Sistemul de frânare al autovehiculului
Sistemul de franare al autovehiculului permite soferului sa incetineasca sau sa opreasca intr-un mod constant si fiabil. Franele masinii dumneavoastra functioneaza prin transformarea energiei cinetice a miscarii in energie termica (caldura).
De fiecare data cand apasati pedala de frana, viteza rotilor care se rotesc sub vehiculul dumneavoastra este redusa proportional cu presiunea pe care o aplicati pe pedala. Un vehicul va avea fie frane cu disc, fie frane cu tambur pentru a crea frecarea necesara pentru ca acest lucru sa aiba loc.
Sistemele moderne de franare ale autovehiculelor sunt denumite sisteme de franare asistata. Aceste sisteme utilizeaza un amplificator de frana care amplifica forta pe care o aplicati pe pedala de frana. Acest lucru face franarea mult mai usoara pentru soferi. Franarea asistata va permite sa aplicati doar putina presiune pe pedala de frana pentru ca vehiculul sa incetineasca.
In sistemul clasic de franare mecanica, exista un cablu care conecta impreuna pedala de frana si ansamblul saboilor de frana. Atunci cand soferul calca pedala de frana, acesta tragea de cablu si permitea rotirea tamburului de frana pentru a incetini. Acest sistem a fost folosit pe masini la inceputul secolului al XX-lea si este folosit si astazi pe biciclete.
Componentele sistemului de franare auto
Mai jos este prezentata o lista cu principalele componente ale sistemului de franare al unei masini. Am inclus atat componentele sistemelor de franare cu disc, cat si cele cu tambur. Majoritatea vehiculelor moderne au frane cu disc in toate cele patru colturi, dar unele masini economice inca folosesc frane cu tambur in spate.
1) Pedala de frana
Pedala de frana este una dintre cele mai importante componente ale sistemului de franare al masinii dumneavoastra. Situata langa pedala de acceleratie, este pedala pe care apasati pentru a incetini sau opri autovehiculul. Dar stiati ca pedala de frana este conectata la intregul sistem de franare pe interior?
Atunci cand apasati pedala de frana, aceasta activeaza cilindrul principal, care, la randul sau, trimite lichid hidraulic la etrierii de frana sau la cilindrii rotilor. Acest lucru creeaza frecare intre placutele de frana si rotoare, sau sabotii de frana si tamburi, ceea ce incetineste vehiculul.
2) Amplificatorul de frana
Amplificatorul de frana (denumit si servomotor de vid) face parte din sistemul de franare asistata si utilizeaza fie vidul motorului, fie o pompa de vid pentru a amplifica presiunea pe care o puneti cu piciorul pe pedala de frana.
Acest lucru inseamna ca nu trebuie sa aplicati o presiune atat de mare pe pedala pentru a incetini autovehiculul. Este ca si cum ai avea o mana de ajutor pentru a face franarea mai usoara si mai eficienta.
Amplificatorul de frana este un schimbator de jocuri pentru masinile moderne, facand mai usor pentru soferi sa franeze usor si rapid in orice situatie.
3) Cilindrul principal
Cilindrul principal de frana impinge lichidul hidraulic in jos in conductele de frana din rezervorul de lichid de frana.
Majoritatea cilindrilor principali sunt de fapt impartiti in doua sau mai multe cilindri individuali din motive de siguranta. De obicei, fiecare cilindru gestioneaza capacitatea de franare a unei roti din fata si a rotii opuse din spate. In acest fel, daca un cilindru cedeaza, celalalt cilindru poate incetini masina si permite soferului sa mentina un nivel rezonabil de control.
Unele vehicule utilizeaza un cilindru pe axa (divizare fata/spate). Altele utilizeaza mai multi cilindri pe roata pentru redundanta maxima in caz de defectiune.
Cilindrul principal functioneaza prin gestionarea cantitatii de presiune hidraulica care este aplicata fluidelor hidraulice. O presiune mai mare va incetini vehiculul mai rapid.
4) Rezervorul lichidului de frana
Rezervorul de lichid de frana este un recipient din plastic situat de obicei deasupra sau in apropierea cilindrului principal. Functia sa principala este sa stocheze lichidul de frana si sa il alimenteze la nevoie in cilindrul principal. Iata cateva aspecte suplimentare despre rezervorul de lichid de frana:
Acesta permite inspectarea vizuala usoara a nivelurilor lichidului de frana.
Rezervorul are marcaje „MIN” si „MAX” pentru a indica nivelurile adecvate de lichid.
Acesta compenseaza modificarile nivelului de lichid datorate uzurii placutelor de frana in timp.
Capacul rezervorului include adesea un senzor de avertizare pentru a avertiza soferii cu privire la nivelurile scazute ale lichidului.
Este proiectat cu un mic ventil pentru a mentine presiunea atmosferica in interiorul rezervorului.
5) Conductele de frana
Conductele de frana transfera lichidul de frana intre cilindrul principal si roti. Acesta este fluidul hidraulic care permite ca franarea sa fie atat de usoara.
Spre deosebire de aer, lichidul hidraulic nu este compresibil. Aceasta inseamna ca, atunci cand apasati pedala de frana, forta respectiva este transferata direct pistonului din etrierul de frana sau sabotului din tamburul de frana.
O scurgere de lichid de frana este potential periculoasa, deoarece poate introduce aer in sistem. Atunci cand nu exista lichid de frana, franele nu vor functiona eficient.
6) Componentele franelor cu disc
Franele cu disc sunt cel mai comun tip in vehiculele moderne, in special pentru rotile din fata. Principalele componente sunt:
1. Rotorul franei - Fiecare roata are un rotor de frana care se roteste odata cu miscarea vehiculului. Rotorul este de obicei fabricat din fonta, care poate absorbi caldura semnificativa. Multe rotoare sunt ventilate, avand deschideri intre doua discuri pentru a directiona fluxul de aer si a raci rotorul in timp ce se roteste. Franele spate folosesc adesea rotoare solide, deoarece acestea depun mai putina munca in oprirea vehiculului.
2. Placute de frana - Placutele de frana creeaza frecare pe masura ce se freaca de discul de frana care se roteste. Acestea sunt fabricate din diferite materiale care le afecteaza longevitatea si intervalul optim de incalzire. Utilizarea unei placute de frana in afara intervalului optim de incalzire poate creste distanta de franare.
3. Etrierul de frana - Etrierii de frana asigura forta de strangere care impinge placuta de frana in rotorul de frana cu ajutorul presiunii hidraulice. Cand apasati frana, presiunea hidraulica din cilindrul principal impinge lichidul de frana in unul sau mai multe pistoane amplasate in etrierul de frana. Aceste pistoane imping apoi placutele de frana cu o forta mare.
7) Componentele franei cu tambur
Desi sunt mai putin frecvente in vehiculele moderne, franele cu tambur sunt inca intalnite pe unele roti din spate, in special la masinile economice. Principalele componente sunt:
1. Tamburul de frana - Tamburul de frana se roteste odata cu roata. Atunci cand franele sunt aplicate, sabotul de frana este impins impotriva interiorului tamburului, creand frecare pentru a opri masina. Acest sistem simplu, dar eficient, a fost utilizat timp de decenii.
2. Sabota de frana - Spre deosebire de placutele de frana plate, sabotii de frana sunt curbati pentru a se potrivi in interiorul tamburului de frana. Pe masura ce tamburul se roteste, sabotul de frana este impins impotriva acestuia pentru a crea frecarea necesara pentru a opri vehiculul.
8) Frana de parcare/de urgenta
Frana de parcare, cunoscuta si ca frana de urgenta sau frana de mana, este un sistem secundar de franare care functioneaza independent de franele hidraulice principale. Functiile sale principale sunt:
Sa mentina vehiculul stationar atunci cand este parcat, in special pe pante.
Sa serveasca drept sistem de franare de rezerva in caz de defectiune a sistemului principal de franare.
Exista doua tipuri principale de sisteme de franare de urgenta in vehiculele moderne: manual si electronic. Fiecare are avantajele sale, dar niciuna nu este ferita de probleme.
Frana de parcare manuala Componente si functionare:
Maneta sau pedala - De obicei, se afla intre scaunele din fata sau sub forma unei pedale in spatiul pentru picioare al soferului.
Cabluri - Cand este activata, maneta sau pedala trage de cabluri.
Legatura - Cablurile se conecteaza la legaturile de la rotile din spate.
Mecanismul de franare - In functie de vehicul, acesta poate actiona etrierii franelor cu disc spate, sabotii separati ai franelor cu tambur din interiorul rotorilor de frana spate sau franele cu tambur spate existente.
Atunci cand este activata, frana manuala de urgenta aplica forta numai rotilor din spate, ceea ce este de obicei suficient pentru a mentine vehiculul pe loc.
Frana de parcare electronica (EPB):
Majoritatea vehiculelor moderne utilizeaza acum frane de parcare electronice. Aceste sisteme utilizeaza motoare electrice in locul cablurilor pentru a actiona franele spate. Caracteristicile includ:
Activare prin buton - De obicei, un comutator sau un buton din cabina inlocuieste maneta sau pedala traditionala.
Activare automata - Multe sisteme EPB se activeaza automat atunci cand vehiculul este parcat sau oprit.
Franare dinamica - Unele sisteme pot asigura franarea de urgenta daca sunt activate in timp ce vehiculul este in miscare.
Integrarea cu alte sisteme - EPB functioneaza adesea impreuna cu sistemul de asistenta la pornirea din rampa si cu alte functii electronice de stabilitate.
Atat sistemele manuale, cat si cele electronice actioneaza de obicei doar franele din spate, ceea ce este de obicei suficient pentru a mentine vehiculul pe loc atunci cand este parcat.
9) Componentele sistemului de franare antiblocare (ABS)
Sistemul ABS este o caracteristica de siguranta care previne blocarea rotilor in timpul franarii bruste. Principalele sale componente sunt:
1. Senzori de viteza a rotilor - Acesti senzori detecteaza cat de repede se roteste fiecare roata. Daca rotile se blocheaza din cauza franarii bruste, una sau mai multe roti se vor roti la viteze diferite. Aceasta diferenta de viteza este utilizata de modulul ABS pentru a determina modul de aplicare a franelor individuale.
2. Modul ABS - Modulul ABS este un computer pentru sistemul de franare. Acesta moduleaza franele atunci cand una sau mai multe anvelope sunt la limita tractiunii. Utilizand datele primite de la senzorii de viteza ai rotilor si, eventual, de la alti senzori, elibereaza presiunea de franare pentru anumite roti care incep sa se blocheze, permitandu-le sa recastige tractiunea. Acest lucru ofera soferilor posibilitatea de a opri cat mai repede posibil, chiar si atunci cand aplica presiune maxima la frana.
Sistemul ABS permite opriri controlate si sigure prin prevenirea blocarii rotilor, ceea ce mentine controlul directiei si reduce distantele de oprire pe majoritatea suprafetelor.
Importanta lichidului de frana
Desi nu este chiar o componenta a sistemului de franare al unei masini, lichidul de frana este la fel de important ca orice alta parte. Lichidul de frana este un tip de lichid hidraulic care transfera presiunea de la cilindrul principal pana la componentele franei de pe fiecare roata.
Este important sa stiti ca lichidul de frana este higroscopic, ceea ce inseamna ca poate atrage apa. Aceasta este o mica problema, deoarece apa poate cauza coroziune si poate deteriora garniturile de cauciuc. Din aceasta cauza, trebuie sa va asigurati ca verificati periodic nivelul (si starea) lichidului de frana din rezervor pentru ca totul sa functioneze asa cum ar trebui.
Apropo de rezervorul de lichid de frana, acest mic recipient se afla deasupra cilindrului principal si il alimenteaza cu lichid. Ori de cate ori apasati pedala de frana, cilindrul principal forteaza lichidul sa iasa din rezervor de-a lungul conductelor de frana catre cilindrii de frana de la roti.
Materialele utilizate in sistemele de franare
Sa vorbim despre materialele care sunt utilizate in mod obisnuit in sistemele de franare.
In primul rand, cauciucul este vital in crearea furtunurilor de frana si a garniturilor din cadrul sistemului de franare. Stiti acele conducte de frana flexibile care conecteaza cilindrul principal la etrierii de frana si la cilindrii rotilor? Aici intervine cauciucul.
Acest material permite conductelor sa se flexeze atunci cand suspensia masinii se misca. In plus, garniturile de cauciuc din cadrul sistemului ajuta la mentinerea presiunii si la prevenirea scurgerilor de lichid.
Fonta este materialul de baza pentru rotoarele si tamburii de frana din majoritatea autovehiculelor. Este popular deoarece asigura o disipare excelenta a caldurii si are suficienta rezistenta pentru a tolera frecarea si caldura produse in timpul franarii. Si iata un bonus: fonta este relativ ieftina, ceea ce o face o optiune accesibila atat pentru producatori, cat si pentru proprietarii de masini.
Alte materiale utilizate in sistemele de franare:
• Aluminiu - Gasit in unele etriere de frana de inalta performanta, aluminiul este usor si rezistent la coroziune.
• Otel - Adesea utilizat pentru construirea modulelor ABS, a boosterelor de frana si a diferitelor componente care necesita rezistenta si durabilitate. Cablurile de frana impletite din otel inoxidabil sunt adesea utilizate in vehicule de inalta performanta in locul cauciucului.
• Ceramica - Acestea sunt utilizate in unele placute de frana premium sau de inalta performanta, oferind o mai buna gestionare a caldurii si reducerea prafului de frana.