Megmondjuk, hogy mik az alkatrészei és hogyan működnek

A jelentés első részében a fékrendszer az autóban Elmondjuk a fékek történetét és azok típusait, a fékerő-leadó rendszertől vagy a rotor/állórész egység típusától függően. Most, hogy összefüggésben vagyunk, elmélyülünk egy jelenlegi hidraulikus fékrendszer leírásában, a fékpedáltól a tárcsákig, felsorolva annak alkatrészeit és megszámlálva az egyes részletek mindegyikét.

Hogyan működnek a fékek?

Ha az előző részletből emlékszik, a fékrendszer nem más, mint egy vezérlőrendszer, egy másik a fékerő küldéséhez, egy rotor és egy állórész, amely súrlódás miatt fékezi a rotort.

Egy olyan átlagos autó esetében, mint amelyet ma látunk, a vezérlőrendszer a fékpedál és a rögzítőfék kar, míg a fékerő átadására szolgáló rendszer hidraulikus, a fék átadását és erősítését végzi. egy főfékhengeren és egy fékrásegítőn keresztül, amelyek összenyomhatatlan folyadékot, általában egyfajta fagyálló vagy poliglikolt tartalmazó csöveken keresztül vannak összekötve, fékfolyadéknak hívják, bár típustól függően szilikon vagy olaj alapúak lehetnek.

fékrendszer

Szellőztetett tárcsafék úszó féknyereggel

Ezután az ABS/ESP rendszert beillesztik funkciójának végrehajtása érdekében, és így továbbítják a fékerőt a féknyeregekre. A féknyereg belsejében - az állórészben - vannak olyan dugattyúink, amelyek befogadják a fékerőt és a fékbetéteket a tárcsa-rotorhoz nyomják. Ily módon a szükséges súrlódás következik be, hogy a kinetikus energiát hőenergiává alakítsák át, és ezáltal csökkentse a sebességet.

Az egyes részek részletes leírása előtt néhány fizikával elmagyarázzuk a hidraulikus fékrendszerek alapjait, hogy jobban megértsük azokat.

Pascal-törvény

Ne aggódjon, nem fizikaórát tartunk, csak egy kis alapot az alapok megteremtéséhez. A hidraulikus fékrendszerek Pascal törvényének előnyeit kihasználva továbbítják a fékerőt. Ez az elv azon a tényen alapul, hogy a folyadék nem tömöríthető, tehát ha egy hidratikus áramkörben lévő dugattyúnak erőt adunk át, akkor ez az erő egy másik, ugyanahhoz az áramkörhöz csatlakoztatott dugattyúhoz kerül.

Hol van a segédprogram? Abban az esetben, ha változtatjuk a csövek átmérőjét, akkor egy kis távolsági erőt nagy rövid távolságú erővé alakíthatunk át. Vagyis megsokszorozhatjuk az alkalmazott erőt. Ez az erő a nálunk lévő dugattyúk felületétől is függ.

Amint láthatjuk, és egy autóban átvisszük a fékrendszerbe, erőt gyakorolva a pedálra, meg fogjuk szorozni azt az erőt, amelyet hidraulikusan továbbítanak a négy féknyeregre. Az ábrán tisztábban láthatja. Néhány képletet felvettünk a legérdekesebbekre, ahol F az erő, D a távolság és S a felület.

Az áramfékrendszer alkatrészei

Mint az autók összes rendszere, a fékrendszer is minden új iterációval tovább fejlődik és javul. Az egyszerű megmagyarázás ötlete egy átlagos autó tipikus fékrendszerének elkészítése, hogy lássa, milyen alkatrészekből áll. Ehhez példaként egy hidraulikus tárcsafékrendszert fogunk használni ABS-szel.

Fék pedál

Kezdjük a vezérlőrendszerrel valamivel, amit mindannyian ismerünk: a fékpedállal. Egyszerűen olyan hajtásnak tűnik, amelyben a fékerő arányos az általunk kifejtett erővel, de kialakítása nagyon fontos a rendszerben. A fékpedál közvetlenül a főhengerre hat, nyomja a dugattyúját, és a szükséges fékerőt eljuttatja a féknyeregekhez.

Fontos, hogy az alkalmazandó erő ésszerű legyen egy átlagember számára, és ehhez a fékpedál karként működik: a forgástengely és a főfékhenger dugattyú (L1) működtetője közötti távolság kisebb, mint távolság a tengelytől forduljon el a pedálig, ahol a lábat fékezzük (L2). Ezért a fékerő multiplikátor hatása van egy olyan tényezővel, amely L2-t elosztva L1-vel, mint bármelyik karban. Ezt nevezik fékpedál aránynak. Például, ha 100 N erőt alkalmazunk a pedálra, és az arány 5: 1, a főhengerre kifejtett erő 500 N lesz.

Korábban, a fékerősítő megérkezése előtt ez az arány magasabb volt, mert nem volt fékasszisztensünk. Ha az autó kikapcsolása után megpróbált többször rákapcsolni a fékre, akkor valóban látni fogja, hogy mekkora erő szükséges a fékezéshez - fékerősítő nélkül sok erőre van szükség. Akkor részletesebben megnézzük ezt a varázslót.

A fékpedál nem csak a fékezésre szolgál, hanem a jármű vezetőjének közvetlen érzetét kelti a jármű fékerővel

Pedálok a Ferrari F430-ból (felső horgony)

Pedálok egy Porsche Carrera GT-től (alsó horgony)

Jelenleg egy tipikus arány 4 és 6 között lehet, a gyártótól és a rendszer kialakításától függően, mivel összhangban kell lennie a fékerősítővel, a főhenger átmérőjével és a csövek átmérőjével. Ezután egy egyszerű példát fogunk látni, ahol az összes változó beépül a fékrendszer tervezéséhez.

A pedálok típusait tekintve alapvetően kettőt különböztethetünk meg: felső horgonnyal (például a Ferrari F430) vagy alsó horgonnyal (például a Porsche Carrera GT) rendelkező pedálok. A legtöbb személygépkocsiba beépített felső rögzítésűeknél az elfordulási pont a kormányoszlop közelében van, és azok a válaszfalhoz vannak rögzítve, amely elválasztja a motort az utastértől. Az alsó horgonyok a jármű padlójára vannak rögzítve, és elfordulási pontja közel van a talajhoz. Általában szuperautókban vagy versenyautókban találhatók.

Mindkét típus betölti funkcióját, de a földhöz rögzítettek elfordulási pontja közelebb van a sarokhoz, így működése természetesebb, mint a felső rögzítésűeké, amelyeknél a cipő vagy a láb talpának csúsztatásának kell lennie ellensúlyozandó.

Hidromechanikus féknyereg

Hidraulikus és mechanikus féknyereg

Parkolási szünet

Ahogy a neve is mutatja, a fékrendszer alrendszere, amely csak statikus vagy vészfékezésként működik. Hagyományosan egy rögzítő rendszerrel ellátott kart tartalmaz, amely általában a középkonzolban található, valamint acélkábelekkel, amelyek összekapcsolják a kart a hátsó rögzítőfék féknyergekkel.

Ennek a kartnak, amint azt a fékpedállal láttuk, aránya megsokszorozza az alkalmazási erőt, amely általában 6: 1. Így olyan acélkábeleket húznak meg, amelyek általában elérik a speciális hátsó féknyeregeket, és mechanikusan nyomást gyakorolnak a fékbetétekre, blokkolva a tárcsa forgását.

Meg kell jegyezni, hogy többféle rögzítőfékkel ellátott hátsó féknyereg létezik. Néha egy féknyereget használnak kizárólag a rögzítőfékhez, és lehet mechanikus vagy elektromos, de az alkatrészek megtakarításához általában kettős hidromechanikus hátsó féknyereg található, amelyeket menet közben a normál hidraulikus áramkör vagy egy mechanikus működtethet. rendszer a parkolási szünethez. A múltban, és a mechanikus kar helyettesítéseként, volt néhány megoldás elektromos kábelfeszítőkkel a rögzítőfék aktiválására, bár ezt a megoldást már nem használják.

Az elektronikus rögzítőfékkel új funkciók születtek, például a biztonságos rámpaindítás

Elektrohidraulikus féknyereg elektronikus rögzítőfékkel

Elektronikus rögzítőfék féknyereg

A legfrissebb rendszerek már használnak egy elektronikus rögzítőféket -EPB vagy elektronikus rögzítőféket, amelyet egy gombbal működtetnek, és egy vezérlő egység vezérli annak mozgását. A hátsó féknyeregek elektrohidraulikusak, és egy kis villanymotor van hozzájuk rögzítve, amely a féknyeregeket megnyomva rögzíti a rögzítőféket, amikor be van kapcsolva. Ez a kis elektromos motor felváltja a régi mechanikus kart, és üzemi fékkel történő vezetés közben használható. Az elektronikus vezérlésnek köszönhetően más funkciók is beprogramozhatók, például az Auto-Hold, amely lejtőn fékezi az autót és gyorsításkor oldja a fékeket, vagy hogy a kézifék automatikusan bekapcsol, amikor az autó megáll.

Valami egzotikusabb a teljesen elektromechanikus hátsó fékrendszer, amelyet egy vezérlőegység vezérel, amely nem rendelkezik hidraulikus folyadékkal, és amelyet elektromos működtetők működtetnek. Lehetséges vészfékezés ezekkel az elektronikus rögzítőfékekkel? Chris Harris elvégezte a tesztet ebben a videóban.

A kivételektől eltekintve néha ezt a rögzítőfék karját egy pedál váltja fel, amely a tengelykapcsoló bal oldalán helyezkedik el, ami az Egyesült Államokban nagyon gyakori, más esetekben pedig akár fogantyú is lehet a középkonzolon, ilyen mint a Citroën GS. A hátsó helyett az első kerekekre is alkalmazható, mint például a Citroën, a Saab 900 és néhány Subaru esetében.

Egyetlen verseny főhenger

Jeep Grand Cherokee dupla főhenger

Fő henger

A főfékhenger a fékrendszer magja, mivel összeköti a vezérlőrendszert (pedált) a féknyereggel (állórész), erősítve a fékerőt. Amint azt Pascal törvényével már láthattuk, felerősíti a fékerőt, mivel átmérője nagyobb, mint a féknyeregben elhelyezett dugattyúkat elérő kimeneti csöveké. Attól függően, hogy milyen a fékrendszerünk, egy bizonyos átmérőt választunk meg, amely illeszkedik a tervezési paraméterekhez.

Működése nagyon egyszerű. A legalapvetőbbnek dugattyúja van, amely egyrészt megkapja azt az erőt, amelyet a fékre gyakorolunk, másrészt kitolja a kiengedett fékfolyadékot. Felső részén található a fékfolyadék tartály, amely megakadályozza a levegő bejutását az áramkörbe.

A leggyakoribb rendszerekben a főhenger kettős, két független kimenettel. Az ókorban ezt azért tették, hogy megosszák az áramkört az első és a hátsó fék között, vagyis az egyik kimenet az első féknyergekhez, míg a másik a hátsóhoz került. De jelenleg redundáns rendszerként használják, és a fékerőt az ABS/ESP hidraulikus egységbe továbbítja.

Tartály érzékelővel és főhengerrel (balra), tartály két kamrával (jobb felső) és két független tartállyal (jobb alsó)

Fékfolyadék tartály

A fékfolyadék-tartály a fékrendszer talán leglátványosabb része, mivel mindig a motorfedél tetején található, amely általában a műszerfalhoz van legközelebb. Rendszerint sárga kupakja van, és a tartály általában áttetsző műanyagból készül, így könnyen láthatjuk a szintet.

Alsó részén általában két kimenet van, amelyek összekapcsolódnak a főhenger mindegyik hengerével, valamint egy érzékelővel, amely figyelmeztet a benne lévő fékfolyadék alacsony szintjére. Bent általában van egy köztes osztás, amely az egyes kimeneteket a tandemhengerekbe osztja, de nem osztja el teljesen, mindkét résznek ugyanaz a fékfolyamata van.

Funkciója kettős. Egyrészt meg kell akadályoznia a levegő bejutását az áramkörbe, biztosítva, hogy mindig rendelkezésre áll folyadék a főhenger számára, még intenzív oldalirányú vagy hosszanti gyorsulás esetén is. Másrészt nyomáscsökkentőként működik, mert fékezéskor folyadékot mozgatunk a féknyereg dugattyúi felé, és amikor abbahagyjuk, ennek a folyadéknak vissza kell térnie a tartályba.

Fékfolyadék

A fékfolyadék olyan termék, amelynek elegendő tulajdonságnak kell megfelelnie ahhoz, hogy hatékony legyen a fékrendszeren belül. Közülük meg kell jegyezni, hogy nem lehet összenyomható, alacsony viszkozitású, kenő és korróziógátló képességű, magas forráspontú, és nem károsíthatja az elasztomereket vagy a gumicsöveket.

Ehhez a különböző szervezetek szabványokat hoztak létre, amelyek meghatározták azokat a jellemzőket, amelyekkel egy bizonyos fékfolyadéknak rendelkeznie kell. 1958-ban a SAE –Gépjárműmérnökök Társasága létrehozta az amerikai SAE J70 R1 és R2 szabványt, amely meghatározta azokat a jellemzőket, amelyeknek a fékfolyadéknak meg kell felelnie. 1972-től az Egyesült Államok Közlekedési Minisztériuma (DoT) népszerűsítette a DOT 3, DOT 4 és DOT 5 szabványokat az FMVSS 116 specifikációban. A magasabb számok általában újabbak és jobb tulajdonságokkal rendelkeznek. Az ISO – Nemzetközi Szabványügyi Szervezet a maga részéről létrehozta a 4925-ös szabványt, amely a SAE J1703 szabványon alapul, és amely 1978-ban jelent meg.

Gépkocsiknál ​​általában a DOT 3, a DOT 4 és a DOT 5.1, míg a hadiipar számára a szilikonokon alapuló DOT 5-et használják. Van egy speciális folyadék, az LHM, amelyet csak a Citroën használt hidropneumatikus felfüggesztésű járműveiben, mivel a felfüggesztés közös áramkört adott a fékfolyadékkal. Ez az általa használt LHM folyadék ásványi eredetű olaj volt.

Általánosságban elmondható, hogy a járművünk aktív biztonsági rendszereinek alkatrészeit, beleértve az abroncsokat sem szabad spórolni. A fékfolyadék kétévenkénti cseréje elkerülheti a furcsa félelmet

A nyomás által termelt hő miatt nagyon fontos, hogy a fékfolyadék nagyon magas hőmérsékletnek ellenálljon, anélkül, hogy felforrna, mivel ez olyan gázbuborékokat eredményezne, amelyek kiküszöbölnék a fékkör hatékonyságát.

Fontos szempont, hogy a fékfolyadék higroszkópos, vagyis idővel elnyeli a vizet és a nedvességet, ami csökkenti annak hatékonyságát, csökkenti a forráspontját. Ezért kell megváltoztatni, amikor a gyártó meghatározza, jellemzően kétévente, bár észleljük, hogy továbbra is ugyanúgy fékez.

Az alábbiakban összefoglaló táblázat található az egyes fékfolyadékok jellemzőivel és szabványaival.

Összetétel Száraz forráspont (ºC) Nedves forráspont (ºC) Maximális viszkozitás (mm 2/s)
3J17034925 3. osztályPoliglikol2051401500
LHM + (PSA)--Ásványi olaj2301551800
4J17044925 4. osztályPoliglikol2492491200
5.J17054925 5. osztálySzilikon260180900
5.1J17054925 5-1 osztályPoliglikol260180900

Az állítható arányos szelep nyomási diagramja