2 SISTEMUL DE FRÂNARE AL AUTOMOBILULUI

download 2 SISTEMUL DE FRÂNARE AL AUTOMOBILULUI

of 22

Transcript of 2 SISTEMUL DE FRÂNARE AL AUTOMOBILULUI

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    1/22

    SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    Sistemul de frnare servete la:

    reducerea vitezei automobilului pn la o valoare dorit sau chiar pn la oprirea lui; imobilizarea automobilului n staionare, pe un drum orizontal sau n pant; meninerea constant a vitezei automobilului n cazul coborrii unor pante lungi;

    Sistemul de frnare are un rol deosebit de important n asigurarea securitii circulaiei.Eficacitatea SF asigur punerea n valoare a performanelor de vitez ale automobilului. Cu ct sistemul defrnare este mai sigur, performanele de vitez ale automobilului sunt mai mari. n timpul frnrii, o partedin energia cinetic a automobilului se transform n energie caloric, iar o parte se pierde pentrunvingerea rezistenelor care se opun deplasrii automobilului (tabelul 8.1).

    Tab. 8.1Bilanul energetic al procesului de frnare

    Energiaautomobiluluise pierde prin

    Fora de acionare la pedal [daN] Blocarea roilor0 10 30 40 50 Roile

    din spateToateroile

    Frecarea n frne[%]

    0 61 81 84 86 49 0

    Rezistena la rularei pierderile ntransmisie [%]

    87 32 14 11 8 4 0

    Rezistena aerului[%]

    13 7 3 3 2 2 2

    Patinarea pneurilor[%]

    0 0 2 2 4 45 98

    Eficiena frnelor se apreciaz dup distana pe care se oprete un automobil avnd o anumit vitez.Pentru nu a produce fore de frnare prea mari, care ar depi fora de aderen, este necesar ca

    frnarea automobilului s fie integral. n acest scop, toate roile sunt prevzute cu frne i deci ntreagagreutate a automobilului este o greutate aderent.

    Cerinele impuse sistemelor de frnare: eficacitate, apreciat prin deceleraia obinut. Este limitat de valoarea aderenei pneu-cale ide factori biologici; stabilitate capacitatea automobilului de meninere a traiectoriei pe timpul frnrii. Depinde detipul i starea frnelor i a cii de rulare; fidelitate obinerea aceleiai deceleraii la toate roile pentru un efort de acionare determinat; confort progresivitatea frnrii, eforturi reduse la pedal, absena zgomotelor i a vibraiilor.

    Un sistem de frnare trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: s asigure o frnare total i sigur. Parametrii capacitii de frnare ai automobilului suntvaloarea deceleraiei maxime care se poate obine i spaiul de frnare minim n funcie de vitez i de

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    2/22

    valoarea coeficientului de aderen. Cerinele de securitate impun ca, la proiectarea automobilelor,sistemul principal de frnare s permit realizarea unei deceleraii maxime de 6...6,5 m/s2 pentruautoturisme i 6 m/s2 pentru autocamioane i autobuze.

    Deceleraia pentru frna de siguran trebuie s fie egal cu cel puin 30% din deceleraia frneiprincipale (n practic cam 50%, adic 3...3,5 m/s2).

    s asigure stabilitatea automobilului pe timpul frnrii. Stabilitatea depinde de uniformitateadistribuirii forelor de frnare la roi, de uniformitatea momentelor de frnare n cazul variaieicoeficientului de frecare (de obicei ntre 0,28...0,30) i de tendinele frnelor spre autoblocare. Pentruevitarea blocrii se utilizeaz sisteme ABS; s asigure imobilizarea automobilului n orice condiii; s fie capabil de anumite deceleraii impuse; s realizeze distribuirea corect a efortului de frnare la puni. Aceasta determincapacitatea de frnare i comportarea automobilului pe timpul frnrii, pe diferite tipuri de drumuri; s nu depind de gradul de ncrcare. Pentru aceasta este nevoie de reglarea forelor defrnare n funcie de sarcina dinamic pe punte, care n principal se realizeaz cu ajutorul corectoarelorde frnare, introduse de obicei n circuitul frnelor din spate. Ele constau din limitatoare sau

    repartitoare de presiune. frna s fie progresiv, fr ocuri. Pentru ca frnarea s nu aib o influen duntoare,trebuie ca forele de frnare s creasc lin, iar ntre efortul aplicat de conductor pe pedala de frn iaciunea de frnare s existe o corelaie pe ct posibil linear (progresivitatea frnrii); s intre rapid n funciune; frnarea s nu fie influenat de denivelrile drumului i de virarea automobilulului; s nu necesite din partea conductorului un efort prea mare; efortul aplicat la mecanismul de acionare al sistemului de frnare s fie proporional cudeceleraia, pentru a permite conductorului s obin intensitatea dorit a frnrii. Datorit folosiriifrecvente a sistemului de frnare, pentru a se evita obosirea conductorului, efortul necesar acionriipedalei trebuie s fie cuprins ntre anumite limite (max. 70 daN la autocamioane i autobuze, cu ocurs maxim a pedalei de 180 mm; 50 daN la autoturisme la autocamioane i autobuze, cu o cursmaxim a pedalei de 150 mm). n cazul utilizrii servomecanismelor, cursa maxim a pedalei de frnnu depete de obicei 40...50 mm, ceea ce faciliteaz conducerea automobilului. La proiectare sepoate alege un efort de 4,5 daN/fiecare 1 m/s2 deceleraie la frnare; fora de frnare s acioneze n ambele sensuri de micare ale automobilulu; frnarea s nu se fac dect la intervenia conductorului; s nu fac posibil acionarea concomitent a pedalelor de frn i de acceleraie. Distanantre cele dou pedale trebuie s fie de min. 80 mm. Este indicat ca pedala de frn s fie la acelainivel sau cu pn la 50 mm deasupra celei de acceleraie. Limea pedalei de frn trebuie s fie demin. 70 mm, iar cursa maxim s nu depeasc 200 mm. Distana fa de podea a suprafeei pedalei

    de frn s nu depeasc 180...200 mm. n stare neacionat, planul pedalei trebuie s fieperpendicular pe planul de acionare; s asigure evacuarea cldurii care ia natere n timpul frnrii. Regimul termic al frnelor, ncazul unor utilizri normale, nu trebuie s depeasc temperatura de 300o C, pentru a asiguraconstanta coeficientului de frecare; s aib fiabilitate ridicat i siguran pe timpul funcionrii n toate codiiile de lucru.Datorit rolului pe care l are n sigurana circulaiei, se impune o fiabilitate de 100%. Msuri:introducerea sistemelor de frnare cu mai multe circuite, utilizarea avertizoarelor;

    2

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    3/22

    s se regleze uor sau chiar automat; s aib o construcie simpl;

    8.1 CLASIFICAREA SISTEMELOR DE FRNARE

    Pentru a se obine un control sigur asupra vitezei automobilului sau asupra pstrrii poziieiacestuia n stare de repaus se prevd pentru automobil doua sau mai multe sisteme de frnare n funcie denecesiti.

    Sistemele de frnare se clasific dup mai multe criterii (figura 8.1):

    Fig. 8.1 Clasificarea sistemelor de frnare

    - Sistemul de frnareprincipalare sarcinile de a reduce viteza automobilului pn la valoarea

    dorit sau de a pstra viteza acestuia la o valoarea constant, de a opri automobilul i de a-l pstra npoziie de repaus, indiferent de vitez, ncrcare i unghi de pant n limitele pentru care automobilul afost construit. Acest sistem acioneaz asupra tuturor roilor i mai este cunoscut i sub denumirea defrn de serviciu sau frn de picior.- Sistemul de frnare de siguran trebuie s nlocuiasc frna de serviciu la defectareaacestuia. Frna de siguran trebuie s aib un mecanism independent de frna de serviciu care spoate fi acionat fr a lua ambele mini de pe volan. Astfel, frna de mn este i frn de serviciupentru majoritatea soluiilor constructive actuale, care poate aciona pe toate roile unuia dintre puni.

    Clasificare

    Dup utilizareDup locul de

    amplasareDup soluiaconstructiv

    Dup mecanismulde acionare

    Sistem principal

    Sistem desiguran

    Sistem staionar

    Sistem auxiliar

    Sistem suplimentar

    Pe roi

    Pe transmisie

    Cu tambur

    Cu disc

    Combinate

    Cu acionaredirect

    Cu servoacionare

    Cu acionare mixt

    3

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    4/22

    Acest sistem poart numele de frn de avarie.- Sistemul de frnare pentru staionare are rolul de a imobiliza autoturismul n pant nabsena conductorului auto, un timp nelimitat. Acesta are un mecanism de comand independent decel al frnei principale ce trebuie s poat fi acionat cu o singur mn n timpul conduceriiautomobilului. Dup modul de acionare este cunoscut i sub denumirea de frn de mn, dar i se mai

    spune i frn de parcare sau de ajutor.- Sistemul de frnare auxiliar, existent la unele tipuri de autovehicule, are rolul de a dubla ncaz de necesitate frna principal;- Sistemul de frnare suplimentar are rolul de a dispersa o parte din energia cinetica aautoturismului ce este frnat i care este folosit pentru a evita supranclzirea sistemului de frnareprincipal. Mai poart numele de dispozitiv de ncetinire. Se utilizeaz pentru meninerea vitezeiconstante a automobilului la coborrea unor pante lungi, fr utilizarea ndelungat a frnei deserviciu. Se utilizeaz n cazul autovehiculelor mari sau a celor destinate special s fie utilizate nregiuni muntoase sau cu teren accidentat. Contribuie la micorarea uzurii frnei principale i lasporirea securitii circulaiei.

    Securitatea circulaiei impune existena la orice autovehicul a primelor dou sisteme de

    frnare. Frna cu tambur este un tip de frana care are un cilindru din fier turnat, gol pedinauntru, care se invarte odata cu roata. Placute de frana curbate intra in contact fortat cu parteainterioara a acestui cilindru si asigura franarea rotilor (figura 8.2). Frana foloseste un tambur rotitorinchis si placute fixe (saboti). Atunci cand pedala de frana este apasata, sabotii intra in contact cuperetele tamburului si incetinesc miscarea rotii. Franele cu tambur se folosesc de obicei la rotile dinspate. Franele cu tambur sunt predispuse la uzura si se incalzesc destul de usor, acest lucrumicsorandu-le eficienta.

    Fig. 8.2 Frn cu tambur

    Frna cu discuri este un tip de frana in care doua placute rezistente la frecare strang deo parte si de alta un disc de otel care este fixat de roata (figura 8.3). Este folosita atat la masinile decurse, la cele sport cat si la cele de transport pasageri. Frana cu discuri este mult mai eficienta latemperaturi ridicate sau la conditii de umezeala fata de frana cu tambur.

    4

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    5/22

    Fig. 8.3 Frn disc

    8.2 DIAGRAMA FRNRII AUTOVEHICULULUI

    n figura 8.4 se prezint variaia forei de frnare i a deceleraiei n funcie de timp, precum iintervalele de timp ale procesului de frnare. Semnificaia celor cinci timpi este urmtoarea:

    Fig. 8.4 Diagrama procesului de frnare la automobile

    t1este timpul dereacie al conductorului din momentul sesizrii necesitii de frnarei pn la nceperea cursei utile a pedalei. n acest timp se efectueaz urmtoarele operaii: mutareapiciorului pe pedala de frn i nlturarea jocurilor din sistemul de comand al frnei. Acest timp aredurata de 0,4...1,5 s, timp care se poate reduce la 0,4...0,6 s n cazul n care conductorul a fostprevenit asupra efecturii manevrei; t2este timpul din momentul nceperii cursei active a pedalei de frn pn la nceperea

    5

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    6/22

    aciunii de frnare (timpul de ntrziere al mecanismului de acionare a frnei). Depinde de tipulmecanismului de acionare a frnei i se datoreaz jocului din articulaii i deformaiilor elastice aleprghiilor i tijelor n cazul acionrii mecanice, sau rezistenelor la curgerea fluidului n cazulacionrii hidraulice. t2 are valoarea 0,02...0,05 s n cazul acionrii hidraulice, respectiv 0,20...0,50 sn cazul acionrii pneumatice. De remarcat c pe timpul primilor doi timpi automobilul i pstreaz

    practic viteza iniial de deplasare. t3este timpul din momentul nceperii aciunii forei de frnare pn la atingerea valoriisale constante. La frnele cu acionare hidraulic t3 = 0,1...0,2 s, iar la cele cu acionare pneumatic t3= 0,5...1,0 s (t3 poate atinge 1,5 s n cazul autotrenurilor cu acionare pneumatic). t4 este timpul de frnare propriu-zis, cnd are loc o frnare intensiv cu valoareconstant, corespunztoare forei dezvoltate asupra pedalei de frn. n cazul forei de frnare maximese obine spaiu de frnare minim. t5 este timpul de slbire a pedalei de frn, pn la anularea forei de frnare.t5 = 0,2...0,3 s la frnele cu acionare hidraulic i t5 = 1,5...2,0 s la frnele cu acionare pneumatic,limita superioar fiind pentru autotrenuri. Acest timp nu influeneaz spaiul de frnare.

    8.3 PARAMETRII CAPACITII DE FRNARE

    8.3.1 Spaiul de frnare Sf se determin prin nsumarea componentelor care corespundprimilor patru timpi din diagrama de frnare, cu relaia:

    Sf min = vai/3,6.(t1 + t2 + t3/2) + v2ai/(26.g. ) - .g.t32/24 (8.1)

    relaie n care:- vai reprezint viteza iniial a automobilului n km/h;- g este acceleraia gravitaional;- - coeficientul de aderen.

    Termenul v2ai/(26.g. ) reprezint spaiul minim de frnare corespunztor timpului t4.8.3.2 Deceleraia maxim af maxcorespunztoare timpului t4, n cazul unui automobil n pant

    p, frnat pe toate roile, se determin cu relaia:

    af max = (. cos + p).g(8.2)

    sau, n cazul unui drum orizontal:

    af max = . g (8.3)

    Deceleraia medie af med corespunztoare spaiului de frnare, ce depinde de parametriiautomobilului i calitatea drumului, este dat de relaia:

    Af med = v2ai/26.Sf (8.4)

    Datorit faptului c spaiul de frnare este un parametru care reflect mai evident corelaiadintre calitile de frnare i securitatea circulaiei, rezult tendina utilizrii lui la aprecierea eficieneifrnrii. Determinarea spaiului de frnare n care se efectueaz oprirea automobilului, se face n

    6

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    7/22

    general n urmtoarele condiii: automobilul comlet ncrcat, oseaua orizontal i uscat, vitezainiial 30 km/h.

    n unele ri, aprecierea calitii frnrii se face att pe baza spaiului de frnare ct i aldeceleraiei medii (tabelele 8.2 i 8.3).

    Tab. 8.2Performane de frnare pentru diferite tipuri de automobile, prevzute de normativeledin Frana

    Tipul automobilului Formula de calcul pentruSf max

    Deceleraia maxim[m/s2]*

    Autoturisme Sf = 0,60.(0.1.vai)2 + 0,25.vai 6,5/5,5Autocamioane i autobuzecu G < 16000 daN

    Sf = 0,75.(0.1.vai)2 + 0,30.vai 5,5/4,5

    Autocamioane i autobuzecu G > 16000 daN

    Sf = 0,80.(0.1.vai)2 + 0,30.vai 5,0/4,25

    *La numrtor este dat deceleraia pentru automobilele noi, iar la numitor pentru automobileleaflate n exploatare

    Tab. 8.3Performanele de frnare minime admisibile pentru diferite tipuri de automobile n U.E.

    Tipul automobilului Vitezade ncercare

    Efortul maximadmis lapedal

    Formula de calculpentru Sf m

    Deceleraiamedie[m/s2]

    Autoturisme 80 50 0,1.vai + vai2/150 5,8Autobuze cu G < 5000 daN 60 70 0,15.vai + vai2/130 5

    Autobuze cu G >16000 daNAutocamioane cuG < 3500 daN

    70 70 0,15.vai + vai2/115 4,4

    Autocamioane cuG = 3500...12.000 daN

    50

    Autocamioanecu G > 12000 daN

    40

    n figura 8.5 este dat spaiul de frnare a diferitelor tipuri de automobile din SUAdeterminat pentru o vitez iniial de 32 km/h (ideal: pentru autoturisme S f = 9 m, iar pentru autocamioane

    Sf = 12 m.

    7

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    8/22

    Fig. 8.5 Spaiul de frnare determinat n condiii de exploatare

    1-autoturisme; 2-autocamioane 4x2; 3-autocamioane 6x6; 4-autotrenuri

    8.4 CONSTRUCIA FRNELOR DISC

    Frnele cu disc s-au rspndit mult ncepnd din 1960, fiind ataate la autoturisme i laabsolut toate automobilele de sport i de curse. Afirmate n aviaie din anii 1938-1939, acestea auintrat spectaculos n meniul auto n celebra curs de durabilitate 24 de ore de la Le Mans n care cele3 Jaguar-uri ctigtoare ncepeau frnarea cu 300 metri mai trziu dect concurenii care aveau frnecu tambur.

    Avantajele cele mai importante ale frnei disc sunt:- meninerea eficacitii frnrii la cald (rezistena la oboseal);- posibilitatea mririi suprafeelor garniturilor de frecare i, prin urmare, micorarea

    presiunii specifice dintre ele;- sensibilitate redus fa de variaia coeficientului de frecare;- meninerea egalitii frnelor ntre cele 2 roi ale aceleiai osii;- presiune uniform pe toat suprafaa de frnare;- aciune constant 360 grade de rotaie a roii;- rcire prin contact direct cu aerul i pe suprafa mare;- nclzirea discului nu provoac creterea cursei saboilor;- curs constant i posibilitatea reglrii foarte precise;

    - nu produce zgomot dezagrebil;- frnarea este identic n ambele sensuri de mers;- avnd joc mort minim se poate lucra cu un raport de multiplicare mai mare, deci cu presiuni

    mrite sabot/ disc;- jocul minim asigur intrarea n aciune cu cteva sutimi de secund mai devreme, deci,

    reducerea ntrzierii mecanice;- sub efort mare discul nu se deformeaz nici la cald i nici la rece;- uzurile la disc sau la ferodou se pot constata vizual fr a demonstra nimic;

    8

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    9/22

    - plcuele uzate pot fi nlocuite repede i usor.Tipul acesta de frne se aplic, n special, la roile din fa care sunt cele mai solicitate la frnare.

    La automobilele care prezint frne cu tambur, frnrile puternice i repetate ( coborrea uneipante lungi) determin nclzirea tamburilor mai repede dect saboii care sunt protejai de cldurdatorit calitilor izolante ale ferodoului, astfel n cteva secunde, diametrul unui tambur poate crete

    cu peste 1 mm. Deci, dac la rece sabotul calc pe toat lungimea, la cald el calc numai pe o micporiune situat aproximativ la mijlocul sabotului.Dup cteva zeci de frnri puternice sabotul se nclzete uzndu-se destul, astfel nct poate

    clca din nou pe o lungime mai mare. Dup terminarea frnrilor se produce un fenomen invers:tamburul se rcete mult mai repede dect saboii. n acest caz, la o nou frnare, saboii vor clca petambur numai la capete, adic iar pe o suprafa insuficient. La frna disc nu apar astfel de probleme.

    Dezavantajele acestui tip de frne:- ferodourile, pistonaele, garnitura i lichidul se supranclzesc;- discurile se suprnclzesc mai repede, se oxideaz i se consum;- ferodourile se uzeaz chiar i fr a folosii frnele din cauza prafului i noroiului;- raza medie a discului este mai mic dect n cazul tamburilor;-

    nu au servo-efect;- necesit asistare la automobilele relativ uoare.

    Fig. 8.6 Tipuri de frne cu disc

    8.4.1 Frne cu disc deschise

    Se utilizeaz de regul la autoturisme. Se compun dintr-un disc 2 montat pe butucul roii 3 iun suport 5 n care se gsesc pistoanele 4, prevzute cu garnituri de frecare 1. Cadrul monobloc semonteaz flotant sau fix de talerul frnei (figura 8.7). Cadrul trebuie s fie suficient de robust pentru a

    nu se deforma sub aciunea forelor mari.Discul poate fi montat pe butucul roii fie pe circumferina interioar fie pe circumferinaexterioar. Ultima soluie previne posibilitatea deformrii discului i asigur o rcire mai bun a lui.

    Frne cu disc

    De tip deschis De tip nchis

    9

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    10/22

    Fig. 8.7 Frn cu disc deschis, cu dublu efect1-garnituri de frecare; 2-disc; 3-butucul roii; 4-pistoane; 5-cadru

    La soluiile n care cadrul se monteaz flotant, pe punte exist un singur cilindru de acionare,dispus numai pe una din feele discului. n acest caz cursa pistonului de acionare este dubl fa deaceea de la frnele cu cadru fix (figura 8.8).

    Fig. 8.8 Frn cu disc deschis cu un singur cilindru1-cadru; 2-garnitur de protecie piston; 3- garnitur de etanare piston; 4- garnitur de etanare ax 8;

    5-rondel; 6-capac levier de comand al frnei de mn; 7-arc disc; 8-ax; 9- levier de comand alfrnei de mn; 10-aib; 11-rulment axial; 12manon; 13-arc; 14-piston

    10

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    11/22

    Frnele cu disc sunt acionate de ctre conductorul auto prin intermediul pedalei de frn. Pedalaacioneaz la rndul su o pomp central constituit din cilindru principal cu piston i rezervorulcompensator pentru lichidul de frn, acest ansamblu avnd rolul de a creea presiune n tubulaturarigid. Din cauz c roile au i micri de oscilaie fa de caroserie, conductele de legtur dintretubulatura rigid i cilindrii hidraulici sunt flexibile. Fora normal de contact ntre discuri i plcue

    este realizat de cilindrii hidraulici. Frna de staionare, avnd i rol de frn de siguran, este formatdintr-o manet, cablul principal de transmitere a forei de frnare i cablul secundar de transmitere laroile punii spate a forelor de frnare. Frna de mn acioneaz tot asupra plcuelor frneiprincipale, dar avnd un mecanism independent cu prghie acionat de un cablu secundar.

    Aceast frn, datorit faptului c discul se dilat puin n planul axial, permite ca jocul dintredisc si garniturile de friciune s fie meninut la valori mai mici dect la frnele cu tambur.

    n general frnele cu disc de tip deschis nu posed efect servo i prin urmare au o eficacitateslab. Unele frne cu disc deschis pot asigura un anumit efect servo, care este meninut ns la valorimoderate. Din acest motiv pentru a realiza acelai moment de frnare ca la o frn cu tamburpresiunea n conducte va trebui s fie de circa 2 ori mai mare, iar diametrele cilindrilor de acionare de2 2,5 ori mai mare ca valori corespunztoare frnei cu tambur. Datorit acestui fapt, n unele cazuri,

    n loc de un cilindru de un diametru mare (de fiecare parte a discului) se utilizeaz doi,trei sau chiarpatru cilindrii de acionare, de diametre mai mici pentru a nu reduce raza medie a discului frnei.Datorit faptului c forele de acionare trebuie s fie sensibil mai mari fa de frnele cu

    tambur, de regul se utilizeaz servomecanisme n sistemele de acionare.Unul dintre dezavantajele majore ale acestui tip de frne l constituie faptul c discul nu este

    protejat, fiind expus prafului, noroiului i altor elemente corozive. n schimb pistoanele cilindrilor delucru trebuie s aib o etanare sigur.

    Fixarea garniturilor de friciune pe plachei se face exclusiv prin lipire.Reglarea automat a jocului dintre disc i garniturile de frecare este necesar pentru

    compensarea uzurii garniturii. n figura 8.9 se prezint una din soluiile de reglare automat a acestuijoc, utilizat la autoturismele Renault i Dacia.

    Fig. 8.9 Dispozitiv de reglare automat a jocului la frna disc1,2-aibe; 3-manon de cauciuc; 4-piston; 5,7-garnituri; 6-inel elastic; 8-piuli; 9-bol

    11

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    12/22

    Fig. 8.10 Funcionarea frnei cu disc.

    La frna disc de la puntea din fa a autoturismului Dacia1300 cadrul monobloc (etrierul) 1 esteflotant, putndu-se deplasa fa de discul 6. n orificiul (cilindrul) etrierul se gsete pistonul 2, prevzut cu garnitura 3 avnd rolul de etanare i de readucere a pistonului n poziia iniial.Manorul 4 mpiedic ptrunderea impuritilor. Discul 6 este fixat cu uruburi de butucul roii,rotindu-se odat cu acesta.

    La apsare pe pedala de frn, lichidul ptrunde n cilindrul etrierului i deplaseaz pistonul 2 carela rndul su apas garnitura de frecare 7 pe disc. n acelai timp se produce i o deplasare lateral aetrierului astfel nct i a doua plcu de frn 5 va fi apsat pe disc.

    8.4.2 Frna cu disc nchis

    Aceast frn prezint avantajul unei bune protejri mpotriva ptrunderii apei i murdriei,putnd fi uor ermetizate. Se utilizeaz n special la autocamioane i autobuze. i aceste frne suntprevzute cu un dispozitiv de reglare automat a jocului dintre suprafeele n frecare.

    n figura 8.11 este prezentat o frn cu disc nchis, fabricat de firma Chrysler.Frnele cu disc nchise, avnd suprafeele de friciune foarte mari prezint avantajul unei uzuri

    mai reduse, datorit lucrului mecanic specific de frecare foarte mic. De asemenea, regimul termic estemai sczut dect la o frn cu saboi echivalent din punct de vedere al performanelor.

    12

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    13/22

    Fig. 8.11 Frn cu disc nchis1,2-discuri de friciune; 3-bile; 4-cilindri de acionare; 5-carcas rotitoare

    8.5 CONSTRUCIA FRNELOR CU TAMBUR I SABOI INTERIORI

    Exist mai multe tipuri de frne cu tambur i saboi interiori (figura 8.12):

    Fig. 8.12 Tipuri de frne cu tambur i saboi interiori

    Frne cutambur i

    saboi interiori

    SimplexDuplex

    (Twinplex)

    Duo-duplex(Twinplex)

    Servo (uni-servoi duo-servo)

    Cu deplasareegal a saboilor

    Cu deplasareindependent a

    saboilor

    13

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    14/22

    8.5.1 Frna simplexFrna simplex are n compunere un sabot primar i unul secundar, care pot fi articulai

    sau flotani. n funcie de modul de acionare a saboilor se deosebesc: frne cu deplasare egal asaboilor i fore de acionare diferite, respectiv frne cu deplasare independent a saboilor ifore de acionare egale.

    Frna cu deplasare egal a saboilor are o uzur egal a garniturilor de frecare. Momentulde frecare este piin mai redus. Deplasrile egale ale saboilor se realizeaz cu dispozitivemecanice cu o cam simpl sau cu pene transversale.

    Frna cu deplasare independent a saboilor i fore de acionare egale prezint o uzurmai mare a sabotului primar. Acionarea acestei frne se face n general cu un dispozitivhidraulic (cu pistoane avnd acelai diametru) i mai rar cu dispozitive mecanice. Are oconstrucie simpl i sigur.

    n figura 8.13 este prezentat o asemenea frn:

    Fig. 8.13 Construcia frnei simplex1-tij; 2-levier; 3,5-excentrice; 4,8-boluri; 6-taler; 7-piuli; 9,11,16,18-arcuri;10-prezon; 12-aib; 13P,14S-saboi; 15cablu de acionare; 14-cilindru receptor

    8.5.2 Frna duplexFrna duplex are n compunere doi saboi primari independeni care pot fi articulai sau

    flotani. Prin dispunerea saboilor astfel nct ambii s lucreze ca saboi primari, momentul defrnare crete mult.

    n cazul n care saboii sunt primari pentru ambele sensuri de rotaie ale tamburului, frnapoart denumirea de duo-duplex. Aceasta prezint avantajul unei eficaciti ridicate la ambelesensuri de mers.

    14

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    15/22

    Frna duplex este o frn echilibrat i realizeaz aceiai uzur a garniturilor de frecare.La multe automobile se ntlnete soluia cu frne duplex la roile punii din fa i frne

    simplex la roile punii din spate. Aceasta permite obinerea unei bune distribuii a forelor defrnare pe cele dou puni i pstrarea acelorai dimensiuni la majoritatea pieselor.

    n figura 8.14 se prezint construcia unei frne duo-duplex cu saboi flotani:

    Fig. 8.14 Construcia frnei duo-duplex

    1-tambur; 2,13-boluri de sprijin; 3,7-saboi; 4,8,11,12-arcuri de readucere; 5,9-dispozitive de reglaj; 6,10-cilindri receptori; 14,15-brae

    8.5.3 Frna servoFrna servo (frna cu amplificare) are doi saboi primari, iar sabotul posterior este

    acionat de ctre sabotul anterior. Datorit forelor de frecare dintre sabotul anterior i tambur,fora de acionare a sabotului posterior este mai mare n comparaie cu fora de acionare asabotului anterior. n acest mod, momentul de frnare se mrete substanial.

    n cazul n care saboii sunt primari numai la mersul nainte, frna poart denumirea deuni-servo, iar n cazul n care saboii sunt primari pentru ambele sensuri de mers, frna arenumele de duo-servo.

    Frna servo se utilizeaz la unele autoturisme cu capacitate cilindric mare, deoarece cu ofor relativ mic la pedal se asigur un moment de frnare mare, fr ntrebuinarea unuimecanism de acionare auxiliar.

    La autoturisme, unde repartiia sarcinilor pe puni este aproximativ aceeai, se maintlnete i soluia frn simplex pentru roile punii din spate i frn servo pentru roile puniidin fa, care are o eficacitate mai mare, ceea ce permite s se utilizeze n mod corespunztorgreutatea aderent inndu-se seama de redistribuirea greutii pe puni la frnare.

    Frna servo nu este echilibrat, ncrcnd suplimentar lagrele roii.

    15

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    16/22

    n figura 8.15 este prezentat construcia frnei duo-servo:

    Fig. 8.15 Construcia frnei duo-servo1,2-saboi; 3-tije; 4-dispozitiv de reglare; 5-reazem imobil; 6-cilindru receptor;

    7-excentric

    8.5.4 Acionarea saboilor de frn la frnele cu acionare hidraulic

    La frnele cu acionare hidraulic acionarea saboilor se face, n majoritatea cazurilor, cuajutorul unor cilindri n interiorul crora se afl nite pistonae.

    Cilindrii hidraulici de acionare pot fi cu dubl aciune sau cu simpl aciune. Cilindrii

    hidraulici cu dubl aciune au dou pistonae i se utilizeaz la frnele simplex, duo-simplex iduo-servo (figura 8.16a).

    Cilindrii hidraulici cu simpl aciune au un singur pistona i se ntrebuineaz la frneleduplex sau uniservo (figura 8.16b).

    Fig. 8.16 Cilindri hidraulici de frnarea- cilindru hidraulic cu simpl aciune; b- cilindru hidraulic cu dubl aciune1-pisonae; 2-garnitur cilindru; 3-garnitur burduf; 4-arc; 5-rozete; 6-tije

    16

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    17/22

    Cilindrii hidraulici sunt dispui n interiorul frnelor pe placa suport (taler). Pentrua se evita supranclzirea lichidului, cilindrii hidraulici nu se amplaseaz n imediataarpopiere a suprafeei de frecare a tamburului.

    Pentru evacuarea aerului din instalaia de frn, cilindrii hidraulici sunt prevzuicu supape de evacuare (figura 8.17).

    Fig. 8.17 Supap de evacuare (a) i seciune prin urubul 31,4,5-orificii; 2-capac; 3-urub; 6-canal

    8.6 MECANISME DE ACIONARE ALE SISTEMULUI DE FRNARE

    8.6.1 Acionarea mecanic a frnelor

    Acionarea mecanic este puin folosit la automobile, fiind pe cale de dispariie, frnele deserviciu i limitat la frnele de staionare. Mecanismul este format dintr-o serie de prghii, care prin

    intermediul unor tije sau cabluri, acioneaz direct asupra frnelor. Pentru a menine frna n stareacionat, acesta prevede un sistem de blocare.Acest tip de acionare prezint o serie de dezavantaje:

    - dificultatea frnrii concomitente a tuturor roilor;- dificultatea realizrii distribuiei dorite a forelor de frnare pe punile automobilului;- necesitatea unor reglaje frecvente i relativ complicate, datorita indeosebi deformatiilorelementelor componente;- randament scazut datorita numarului mare de articlatii, care in general nu se ung in exploatare.Datorita acestor dezavantaje, acest tip de actionare se intalneste numai la franele de siguranta sau destationare.

    8.6.2 Acionarea hidraulic a frnelor

    Acionare hidraulic a frnelor se ntlnete la majoritatea automobilelor, datorit avantajelor pecare le prezint:

    - franarea concomitenta a tuturor rotilor;- efortul de frnare este repartizat ntre puni, proporional cu greutatea repartizata;- este sigur o repartizare uniform a presiunii pe garniturile de frnare;

    17

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    18/22

    - un randament ridicat, datorita in special a rigiditatii mari a mecanismului de actionare;- posibilitatea tipizarii sistemelor de franare pentru automobile cu diferiti parametri -

    timp redus de intrare in actiune;- construcie simpl i uor de ntreinut;

    Principiul de funcionare se bazeaz pe transmitere forei de acionare exercitat de conductor

    asupra pedalei, la lichidul nchis n instalaia sistemului i folosirea presiunii dezvoltate n masalichidului pentru acionarea cilindrilor de frn.In cazul automobilelor cu greutate totala mai mare de 3500 daN, actionarea hidraulica necesita,

    aproape in mod obligatoriu, introducerea unui servomecanism. De asemenea, acesta este necesar laautomobilele prevazute cu frane cu disc.

    Sistemele de acionare hidraulic pot fi cu circuit simplu sau cu circuit dublu (figura 8.18).

    Fig. 8.18 Schema si sistemului de acionare hidraulic cu simplu circuit

    Pistonul 5 al pompei centrale 4 este acionat de pedala S prin tija 7. Presiunea lichidului,creeat,npomp, se transmite prin conductele 9 la cilindrii 1, de acionare a frnelor, din spate i la pistonaeleetrierului 13 de acionare a frnelor din fa care prin tijele pistoanelor 3 acioneaz garniturile defrnare. Arcurile 2 fac ca pistoanele cilindrilor 1 s nu se apropie. Arcurile 11 readuc saboii n poziia

    iniial, iar arcul 12 readuce pedala de frn S dup efectuarea frnrii.Soluia prezint dezavantajul c la fisurarea sau ruperea unei singure conducte,ntregul sistem

    devine inutilizabil.Sistemul de acionare hidraulic cu dou circuite la care frnele roilor din spate i ale roilor

    din fa sunt acionate prin conducte separate, elimin acest dezavantaj (fig. 8.19).

    18

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    19/22

    Fig. 8.19 Schema sistemului de acionare hidraulic cu circuit dublu.

    Pompa central este prevzut cu dou pistoane 1 i 2 i dou arcuri 3 i 4, spaiul arcurilor este

    umplut cu lichid de frn. La spaiul arcului 3 este racordat conducta 5 a frnelor din fa 8 iar laspaiul arcului 4 conducta 6 a frnelor din spate 7. n cazul cnd ambele circuite sunt n perfect starede funcionare pistonul 1 mpinge lichidul din spaiul arcului 3 n conducta 5 i prin intermediularcului 3 deplaseaz i pistonul 2 spre drepta mpingnd lichidul din spaiul arcului 4 prin conduct 6la cilindrii,respectiv pistonaele de frn.

    Pompa central sau cilindrul hidraulic principal (figura 8.20) constituie elementul de comand alacionrii hidraulice. Construcia ei depinde de numrul circuitelor de frnare, de tipulservomecanismului, etc..

    Fig. 8.20 Pompa central de frnare de la autocamioanele Roman

    Pompa central este format din corpul 1 n care este prelucrat cilindru pompei, pistonul 16,

    19

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    20/22

    rezervorul compensator de lichid 3 cu capacul 4, prevazut cu orificiu de aerisire, supapa dubl formatdin supapa de refilare 12 i supapa de reinere 11. Pistonul 16 are o construcie special, avndprevzute nite canale care permit trecerea lichidului la revenire i dou garnituri: garnitura principalsau de pompare 14 i garnitura secundar sau de etanare 17.

    Pistonul, la spate este prevzut cu aib de limitare a cursei 18 i cu inel de siguran 19. Pentru

    ca trecerea lichidului s fie blocat de garnitura 14, ntre acesta i capul pistonului se monteaz aiba15. Garnitura pistonului 14 i supapa 11 au arcuri separate 6 i 13, ambele sprijinindu-se pe disculgurit 7. Legtura dintre cilindrul pompei i rezervorul de compensare se realizeaz prin dou orificii:2 (compesnsator) i 5 (de egalitate.)

    Orificiul compensator alimenteaz pompa cu lichid din rezervor, la revenirea pistonului ipermite evacuarea aerului din compartimentul pistonului.

    Orificul de egalizare permite trecerea lichidului ntre cilindru i rezervor atunci cnd are locdilatarea lichidului i evacuarea aerului din pompa central.

    La ncetarea eforturilor de frnare, dac eliberarea pedalei se face lent, odat cu deplasareapistonului 16, sub aciunea arcului 6, spaiul din faa pistonului se umple cu lichidul rentors, dinconducte, ce deschide supapa de reinere 11. Dac eliberarea pedalei se face brusc, deplasarea rapid a

    pistonului spre stnga face ca n fa s se formeze o depresiune. Ajutat de aiba 15 garnitura 14 sedeprteaz de piston iar prin canalele pistonului, lichidul trece din compartimentul pistonului i umplespaiul din faa pistonului. Prin supapa S se face aerisirea pompei, iar prin reducia 10 etanat cugarnitura 9, legarea conductei de frn la corpul pompei.

    n figur 8.21 avem o pomp de frn dublu circuit ntlnit la autovehiculele marca Daewoo.

    Fig. 8.21 Pompa frn dublu circuit1.capac rezervor; 2.rezervor-lichid frn; 3.etanri-rezervor, 4.cleme siguran-rezervor,

    5.corp-cilindru principal; 6.-ansamblu piston-secundar, 7.piston-primar; 8.-inel siguran-piston;9.inel etanare; 10.-limitatoare frn.

    20

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    21/22

    Cilindrul receptor de frn se compune din corpul 1, prevzut cu un alezaj cilindric i un bosaj pentru recorsarea conductei de frne, prin care se primete lichidul. n interiorul cilindrului, prinintermediul inelelor 5 sunt fixate dou piese 4 n care se nurubeaz uruburile 3, prin care se regleazcursa pistonului S. La frnare, lichidul sub presiune, trimis de pompa central acioneaz asuprapistoanelor 2 ce vor ocupa poziii extreme, realiznd frnarea roilor cu ajutorul tijelor i al saboilor.

    Pe msur ce uzeaz garniturile de frecare de pe saboi, crete jocul dintre acestea i tambur,pistoanele 2 executnd o curs mai mare.

    Fig. 8.22 Cilindru receptor de frn

    1.capac antipraf-piston, 2.piston-cilindrul roii, 3.garnitur piston, 4.arcul ansamblului, 5.capac-supapde aerisire, 6.supap de aerisire, 7.cilindrul roii.

    Aceast construcie este ntlnit la cilindrul de frn spate,de la tipuri de automobile Daewoo.

    8 7 MATERIALE UTILIZATE N CONSTRUCIA SISTEMULUI DE FRNARE

    Tamburul se execut prin turnare din font cenuie simpl sau aliat (cu molibden, nichel icrom) i prin matriare din tabl de oel n care se toarn la partea interioar un inel de font aliat (ceimai utilizai). Turnarea se face prin centrifugare. Uneori pentru mbuntirea calitilor de friciuneale materialului, tamburul de la autoturisme se toarn din oel cu adaos de cupru.

    La unele autoturisme curs i sport se mntrebuineaz tambure avnd corpul turnat din aliaj dealuminiu, prevzute la interior cu un inel din font special. Pentru a realiza o legturcorespunztoare a inelului din font cu corpul, aliajul de aluminiu trebuie astfel ales nct coeficientullui de dilatare s fie aproximativ acelai ca i la font.

    Saboii se execut prin sudare sau matriare, din tabl de oel, sau se toarn din aliaje dealuminiu. Suprafaa de lucru a sabotului este acoperit cu o garnitur de friciune. Legtura dintresabot i garnitura de friciune se face prin nituire sau lipire cu clei termostatic (pe baz de rinifenolice).

    Garniturile de friciune au compoziiile asemntoare cu cea a garniturilor de friciune folositela discurile de ambreiaje.

    21

  • 8/3/2019 2 SISTEMUL DE FRNARE AL AUTOMOBILULUI

    22/22

    Niturile de fixare ale garniturilor sunt realizate dintr-un material moale (cupru sau alam)pentru ca la uzura garniturii de friciune acestea s nu deterioreze suprafaa de lucru a tamburului.

    n prezent se utilizeaz predominant fixarea garniturilor pe saboi prin lipire, datoriturmtoarelor avantaje: prezint o suprafa de frecare mai mare cu 7...15%; garniturile se pot utilizapn la o uzur apropiat de grosimea lor; lipsa vibraiilor la frnare; crete durata de serviciu a

    tamburilor cu peste 20%, etc.Cilindrii hidraulici sunt executai din font cenuie.Pistoanele cilindriilor sunt turnate din aliaj de aluminiu.