سائل الفرامل - brake fluid
سائل الفرامل هو سائل غير قابل للانضغاط، وظيفته الأساسية هي نقل الضغط في الفرامل الهيدرولية. جميع أنواع سوائل الفرامل المُستخدمة حالياً مُكوّنة من مخلوطات صناعية من الجليكول وإثير الجليكول مع إضافات أخرى قليلة. ولضمان قيام منظومة الفرامل بوظيفتها يجب تحقق الاشتراطات التالية في سائل الفرامل:1) تحمل درجات الحرارة العالية التي تنشأ في أسطوانات العجلات بدون تكوّن فقاعات بخارية،
2) ألا تكون نشطة كيميائياً ضد المطاط والنحاس والمعادن الخفيفة والصلب،
3) الحياد الكيميائي ومُقاومة التقادم،
4) عدم تغير الخواص الكيميائية والفيزيائية حتى مع السخونة أو البرودة المفرطة أو التخزين لوقت طويل،
5) ضمان قدرة جيدة على التزليق مع الضغط العالي ودرجات حرارة التشغيل المرتفعة،
6) عدم التجلط مع درجات الحرارة المنخفضة للغاية،
7) ألا تسبب حدوث تآكل.
تتحقق في سائل الفرامل كل هذه المتطلبات، إلا أن له بعض العيوب:
1) شديد السُمية،
2) له تأثير شديد الإذابة ومُغيّر للألوان (إذا سقطت كمية منه على الطلاء أو الملابس فيجب غسلها بكمية وفيرة من الماء)،
3) الشرة الشديد للاتحاد بالرطوبة، أي أنه يمتص الماء من الهواء، مثل ملح الطعام.
ويمكن أن يتسرّب الماء إلى نظام الفرامل عبر فتحة التهوية الموجودة في غطاء خزان المُعادلة لأسطوانة الفرامل الرئيسية أو بسبب عمليات الانتشار في نظام الفرامل التي تتعرّض لها خراطيم الفرملة المرنة إلى نظام الفرامل. تؤدي نسبة الماء الموجودة في سائل الفرامل إلى حدوث تآكل بالأجزاء المعدنية التي يمر بها وتكوّن الفقاعات البخارية، ممّا يضر بوظيفة منظومة الفرامل. لذا فإن كثير من مُصنّعي الفرامل ينصحون بتغيير سائل الفرامل مرة في العام. تحتوي سوائل الفرامل الجديدة على نسبة من الماء تقل عن 0.05%، وتتراوح نقطة الغليان الخاصة بها بين 260 و 290° س.
وتصل نسبة الماء هذه بعد مرور عام من التشغيل إلى حوالي 3%، وهذا يعادل نقطة غليان تبلغ 145° س تقريباً. ويعني ذلك أن سائل الفرامل يبدأ في التبخر عند درجة حرارة 145° س بدلاً من 260 حتى 290° س. قام مُصنّعي سوائل الفرامل بمواءمة منتجاتها مع القانون الأمريكي FMVSS § 571. 116 / DOT 3 أو DOT 4 الخاص بمعايير الأمان.
وهو قانون صادر عن وزارة النقل الأمريكية (Department of Transportation — والمعروفة بالاختصار DOT). ويقسم هذا القانون سوائل الفرامل إلى نوعين، هما: DOT 3 و DOT 4. للنوع DOT 3 نقطة الغليان الرطبة (نقطة الغليان لسائل يحتوي على ماء بنسبة 3.5%) تبلغ على الأقل 140° س، بينما نقطة الغليان الرطبة للنوع DOT 4 تبلغ على الأقل 155° س. وبالتالي فإن تكوّن الفقاعات البخارية في النوع DOT 4 يبدأ بشكل متأخر عن النوع DOT 3.
عامل الاحتكاك الإستاتي (µ0)
(coefficient of adhesive friction (µ0
كلما كانت هناك حاجة لزيادة القوى المراد نقلها على السرعات المنخفضة أثناء صعود المرتفعات أو عند التعجيل، وكلما كان الطريق مبتلاً أو زلقاً، فإن الانزلاق يزيد بين الإطار وسطح الطريق. أمّا مع السير على الطرق الجافة فإن العجلات تحقق القدرة المُثلى على نقل القوى، وهذا يعني توفر أكبر قدر ممكن من الاحتكاك. يتم التعبير عن القدرة على نقل القوى بين الإطار وسطح الطريق بوحدة مُعامل الاحتكاك الإستاتي، والمعروف بالاختصار µ0، أو ما كان يسمى قديماً معامل الوصل الاحتكاكي أو معامل الاحتكاك. ويتم حساب مُعامل الاحتكاك الإستاتي للعجلة بقسمة القوى المؤثرة في الاتجاه الطولي (F1) على القوة العمودية (FN). كما يتم تحديد القوى ذات الاتجاه الطولي وفقاً للمُعادلة التالية:
كلما زادت قيمة µ0 أو FN ، فيمكن أن تزيد قوى الإدارة على سبيل المثال. وعند السير على طريق جاف يصل مُعامل الاحتكاك الإستاتي µ0 إلى أكبر مُعدلاته عند الانزلاق بنسبة 15% حتى 25%. فعلى الخرسانة يبلغ هذا المُعامل حوالي 0.98، وعلى الأسفلت حوالي 0.97، وعلى الأسفلت المبلل حوالي 0.82، وعلى الثلوج والجليد حوالي 0.2. كما تؤثر كل من الإطارات والسرعة على مُعامل الاحتكاك الإستاتي بشكل كبير، حيث يزيد مع الإطارات المحزمة من "الفئة 70" عند السير على طريق جاف بحوالي 10% عمّا هو الحال مع الإطارات بطيات متعارضة. ومع الفرملة القوية (الانغلاق) أو الضغط المفاجئ على دوّاسة الوقود (الانطلاق الاستعراضي) يصل الانزلاق إلى نسب تزيد عن 25%، ممّا يؤدي إلى انخفاض مُعامل الاحتكاك الإستاتي وضعف القدرة على النقل.ّ أمّا مع الانزلاق الكامل (100%) — أي مع انغلاق العجلات أو دورانها على الفارغ — يتحول مُعامل الاحتكاك الإستاتي (µ0) إلى مُعامل الاحتكاك الانزلاقي (µ). الذي يقل عن مُعامل الاحتكاك الإستاتي بنسبة 15% إلى 30% تقريباً، ممّا يؤدي إلى عدم القدرة على نقل المزيد من القوى في الاتجاه الطولي وإلى ضعف قوى التشبث الجانبي وبالتالي قلة الاتزان في المنحنيات.
