Tipus de sistemes de fre: el principi de funcionament dels frens de tambor i de disc
Contingut
El sistema de fre està dissenyat per controlar la velocitat del cotxe, aturar-lo i mantenir-lo al seu lloc durant molt de temps utilitzant la força de frenada entre la roda i la carretera. La força de frenada pot ser generada per un fre de roda, un motor de vehicle (anomenat fren de motor), un retardador hidràulic o elèctric a la transmissió.
Per implementar aquestes funcions, s'instal·len els següents tipus de sistemes de frens al cotxe:
- Sistema de fre en funcionament. Proporciona desacceleració controlada i parada del vehicle.
- Sistema de fre de recanvi. S'utilitza en cas de fallada i mal funcionament del sistema de treball. Realitza funcions similars al sistema de treball. Un sistema de fre de recanvi es pot implementar com un sistema autònom especial o com a part d'un sistema de fre en funcionament (un dels circuits d'accionament del fre).
- Sistema de fre d'estacionament. Dissenyat per mantenir el cotxe al seu lloc durant molt de temps.
El sistema de frenada és el mitjà més important per garantir la seguretat activa del cotxe. Als cotxes i diversos camions, s'utilitzen diversos dispositius i sistemes per augmentar l'eficiència del sistema de frenada i l'estabilitat de frenada.
Com funciona el sistema de fre
Quan premeu el pedal de fre, la càrrega es transfereix a l'amplificador, la qual cosa crea força addicional al cilindre principal de fre. El pistó del cilindre mestre de fre bomba el líquid a través de canonades fins als cilindres de les rodes. Això augmenta la pressió del fluid a l'accionador de fre. Els pistons dels cilindres de les rodes mouen les pastilles de fre als discs (tambors).
Més pressió sobre el pedal augmenta la pressió del fluid i s'activen els frens, la qual cosa frena la rotació de les rodes i l'aparició de forces de frenada en el punt de contacte dels pneumàtics amb la carretera. Com més força s'aplica al pedal de fre, més ràpid i més eficient es frenen les rodes. La pressió del fluid durant la frenada pot arribar als 10-15 MPa.
Al final de la frenada (alliberant el pedal del fre), el pedal sota la influència d'una molla de retorn es mou a la seva posició original. El pistó del cilindre principal de fre es mou a la seva posició original. Els elements de molla allunyen les pastilles dels discos (tambors). El líquid de fre dels cilindres de les rodes és forçat a través de canonades cap al cilindre principal de fre. La pressió al sistema baixa.
Tipus de sistemes de fre
El sistema de fre combina el mecanisme de fre i l'accionament del fre. El mecanisme de fre està dissenyat per crear el parell de frenada necessari per frenar i aturar el cotxe. Els mecanismes de fre de fricció s'instal·len als cotxes, el funcionament dels quals es basa en l'ús de forces de fricció. Els mecanismes de fre del sistema de treball s'instal·len directament a la roda. El fre d'estacionament es pot situar darrere de la caixa de canvis o la caixa de transferència.
Depenent del disseny de la part de fricció, n'hi ha tambor i disc mecanismes de fre.
El mecanisme de fre està format per una part giratòria i una part fixa. Com a part giratòria mecanisme de tambor s'utilitza un tambor de fre, una part fixa: pastilles o bandes de fre.
part giratòria mecanisme de disc representat per un disc de fre, fixat - per pastilles de fre. Als eixos davanter i posterior dels cotxes de passatgers moderns, per regla general, s'instal·len frens de disc.
Com funcionen els frens de tambor
Les principals parts internes dels frens de tambor són:
- Tambor de fre. Un element fet d'aliatges de ferro colat d'alta resistència. Està muntat en un cub o un eix de suport i serveix no només com a part de contacte principal que interactua directament amb els coixinets, sinó també com a carcassa on es munten totes les altres peces. La part interior del tambor de fre està rectificada per a la màxima eficiència de frenada.
- Coixinets. A diferència de les pastilles de fre de disc, les pastilles de fre de tambor tenen forma semicircular. La seva part exterior té un recobriment especial d'amiant. Si s'instal·len pastilles de fre en un parell de rodes posteriors, una d'elles també està connectada a la palanca del fre d'estacionament.
- Molles de tensió. Aquests elements estan units a les parts superior i inferior dels coixinets, evitant que es moguin en diferents direccions al ralentí.
- Cilindres de fre. Es tracta d'un cos especial de ferro colat, als dos costats del qual es munten els pistons de treball. S'activen per la pressió hidràulica que es produeix quan el conductor prem el pedal del fre. Les parts addicionals dels pistons són segells de goma i una vàlvula per eliminar l'aire atrapat al circuit.
- Disc protector. La peça és un element muntat al cub al qual s'uneixen cilindres i pastilles de fre. La seva fixació es realitza mitjançant pinces especials.
- Mecanisme d'autoavanç. La base del mecanisme és una falca especial, que s'aprofundeix a mesura que es desgasten les pastilles de fre. La seva finalitat és assegurar una pressió constant de les pastilles a la superfície del tambor, independentment del desgast de les seves superfícies de treball.
**Els components enumerats per nosaltres són generalment acceptats. Són utilitzats per la majoria dels principals fabricants. Hi ha una sèrie de peces que algunes empreses instal·len de manera privada. Així, per exemple, són els mecanismes per portar els coixinets, tot tipus de separadors, etc.
Com funciona?: el conductor, si cal, prem el pedal, creant una pressió augmentada en el circuit de fre. El sistema hidràulic pressiona els pistons del cilindre mestre, que accionen les pastilles de fre. "Divergeixen" cap als costats, estirant les molles d'acoblament i arriben als punts d'interacció amb la superfície de treball del tambor. A causa de la fricció que es produeix en aquest cas, la velocitat de gir de les rodes disminueix i el cotxe s'alenteix. L'algorisme general per al funcionament dels frens de tambor és exactament així. No hi ha diferències significatives entre sistemes amb un pistó i dos.
Avantatges i desavantatges dels frens de tambor
Entre mèrits El sistema de tambor es pot distingir per la senzillesa del disseny, una gran àrea de contacte entre les pastilles i el tambor, el baix cost, la generació de calor relativament baixa i la possibilitat d'utilitzar líquid de fre de baix cost amb un punt d'ebullició baix. A més, entre els aspectes positius hi ha un disseny tancat que protegeix el mecanisme de l'aigua i la brutícia.
Desavantatges dels frens de tambor:
- resposta lenta;
- inestabilitat de rendiment;
- mala ventilació;
- el sistema treballa per trencar-se, cosa que limita la força de pressió admissible de les pastilles a les parets del tambor;
- amb frenades freqüents i càrregues elevades, és possible la deformació del tambor a causa d'un fort escalfament.
En els cotxes moderns, els frens de tambor s'utilitzen cada cop menys. Bàsicament es posen a les rodes posteriors en models econòmics. En aquest cas, també s'utilitzen per posar frens d'estacionament.
Al mateix temps, augmentant la mida del tambor, és possible aconseguir un augment de la potència del sistema de fre. Això va provocar l'ús generalitzat de frens de tambor en camions i autobusos.
Com funcionen els frens de disc
El mecanisme de fre de disc consisteix en un disc de fre giratori, dues pastilles fixes muntades a l'interior de la pinça a banda i banda.
En aquest sistema, les pastilles muntades a la pinça es pressionen per ambdós costats als plans del disc de fre, que es cargola al cub de la roda i gira amb ell. Les pastilles de fre metàl·liques tenen revestiments de fricció.
La pinça és un cos fet de ferro colat o alumini en forma de suport. A l'interior hi ha un cilindre de fre amb un pistó que pressiona les pastilles contra el disc durant la frenada.
El suport (pinça) pot ser flotant o fix. El suport flotant es pot moure al llarg de les guies. Té un pistó. La pinça de disseny fix té dos pistons, un a cada costat del disc. Aquest mecanisme és capaç de pressionar les pastilles contra el disc de fre amb més força i s'utilitza principalment en models potents.
Els discos de fre estan fets de ferro colat, acer, carboni i ceràmica. Els discs de ferro colat són econòmics, tenen bones qualitats de fricció i una resistència al desgast força alta. Per tant, s'utilitzen més sovint.
L'acer inoxidable tolera millor els canvis de temperatura, però les seves propietats de fricció són pitjors.
Els discos de carboni lleugers tenen un alt coeficient de fricció i una excel·lent resistència a la calor. Però requereixen preescalfament i el seu cost és massa elevat. L'abast dels discos de fre de carboni són els cotxes esportius.
La ceràmica és inferior a la fibra de carboni pel que fa al coeficient de fricció, però funciona bé a altes temperatures, té una força important i resistència al desgast a baix pes. El principal desavantatge d'aquests discs és l'alt cost.
Avantatges i desavantatges dels frens de disc
Els avantatges dels frens de disc:
- menys pes en comparació amb el sistema de tambor;
- facilitat de diagnòstic i manteniment;
- millor refrigeració a causa del disseny obert;
- funcionament estable en un ampli rang de temperatures.
Inconvenients dels frens de disc:
- dissipació de calor important;
- la necessitat d'amplificadors addicionals a causa de l'àrea limitada de contacte entre els coixinets i el disc;
- desgast dels coixinets relativament ràpid;
- el cost és superior al del sistema de tambor.
