El dispositiu i el principi de funcionament del cilindre de fre principal

L’element central del sistema de frenada del vehicle és el cilindre mestre del fre (abreujat com GTZ). Converteix l’esforç del pedal del fre en pressió hidràulica al sistema. Considerem les funcions de la GTZ, la seva estructura i principi de funcionament. Fixem-nos en les peculiaritats del funcionament de l’element en cas de fallada d’un dels seus contorns.

Cilindre mestre: el seu propòsit i funció

En el procés de frenada, el conductor actua directament sobre el pedal del fre, que es transmet als pistons del cilindre principal. Els pistons, que actuen sobre el fluid de fre, activen els cilindres de fre de treball. A partir d’ells, al seu torn, s’amplien els pistons, pressionant les pastilles de fre contra els tambors o discos. El funcionament del cilindre de fre principal es basa en la propietat del fluid de fre de no comprimir-se sota l’acció de forces externes, sinó de transmetre pressió.

El cilindre mestre té les funcions següents:

• transmissió de força mecànica des del pedal de fre mitjançant fluid de fre fins als cilindres de treball;
• assegurant una frenada efectiva del vehicle.

Per tal d’augmentar el nivell de seguretat i garantir la màxima fiabilitat del sistema, es proporciona la instal·lació de cilindres mestres de dues seccions. Cadascun dels trams serveix el seu propi circuit hidràulic. En els vehicles amb tracció posterior, el primer circuit és el responsable dels frens de les rodes davanteres, el segon de les rodes posteriors. En un vehicle amb tracció davantera, els frens de les rodes davantera dreta i posterior esquerra estan servits pel primer circuit. El segon s’encarrega dels frens de les rodes posteriors davantera i dreta esquerra. Aquest esquema s’anomena diagonal i és el més utilitzat.

El dispositiu del cilindre de fre principal

El cilindre mestre es troba a la tapa del servo del fre. El diagrama estructural del cilindre de fre principal és el següent:

• habitatge;
• tanc (embassament) GTZ;
• pistó (2 unitats);
• molls de retorn;
• punys de segellat.

El dipòsit de fluid del cilindre mestre es troba directament sobre el cilindre i està connectat a les seves seccions mitjançant forats de derivació i compensació. El dipòsit és necessari per reposar el fluid del sistema de fre en cas de fuita o evaporació. El nivell de líquid es pot controlar visualment a causa de les parets transparents del tanc, on es troben les marques de control.

A més, un sensor especial situat al dipòsit controla el nivell de líquid. En el cas que el líquid caigui per sota de la velocitat establerta, s’encén el llum d’avís situat al quadre de comandament.

La carcassa GTZ conté dos pistons amb molls de retorn i punys de segellat de goma. Es necessiten punys per segellar els pistons de la carcassa i el moll proporciona un retorn i manté els pistons en la seva posició original. Els pistons proporcionen la pressió correcta del fluid de fre.

El cilindre mestre de fre es pot equipar opcionalment amb un sensor de pressió diferencial. Això últim és necessari per advertir al conductor sobre un mal funcionament en un dels circuits a causa de la pèrdua de tensió. El sensor de pressió es pot ubicar tant al cilindre mestre del fre com en un allotjament separat.

El principi de funcionament del cilindre mestre de fre

En el moment que es prem el pedal del fre, la barra de reforç al buit comença a empènyer el pistó del circuit primari. En el procés de moviment, tanca el forat d’expansió, a causa del qual la pressió d’aquest circuit comença a augmentar. Sota l’acció de la pressió, el segon circuit comença el seu moviment, la pressió en la qual també puja.

A través del forat de derivació, el fluid de fre entra al buit format durant el moviment dels pistons. Els pistons es mouen sempre que la molla de retorn i les parades de la carcassa els permetin fer-ho. Els frens s’apliquen a causa de la pressió màxima generada als pistons.

Després d’aturar el cotxe, els pistons tornen a la seva posició original. En aquest cas, la pressió en els circuits comença a correspondre gradualment a la atmosfèrica. La descàrrega en els circuits de treball és impedida pel fluid de fre, que omple els buits darrere dels pistons. Quan el pistó es mou, el líquid torna al tanc a través del forat de derivació.

Funcionament del sistema en cas de fallada d’un dels circuits

En cas que hi hagi una fuita de líquid de fre en algun dels circuits, el segon continuarà funcionant. El primer pistó es mourà pel cilindre fins que entri en contacte amb el segon pistó. Aquest últim començarà a moure’s, a causa del qual s’activaran els frens del segon circuit.

Si es produeix una fuita al segon circuit, el cilindre mestre del fre funcionarà d’una manera diferent. La primera vàlvula, pel seu moviment, acciona el segon pistó. Aquest últim es mou lliurement fins que la parada arriba al final del cos del cilindre. A causa d’això, la pressió del circuit primari comença a augmentar i el vehicle es frena.

Fins i tot si el recorregut del pedal del fre augmenta a causa de les fuites de fluid, el vehicle seguirà controlant. Tot i això, la frenada no serà tan efectiva.