تقود سيارتك صباحاً متجهاً إلى مكان عملك، تستمتع بمشاهدة الأطفال وهم في طريقهم إلى مدارسهم، لكن فجأة يظهر أمامك طفل صغير ترك يد أخيه الأكبر، بلا شعور ستضغط على دواسة الفرامل لإيقاف السيارة، تجنباً لدهس الطفل. كل من يقود سيارة، لا بد أنه قد تعرّض لموقف مماثل، واضطر لضغط الفرامل بلا سابق إنذار. لكن هل تساءلت يوماً كيف يعمل نظام الفرامل في السيارة؟ إليك الإجابة.

ما هي الفرامل؟ 

الفرامل هي وسيلة إيقاف المركبات مهما كان نوعها. توجد في السيارات الحديثة على العجلات الأربع، وتعمل باتباع نظام هيدروليكي.

للفرامل الأمامية دور أكبر في إيقاف السيارة من الخلفية، لأنه عند إيقافها، يُلقى بوزنها الأكبر نحو الأمام على العجلات الأمامية. لذلك يجب أن تكون الفرامل الأمامية أكثر كفاءة من الخلفية. 

نظام الفرامل الهيدروليكي

نظام الفرامل في السيارة

حقوق الصورة: فؤاد سعد/ شترستوك.

يتكون نظام الفرامل الهيدروليكي من نوعين من الاسطوانات، واحدة رئيسية وأخرى فرعية على كل عجلة، مملوءة بسائل وتتصل ببعضها بأنابيب. عند الضغط على دواسة الفرامل، تضغط بدورها على الاسطوانة الرئيسية، مما يدفع السائل على طول الأنبوب، ليتوزع بالتساوي إلى الاسطوانات الفرعية الموجودة على العجلات الأربعة ويملؤها، وبالتالي تتوقف السيارة.

عندما تتحرك الاسطوانة الرئيسية عدة سنتيمترات، تتحرك الاسطوانات الفرعية بضع ميليمترات فقط، وذلك لأن مساحة الدفع السطحية المشتركة لجميع المكابس في الاسطوانات الفرعية أكبر بكثير من مساحة المكبس في الاسطوانة الرئيسية، لذلك يجب الضغط بقوة على دواسة الفرامل عندما تريد أن تتوقف بسرعة.

اقرأ أيضاً: كهربائياً كان أم تقليدياً: كيف يعمل محرك السيارة؟

اختلاف الفرامل من سيارة إلى أخرى

تحتوي جميع السيارات مهما كان نوعها على نظام الفرامل الهيدروليكي ذاته، لكن معظم السيارات الحديثة مزودة بنظام هيدروليكي مزدوج، يحتوي اسطوانتين رئيسيتين، في حالة تعطل إحداهما، تعمل الأخرى.

وتمتلك بعض السيارات نظام فرامل للعجلتين الأماميتين، ونظام آخر للعجلتين الخلفيتين. أو أن النظامين يعملان على العجلات الأمامية والخلفية على حد سواء. أو أن نظاماً واحداً يعمل على العجلات الأربعة والآخر يعمل على العجلات الأمامية فقط.

معزز الفرامل

يتم تقليل الجهد المطلوب تطبيقه على الفرامل بمساعدة معزز الطاقة، التي يمكن الحصول عليها من فرق الضغط بين دواسة الفرامل والاسطوانة الرئيسية. يتصل بدواسة الفرامل مجموعة من صمامات الهواء، يفصلها عن مكبس الاسطوانة غشاء مطاطي كبير.

عند عدم استخدام الفرامل يكون كلا جانبي الغشاء معرضاً للهواء، وعند الضغط على دواسة الفرامل، تُغلق صمامات الهواء المرتبطة بالدواسة، ويفتح صماماٌ آخر يسمح بدخول الهواء من الخارج.

يتولد عن تلك العملية ضغط هواء عالٍ، يؤدي إلى دفع الغشاء إلى الأمام، والضغط على مكبس الاسطوانة الرئيسية، وبالتالي يزيد من الجهد المطبّق للفرملة. وعند إيقاف الضغط على دواسة الفرامل، تُفتح المساحة الموجودة خلف الغشاء مرة أخرى، وينخفض الضغط.

يرتبط عمل معزز الفرامل بالمحرك، لذا إن كان المحرك متوقفاً عن العمل، يمكن أن تعمل الفرامل، بالاعتماد على النظام الهيدروليكي فقط، لكنك تحتاج إلى بذل المزيد من الجهد لإيقاف السيارة.

تحتوي بعض السيارات على معززات إضافية، مثبتة بين الاسطوانة الرئيسية والاسطوانات الفرعية، ويمكن تركيبها في حجرة المحرك أيضاً بدلاً من وضعها أمام الدواسة مباشرة.

اقرأ أيضاً: بالون يحمي جسدك: إليك كيف تعمل الوسائد الهوائية

أنواع الفرامل في السيارة

تمتلك أغلب السيارات نوعين من الفرامل الهيدروليكية؛ قرصية واسطوانية. تعمل الفرامل القرصية بكفاءة أعلى من الاسطوانية، لذلك تُركّب القرصية على العجلات الأمامية، والاسطوانية على العجلات الخلفية.

في السيارات عالية الأداء أو باهظة الثمن، تجد نظام الفرامل القرصية على العجلات الأربعة، أما السيارات قديمة الطراز أو السيارات الأصغر حجماً، تجد نظام الفرامل الاسطوانية على جميع العجلات.

بالإضافة إلى الفرامل الهيدروليكية، مهما كان نوعها، تحتوي جميع السيارات أيضاً على نظام فرملة يدوية.

الفرامل القرصية

نظام الفرامل في السيارة

حقوق الصورة: أوريون برودكشن/ شترستوك.

في هذا النوع من الفرامل، يوجد قرص يدور مع العجلة. عندما تضغط الاسطوانة الرئيسية على الاسطوانة الفرعية المتصلة بهذه العجلة، تخرج مكابس هيدروليكية صغيرة تضغط على وسادات احتكاك ملتصقة بالقرص من جانبيه، ما يؤدي إلى إبطائه أو إيقافه. 

تغطي وسادات الاحتكاك مساحة كبيرة من القرص، لكن المكابس تضغط على مساحة صغيرة منها للفرملة. تتآكل الوسادات مع مرور الوقت، لذا يجب فحصها باستمرار لتبديلها عند الحاجة. تحتوي بعض السيارات الحديثة مستشعرات لتآكل الوسادات، تنبّه السائق بوجود تبديلها. 

الفرامل الاسطوانية

فرامل السيارة

حقوق الصورة: نات سوبر ستار/ شترستوك.

تختلف الفرامل الاسطوانية عن الفرامل القرصية من ناحية الشكل، فهذا النوع له شكل اسطوانة مجوفة تدور مع العجلة. في الجزء المجوّف من الاسطوانة يوجد اثنان مما يُسمى أحذية الفرامل، التي تقوم بدور وسادات الاحتكاك الموجودة في الفرامل القرصية، وذلك عندما تضغط الاسطوانة الرئيسية على الاسطوانة الفرعية المتصلة بهذه العجلة أيضاً، مما يؤدي إلى ضغط من أحذية الفرامل على الجزء الداخلي من الاسطوانة لإبطائها أو إيقافها، وبالتالي إبطاء السيارة أو إيقافها. عند إيقاف الضغط على دواسة الفرامل، تعمل نوابض على إرجاع أحذية الفرامل للخلف.

الفرامل اليدوية

نظام الفرامل في السيارة

حقوق الصورة: فوتوز بوكس/ شترستوك.

تحتوي جميع السيارات على نظام فرملة يدوية ميكانيكية، يعمل على إيقاف عجلتين من عجلات السيارة، عادةً ما تكون الخلفية منها. تُستخدم الفرملة اليدوية لمنع السيارة من الحركة عندما تكون مركونة ومتوقفة عن العمل، لكن يمكن استخدامها أيضاً لإيقاف السيارة في حال حدوث عطب ما يمنع نظام الفرملة الهيدروليكي عن العمل.

يوجد ذراع الفرملة اليدوية بجانب السائق، ويكون مزوداً بزر يجب ضغطه لتحرير الذراع. لكن يُستبدل الذراع بزر بسيط في بعض السيارات. 

عند سحب الذراع، يُسحب معه واحدٌ أو اثنان من الكابلات المرتبطة به بواسطة مجموعة من الروافع والبكرات، تفعّل الفرامل على العجلتين الخلفيتين.