ويشمل تصميم نظام المكابح اختيار العناصر المناسبة وحساب مواصفاتها لضمان السلامة والكفاءة، والتصميم السليم ضروري لأداء المركبات وسلامة الركاب، وتغطي هذه المادة جوانب رئيسية مثل الحسابات والخيارات المادية والاعتبارات المتعلقة بالسلامة.

الحسابات في تصميم نظام المكابح

وتعد الحسابات أساسية لتصميم نظام فعال للمكابح، وتشمل تحديد القوة اللازمة للتفاخر، والقدرة على تبديد الحرارة، والأبعاد المكونة لها، وتتوقف قوة التفاخر على وزن المركبات وسرعة المركبات والتباطؤ المنشود، وحسابات الحرارة تكفل قدرة النظام على معالجة الطاقة التي تولد أثناء التفاخر دون فشل.

وتشمل الصيغ الرئيسية الطاقة الحركية للمركبات والقدرة الحرارية لمكونات الفرامل، مثلا، يمكن حساب قوة الفرامل باستخدام ما يلي:

F = (m × a)]

(أ) إذا كان [(FLT:0]m] هو كتلة و](أ) [(FLT:3]]]]) يتسارع، ويقيَّم تذبذب الحرارة لمنع تجويف الفرامل والتسخين المفرط.

اختيار المواد لمكونات المكابح

ويؤثر اختيار المواد على قابلية التحمل والوزن ومقاومة الحرارة، وتشمل المواد المشتركة الحديد الطبقي، ومركب الكربون، والسراميات، ويستخدم الحديد المصبوب على نطاق واسع من أجل فعاليته من حيث التكلفة وقدرته على الحرارة الجيدة، ويفضل تركيب الكربون في تطبيقات ذات أداء عال بسبب الوزن الخفيف واستقراره الحراري المرتفع.

وتشمل العوامل التي تؤثر على اختيار المواد ما يلي:

  • السلوك الحراري
  • مقاومة الزر
  • التكلفة
  • الوزن
  • مقاومة الكوروز

اعتبارات السلامة

فالسلامة هي الجوهر في تصميم نظام الفرامل، إذ يجب أن تصمد العناصر أمام الظروف القصوى وأن تمنع الفشل أثناء التشغيل، فالاستمرار في الصيانة والاختبارات أمران أساسيان لضمان الموثوقية، فإدماج هوامش الأمان في الحسابات يساعد على استيعاب الضغوط غير المتوقعة أو تدهور المواد.

وتسترشد معايير وأنظمة التصميم بممارسات السلامة، وتساعد العلامات مثل نظم المكابح المضادة للحواجز والمكابح على تعزيز السلامة من خلال منع قفل العجلات وتحسين المسافات التي تقطعها ظروف مختلفة.