إن نظم المكابح الحديثة للسيارات تصمم لتقوية القدرة الموثوقة في إطار مجموعة واسعة من ظروف التشغيل، ومع ذلك فإن أحد أكثر الإجهادات البيئية شيوعاً وتحدياً - المياه - يمكن أن يضعف أداءها بدرجة كبيرة، فالتدميرات والرطوبة العالية والرشات البرية تُدخل الرطوبة في واجهة التفاخر، وكثيراً ما تُحدث سلسلة من أنماط الفشل التي تضر بالسلامة، وفهم آليات الفشل الطفيزيئية لدى المديرين

كيف أن التواضع ينقصه الإبراه

ويتوقف السخرية على تحويل الطاقة الحركية إلى حرارة من خلال الاحتكاك بين مكابح الفرامل والزوارق )أو الطبول( وفي الظروف الجافة، يظل معامل الاحتكاك بين الرصيف والدوار مرتفعا ويمكن التنبؤ به، وعندما يدخل الماء النظام، فإنه يتصرف كعامل تشحيم، ويتداخل بين أسطح الاحتكاك، وتخفض طبقة التشحيم هذه النسبة من السائل الكهربية السائلة الكهربية)٤٠(.

مراحل الفشل الأولي في الظروف الرطبة

انخفاض الفريك وميد المكابح

إن أكثر الطرق إلحاحا في التفاخر الرطب هو فقدان الاحتكاك بين الرصيف والدوار، وتلتزم جزيئات المياه بسطح الرواد، مما يخلق فيلما مائيا، وعندما يطبق السائق المكابح، يجب أن يبرز المهد أولا أو يهرب من هذا الفيلم قبل أن يتواصل اتصالا متينا، وفي فترة الاتصال الأولية، يخفض الغطس بدرجة كبيرة.

إذا كانت المركبة تدور عبر برج عميق وسارع السائق على الفور إلى التفاح الشديد، فإن الدوارات قد تكون باردة بما يكفي لتستمر المياه على السطح، وتتزحلق على السطح مؤقتاً، وتولّد الحد الأدنى من التباطؤ، إلا بعد أن تبدأ الحرارة من الاحتكاك بحرق الفيلم المائي، مما يؤدي إلى عودة كاملة من الطاقة المُثبطة، وهذا التأخير يمكن أن يكون خطراً بالغ الأهمية على السلامة، خاصة عندما تكون المسافات محدودة بالفعل.

التصويب والتصوير الشائع

ويعجل الضبط بتكديس مكونات الفرامل القائمة على الحديد، حيث يمكن أن تشكل قاذورات البراك، التي عادة ما تكون من الحديد الرمادي، مضروبات شديدة، وعندما تسقط المركبة في بيئة رطبة أو بعد أن تكون مطروحة في المطر، فإن طبقة رقيقة من الصدأ يمكن أن تشكل على سطح الدوار بين عشية ونهار، وهذا الصدأ يخلق نسيجا غير منتظم يخفض مستوى الاتصال الفعال بين الرعاة.

كما أن ملصقات الحاسبات وأجهزة الإرشاد المتحركة عرضة للتآكل، وفي المناخات الرطبة، يمكن للصدمة أن تصادر دبابيس الدليل، مما يحول دون الانزلاق الحر، ويؤدي إلى عدم استقرار نظام الموكب، وسحب المكابح، وفي نهاية المطاف فقدان قوة المكابح على جانب واحد من المركبة، وقد يؤدي هذا التكفير إلى سحب جانبي المركبات أثناء الضغط، مما يزيد من خطر تسربها.

الهيدرولوجيا لمكونات المكابح

كما أن الإطارات يمكن أن تتحول إلى مائية على طريق مبللة، فإن أبراج المكابح والدوارات يمكن أن تشهد ظاهرة مماثلة من حيث الرفع، وعندما يتدفق الدوار بسرعة عالية من خلال المياه الدائمة، يمكن أن يشكل رطب الماء بين سطح الرصيف والدوار، ويرفع الضغط الهيدرودينامي الرصيف بعيدا عن الدوار، ويقلل أو حتى يزيل الاحتكاك، وهذا التأثير ينقصه إلى حد كبير من الرواسب والز.

فالهيدروبلينغ مُتعَرَّب ولكنه خطير لأنه يمكن أن يحدث بدون إنذار، وقد يضغط السائقون على مقلب المكابح ويشعرون قليلاً بعدم التباطؤ لجزء من الثانية، فمع انخفاض سرعة الدواجن، تُفرّق المياه وعودة الاحتكاك، وكثيراً ما يكون ذلك مُفاجئاً، مما يؤدي إلى زعزعة توازن المركبات.

استمرارية فلويد براك

فسائل العاب هو سائل الهيدروجين، بمعنى أنه يستوعب بصورة فعالة الرطوبة من الغلاف الجوي بمرور الوقت، وفي ظروف الرطبة، يرتفع معدل الارتداد من خلال الفقمات المصغرة في الكيس الرئيسي، والمشابك، ومصابيح العجلات، وتخفض المياه في سوائل الفرامل نقطة الغليان، وفي ظل التكفير الشديد، يمكن أن يغلي السوائل، مما يؤدي إلى تلف السائل المطاطي.

وطريقة الفشل هذه خطيرة بوجه خاص في حركة المرور في يوم مطر، حيث تسخن المكابح المعتدلة المتكررة السوائل دون السماح لها بالبرد، أما السائل DOT 3, DOT 4, و DOT 5.1 فيوجد في جميع الحالات نقاط غلي جاف فوق 200 درجة مئوية، ولكن بمجرد وصول محتوى المياه إلى 3-4 في المائة، فإن نقطة الغليان الرطبة يمكن أن تنخفض إلى أقل من 150 درجة مئوية.

التفاعلات بين النظام الإلكتروني والميكانيكي

ABS and Electronic Stability Control (ESC) in Wet conditions

وتعتمد نظم التبخير المضادة للمركبات ونظام ESC على أجهزة استشعار السرعة المتحركة ونماذج التحكم لتقليل ضغط المكابح، وتؤثر الظروف الرطبة على هذه النظم بطرق عدة، أولا، يمكن للمجسات نفسها أن تصبح ملوثة بالطين والماء والحطام البري، مما يؤدي إلى انحرافات في القراءات أو أخطاء في النظام، وثانيا، فإن الخوارزميات الرقابية التي تفترض عادة وجود معامل احتكاكة غير عادية قد تبالغ في رد الفعل.

وتشمل بعض المركبات الحديثة " دعم المكابح الرطبة " التي تطبق بشكل دوري ضغوطا خفيفة على الرعاة لتطهير أفلام المياه من الدوارات عندما تكون الممسحات الريحية نشطة، وهذا التدبير الاستباقي يقلل من وقت الاستجابة المبللة للزاوية، ولكن ليس لدى جميع المركبات، وفي المركبات التي لا توجد فيها مثل هذه النظم، يمكن أن يكون أول تطبيق للكابح بعد أن يخترق الماء غير فعال بشكل خطير.

Mechanical Binding and Pad Glazing

ويمكن أن تغسل المياه الغبار الغرامة وترتدي الجسيمات التي تشكل عادة طبقة نقل مستقرة على سطح الدوار، وبدون هذه الطبقة، يمكن أن تخضع المواد الرصفية لعملية تسمى " الزلاجة " ، حيث تذوب الراتنجات الملزمة في المعبد وترتد إلى سطح سلس وزجاجي، وكثيرا ما يكون هناك احتكاك منخفض جدا، مثل حجر مثقب.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للرطوبة أن تسبب عودة ربيع الأحذية المكابح والعتاد إلى الصدأ والضعف، وتترك ربيع العودة الضعيفة الرصيفات على اتصال طفيف بالدوار بعد إطلاق الدواسة، وتزيد من جرها وتوليد حرارتها، ويمكن أن تُخبز الحرارة الإضافية الرطبة في مجمع الرصيف، وتتسارع في ارتداء الخرقات وتخفض من أداءها في محطات التبريد مستقبلا.

العوامل البيئية والمستخدمة التي تزيد من حدة فشل العابر الرطبة

التعرض للمياه المالحة

وتُدخل الطرق الساحلية ومعالجات الملح الشتوية الكهربية في فيلم المياه، مما يُعجل بشكل كبير بالتآكل المغالفي بين الفلزات المتفرقة في تجمع الفرامل، كما أن مواسير الألمنيوم التي تزاوج مع مروج الفولاذ ضعيفة بشكل خاص، كما أن مياه السالتر تُحط من الفقمات المطاطية والأحذية أسرع من المياه العذبة، مما يؤدي إلى تسرب السوائل والعصي.

Mud and Slurry Contamination

إن قيادة الطرق غير المعبدة أو الأمطار الغزيرة على الطرق غير المعبدة يمكن أن تقطع الطين الذي يحزم الأحزمة في القافية وحول الدوارة، وهذا الطين يعمل كبش فداء عندما يتم تطبيق المكابح، ويُسجّل سطح الدوار، ويُدرّج الرماة الطويلة في الرصيف، والنتيجة هي فقدان سريع للاحتكاك، وكثيرا ما يكون ضجيج مائلا.

عدم كفاية الاختراع بعد التعرض المبلل

إن خطأ السائق المشترك هو عدم " الجف " المكابح بعد خروجها من برج عميق أو بعد غسلها، وضرب المكابح بسرعة منخفضة بينما لا تزال المركبة تتحرك تسبب حرارة احتكائية تهرول من فيلم المياه، وبدون إجراء التجفيف هذا، يستمر الفيلم المائي، وفي المرة القادمة التي يلزم فيها الفرامل في حالة الطوارئ، يواجه السائق ردا مؤجلا.

التدابير الوقائية وأفضل الممارسات

التفتيش والصيانة المنتظمان

إن أكثر الدفاع فعالية ضد فشل المكابح الرطبة هو جدول أعمال صيانة استباقي، وينبغي أن يُستبدل سوائل البراك ويُستبدل على فترات يحددها مصنع المركبات - كل سنتين أو ثلاث سنوات - لإبقاء محتوى الرطوبة منخفضاً، وينبغي فحص المواد التي تُستخدم في التنظيف والارتفاع في السميك؛ وإذا كان السطح غير متكافئ أو يُستعادل أو يُستبدل.

اختيار العناصر الصحيحة

وبالنسبة للمركبات التي تعمل في كثير من الأحيان في بيئات مبللة أو ساحلية، تنظر في رفع مستوى المركب إلى المركبين مع معاطف وقاية (مثل الطلاء الزنكي أو الطلاءات الحرارية) التي تقاوم الصدأ خلال فترات العضلة، وقد يفضل أن ترتدى المثقفات الغازية أو شبه المعدنية ذات خصائص الاحتكاك الرطبة العضوية التي تميل إلى الاحتكاك الأولي الأدنى عندما نن.

وتقاوم خطوط الفرامل اللاصقة التآكل أفضل من خطوط المطاط، كما تقلل من التوسع تحت الضغط، وتوفر دواسة ثابتة حتى عندما يكون السائل دافئاً، وينبغي إبقاء أجهزة الاستشعار التابعة للبوليسترات المشبع بالفلور نظيفة والتحقق منها من أجل التشغيل الصحيح.

تقنيات لظروف الرطب

ويمكن للسائقين أن يعتمدوا عدة ممارسات للحفاظ على فعالية المكابح في الأمطار:

  • Anticipate stops early] and begin braking gently to give the water movie time to dissipate.
  • تجنب التفاخر الشديد ] مباشرة بعد القيادة من خلال الماء الدائم، بدلاً من ذلك، تطبيق ضغط المكابح الخفيفة لبضع ثوان لتجفيف الدوارات.
  • استخدام محركات المكابح ] في معدات منخفضة على انخفاضات حادة لخفض الاعتماد على مكابح الاحتكاك.
  • إضغط المكابح بشكل خفيف (إذا لم يكن لدى المركبة أي بي إس) للتحقق من الرد قبل أن يكون من الضروري الإحراج.
  • Check brake feel] after a car wash or after park in heavy rain; if the pedal feels spongy, dry the brakes before driving at speed.

المعونة التكنولوجية

وهناك العديد من السيارات الحديثة التي تشمل الآن وظيفة تجفيف المكابح الآلية، وهذه السمة تُطبق ضغطاً خفيفاً ومتقطعاً جداً أثناء الظروف الرطبة لإبقاء سطح الدواجن جفافاً، وينبغي لمشغلي الأسطول أن يؤكدوا أن هذه السمة مُمكَّنة وفعَّالة، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لمجسات البول أن تحذر السائقين عندما تكون الأبوة قريبة من نهاية حياتهم، مما يساعد على تجنب المخاطر المتفاقمة التي تنطوي عليها من الآفة من الآلات الديدان المُثَة والطرقات.

الإجراءات اللاحقة للدروع أو إجراءات الحرق

وبعد أن تجتاز المكابح المياه العميقة )مثلا المناطق المعرضة للفيضانات(، ينبغي اختبار المكابح فورا في موقع آمن، وستولد سلسلة من التوقفات المتوسطة من ٢٠ إلى ٣٠ ميغافي حرارة كافية لتبخر أي ماء عالق في تجمع المكابح، وإذا ما أصبح الدوافع متسرعا خلال هذه العملية، فإن سوائل الفرامل قد تكون ملوثة، وضوءة ضرورية قبل المزيد من الاستخدام.

خاتمة

وتُحدث الظروف الرطبة أنماطاً متعددة في الفشل في نظم مكابح السيارات، تُنقَل من الاحتكاك المخفض والهيدروكتور إلى الغليان السائل والأورام الإلكترونية، وهذه الإخفاقات ليست مجرد نظرية؛ وتظهر كعملية توقف أطول، ورد بدوافع غير متوقعة، وأحياناً فقدان كامل للتفاؤل، كما أن التفاعل بين الكيمياء المائية، ونقل الحرارة، والارتداء الميكانيكي يعني عدم وجود أي عنصر من عناصر التشخيص.

المزيد من القراءة والموارد

وللحصول على معلومات تقنية أكثر تفصيلا عن تصميم نظام المكابح وأدائه بالأدوية الرطبة، يرجى الرجوع إلى الموارد التالية: