مكبح
المكبح Brake نبيطة (أداة) تبِّطئ جسمًا متحركًا أو توقفه، وتسمى أيضًا الفرامل. وتشتمل معظم المكابح على جزء يسمى لبادة المكبح أو نعل المكبح، يضغط على عجلة دائرة ـ أو وحدة متصلة بالعجلة ـ لتوليد احتكاك يحول طاقة حركة العجلة إلى حرارة، مما يؤدي إلى تقليل سرعة العجلة أو توقفها. وتستخدم المركبات والماكينات الصناعية أنواعًا متعددة من المكابح. وتصف هذه المقالة المكابح المستخدمة أساسًا في المركبات.
تزود المركبات بثلاثة أنواع رئيسية من المكابح 1- مكابح ميكانيكية.
2- مكابح هيدرولي.
3- مكابح هوائية.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
المكابح الميكانيكية
لها عتلات أو كوابل تدفع لبادة أو لبادتين باتجاه العجلة. ولمعظم الدراجات نوع من المكابح الميكانيكية يسمى المكبح ذا الفكين، حيث تزود الدراجة بمكبحين؛ مكبح لكل عجلة. ولكل مكبح لبادتان مطاطيتان صغيرتان؛ لبادة بكل جانب من جانبي حافة العجلة، مركبتان على نبيطة (أداة) ميكانيكية متصلة بأحد طرفي كبل طويل، يتصل طرفه الآخر بعتلة على ذراع التوجيه. وعندما يكبس الراكب على العتلة تضغط القوة المؤثرة في الكبل على اللبادتين، باتجاه حافة العجلة.
وتزود السيارات بنوع آخر من المكابح الميكانيكية يسمى مكبح الطوارئ أو المكبح اليدوي، كما يسمى أيضًا مكبح الوقوف لأنه يمنع السيارة الواقفة من التدحرج. فعندما يستخدم السائق المكبح اليدوي يوجه نظام من العتلات والقضبان والكوابل ضغطًا على لبادات أو نعال العجلتين الخلفيتين.
المكابح الهيدرولية
تستخدم سائلاً يسمى السائل المكبحي لتطبيق ضغط كابح على اللبادات أو النعال. ولمعظم السيارات نظام كبح هيدرولي، يتكون من غرفة تسمى الأسطوانة الرئيسية، موضوع بالقرب من دواسة المكبح؛ وأسطوانة عجلية واحدة على الأقل عند كل عجلة؛ وأنابيب تسمى الأنابيب المكبحية، تصل الأسطوانة الرئيسية إلى الأسطوانات العجلية. وتملأ الأسطوانات والأنابيب المكبحية بالسائل المكبحي.
وفي داخل الأسطوانة الرئيسية مكبس ينزلق إلى الأمام وإلى الخلف. وفي النظام الهيدرولي البسيط تتحكم دواسة المكبح في هذا المكبس عن طريق قضيب أو أي رابط ميكانيكي آخر. فعندما يضغط السائق على الدواسة، يحدث المكبس الموضوع داخل الأسطوانة الرئيسية ضغطًا على السائل، وينزلق قليلاً إلى الأمام. وينقل السائل هذا الضغط عبر الأنابيب المكبحية، دافعًا مكابس في الأسطوانات العجلية إلى التحرك إلى الأمام، حيث تحدث أثناء تحركها ضغطًا على اللبادات أو النعال.
وتوجد الأسطوانات العجلية في كل من المكابح القرصية والمكابح الطبلية، حيث تزود معظم السيارات بمكابح قرصية على العجلات الأمامية ومكابح طبلية على العجلات الخلفية.
المكابح القرصية
يزود هذا النوع من المكابح بقرص يصنع عادة من الحديد الزهر، ويتصل بمحور المركبة. وتتصل العجلة بالقرص. ويحيط نظام ذو فكين، في شكل حدوة الحصان، بالقرص، ولكنه لايدور معه. ويشتمل هذا النظام على أسطوانة عجلية واحدة أو أسطوانتين، يحتوي كل منهما على مكبس ولبادتين مكبحيتين ـ لبادة على كل جانب من جانبي القرص. وهاتان اللبادتان قطعتان فلزيتان مسطحتان، محاطتان بمادة مقاومة للحرارة. وعند تطبيق الكبح، تنضغط اللبادتان إلى الداخل، باتجاه القرص.
المكابح الطبلية
لهذا النوع من المكابح طبلة تصنع عادة من الحديد الزهر، وتثبت على المحور. وتتصل العجلة بالطبلة، التي تحتوي بداخلها على نعلين مكبحيين شبه دائريين، محاطين بمادة مقاومة للحرارة. ولايدور النعلان مع دوران الطبلة. وبينهما أسطوانة عجلية بمكبسين يضغطان في اتجاهين متضادين ـ كل منهما على نعل. وعند تطبيق الكبح، يضغط النعلان إلى الخارج، ضد الطبلة.
المكابح المدعومة بالقدرة
توفر ضغطًا مكبحيًا إضافيًا في معظم السيارات. تركب نبيطة (أداة) تسمى المعزز بين دواسة المكبح والأسطوانة الرئيسية. وعندما يضغط السائق على الدواسة يستخدم المعزز الفرق في الضغط بين الفراغ في المحرك والجو المحيط، لإحداث ضغط إضافي على المكبس الموضوع داخل الأسطوانة الرئيسية.
نظم الكبح المضادة للانحباس. تركب في بعض السيارات لمنع العجلات من الانحباس أو الانزلاق على الطرق المبللة بالماء أو المغطاة بالثلوج. ويحتوي أحد نظم الكبح المضادة للانحباس على محس عند كل عجلة وحاسوب صغير يسمى الحاكم الإلكتروني. وتركب نبيطة (أداة) تسمى المجمِّع الصمامي المضمِّن للضغط بين الأسطوانة الرئيسية والأسطوانات العجلية. وتربط أسلاك كهربائية المحسات إلى الحاكم والحاكم إلى المجمِّع الصمامي.
وترسل المحسات إشارات كهربائية تمثل سرعة العجلة إلى الحاكم الإلكتروني. وعندما يشير محس إلى انحباس إحدى العجلات ينقل الحاكم إشارة إلى المجمِّع الصمامي، الذي يطبق بدوره نبضات من الضغط الكابح على مكبح العجلة المنحبسة، حيث يكبح هذا الضغط العجلة ويطلقها بالتناوب. ويتواصل النبض حتى تدور العجلة.
حاكم الجر. متاح في بعض السيارات المزودة بنظام الكبح المضاد للانحباس، وتمنع العجلات من الانزلاق. فعندما يشير محس إلى انزلاق إحدى العجلات يطبق الحاكم الإلكتروني ضغطًا كابحًا على العجلة المنزلقة. وعند انزلاق أكثر من عجلة واحدة يقلل الحاكم قدرة المحرك حتى تتوقف العجلات عن الانزلاق.
المكابح الهوائية
تستخدم المكابح الهوائية الهواء المضغوط الذي تمدها به آلة تسمى الضاغط. وتستخدم معظم الحافلات والشاحنات الثقيلة والقطارات المكابح الهوائية. فعندما يضغط السائق أو المهندس على المكابح ينطلق هواء مضغوط من وحدة تخزين، ويدفع مكبسًا أو غشاء، لإحداث ضغط كابح على اللبادات أو النعال. وتشتمل الحافلات والشاحنات على كوابح قرصية وطبلية، مثل السيارات. أما في القطارات فتضغط النعال على الجانب الخارجي للعجلة.