صمامات الدائرة الهيدروليكية للفرامل

  Hydraulic Brake Valves

 

في معظم السيارات الحديثة توجد عدة صمامات بالدائرة الهيدروليكية للفرامل, بعضها لمنع حدوث ظاهرة غلق العجلات, والبعض الأخر لأغراض أخرى مثل صمام فرق الضغط الذي يحتوي على مفتاح لمبة بيان فرق الضغط بين الدائرة الأولى والثانية للدائرة الثنائية للفرامل, التي تقوم بتحذير السائق عن طريق إضاءة لمبة تحذير الفرامل في لوحة عدادات السيارة. وكذلك صمام الاحتفاظ بالضغط داخل دائرة الفرامل الانفراجية لمنع دخول الهواء للدائرة وتقليل زمن استجابة الفرامل.

 

غلق العجلات:

يحدث غلق العجلات عندما تزداد قوة الفرملة عن قوة التلاصق بين الإطار والطريق, قوة التلاصق تعتمد على الوزن على العجلة مضروب في معامل التلاصق.

 

حالة غلق العجلة:

 

         قوة الفرملة > (الوزن على العجلة × معامل التلاصق بين الإطار والطريق)

 

أسباب غلق العجلات:

-          زيادة قوة الفرملة؛ (فرملة الطوارئ)

-          قلة الوزن على العجلة؛ (نتيجة توزيع الأحمال, أو انتقال الوزن من المحور الخلفي للأمامي نتيجة تكون قوة قصور ذاتي أثناء الفرملة- كما في الشكل)

-          قلة معامل التلاصق؛ (وجود ثلوج أو زيوت على سطح الطريق- وجود طبقة من الماء والإطار أملس)

 

 

الأنواع الشائعة الاستعمال بالسيارات الحديثة هي:

q      صمام المعايرة  metering valve

q      صمام التناسب   proportioning valve

q       صمام فرق الضغط (صمام بيان) pressure differential valve

q      لصمام المجمع  اcombination valve

q    صمام الاحتفاظ بالضغط    residual pressure check valve

 

يبين الشكل دائرة هيدروليكية للفرامل مركب بها كلا من صمام المعايرة, وصمام التناسب, وصمام فرق الضغط.

 

 

 

صمام المعايرة Metering valve

يركب صمام المعايرة بالسيارات التي بها فقط فرامل قرصية بالمحور الأمامي وفرامل انفراجية بالمحور الخلفي. ويركب ا لصمام على خط فرامل العجل الأمامي ذو الفرامل القرصية. وظيفة الصمام هو العمل على تشغيل الفرامل القرصية والانفراجية في نفس الوقت. حيث أن فرامل العجل الإنفراجية بها نابض قوي لإرجاع الأحذية, فإنه عند الضغط على بدال الفرامل تبدأ الفرامل القرصية بالعمل قبل أن يتغلب ضغط الفرامل على نابض إرجاع الأحذية بالفرامل الخلفية. تأثير الفرامل على العجل الأمامي قبل العجل الخلفي على الطرق ذات معامل التلاصق المنخفض (الثلج) يؤدي إلى غلق العجلات الأمامية. وجود صمام المعايرة يمنع غلق العجلات الأمامية عند بداية الفرملة على الأرض الزلقة. غلق العجلات الأمامية يسبب فقد قدرة السائق على توجيه السيارة.

عند عمل الفرامل الأمامية قبل الفرامل الخلفية, يكون الوزن المنقول إلى العجلات الأمامية قليل, وفي حالة الأرض الزلقة (حيث قيمة معامل تلاصق قليلة) فإن قوة الفرملة على العجل الأمامي تكون أكبر من حاصل ضرب (الوزن على العجل × قيمة معامل التلاصق), ولهذا يحدث غلق للعجلات الأمامية. 

يبين الشكل مقطع في صمام المعايرة حيث يوضح التركيب الداخلي للصمام وطرق توصيل الصمام بالدائرة, وطريقة العمل.

 

 

الفرامل القرصية يمكنها أن تعمل عند ضغط منخفض عن الفرامل الانفراجية بسبب وجود يايات إرجاع الأحذية بالفرامل الانفراجية,  والتي تحتاج إلى ضغط يتراوح من 0,7إلى 1,0 ميجابسكال للتغلب على تأثيرها.  ويوجد بصمام المعايرة ياي معايير بقوة ياي إرجاع الأحذية (لهذا سمي صمام المعايرة) بحيث يفتح ضد تأثير ضغط مساوي لضغط التغلب على يايات إرجاع الأحذية, وبذلك يضمن تشغيل الفرامل القرصية والانفراجية في نفس الوقت. ويوجد بالصمام عمود يتم دفعه من الخارج للضغط على الياي وفتح الصمام وذلك أثناء إجراء عملية استئصال الهواء من الدائرة الأمامية للفرامل.

 

صمام ا لتناسب Proportioning valve

هذا الصمام يستخدم لتقليل ضغط الفرامل المتجه إلى أسطوانات العجل الخلفي في حالة  وصول الضغط إلى حد معين. هذا التخفيض في الضغط يقلل من احتمال حدوث غلق للمحور الخلفي عند زيادة الضغط على بدال الفرامل. يسمح الصمام بمرور الضغط كامل إلى أسطوانات العجل الخلفية حتى نقطة معينة تسمى نقطة التشعب أو نقطة تغيير الضغط, بعد هذه النقطة يقل الضغط الواصل إلى فرامل العجلات, كما هو مبين في الشكل.
عند الضغط بقوة ضعيفة أو متوسطة على بدال الفرامل يكون الضغط متساوي للعجل الأمامي والعجل الخلفي. بعد نقطة التشعب يقلل صمام التناسب ضغط العجل الخلفي بحيث يصبح نصف مقدار الضغط للعجل الأمامي (هذه النسبة تكون في حدود 0.25 إلى 0.50 ) ولهذا أطلق عليه صمام التناسب.

 

 

وهناك عدة أنواع من صمام التناسب المستخدم في السيارات, وتختلف الأنواع من ناحية الشكل والتصميم وطريقة العمل ومكان وضعها بالدائرة.

 

أنواع صمام التناسب:

أ- صمام يعمل عن طريق ياي (نابض).

التحكم في الضغط يتم عن طريق نابض (يعمل عن ضغط معين)

ب- صمام يعمل عن طريق قوة التعجيل.

التحكم في الضغط عن طريق قوة القصور الذاتي (يعمل بزيادة قوة الفرملة)

جـ- صمام يعمل عن طريق حساس الحمل (التغيير في ارتفاع السيارة أو وزنها).

التحكم في الضغط يتم عن طريق ذراع تحكم متصل بجسم السيارة (الشاسية), يعمل عند قلة الوزن على المحور الخلفي (نتيجة الحمولة أو نتيجة الوزن المنقول للمحور الأمامي أثناء الفرملة)

 

1- صمام تناسب يعمل عن طريق النابض (كما في الشكل):

(أ) صمام منفصل ويركب على خط الأنابيب المحور الخلفي,
(ب) جسم الصمام مصنّع بجسم الأسطوانة الرئيسية,

(جـ) صمام منفصل ويركب بقلاووظ بمخرج الأسطوانة الرئيسية.

 

 

 

2- صمام يعمل عن طريق قوة التباطؤ:

يركب الصمام بشكل مائل بجسم السيارة عند زيادة قيمة التباطؤ تندفع الكرة داخل الصمام, تحت تأثير قوة القصور الذاتي لتغلق مسار سائل الفرامل وتقلل الضغط على المحور الخلفي.

 

 

 

 

3- صمام يعمل عن طريق حساس الحمل

يركب صمام التناسب بين جسم السيارة (الشاسية) ومحور العجل الخلفي كما في الشكل. عند زيادة الوزن على المحور الخلفي يتأثر الصمام بوضع جسم السيارة بالنسبة لمحور العجل, ويؤدي إلى تخفيض قليل في ضغط خط الفرامل. ولكن في حالة قلة الوزن على المحور الخلفي يتأثر الصمام ويكون هناك تخفيض كبير في الضغط الخلفي للفرامل.

 

 

صمام فرق الضغط (مفتاح تحذير عطل أحدى الدائرتين الثنائية)

هذا الصمام يتصل به دائرتي الدائرة الثنائية وتمر كل دائرة من طرف من أطراف الصمام بداخل الصمام اسطوانة بها مكبس هذا المكبس به شكل مخروطي على الجانبين في حالة انخفاض ضغط أحدى الدائرتين يتحرك المكبس ناحية الضغط المنخفض نتيجة تأثير فرق الضغط, يدفع الجزء المخروطي عمود مفتاح لمبة تحذير الفرامل فيقوم بتوصيل الدائرة, وتضاء لمبة الفرامل الحمراء على لوحة العدادات. كما في الشكل.

 

 

 

الصمام المجمع Combination valve

هذا الصمام يحتوي في وحدة واحدة على صمام المعايرة وصمام التناسب وصمام فرق الضغط (مفتاح تحذير عدم عمل إحدى الدوائر بالدائرة الثنائية للفرامل). جمع الصمامات في جسم واحد يتميز بتقليل احتمال التسريب, وسهولة الكشف.

ويبين الشكل أحدى تصميمات الصمام المجمع, حيث يكون في الجزء الأمامي صمام المعايرة, والجزء الأوسط صمام فرق الضغط, والجزء الخلفي صمام التناسب.

 

 

صمام الاحتفاظ بكمية ضئيلة من الضغط في أنابيب الفرامل Residual pressure check valve

 تزود بعض اسطوانات الفرامل الثنائية بصمام عند مخرج الزيت من الأسطوانة الرئيسية إلى الفرامل الإنفراجية كما في الشكل, وذلك من أجل أن يحتفظ سائل الفرامل الموجود في أنابيب دائرة الفرامل بضغط منخفض (فوق الصفر- أقل من ضغط نابض إرجاع الأحذية), حتى يكون هناك استجابة سريعة للفرامل عند الضغط على بدال الفرامل, وكذلك لمنع دخول الهواء إلى داخل نظام الفرامل, يتم دخول الهواء للدائرة أثناء رجوع المكبس (حالة وجود تخلخل في الدائرة)، ولا يستخدم هذا الصمام في الدائرة التي بها فرامل قرصية حيث أن أي ضغط متبقي بالدائرة سوف يؤدي إلى عدم مقدرة مكبس العجلة من الرجوع وتبقى بطانات الاحتكاك ملامسة للقرص بصفة دائمة.

 

 

د/ قاسم مراد (تقنية   السيارات)

J 2006, www.thecartech.com