Typy brzdových systémov: princíp činnosti bubnových a kotúčových bŕzd
Obsah
Brzdový systém je navrhnutý tak, aby pomocou brzdnej sily medzi kolesom a vozovkou ovládal rýchlosť auta, zastavoval ho a držal na mieste po dlhú dobu. Brzdnú silu môže generovať brzda kolesa, motor vozidla (nazývané brzdenie motorom), hydraulický alebo elektrický retardér v prevodovke.
Na implementáciu týchto funkcií sú vo vozidle nainštalované nasledujúce typy brzdových systémov:
- Pracovný brzdový systém. Poskytuje kontrolované spomalenie a zastavenie vozidla.
- Náhradný brzdový systém. Používa sa v prípade zlyhania a poruchy pracovného systému. Vykonáva podobné funkcie ako pracovný systém. Náhradný brzdový systém môže byť implementovaný ako špeciálny autonómny systém alebo ako súčasť pracovného brzdového systému (jeden z okruhov pohonu bŕzd).
- Systém parkovacej brzdy. Navrhnuté tak, aby udržalo auto na mieste po dlhú dobu.
Brzdový systém je najdôležitejším prostriedkom na zaistenie aktívnej bezpečnosti auta. Na osobných a mnohých nákladných autách sa používajú rôzne zariadenia a systémy na zvýšenie účinnosti brzdového systému a brzdnej stability.
Ako funguje brzdový systém
Keď stlačíte brzdový pedál, zaťaženie sa prenesie na zosilňovač, ktorý vytvorí dodatočnú silu na hlavný brzdový valec. Piest hlavného brzdového valca pumpuje kvapalinu potrubím do valcov kolies. Tým sa zvýši tlak kvapaliny v brzdovom ovládači. Piesty valcov kolies posúvajú brzdové doštičky na kotúče (bubny).
Ďalší tlak na pedál zvyšuje tlak kvapaliny a aktivujú sa brzdy, čo spomaľuje otáčanie kolies a vznik brzdných síl v mieste kontaktu pneumatík s vozovkou. Čím väčšia sila pôsobí na brzdový pedál, tým rýchlejšie a účinnejšie sú kolesá brzdené. Tlak kvapaliny pri brzdení môže dosiahnuť 10-15 MPa.
Na konci brzdenia (uvoľnením brzdového pedála) sa pedál pod vplyvom vratnej pružiny presunie do pôvodnej polohy. Piest hlavného brzdového valca sa presunie do pôvodnej polohy. Pružinové prvky posúvajú podložky preč od kotúčov (bubnov). Brzdová kvapalina z valcov kolies je tlačená potrubím do hlavného brzdového valca. Tlak v systéme klesá.
Druhy brzdových systémov
Brzdový systém kombinuje brzdový mechanizmus a brzdový pohon. Brzdový mechanizmus je navrhnutý tak, aby vytvoril brzdný moment potrebný na spomalenie a zastavenie vozidla. Na autách sú inštalované trecie brzdové mechanizmy, ktorých činnosť je založená na využití trecích síl. Brzdové mechanizmy pracovného systému sú inštalované priamo v kolese. Parkovacia brzda môže byť umiestnená za prevodovkou alebo prevodovkou.
V závislosti od konštrukcie trecej časti existujú bubon a kotúč brzdové mechanizmy.
Brzdový mechanizmus sa skladá z otočnej a pevnej časti. Ako rotačná časť bubnový mechanizmus používa sa brzdový bubon, pevná časť - brzdové doštičky alebo pásy.
otočná časť diskový mechanizmus reprezentovaný brzdovým kotúčom, pevným - brzdovými doštičkami. Na prednej a zadnej náprave moderných osobných automobilov sú spravidla nainštalované kotúčové brzdy.
Ako fungujú bubnové brzdy
Hlavné vnútorné časti bubnových bŕzd sú:
- Brzdový bubon. Prvok vyrobený z vysokopevnostných zliatin liatiny. Je namontovaný na náboji alebo nosnom hriadeli a slúži nielen ako hlavná kontaktná časť, ktorá priamo spolupracuje s podložkami, ale aj ako puzdro, v ktorom sú namontované všetky ostatné časti. Vnútorná časť brzdového bubna je brúsená pre maximálnu účinnosť brzdenia.
- Podložky. Na rozdiel od doštičiek kotúčových bŕzd majú doštičky bubnovej brzdy polkruhový tvar. Ich vonkajšia časť má špeciálny azbestový povlak. Ak sú brzdové doštičky namontované na pár zadných kolies, potom je jedno z nich pripojené aj k páke parkovacej brzdy.
- Ťažné pružiny. Tieto prvky sú pripevnené k hornej a spodnej časti podložiek, čím bránia ich pohybu v rôznych smeroch pri voľnobehu.
- Brzdové valce. Ide o špeciálne teleso vyrobené z liatiny, na oboch stranách ktorého sú namontované pracovné piesty. Sú aktivované hydraulickým tlakom, ktorý vzniká, keď vodič stlačí brzdový pedál. Prídavnými časťami piestov sú gumové tesnenia a ventil na odstránenie vzduchu zachyteného v okruhu.
- Ochranný disk. Súčasťou je prvok namontovaný na náboji, ku ktorému sú pripevnené brzdové valce a doštičky. Ich upevnenie sa vykonáva pomocou špeciálnych svoriek.
- Mechanizmus vlastného posunu. Základom mechanizmu je špeciálny klin, ktorý sa pri opotrebovaní brzdových doštičiek prehlbuje. Jeho účelom je zabezpečiť neustále pritláčanie podložiek k povrchu bubna bez ohľadu na opotrebenie ich pracovných plôch.
**Nami uvedené komponenty sú všeobecne akceptované. Používa ich väčšina veľkých výrobcov. Existuje množstvo dielov, ktoré súkromne inštalujú niektoré spoločnosti. Takými sú napríklad mechanizmus na prinesenie podložiek, všelijaké rozpery atď.
Princíp činnosti: vodič v prípade potreby stlačí pedál, čím sa vytvorí zvýšený tlak v brzdovom okruhu. Hydraulika tlačí na piesty hlavného valca, ktoré ovládajú brzdové doštičky. "Rozchádzajú sa" do strán, naťahujú spojovacie pružiny a dosahujú body interakcie s pracovným povrchom bubna. V dôsledku trenia, ku ktorému dochádza v tomto prípade, sa rýchlosť otáčania kolies znižuje a auto sa spomaľuje. Všeobecný algoritmus fungovania bubnových bŕzd vyzerá presne takto. Medzi systémami s jedným a dvoma piestami nie sú žiadne výrazné rozdiely.
Výhody a nevýhody bubnových bŕzd
medzi Výhody Bubnový systém sa vyznačuje jednoduchosťou dizajnu, veľkou plochou kontaktu medzi doštičkami a bubnom, nízkou cenou, relatívne nízkou tvorbou tepla a možnosťou použitia lacnej brzdovej kvapaliny s nízkym bodom varu. Medzi pozitívne aspekty patrí aj uzavretý dizajn, ktorý chráni mechanizmus pred vodou a nečistotami.
Nevýhody bubnových bŕzd:
- pomalá reakcia;
- nestabilita výkonu;
- slabé vetranie;
- systém pracuje na rozbití, čo obmedzuje prípustnú tlakovú silu podložiek na steny bubna;
- pri častom brzdení a vysokom zaťažení je možná deformácia bubna v dôsledku silného zahrievania.
V moderných autách sa bubnové brzdy používajú čoraz menej. V lacných modeloch sú v zásade umiestnené na zadných kolesách. V tomto prípade sa používajú aj na implementáciu parkovacích bŕzd.
Zväčšením veľkosti bubna je zároveň možné dosiahnuť zvýšenie výkonu brzdového systému. To viedlo k širokému používaniu bubnových bŕzd v nákladných autách a autobusoch.
Ako fungujú kotúčové brzdy
Mechanizmus kotúčovej brzdy pozostáva z rotujúceho brzdového kotúča, dvoch pevných doštičiek namontovaných vo vnútri strmeňa na oboch stranách.
V tomto systéme sú doštičky namontované na strmeni pritlačené na oboch stranách k rovinám brzdového kotúča, ktorý je priskrutkovaný k náboju kolesa a otáča sa s ním. Kovové brzdové doštičky majú trecie obloženia.
Strmeň je telo vyrobené z liatiny alebo hliníka vo forme konzoly. Vo vnútri je brzdový valec s piestom, ktorý pri brzdení pritláča doštičky na kotúč.
Držiak (strmeň) môže byť plávajúci alebo pevný. Plávajúca konzola sa môže pohybovať pozdĺž vodidiel. Má jeden piest. Strmeň s pevnou konštrukciou má dva piesty, jeden na každej strane kotúča. Takýto mechanizmus je schopný silnejšie pritlačiť doštičky na brzdový kotúč a používa sa hlavne vo výkonných modeloch.
Brzdové kotúče sú vyrobené z liatiny, ocele, uhlíka a keramiky. Liatinové disky sú lacné, majú dobré trecie vlastnosti a pomerne vysokú odolnosť proti opotrebovaniu. Preto sa najčastejšie používajú.
Nerez lepšie znáša zmeny teplôt, horšie sú však jeho trecie vlastnosti.
Ľahké karbónové disky majú vysoký koeficient trenia a výbornú tepelnú odolnosť. Vyžadujú však predhrievanie a ich cena je príliš vysoká. Rozsah karbónových brzdových kotúčov je športový automobil.
Keramika je z hľadiska koeficientu trenia horšia ako uhlíkové vlákna, ale funguje dobre pri vysokých teplotách, má značnú pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu pri nízkej hmotnosti. Hlavnou nevýhodou takýchto diskov sú vysoké náklady.
Výhody a nevýhody kotúčových bŕzd
Výhody kotúčových bŕzd:
- menšia hmotnosť v porovnaní s bubnovým systémom;
- jednoduchosť diagnostiky a údržby;
- lepšie chladenie vďaka otvorenému dizajnu;
- stabilná prevádzka v širokom rozsahu teplôt.
Nevýhody kotúčových bŕzd:
- významný odvod tepla;
- potreba ďalších zosilňovačov v dôsledku obmedzenej oblasti kontaktu medzi podložkami a diskom;
- pomerne rýchle opotrebovanie podložky;
- cena je vyššia ako cena bubnového systému.
