Calculul dinamic al autovehiculului BMW seria 3 model e90 și mecatronica siguraței active ale autovehiculelor [305713]

Calculul dinamic al autovehiculului BMW seria 3 model e90 și mecatronica siguraței active ale autovehiculelor

Calcul dinamic

Fișă tehnică BMW seria 3 E90

Exterior caroserie

Sedan , 4 uși, 5 scaune, geamuri transparente cu deschidere electrică . Oglinzile principale și oglinzile panoramice încălzite și reglare electică.

Opțional :

Funție de antiorbire automată a oglinzilor

Închiderea oglinzilor automată

Faruri xenon cu lupă și spălător

Lumini de ceață

Trapă

Aerodinamică

Optional :

Diverse tipuri de kit a bărilor față/spate și praguri M [anonimizat].

[anonimizat], tapițerie culoare standard neagră.

Opțional :

Ornamente interioare la culorile dinghidul acestora sau din lemn.

[anonimizat], airbag-uri, [anonimizat].

Opțional:

[anonimizat], [anonimizat]/stop.

Opțional

Pilot automat adaptiv

Diverse mărci și tipuri de echipamente audio

Kit de telefon handsfree

Faruri automate adaptive

Keyless Entry

Keyless Start

Preîncălzire

Siguranță și Securitate

Centuri de siguranță pentru 5 locuri, [anonimizat], închidere centralizată a ușilor, 2 chei.

Opțional:

[anonimizat] , ambele punti sunt independente.

Roți și anvelope

Jantele standard sunt din oțel de dimensiuni 205/55/16R.

Jante față/spate cu dimensiuni intre 16 – 19 R, lățime față 6,5 – 8,5, spate 6,5 – 9,5, ET 20 – 34 față/spate.

Lățimea anvelopei față 205 – 245 , lățimea anvelopei spate 205 – 265, raportul anvelopei față 35 – 55,raportul anvelopei spate 30 – 55, presiunea anvelipelor față 2,1 – 2,6 bari și spate 2,2 – 2,6 bari.

Opțiuni:

Diferite marci și tipuri de anvelope și jante.

Transmisie

Motor 122 kw (163 Cp), Emisie de noxe Euro 4, cutie de viteze manuală, 6+1 viteze, [anonimizat] ( Control de Teacțiune Dinamică).

Opțional:

Cutie de viteze automată în 6 [anonimizat]/spate, [anonimizat].

Dicurile din spate sunt mixte disc și tambur.

Opțional:

[anonimizat], volumele, greutate

Caroserie : sedan (berlină)

Număr de uși 4 (patru)

Număr de locuri 5 (cinci)

Ampatament/interaxă 2.7600 m (metrr)

Ecartament față 1.5000 m (metrr)

Ecartament spate 1.5130 m (metrr)

Lungime 4.5200 m (metrr)

Lățime 1.8170 m (metrr)

Înălțime 1.4210 m (metrr)

Capacitatea minima a portbagajului 460.0 l (litri)

Greutate proprie 1490 kg (kilograme)

Greutatea maximă 1950 kg (kilograme)

Capacitate rezervor 60.0 l (litri)

Istoria frânelor auto: [anonimizat] a adus cu sine o evoluție a tuturor sistemelor auxiliare cât și a celorlalte componente pentru mai bune performanțe și siguranță. În privința sistemului de frânare acesta a avut o mare evoluție până a ajunge la sistemul hidraulic modern cu discuri si placuțe, a trecut prin niște etape care azi ni s-ar părea amuzante. . Iată un scurt istoric al frânelor auto.

Placutele de frana din lemn, prima solutie eficienta in anii 1800

Vehicule precum trăsuri, utilaje pe aburi sau trenuri circulau încă din anii 1700 si toate aveau nevoie de un sistem care să le micșoreze viteza. De fapt, prin definiție,frâna este procesul prin care se convertește energia cinetică, de mișcare, într-o altă energie, de obicei termică. Si era absolut normal ca primele automobile care au luat naștere la sfârșitul anilor 1800 să împrumute sisteme de la aceste vehicule.

Nu trebuie să uităm că până în 1846, toate roțile erau din oțel sau din lemn cu o banda de oțel. Trenurile și trăsurile acelor vremuri frânau printr-o metoda foarte primitivă numită "Shoe Brake", ceea ce azi numim frână pe saboti. Adică un material de fricțiune apasă direct pe suprafața de rulare a roții metalice. Acestea erau de obicei niște blocuri din lemn legate de un levier acționat manual. Așa că am putea spune la modul general ca primele "plăcuțe de frână" au fost realizate din lemn. In ceea ce privește trenurile, uriașele roți din oțel erau încetinite cu aceeași metodă, dar în schimbul lemnului era utilizat tot… fierul. Începand cu 1846, când a fost inventat cauciucul solid pentru trăsuri, frânele au început să evolueze. Dar nu neaparat in bine. Tot acționate de un levier au apărut diferite sisteme de frânare: un țăruș mare din fier era împins în pământ și frecarea încetinea trăsura. Sau un bloc de lemn apăsa direct pe "jantă" de lemn din lateral, astfel încât să nu dăuneze benzii din cauciuc.

Din păcate, aceste sisteme de frânare cu frecare agresiva erau eficiente doar la viteze de maximum 30 de kilometri la oră. În cazul trenurilor, la începuturile dezvoltării căilor ferate, șinele erau în general instalate în linie dreaptă, astfel încat să se evite încetinierea la viteză mare. În plus, pentru că frâna pe roți era acționată tot manual, dar nu prin levier ca la căruțe, ci prin intermediul unei roți care acționa presiune treptat, era nevoie de vreo 2 kilometri pentru ca un tren sa se oprească complet de la o viteză de croazieră de circa 60 km/h. Mai ușor era cu trăsurile care schimbau aceste consumabile la fiecare 100 de kilometri parcursi: dar nu era greu. Te duceai cu toporul și făceai imediat o "plăcuta" de frână, adică un sabot uriaș de lemn, în doar câteva minute, pe care îl fixai cu niște cuie pe levierul de la bord.

Primele automobile: frânare doar pe spate cu ajutorul benzilor din piele

La fel ca și în cazul trăsurilor, primele automobile au folosit frânarea prin frecare cu saboți din lemn. Este și cazul primul automobil cu motor termic din lume, Benz Patent-Motorwagen din 1885, care se oprea cu ajutorul unui levier ce acționa două blocuri din lemn asupra rotilor din spate. Însa doi ani mai tarziu, automobilul a primit un "uppgrade" si frâna a fost îmbunătățita. Adică în locul frecării directe a fost instalată o bandă din piele de bovină cu mai multe straturi care, când se trăgea de levier se întindea și acționa prin frecare progresiva direct asupra volantei.

Odată cu anul 1895, în care frații Michelin, Andre și Edouard, au inventat anvelopa pneumatică, era clar că sistemele vechi de frânare, cu acționare directă asupra suprafeței de rulare, deveneau istorie. Și frânarea cu benzi din piele sau metalice, cu care a fost dotat primul automobil, au început să fie cât mai utilizate. Interesant este că, la acea vreme, producătorii se gândeau să oprească autoturismele aplicând forța de frecare asupra cardanului sau direct asupra motorului, nu asupra rotilor cum se întâmplă acum.

Abia prin 1899 au început să fie utilizate frâne specializate. Adică niște tamburi instalați lângă roata, asupra cărora acționau niște benzi metalice. Benzile erau flexibile si erau dotate cu material de fricțiune, ori piele, ori cauciuc, și acționau fie pe o singură roată, fie pe amândouă, printr-o pedală sau levier. De-a lungul timpului au fost experimentate diverse materiale de fricțiune, cum ar fi benzi căptușite cu plumb, lemn, bumbac sau păr de cămilă.

Problema cu aceste sisteme de frânare prin întindere era că își pierdeau complet eficiența pe timp de ploaie. În momentul în care se udau, din cauză că erau sisteme deschise, la vedere, materialul de fricțiune devenea alunecos și frânarea era inutilă. Nu degeaba, la inceputul anilor 1900, când ploua, mașinile erau lăsate acasă și chiar in unele țări era interzisă utilizarea vehiculelor autopropulsate in zilele ploioase.

Herbert Frood, fondatorul companiei Ferodo, cel care a inventat saboții moderni

Englezul Frood a inventat în 1897 un material de fricțiune din care a derivat ulterior plăcuțele moderne de frânare. Tot în același an, el a fondat compania Ferodo, specializată în benzi și saboți de frânare căptușiți cu materiale de fricțiune realizate dintr-un amestec de bitum si păr de animal. În scurt timp, compania Ferodo a devenit lider de piață și ulterior s-a specializat pe producția de saboți, plăcuțe și chiar discuri de frână. Primul automobil echipat cu frâne Ferodo a fost un model Roberts electric din Statele Unite care utiliza niște saboți căptușiți cu piele ce acționau în interiorul motorului de 2 cp direct asupra vibrochenului.

În anul 1898 a fost realizată și prima mașină electrică cu frâne electromagnetice. Nu trebuie să uităm că la acea vreme era în plină dezvoltare și industria energiei electrice cu care cochetau și producătorii de automobile. Americanul Elmer Ambrose Sperry a facut o mașină electrică cu discuri de frână ceva mai speciale: a montat câte un disc mare pe fiecare butuc ale roților din față asupra cărora apăsa un electromagnet mai multe discuri mici. Când curentul era pornit, niște arcuri retrăgeau micile discuri și astfel roata se învârtea liberă, iar când curentul era oprit se acționa frâna.

Prima servo-frână dateaza din 1899 și era de fapt un cablu…

Gottlieb Daimler a făcut în 1899 ceva ce azi avem cu totii la vehiculele noastre. Și anume, o servo-frână. Dacă astăzi frâna este asistată hidraulic și e nevoie de o apăsare ușoară a pedalei ca masina să încetinească, acum mai bine de 100 de ani lucrurile erau ceva mai primitive. Însă ideea de "frână asistată" datează de atunci. Acest Daimler, responsabil și cu vânzarea primului autoturism în 1892 dar și de invenția motorului cu ardere internă, s-a gândit că frâna manuală utilizată atunci putea fi acționată mult mai ușor de mâna unui șofer. El a înfășurat un cablu de metal pe un tambur, un capăt l-a prins de caroserie și unul de manetă. Și-a dat astfel seama că e nevoie de o fortă mult mai mică de apăsare și că frâna poate fi acționată mai progresiv, fără bruscarea automobilului.

Coleg si partener de afaceri cu Daimler era Wilhelm Maybach. El este inventatorul primului sistem de frânare cu sabot si tambur, sistem folosit și în zilele noastre. Sistemul lui Maybach utiliza niște role ce apăsau un inel pe partea interioara a tamburului care era încastrat în puntea spate a mașinii. E vorba de un Mercedes Simplex 1902 cu motor de 40 cp care avea acest sistem acționat manual pentru puntea spate și o frână auxiliară la pedala ce acționa asupra lanțului de transmisie. Pentru răcire, există un rezervor cu apă care răcea punctele de fricțiune când era apasată frâna.

În 1903 putem spune că a fost inventată cu adevărat servo-frâna pe o mașina numită Tincher, dezvoltată în Statele Unite de americanul Thomas L. Tincher. El nu folosea lichidul ca in zilele noastre ci aerul comprimat. Mașina lui avea o frână acționată pneumatic, dar aceasta nu și-a dovedit eficiența din cauză că aerul se comprimă si forța de apăsare trebuia să fie foarte mare.

De la benzi cu păr de cămilă la tamburi cu saboți interni și frâne pe disc

Chiar dacă Maybach a fost cel care a venit cu ideea unui tambur cu saboți interni, francezul Louis Renault a fost cel care a dus acest design la un nou nivel, mai apropiat de forma modernă actuală. Designul din 1902 realizat de Renault se baza pe doi saboți curbați fixati intr-o parte si a căror parte opusă pivotă, actionând asupra tamburului. Cu alte cuvinte, același "aranjament" pe care îl regăsim și atunci când desfacem un tambur de pe o masină realizată în anul 2015.

Interesant este că franele cu disc datează cam din aceeași perioadă. Și de atunci până în prezent nu s-a schimbat mare lucru… "De vină" pentru discurile de frână este Frederick Lanchester, un britanic, ce a obținut patentul cu numarul GB190226407 pe 15 octombrie 1903, patent ce descria un sistem de frânare cu disc si etrier. Era același design ca și în zilele noastre, dar patentul lui Lanchester era compus din plăcuțe din cupru, care produceau un zgomot infernal la apăsarea pedalei mecanic (nu prin conducte ca acum).

Câțiva ani mai târziu, în 1907, compania Ferodo a lui Herbert Frood a venit cu o soluție la plăcutele de frână zgomotoase: le-a căptusit cu azbest. Plăcutele aveau o autonomie de 15.000 de kilometri, iar acest lucru le-a facut un real succes pe piață. Dar chiar și așa, au mai trecut multe decenii până când frânele cu disc să fie majoritare, din cauză că în anii 1900 nu existau șosele asfaltate ci doar drumuri de pamant. Și producătorii preferau sistemul închis cu tambur, ferit de praf, ploaie si noroi, în fața sistemului mai eficient cu disc si plăcuțe care se încărca repede cu mizerie.

De la frâna pe spate, la frâna pe toate cele 4 roți

Primii care s-au gândit sâ doteze o mașină cu frână pe toate roțile au fost olandezii de la Spyker, același nume folosit și în zilele noastre. Ei realizau primul automobil cu frâne pe toate rotile printr-o singură acționare manuală, modelul 80/90 cp. Scoțienii de la Arrol-Johnston au fost însa cei care au oferit clienților primele automobile cu frână pe 4 roti, un autoturism de 15.9 cp produs între 1909 și 1910. Și cum frâna pe toate roțile își dovedea tot mai mult eficiența, era normal ca și alti producători să apeleze la un asemenea sistem din motive de siguranță. Dar si mulțumită freneziei de a face automobile cât mai rapide care să depășească recorduri mondiale de viteză. În 1910, Giustino Cattaneo de la compania Isotta a realizat un sistem de frânare pe 4 roti cu care a dotat 50 de unitati Tipo KM4 vândute între 1911 si 1914. Sistemul Isotta de frânare era unul foarte complex si era compus din 200 de părți mecanice, 50 de articulații și cruci cardanice si 20 de rulmenti. Odată ce șoferul apăsa pedala, frână acționa asupra roților din fața initial, dupa care, datorită unui sistem de întârziere cu apă, se frânau și roțile din spate.

Dacă în 1923, la Salonul Auto de la New York, numai Duesenberg si Rickenbacker, doi producători americani, ofereau vehicule cu sistem de frânare pe toate cele 4 roți, un an mai târziu, la același salon, 26 din 72 de expozanți aveau la vânzare mașini cu asemenea sisteme performante în varianta de serie, cu tamburi și saboți. În 1929, circă 1% din tot ce însemna producție de automobile mai avea frânare pe o singurâ punte!

Frâna hidraulică s-a născut dincolo de ocean

Americanul Malcolm Lougheed a realizat un design de frâne hidraulice pentru care a obținut 7 patente între 1917 si 1923. Primul automobil dotat cu acest sistem a fost în 1921 un Duesenberg Model A care însa a demonstrat că acest sistem complicat sufereă de pierderi ale lichidului hidraulic. Malcolm a îmbunatatit designul și a apelat la garnituri de cauciuc și ulterior tot mai mulți producători au vrut să-l aibă pe mașinile lor. De exemplu, Chrysler Six Phaeton B-70, Triumph 13/35, Adler Standard și alte modele din toate colțurile lumii au apelat la frânele hidraulice.

În 1926, compania Stutz a inventat sistemul Hydrostatic Brake ce utiliză apa în locul uleiul hidraulic. În sistem era introdus un amestec de apă cu alcool pentru evitarea înghețului pe timp de iarnă, însa nu a avut succes si tot pe mâna lui Lougheed au ajuns, care le-a vândut cu mare plăcere sistemul sau deja instalat pe multe alte modele.

Până în 1931, producători precum Chrysler, Dodge, Desoto, Dodge, Franklin, Graham, Plymouth, Reo si Graham vindeau mașini cu frâne hidraulice, iar doi ani mai târziu majoritatea mașinilor veneau din fabrică cu așa ceva. Dar, cum era și normal, concurența se făcea simțită și în domeniul frânelor. Lincoln a încercat să introducă un sistem pe cablu dar nu a avut succes iar alți producători au cochetat cu ideea unui sistem de frânare mecanic asistat cu vacuum pe toate cele 4 roți. Dintre modelele care au fost echipate cu acest sistem complex se numără Hispano-Suiza T6ORL, Chrysler Airflow, Mercedes 500K, Cadillac Twelve, Hotchkiss 486 și LaSalle Series 50.

Servo-frâna modernă, invenția celor de la General Motors Corporation

Chiar dacă în 1919, cei de la Hispano-Suiza au montat pe modelul H6 un sistem mecanic acționat de un cardan din transmisie care sa asiste frânarea și să o facă mai ușoară pentru șofer, abia pe 2 februarie 1926 patentul de servo-frâna așa cum o știm noi azi a fost înregistrat de General Motors. Sistemul era format dintr-o pompă pe vacuum care acționa lichidul hidraulic din conductele de frânare. Se pare că sistemul de la acea vreme ii permitea șoferului să aplice o foță de 3 ori mai mare decât cea normală, ducând astfel la o oprire mult mai eficientă a vehicului la viteze mari.

Au urmat, așa cum era și normal, diverse sisteme care erau realizate diferit dar făceau același lucru: mașinile belgiene Minerva utilizau o pompă DeWander, la fel și cele britanice British Bean, care își făceau publicitate pretinzând că au frână asistată pe toate cele 4 roți, având cea mai mică distanță de frânare din lume.

Discurile de frână, cu adevărat populare dupa Al Doilea Razboi Mondial

Deși ideea de a frâna cu disc fixat pe planetare cu ajutorul unor plăcuțe dintr-un etrier dateaza încă din 1903, primul automobil de serie dotat cu așa ceva a fost vândut în 1949 de către compania americană Crosley Motors, modelul Hotshot. A urmat compania Chrysler care își vindea modelul Imperial cu frâne pe disc între 1949 și 1953, iar în Marea Britanie, cei de la Jaguar au echipat un model de curse C-Type cu discuri în 1953. Un an mai târziu, Austin Healey 100S devenea prima mașină care era dotată din fabrică cu frâne pe disc la toate cele 4 roți.

Au urmat cei de la Mercedes-Benz, Lancia, Renault, Studebaker, Nissan, Volvo, Toyota si mulți alți producători care au înlocuit la mai toate modelele discurile pe tamburi de pe punțea față cu cele cu disc în anii '60-'70. Chiar și producătorul român Dacia a echipat modelul 1100 cu discuri pe toate roțile, o performanță ce nu a mai fost atinsă din nou nici in zilele noastre.

Frâna cu disc a rămas și în prezent cea mai eficientă și cea mai folosita. Toate vehiculele au, cel puțin pe puntea din față, frâne cu disc. Cele cu o putere mai mare au și pe puntea din spate. Nu contează dacă sistemul folosește etriere simple sau cu 4 pistonase, dacă discurile sunt din oțel, ceramice sau din carbon. Pentru că funcționează la fel, rezistă în timp și la temperaturi înalte si pentru că nu mai avem doar drumuri de noroi ca pe vremuri nu au dezavantaje.

ABS și frâna regenerativă

Sistemul de ABS datează din 1936, fiind inventat de compania Bosch. Numele vine de la Antiblockiersystem și este poate cea mai bună invenție legată de siguranta rutieră, alături de airbaguri și centura de siguranță. Și chiar dacă sistemul are aproape 100 de ani vechime, Bosch a fost nevoit să aștepte momentul oportun pâna în 1978, când a început să echipeze mașinile de serie. Din păcate, până atunci, englezii de la Jensen i-au luat-o înainte în 1966 când au echipat modelul FF cu un asemenea sistem în varianta standard, devenind prima mașină de serie cu ABS pe roțile din față.

Bosch a revenit în piață și a lansat sistemul anti-blocare pe 4 roți care a fost instalat pentru prima oară pe Mercedes-Benz S Class si ulterior pe BMW Seria 7. Au urmat sistemele cu senzori produse de Bendix în anii '70 și cel mai performant sistem, controlat de microprocesor, realizat de Tevis, Germania, in 1984, sistem care a echipat modele precum Pontiac 6000, Ford Thunderbird Super Coupe și Buick Riviera, dar și modele europene de Mercedes, SAAB, Jaguar sau Porsche. Tot sistemul celor de la Tevis a introdus și Controlul Tractiuni, ESP-ul și un senzor de torsiune laterală realizat impreună cu cei de la Continental.

O alta inovație recentă, regasită pe automobilele electrice, este frâna regenerativă. Un sistem care transformă energia cinetică a roților în energie electrică la frânare, energie care contribuie la încărcarea acumulatorilor care propulsează mașina. Aceste frâne funcționeaza normal, dar la încetinirea mașinii produc curent cu ajutorul unor mici motoare, energie ce poate fi înmagazinată. Modele electrice sau hibride precum Toyota Prius, Honda Insight sau Opel Ampera folosesc astfel de inovații ce contribuie la prelungirea autonomiei.

Cum sună viitorul sistemelor de frânare auto?

Chiar dacă au rezistat mai bine de un secol, frânele pe discuri și tamburi vor dispărea din peisaj la un moment dat. Cel mai probabil viitorul mașinilor va fi mult mai diferit față de prezent. Și dacă acum frâna este legată direct la senzorii și camerele mașinii și se acționează automat în caz de impact iminent, în viitor lucrurile vor evolua și mai mult. Se pare că viitorul frânelor de mașină va fi unul similar cu cel utilizat de trenurile moderne de tip Maglev (magnetic levitation)care ating chiar și 600 km/h. Adică am putea să oprim mașina cu ajutorul unor magneți, fără să existe nicio piesă în mișcare și nicio frecare fizică. Indiferent de cum va arăta viitorul, cu siguranță acesta se va axa pe siguranță rutieră mai bună. Și chiar dacă nu putem anticipa ce se întampla peste 10 sau 100 de ani.

In ultimii  ani s-a produs un salt calitativ important in perfecționarea si modernizarea automobilelor , acordându-se o atenție deosebita economicității, sigurantei circulatiei si reducerii mesei proprii.Pentru o mai mare diversitate in oferta pentru clienti , motoarele noi sunt tot mai performante , lupta ducandu-se între soluțiile constructive moderne care să asigure o importantă functionare , o viteza din ce in ce mai mare in condițiile unei siguranțe sporite.

Punerea in valoare a performantelor de viteză și accelerație ale autovehiculului in condiții de siguranță depind într-o masură hotarâtoare de capacitatea de frânare a acestuia. Cu cat sistemul de frânare este mai eficace, cu atât  vitezele medii de deplasare cresc iar indicii de exploatare ai autovehiculului au valori mai ridicate. De asemenea, calitățile bune de frânare asigură evitarea unor accidente care se pot produce chiar în cazul vitezelor relativ mici, provocate de aparitia neprevazuta a unui obstacol. Statisticile accidentelor de circulație arată că în ultima vreme sunt porduse foarte multe accidente din cauza vitezei excesive, importanța sistemului de franare eficace poate elimina într-o mare măsură accidentările exesive și eliminarea consecințelor grave ale funcționării nesatisfăcătoare a altor părti componente ale autovehiculului.

Pentru reducerea vitezei autovehiculului trebuie create forte care se opun mișcării. Deoarece unele rezistențe la înaintare au efecte reduse, iar rezistența la accelerare, în cazul frânării devine fortă activă, rezultă necesitatea ca autovehiculul să fie prevăzut cu dispozitive care sa realizeze forțe de sens opus miscării.

În concluzie sistemul de frânare a suferit numeroase modificări datorită evoluției care a adus de la sine performanțe majore în ceea ce privește sistemul de frânare și performanțe mărite ale autovehiculelor din punct de vedere a vitezei de deplasare. A fost o evoluție mai lentă datorită lipsei tehnologiei, îmbunătățirile vin odată cu tehnologia și sunt sisteme mecanice și electice combinate pentru a mări siguranța șoferului și a pasagerilor de exemplu în 2006 Mercedes realizează sistemul Brake distronic Plus care este un sistem de frânare aumomat, ce utilizează un radar cu acțiune scurtă și lungă și care oprește mașina la detectarea unui obstacol, fără a fi nevoie de acționarea pedalei de frână. Mai sus am vorbit despre sistemul de frânare hidraulic. Aparent și sistemul cu frână regenerativă are un istoric tumultos, trecând și el prin diferite etape si evoluții. Este folosit pe mașinile electrice pentru a mări autonomia, acest sistem de frânare cuprinde și sistemul clasic de frână cu disc care este folosit în cazuri extreme cand frâna regenerativă nu face față .

http://carakoom.com/blog/istoria-frnelor-auto-de-la-pr-i-piele-de-cmil-la-discuri-de-carbon

Prezentarea sistemului de frânare

Ce este sistemul de frânare ?

Frânarea este o transformare a energiei cinetice în energie termică din cauza existenței fenomenului de fricțiune care ajută la scăderea parțială sau totală a deplasării automobilului, iar o parte se consumă pentru învingerea rezistențelor la rulare și a aerului care se opune mișcării . Posibilitatea de frânare prezintă un fundament de bază ce deduce direct necesitatea activă a automobilului și posibilitatea de monitorizare integrală a vitezei și accelerației acestuia în timpul exploatării.

Eforturile depuse pentru evoluția sistemului de frânare în cadrul siguranței active a automobilului a micșorat spațiul de frânare prin reprezentarea forțelor de frânare proporționale cu sarcina statică și dinamică a punții, s-au îmbunătățit stabilitatea mișcării și reversibilitatea automobilului in timpul procesului de frânare prin introducerea dispozitivelor de antiblocare cu comandă electronică, fiabilitatea și siguranța în superizare prin marirea de circuite de acționare și proliferarea frânelor suplimentare pentru încetinire.

Rolul sistemului de frânare

Sistemul de frânare al automobilelor trebuie să realizeze:

Reducerea vitezei de deplasare până la o valoare dorită, inclusiv până la oprirea lui, cu o decelerație cât mai mare și fără deviere primejdioasă de la traiectoria de mers;

Menținerea constantă a vitezei a autovehicolului în cazul coborârii unei pante lungi;

Menținerea autovehicolului în stare de staționare pe teren orizontal sau pe pantă;

Să fie capabil de anumite accelerații impuse, să asigure stabilitatea autovehicolului în timpul frânări, fără sa fie progresivă, fără șocuri, distribuția corectă a efortului de frânare pe punți să nu necesite din partea conducătorului un efort prea mare pentru acționarea sistemului;

Conservarea calităților de frânare ale autovehicolelor în toate condițiile de drum întâlnite în exploatare;

să asigure evacuarea căldurii în timpul frânării; să aibă fiabilitate ridicată; să prezinte sigutanță în funcționare în toate condițiile de lucru;

reglarea șocurilor să se facă cît mai rar și comod sau chiar in mod automat; să intre rapid în funcționare;

frânarea să nu fie influentă de denivelările drumului (datorită deplasării pe verticala a roților) și blocarea roților de direcție;

să permită imobilizarea autovehicolului în pantă în cazul unei staționări de lungă durată.

Să nu permită uleiului, imputitățiilor să intre la suprafața de frecare; forța de frânare să acționeze în ambele sensuri de mișcare al autovehicolului; frânarea sa nu se facă decât la intervenirea conducătorului autovechicului sau in cazul frânelor active în momentul în care senzori si sistemele radar detectează un pericol eminent; să fie conceput, construit și montat astfel încât să reziste fenomenelor de coroziune și îmbătrânire la care este supus autovehiculul; să nu aibă o functionare silentioasă să aibă construcție simplă și ieftină.

Creșterea continuă a calității dinamice ale automobilelor și a traficului au accentuat importanța sistemului de frânare în asigurarea recursivității circulației.

Eficacitatea sistemului de frânare asigură punerea în valoare a performanțelor de viteză ale automobilului, deoarece de el depinde siguranța circulației cu viteze mari. Cu cât sistemul de frânare este mai eficace cu atât vitezele medii de deplasare cresc, iar indicii de exploatare ai automobilului au valori mai ridicate.

În procesul frânării automobilului are loc o mișcare întârziată, datorită în primul rând acțiunii forțelor de frecare asupra unor tambure sau fiscuri solidare cu roțile automobilului.

Un sistem de frânare trebuie sa aibă următoarele calitați:

EFICACITATE , care ne precizează prin decelerația obținută, fiind limitată de valoarea aderenței dintre pneu și cale , factorii biologici, omenești (receptivitatea la accelerații foarte mari);

STABILITATE, care constituie calitatea automobilului de menținere a traiectoriei în procesul frânării, depinzând de tipul frânelor, natura și starea căii, performanțele impuse etc, fiind foarte importantă din punct de vedere a circulației rutiere;

UNIFORMITATE , calitatea frânei de a obține deceleratii identice la toate roțile, pentru un efort de acționare determinat, in toate condițiile de drum și de încărcătură. Asupra acestei calități o influență deosebită o au agenții externi (umiditatea, temperatura), condițiile tehnice de lucru ale frânelor și mai ales stabilitatea coeficientului de frecare al garniturilor;

CONFORT, calitatea care contribuie la creșterea securiității circulației rutiere deoarece un inalt grad de confort (progresivitatea frânării, eforturi reduse la pedala pentru o cursă judicios aleasă, absența zgomotelor și vibrațiilor) nu solicită peste masură atenția conducătorului, micșorând deci oboseala acestuia.

Stabilitatea automobilului la frânare depinde de uniformitatea distribuției forțelor de frânare la roțile din stânga și dreapta, de stablilitatea forțelor momentului de frânare în cazul unor variații posibile ale coeficientului de frecare (de obicei între 0,28-0,30) și de tendința frânelor spre autoblocare. Dacă momentul de frânare nu se abate de la valoarea de calcul mai mult de 10-15% atunci stabilitatea sistemului de frânare poate fi menținută ușor cu ajutorul volanului.

Clasificarea sistemelor de frânare se face in primul rînd după utilizare în :

Sistemul principal de frânare îl întâlnim și sub denumirea de frâna principală sau de serviciu. Frână principală în mod uzual în exploatare poartă numele de frână de picior datorită modului de acționare. Acest sistem de frânare trebuie să permită reducerea vitezei automobilului până la valoarea dorită, inclusiv până la oprirea lui, indiferent de viteză și de starea lui de încărcare. Frâna principală trebuie să acționeze asupra tuturor roților automobilului;

Sistemul de siguranță de frânare, întâlnit și sub denumirea de frână de avarii sau frână de urgență are rolul de a suplima frâna principală în cazul defectării acesteia. Frâna de siguranță trebuie sa fie acționată de conducător fără a lua ambele mâini de pe volan. Siguranța circulației impune existența la automobil a frânei de siguranță fără de care nu este acceptat în circulația ruieră;

Sistemul staționar de frânare sau frâna de staționare are rolul de a menține automobilul imobilizat pe o pantă în absența conducătorului un timp nelimitat. Datorita actionarii manuale a frânei de staționare i sa dat denumirea de frână de mână.

Evoluția sistemelor de frânare & Sisteme de siguranță

Dacă la primele sisteme de frână se folosea forța exercitată de șofer pentru acționarea pompelor implicit presarea plăcuțelor pe discuri, autovehiculele contemporane folosesc așa numita “servo-frână”. Acest sistem foloseste o forță exterioară provenită de la un servomecanism cu rol ajutător care combinată cu forța de acționare din partea șoferului permite un număr de avantaje printre care:

Necesitatea forței reduse din partea șoferului chiar și în condiții de frânare brusca deoarece mare parte din forța de frânare necesară este oferită de mecanismul ajutător. Implicit un nivel ridicat de confort.

Frânarea uniformă pe fiecare dintre roți. Mecanismul ajutător are prestabilit de fabrică valoarea forței cu care acționează pentru frânarea fiecărei roți.

Randament ridicat al acționării deoarece un mecanism servo-frana este capabil de forțe mult superioare în comparație cu forțele exercitate de piciorul uman.

Servomecanismul cu depresiune (vacuumatic), care utilizeaza energia depresiuni create în colectorul de admisie al motorului cu aprindere prin scânteie sau de o pompa de vacuum antrenată de motorul automobilului (folosit în preponderență pe autovehicule cu masă maximă admisă sub 3.5 tone)

Servomecanismul pneumatic,care utilizează energia aerului comprimat ,debitat de un compresor antrenat de motorul automobilului (folosit de autovehicule cu masă maximă admisă peste 3.5 tone).

Informatii luate si prelucrate din cartea Calculul si construcția automobilelor scrisa de Conf. Dr. Ing. Gheorghe Frățilă Editura Didactică și Pedagogică București.

Componentele instalației de frână

Foto: Componentele unui sistem de frânare hidraulic cu structură în paralel pentru automobile
Sursa: Bosch

etrier cu disc de frână

conductă flexibilă

element de îmbinare

conductă rigidă

pompa centrală

rezervor lichid frână

servomecanism

pedală frână

levier frână de parcare

cablu acționare frână de parcare

supapă de reglare a presiunii

frână cu tambur

Funcționarea sistemului de frânare pe un autovehicul este nevoie de o forță de apăsare pe pedala de frână 8 care este apicată de către conducătorul auto, deplasând tija pistonul servomecanismului 7. Servomecanismul mărește forța de apăsare pe pedală și o transmite pistonului pompei centrale 5. Pompa centrală face conversia forței din tijă în presiune. Cele două pistoane ale pompei centrale măresc presiunea lichidului de frână din conductele rigide 4 și flexibile 2 care se transmite mai departe frânelor cu disc 1 și frânelor cu tambure 12. În cazul unei avarii la unul dintre circuite sistemul rămâne funcțional datorită celui de-al doilea circuit. Rezervorul cu lichid de frână 6 conectat la pompa centrală are rolul de a compensa fluctuațiile de volum de lichid din sistemul de frânare.

În timpul procesului de frânare, datorită decelerațiilor, puntea față a automobilului este încărcată cu o greutate mai mare decât cea a punții spate. Pentru a preveni frânarea excesivă a punții spate, ce poate provoca blocarea roților acesteia, supapa de reglare a presiunii 11 modulează presiunea de frânare a punții spate în funcție de încărcarea automobilului.

Sistemul de frânare de parcare (frâna de mână) acționează asupra roților punții spate prin intermediul levierului 9 și a cablului 10.

Standardele în vigoare impun utilizarea unui sistem de frânare dublu. Dintre cinci variante posibile versiunile II (în paralel) și X au devenit opțiuni standard ale producătorilor de automobile.

Foto: Configurații ale sistemului de frânare de serviciu
Sursa: e-automobile.ro

structura II

structura X

structura HI

structura LL

structura HH

primul circuit de frânare

al doilea circuit de frânare

Structura II – distribuie forța de frânare între cele două punți; primul circuit frâneaza puntea față iar cel de-al doilea puntea spate.

Structura X – distribuie forța de frânare pe diagonală; primul circuit frânează rota față stânga și roata spate dreapta, cel de-al doilea circuit frânează roata față dreapta și roata spate stânga.

Structura HI – primul circuit frânează ambele punți (față + spate), cel de-al doilea circuit frânează în paralel doar puntea față.

Structura LL – primul circuit frânează puntea față și o roată a punții spate în timp ce de-al doilea circuit frânează în paralel doar puntea față.

Structura HH – este cel mai complex sistem, ambele circuite de frânare acționând asupra celor patru roți ale automobilului.

Alături de sistemul de direcție, sistemul de frânare de pe un automobil este utilizat aproape integral în timpul deplasării acestuia. Componentele sistemului de frânare trebuie astfel proiectate încât să utilizeze în mod optim forța de apăsare pe pedală, forță exercitată de către conducătorul auto, și să mențină la un nivel constant forța de frânare pentru o comandă constantă.

http://www.e-automobile.ro/categorie-dinamica/40-sistem-franare-hidraulic-auto.html

Rolul sistemului de frânare și principiul de funcționare

Apariția și dezvoltarea primelor autovehicule rutiere au adus cu sine și sistemul de frânare ca sistem de siguranță rutieră pentru oprire și staționare.

Rolurile sitemului de frânare erau și sunt doar mai avansate, următoarele:

Decelerarea autovehiculului

Oprirea completă a acestuia

Imobilizarea totală în cazul în care autovehiculul staționează

Sistemul de frânare pare complicat dar principiile care stau la baza lui sunt simple și foarte importante pentru funcționarea corectă a acestuia.

Frecarea este principalul fenomen pentru decelerare și oprirea autovehiculului, se produce o transformare a energiei cinetice în căldură rezultând decelerare forțată a înaintării.

Unul dintre pricipile de bază este transmiterea forței de apăsare executată de conducătorul auto asupra pedalei de frână către roțile autovehiculului, acest fenomen este transmis către roți prin conducte ce conțin un lichid așa numitul „lichid de frânăˮ el trebuie să acționeze la o forță marită față de cea aplicată de conducătorul auto.

https://www.dcautorom.ro/sistemul-de-franare

Tipurile lichidului de frână și diferența între ele

Lichidul de frână este unul dintre cele mai neglijate componente ale autovehiculului el nefiind schimbat decat în momentul cand apar probleme la sistemul de frânare, el trebuie schimbat ca și celelalte schimburi la un anumit interval de timp.

Cand trebuie schimbat și de ce?

Lichidul de frână este un fluid care acționeaza mecanismele care ajută la frânarea autovehiculelor, acest lichid este hidraulic și bazat pe un amestec de glicol-eter, exista și lichid de frână bazat pe ulei mineral.

Completarea lichidului de frână se face doar cu același tip de lichid, nu se combină diferite tipuri de lichid. Dacă nu sții ce lichid s-a folosit înainte verificați cartea tehică a mașinii.

În ceea ce priveste lichidul de frână vârsta acestuia nu este dată de anii în care mașina a stat în garaj ci de kilometri parcurși, acesta trebuie schimbat la un anumit număr de kilometrii parcurși. Pentru a afla la câți kilometri trebuie schimbat lichidul de frână vreificați manualul mașinii.

Unii producatori recomanda schimbarea dupa fiecare 40.000 de kilometrii parcursi si altii dupa 200.000 de kilometrii.

Statisticile specializate arată că în funcție de numărul de kilometri rulați, calitatea lichidului de frână se depreciază. Unele firme străine scad normele de timp și de rulaj pentru înlocuire în funcție de tipul de automobil pe care se utilizează (de oraș, sportivă sau de curse).

Dacă apar defecțiuni ale frânelor riscul de producere a unui accident grav pe drumurile publice crește. Din acest motiv toți automobiliștii sunt preocupați să înlocuiască plăcuțele de frână, saboții, garniturile uzate din instalație și să regleze funcționarea ei, dar foarte puțini se interesează de calitatea lichidului de frână.

Factori care slăbesc calitățile lichidului de frâna sunt:

Variațiilor de temperatură la care este supus acesta pe mașină. Iarna există temperaturi de

-200C, iar vara, la nivelul tamburilor și al discurilor, temperatura pioate ajunge la +3000C.

Absorția vaporilor de apă din atmosferă duce la o cantitate de apă mai mare în componența lichidului de frână (un lichid nou are un continut de apă de aproximativ 0,4 %). De ce este atât de importantă cantitatea de apă din compoziția lichidului de frână? Apa va influența sistemul de frânare datorită punctului de fierbere a lichidului care scade odată cu procentul marit de apă, temperaturile de fierbere scad sub 150 de grade când în componența lichidului se depaseste 2-4 procente cee ace depașește standardele in viguare. Privind simptomele afecțiuni de frânare sunt: pedala se înmoaie, cu toate reglajele și înlocuiri de garniture. Lichidul poate fi înlocuit în orice service la prețuri acceptabile.

Indicații și date tehnice ale sistemului de frânare

Indicații de siguranță și montaj al plăcuțelor si discurilor de frână

Piesele componente ale sistemului de frânare sunt foarte importante pentru siguranța și un efect optim la frânare. Montajul și reparațiile sunt recomandate să se facă doar de către personal autorizat după normele fabricantului de autovehicul. În cazul în care sa montat un sistam de frânare electronic sau electromagnetic este necesar să se observe imprecis indicațiile de sigurantă și de montaj al fabricantului.

Dacă se circulă pe carosabil ud trebuie acționată din când în când pedala de frână, pentru a evacua impuritățile accumulate între plăcuțele de frână și discuri. Prin forța centrifugă se evacuează doar apa de pe plăcuțele de frână, rămânând totuși o peliculă subțire de silicon, resturi de cauciuc, vaselină și impurități care diminuează efectul de frânare.

Indicații de montaj și de schimb al plăcutelor și discurilor de frână

Aspirarea lichidului de frână din rezervor daca este necesar.

Ridicarea și asigurarea autovehiculului pe elevator.

Nu trebuie sa acționezi niciodată pedala de frână sau frâna de mână în timpul lucrării la sistemul de frână.

Se utilizează o soluție pentru curățarea frânelor sau pentru degresarea elementelor noi care au un strat protector de grasă împotriva coroziunii.

Suprafețele de fricțiune nu trebuie să intre în contact cu grasime sau ulei.

Presarea pistoanelor de frână se face cu o presă specială.

Schimbarea pieselor se face pe perechie sau per total.

Se controlează piesele de frână respectând funcționalitatea lor.

Se utilizează întotdeauna scule corespunzătoare.

Se utilizează doar lichid de frână autorizat de către fabricantul autovehiculului.

După reparație sau întreținere , se apasă pedala de frână până când se ajunge la punctul de presiune.

Completarea lichidului de frână dacă este necesar.

După reparație se efectueaza un traseu de probă.

Prezentarea și evoluția de Serie 3 a mărci BMW

BMW Seria 3 la 40 de ani de la momentul lansării

BMW Seria 3 E21 – Prima generație, fabricată între 1975 și 1981

Prima generație a modelului BMW Seria 3 a fost prezentată publicului în 1975 și, contrar părerii generale, nu a purtat numele de cod E30 – sau „ursuleț” -, ci E21. „Ursulețul” este a II-a generație a lui BMW Seria 3, dar vom vorbi despre el imediat. Prima generație BMW Seria 3 (E21) a avut la momentul lansării doar motorizări în patru cilindri, toate fiind variațiuni ale motorului M10, cu patru versiuni de putere și cilindree: 316 (1,6 litri), 318 (1,8 litri), 320 (2,0 litri) și 320i (2,0 litri). BMW 316 dezvolta 90 de cai-putere, BMW 318 avea 98 de cai-putere, BMW 320 punea la dispoziție 109 cai-putere, în timp ce versiunea de top, BMW 320i „scotea” 125 de cai-putere. Atunci când a fost lansat, BMW 320i a primit titlul de „cel mai bun sedan din lume” la categoria propulsoarelor până în 2,0 litri. Până în 1980, prima generație BMW Seria 3 era echipată în standard cu o transmisie manuală cu patru rapoarte, iar în 1980 a fost introdusă transmisa manuală cu cinci trepte, a V-a treaptă având raport de transmisie mai mic de 1, permițând astfel un consum mai mic de carburant. Totuși, clienții avea opțiunea de a opta pentru o transmisie automată cu trei trepte, produsă de ZF. Tot opțional se putea opta și pentru o transmisie manulă „sport”, cu rapoarte mai scurte. Inițial, sistemul de frânare se bucura de frâne cu disc pe față și cu tambur pe spate.

Designul primei generații BMW Seria 3 era clar inspirat din cel al primei generații BMW Seria 5 (E12), iar pentru a face diferențierea între versiunile de motorizare, bavarezii au echipat versiunile mai puțin puternice (316 și 318) cu blocuri optice față „singulare, în timp ce versiunile mai puternice (320 și 320i) au primit blocurile optice duble. Important este și faptul că E21 a marcat și primul „interior” orientat spre șofer, regulă ce se păstrează și astăzi în interiorul modelelor BMW. Mai mult, pentru a oferi un plus de siguranță, toate muchiile interiorului au fost rotunjite.

BMW Seria 3 E21

Cu ocazia Salonului Auto de Frankfurt, din anul 1977, BMW prezintă și prima motorizare (M20) cu șase cilindri în linie pentru E21. Astfel, motorul cu patru cilindri în linie ce echipa versiunea 320 a fost înlocuit de noul motor de 2,0 litri cu șase cilindri și a primit denumirea 320/6 (122 CP), iar versiunea de top devenea 323i. Aceasta din urmă beneficia de un motor de 2,3 litri și dezvolta 143 CP, suficienți pentru o viteză maximă de 190 km/h. Mai mult, pentru BMW 323i sistemul de frânare oferea discuri de frână pentru ambele punți. Versiunea 316 a primit o variantă revizuită a motorului de 1,8 litri și dezvolta acum 90 CP, iar 318i, cu același motor de 1,8 litri, venea cu 105 CP. În 1981 a fost introdusă o nouă variantă de motorizare, cea mai eficientă de altfel, 315, ce venea cu motorul de 1,6 litri de 75 de cai-putere. În total, peste 1,4 milioane de exemplare BMW E21 au fost comercializate.

BMW Seria 3 E30 – A II-a generație, fabricată între 1982 și 1994

Probabil că cea de-a doua generație BMW Seria 3 este și cea mai populară și mai cunoscută dintre toate. BMW E30 sau „ursulețul” a fost lansat în 1982 cu un design similar cu cel al primei generații, cu toate că diferențele sunt ușor de observat. La capitolul motorizări, E30 a adus poate cele mai importante schimbări de până atunci în gama BMW. Versiunile de intrare în gamă au păstrat propulsoarele generației precedente, astfel că 316 avea tot un motor de 1,8 litri pe carburație și dezvolta 90 CP, în timp ce versiunea 318i era echipată cu același motor de 1.766 cmc, dar pe injecție, și dezvolta 105 CP. În 1987 aceste motorizări au fost înlocuite de un noi motorizări. Versiunea 316i a primit și ea injecție și a luat locul versiunii 316, venind cu un motor de 1.596 cmc ce dezvolta 101 cai-putere. E30 318 a primit un nou motor SOHC, de 1.796, cu injecție Motronic, supape ajustabile hidraulic și curea de distribuție, puterea sa ajungând acum la 116 CP. Anul 1987 marchează o premieră mondială pentru BMW și anume introducerea unui sistem electronic de management al motorului. Versiunea în cauză, 325e, avea la bază un motor de 2,7 litri, cu șase cilindri, ce dezvolta 122 CP și avea un consum mediu de 8,4 l/100 km. Versiunea top era în continuare 323i cu al său șase-n line de 143 CP, ce promitea un consum mediu de 8,9 l/100.

BMW Seria 3 E30

Întorcându-ne puțin în timp, mai exact în 1986, avem de-a face și cu lansarea primul BMW M3. Cu un motor de 2,3 litri, cu patru cilindri, M3 E30 dezvolta 195 de cai-putere, accelera de la 0 la 100 km/h în 7,2 secunde și avea o viteză maximă de 235 km/h. La numai un an de la lansare, pilotul italian Roberto Ravaglia avea să câștige Campionatul Modial de Turisme la volanului unui BMW M3. În total, peste 17.970 de exemplare M3 E30 au fost vândute, incluzând cele 765 de exemplare cabrio, construite manual, precum și cele 600 de modele M3 Sportevolution, ce aveau sub capotă un motor de 2,5 litri.

BMW Seria 3 E30 M3 Sportevolution

Anul 1985 vine și el cu o premieră și anume intorducerea primul motor diesel în gama modelului BMW Seria 3. Cu șase cilindri în linie și o capacitate de 2,4 litri, motorul ce echipa versiunea 324d, dezvolta 86 de cai-putere și oferea un consum mediu de 7,0 l/100 km. Doi ani mai târziu, în 1987, își face apariția și primul motor turbodiesel. Echipând versiunea 324td, acesta dezvolta 116 CP și beneficia de o nouă pompă electronică de injecție, dezvoltată de Bosch. În 1986, apare și prima versiune cu tracțiune integrală, 325iX, ce dezvolta 168 CP și care, conform datelor oficiale, accelera de la 0 la 100 km/h în 9,0 secunde, fiind cu doar 80 de kilograme mai greu decât versiunea „standard” și având o gardă la sol mai mare cu 20 mm.

Chiar dacă producția versiunii sedan a luat sfârșit în 1991, BMW a continuat să producă versiunile cabrio și touring până în 1993, respectiv 1994. Per total, BMW Seria 3 E30, în toate variantele sale, a fost produs în peste 2,3 milioane de exemplare.

BMW Seria 3 E36 – A III-a generație, produsă între 1990 și 1999

Peste această generație vom trece puțin mai repede, nu pentru că nu n-ar fi importantă, ci pentru că nu aduce foarte multe lucruri noi în comparație cu generațiile precedente. Desigur, E36 este primul BMW Seria 3 ce beneficiază de sistemul VANOS, dar și de un propulsor diesel performant. Versiunea diesel de „bază”, 325td, devoltă acum 115 CP, dar în 1993 își face apariția versiunea 325tds. Beneficiind de supraalimentare și intercooler, 325tds dezvolta 143 CP și accelera de la 0 la 100 km/h în 10,4 secunde, iar în 1995 blocul motor a fost constuit din aluminiu. Versiunea de top a generației E36 a fost versiunea 328i ce punea la dispoziție 192 de cai-putere și promitea un consum mixt de numai 8,5 l/100 km.

BMW Seria 3 E36

BMW Seria 3 E46 – A IV-a generație, produsă între 1998 – 2006

Cea de-a patra generație a lui BMW Seria 3 a adus și prima motorizare diesel cu injecție directă, ce a debutat pe versiunea 320d, dezvoltând 136 CP, având o viteză maximă de 207 km/h și un consum mediu de 5,7 l/100 km. Totuși, cea mai importantă inovație este introducerea sistemului „Double-VANOS” pentru motorizările cu șase cilindri în linie. Din anul 2000, în gama modelului BMW Seria 3 a apărut și versiunea 330i, cea care a înlocuit motorizarea 328i. Cu 231 de cai-putere, noua motorizare de 3,0 litri devenea vârful gamei. A fost introdusă și versiunea 330d, ce are o capacitate cilindrică de 3,0 litri, folosește turbină cu geometrie variabilă, injecție directă și patru supape pe cilindru, pentru a dezvolta o putere maximă de 184 CP. BMW 330d avea o viteză maximă de 227 km/h și consuma în medie 6,7 l/100 km. În anul 2001 a fost introdus și sistemul VALVETRONIC, o măsură ce a dus la creșterea performanțelor motoarelor, dar și la scăderea consumului de combustibil și a emisiilor poluante.

BMW Seria 3 E46

BMW Seria 3 E90 – A V-a generație, produsă între 2005 și 2011

Atunci când a fost lansat, în 2005, BMW Seria 3 E90 era disponibil în versiunile 320i, 325i, 330i și 320d. Diesel-ul de 2,0 litri ce echipa versiunea 320d este probabil unul dintre cele mai populare motorizări din gama BMW și, datorită unui noi sistem de injecție în rampă comună, puterea sa ajunsese la 163 de cai-putere. La fel ca și versiunea cu patru cilindri, 320i, motorizările de 3,0 litri cu șase cilindri beneficiau de sistemul VALVETRONIC. Mai multe, 325i și 330i s-au bucurat de primul bloc motor construit dintr-un compzit din magneziu și aluminiu, care cântărea doar 161 de kilograme. Anul 2007 marchează și introducerea primul propulsor TwinPower Turbo pe versiunea 335i a modelului BMW Seria 3 Coupe, urmând ca ceva mai târziu acest motor să echipeze și sedanul. Cu 306 CP, noua motorizare reușea să egaleze cuplul și puterea unui V8 normal aspirat, dar cu un consum mediu mult mai scăzut.

BMW Seria 3 E90

BMW Seria 3 F30 – A VI-a generație, produsă din 2012 până în 2018

F30 are una dintre cele mai cuprinzătoare game de motorizări din segmentul premium. De la versiuni mici și economice, cum e 316i (1,6 litri, patru cilindri și 136 CP) până la 335i și ai săi 306 CP și un sprint 0-100 km/h în fix 5,0 secunde pentru versiunea xDrive cu transmisie automată. Gama diesel conține și super-economicul 320d EfficientDynamics, ce dezvoltă 163 CP și 380 Nm, pentru un sprint 0-100 km/h în 8,0 secunde și un consum mixt de 4,1 l/100 km. Despre nouă facelift știm deja că versiunea de top va fi 340i (disponibilă și cu tracțiune integrală) care înlocuiește versiunea 330i.

BMW Seria 3 F30

BMW Seria 3 G20 – A VII-a generație, produsă din 2018 până în prezent

BMW Seria 3 lansat oficial în Salonului Auto de la Paris 2018, mașina se prezintă cu o față complet nouă care diferă major atât de generațiile anterioare ale modelului, cât și de celelalte modele din gamă.

Singura motorizare pe benzină disponibilă acum este 330i. Are ca obtiune transmisia la alegere Steptronic Sport – cea care adaugă padele pe volan. Această versiune de motorizare vine cu un motor pe benzină, de 2,0 litri, supraalimentat, ce dezvoltă 258 de cai-putere între 5.000 și 6.500 de rotații pe minut. Cuplul maxim ajunge la 400 Nm și este disponibil între 1.550 și 4.400 de rotații pe minut. Prin urmare, nu e deloc de mirare că noul BMW Seria 3 Sedan 330i face sprintul 0-100 km/h în 5,8 secunde și că are o viteză maximă de 250 km/h. În același timp, consumul mediu comunicat de BMW variază între 5,8 și 6,1 l/100 km pentru versiunea 330i.

Pentru motorizări diesel, prima dintre ele – 320d – are șanse să devină și cea mai populară. De altfel, această versiune este și singura ce poate fi echipată cu transmisie manuală și este și cea mai ieftină. Așa cum ne așteptam, noul BMW Seria 3 Sedan 320d dezvoltă 190 CP și 400 Nm. Sprintul 0-100 km/h durează 7,1 secunde pentru manuală și 6,8 secunde pentru automată, iar viteza maximă este 240 km/h pentru ambele. Consumul mediu variază între 4,4 și 4,7 l/100 km pentru manulă și între 4,2 și 4,5 l/100 km pentru automată. Această motorizare este disponibilă și cu sistemul de tracțiune integrală xDrive.

Tipuri și sisteme de frânare

https://ro.wikipedia.org/wiki/Fr%C3%A2nare_regenerativ%C4%83

Frânarea regenerativă este un procedeu de frânare al unui vehicul prin conversia energiei sale cinetice într-o altă formă, energie care poate fi reutilizată imediat sau stocată. Procedeul diferă de metoda de frânare convențională, care disipează în mediu această energie sub formă de căldură prin frecare în frâne. În afară de mărirea eficienței energetice a vehiculului prin evitarea risipirii acestei energii, frânarea regenerativă menajează sistemele de frânare convenționale.

În mod obișnuit un sistem de frânare regenerativă este format dintr-o mașină electrică care poate fi un motor electric care funcționează în regim reversibil sau un generator electric. Acestea sunt antrenate de roțile trenului de rulare cuplate la ele, producând curent electric. La transportul feroviar, inclusiv la tramvaie, electricitatea produsă este reintrodusă în sistemul de alimentare . La vehiculele electrice propulsate de baterii, inclusiv la vehiculele electrice hibride, energia recuperată este stocată în aceste baterii și în supercondensatori.

În afară de sistemele electrice, energia recuperată poate fi stocată și ca energie cinetică în volanți. Vehiculele hibride care dispun de sisteme de acționare hidraulice sau pneumatice pot stoca energia recuperată în sistemele de alimentare ale acestora.

Vehiculele care dispun de sisteme de frânare regenerativă trebuie echipate și cu frâne clasice cu fricțiune deoarece:

Sistemul de frânare tradițional este sistem de rezervă în caz de avarie al celui regenerativ.

Capacitatea de frânare a frânelor regenerative scade odată cu viteza, pentru oprirea completă a vehiculului fiind nevoie de alt sistem de frânare. De asemenea, ea este nulă în timpul staționării.

Frânarea regenerativă poate produce un exces de energie, de exemplu la coborârea pantelor, exces care nu poate fi preluat de sistemele de stocare și trebuie disipată prin sistemele de frânare clasice.

La frânarea de urgență este nevoie ca toate roțile să fie frânate la limita de aderență cu drumul. Energia cinetică a vehiculului trebuie disipată într-un timp mult mai scurt decât cel uzual la accelerare, ceea ce nu se poate realiza decât cu puteri electrice foarte mari, de câteva ori mai mari decât puterea de propulsie, ducând la sisteme nepractice. Excesul de energie trebuie disipat prin sisteme de frânare clasice.

Uzual, autoturismele au doar o punte motoare, iar frânarea regenerativă electrică se poate aplica doar pe punțile acționate de motoare electrice. Pe celelalte punți frânarea se face prin metode clasice.

Pentru a obține efectul de frânare dorit este nevoie de un sistem de coordonare între frânarea regenerativă și cea convențională. General Motors a produs primul automobil, General Motors EV1 , echipat astfel. În 1997 și 1998 inginerii Abraham Farag și Loren Majersik au înregistrat două patente în acest sens.

Coordonarea sistemelor de frânare a fost mult timp o problemă. La început accelerarea și frânarea erau comandate de același sistem, care era comutat. Erorile de comutare au determinat accidente prin accelerare când de fapt se dorea frânarea, cum a fost de exemplu accidentul de tren din 1948 de la Wädenswil.

Conversia în energie electrică: motorul ca generator

La vehiculele propulsate de motoare electrice, în timpul frânării regenerative motoarele lucrează în regim de generator, curentul produs fiind aplicat unui consumator, care astfel joacă rolul de frână.

Aspecte energetice

Frânarea regenerativă electrică este un proces în trei etape, etapa de recuperare a energiei cinetice prin generarea energiei electrice, etapa de stocare a ei în acumulatori sau supercondensatori și etapa de utilizare a energiei prin transformare din nou în energie cinetică. În toate etapele apar pierderi energetice, transformările făcându-se cu un anumit randament.

Lucrul mecanic absorbit de generator este diferența de energie cinetică a vehicului:

=

unde: m – este masa vehiculului,

– este viteza vehiculului la începutul frânării,

– este viteza vehiculului la sfârșitul frânării.

Dacă este randamentul generatorului, cel al acumulatorului și cel al motorului electric, atunci lucrul mecanic recuperat va fi:

iar randamentul global al procesului este:

ƞ = =

Ca ordin de mărime, acest randament este de 60–70 %.

La automobile, primul exemplu de frânare regenerativă a fost la conversia unui cabriolet tras de cai într-un vehicul cu tracțiune față de către Louis Antoine Krieger (1868–1951). Automobilul Krieger era acționat de câte un motor electric pentru fiecare din roțile din față, având câte un set suplimentar de bobinaje (bobinaj bifilar ) pentru frânarea regenerativă.

Alte exemple de automobile din epocă dotate cu sisteme de frânare regenerativă au fost Baker Electric Runabout și Owen Magnetic. Însă conducătorul trebuia să comute manual modul de lucru, iar sistemul electric era complex și scump. La fel ca și la automobilul lui Krieger, practic sistemul de frânare regenerativă putea fi folosit doar la coborârea pantelor.

Progresele electronicii au permis automatizarea acestor procese începând cu modelul experimental AMC Amitron din 1967. Proiectat de Gulton Industries comutarea era automată la apăsarea pedalei de frână. Multe din vehiculele electrice și hibride de astăzi folosesc această tehnică pentru a mări autonomia lor.

Conversia în energie mecanică

Sistemele mecanice de recuperare a energiei la frânare stochează energia recuperată sub formă de energie cinetică a unor volanți. Deoarece nu există transformările energie cinetică –> energie electrică –> energie chimică –> energie electrică –> energie cinetică, dacă refolosirea energiei stocate este imediată randamentul energetic al acestor sisteme este superior celor electrice. În timp, datorită pierderilor în lagăre, turația volantului scade, ca urmare scade și energia sa, deci randamentul. Pentru a micșora aceste pierderi, volanții se rotesc în incinte vidate, iar lagărele sunt cu suspensie magnetică. O asemenea construcție stochează energia până la cel mult o oră, sistemul fiind foarte eficient doar la frânări urmate imediat de accelerări, cum ar fi circulația în oraș sau participarea la curse pe circuite asemănătoare celor de la Formula 1.

Un sistem de acest tip este cunoscut drept sistem de recuperare a energiei cinetice (engleză kinetic energy recovery system – KERS). A fost folosit prima dată în Formula 1 în 2009. În edițiile următoare utilizarea sistemului a fost opțională, dar din 2013 toate echipele folosesc KERS.

Primul sistem de acest tip a fost construit de Flybrid. Sistemul are o masă de 24 kg și poate înmagazina o energie de 400 kJ. Această energie poate fi livrată cu o putere de 60 kW în 6,67 secunde. Volantul are un diametru de 240 mm, o masă de 5.0 kg și se rotește cu turația de până la 64 500 rot/min. Cuplul maxim este de 18 Nm.

Ce inseamna un sistem KERS?

Poate ai auzit pana acum de acest concept de Kinetic Energy Recovery System, mai ales daca esti pasionat de masinile de Formula 1. Poti gasi acest tip de sistem atat in masinile mecanice cat si in cele cu motor electric. Functioneaza foarte asemanator cu motoarele din Prius, incercand sa capteze energia ramasa in cadrul bateriei.

Acest sistem este folosit mai ales la masinile de curse, unde functioneaza prin generarea de electricitate de fiecare data cand masina franeaza. Este, de fapt, un dispozitiv care vine montat pe rotile unei masini. Este foarte popular la masinile de curse, unde a inceput sa fie utilizat in 2009.

Chiar daca vine greu de crezut, acest sistem nu este folosit doar la masinile de curse, ci si la motoare si chiar si la anumite tramvaie. Singurul lucru negativ care s-ar putea spune despre KERS este ca adauga o mica greutate in plus la vehiculul pe care este asamblat. Pe viitor se speculeaza ca acest sistem va deveni din ce in ce mai popular si va fi des intalnit si la masinile de zi cu zi, nu doar la cele de curse.

Astfel, este bine sa fii informat din timp atat despre franarea regenerativa cat si despre KERS, deoarece daca viitorul este atat de promitator cum pare, este posibil ca peste cativa ani cu totii sa avem acces la ele.

https://dailydriven.ro/tot-ce-trebuie-sa-stii-despre-franarea-regenerativa

Sistemul de frânare cu disc și tamburi

Vehiculele mai noi sunt echipate cu sisteme de franare cu disc deoarece sunt mai rezistente la caldura si au o performanta mai buna.

Cum functioneaza frana cu disc?

Franele ar trebui sa raspunda instantaneu. Cand soferul apasa pedala, un piston din interiorul cilindrului principal al franei pune sub presiune lichidul hidraulic din furtunurile de frana, care misca pistoanele ce imping placutele pe rotor.

Cu cat soferul apasa mai tare pedala, cu atat mai mare e presiunea din furtunurile de frana, iar placutele vor apasa mai tare pe rotor. Distanta pe care se misca placutele e foarte mica doar cativa milimetri și ar trebui sa se retraga inapoi in etrier imediat ce soferul elibereaza pedala.

Sistemul de franare cu disc este compus din rotor, placute de frana, pistoane si etriere. Pistoanele imping placutele pe rotor pentru a incetini sau opri o masina.

Cele mai multe vehicule moderne folosesc un sistem de franare ce contine discuri de frana. Sunt numite asa pentru ca folosesc forta aplicata pe discurile atasate rotilor pentru a incetini sau a frana o masina.

In comparatie cu franele cu tambur, discurile de frana ofera o putere mai mare de oprire si nu se incalzesc atat de repede la folosire intensa.

In timp ce unele masini mai folosesc franele cu tambur pe rotile din spate, discurile de frana la toate cele patru roti se gasesc in mod obisnuit de la sedanurile de familie, la camioane si masini sportive de performanta.

Componentele sistemului de franare cu disc

Rotorul

Un disc circular pus pe butucul rotii care se invarte odata cu aceasta. Rotoarele sunt facute de obicei din otel turnat, dar unele masini de lux folosesc un rotor din carbon ceramic. Rotoarele sunt fie canelate, fie gaurite pentru a dispersa mai bine caldura.

Placutele de frana

Componentele care apasa pe rotor, creand frecarea ce incetineste sau opreste masina. Sunt compuse din suportul metalic si suprafata de contact cu discul de frana. Suprafata de contact este cea care se uzeaza.

Aceasta este facuta din diferite materiale si poate fi de trei feluri: organic, semi-metalica si ceramica. Materialul ales va avea impact asupra vietii franei, asupra zgomotului ce se aude la franare si a duratei in care masina se opreste.

Pistoanele

Cilindri conectati la sistemul de franare hidraulic. Pistonul este cel care misca placutele de frana pe rotor cand soferul apasa pedala de frana.

Unele sisteme de franare au un singur piston care misca ambele placute, in timp ce altele au doua pistoane care imping placutele pe fiecare parte a rotorului. Altele au patru, sase sau chiar opt pistoane pentru putere de franare mai mare, dar si un cost suplimentar datorat complexitatii si intretinerii lor.

Etrieri

Carcase ce se potrivesc peste rotor si tin placutele de frana si pistoanele, precum si furtunele pentru lichidul de franare. Exista doua feluri de etrieri: mobili si fixi. Cei mobili "plutesc" pe deasupra rotorului si au putere doar pe o singura parte.

Cand soferul apasa frana, pistoanele apasa placutele de frana pe o parte a rotorului, ceea ce duce la alunecarea etrierului astfel incat placutele de pe partea fara piston a etrierului sa faca contact cu rotorul.

Etrierele fixe sunt prinse in loc si au pistoane in ambele parti ale rotorului care se misca atunci cand soferul franeaza. Etrierele fixe aplica o presiune egala si se prind mai bine pe rotor. Totusi, etrierele mobile se gasesc la majoritatea masinilor si sunt perfect adecvate pentru condusul de zi cu zi.

Senzori

Unele masini au frane care contin senzori in placutele de frana. Acestia spun soferului cat de repede se uzeaza placutele. Alti senzori de frana joaca un rol important in sistemul ABS al masinii.

Simptomele problemelor la discurile de frana

Cateva semne greu de ignorant atentioneaza soferul ca exista o problema la frane.

1. Scartaituri

Cand materialul de contact al placutelor se uzeaza, un indicator al uzurii din interiorul placutei intra in contact cu rotorul, producand un scartait ascutit. Inlocuirea placutelor de frana elimina, de obicei, zgomotul, dar e posibil ca acesta sa fie cauzat si de resturile de pe drum prinse in etrieri.

2. Pedala care tremura sau vibreaza

Daca pedala de frana tremura sau vibreaza cand o apesi, exista sanse ca rotorul sa fie deformat. Rotoarele de frana trebuie sa fie perfect plate si deformarea lor poate aparea din cauza suprasolicitarii sau supraincalzirii. Rotoarele pot fi refinisate pentru a le face din nou fine, desi inlocuirea lor imediata e tot atat de costisitoare, dar mai sigura.

3. Pedala de frana joasa

Pedala trebuie sa se simta bine la picior, cu forta de franare proportional cu cantitatea de presiune aplicata pedalei.

Daca pedala se simte mai jos ca de obicei, e adesea un semn al contaminarii lichidului de franare sau a unei scurgeri din sistem. Aerul sau apa in lichid reduc eficienta acestuia, iar o scurgere reprezinta o problema serioasa. Cere unui mecanic sa schimbe lichidul de frana sau sa verifice sistemul de scurgeri pentru a restabili intreaga putere de franare.

Franele sunt cel mai important sistem de siguranta al masinii, iar discurile de frana ofera o performanta puternica, de incredere si de durata.

Sansele sunt ca masina ta sa aiba montat un asemenea sistem de franare, asa ca fii atent la orice semn neobisnuit care ar putea indica faptul ca o piesa trebuie sa fie inlocuita.

Cum functioneaza franele cu tambur

Sistemul de franare cu tambur include tamburul, sabotii, cilindrul rotii. Cilindrul impinge sabotii pe tambur pentru a incetini sau opri masina.

Unele masini au sisteme de franare partiale cu tambur. Sunt denumite asa pentru ca folosesc frecarea aplicata pe tamburi metalici atasati la roti pentru a incetini sau opri masina.

In timp ce franele cu disc ofera o performanta la franare mai buna si au devenit uzuale pe masinile moderne, franele cu tamburi mai sunt folosite la unele aplicatii. Pot fi gasite pe rotile din spate ale masinilor mai ieftine si la masinile clasice.

Componentele sistemului de franare cu tambur

Placa: Ofera o baza solida pentru celelalte componente ale franei cu tambur. Este atasata de ax.

Tambur: Prins pe butucul rotii se invarte odata cu acesta. Adesea facut din fier turnat, este rezistent la caldura si uzura. Acesta este ceea ce vezi la o frana cu tambur asamblata si este componenta asupra careia se aplica forta de franare pentru a incetini sau opri masina.

Cilindru: Contine doua pistoane, unul la fiecare capat, care opereaza sabotii. Cilindrul aplica presiune pe piston, iar acesta impinge sabotii de frana spre tambur, incetinind sau oprind masina. Este nevoie de un cilindru pe fiecare roata.

Saboti de franare: Apasa pe tambur pentru a crea frecarea necesara incetinirii sau opririi masinii. Prinsi de placuta, dar capabili sa alunece cand presiunea din cilindrul rotii este aplicata. Au un material de acoperire facut din componente organice sau metalice. Acest material de acoperire vine in contact cu tamburul si se uzeaza in timp. Fiecare frana are doi saboti. Sabotul principal este mai in fata, iar al doilea mai in spate.

Regulatorul automat: Pastreaza sabotii la o distanta destul de mare de tambur, chiar si cand materialul se uzeaza.

Franele de mana cu tambur

Unele vehicule au frane cu disc la toate rotile, dar folosesc o mica frana cu tambur in interiorul ansamblului butucului rotii ca o frana de mana (sau de parcare). Cand frana de mana este aplicata, un levier atasat de un cablu forteaza sabotii.

Aceasta ofera control direct in loc sa treaca prin cilindrul rotii sau partea hidraulica a franei ceea ce permite vehiculului sa se opreasca chiar si cand franele obisnuite nu mai functioneaza.

Uzura franelor cu tambur

Tamburii si sabotii ar trebui sa fie singurele componente care trebuie inlocuite intr-un sistem de franare cu tambur. Materialul de acoperire al sabotului se uzeaza in timp si, in general, noi saboti trebuie montati la fiecare 56.000 de km, desi aceasta depinde de masina ta si de obiceiurile tale de condus.

Altfel, cilindrul rotii, regulatorul automat si arcurile ar trebui sa reziste pe toata dura vietii masinii, desi probleme mecanice sau avarii din cauza resturilor de pe drum sau a unui accident sunt posibile. Totusi, e bine sa verifici lichidul de frana la fiecare 38.000 – 57.000 km si imediat daca suspectezi o scurgere.

Semne ale problemelor franelor cu tamburi

Exista cateva semene care anunta soferul ca sunt probleme la franele cu tamburi.

Zgomot de la frane: Cum sabotii de frana se uzeaza in timp, zgomote excesive sau neobisnuite pot indica faptul ca materialul de acoperire este uzat sau dus de tot. Un tehnician poate verifica de ce franele fac zgomot, iar inlocuirea sabotilor adesea rezolva problema.

Pedala care tremura sau vibreaza: Daca pedala de frana vibreaza sau tremura cand o apesi, exista sanse ca tamburii sa fie deformati. Tamburii trebuie sa fie perfecti rotunzi si o deformare poate avea loc din cauza suprasolicitarii sau supraincalzirii. In general, inlocuirea lor rezolva problema si franatul este din nou normal.

Pedala de frana joasa: Pedala de frana ar trebui sa se simta bine la picior, cu o forta de franare proportional cu cantitatea de presiune aplicata pedalei.

Daca pedala se simte mai joasa decat de obicei, adesea e semn ca lichidul de frana a fost contaminat sau exista o scurgere in sistem.

Apa sau aerul in lichidul de frana reduce eficacitatea acestuia, iar scurgerea reprezinta o problema serioasa.

Pune un tehnician sa-ti verifice lichidul sau sa inspecteze sistemul pentru scurgeri pentru a readuce la normal puterea de franare. Un cilindru de frana avariat poate fi, de asemenea, vinovatul pentru o pedala de frana joasa.

Franele sunt fara indoiala cel mai important sistem de siguranta a unei masini, asa ca fii atent la orice semn neobisnuit care ar putea indica faptul ca o piesa din sistemul de franare cu tambur trebuie sa fie inlocuita.

Arcuri: Trag sabotii inapoi de pe tamburi cand soferul elibereaza pedala de frana.

Inlocuirea pieselor din componenta sistemului de franare

Viața componentelor de frână nu este una fixă datorită uzuri care va fi provocată de modul in care este condus autovehiculul însă lichidul de frână se schimbă la un interval de kilometri sau la o perioadă de 2 ani.

Stilul brutal de condus duce la un schimb mai rapid al plăcuțelor de exemplu un șofer cu un stil de condus agresiv și frânari bruște, folosește excesiv frâna, va trebui sa schimbe placuțele până in 20.000 de kilometri, pe când un șofer calm care anticipeaza manevrele celorlalți participanți la trafic încetinește doar din frâna de motor el va provoca o uzură minimă a placuțelor și durata de viața a lor pate fi de trei ori mai mare decat in situația șoferului care conduce agresiv.

Discurile de frână vor avea o uzura mai prematura la apăsarea pedalei de frână cu o forță mare, ducând la o înlocuire mai timpurie.

Componentele sistemului de frânare se înlocuiesc dacă:

Materialul de fricțiune de pe plăcutele de frână are mai putin de 3 mm sau in cazul autovehiculelor dotate cu senzor de uzură a plăcuțelor de frână când indicatorul de uzură excesivă apare în bord. Când plăcuța de frână ajunge la un asemenea grad de uzură aceasta necesită înlocuirea în cel mai scurt timp posibil.

Discurile de frana prezinta urme de supraincalzire, fisuri vizibile cu ochiul liber, sau grosimea acestora a scazut sub limita minima declarata de producator (general 5 mm pentru discuri solide, 12 mm pentru discuri ventilate).Atentie, aceste limite sunt aproximative si doar cu caracter informativ; Pentru a determina grosimea minima corespunzatoare autovehiculului dumneavoastra este necesara verificarea in manualul de intretinere al autovehiculului sau in cartea tehnica a discurilor montante.

Uzura discurilor de frana

Uzura se produce și în condiți de condus normal datorită efectului de fricțiune și căldură intensă, dar mai greu însă componentele ajunse la limita adisă de uzură trebuie înlocuite, plăcuțele de frână fiind înlocuite cel mai des.

După cum am precizat mai sus înlocuirile discurilor sunt dependente de stilul de condus de aceea numarul de kilometri variază în funcție de situație între 90.000 și 110.000 kilometri însă dacă placuțele sunt facute dintr-un material mai dur sau nu sunt schimbate le timp afectează discurile și va trebui sa fie înlocuite, pentru placuțe avem între 40.000 și 120.000 kilometri.

Revenind la lichidul de frână înlocuirea și completarea lui fiind esențial în sitemul de frânare precum sângele pentru om, lichidul trebuie verificat între 35.000 și 60.000 de kilometri parcurși sau în cazul suspectării unei scurgeri. Schimbul de lichid se face conform specificatiilor din cartea tehnică sau eventual la sesizarea nefuncționării corespunzătoare a sistemului de frână.

Componentele mecanismului etrier-disc-plăcuțe

In figura alaturata aveti ilustrat un etrier culisant cu un singur piston de frana (sistem utilizat predominant pe majoritatea autovehiculelor rutiere normale). Puteti obseva cum lichidul de frana intra prin canalul – 8 actionand pistonul – 9 care va actiona placuta de frana – 6 presand-o pe discul de frana– 5 lucru ce va cauza o miscare de translatie pentru intreg etrierul prin intermediul culiselor – 2 presand astfel si placuta– 4 pe discul de frana – 5.Alte piese aflate in componenta etrierului de frana sunt: 1 – suport, 3 – corpul etrierului, 7 – inel O pentru etansare, 11 – garnitura de cauciuc pentru protectia pistonului si blocarea impuritatilor.

In figura alaturata aveti prezentat un etrier de frana care dispune de doua pistoane pentru actionarea placutelor de frana. Astfel, forta de franare fiind dublata (folosit in general pe autovehicule cu performante ridicate care necesita si o forta de franare ridicata, culisele fiind eliminate astfel ne asiguram ca persiunea de actionare este aceiasi pe ambele parti ) .Fluxul de forta prin acest tip de etrier este urmatorul: lichidul de frana patrunde in etrier prin orificiul de alimentare – 10, circula prin corpul etrierului – 1, impinge pistoanele – 8 etansate cu ajutorul inelelor tip O – 3, actionand placutele – 5, pe suprafata discului – 6. Alte componente: 2 – surub de fixare, 4 – canal de circulatie, 7 – garnitura cu manseta de protectie pentru piston, 9 – corpul etrierului, 11- suport de prindere a etrierului.

https://dailydriven.ro/frana-cu-disc-vs-frana-cu-tambur

Mecatronica sistemului de frânare

Mecatronica sistemului de franare.Generalitați.

Sistemul de franare are rolul:

– de a reduce viteza autovehiculului, eventual pana la oprirea acestuia;

– de imobilizare a autovehiculului staționar;

– de asigurare a unei viteze constante la coborarea unei pante;

După rolul funcțional se pot clasifica astfel:

Frană principală sau de serviciu:

– incetinesc autovehiculul aflat in mers;

– obțin decelerații de maxime de 6-7,5 m/s;

– acționează asupra tuturor roților;

2. Frane de siguranță:

– permit oprirea autoveculului in cazul in care sistemul principal de franare se defectează;

– se actioneaza fara ca soferul sa ridice ambele maini de pe volan;

3. Frane de staționare:

– asigură imobilizarea autovehiculului staționat, in lipsa conducătorului, pe timp nelimitat;

– trebuie să aibă un sistem de comandă propriu, separate de frana principală;

– uneori poate inlocui frana de siguranță;

4. Frane auxiliare:

– au acelasi rol ca si frana principală;

– se utilizează pentru a mări efectul franei principale;

5. Frane de incetinire:

– micsorează solicitările si uzurile franei principale atunci cand se coboară pante lungi;

In procesul de franare intră 3 factori esențiali :

Factorul mecanic

Incetinirea sau oprirea roților este obținuta prin frecarea intre un element fix, conectat

intr-un fel sau altul cu caroseria sau sasiul vehiculului (plăcute de frana sau saboți) si un element solidar

cu roțile in miscare (discuri de frana, tamburi).

Sistemul de franare trebuie să transforme energia cinetică in energie calorică si să evacueze cat mai rapid

această căldura.

De aici rezultă următoarele calitați indispensabile:

– o bună rezistență la temperatură inaltă;

– o bună conductibilitate termică;

Factori psihologici

Timpul de reacție

Acesta este timpul care se scurge intre percepția obstacolului si debutul efectiv al franării.

Acest timp, variabil in funcție de individ si funcție de starea generală a organismului, este in medie de0,75 sec.

Distanța de oprire

Este distanța parcursă pe durata timpului de reacție plus distanța de franare.

Pe de altă parte distanța de franare optimă este in funcție:

– de viteza vehiculului;

– de coeficientul de frecare;

– de decelerația posibilă (funcție de caracteristica de franare a vehiculului);

Distanța parcursă intr-o secundă

Soferul trebuie să se adapteze la condițiile de trafic si la starea drumului. Acesta trebuie să aprecieze distanțele de oprire si viteza limită de intrare intr-un viraj care să-i permită controlul vehiculului după legile fizicii. Pe de altă parte, condiția tehnică a vehiculului rămane intotdeauna primordială : amortizoare, frane, starea si presiunea de umflare a pneurilor.

Distanța de oprire a unui vehicul

(Pe sol uscat cu o decelerație de 6 m/s2 )

Factori fizici

Factori fizici

Roata în rotație si comportamentul vehiculului la frânare

In timpul unei franari, dacă roata se blochează si derapează fără să se invartă există pierdere de aderență.

Cum o diferența de aderența intre roți există, vehiculul se asează transversal si isi urmează traiectoria răsucindu-se in jurul axei verticale.

Atunci cand se eliberează pedala de frană, vehiculul se stabilizează si reia o traiectorie urmandu-si axa longitudinală diferită de prima. In acelasi mod, se constată că direcția devine inoperantă atunci cand roțile fată sunt blocate.

Roți blocate fără acțiune pe volan

Noțiunea de aderență

Forța de aderența (FA) se opune forței de deplasare (FX) a unui corp in raport cu suprafața pe care acesta este asezat.

Această forță de aderență este in funcție de :

– forța verticală (normală), care este reacțiunea planului la forța de greutate a corpului (FZ)

(μ)-coeficientul de frecare sau de aderenta

Forța de aderență = greutatea corpului (in N) xcoeficientul de aderență.

Dacă FX< FA : corpul rămane imobil, daca FX ≥FA : corpul va aluneca.

Coeficientul de aderența depinde de legătura pneu/natura solului (uscat, lapovița, ploaie, zăpadă, etc).

Sistemul de franare este format din :

– frana propriu –zisaț;

– mecanismul de acționare a franii;

Franele propriu-zise pot fi montate fie direct pe butucul roții pe care acționează, fie pe transmisie.(mai rar)

După forma piesei care se află in miscare de rotație franele pot fi:

– cu disc;

– cu tambur;

– combinate;

După forma pieselor fixe, care produc franarea pot fi:

– cu saboți;

– cu discuri (obisnuit sectoare de disc);

– cu banda;

– combinat;

Elementele care produc franarea pot fi montate in interiorul sau in exteriorul pieselor rotitoare.

In funcție de tipul mecanismului de acționare se disting:

– cu acționare directă, la care forța de franare se datorează exclusiv forței exercitate

de conducător;

– cu acționare mixtă, la care franarea se datorează atăt forței exercitate de

conducător cat si energiei unui agent exterior ( aer comprimat sau ulei sub presiune);

– frane cu servoacționare, la care momentul de franare apare datorită unui agent

exterior, conducatorul avand doar rolul de a regla intensitatea franării. Defectarea

servomecanismului conduce la imposibilitatea franării;

Franele cu acționare directă pot fi mecanice sau hidraulice.

Franele cu acționare mixtă sunt obisnuit la autoturisme,

-acțiunea directă este hidraulică iar servomecanismul este pus in funcțiune cu

ajutorul depresiunii din galeria de aspirație a motorului;

Sistemele de franare pot fi cu un circuit sau cu mai multe circuite, fiecare acționand franele unei punți sau chiar individual pe fiecare roată;

Decelerațiile impuse sunt obisnuit de peste 5 m/s2 pentru franele de serviciu si mai mari de 2,2 m/s2 pentru franele de siguranță;

Calitatea unui sistem de franare este dat de următorii factori:

– coeficientul de franare; Cf=af/g; af-decelerația la franare

– timpul de răspuns; – intervalul scurs din momentul apăsării pedalei de frană pană

la atingerea decelerației maxime (obisnuit 0,25-0,35 s);

– dezechilibrul maxim intre franele aceleiasi punți;

XM – reacțiunea tangențială cea mai mare.

Xm – reacțiunea tangențială cea mai mică.

Limite admise sunt pentru fiecare tip de autovehicule si sunt de 10-20 %. De asemenea există relații

de calcul si tabele atat pentru timpul de franare cat si pentru spațiul de franare.

In principiu există trei categorii de frane:

a) cu tambur si saboti interiori;

b) cu disc;

c) cu banda;

Primele două categorii sunt cele mai utilizate.

a)Frană cu tamburi si saboți interiori.

Frană simplex cu tambur si saboți interiori(6.1)

Este formată din saboții 1 si 2, prevăzuti cu garniturile de fricțiune 5. La partea inferioară acestia sunt articulate in punctele O1 si O2, iar la partea superioară sunt actionați cu ajutorul dispozitivului 3, fiind apăsați pe suprafața tamburului 4, solidar cu roata. Forța de frecare dintre garniturile 5 si suprafața interioară a tamburului produce momentul de franare a roții. In funcție de modul de acționare a saboților pot fi frane simplex, duplex si duo-duplex.

Frâna fără duplex Frână cu dublu duplex

Fig.6.2. frana duo-duplex cu actionare hidraulica

1-tambur; 2, 13 –bolțuri de sprijin; 3,7-saboți; 4,8,11,12-arcuri; 5,9-dispozitive de reglare a jocului;6,10-cilindri hidraulici; 14,15-brațe

Fig.6.3 ;1- Sabot primar (numit comprimat), 2- Sabot secundar (numit intins), 3- Cilindru receptor,

4- Parghia franei de mană, 5- Cablul franei de mană,6- Reazem fix, 7- Resort de menținere, 8- Resorturi de menținere, 9- Resort de rappel,10- Mecanism de preluare automată a jocului saboțitambur,

11- Resorturi de menținere laterală , 12- Platou de tabla. b) Frana cu disc.

Se utilizează fie la toate roțile autovehiculului, fie in combinație cu franele cu tambur si saboți interiori. Acestea prezintă o serie de avantaje:

– se poate mari suprafața garniturilor de fricțiune;

– distribuție uniformă a forțelor de frecare;

– au timp de răspuns mai mic datorită jocului mic dintre garniturile de fricțiune si discul roții;

– se răcesc mai usor;

– sunt echilibrate si nu dau nastere la forțe radiale;

– se reglează usor (dispozitive simple) si se inlocuiesc usor;

Fig.6.4; Frana cu disc de tip deschis

1-garnituri de fricțiune; 2-disc; 3-butucul roții; 4-pistonase; 5-etrier; 6-suportul metalic al garniturii de fricțiune Ca principal dezavantaj – eficacitatea mai mică – de aceea autoturismele prevăzute cu astfel de frane au servomecanisme de acționare ( măresc eficacitatea. ) In figura se prezintă o frană cu disc. Elementul in miscare de rotație este discul 2, solidar cu butucul 3 al roții. Garniturile de fricțiune 1 sunt lipite pe suporții metalici 6 si sunt apasate hidraulic pe discul 2, prin cilindrii hidraulici (pistonasele) 4, etansate in etrierul 5. Există si variante constructive la care etrierul este flotant, fiind prevăzut cu un singur pistonas de acționare ( pe o singura parte)

forța cealaltă fiind ca reacțiune a etrierului. a) Franele cu bandă sunt de tipul celei prezentate in figură. Sistemul de acționare poate fi articulat numai intr-un capăt al benzii, celălalt fiind fix, sau in ambele capete.

Mecanisme de acționare a franelor

Transmiterea comenzii de la pedală/ parghie la frane se poate realiza mecanic, hidraulic, pneumatic, electric sau mixt.

6.1. Acționarea mecanică se realizeaza obisnuit prin sisteme de parghii si cabluri. In prezent mai este utilizată la frana de serviciu datorită unor dezavantaje:

– necesitatea reglării frecvente;

– apar deformații ale elementelor, uzuri necontrolabile;

– randament scăzut;

Se mai utilizează doar la franele de staționare.(Fig.6.5)

Astfel cablurile flexibile 4, care realizează acționarea franelor, sunt acționate de parghia de egalizare 3, acționată de levierul 1.Imobilizarea levierului in poziția „franat” este realizată de mecanismul cu clichet 2.

Acționarea hidraulică este cea mai folosită:

– acționează simultan pe toate franele;

– randament bun;

– poate fi cu mai multe circuite, pe punți sau pe roți;

– cursa reală a pedalei bună;

– construcție simplă;

– reglare usoară;

Dezavantaje:

– spargerea unei conducte duce la defectarea intregului sistem;

– are elasticitate la pătrunderea aerului in sistem

– sensibil la temperatură ;

Sistemele pot fi cu simplu circuit sau cu dublu circuit.

Pompa centrală 2, este cu dublu circuit, pentru față si spate, fiind acționata de pedala 1. O secțiune a pompei comandă franele 4, ale punții fată, iar a doua secțiune comandă franele 8 ale punții spate. Supapa de siguranța dublă 6, are rolul de a izola un circuit atunci cand in acesta apar deficiențe.

Acționarea mixtă (hidraulică cu servomecanism)(Fig.6.7)

Repartizarea presiunii de

frânare se efectuează în

diagonală : fiecare circuit de

frânare acționează pe o roată

față si pe roata spate

diagonal opusă.

– Avantaj : oricare ar fi circuitul

defect pierderea de eficacitate este constant de 50%.

– Dezavantaj : in caz de defecțiune, sub acțiunea forțelor de franare, vehiculul va avea tendința de a trage spre stanga sau spre dreapta.

Servomecanismul permite micsorarea forței de apăsare a pedalei sau cresterea presiunii in circuitul hidraulic fără cresterea forței de apăsare pe pedală. Servomecanismul se poate clasifica după sursa de energie in:

– pneumatic – care utilizează depresiunea din galeria de admisie (la MAS) sau de la o pompa de vacuum (la MAC);

– hidraulic – folosesc uleiul sub presiune;

Servomecanismul poate fi inglobat in pompa centrală de frană sau poate fi separat (fig.6.7)

Fig.6.7; 1-servomecanism, 2-pompa centrală.

Componenta sistemului de franare(Fig.6.8)

1 Pedala de frână.

2 Amplificatorul de frânare

(Servofrână).

3 Pompa centrală de frânare.

4 Rezervor de lichid de frână.

5 Limitator de frânare.

6 Frână spate.

7 Frână față.

8 Frână de staționare.

9Martorul frânei de

staționare din

tabloul de bord.

10 Lampi stop.

Pedală de frană (1)

transmite efortul exercitat de piciorul conducătorului prin intermediul amplificatorului de franare (servofrană) (2) către pompa centrală de frană (3).

Aceasta generează si distribuie lichidul de frană sub presiune la franele (6 si 7) care il transformă in efort mecanic (frecare) pentru a incetini, opri sau imobiliza roțile.

Limitatorul forței de franare (5) modifică presiunea de franare a franelor spate (6) in

funcție de sarcina pe punte.

Frana de staționare (8) acționează direct prin cabluri pe franele spate (6).

Asistența la franare sau amplificatorul de franare (servofrană) este situată intre pedala de frană si pompa de frană, in compartimentul motor. Amplificatorul de franare (servofrană) are ca scop cresterea forței exercitate de conducător asupra pompei de frană. Principiul constă in crearea unei diferențe de presiune intre camerele (A si B) grație :

112

– depresiunii din galeria de admisie in cazul unui motor pe benzină

– cu ajutorul unei pompe de vacuum in cazul unui motor diesel

Funcționarea amplificatorului de franare

În repaus

In repaus, cele două camere (A si B) sunt supuse depresiunii din galeria de admisie a motorului grație pistonului palpator (3) care apasă asupra supapei regulatoare (6).

În frânare

Atunci cand utilizatorul apasă pedala de frana, tija de comandă (1) apasă pistonul palpator (3).Rondela (5) comprima discul de reacție (4). Presiunea atmosferică pătrunde in camera spate prin traversarea supapei regulatoare (6). Dezechilibrul de presiune stabilindu-se intre cele doua camera (A si B), membrana (10) se deplasează.

În menținere

Atunci cand utilizatorul menține efortul asupra pedalei de frană, discul de reacție (4) se destined provocand o miscare relativa a corpului valvelor (8) in raport cu pistonul palpator (3). Supapa regulatoare (6) se inchide impiedicand astfel admisia aerului la presiune atmosferică către camera spate (B).

Revenirea la repaus

Atunci cand utilizatorul eliberează pedala de frană , resortul de rapel (2) reimpinge pistonul palpator (3) pe supapa regulatoare (6). Canalul de comunicare intre cele două camere (A si B) se deschide, iar dezechilibrul de presiuni se anulează. Resortul membranei (9) reimpinge corpul valvelor (8) in poziție de repaus.

Acționarea electrică a franelor

La acest sistem trebuie respectat principiul redundanței, adică dublarea sau chiar triplarea circuitelor, a traductoarelor si motoarelor, incat la iesirea din uz a unuia, un altul să functioneze. In general blocul pedalei de frană este prevăzut cu un traductor de forța sau cu un motor care simulează rezistența la apăsare. Acestea dau informații blocului central care la randul lui comandă blocurile electronice de pe fiecare roată. Acestea acționează motoarele care produc franarea.

Fig.6.9;1-unitatea centrală de comandă; 2- bloc electronic de comandă a franei

6.3ABS (Anti Blocking System)

Automobilele moderne sunt echipate cu sisteme de franare performante si fiabile, capabile să atingă excelente valori de franare chiar si la viteze ridicate. Totusi, chiar si cele mai bune frane din lume nu sunt in măsură să evite reacțiile necontrolate si o franare excesivă din partea conducătorului masinii, confruntat cu condiții de circulație critice sau cu o situație neasteptată. Specialistii au estimat că 10 % dintre accidentele rutiere au fost produse datorită faptului că vehiculele devin necontrolabile si derapează ca urmare a blocării roților.

Sistemul de anti-blocaj al roților (ABS) permite remedierea acestei probleme. Vehiculele echipate cu acest sistem isi conservă maniabilitatea si stabilitatea direcțională, chiar si in cazul franarii violente. Sistemul ABS ameliorează securitatea rutiera. La ora actuală clienții de automobile consideră sistemul ABS ca fiind cea mai importantă opțiune (60% din preferințe), devansand airbag-ul (53%) si direcția asistată (51%). Comportametul dinamic al unui vehicul este legat in permanență de 3 parametrii :

– conducătorul masinii;

– vehiculul;

– calea de rulare;

Cand condițiile de circulație necesită incetinirea sau oprirea completă a vehiculului (franare normală sau de urgență), conducătorul trebuie să acționeze asupra :

– pedalei de frană

– volanului pentru a evita obstacolele apărute in fața lui

Vehiculul reacționează cu ajutorul franelor care vor exercita un cuplu pe diferitele roți, creand astfel forțele de franare.

Oprirea vehiculului este totdeauna condiționată de :

Buna apreciere a conducătorului ca timp si ca dozare a reacțiilor sale.

– Răspunsul prompt al vehiculului.

– Starea carosabilului care defineste nivelul de aderență al anvelopelor.

Relația alunecare/aderență

Alunecarea este diferența de viteză intre roți. Alunecarea se calculează astfel:

Alunecarea = ×100 [%], V=viteza vehiculului, v = viteza roții franate.

Dacă alunecarea creste peste o anumită valoare, forța de aderență scade. Blocajul unei roți este de asemenea obținut cu o alunecare de 100 %. Alunecarea si forța de aderență sunt strans legate, deci pentru a obține cea mai bună forță de aderență intre anvelopă si sosea este necesar să se atingă o anumită valoare de alunecare. Această alunecare provoacă in schimb o uzură a anvelopelor.

Se remarcă faptul ca in curbe are loc o crestere importantă a alunecării pană la blocajul roții ceea ce provoacă o diminuare a forței de aderență longitudinală, iar pe de alta parte, provoacă in egală măsură o scădere foarte importantă a forței de aderență transversală – si astfel posibilitatea derapării laterale creste.

De asemenea, dacă se priveste vehiculul in totalitate, blocajul roților din față provoacă o pierdere a ≪ dirijabilității ≫ vehiculului, iar blocajul roților spate produce o pierdere a stabilității acestui vehicul (apare riscul de răsucire).

Constatăm că o alunecare situată in jurul a 20 %, dă un bun compromis intre stabilitatea si maniabilitatea direcțională a forței de franare.Dacă automobilul dotat cu ABS se află in curbă si se produce o franare de urgență, vehiculul rămane pe traiectoria impusă de conducător in 85% din situații. In absența ABS-ului, numai 38% din vehicule răman pe traiectoria impusă

Concluzie

Dacă se ajunge la blocarea roților in timpul unei franări violente, atunci se va pierde o mare parte din aderență, ceea ce va conduce la :

– diminuarea eficacității franării si a stabilității vehiculului;

– pierderea maniabilității direcționale;

– cresterea distanței de oprire;

Forța de franare maximă este obținută atunci cand pneurile sunt la limita de aderență. Cu cat 117 forța de aderență va fi mai mare, cu atat distanța de oprire va fi mai scurtă. Cu scopul de a remedia aceste 3 inconveniente, este necesar să se limiteze forța de franare la o valoare corespunzătoare unei aderențe intre pneu si sol de ordinul a 20 %. Ar fi iluzoriu să ne gandim că un sofer, chiar foarte antrenat, in cazul unei franări ≪de panică≫ să aibă reacțiile adecvate care ar permite dozarea forței de franare adecvată. Principiul de funcționare a unui dispozitiv ABS este prezentat in figura următoare.

Astfel, perioada t1-pana in A se numeste faza de activare, in care conducatorul apasă pedala de frană; viteza periferica a roții scade (a) in timp ce presiunea din circuitul de franare creste (b), iar roata incepe să fie decelerata(c). Punctul A corespunde atingerii forței tangențiale maxime (d).In absența ABS-ului presiunea din sistem va continua sa crească, ajungandu-se la blocare (punctul F).

In cazul ABS-ului, imediat ce se trece de punctul A , incepe faza de descărcare, in care, desi conducătorul apasă pe pedala, presiunea din sistem scade (zona X-Y, fig b), ca urmare , decelerarea roților scade (zona X-Y, fig.c).

In punctul Y incepe faza de izolare, pe parcursul căreia presiunea in sistem este constantă. (Y-Z, fig. b),la o valoare mai mică decat cea care duce la blocarea roții. Aceasta faza durează pană cand, datorită decelerarii roții si apoi accelerării ei, patinarea scade sub valoarea optimă. In punctul Z incepe faza de reactivare, pe parcursul căreia presiunea din cilindrii de frană accelerația creste din nou si ciclul de funcționare a dispozitivului antiblocare se reia. Comanda dispozitivului ABS

este data , prin calculator, de decerația sau accelerația roții, pragul S1 stabilind momentul inceperii fazei de izolare, iar pragul S2 stabilind inceputul fazei de reactivare. Un ABS ideal ar trebui sa mențina forța tangențială specifică la valoarea maxima, insă practic nu se poate obține; functionarea pulsatorie a ABS-ului reduce eficacitatea franarii fată de cazul ideal (suprafata a, fig d), dar o

mareste fată de blocarea roții (suprafața b , fig.d)

În figura următoare se prezintă diverse variante ale dispozitivelor ABS

In principiu dispozitivul este format din modulatoare de presiune,1, care modifică presiunile din sistemul de franare in conformitate cu fazele de franare si traductoarele ,2, pentru vitezele unghiulare ale roților. Totul se desfasoară sub comanda unui calculator ABS. Principala informație pe care se bazează funcționarea ABS-ului este viteza autovehicolului. Prin captorii roților este transformată miscarea mecanică a unei roți danturate (solidară in rotație cu roata automobilului) in semnal electric permitand calculatorului să determine ulterior viteza instantanee a fiecărei roți, in scopul calculării alunecării fiecărei roți.

Captorii de viteză ai roții

Două familii de captori de viteză ai roții există :

-captorii pasivi ;

-captorii activi ;

Captorii pasivi(6.11)

Captorul pasiv nu este alimentat. El funcționează după principiul inducției. Captorul conține doi magneți permanenți si o infăsurare (bobină). Fluxul magnetic se modifică datorită trecerii dinților coroanei dințate, iar variația campului magnetic care traversează bobina generează o tensiune alternativă sinusoidală a cărei frecvență este egală cu viteza roții. Avem nevoie de o anumită viteză de defilare a dinților (viteză roată) pentru a se obține un semnal de formă cvasisinusoidală la bornele traductorului (in general o viteză de 5 – 10 km/h).

Frecvența si amplitudinea semnalului sunt variabile cu viteza de rotație!

Numai amplitudinea semnalului se modifică odată cu intrefierul!

Captorii active(6.12)

Captorii activi sunt alimentați de către calculator. Ei funcționează după principiul măsurării unui camp magnetic. In corpul captorului se găseste un element sensibil electronic. Fluxul magnetic este modificat prin defilarea dinților unei coroane dințate. Variația campului magnetic care traversează partea activă a captorului generează un semnal 121 de iesire rectangular a cărui frecvență este proporțională cu viteza roții.

Amplitudinea semnalului este constantă oricare ar fi valoarea de intrefier pană la o valoare de intrefier maximă. La aceasta valoare de intrefier maximă, semnalul corespunde unei viteze a roții egală cu zero.(6.13)

Pe vehicule pot fi montate două tipuri de coroană dințată – clasice (roți fonice) si magnetice (coroană magnetică). Citirea informației va fi efectuată de către un captor cu efect HALL pentru o coroană clasică sau de către un captor MAGNETO-REZISTIV pentru cealaltă.Cu ajutorul acestor captori se pot citi viteze ale roților de pană la 0 km/h !

Montarea pe vehicul a unui captor cu efect magneto-rezistiv presupune o modificare la nivelul rulmentului roții, acestuia adăugandu-i-se coroana (ținta) magnetică.(6.13)

Captorul (1) este fixat in fața țintei magnetice grație unui inel de fixare (2) montat pe fuzetă. Aceasta permite ca intrefierul intre captor si ținta magnetică să rămană constant.

Ținta magnetică se prezintă sub forma unei succesiuni de poli Nord si Sud. La fiecare 122 inversare a polilor prin fața captorului, se inversează si campul magnetic. Aceasta creează o modificare a intensității campului.

Calculatorul ABS furnizează informația de viteză tuturor calculatoarelor cu care se află in interconexiune (tablou de bord, UCE injecție, regulator de viteză, direcție asistată variabil…) astfel:

-prin rețeaua multiplexată,

-printr-o legătură filară pentru sistemele neincluse in rețeaua multiplexată.

Pentru aceasta, este necesar ca calculatorul de ABS să invețe cu precizie circumferința anvelopelor. De aceea se programează indexul tahimetric.

Această informație va duce la suprimarea captorului clasic de viteză situat la nivelul cutiei de viteze. Calculul vitezei automobilului se face pe baza vitezelor roților si a anvelopelor utilizate.

SISTEMUL ABS

Doi mari constructori furnizează sisteme ABS la

RENAULT :

– BOSCH (exemplu : RENAULT Clio II, Mégane

II…).

– CONTINENTAL TEVES (exemplu : RENAULT

Laguna II, RENAULT VelSatis…).

ABS-ul este considerat de marele public ca un dispozitiv esențial de securitate activă, dar funcționarea si rolul său au rămas încă slab cunoscute.

Prima funcție a ABS-ului este de a permite conducătorului să conserve capacitatea

direcțională a vehiculului său, chiar si in situațiile de franare de urgență.

Cum functioneaza el ?

Sistemul ABS trebuie să păstreze, in timpul unei franări puternice, o alunecare de ordinul a 20 %. Pentru a face aceasta, el incearcă să mențină presiunea de franare constantă de indată ce alunecarea ajunge la această valoare (intr-adevăr, de la un anumit prag al alunecării, capacitatea direcțională a vehiculului este foarte mult diminuată).

Apoi, dacă alunecarea continuă să crească, va scădea presiunea de franare pentru a readuce alunecarea sub 20 %. Si astfel se desfasoara toată faza de reglare. Scopul este de a reduce la maximum oscilațiile.

Blocul ABS

Blocul ABS (1) este compus din :

-Grupul hidraulic (2) (electrovane, pompă hidraulică, motor de pompă, acumulator de joasă presiune, clapetă de anti-retur).

-Calculatorul (3).

Aceste două elemente, după model, pot fi inlocuite independent.

Grupul hidraulic

Grupul hidraulic conține :

– cele opt electrovane ale roților (1),

– pompa hidraulică (2).

Fiecare roată dispune de două electrovane :

– una de admisie deschisă in repaus,

– una de evacuare inchisă in repaus.

In repaus, fără a se acționa pedala de frană

1 : Pedală de frână.

2 : Servofrână.

3 : Cilindrul principal si rezervorul de lichid de

frână

4 : Circuit primar.

5 : Circuit secundar.

6 : Pompa hidraulică si motorul ei.

7 : Clapetă anti-retur.

8 : Electrovane de admisie față stânga / dreapta.

9 : Electrovane de evacuare față stânga /

dreapta.

Notă :Circuitul de frânare este în X.

10 : Electrovane de evacuare spate stânga /

dreapta.

11 : Electrovane de admisie spate stânga /

dreapta.

12 : Roată față stânga

13 : Roată spate dreapta.

14 : Roată față dreapta.

15 : Roată spate stânga

16 : Acumulatori de joasă presiune.

In poziția de repaus, clapetele centrale ale cilindrului principal sunt deschise făcand legătura dintre camerele din amonte si din aval. Electrovanele de admisie sunt deschise, electrovanele de evacuare sunt inchise. Pompa hidraulică este oprită.

Franarea clasică

Prin acționarea pedalei de frană cu ajutorul piciorului se stabileste o presiune hidraulică uniformă in ambele circuite si se determină un cuplu de franare proporțional cu efortul aplicat. Electrovanele si pompa răman in repaus.

Franarea cu reglare : faza de menținere a presiunii

In cazul in care alunecarea roții a depăsit pragul, calculatorul pilotează electrovana de admisie (8), inchizand-o, si astfel se izolează cilindrul principal (3) de etrierul (12) al roții. Cresterea presiunii de franare in frană devine imposibilă.

Franarea cu reglare : faza de scădere a presiunii

Această fază nu intervine decat dacă efectul fazei de menținere a presiunii n-a fost suficient pentru a evita cresterea alunecării roții (pericol de blocare a roții).

Electrovana de admisie (8) rămane inchisă. Simultan, electrovana de evacuare (9) se

deschide si pompa hidraulică (6) se pune in funcțiune.

Scăderea presiunii se efectuează instantaneu grație acumulatorului de joasă presiune (16).

Acțiunea pompei permite să refuleze lichidul inmagazinat in acumulator spre cilindrul principal.

Acumulatorii de joasa presiune servesc doar pentru a absorbi cresterile de debit in timpul căderii de presiune.

Pompa refulează lichidul de frană din acumulatorii de joasă presiune spre circuitul de franare (cilindrul principal sau cilindrii receptori ai roților, in funcție de faza de funcționare a electrovanelor de admisie).

Deschiderea electrovanelor de evacuare provoacă o coborare a pedalei, funcționarea pompei generează o ridicare a pedalei de frană. Combinarea acestor două efecte provoacă o miscare a pedalei care „vibrează” si semnalează conducătorului că o regularizare este in curs.

Franarea cu reglare : faza de scădere a presiunii

Electrovana de evacuare se inchide si electrovana de admisie se deschide. Cilindrul

principal este din nou in legatura cu frana roții.

Alimentarea hidraulică se efectuează grație cilindrului principal, dar de asemenea prin intermediul pompei in cazul in care acumulatorul nu ar fi gol.

128

Reglarea ABS

Distingem trei faze :

-Menținerea presiunii.

-Scăderea presiunii.

-Cresterea presiunii.

Aceste 3 faze (menținere, scădere si crestere de presiune) constituie o reglare ABS. Cu cat numărul de reglări ABS este mai mare, cu atat reglarea presiunii de franare este mai fină. Sistemele actuale pot face intre 30 – 50 de reglări pe secundă.

Calculatorul de ABS(6.14

Calculatorul conține :

-electronicaade gestiune a sistemului (1),

-bobinele de comandă ale elctrovanelor (2).

Calculatorul de ABS indeplineste următoarele funcții :

-Reglarea presiunii de franare.

-Supravegherea componentelor electronice ale sistemului.

-Memorizarea defectelor apărute.

Reglarea presiunii de franare :

In funcție de informațiile primite de la captorii de viteză ai roților, calculatorul ABS determină alunecarea fiecărei roți. De indată ce una dintre ele tinde să se blocheze, el comandă atunci electrovanele grupului hidraulic.

Calculatorul comandă electrovanele si pompa hidraulică utilizand :

-Viteza vehiculului : Calculatorul determină viteza vehiculului făcand media vitezelor celor 4 roți. Această medie este numită viteza de referință. Viteza de referință este calculată cu ajutorul informațiilor furnizate de captorii roților, dacă vehiculul este echipat cu 4 captori. Pentru vehiculele echipate cu 2 captori, mai este necesar un captor de accelerație care participă la determinarea vitezei de referință. Pentru vehiculele 4X4, acest tip de captor determină dacă vehiculul este in miscare.-

-Accelerația si decelerația fiecărei roți : Informațiile măsurate de captor sunt transformate electric si analizate in paralel prin doua microprocesoare. După procesare, semnalele de iesire asigură comanda electrovanelor si a motorului de pompă. El calculează viteza de referință a vehiculului raportată la decelerația (sau accelerația) roților (captori de viteză ai roților) si in consecință deducand alunecarea.

Supravegherea componentelor sistemului :

La primul demaraj al motorului, de indată ce vehiculul depăseste o viteză dată (in jur de 10 km/h),calculatorul comandă :

-cele 8 electrovane,

-motorul pompei.

Aceasta permite să se controleze funcționarea grupului hidraulic. Datorită acestei strategii, la nivelul pedalei de frană sunt perceptibile vibrații slabe asemănătoare cu reglarea ABS.

Memorizarea defectelor :

La punerea contactului, calculatorul testează toate componentele electronice, ca si toate informațiile primite. Aceasta provoacă aprinderea martorului de ABS in tabloul de bord. Dacă nici un defect nu este detectat, martorul se stinge 3 secunde mai tarziu.

Cand martorul este aprins, calculatorul de ABS nu mai reglează presiunea de franare, sistemul de franare redevine unul clasic (pentru ABS-urile de tip adițional).

Aprinderea automată a lămpilor de semnalizare

In funcție de decelerația calculată de calculator, acesta poate activa aprinderea

luminilor de semnalizare timp de cateva secunde, cu scopul de a alerta ceilalti soferi

din trafic că vehiculul franeaza violent.

O dată pragul de decelerație atins, calculatorul ABS trimite o cerere de

aprindere a luminilor de semnalizare Unității Centrale Habitaclu (UCH) prin rețeaua multiplexată a vehiculului. UCH-ul comandă aprinderea, apoi stingerea lămpilor de semnalizare (in mod automat).

Rețeaua multiplexată

Din ce in ce mai mult, calculatoarele de ABS sunt legate in rețeaua multiplexata a vehiculului.

Aceasta permite :

-schimbul mai bun de informații,

-diagnosticul calculatorului

Dacă se efectuează o incercare rutieră cu testerul de diagnostic bransat la calculatorul ABS, pot să survină două situații :

-de la un anumit prag (v > 10 km/h), calculatorul de ABS iese din modul diagnostic pentru a-si relua prestațiile uzuale (Bosch 5.3),

-calculatorul rămane in modul diagnostic, el nu mai isi asigură obligațiile (exemplu Continental

Teves MK60).

Vehiculele cu 4 roți motoare

Pe un vehicul cu 4 roți motoare, apare o problemă suplimentară. Intr-adevăr, lanțul

cinematic de transmisie leagă roțile intre ele. In faza de frinare, aderența la cele 4 roți poate diferi, mai ales pe un sol cu aderență slabă, situație in care una din roți va avea tendință de blocare. Acest lucru va duce si la tendința de blocare a celorlalte roți, in timp ce masina este in miscare. Calculatorul nu va putea analiza blocarea unei roți prin raport cu altă roată si nu va intra in faza de reglare. Este necesară o informație suplimentară pentru a cunoaste decelerația roților in raport cu cea a vehiculului. Se utilizează un captor de accelerație (captor analogic), montat aproape

de centrul de greutate al vehiculului.Atunci cand viteza unei roți devine din nou semnificativă calculatorul va putea aplica din nou o strategie normală de funcționare.

Buna functionare a sistemului de franare

Pentru a asigura o buna functionare a sistemului de franare implicit un nivel al sigurantei rutiere ridicat este nevoie sa se tina cont de cateva reguli de intretinere a sistemului de franare:

Schimbati lichidul de frana la interval de maxim 2 ani de zile.Prin compozitia sa lichidul de frana este caracterizat de o proprietate numita hidrofilie, absoarbe apa din mediul inconjurator. Acest lucru duce la scaderea punctului de fierbere si implicit la scaderea compresibilitatii acestuia.Practic, in aceasta situatie la apasarea pedalei de frana aceasta ajunge la podea (lichidul compresandu-se) iar forta de apasare nu este corespunzatoare unei franari eficiente.

Atentie !!! Lichidul de frana necesita manevrarea cu grija deoarece este foarte coroziv si poate deteriora vopseaua autovehiculului.

La schimbarea placutelor de frana este recomandata planarea discurilor de frana.Prin acest lucru va asigurati ca oferiti placutelor o suprafata perfect plana pe care sa se aseze. Astfel uzura noilor placute se va face uniform pe toata suprafata discului crescand eficienta la franare si numarul de kilometri parcursi. Nerespectarea acestei reguli duce la o uzura neuniforma a placutei, o perioada de functionare mai scurta si scade eficienta franarii.

La schimbarea discurilor de frana este necesara si schimbarea placutelor de frana.Prin respectarea acestei reguli va asigurati ca suprafata de contact dintre disc si placuta de frana va fi maxima, lucru ce va duce la o franare eficienta si o uzura uniforma a acestora. Daca aceasta regula nu este respectata, franarea va deveni ineficienta, iar uzura placutelor de frana si a discurilor va fi una accelerata !

La schimbarea placutelor sau a discurilor si placutelor de frana este necesara rodarea.Chiar daca acest lucru nu este cunoscut de majoritatea conducatorilor auto, rodarea discurilor si a placutelor de frana este un lucru esential in functionarea corecta si de lunga durata a sistemului de franare. Din acest motiv este recomandat ca in primii 300 de kilometri [conducatorul sa conduca preventiv astfle incat sa fie evitata franarea brusca ] dupa schimbarea oricarui element al sistemului de franare, franarile agresive sa fie evitate pentru a lasa timp placutelor sa se aseze pe discurile de frana.De asemenea este recomandat ca dupa schimbarea placutelor sau a discurilor sa se execute 10 franari lente de la viteze incepand cu 60 km/h urcand treptat la franari de la 100 km/h. Atentie! Franarile sa se execute pana la viteza de 20 de km/h nu pana la oprirea completa a autovehicului iar dupa acest procedeu autovehiculul trebuie sa ruleze constant la viteza de 60 km timp de minim 10 minute pentru racirea corespunzatoare a franelor.

Nu spalati masina imediat dupa o cursa lunga sau dupa o solicitare intensa a franelor. Datorita frecarilor care au loc la franarea autovehicului temperatura discurilor de frana poate creste considerabil atingand valori de 250 °C iar la contactul cu un jet de apa (cu temperatura aproximativ 20 °C) discul de frana poate suferii deformatii majore sau in unele cazuri fisurarea/distrugerea acestuia .

Schimbarea furtunelor flexibile de frana.[ Pentru a spori siguranta] In cazul in care autovehiculul pe care il conduceti are o vechime mai mare de 5 ani de zile, este timpul sa luati in cosiderare o schimbare a furtunelor de frana. Rolul acestora este de a transmite forta exercitata de pompa de frana de la circuitul rigid de frana la etrierul de frana. Deseori acestea sunt facute dintr-un cauciuc special cu o armatura interioara de fibra textila pentru a face fata presiunilor mari din circuitul de frana. Insa odata cu trecerea timpului cauciucul imbatraneste sub actiunea factorilor corozivi ai lichidului de frana iar riscul unei fisuri / crapaturi in acestea duce la pierderea presiunii din circuitul de frana implicit la pierderea capacitatii de franare a autovehiculului.

Defectiuni comune ale sistemului de franare

Zgomote la actionarea franelor – Cauzate in general de placute de frana ajunse intr-un stadiu ridicat de uzura sau formarea unei “glazuri” foarte tari pe suprafata de contact datorate rodarii incorecte si supraincalzirea lor in perioada imediata montarii lor – Pentru rezolvarea problemei se recomanda Inlocuirea lor cat mai curand posibil.

Blocarea franei de mana – Simptome: incalzirea excesiva a jantelor de pe puntea spate si demararea greoaie a autovehiculului. Cauzata de folosirea franei de mana pe timpul sezonului rece (temperaturi exterioare mai joase de 0 grade celsius) pentru stationari prelungite in conditii de umiditate ridicata. Particulele de apa dintre placutele de frana si disc ingheata favorizand lipirea acestora – Prevenirea acestei situatii se poate face prin cuplarea autovehiculului in treapta intai pe loc drept lucru ce va permite nefolosirea franei de mana pentru stationarea autovehiculului, etrier defect.

Blocarea pistonului unuia/mai multor etriere – Se manifesta prin blocarea uneia sau mai multor roti cauzand incalzirea excesiva a jantei, consum ridicat de combustibil si uzura prematura a pneurilor. Cauzat in principal de ruperea garniturii cu manseta de protectie pentru piston care a permis patrunderea impuritatilor blocandu-l. Se poate rezolva prin inlocuirea completa a etrierului sau achizitionarea unui kit de reparatie care contine toate garniturile din componenta unui etrier iar prin demontarea, curatarea si inlocuirea garniturilor acesta va revenii la functionarea normala.

Ovalizarea discurilor de frana – Se manifesta prin vibratii in volan sau in toata caroseria autovehiculului in momentul actionarii franei – Se rezolva prin inlocuirea discurilor si placutelor de frana sau daca grosimea discului permite acest lucru prin planarea discurilor de frana cu o masina speciala.

Etanseitate scazuta a pistonaselor de frana – Se poate observa prin patarea jantei cu lichid de frana(in cazuri mai grave pata de lichid de frana in locul unde a stat masina) sau in cazul in care nu se observa acest lucru un indicator cu semnul exclamarii { ! } urmat de 3 beep-uri sonore va avertiza ca nivelul lichidului de frana este minim – Pentru rezolvare, se va depista etrierul cu probleme de etansare, se va demonta dupa care se vor schimba toate garniturile din interiorul etrierului.Atentie!!! In cazul in care nivelul lichidului de frana scade la minim inseamna ca sistemul de franare are o problema de etansare, conduceti prudent, la viteza redusa evitand bruscarea sistemului de franare pana la cel mai apropiat service autorizat.

Pierderea etanseitatii sistemului de vaccum – Cel mai clar simptom ca sistemul de actionare a franelor a cedat si ca o pierdere de vaccum este prezenta este intarirea exagerata a pedalei de frana. De asemenea, un alt simptom este ca la actionarea franelor, pedala este mult mai greu de apasat (comparat cu situatia normala de franare) si ca masina incetineste de asemenea foarte greu. In aceasta situatie este recomandat consultul urgent al unui mecanic specialist si diagnosticarea problemei. In unele cazuri aveti de a face doar cu o pierdere de vaccum (fisura sau crepatura in conductele de vaccum) sau in situatii mai grave, alte componente din cadrul sistemului de actionare a franei au cedat (sevo-mecanism de actionare defect, valve unisens blocate, diversi solenoizi defecti, etc).

Informativ: ABS-Anti-Lock Braking Sistem in romana sistem pentru prevenirea blocarii rotilor la franare. Un sistem auxiliar sistemului de frana care are grija ca in timpul unei franari de urgenta(forta maxima aplicata pe pedala de frana) rotile nu se vor bloca complet; astfel asigurand un coeficient maxim de frecare intre anvelopa si calea de rulare rezultand o distanta de franare redusa semnificativ precum si un control sporit asupra asupra autovehiculului in timpul franarii.

Dupa pornirea autovehiculului martorul ABS ramane mereu aprins. Acest martor va indica faptul ca sistemul ABS nu functioneaza in parametrii optimi deci sistemul de franare are o eficienta scazuta. Se recomandata consultul unui mecanic specializat. In cele mai multe cazuri, unul din senzorii de ABS care sesizeaza blocarea unei roti pe parcursul unei franari de urgenta este defect. Insa in alte cazuri modulul raspunzator de functionarea ABS-ului este defect caz in care va necesita inlocuirea acestuia.

Luminarea martorilor ABS combinat cu semnul exclamarii { ! } si mai multe beep-uri sonore de avertizare. La luminarea acestora cu lumina galbena sau pe fundal galben semnifica defectiuni in cadrul sistemului de franare si este recomandata diagnosticarea sistemului de franare intr-un service autorizat cat mai repede posibil. Insa, la luminarea martorilor mai sus mentionati pe cu lumina rosie sau pe fundal rosu ne este indicat faptul ca masina are o defectiune grava la sistemul de franare si este indicata transportarea acesteia pana la cel mai apropiat service pe platforma deoarece circularea in conditiile actuale ar pune in pericol viata dumneavoastra si ai celorlalti participanti la trafic.

In concluzie, sistemul de franare este un sistem de siguranta activa care il ajuta pe conducatorul auto sa previna un eventual accidet. Pentru siguranta voastra si a celor dragi voua acordati maximul de atentie ingrijirii acestuia.

Materialele din care sunt facute placuțele și discurile de frână

Placutele de frana pot fi semi-metalice, organice sau din material ceramic. Care este diferenta intre ele?

Placute de frana semi-metalice

Majoritatea masinilor folosesc astfel de placute. Ele sunt facute dintr-o combinatie de cupru, otel, grafit si alama, toate inchegate cu o rasina speciala.

Ele sunt ideale pentru a echipa masini care ruleaza zi de zi. Placutele de frana semi-metalice sunt foarte eficiente si scot putin zgomot.

placutele de frana semi-metalice sunt durabile, franeaza masina eficient si nu prea scot zgomote;

sunt ieftine;

sunt un pic mai grele decat celelalte doua tipuri de placute, avand foarte mult metal in componenta;

nu tocesc foarte tare discurile de frana;

atunci cand se uzeaza incep sa scartaie, ai grija sa nu mergi mult cu ele uzate pentru ca pot ajute sa manance din discul de frana;

functioneaza mai bine in climat cald;

poti sa gasesti pe piata placute de frana semi-metalice care au in componenta si materiale ceramice, sunt mai eficiente insa costa un pic mai mult.

Placute de frana din material organic

Placutele din material organic sunt fabricate din componente non-metalice precum sticla, cauciuc si kevlar toate imbinate cu ajutorul unei rasini.

Sunt mai moi decat cele metalice insa rezista si functioneaza mai bine la temperaturi mari. Acum multi ani placutele organice aveau azbest in compozitie, insa atunci cand azbestul se toaca rezulta praf de azbest care este foarte foarte daunator pentru sanatate.

Odata ajuns in plamani, acest praf nu mai poate fi eliminat. Cantitati mari de praf de azbest pot provoca cancer de plamani si de aceea au fost scoase din folosinta. De multe ori producatorii numesc placutele organice si placute organice fara azbest.

placutele de frana organice sunt foarte silentioase;

nu au o durata de viata mare si trebuie inlocuite frecvent, pentru ca sunt mai moi creaza si foarte mult praf de frana;

sunt eco-friendly si se dezintegreaza natural, praful de frana nu este daunator;

sunt folosite pentru masini usoare si nu foarte puternice.

Placute de frana ceramice

Au ca si compozitie numai material ceramic, rareori au si mici particule de cupru. Se folosesc pentru autoturismele de performanta si pentru masinile de curse, care dezvolta temperaturi mari la franare.

sunt foarte scumpe, deci sunt rar intalnite pe masini de zi cu zi;

sunt foarte durabile si se schimba mult mai rar;

genereaza foarte putin praf de frana;

franeaza foarte bine la temperaturi mari

Discurile de frână

Discuri de frână – sunt discuri de metal sau mai nou de carbon care încetinesc miscarea roții prin frecarea cauzate de împingerea plăcuțelor de frână pe un disc de frână cu un set de etriere.

Discuri de frână – sunt, de obicei, din fontă, dar pot fi, în unele cazuri, realizate din materiale compozite , cum ar fi compozite armate cu matrice ceramică carbon – carbon. Acestea sunt conectate la axul rotii.

REZISTENTE LA 1.000 DE GRADE CELSIUS

Mașinile sport au discuri de frână din ceramică și materiale compozite.

Forța care ajunge la roată cere niște discuri ușoare, iar cele din fier și carbon sunt grele. Plus că se uzează rapid din cauza căldurii care e generată în timpul frânării.

Ceramica rezistă până la 1.000 de grade Celsius.

DUREAZĂ DE 60 DE ORI MAI MULT

De aceea, frânele ceramică-compozit țin de 60 de ori mai mult în timp.

Ceramică-compozit înseamnă că materialul ceramic siliconic este mixat cu fibra de carbon pentru duritate.

Fabrica pregătește fibra de carbon prin amestecul a două ingrediente: rășină la cald și bucățele de fibră de carbon pură. Duritatea e în filamentele minuscule de carbon.

O mașinărie toarnă fibra de carbon într-o matriță circulară din aluminiu.

Prima oară se umple matrița până la jumătate. Apoi se fixează cu o curea metalică și se introduc niște spițe pentru șanțurile de ventilare.

Acum trecem la umplerea restului tot cu fibră de carbon. O rolă nivelatoare își face treaba constant.

PRESA DE 20 DE KG FORȚĂ

Apoi, muncitorii închid matrița și o presă compactează conținutul. Matrița intră într-o presă mare la 20 de kg forță de apăsare și 200 de grade Celsius.

Astfel se compactează fibra de carbon și transformă rășina-liant în plastic. Odată ce matrița s-a răcit cât să poată fi manevrată, muncitorii o scufundă în apă rece între 5 și 8 minute. Așa e răcit complet discul.

Un computer cu laser examinează matrița ca să se asigure că surplusul a fost îndepărtat.

PRIMA POLISH-ARE

Când e gata examinarea, deschid matrița și scot discul de frână. Roboții polish-ează apoi suprafețele și dau găuri mici pentru ventilare.

Discul intră într-un cuptor care îl încălzește progresiv în 2 zile până la 1.000 de grade Celsius.

Așa se produce o recașie chimică și plasticul e transformat în carbon.

ACUM VINE CERAMICA

Mai departe, îl pun într-un container rezistent la mari temperaturi și fixează pe poziții 5 monturi. Discul de frână vine pe acele monturi. În centru e plasat un canal în care e turnat material ceramic – silicon fin.

Containerul stă în cuptor 24 de ore și încălzește discul până al 1.700 de garde Celsius ca să topească siliconul.

Robotul aplică o putere de sucțiune pentru a fix siliconul lichid în discul de frână. Așa apare materialul foarte dur și rezistent din silicon și carbon.

FINISAJELE

După ce un robot să găuri de prindere la roată, discul ajunge într-o cameră unde e vopsit cu un strat de protecție.

Vopseaua e ca un scut antioxigen pentru carbon. La temperaturi înalte, oxigenul arde carbonul.

Acest tratament antioxidare prleungește viața discurilor de frână.

Vopseaua e tratată într-un cuptor.

Un robot mai polishe-ază o dată tot discul.

Iată cum arată discul înainte de finisaje. Și după.

Fiecare disc de frână trece acum printr-un control de calitate doarte detaliat. Acest robot face mii de fotografii de suprafață la rezoluție înaltă, pe care un calculator le analizeazăla nivel micronic.

TMD Friction introduce discuri de frână bimetalice, pentru cele mai exigente sisteme de frânare.

Prin extinderea gamei de produse cu noile discuri de frână Textar din material compozit, TMD Friction oferă pe piața aftermarket beneficiul specific discurilor de frână bimetalice: masa nesuspendată redusă. Consecințele pozitive sunt atât optimizarea proprietăților de rulare, cât și diminuarea CO2 prin reducerea consumului de combustibil. Materialul din fontă gri, optimizat termic, asigură în mod suplimentar o performanță sporită a noilor discuri de frână, care sunt disponibile pentru numeroase modele BMW.

De-a lungul anilor, industria auto a anticipat progresul în ceea ce privește reducerea masei. Frânele constituie un domeniu important pentru inovațiile necesare categoriei ușoare, deoarece frânele adaugă până la 12 kilograme pe fiecare roată a unui vehicul de clasă medie. Discurile de frână reprezintă mai mult de jumătate din masa sistemului de frânare.

Fiecare dintre componentele discurilor de frână bimetalice Textar consta dintr-o parte superioara și un inel de fricțiune, conectate între ele prin nituri. Prin utilizarea partii superioare din aluminiu pot fi obținute reduceri ale masei de 15 – 20 procente; astfel, masa nesuspendată a sistemului de frânare este diminuată. Prin urmare, în plus față de îmbunătățirea proprietăților de rulare, discul de frână din material compozit contribuie și la reducerea emisiilor. Mai mult, materialul din fontă gri utilizat pentru inelul de fricțiune, cu o proporție crescută de carbon, mărește performanța discului prin conductivitatea termică crescută și deformarea termică redusă, minimizând, în schimb, trepidația la frânare.

„În ultimii ani ne-am optimizat în mod continuu discurile de frână prin îmbunătățirea tehnologiilor de ventilare și a materialelor. Combinația benefică a celor două materiale din structura noului nostru disc din material compozit constituie astfel un pas semnificativ în extinderea sortimentului de produse din categoria discurilor de frâne.” (Patrick Baßiere, Product Category Manager la TMD Friction).

https://dailydriven.ro/din-ce-sunt-facute-placutele-de-frana

Circulare și testare realizate cu pneuri la diferite dimensiuni, consecințe și pericolul la care te supui la frânare

Cauzele provocatoare a accidentelor din cauza sistemului de frânare

Știați că…

Un autoturism este compus, în medie, de 30.000 de piese diferite.

Primul accident auto s-a petrecut în anul 1891, în statul Ohio.

Sansele de a muri într-un accident rutier sunt cuprinse între 1 și 5.000.

Cea mai rapidă mașină din lume atinge o viteza maxima de 435 km/h.

În jur de 95% din durata de viața a unei mașini, aceasta stă parcată.

În fiecare zi sunt fabricate, în medie, 165.000 de mașini.

Aproximativ 80% din materialele unei mașini sunt reciclabile.

Viteza maximă a unui autovehicul în 1895 era de 22,5 km/h.

În accidentele rutiere din întreaga lume, aproximativ 1,2 milioane de oameni își pierd viața într-un an.

Prima mașină modernă a fost construită în Germania, în anul 1886.

Ștergătoarele de parbriz au fost inventate de către o femeie.

Prima poliță de asigurare auto a fost cumpărată în anul 1897.

Airbag-ul are nevoie de doar 40 de milisecunde pentru a se umfla în caz de accident.

Cea mai scumpă mașina de serie din lume costă 1.700.000 de dolari.

Prima mașina a fost inventată în anul 1672 de către Ferdinand Verbiest.

Placută de frână aflată pe interiorul discului va fi mereu mai uzată decât cea din exteriorul discului ? Datorită faptului că aceasta este prima care actionează în timpul actionării frânei uzura va fi accelerată. Din acest motiv, când determinați uzură plăcuțelor luați referință plăcuța aflată la interiorul discului.

Fabricarea unui automobil durează aproximativ 25 de ore. Ce nu știți însă, este faptul că aproape jumătate din acest timp, 10 ore, este alocat procesului de vopsire.

Defectiunile apărute la frânele masinii pot cauza probleme serioase atât pentru participanții la trafic, cât și pentru soferi. Acestea apar din diferite cauze și se manifestă diferit. Problema ovalizării rapide a discurilor este cea mai des întâlnita problemă. Aceasta este cauzată de cele mai multe ori de proasta calitate a materialelor din care sunt confectionate acestea.

Primul sistem de evitare a accidentului prin frânare a fost gândit încă din anul 1995 când o echipă de ingineri și fizicieni de la Hughes Researches Laboratories din Malibu, California au pus bazele acestui sistem. Tehnologia pe care au gândit-o in acel moment s-a numit Forewarn si era folosită de aparatele radar pentru a detecta posibilele obstacole de pe șosea.

Sistemul de evitare a accidentelor poate să prevină apoximativ 5000 de accidente fatale pe an și un numar de 50.000 de incidente care s-ar solda cu ranirea gravă a persoanelor.

http://autofyg.ro/articole/cele-10-lucruri-interesante-pe-care-probabil-nu-le-stiai-despre-masini/

https://www.cars.ro/utile/sistem-franare-automata-urgenta-16565.html