝักตามและฝักตามจะกลายเป็นฝักนำฝักเบรกนำสึกหรอเร็วกว่าฝักตาม
ครัมเบรกแบบนี้มักใช้ในเบรกล้อหลังของรถยนต์นั่ง และ รถบรรทุกเล็ก
2. แบบฝักนำทั้งคู่
ฝักเบรกแบบฝักนำทั้งคู่มีใช้กันมากขึ้น ในแบบกระทำเพียงด้านเดียวและแบบกระทำทั้งสองด้าน

2.1 แบบกระทำด้านเดียวของแบบฝักนำทั้งคู่ มีกระบอกเบรกที่ล้อ 2 อันแต่ละอันมีลูกสูบที่ปลายเพียงลูกสูบเดียว ดังแสดงเมื่อเบรกทำงานขณะที่รถยนต์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า ฝักเบรกทั้งสองทำหน้าที่เหมือนฝักนำ

เมื่อจานเบรกดรัมหมุนไปในทิศทางของลูกศร (ด้านหน้า) ครัมเบรกแบบนี้ให้แรงเบรกสูง อย่างไรก็ตามข้อเสียของครัมเบรกแบบนี้ก็คือ เมื่อจานเบรกดรัมหมุนในทิศทางตรงกันข้าม (ด้านหลัง) ฝักเบรกทั้งสองจะทำงานเหมือนฝักตามซึ่งจะให้แรงเบรกเพียงเล็กน้อย
ครัมเบรกแบบนี้มักใช้กับเบรกล้อหน้าของรถยนต์นั่ง และรถบรรทุกใหญ่
2.2 แบบกระทำสองด้านของแบบฝักนำทั้งคู่ มีกระบอกเบรกที่ล้อ 2 อันแต่ละอันมีลูกสูบทั้งสองอยู่ส่วนปลาย ขณะเมื่อครัมเบรกแบบกระทำด้านเดียวให้แรงการเพิ่มกำลังด้วยตัวเอง แต่เพียงทิศทางเดียวแต่ครัมเบรกแบบกระทำสองด้านจะให้ประสิทธิภาพการทำงานทั้งทิศทางด้านหน้า และด้านหลังครัมเบรกแบบนี้มักใช้ในเบรกหลังของรถบรรทุกใหญ่

3. แบบส่งถ่ายกำลัง
ครัมเบรกแบบส่งถ่ายกำลังจะมีกระบอกเบรกเพียงอันเดียวและมีสูบเพียงอันเดียวอยู่ที่ส่วนปลาย พร้อมด้วยเสื้อตัวปรับตั้ง ซึ่งติดอยู่กับฝักเบรกทั้งสอง เมื่อลูกสูบในกระบอกเบรกดรัมปลายด้านบนของฝักเบรกซ้ายมือไปติดกับจานดรัมเบรก ฝักเบรกทั้งสองจะทำหน้าที่เหมือนฝักนำ และให้แรงเบรกที่สูง แต่มีข้อเสียคือ เมื่อจานดรัมเบรกหมุนในทิศทางตรงกันข้ามฝักเบรกทั้งสองจะทำหน้าที่เหมือนฝักตามและให้แรงเบรกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

4. แบบส่งถ่ายกำลังตามทิศทางการหมุน
แบบส่งกำลังตามทิศทางการหมุนนี้ได้ปรับปรุงขึ้นมาจากแบบส่งถ่ายกำลังและมีลูกสูบ 2 ชุด ในกระบอกเบรกที่ล้อ ดังนั้นเมื่อเหยียบเบรกลูกสูบจะดันฝักเบรก ครัมเบรกทั้งสองออก แบบนี้ให้แรงเบรกสูงโดยไม่คำนึงถึงทิศทางการหมุนของจานเบรกดรัมแบบนี้มักใช้ในเบรกล้อหลังของรถบรรทุกใหญ่

ดิสก์เบรก
ดิสก์เบรกจะประกอบไปด้วยชิ้นส่วนพื้นฐาน คือ จานเหล็กหล่อ (จานโรเตอร์) , ผ้าดิสก์เบรก , ก้ามปู และลูกสูบ

ดิสก์เบรกหมุนไปกับล้อ ไม่มีแผงหรือชิ้นส่วนใดมาปิด ทำให้สามารถระบายความร้อนได้ดี ( ที่อุณหภูมิสูงมาก ๆ ประสิทธิภาพการเบรกจะลดลง) พร้อมทั้งช่วยให้เบรกที่เปียกน้ำ แห้งได้อย่างรวดเร็ว
อย่างไรก็ตาม ขนาดของจานเบรกก็มีข้อจำกัด เนื่องด้วยขนาดของขอบล้อ ทำให้ขนาดของผ้าดิสก์เบรกมีข้อจำกัดไปด้วย เพื่อชดเชยข้อจำกัดดังกล่าว ก็จะต้องป้อนแรงดันน้ำมันเบรกให้มากขึ้น ผ้าดิสก์เบรกจะสึกเร็วกว่าผ้าเบรกของเบรกครัม ในขณะที่ดิสก์เบรกบำรุงรักษาง่ายกว่า

การป้องกันน้ำ
เมื่อรถยนต์แล่นไปบนถนนที่เปียกและผิวความฝืดของผ้าฝักเบรก และผ้าดิสก์เบรกเปียกไปด้วยน้ำที่กระเด็นมาถูกนั้น จะทำให้ค่าสัมประสิทธิ์ความฝืดลดลง ปรากฏการณ์อันนี้เรียกว่า"การอมน้ำ"ปรากฏการณ์ตรงกันข้ามซึ่งผิวความฝืดยังคงอยู่ในสภาพเดิมและค่าสัมประสิทธิ์ความฝืดคงเดิมเราเรียกว่า"การป้องกันน้ำ"
โดยธรรมชาติแล้ว เราต้องการผ้าเบรกที่มีการป้องกันน้ำที่ดี โดยเฉพาะผ้าฝักเบรกเนื่องจากน้ำในครัมเบรก จะไม่ถูกเหวี่ยงออกไปง่าย เหมือนกับดิสก์เบรก

จานโรเตอร์
โดยทั่วไป จานโรเตอร์ทำด้วยเหล็กหล่อสีเทา มีทั้งที่เป็นแบบทึบ หรือแบบมีรูระบายจานโรเตอร์แบบทึบประกอบด้วย ร่องที่ขอบจาน เพื่อระบายความร้อนจานโรเตอร์บางทีเป็นทั้งจานดรัมสำหรับเบรกมือรวมอยู่ด้วยกัน

ผ้าดิสก์เบรก
โดยปกติผ้าดิสก์เบรกจะมีส่วนผสมของโลหะไฟเบอร์ และเรซินรวมถึงจำนวนโลหะที่แข็งแรงอีกเล็กน้อย แบบนี้เรียกว่า ผ้าเบรกแบบกึ่งโลหะ ร่องตรงกลางที่มีอยู่บนผ้าเบรกทางด้านจานโรเตอร์ มีไว้วัดความหนาของผ้าเบรก (ค่าจำกัด) เพื่อว่าจะได้สามารถตรวจเช็คความสึกหรอของผ้าเบรกได้ง่ายขึ้นในผ้าดิสก์เบรกบางรุ่น แผ่นโลหะ (เรียกว่า แผ่นชิมกันเสียง) จะติดอยู่ทางด้านลูกสูบของผ้าเบรก
เพื่อป้องกันเสียงดังจากเบรก

ก้ามปูดิสก์เบรก
ก้ามปูดิสก์เบรก บางทีเรียกว่าเรือนเสื้อสูบ ซึ่งห่อหุ้มลูกสูบอยู่ และมีช่องผ่านให้น้ำมันเบรจ่ายเข้าในตัวเสื้อ
ก้ามปูดิสก์เบรก แบ่งออกแบบกว้าง ๆ ได้ 2 แบบ คือ
- ก้ามปูเบรกแบบตายตัว (มี 2 ลูกสูบ)
- ก้ามปูเบรกแบบลอยตัว (มีลูกสูบเดียว)
1. ก้ามปูเบรกแบบตายตัว (มี 2 ลูกสูบ)
ก้ามปูถูกยึดแน่นอยู่กับแกนเพลาหรือแขนสตรัท ดังแสดงในรูปด้านล่าง ก้ามปูที่ติดแน่นประกอบด้วยลูกสูบ 1 คู่ แรงเบรกได้รับเมื่อผ้าเบรคถูกแรงดันน้ำมันไฮโดรลิคดันลูกสูบทั้งสองไปต้านกับจานโรเตอร์
การใช้ก้ามปูแบบตายตัวนี้ มีข้อดีคือจะมีการทำงานที่แน่นอน แต่เนื่องจากก้ามปูจะมีชิ้นส่วนขนาดใหญ่กว่า ทำให้การระบายอากาศของจานเบรคด้วยลงไปในปัจจุบันนั้มีใช้น้อยลงมาก

2. ก้ามปูแบรกแบบลอยตัว (มีลูกสูบเดียว)
ตามรูป ลูกสูบติดตั้งอยู่ทางด้านหนึ่งในก้ามปูเท่านั้น แรงดันน้ำมันไฮโดรลิคจากแม่ปั้มเบรกดันลูกสูบ (A) และอัดผ้าเบรกไปต้านกับจานโรเตอร์ ในเวลาเดียวกันแรงดันน้ำมันไฮโดรลิคเท่า ๆ กัน(แรงกระทำตอบ B) กระทำบนส่วนล่างของเสื้อก้ามปู อันนี้เป็นเหตุให้ก้ามปูเคลื่อนออกทางขวาและดันผ้าเบรกที่ติดตั้งอยู่ด้านตรงข้ามลูกสูบต้านกับจานโรเตอร์

การปรับตั้งระยะห่างอัตโนมัติของจานโรเตอร์กับผ้าเบรก
ขณะที่ผ้าเบรคสึกบางลง ระยะห่างจากจานโรเตอร์กับผ้าเบรกเพิ่มขึ้นต้องใช้ ระยะการเหยียบเบรกมากขึ้น เพราะฉะนั้น ดิสก์เบรกจึงต้องการกลไกปรับตั้งระยะห่างอัตโนมัติโดยเป็นกลไกการปรับตั้งแบบซีลลูกสูบ

การทำงาน
1) ระยะห่างปกติ (ผ้าเบรกไม่สึก)
ตัวปรับตั้งระยะห่างอัตโนมัติประกอบด้วย ซีลลูกสูบ (บาง) ซึ่งอยู่ภายในกระบอกเบรคจะทำหน้าที่อยู่ 2 อย่าง คือป้องกันน้ำมันเบรกรั่วออกจากภายในของกระบอกเบรก และเมื่อเบรกทำงานและลูกสูบจะเปลี่ยนรูปยืดออกดังแสดงในรูปเมื่อคันเหยียบเบรกถูกปล่อยและแรงดันน้ำมันไฮโดรลิคจะลดลง ซีลลูกสูบจะคืน กลับดังรูปร่างเดิมของมัน ดึงลูกสูบกลับมาด้านหลังระยะห่างเดิมของจานโรเตอร์ กับผ้าเบรกถูกรักษาไว้ในรูปเดิม
2) ระยะห่างมีมากขึ้น (ผ้าเบรกสึก)
ขณะที่ผ้าเบรกบางลงจากการสึกหรอ ระยะห่างเพิ่มขึ้น ดังนั้นลูกสูบต้องเคลื่อนเป็นระยะมากขึ้นเมื่อเบรกทำงาน
เมื่อคันเหยียบเบรกถูกปล่อย ซีลลูกสูบจะคืนกลับ แต่ด้วยข้อจำกัด การเปลี่ยนรูปของซีลลูกสูบ จะไม่ทำให้ลูกสูบถอยกลับมายังจุดเดิม จะยังคงรักษาระยะห่างระหว่างผ้าเบรกกับจานดิสก์เบรกไม่คงเดิม
- เมื่อลูกสูบถูกดันออก
- เมื่อลูกสูบคืนกลับ

4. ระบบต้านการล็อคเบรก (A.B.S.)
ระบบต้านการล็อคเบรกไม่ใช่ออกแบบมา เพื่อป้องกันการล็อคที่ล้อหลังระหว่างใช้เบรกกะทันหันเพียงอย่างเดียว แต่ได้ควบคุมที่ล้อหน้าด้วยเหมือนกัน ช่วยรักษาการควบคุมบังคับเลี้ยวของรถยนต์

ประโยชน์ที่ได้รับคือ
- เมื่อมีสิ่งกีดขวาง ขณะเหยียบเบรกจะสามารถแก้ไข โดยการทำงานของพวงมาลัย เพื่อหลบหลีกอุปสรรคได้ง่ายกว่า
- เมื่อใช้เบรคขณะเลี้ยวรถยนต์สามารถหยุดได้อย่างปลอดภัยกว่า โดยไม่มีการลื่นไถล หรือหมุน

ที่อยู่ของส่วนประกอบ

แสดงความคิดเห็น (3)

ความเห็นที่ 1
ขอบคุณสำหรับความรู้ดี ๆ ของมือใหม่หัดขับ..และดูแลรถนะคร๊า...
จาก : Pl@
เมื่อ : 2010-02-28 23:29:20
ความเห็นที่ 2
ขอความรุ้เรื่องแม่ป๊มเบรกวงจรต่างๆด้วยครับ

จาก : แก็ป
เมื่อ : 2010-09-09 12:01:56
ความเห็นที่ 3
ข้าพเจ้าชอบมากเพราะเราสามารถศึกษาหาความรู้ต่างๆได้มากมายและเวลาข้าพเจ้าจะต้องทำงานข้าพเจ้าก็จะมาเปิดที่นี้ดูครับหรือเวลาว่างๆก็จะมานั้นอ่านประดับความรู้กันไป สุดท้ายนี้ก็ต้องขอขอบคุณโตโยต้าและพี่ๆน้องๆทุกคนครับ ขอบคุณครับ
จาก : นายชวน คีรีกัลยา
เมื่อ : 2010-11-20 23:31:52