درس فرامل السيارت

 

 

نظام الفرامل في السيارة

Braking system

 

 

 

                    

بسم الله الرحمن الرحيم

مقدمة

يعتبر نظام الفرامل في السيارة من اهم الانظمة الميكانيكية والفنية في السيارة, بل ان اجزاء نظام الفرامل هي الاهم على الاطلاق . وتعتبر عملية فحص الفرامل والتأكد من سلامتها وسلامة الأنظمة والزيوت التي تعمل من خلالها بشكل دوري، من الأهمية بحيث تجنب الكثير من قائدي المركبات، الجديدة والمستعملة، العواقب الوخيمة والنتائج غير المتوقعة التي لا يحمد عقباها، في حال تعطلت هذه الفرامل خلال قيادتهم لسياراتهم. أن بإمكان أي قائد مركبة التعرف إلى مشكلات الفرامل المختلفة والعديدة، من خلال بعض الظروف المحيطة به أثناء قيادته للسيارة. الأمر الذي قد يمكنه من إصلاح هذه المشكلة، وهي صغيرة قبل تفاقمها وكبرها، وقبل مفاجأته خلال قيادته السيارة، الأمر الذي قد يؤدي إلى كوارث كان بالإمكان تفاديها.

وفي هذا الدرس سيتم التعرف على وظيفة نظام  الفرامل في السيارة واجزائه وانواعة وكيفية المحافظة علية وكذلك فترات  وكيفية تبديل الاجزاء المستهلكة منة . وعلى الطالب او المتدرب بعد هذا الدرس اكتساب مهارة اجراء تبديل وصيانة وتفقد نظام الفرامل بشكل مستمر ولجميع انواع السيارات.                              

 

والله ولي التوفيق

 

 

 

الفهرس

 

الصفحة	الموضوع	الرقم
2	المقدمة	1-
4	Learning outcomes: الاهداف	2-
5	المتطلبات الاولية في نظام الفرامل	3-
7	Purpose and of brake system: وظيفة الفرامل في السيارة	4-
8	Types of Automotive Braking Systems:انواع الفرامل	5-
9	Principle of a Brakeمبدأ عمل الفرامل	6-
10	Hydraulic Braking Systemنظام الفرامل الهيدروليكي	7-
11	Braking System Layoutمخطط نظام الفرامل	8-
12	Brake System Main Componentsاهم اجزاء نظام الفرامل	9-
17	Parking Brakes: الهاندبريك او فرامل اليد	10-
19	Service operation of the brake systems تشغيل خدمة أنظمة الفرامل	11-
	التقويم (اسئلة )	12-

 

 

 

LEARNING OUTCOMES:

 

 

 

The student should be able to:الاهداف التعليمية  لدرس نظام الفرامل

 

1.   State the purpose  of vehicle braking systems.

2.   State the functional requirements of vehicle braking systems.

3.   State the types of vehicle braking systems.

4.   Identify the basic layouts and components of vehicle braking systems.

5.State the purpose of the parking brake.

 

6- Identity the layout of the parking brake  .

 

7- Outline the servicing operations and the probable troubles related to light vehicles brake systems.

8-familiar with health and safety requirements.

 

متطلبات معرفية اولية للدرس

 

Requirements in accordance with ECE (Economic Council of Europe)

Service braking system requirements: خدمة متطلبات نظام الفرامل

Brake test	Passenger cars	Commercial vehicle
Test speed         km/h Braking distance <  m Deceleration>      m/s2 Pedal force <       daN	80 50.7 5.8 50	70 53.1 4.4 70

 

 

 

 

 

Brake fluid: زيت الفرامل (خصائصه ومتطلباته)

The brake fluid is expected to satisfy the following requirements:

- High compressibility  قابلية للانضغاط
- High boiling point (at least +230°c) درجة حرارة غليان مرتفعة
- Resistance to high temperature   مقاومة عالية لدرجات الحرارة المرتفعة :ا
-Low freezing point (below 40°c): درجة حرارة تجمد منخفضة :
- Resistance to chemical ageing مقاومة للتفاعلات الكيماوية :
- Lubricating propertiesخاصية التزييت :
- Compatibility with other fluids     التوافق مع السوائل الأخرى

عوامل قياس الأداء للفرامل :Basic Measures of Motion

 

يتم تقييم أداء منظومة الفرامل بالسيارة أثناء ظروف التشغيل المختلفة بأحد العوامل التالية:

 

         1-   طول مسافة الإيقاف للسيارة.

               2 -     زمن الإيقاف

              3-     العجلة التقصيرية.

         4-   مجموع القوى الفرملية المتولدة من منظومة الفرامل على العجلات الأربع للسيارة.

طول مسافة الإيقاف لأى سيارة يتم قياسها أثناء تسليط الفرامل على طريق أفقى جاف، وعند علامة محددة على الطريق ثم تقاس المسافة بين هذه العلامة، ومكان التوقف للسيارة. وبمقارنة هذه المسافة بالمسافة النظرية يمكن تحديد كفاءة عمل الفرامل. تحدد بالمعادلة التالية:

 

Jmax = gf                                                                         

 

حيث إن          Jmax = العجلة التقصيرية القصوى للسيارة (م/ ث2).

g     = عجلة الجاذبية الأرضية (م/ث2).

f     = معامل التماسك للطريق.

وواضح من المعادلة أنة كلما زادت قيمة معامل التماسك للإطارات مع الطريق كلما زادت العجلة التقصيرية. مجموع القوى الفرملية المتولدة على العجلات الأربع للسيارة يتم قياسها معملياً باستخدام جهاز اختبار الفرامل “Brake Tester وهذا ما سيتم شرحه فى الجزء العملي.  وبمعرفة القوى المختلفة والواقعة على كل عجله يمكن تحديد كفاءة عمل منظومة الفرامل لآي سيارة كالتالي:

متطلبات السلامة عند العمل بنظام الفرامل في السيارة :

1- ان زيت الفرامل مؤذي للعين والجلد فسارع بغسل العين والجلد عند تعرضه لزيت الفرامل .

2-عند رفع السيارة وفك اجزاء الفرامل تأكد من وضع قاعدة امان تحت الاطار المفكوك كيلا تنزلق السيارة.

3- لا تنظف اجزاء فرامل العجلات بالهواء المضغوط لان بقايا غبار الفرامل ضار بالصحة .وخاصه اجزاء مثل اللقم والاحذية .

4-البس قفازات اليد عند فك اجزاء الفرامل .

5- لا تفك اي جزء قبل ان تعرفة جيدا وتعرف اجزائه الداخلية وخاصة مساعد فرامل القوة .

6-اعمل تحت ظروف بيئية مناسبة من حيث درجة الحرارة والتهوية والاضاءة .

Purpose and Functional Requirements:

     Purposes of the braking system:

    a  - To decelerate or to stop a vehicle in the shortest distance.

نشاط استقصائي :ابحث عن الامور التي تتوقف عليها مسافة الفرامل

 

    Functional Requirements:

 

The braking system must:

    b - To provide a mechanical means of holding the vehicle stationary when parked.      

    a - be able to function for a long period.

    b - be efficient and able to stop the vehicle in the shortest distance.

    c – provide  a main and an emergency systems.

    d – work  properly and safely. 

    b - To provide a mechanical means of holding the vehicle stationary when parked.      

 

    b - To provide a mechanical means of holding the vehicle stationary when parked.      

     b - To provide a mechanical means of holding the vehicle stationary when parked.      

 

    Types of Automotive Braking Systems:انواع الفرامل    

There are three basic types of braking systems:

1-   The mechanical system (used for parking brakes).

 

 

 

 

 

 

فرامل الهااندبريك

نشاط : كم شكلا من اشكال فرامل التوقف الميكانيكي تعرف غير الذي بالشكل ؟قم بعمل تقرير بذلك ودونه في دفترك.

                                                                            

اذكر انواع السيارات الثقيلة التي تراها في بلدك وسجل ذلك في دفترك

   

3- The hydraulic system (used on cars and light

The pneumatic system (used mainly on medium and heavy commercial vehicles)فرامل هوائيه

commercial vehicles).فرامل بزيت الفرامل

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشاط استقصائي : ابحث عن مواصفات زيت الفرامل المكتوبة على علب الزيت الموجودة في المشغل وسجلها في دفترك

 

 

 

     Principle of a Brake:

 

 

الحركيه الى حرارية: مبدأ عمل الفرامل هو تحويل الطاقة

نشاط : ابحث عن الامور التي تعتمد  عليها كفاءة مبدأ عمل الفرامل وسجلها في دفتر النشاط العملي

 When a vehicle is accelerated, energy supplied by the engine causes the vehicle speed to increase. Some of this energy is instantly used in overcoming road resistance, but a large amount remains stored in the vehicle. This energy of motion is called kinetic energy, this kinetic energy is converted into heat energy during braking.

 

 

تحذير : لاتحاول لمس اطار العجلات بعد القيام بعمليات الفرملة لانة حار جدا ويسبب حروق لليدين

 

 

    Hydraulic Braking System

Principle of operation:

مبدأ عمل الفرامل التي تستخدم زيت الفرامل

   

 A fixed (non -rotating) shoe or pad rubs against a moving drum or disc. The friction between the rubbing surfaces is increased by attaching a special friction material to the fixed part

 

 

 

 

 

. استعن بموقع :كيف تعمل الفرامل في الانتر نت  disc brake, drum brake : ابحث في السيارة عن موقع كل من

 

 

    Braking System Layout:

The hydraulic braking system uses a master cylinder to develop hydraulic pressure. This pressure is transmitted to each caliper  and wheel cylinder via steel tubing and flexible hoses, in Fig.

A system layout on a car is shown

 

 

      Brake System Main Components أجزاء نظام الفرامل في السيارة

1-   Brake Pedal: دواسة الفرامل 

It acts as a lever arm to increase the force applied to the master cylinder piston.

 

 

  نشاط عملي : قم بعمل قياسات ارتفاع دواسه الفرامل وكذلك ضبط المسافة الحرة , اجر تفقد عام لحركة الدواسه

2-   Master Cylinder: اامل  الفtem Main Componentsالفراملllllll

2-   سافة الحرة , اجر تفقد عام لحركة الدواسه تراها في بلدك

It is a foot - operated pump that forces fluid into the brake lines and wheel cylinder.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشاط عملي: قم بعملية فك الاجزاء الداخلية للمضحة وتبديل الاجزاء المهترئه استعن بالشكل ادناة في عملية الفك والتركيب

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-Brake line and hoses:

They transfer fluid pressure from the master cylinder to the wheel cylinders. The brake lines are made of double - wall steel tubing and the brake flexible hoses are made of rubber. The hydraulic pressure in the breaking system may reach 100 bars).

  

هي تنقل زيت الفرامل من المضخة الى العجلات

 

نشاط : ابحث عن انواع خراطيم الفرامل وسجل ذلك في دفترك( ماهي المواد التي تصنع منها )

 

 

 

 

 

 

4-Wheel Brakes:

سؤال : اين في السيارات عادة يوجد هذا النوع من الفرامل (في العجلات الامامية ام في الخلفية)؟

    a - Drum brakes: A drum brake has a large drum that surrounds the brake shoes and hydraulic wheel cylinder. فرامل الطنبور

                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشاط عملي : قم بفك اجزاء هذا النوع , تفحص الاجزاء وقم بتبديل الاجزاء المهترئة وكتابة تقرير بذلك

 

 

 

                                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b - Disc brakes : فرامل القرص

 

Disc brakes are basically like the brakes on a bicycle. The friction elements are shaped like pads and are squeezed inward to clamp against a rotating disc or wheel

 

سؤال : اين في السيارات عادة يوجد هذا النوع من الفرامل (في العجلات الامامية ام في الخلفية)؟

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشاط عملي : قم بفك اجزاء هذا النوع , تفحص الاجزاء وقم بتبديل الاجزاء المهترئة وكتابة تقرير بذلك

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشاط : اجر مقارنة بين فرامل الطنبور وفرامل القرص وسجل ذلك في دفتر النشاط

نشاط استقصائي : قم بدراسة عن المواد التي تدخل في تركيب لقم واحذية الفرامل

 

 

 

 

 

 

      

 

5.     Power Brakes: فرامل القوة المساعد

use engine vacuum to assist brake pedal application. The booster (assisting mechanism) is located between the brake pedal linkage and the master cylinder. When the driver presses the brake pedal, the brake booster helps push on the piston. Figure shows  the brake booster.

 

نشاط عملي : قم بفحص صلاحية فرامل القوة المساعد على السيارة بالطريق الصحيحة

 

 

 

7- Parking Brakes: الهاندبريك او فرامل اليد

    These brakes provide a mechanical means (cable and levers) of applying brakes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشاط عملي : قم باجراء فحص وتضبيط فرامل اليد بالطريقة الصحيحة وسجل نتائجل في دفتر النشاط

 

Functional Requirements of Parking brakes: متطلبات ومهام فرامل اليد

    Parking brakes must fulfill the following requirements.

    a)  Provide enough braking efficiency to park the car on a hill of around 20ْ  inclination.

    b)  Provide deceleration of about 2.9 m/s2 when used to stop a moving car.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عملية تضبيط عيار الهاندبريك تتم بضبط احذية الطنبور في العجلات الخلفية

 

 

Service operation of the brake systems تشغيل خدمة أنظمة الفرامل      Table shows the main service operation of brake systems Brake parts Service operation Figure Brake pedal   Checking pedal height   فحص مسافة الدواسة Checking pedal free play   فحص المسافة الحرة للدواسة Checking stop lamp  operation فحص اضوية الفرامل الخلفية Hand brake Checking hand brake lever travel   فحص مسافة سحب يد الهاندبريك Brake booster Checking booster operation فحص عمل مساعد القوة Drum brake Inspecting the brake lining فحص احذية الفرامل Inspecting the brake drum فحص الطنبور Checking adjustment of brake shoes   فحص مضبط احذية الفرامل Disc Brake Inspecting brake pads thickness   فحص سماكة لقم الفرامل Inspecting brake disc thickness   فحص سماكة فرامل القرص Inspecting brake rotor disc run-out فحص اتزانية فرامل القرص Inspecting brake caliper فحص حامل لقم الفرامل Bake line pipes and hoses Inspecting brake pipe فحص انابيب  الفرامل Inspecting brake hosesفحص خراطيم الفرامل All systems Checking for brake fluid leakage فحص اي نزيف في زيت الفرامل

 

الخلاصة

 

          حركة السيارة واستقرارها على الطرق تعتمد على القوى الاحتكاكية Friction Forces  المتولدة بين الإطارات المطاطية والطريق، حيث أن كفاءة عمليات التوجيه Steering ، التعجيل Accelerating أو الفرامل Braking تتوقف بالدرجة الأولى على القوى الاحتكاكية والتى تساوى حاصل ضرب القوة العمودية على الإطار فى معامل الاحتكاك بين الإطار والطريق. وتعتبر منظومة الفرامل ومنظومة التوجيه Steering System من أهم المنظومات التى تستخدم لتجنب كثير من الحوادث أثناء الحركة بسرعات عالية.

تستخدم منظومة الفرامل لتقليل سرعة السيارة أو إيقافها بصورة آمنة عند ظروف التشغيل المختلفة (حمل كامل - بدون حمل - أثناء الدوران - سرعات علية) وعلى  طرق مختلفة سواء كانت جافه Dry road أم مبتلة Wet. ويمكن تلخيص الوظائف الرئيسية للفرامل فى الآتى:

1-  تقليل سرعة السيارة او ايقافها.

2-  ثبات حركة السيارة على المنحدرات.

السيارة بصفة عامة تحتوى على أكثر من نظام للفرامل حيث يوجد فى كل سيارة نظامين للفرامل على الأقل، الأول يطلق عليه فرامل الخدمة Service Brake  ويستخدم لتقليل سرعة السيارة أو إيقافها عند ظروف التشغيل المختلفة والنظام الثانى يطلق عليه فرامل اليد أو الطوارئ Parking Brake  وتستخدم أثناء توقف السيارة  أو عند عدم عمل الفرامل الرئيسية (فرامل الخدمة). استخدام فرامل الخدمة يعمل على توليدتباطؤDeceleration لحركة السيارة تصل إلى 7 م/ ث² للسيارات الصغيرة وسيارات النقل المتوسطة والباصات حتى 5 طن وزن وعجلة تقصيرية قيمتها 5,5 م/ث2 لسيارات النقل الكبيرة.

يتم تشغيل منظومات فرامل الخدمة او الطوارئ بإحدى الطرق التالية:

1-    ميكانيكية Mechanical Brake.

2-    هيدروليكية Hydraulic .

3-    هوائية والتى تسمى بفرامل الهواء Air Compressed .

 

تستخدم فرامل الخدمة  Service  Brake        الطريقة الثانية والثالثة وعادة ما تكون الهيدروليكية فى السيارات الصغيرة والمتوسطة والهوائية فى السيارات الكبيرة حيث يوجد ضاغط هوائى،  وطريقة التشغيل الميكانيكية عادة ما تستخدم فى فرامل الإيقاف Parking brake        والقليل منها يستخدم أسلوب التشغيل الكهربائى. منظومة التشغيل الهيدروليكية أو الهوائية تصمم بحيث تكون مزدوجة إذا ما حدث عطب فى جزء معين فى الدائرة فيمكن استخدام الجزء الآخر وبالتالي فرملة السيارة دون وقوع حوادث

 

 

 

 

 

التقويم

Questions:

 

Q2-State three advantages of disc brakes compared

Q1-The figure shows one type of disc brake system.
a) Name this type.
b) Name the parts arrowed.

with drum brakes.

Q3-What is the purpose of:
a) Brake master cylinder?
b) Brake booster?

 Q4-State the two main types of  wheel brake ?

Q5-Draw a simple diagram a hydraulic brake system.

 Q6-The figure shows one type of drum brakes.
a) Name this type.
b) Is it used in front or rear wheels?

 

Q7-What is the material of the brake shoes and pads friction lining? Q8-To which part of  engine that the vacuum hose of the brake booster is connected?     Q9-The figure shows the parking brake mechanism; name the numbered part.