Tipuri de sisteme de frânare: principiul de funcționare a frânelor cu tambur și disc

Sistemul de frânare este proiectat să controleze viteza mașinii, să o oprească și să o mențină pe loc pentru o lungă perioadă de timp, folosind forța de frânare dintre roată și drum. Forța de frânare poate fi generată de o frână de roată, un motor de vehicul (numit frânare de motor), un retardator hidraulic sau electric în transmisie.

Pentru a implementa aceste funcții, pe mașină sunt instalate următoarele tipuri de sisteme de frânare:

• Sistem de frânare funcțional. Oferă decelerare controlată și oprire a vehiculului.
• Sistem de frânare de rezervă. Folosit în caz de defecțiune și defecțiune a sistemului de lucru. Îndeplinește funcții similare cu sistemul de lucru. Un sistem de frânare de rezervă poate fi implementat ca sistem autonom special sau ca parte a unui sistem de frânare funcțional (unul dintre circuitele de acționare a frânei).
• Sistem de frana de parcare. Conceput pentru a menține mașina pe loc pentru o lungă perioadă de timp.

Sistemul de frânare este cel mai important mijloc de asigurare a siguranței active a mașinii. Pe mașini și o serie de camioane, sunt utilizate diverse dispozitive și sisteme pentru a crește eficiența sistemului de frânare și stabilitatea frânării.

Cum funcționează sistemul de frânare

Când apăsați pedala de frână, sarcina este transferată amplificatorului, ceea ce creează forță suplimentară asupra cilindrului principal de frână. Pistonul cilindrului principal de frână pompează lichid prin conducte către cilindrii roții. Aceasta crește presiunea lichidului în actuatorul de frână. Pistoanele cilindrilor roților deplasează plăcuțele de frână către discuri (tamburi).

Apăsarea suplimentară pe pedală crește presiunea lichidului și frânele sunt activate, ceea ce încetinește rotația roților și apariția forțelor de frânare în punctul de contact al anvelopelor cu șosea. Cu cât se aplică mai multă forță pedalei de frână, cu atât roțile sunt frânate mai rapid și mai eficient. Presiunea fluidului în timpul frânării poate ajunge la 10-15 MPa.

La sfârșitul frânării (eliberând pedala de frână), pedala sub influența unui arc de revenire se deplasează în poziția inițială. Pistonul cilindrului principal de frână se deplasează în poziția inițială. Elementele arcului îndepărtează plăcuțele de discuri (tobe). Lichidul de frână din cilindrii roții este forțat prin conducte în cilindrul principal de frână. Presiunea din sistem scade.

Tipuri de sisteme de frânare

Sistemul de frânare combină mecanismul de frânare și acționarea frânei. Mecanismul de frânare este conceput pentru a crea cuplul de frânare necesar pentru a încetini și opri mașina. Pe mașini sunt instalate mecanisme de frână cu frecare, a căror funcționare se bazează pe utilizarea forțelor de frecare. Mecanismele de frânare ale sistemului de lucru sunt instalate direct în roată. Frâna de parcare poate fi amplasată în spatele cutiei de viteze sau cutiei de transfer.

În funcție de designul părții de frecare, există tambur și disc mecanisme de frânare.

Mecanismul de frână este format dintr-o parte rotativă și una fixă. Ca parte rotativă mecanism de tambur se folosește un tambur de frână, o parte fixă ​​- plăcuțe sau benzi de frână.

piesa rotativa mecanism de disc reprezentat de un disc de frână, fixat - prin plăcuțe de frână. Pe axele față și spate ale autoturismelor moderne, de regulă, sunt instalate frâne cu disc.

Cum funcționează frânele cu tambur

Principalele părți interne ale frânelor cu tambur sunt:

1. Tambur de frână. Un element realizat din aliaje de fontă de înaltă rezistență. Este montat pe un butuc sau un arbore suport și servește nu numai ca parte principală de contact care interacționează direct cu plăcuțele, ci și ca o carcasă în care sunt montate toate celelalte părți. Partea interioară a tamburului de frână este șlefuită pentru o eficiență maximă a frânării.
2. Tampoane. Spre deosebire de plăcuțele de frână cu disc, plăcuțele de frână cu tambur au formă semicirculară. Partea lor exterioară are un strat special de azbest. Dacă plăcuțele de frână sunt instalate pe o pereche de roți din spate, atunci una dintre ele este conectată și la maneta frânei de parcare.
3. Arcuri de tensionare. Aceste elemente sunt atașate la părțile superioare și inferioare ale plăcuțelor, împiedicându-le să se miște în direcții diferite la ralanti.
4. Cilindrii de frana. Acesta este un corp special din fontă, pe ambele părți ale căruia sunt montate pistoane de lucru. Acestea sunt activate de presiunea hidraulică care apare atunci când șoferul apasă pedala de frână. Piesele suplimentare ale pistoanelor sunt garnituri de cauciuc și o supapă pentru a elimina aerul prins în circuit.
5. Disc de protectie. Piesa este un element montat pe butuc la care sunt atașați cilindrii și plăcuțele de frână. Fixarea lor se realizează cu ajutorul unor cleme speciale.
6. Mecanism de auto-avansare. Baza mecanismului este o pană specială, care se adâncește pe măsură ce plăcuțele de frână sunt uzate. Scopul acestuia este de a asigura presarea constantă a plăcuțelor pe suprafața tamburului, indiferent de uzura suprafețelor de lucru ale acestora.

**Componentele enumerate de noi sunt în general acceptate. Sunt folosite de majoritatea producătorilor importanți. Există o serie de piese care sunt instalate privat de unele companii. Așa sunt, de exemplu, mecanismul de aducere a plăcuțelor, tot felul de distanțiere etc.

Principiul de funcționare: șoferul, dacă este necesar, apasă pedala, creând o presiune crescută în circuitul de frânare. Sistemul hidraulic apasă pe pistoanele cilindrului principal, care acţionează plăcuţele de frână. Ele „diverge” în lateral, întinzând arcurile de cuplare și ajung la punctele de interacțiune cu suprafața de lucru a tamburului. Din cauza frecării care apare în acest caz, viteza de rotație a roților scade, iar mașina încetinește. Algoritmul general pentru funcționarea frânelor cu tambur arată exact așa. Nu există diferențe semnificative între sistemele cu un piston și două.

Avantajele și dezavantajele frânelor cu tambur

Printre merite Sistemul de tambur se distinge prin simplitatea designului, o zonă mare de contact între plăcuțe și tambur, cost redus, generare de căldură relativ scăzută și posibilitatea de a utiliza lichid de frână ieftin cu un punct de fierbere scăzut. De asemenea, printre aspectele pozitive se numără și un design închis care protejează mecanismul de apă și murdărie.

Dezavantajele frânelor cu tambur:

• răspuns lent;
• instabilitate de performanță;
• ventilație slabă;
• sistemul funcționează la rupere, ceea ce limitează forța de presiune admisibilă a plăcuțelor pe pereții tamburului;
• cu frânări frecvente și sarcini mari, este posibilă deformarea tamburului din cauza încălzirii puternice.

La mașinile moderne, frânele cu tambur sunt folosite din ce în ce mai puțin. Practic sunt puse pe rotile din spate la modelele bugetare. În acest caz, ele sunt folosite și pentru a implementa frâne de parcare.

În același timp, prin creșterea dimensiunii tamburului, se poate obține o creștere a puterii sistemului de frânare. Acest lucru a condus la utilizarea pe scară largă a frânelor cu tambur în camioane și autobuze.

Cum funcționează frânele cu disc

Mecanismul de frână cu disc constă dintr-un disc de frână rotativ, două plăcuțe fixe montate în interiorul etrierului pe ambele părți.

În acest sistem, plăcuțele montate pe etrier sunt presate pe ambele părți pe planurile discului de frână, care este prins cu șuruburi de butucul roții și se rotește odată cu acesta. Plăcuțele de frână metalice au garnituri de frecare.

Etrierul este un corp din fontă sau aluminiu sub formă de suport. În interior se află un cilindru de frână cu un piston care apasă plăcuțele pe disc în timpul frânării.

Suportul (etrierul) poate fi flotant sau fix. Suportul plutitor se poate deplasa de-a lungul ghidajelor. Are un piston. Etrierul cu design fix are două pistoane, câte unul pe fiecare parte a discului. Un astfel de mecanism este capabil să apese plăcuțele pe discul de frână mai puternic și este utilizat în principal la modelele puternice.

Discurile de frână sunt fabricate din fontă, oțel, carbon și ceramică. Discurile din fontă sunt ieftine, au calități bune de frecare și o rezistență la uzură destul de mare. Prin urmare, ele sunt cel mai des folosite.

Oțelul inoxidabil tolerează mai bine schimbările de temperatură, dar proprietățile sale de frecare sunt mai rele.

Discurile ușoare de carbon au un coeficient ridicat de frecare și o rezistență excelentă la căldură. Dar necesită preîncălzire, iar costul lor este prea mare. Domeniul de aplicare al discurilor de frână din carbon este mașinile sport.

Ceramica este inferioară fibrei de carbon în ceea ce privește coeficientul de frecare, dar funcționează bine la temperaturi ridicate, are o rezistență semnificativă și rezistență la uzură la greutate mică. Principalul dezavantaj al unor astfel de discuri este costul ridicat.

Avantajele și dezavantajele frânelor cu disc

Avantajele frânelor cu disc:

• greutate mai mică în comparație cu sistemul de tambur;
• ușurință în diagnosticare și întreținere;
• o răcire mai bună datorită designului deschis;
• funcționare stabilă într-un interval larg de temperatură.

Dezavantajele frânelor cu disc:

• disipare semnificativă a căldurii;
• nevoia de amplificatoare suplimentare din cauza zonei limitate de contact dintre plăcuțe și disc;
• uzura relativ rapidă a plăcuțelor;
• costul este mai mare decât cel al sistemului de tambur.