Introducere…pag. 2 [308478]

Cuprins:

Introducere…………………………………………………………………………pag. 2

Calculul sistemului de franare……………………………………………………..pag. 4

Determinarea momentelor de franare necesare la puntile autoturismului…………pag. 7

Parametrii capacitatii de franare……………………………………………………pag.10

Calculul franei disc deschis………………………………………………………..pag.14

Constructia si calculul franei tambur….……………………………………………pag.19

Coeficientii de eficacitate ai sabotilor……………………………………………..pag.21

Momentul de franare ai franei tambur cu saboti interior…………………………..pag.23

Autoblocarea sabotilor……………………………………………………………..pag.26

Verificarea la uzura a franelor……………………………………………………..pag.26

Presiunea specifica …………………………………………………………………pag.27

Lucrul mecanic specific de franare…………………………………………………pag.27

Puterea specifica de franare pe garnitura de frictiune……………………………..pag.28

Calculul termic al franelor…………………………………………………………pag.30

Calculul termic al franei la franare intensive………………………………………pag.31

Calculul si constructia mecanismului de actionare a sistemului de franare………..pag.32

Sistemele franei de stationare………………………………………………………pag.34

Sistemul de franare conventional…………………………………………………..pag.35

[anonimizat]…………………………………………………………..pag.41

[anonimizat]……………………………………………………………pag.47

Frana Simplex………………………………………………………………………pag.49

Frana Duplex………………………………………………………………………pag.50

Frana Servo…………………………………………………………………………pag.52

Actionarea sabotilor de frana………………………………………………………pag.54

Actionarea sabotilor de frana de stationare sau de siguranta………………………pag.56

Frana disc deschisa…………………………………………………………………pag.57

Frana disc inchisa…………………………………………………………………..pag.59

Actionarea hidraulica a franelor……………………………………………………pag.60

Pompa centrala……………………………………………………………………..pag.61

Conducte de legatura……………………………………………………………….pag.63

Actionarea hidraulica cu servomecanism…………………………………………..pag.64

Diagnosticarea sistemului de franare……………………………………………….pag.65

Concluzie…………………………………………………………………………..pag.68

Bibliografie…………………………………………………………………………pag.70

SISTEMUL DE FRANARE

Frânarea este procesul prin care se reduce partial sau total viteza de deplasare a automobilului. Capacitatea de franare prezinta o importanta deosebita ce determina direct necesitatea activa a automobilului și posibilitatea de monitorizare integrala a vitezei și acceleratiei acestuia in timpul exploatarii. In timpul franarii o [anonimizat] o parte se consuma pentru invingerea rezistentelor la rulare si a aerului care se opune miscarii.

Eforturile depuse pentru evolutia sistemului de franare in cadrul sigurantei active a automobilului. Astfel s-a micsorat spatiul de franare prin reprezentarea fortelor de franare proportionale cu sarcina statica si dinamica a puntii, s-[anonimizat].

1.1.Rolul sistemelor de franare

Sistemul de franare al automobilelor trebuie să realizeze:

-reducerea vitezei de deplasare pană la o [anonimizat], cu o acceleratie cât mai mare si fara deviere primejdioasa de la traiectoria de mers;

-mentinerea constanta a vitezei a atovehicolului in cazul coborarârii unei pante lungi;

-mentinerea autovehicolului in stare de stationare pe teren orizontal sau pe panta;

-sa fie capabil de anumite acceleratii impuse, să asigure stabilitatea autovehicolului in timpul franari, fară să fie progresivă, fară șocuri, distributia corectă a efortului de frânare pe punti să nu necesite din partea conducatorului un efort prea mare pentru acționarea sistemului;

– conservarea calitatilor de franare ale autovehicolelor in toate condițiile de drum intalnite in exploatare; să asigure evacuarea caldurii in timpul fanarii; să aibă fiabilitate ridicată; să prezinte siguranta în functionare în toate conditiile de lucru; reglarea șocurilor să se faca cît mai rar și comod sau chiar in mod automat; să intre rapid în funcționare; frânarea să nu fie influentă de denivelarile drumului(datorita deplasarii pe verticala a rotilor) și blocarea rotilor de directie; să permita imobilizarea autovehicolului în pantă în cazul unei staționari de lungă durată.

Să nu permita uleiului, impurităților să intre la suprafața de frecare; forța de frânare să acționeze în ambele sensuri de miscare al autovehicolului; frânarea să nu se faca decat la iterventia conducatorului autovehicolului; să fie conceput, construit si montat astfel încât să reziste fenomenelor de coroziune si îmbatranire la care este supus autovehicolul; să nu fie posibila actionarea concomitenta a pedalei de frana si apedalei de acceleratie; sa aiba o functionare silentioasa sa aiba constructie simpla si ieftina.

Cresterea continua a calitatii dinamice ale automobilelor si a traficului au accentuat importanta sistemului de franare in asigurarea recursivitatii circulatiei.

Eficacitatea sistemului de franare asigura punerea in valoare a performantelor de viteza ale automobilului, deoarece de el depinde siguranta circulatiei cu viteze mari. Cu cat sistemul de franare este mai eficace cu atat vitezele medii de deplasare cresc, iar indicii de exploatare ai automobilului au valori mai ridicate.

In procesul franarii automobilului are loc o miscare intarziata, datorita in primul rand actiunii fortelor de frecare asupra unor tambure sau discuri solidare cu rotile automobilului.

Un sistem de franare trebuie sa aiba urmatoarela calitati:

-eficacitate – care ne precizeaza prin decelerația obtinuta, fiind limitata de valoarea aderentei dintre pneu si cale si de factorii si biologici, omenesti(receptivitatea la acceleratii foarte mari);

-stabilitate – care constitue calitatea automobilului de mentinere a traiectoriei in procesul franarii, depinzand de tipul franelor, natura si starea caii, performantele impuse etc, fiind foarte importanta din punct de vedere a circulatiei rutiere;

-fidelitatea – calitatea franei de a obtine acceleratii identice la toate rotile, pt un efort de actionare determinat, in toate conditiile de drum si de incarcatura. Asupra acestei calitati o influenta deosebita o au agentii externi (umiditatea, temperatura), conditiile tehnice de lucru ale franelor si mai ales stabilitatea coeficientului de frecare al garniturilor;

-confort – calitatea care contribuie la cresterea securitatii circulatiei rutiere, deoarece un inalt grad de confort (progesivitatea franarii, eforturi reduse la pedala pt o cursa judicios aleasa, absenta zgomotelor si vibratiilor) nu solicita peste masura atentia conducatorului, micsorand deci oboseala acestuia.

Stabilitatea automobilului la franare depinde de uniformitatea distributiei fortelor de franare la rotile din stanga si din dreapta, de stabilitatea fortelor momentului de franare in cazul unor variatii posibile ale coeficientului de frecare (de obicei intre 0,28-0,30) si de tendinta franelor spre autoblocare. Daca momentul de franare nu se abate de la valoarea de calcul mai mult de 10-15% atunci stabilitatea sistemului de franare poate fi mentinuta usor cu ajutorul volanului.

Clasificarea sistemelor de franare se face in primul rind dupa utilizare in :

sistemul principal de franare il intilnim si sub denumirea de frana principala sau de serviciu. Frana principala in mod uzual in exploatare poarta numele de frana de picior datorita modului de actionare. Acest sistem de franare trebuie sa permita reducerea vitezei automobiluilui pana la valoarea dorita, inclusiv pana la oprirea lui, indiferent de viteza si de starea lui de icarcare. Frana principala trebuie sa actionez asupra tuturor rotilor automobiluilui;

sistemul de siguranta de franare, intilnit si sub denumirea de frana de avarii sau frana de urgenta are rolul de a suplima frana principala in cazul defectarii acesteia. Frana de siguranta trebuie sa fie actionata de conducator fara a lua ambele maini de pe volan. Siguranta circulatiei impune existenta la automobil a franei de sigiranta fara de care nu este acceptat in circulatia rutiera;

sistemul stationar de franare sau frana de stationare are rolul de a mentine automobilul imobilizat pe o panta in absenta conducatorului un timp nelimitat. Datorita actionarii manuale a franei de stationare i sa dat denumirea de frana de mana. In limbajul curent frana de stotinare este intilnita si sub denumirea de frana de parcare sau ajutor. Frana de stationare trebuie sa aiba o comanda proprie, independenta de cea a franei principale. In foarte multe cazuri frana de stationare preia si rolul franei de siguranta;

sistemul auxiliar de franare este o frana suplimentara avand acelasi rol ca si frana principala, utilizindu-se in caz de necesitate cad efectul ei se adauga franei de siguranta;

sistemul suplimentar de franare sau dispozitivul de incetinire are rolul de a mentine constant viteza automobilului, la coborirea unor pante lungi fara utilizarea indelungata a franei. Acest sistem de franare se utilizeaza in cazul automobilelor cu mase mari sau destinate special sa fie utilizate in regiuni muntoase sau cu relief accidentat. Sistemul suplimentar de franare contribuie la micsorarea uzurii franei principale si la sporirea securitatii circulatiei.

Alcatuirea sistemului de franare

Sistemul de franare este compus din:

mecanismul de franare propriu-zis;

mecanismul de actionare a franei.

Dupa locul unde este aplicat momentul de franare (de punere a franei propriu-zise) se deosebesc :

frane cu roti;

frane cu transmisii.

In primul caz mecanismul de franare propriu-zis actioneaza direct asupra butucului rotii (prin intermediul piesei care se roteste cu el ), iar in al doielea caz actioneaza asupra unui arbore a transmisiei automobilului.

Dupa forma piesei care se roteste mecanismele de franare propriu-zise se impart in :

– frana cu tambur;

– frana cu disc;

– frana combinata.

Dupa forma pieselor care produc franarea se deosebesc:

franare cu saboti;

franare cu banda;

franare cu discuri;

franare combinata (cu saboti si benzi, cu saboti si cu discuri).

Piesele care produc franarea pot fi depuse in interiorul sau exteriorul pieselor rotoare.

In prezenta in care constructia de automobile care mai utilizeaza tipuri de sisteme de franare propriu zise sunt:

frana cu tambur cu doi saboti interiori (mai ales ca frana de serviciu si uneori ca frana de stationare pe transmisii);

frana cu disc de tip deschis (folosita preponderenta ca frana de serviciu la autoturisme si uneori ca frana de stationare pe transmisie);

frana cu tamburul si scanda exterioara (utilizeaza exclusiv frana de stationare pe transmisie).

Dupa tipul mecanismului de actionare sistemele de franare se inpart in:

cu actionare directa la care forta de franare se datoreaza exclusiv efortului conducatorului;

cu servoactionarea la care pentru franare se foloseste energia unui agent exterior, iar conducatorul regleaza doar intensitatea franei;

cu actionarea mixta la care forta de franare se datoreste atat conducatorului cat si forta unui servomecanism.

Actionarea directa utilizata la autoturisme si la autocamioane cu sarcina utila mica, poate fi mecanica sau hidraulica. Actionarea hidraulica este foarte raspandita in prezent.

Actionarea mixta cea mai raspandita este actionarea hidraulica cu servomecanism neautomatic. Aceasta actionare se intalneste la autoturismele de clasa superioara precum si la autobuzele si autocar de capacitate mijlocie.

Servoactionarea poate fi: pneumatica (cu presiune sau depresiune), electrica electropneumatica etc. Se utilizeaza la autocamioanele cu sarcina utila mare si la autobuze.

Dupa numarul de circuite prin care efortul executat de sursa de energie se transmite catre franele propriu-zise se deosebeste:

frane cu un singur circuit

frane cu mai multe circuite.

In cazul solutiei cu mai multe circuite franele (s-au elementele lor) se grupeaza in diferite modurii. In mod frecvent se leaga de la un circuit franele unei punti (sau grupuri de punti) existand insa si scheme in care la un circuit sunt legate franele aflate pe aceasi punte a autovehicolului sau in pozitii diafragme opuse.

Sistemele de franare cu circuite multiple sporesc sensibilitatea, fiabilitatea acestora in securitatea circulatiei, fapt pentru care in unele tari este prevazut obligativitatea circuitelor la anumite tipuri de automobile.

CALCULUL SISTEMULUI DE FRANARE

Alegerea tipului constructiv și a schemei de organizare

Sistemul de frânare este sistemul de bază în ceea ce privește siguranța traficului rutier, de aceea eforturile din ultima perioadă s-au concentrat asupra lui.

În ansamblul unui autovehicul rolul sistemului de frânare este de:

-reducere a vitezei autovehiculului până la o valoare dorită , sau chiar oprirea lui.

-imobilizare a autovehiculului în staționare , pe un drum orizontal, precum și pante.

-menținerea vitezei constantă în cazul coborârii unor pante lungi;

Dintre calitățile sistemului de frânare enumerăm :

-eficacitatea;

-stabilitatea;

-fidelitatea;

-confort etc.

Eficacitatea sistemului de frânare asigură punerea în valoare a performanțelor de viteză ale automobilului, deoarece de el depinde siguranța circulației la viteze mari.

Stabilitatea care constituie calitatea automobilului de menținere a traiectoriei în procesul frânării, depinde de tipul frânelor, natura și starea căii de rulare, performanțele impuse.

Fidelitateaeste calitatea frânelor de a obține decelerații identice la toate roțile, pentru un efort de acționare determinat.

Confortuleste calitatea care contribuie la creșterea securității circulației rutiere (progresivitatea fânării, eforturi reduse la pedală, absența zgomotelor și vibrațiilor).

Evoluția sistemului de frânare a dus în ultimii ani la studiul rolului pe care acesta îl are în cadrul siguranței active a autoturismului.

În acest sens s-a redus spațiul de frânare prin repartizarea forțelor de frânare proporțional cu sarcina statică și dinamică pe punți s-au îmbunătățit stabilitatea mișcării și manevrarea autoturismului în timpul procesului de frânare prin introducerea dispozitivelor de antiblocare cu comandă electronică, au fost sporite fiabilitatea și siguranța în funcționare datorită creării unor materiale cu calități funcționale superioare prin mărirea numărului de circuite de acționare și proliferării frânelor suplimentare pentru încetinire. Pentru calculul sistemelor de frânare s-au stabilit parametri și norme atât la nivel național cât și internațional.

Conform legii circulației pe drumurile publice, autoturismele trebuiesc echipate cu două sisteme de frânare independente:

-sistemul de frânare de serviciu, care trebuie să acționeze pe toate roțile;

-sistemul de frânare de staționare, care trebuie să asigure frânarea sigură a automobilului staționat pe panta maximă.

Fig.1. Schema de organizare a sistemelor de frânare

Notațiile din fig sunt următoarele:

1 : pedală 6 : frâne spate

2 : pompă 7 : manetă

3 : conducte 8 : cabluri

4 : frâne față 9 : dispozitiv de fixare cu clichet

5 : dispozitiv de corectare a forței de frânare

Diagrama franarii automobilului.

Timpul t1este timpul de reacție al conducătorului din momentul sesizării necesității de frînare și pînă la începerea cursei utile a pedalei.

în decursul timpului t1 se produce perceperea semnalului exterior de către conducător și efectuarea operațiilor: mutarea piciorului pe pedala de frînă și înlăturarea jocurilor din sistemul de comandă a frînei. Acest timp este cuprins între t1=0,4 . . .1 ,5 s și depinde de factorii fiziologici și de îndemînarea conducătorului. în cazul în care conducătorii au fost preveniți asupra scopului încercărilor timpul t1=0,4 . . . 0,6 s.

Timpul t2este timpul din momentul începerii cursei active a pedalei de frînă pînă la începerea acțiunii de frînare (timpul de întîrziere al mecanismului de acționare a frînei). Timpul t2 depinde de tipul mecanismului de acționare a frînei și se datorează jocurilor din articulații și deformațiilor elastice ale pîrghiilor și tijelor în cazul acționării mecanice, și rezistențelor la scurgere ale fluidului în conducte și deformațiilor elastice ale conductelor, în cazul frînelor cu acționare hidraulică sau pneumatică. în cazul acționării hidraulice t2=0,02 . . . 0,05 s iar în cazul acționării pneumatice f2=0,20 . . . 0,50 s.

Timpul t3este timpul din momentul începerii acțiunii forței de frînare pînă la atingerea valorii sale constante. La frînele cu acționare hidraulică t3=0,1 … 0,2 s iar la cele cu acționare pneumatică t3=0,5 … 1,0 s. în cazul autotrenurilor cu acționare pneumatică, din cauza lungimii mari a conductelor, timpul t3 poate atinge 1,5 s.

în unele lucrări de specialitate suma t'=t2+t3 se întîlnește sub denumirea de timpul de declanșare a sistemului de frînare (timpul din momentul începerii cursei active a pedalei de frînă pînă la atingerea valorii constante a forței de frînare).

Timpul t4 este timpul de frînare propriu-zisă, avînd loc o frînare intensivă în care forța de frînare Ff se menține la o valoare constantă corespunzătoare forței dezvoltate asupra pedalei de frînă.

în cazul în care forța de frînare are valoarea maximă se obține spațiul de frînare minim.

Timpul t5este timpul de la slăbirea pedalei de frînă și pînă la anularea forței de frînare.

Acest timp este cuprins intre 0,2 . . . 0,3 s

la frînele cu actionare hidraulica si 1,5..2,0 s la

franelepneumatic (limita superioarapentru

autotrenuri).Se mentioneaza ca acest timp nu

influenteaza spatiul de franare.

Sistemul principal de frânare

Date initiale:

Tip auto: DACIA Anvelopa: 155/80 R13 S

Pmax=40 [kW]; B=155 [mm];

Mmax=88[Nm]; H/B=0.8 [-];

np=5250[rpm]; H=124 [mm];

nm=3000[rpm]; rr=269 [mm];

A=2441 [mm]; λ=(0,93…0,935),adopt 0.932

Pf=1312 [mm]; φjanta=13

Ps=1312 [mm];

L=4340 [mm];

B=1636 [mm];

H=1430 [mm];

Ma=1360 [kg];

vmax=135 [km/h];

φ=(0,7…0,8), adopt 0,75;

α=18[];

Determinarea momentelor de frânare necesare la punțile autoturismului

Sistemul principal de frânare sau frâna de serviciu este sistemul care acționează pe toate roțile autoturismului.

Reacțiunile dinamice Z1,Z2sunt obținute la calculul dinamic și au valorile următoare:

Ff=Ma·φ·g=10006,2 [N];

unde:

-a=0,55 m : coordonatele centrului de masă al autoturismului

-b=0,45 m funcție de ampatament;

-g=9,81 m/s2 : accelerația gravitațională;

-hg=0,5 m : înălțimea centrului de greutate al autoturismului.

Impunem decelerația maximă afmax=6.867.

Ff1=G1·φ=6039,998 [N];

Ff2=G2·φ=3966,202 [N];

Ff1/Ff2=1.522867 [-];

Momentul de franare total al automobilului:

Mf=Mf1+Mf2=φ·Ga·rr;

Momentele de frânare ale puntilor se calculează cu relațiile:

-unde:

-φ=0,5

-rr=0,305 m;

Ff(stationare)=Ma·g·φ·cos α=9516.462[N];

Din analiza figurii rezultă că nu se poate asigura în toate cazurile spațiul minim de frînare,iar abaterea maximă a spațiului de frînaredela valoarea minimă se

întîlnește la autocamioane. Aceasta este una din cauzele care explică de ce spațiul

de frînare al autocamioanelor este întotdeauna mai mare decît al autoturismelor.

Momentele de frânare repartizate pe roți se calculează cu relațiile

-pentru roțile față:

-pentru roțile spate:

Fig.3.Determinarea reacțiunilor și a momentelor de frânare

Aleg spre proiectare pentru roțile punții față, frână cu disc de tip deschis și pentru puntea spate, frâne cu tambur.

Răspândirea largă a frânelor cu discuri în construcția de autoturisme este relativ recentă .Această întârziere se datorează valorii mici pe care o are caracteristica „C„(raportul de transmitere interior al frânei) în raport cu a frânelor cu saboți. În schimb frânele cu discuri se bucură și de avantaje nete în ceea ce privește sensibilitatea la variația coeficientului de frecare , greutatea fiind mică, iar întreținerea ușoară.

Referitor la sistemul de acționare se specifică că în toate cazurile, frânele punții din față, respectiv spate se acționează cu circuite separate.

Sistemul de transmisie este hidraulic, iar sistemul de acționare de tip mecanic cu pedală de frână.

Se preferă montarea discului pe circumferința exterioară a butucului roții datorită posibilității de deformare a discului datorat fluxului termic ce este redus și datorită discului de frână ce acționează ca un ventilator și creează un curent de aer ce favorizează răcirea rapidă a discului .

La frânele cu disc pentru a realiza același moment de frânare ca o frână cu tamburi presiunea în conducte va trebui să fie de două ori mai mare, diametrele cilindrilor de acționare trebuie să fie de 2-2.5 ori mai mare decât valorile corespunzătoare frânei cu tambur.

În general discul de frână nu este protejat, fiind expus prafului ,noroiului și apei ceea ce constituie unul din dezavantajele principale ale acestui tip de frână și de aceea trebuie ca pistonașele cilindrilor de lucru să aibă o greutate minimă .La acest tip de frână piesele ce se rotesc au greutate minimă și condițiile de răcire sunt optime, fixarea garniturilor de frecare pe bacuri se face prin lipire .

Parametrii Capacitatii de franare.

Calitățile de frînare ale automobilului se apreciază cu unul din parametrii:

spațiul de frînare Sf;

decelerația maximă af max, corespunzătoare timpului f4;

decelerația medie af med, corespunzătoare timpilor t2+t3+t4

în continuare se vor determina expresiile parametrilor de apreciere a calităților de frînare considerînd că reducerea vitezei automobilului se realizează numai datorită acțiunii forței de frînare (se neglijează rezistențele la înaintare).

t1=0,9[s];

t2=0,035[s];

t3=0,16[s];

Suprafata uscata φ=0,7;

Suprata umeda φ=0,4;

Suprafata alunecoasa φ=0,2;

Spațiul de frînare Sfse compune din patru componente care corespund celor patru porțiuni ale diagramei frînării și anume:

Sf = Sf1 + Sf2 + Sf3 + Sf4.

Spațiul de frînare Sf1, corespunzător timpului t1 și spațiul de frînare Sf2, corespunzător timpului t2 (în m) se determină cu relațiile:

Sf1= ; Sf2= ;

în care vai este viteza inițială a automobilului în km/h și timpii t1 și t2 în s.

Spațiul de frînare Sf3 , corespunzător timpului t3, se determină prin integrarea ecuației de mișcare a automobilului în ipoteza că decelerația variază linear de la 0 la af max. Din figura 3 rezultă legea de variație a decelerației în timpul t3:

af= afmax ··

Spațiul de frînare Sf3va fi dat de relația:

Sf3=𝑓max·;

In timpul parcurgerii spațiului Sfa viteza automobilului vai se reduce puțin, așa încît, după trecerea timpului t3, viteza acestuia va1 la începutul frînării intensive este dată de relația:

vₐᵢ₁= vₐᵢ-𝑓max·;

Spațiul de frînare Sf4, corespunzător timpului f4la decelerație constantă și egală cu afmax, este dat de relația:

Sf4=;

in care γf este forta specifica de franare().

Dacă se ține seama că la un automobil cu frînare integrală γfmaz=φ, spațiul minim de frînare, corespunzător timpului t4, este dat de relația:

Sf4min=;

unde φ este coeficientul de aderenta.

Spațiul de frînare pînă la oprirea automobilului se calculează cu relația:

Sfmin=)+ – ;

Decelerația maximă af max corespunzătoare timpului f4, în cazul unui automobil în panta p, frînat pe toate roțile, se determină cu relația:

af max=(φ·cos α±p)·g;

sau pe un drum orizontal

af max=γ·g;

Decelerația medie afmed, corespunzătoare spațiului de frînare S΄f(S΄f= Sf2 + Sf3 + Sf4) ce depinde de parametrii automobilului și calitatea drumului, este dată de relația:

af med =;

Frânarea cu motorul nedecuplat este mai eficace decât cea cu motorul decuplat.

De aici rezultă că totdeauna este rațional să se frâneze cu motorul nedecuplat, ci de la caz la caz, de la o anumită viteză.

În practica conducerii autoturismelor este indicat să se folosească întotdeauna frânarea cu motorul nedecuplat deoarece inerția volantului și a celorlalte piese acționează ca un regulator al forței de frânare dezvoltate la roți și menține stabilitatea autoturismului în procesul frânării.

Pentru panta α=0

Pentru panta α=18

Pentru panta α= -18

Calculul franelor cu disc.

1)Calculul franei cu disc deschisa.

Fig..4. Schema de calcul a frânei disc

a.Momentul de franare.

In cazul unei portiuni din sectorul circular distanta ρf este:

ρf=;

Raza medie:

rm=;

Momentul de franare dezvoltat de frana disc:

(FD)Mf=μ·N·ρf ·nf=812.3797 [Nm];

N-reactiunea normala a discului asupra garniturilor de frictiune;

nf –numarul perechilor de suprafete de frecare;

μ=0,32;

De=250[mm];

Di=155[mm];

Di/De=0,62;

re=125[mm];

ri=77.5[mm];

μ᾿=0,076;

g=12;

dp=42[mm];

α=55[];

Presiunea de contact dintre plăcuța de fricțiune și disc este :

-unde:

-re-raza exterioară.

-ri=kre -raza interioară.

-ri=(0.6—0.75)re

adopt: re=140 mm

ri = mm

–unghiul la centru exprimat în radiani.

-=45—500

adopt: =500

-nf- numărul suprafețelor de frecare .

adopt: nf=2.

–coeficient de frecare.

adopt: =0.3

Pentru calculul forței de apăsare aleg frână disc servo prezentată în figura de mai jos:

Fig.5. Calculul forței de apăsare

Reacțiunea N se calculează cu relația:

Echilibrul forțelor pentru montajul servo este:

Se obține:

-unde:

–coeficient de frecare dintre plăcuță și cilindru.

adopt =0.1 și =0.3.

Se adoptă forța de apăsare S a cilindrului:

S=13734 N

ρf=103.107 [mm];

N=12310.93 [N];

S=12610.34 [N]

p=9.102028 [MPa];

E=0.515374 [-];

b.Coeficientul de eficacitate.

E==0.515374 [-].

Constructia si calculul franelor cu tambur.

1)Tipuri de saboti utilizati la franele cu tambur.

Sabotul primar și sabotul secundar.în figura 5, a sînt reprezentate forțele care acționează asupra unei frîne cu doi saboți simetrici 1 și 2. Pentru simplificare se înlocuiesc forțele normale elementare, considerate că sînt repartizate uniform pe lungimea garniturii sabotului, prin rezultanta lor Nce acționează pe axa de simetrie a garniturii. De asemenea forța de frecare F, datorită forței normale 2V, se consideră că acționează tot pe axa de simetrie.

Fig.4 Fortele care actioneaza asupra

sabotilor in timpul franarii

dp=20[mm];

rt=130[mm];

β=120[];

μ=0,4[[-];

a=c=102[mm];

e=94[mm];

k0=0.85;

x=3.2;

Mf(FT)=533.4542 [Nm];

Mf(S1)=Mf(S2)·(x-1)=366.74[Nm];

Sabotul 1va da naștere Ia un moment de frînare Mf1 dat de relația:

Mf(S2)=Mf(FT)/x=166.7[Nm];

în care μ este coeficientul de frecare dintre garnitura de frecare a sabotului și tambur.

Pentru a deduce valoarea forței normale N1 se scrie ecuația de echilibru a sabotului în raport cu punctul de articulație O1.

Pentru a ține seama de lungimea garniturii de frecare a sabotului (unghiul de înfășurare (β) se introduce coeficientul k0la forța normală N1. In acest caz ecuația de echilibru a sabotului va fi:

S(a+c)+F1·e-N1·k0·c=0;

de unde:

N1=S·()=7052.87 [N];

F1=S·μ=2821.15 [N];

Inlocuind relatia cu forta normala N1 rezulta:

Mf1=S·μ· rt·;

In mod similar rezulta pentru sabotul 2:

N2= S·()=2785.97 [N];

F2=S·μ=1114.389 [N];

Noțiunea de sabot primar și secundar este relativă și depinde de sensul de rotire al tamburului și de sensul forței de acționare S. în cazul sabotului primar cele două sensuri sînt identice, iar la sabotul secundar sensurile sînt opuse.

La sabotul primar frecarea cu tamburul are tendința de a deschide acest sabot, făcîndu-1 să apese pe tambur mai mult decît apăsarea datorită forței 5. Sabotul 1 capătă deci un efect de autofrînare mărind astfel efectul de frînare corespunzător forței S.

în cazul unui sabot secundar frecarea cu tamburul are tendința de a închide sabotul, reducînd apăsarea acestuia pe tambur datorită forței S.

Datorită apăsării mai mari asupra tamburului, sabotul primar 1 se va uza mai mult decît sabotul secundar 2.Dacă se schimbă sensul de rotație al tamburului, fenomenul se petrece invers.

Pentru a obține o oarecare egalare a gradului de uzură a garniturilor de frînă a ambilor saboți, se pot lua măsurile:

mărirea lungimii garniturii sabotului primar în comparație cu sabotul secundar; sau prin executarea saboților cu lungimi diferite;

mărirea lățimii garniturii de frecare a sabotului primar;

utilizarea unei acționări hidraulice care asigură S2< S1 (pompă receptoare în trepte).

2)Coeficientul de eficacitate al sabotilor.

Coeficientul de eficacitate al unui sabot este definit ca raportul dintre forța tangențială la periferia garniturii de fricțiune F și forța de acționare a sabotului S:

E=;

b=45[mm];

h=2·(a+c)=204;

β=120[];

α0=12[];

α1=β+α0=132[];

E1==1.66 [-]

E2==0.65 [-]

Coeficientul de eficacitate caracterizează performanța unui sabot din punctul de vedere al momentului de frînare realizat, pentru diferite valori ale coeficientului de frecare al garniturii de fricțiune și a stabilității fruncționării lui în cazul variației coeficientului de frecare.

în literatura de specialitate coeficientul de eficacitate se mai întîlnește și sub denumirea de raport de transmitere interior al frînei, deoarece arată de cîte ori forțele de frecare realizate pe tambur depășesc forțele dispozitivului de acționare.

Coeficientul de eficacitate, fiind adimensional, permite compararea unor saboți acționați cu forțe diferite sau de dimensiuni diferite.

Coeficientul de eficacitate depinde de tipul și parametrii geometrici ai sabotului și de coeficientul de frecare.

=a(cos α0-cos α1)μ· rt·[(sin2α0-sin2α1)(α1- α0)]±μ·α(sin α1-sin α0) μ· rt [(sin2α1-sin 2α0)+ (α1- α0)].

x1==67.77

x2==241.91

p1=0.873 [MPa]

p2=0.244 [MPa]

Fortatangential la periferia garniturii de frictiune F se determina cu relatia:

F1=μ· rt·b·p0(α1- α0)=4280.6;

F2=μ· rt·b·p0(α1- α0)=1199.233;

Ep==2.111;

Es=0.6699;

E==2.78;

3)Momentul de franare al franei cu tambur si saboti interior.

Se consideră pentru început frîna cu saboți articulați (unul primar și celălalt secundar), acționați cu aceeași forță S (fig.5.a).

In studiul sabotului de frînă este comod ca forțele elementare normale dN să se înlocuiască cu forța rezultantă N ce dă naștere la forța de frecare F=μN.

Fig.5. Scheme pentru calculul momentului de franare al franei simplex.

p1= [MPa]

p2= [MPa];

b=45[mm];

rt=130[mm];

α0=12[];

α1=β+α0=132[];

S=1697.53 [N];

Nx1=-p0·b·rt(cos α1-cos α0)=8417.002 [N];

Ny1=-p0·b·rt(cos α1-cos α0)=2734.85[N];

Rezultanta Neste:

N1=p0·b·rt

Momentul de franare al sabotului :

Mf1=μ ·N·ρ=μp0brt2β=556.48[Nm];

Mf2=μ ·N·ρ=μp0brt2β=155.9 [Nm];

unde:

ρ1==0.16527 [m];

ρ2==0.16526 [m];

Nx2=-p0·b·rt(cos α1-cos α0)=2358.043 [N];

Ny2=-p0·b·rt(cos α1-cos α0)=766.17 [N];

Unghiul δ pe care-l face forta normala cu axa x :

==3.077

=

δ1=72[

δ2=72[

Autoblocarea saboților

Autoblocarea (calarea) sabotului se produce atunci cînd el este apăsat pe tamburul de frînă numai de forțele de frecare, fără să fie acționat de la dispozitivul de acționare. în acest caz arcurile de readucere nu sînt în stare să scoată sabotul din contactul cu tamburul. Momentul de frînare pe care-1 dezvoltă sabotul, teoretic devine infinit.

a=102 [mm];

ρ1=0.1652 [m];

ρ2=0.1652 [m];

δ1=72 [;

δ2=72 [;

μ=0.4;

μ1=;

μ2=;

Frîna servo are o tendință mai mare spre autoblocare, față de frîna simplex sau duplex, de aceea în prezent nu se mai întrebuințează la autoturisme

6. Verificarea la uzură a franelor

Presiunea specifica pe suprafetele garniturilor de frecare

Pentru frana tambur:

μ·p0=2,8;

Ag=4·(b·β·π·rt/180)=49008.85 [mm2];

p0=0.713;

Uzura garniturilor de frecare, respectiv durabilitatea acestora, se apreciază cu ajutorul unor parametri, dintre care cei mai utilizați sînt: presiunea specifică, lucrul mecanic specific de frecare, puterea specifică și încărcarea specifică.

Forta de franare :

Ff=·af·13988.25 [N];

;

af =;

Valoarea admisibilă pentru p0=20 daN/cm2. La proiectare se recomandă ca să se pornească cu valoarea 15 daN/cm2.

La frînele cu disc se admite că presiunea pe disc este uniformă și se consideră o presiune medie care se calculează cu relația:

Presiunea specifică

p0=·

în cazul frînelor cu tambur presiunea specifică este :

p0=

Pe suprafața garniturilor de frecare, la frânare, la frânele disc se admite că presiunea pe disc este uniformă și se consideră o presiune medie ce se calculează cu relația:

=2.66 [MPa];

-unde:

= 0,8726 radiani

-re=140 mm

-ri=91 mm

Presiunea medie, admisibilă este ;

Pmed

Lucrul mecanic specific de frânare

Date:

va1=30[km/h];

Ag= 67475.52

Va2=135[km/h];

Durabilitatea garniturilor de frecare se apreciază cu ajutorul lucrului mecanic specific de frânare dat de relația:

=0.697 [Nm//mm2]

[Nm/mm2];

unde:

-Lf – lucrul mecanic al forțelor de frânare

-A suprafața garniturilor de frecare de la toate frânele

Lucrul mecanic al forțelor de frânare se determină cu relația:

=47076.92 [Nm/mm2]

-unde:

-V- viteza automobilului la începutul frânării.

Se obține relația pentru calculul lucrului mecanic specific de frânare;

953307.7 [Nm/mm2];

Puterea specifică de frânare pe garnitura de frictiune

ma=1360 [kg];

vmax=37.5 [m/s];

φ=1430 [-];

afmax=7.3575[m/s2];

Ag(t)=0.049 [m2];

Ag(d)=0.0184 [m2];

Puterea de frânare necesară la frânarea unui autovehicul de masă ma= de la viteza Vmax m/s până la oprire cu decelerația af max este dată de relația:

= 510 CP;

Iar puterea specifică de frânare este :

=0.7562

Verificarea se face pe fiecare punte având în vedere distribuirea forței de frânare exprimată prin coeficienți cu relațiile:

-unde:

-A1,A2 reprezintă suprafețele garniturilor de fricțiune ale punții față și respectiv spate:

-ν1,ν2 coeficienții de repartiție a forțelor de fânare pe punți.

Incarcarea specifica a garniturii de frictiune:

qs(t)==0.27222[MPa];

qsdt)==0.7224[MPa];

Limitele uzuale pentru încărcarea specifică a frînelor cu tambur sînt:

qs:0.12…0. 25 MPa pentru autoturisme;

qs 0.20 . . . 0.35 MPa pentru autocamioane ușoare și mijlocii;

qs0.4 . . .0. 5MPa pentru autocamioane grele și foarte grele;

qs<0.3MPa la autobuze.

Pentru frînele cu disc qs35 . . . 1,0 MPa

7.Calculul termic al frânelor

Calculul termic al frânelor unui automobil se poate face numai pe baza unor date experimentale referitoare la condițiile reale de răcire a frânelor în timpul frânării.

Calculele termice efectuate pe baza acestor date chiar dacă nu reflectă în mod fidel solicitarea termică a frânelor autovehiculului proiectat, constituie un mijloc de evitare a unor neconcordanțe mari între dimensionare și cerințele de exploatare.

Procesul de frînare îndeosebi al frînării intensive, presupune transformarea în scurt timp a unei mari cantități de energie mecanică în energie termică.

în cazul frînării cu decelerația af, puterea care este absorbită de către frîne este aproximativ egală cu:

Pf==5003.1;

Accelerațiile la demarare nu sînt mari, astfel pentru autoturisme rareori ating

1m/sec2. în schimb decelerațiile la frînare pot ajunge la 6 … 8 m/sec2. Se poate arăta că puterea care trebuie să fie absorbită de frîne depășește adesea puterea motorului de 4 … 5 ori, iar uneori de 9 … 10 ori.

Cantitatea mare de căldură care se degajă în timpul frînării contribuie la înrăutățirea calităților de frînare ale automobilului și grăbește uzura garniturilor de fricțiune.

La încălzirea frînelor adesea se observă o diminuare a eficacității acestora datorită așa-numitului fenomen „fading". Acesta se explică în parte prin micșorarea coeficientului de frecare a unor materiale ale garniturilor de fricțiune în urma evaporării, la încălzire, a substanței liante și a formării pe suprafața garniturii a unui strat unsuros. In cursul frînării se mai modifică de asemenea și dimensiunile pieselor componente ale frînelor din cauza încălzirii lor. Căldura care se degajă la suprafața de contact dintre garnitură și tambur, produce o încălzire mai puternică a tamburului și o mărire a razei lui. Datorită acestui fapt momentul de frînare se reduce deoarece sabotul începe să apese asupra tamburului numai cu partea sa centrală. în afară de aceasta, în urma deformației tamburului crește cursa pedalei (în cazul acționării hidraulice la o temperatură a frînei de 300°C această creștere este de 15 … 18%).

Cînd frîna se răcește, raza inițială a tamburului se restabilește, dar ea poate fi mai mică decît raza garniturii de fricțiune și atunci se va mări uzura la extremitățile acesteia. Rezultă deci că variația razei tamburului datorită încălzirii nu numai că înrăutățește proprietățile de frînare dar accelerează și uzura garniturilor de fricțiune.

Uzura garniturilor de fricțiune crește repede cu creșterea temperaturii. Numeroase încercări cu diferite tipuri de garnituri au stabilit că uzura garniturii se mărește de 2 … 5 ori în cazul ridicării temperaturii de la 100 pînă la 300°C. Garniturile de fricțiune moderne pot suporta timp îndelungat o temperatură de 350—450°C. Temperatura admisibilă pentru garniturile de etanșare ale cilindrilor receptori se află cuprinsă între limitele 170—190°C. Temperatura anvelopelor, în locul de contact cu janta, nu trebuie să depășească 90 . .. 95°C.

Cantitatea de căldură degajată la frînare într-o secundă se determină cu relația:

=2960.004 [kcal/s]

=966.591[kcal/s];

va este viteza de alunecare a tamburului pe garnitura de fricțiune

(F) va=·= 17.42 [m/s];

(S) va=·=18.12 [m/s];

Ff — forța de frînare (Ff=);

A' — proiecția suprafețelor garniturilor de fricțiune;

p0 — presiune specifică medie.

încărcarea specifică termică q va fi:

qf===0.0435[kcal/mm];

qs===0.0142 [kcal/mm2];

Calculul termic al frânelor la frânarea intensivă

În cazul frânării intensive, izolate de scurtă durată se neglijează schimbul de căldură cu exteriorul, considerându-se că întreaga cantitate de căldură care se degajă contribuie la ridicarea temperaturii frânei propriu-zise. Datorită conductibilității termice foarte reduse a garniturilor de fricțiune, aproape întreaga cantitate de căldură este preluată de discul de frână .

Creșterea de temperatură a discului la o frânare intensivă, izolată de la viteza V până la oprire este:

=0.0275

=0.1155

vaf=·= 3.872[m/s];

vas=·=4.0272 [m/s];

=657.77

=214.798

– coeficient ce reprezintă fracțiunea de căldură preluată de disc

= 99 %

-c – căldura masică

-Gd – greutatea discului=5.6 [kg]

-Gt–greutatea tamburului=4.5 [kg]

-nf – numărul roților frânate=4

oțel- densitate oțel

oțel = 7800 Kg/m3

-c = 0.55kJ/Kg*K

Creșterea de temperatură la frânarea intensivă de la 30Km/h trebuie să fie mai mică de 150, iar de la viteza maximă să nu depășească 3000C

8.Calculul și construcția mecanismului de acționare a sistemului de frânare

Dispozitivele de frânare cu frânare hidraulică sunt în prezent cele mai răspândite la automobile .

Avantajele principale ale dispozitivelor de frânare cu transmisie hidraulică sunt următoarele:

– frânare concomitentă a tuturor roților;

– repartizarea dorită a raportului de frânare între punți și între saboți se realizează mult mai ușor;

– randament ridicat datorită faptului că lichidul din circuitul hidraulic este incompresibil (cursa reală a pedalei de frână nu depășește cursa teoretică cu mai mult de 4 – 7 % chiar la o frânare intensivă);

– posibilitatea tipizării dispozitivelor de frânare pentru automobile cu diferiți parametri;

– masă redusă și construcție simplă;

– timp redus la intrarea în acțiune;

– cost redus și întreținere ușoară;

Dintre dezavantajele acționării hidraulice se pot enumera:

– imposibilitatea realizării unui raport de transmitere ridicat;

– scoaterea din funcțiune a întregului sistem de frânare în cazul spargerii unei conducte (la dispozitivul cu un singur circuit);

– scăderea randamentului la temperaturi joase (sub -30 0C);

– pătrunderea aerului în circuit duce la mărirea cursei pedalei și reduce foarte mult eficiența frânării.

În cazul transmisiei hidraulice, efortul de la pedală la frâne se transmite printr-o coloană de lichid, conținută în conducte, care este practic incompresibil.

Fig.7. Schema de calcul a transmisiei hidraulice

Notațiile din figură au semnificația următoare:

1-cilindru principal.

2-cilindrii de lucru ai frânelor din față.

3-cilindrii de lucru ai frânelor din spate.

4-conducte de legătură.

9.Sistemele frânei

Sistemele frânei includ sistemele frânei de staționare și sistemul frânei de avarie. Aceste două sisteme sunt deservite de același sistem mecanic ce include și un mecanism cu clichet pentru blocarea manetei de acționare într-o anumită poziție dorită de conducătorul auto .

Spre proiectare aleg sistemul frânei de mână prezentat în figura de mai jos:

Fig.12. Transmisia mecanică a frânei de staționare

Componentele acestui sistem de frână de mână de mână sunt:

1 – furca de acționare

2 – suport

3 – cămașă cablu

4 – cablu de comandă

5 – rolă

6 – bolă

7 – furcă

8 – tijă reglabilă

9 – sector dințat

10 – clichet

11 – tijă de acționare a clichetului

12 – manetă de acționare

13 – ax

14 – șurubul de fixare a sectorului dințat 9

15 – furcă tijă

16 – pârghie

17 – bolț

Sistemul de frânare convențional

Conform cu dispozițiile legale, funcționarea echipamentului de frânare pe un autovehicul este repartizată în două dispozitive :

-dispozitivul de frânare principal,

-dispozitivul de frânare de securitate.

Aceste două dispozitive comportă comenzi în întregime independente și ușor accesibile. Ele sunt completate de un sistem de frânare în staționare.

Compunerea

Fig.2.14.

4 : Rezervorul de lichid de frână : Stochează lichidul de frână.

5 : Frâna cu disc (față) : Transformă energia cinetică în energie calorică.

6 : Repartitorul forței de frânare : Evită blocarea roților spate modificând presiunea din cilindrii receptori.

7 : Frâna cu tambur (spate) : Transformă energia cinetică în energie calorică.

Conductele și lichidul de frână : Transmit presiunea (forța) din cilindrul principal în cilindrii receptori.

Principiul de bază

Principiul de bază îl constituie crearea unei forțe care se opune avansării vehiculului, ținând cont de 3 factori : factorul mecanic, factorul fiziologic, factorul fizic.

Factorul mecanic

Oprirea roților este obținută prin frecarea unui element fix al șasiului de un element solidar cu roata în mișcare de rotație. Aceasta va duce la degajare de căldură. Frânarea transformă energia cinetică în energie calorică. De unde apar alte două calități indispensabile ale sistemului de frânare :

-O bună eficiență la temperaturi înalte,

-Un timp de recuperare minim.

Factorul fiziologic

Timpul de reacție : este timpul care se scurge între perceperea obstacolului si începutul efectiv de frânare. Acest timp, variabil după fiecare individ și după starea lui generala, este în medie de 0,75 s.

Distanța de oprire : este distanța parcursă în timpul de reacție, plus distanța de frânare.

Distanța de frânare optimă este funcție de: viteza vehiculului, coeficientul de frecare, decelerația posibilă (caracteristică frânarii vehiculului).

Diagrama : Reprezentarea distanței de oprire în funcție de viteză (pe un sol dur și uscat cu o decelerație medie de 6 m/s2 = 0,59g):

Fig.2.15.

Factorul fizic – aderența.

Dacă roata este oprită brutal, ea se blochează și alunecă fără să se învârtă, vehiculul continuând să înainteze : se spune atunci că roata nu mai are aderență.

Forța de aderență Fa se opune deplasării unui corp în raport cu suprafața pe care este așezat în repaus.

Ea este influențată de: forța verticală produsă de greutatea corpului Fz, coeficientul de aderență µ.

Coeficientul de aderență este funcție de:

-natura materialelor,

-starea suprafețelor,

-ungerea dintre suprafețe.

Fig.2.16. Forța de aderență în funcție de alunecare

Dacă alunecarea crește 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 strâns legate, deci pentru a obține cea mai bună forță de aderență între anvelopă si șosea este necesar să se atingă o anumită valoare de alunecare.

Această alunecare provoacă o uzură a anvelopelor. Se remarcă pe curbe că o creștere importantă a alunecării până la blocajul roții, provoacă o diminuare a forței de aderență longitudinală. Pe de alta parte, provoacă în egală măsură o scădere foarte importantă a forței de aderență transversală și deci posibilitatea derapării laterale crește.

De asemenea, dacă se privește vehiculul în totalitate, blocajul roților din față provoacă o pierdere a « dirijabilității » vehiculului, iar blocajul roților spate produce o pierdere a stabilității acestui vehicul (risc de „tête à queue” – de răsucire). Constatăm că o alunecare situată în jurul a 20 %, dă un bun compromis între stabilitatea și maniabilitatea direcționala a forței de frânare.

Dacă automobilul dotat cu ABS se află în curbă și se produce o frânare de urgență, vehiculul rămâne pe traiectoria impusă de conducător în 85% din situații. În absența ABS-ului numai 38% din vehicule rămân pe traiectoria impusă.

Situațiile de derivă în frânare

Observăm un vehicul lansat în linie dreaptă :

Fig.2.17. Toate cele 4 roți blocate

Dacă se efectuează o frânare de urgență, vehiculul are tendința de a se așeza transversal pe drum : acest fenomen își găsește originea în diferența de aderență a solului, între roti, înainte de blocarea lor. Blocajul astfel obținut, vehiculul urmează atunci traiectoria sa învârtindu-se în jurul sau. Dacă nu vom mai apăsa pedala de frână, vehiculul se va stabiliza pe o nouă traiectorie rectilinie, diferită de prima și suprapusă cu axa sa longitudinală.

Fig.2.18. Cele 2 roți față blocate

Se constată că, dacă roțile față sunt blocate, direcția devine inoperantă.

Concluzie :

Mașina este instabilă cu roțile blocate.

Mașina își revine când relaxăm pedala.

Caracteristicile A.B.S.-ului

Scop : Să păstreze controlul vehiculului în frânarea de urgență.

Rol : Să evite blocarea roților.

Caracteristicile sistemelor ABS : ABS-ul trebuie să se adapteze foarte rapid condițiilor de aderență aleatoare.

ABS-ul trebuie să răspundă următoarelor cerințe :

Dirijabilitate (împiedicarea roților față să de blocheze).

Decelerație maximă (utilizarea maximă a aderenței).

Stabilitate direcțională (împiedicarea roților spate să se blocheze); reglarea presiunii de frânare spate.

Gestionarea cuplului de forțe diferite care apare în timpul frânării pe o șosea cu aderență diferită la roți.

Să pună la dispoziție informația de viteză.

Observație : Un câștig de distanță de oprire poate fi efectiv adus doar în anumite condiții.

Fig.2.19. Amplasarea elementelor pe vehicul

Componența sistemului A.B.S.

Sistemul adițional

Sistemul se compune dintr-un bloc hidraulic adițional care vine în completarea sistemului de frânare convențional (cilindrul principal și servofrâna).

Fig.2.10.

În regularizare, un volum de lichid este prelevat din roata care are tendința de blocare și "reinjectat" în intrarea în cilindrul principal (circuit închis).

SyP- sinteză vocală

Fig. 2.21. Schema A.B.S.-ului

Captorii: Captorii roții- măsoară viteza roții

Captorul pasiv (inductiv).

Captorul pasiv nu este alimentat. El funcționează după principiul inducției. În capătul captorului se găsesc doi magneți permanenți și o bobină. Fluxul magnetic se modifică datorită trecerii dinților coroanei dințate. Variația câmpului magnetic care traversează bobina generează o tensiune alternativă sinusoidală a cărei frecvență este proporțională 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 (în general o viteză de 5 – 10 km/h). Frecvența și amplitudinea semnalului sunt variabile cu viteza de rotație! Numai amplitudinea semnalului se modifică odată cu întrefierul!

Captorii activi

Captorii activi sunt alimentați. Ei funcționează după principiul măsurării unui câmp magnetic. În capăt se găsește un element sensibil electronic. Fluxul magnetic este modificat prin defilarea dinților coroanei dințate. Variația câmpului magnetic care traversează partea activă a captorului generează un semnal de ieșire rectangular (pătrat) a cărui frecvență este proporționala cu viteza roți. Amplitudinea semnalului este constantă oricare ar fi valoarea de întrefier până la o valoare de întrefier maximă. La aceasta valoare de întrefier maximă, semnalul corespunde unei viteze a roții egală cu zero.

Captorul magneto-rezistiv

1. Rulment cu coroana magnetica

2. Captor

Avantajele ABS:

Împiedică blocarea roților, folosind astfel la maxim aderența la sol

Utilizarea maximă a aderenței între roți și carosabil și astfel scurtarea distanța de frânare

Crește stabilitatea vehiculului, acesta rămânând manevrabil și putând vira chiar și la o frânare totală

mai bună distribuție a forței de frânare între axele față-spate

Auto-verificare și monitorizare chiar când sistemul nu este activ

Sistem fără întreținere și fără componente de uzură, fiabilitate deosebită garantată de milioanele de sisteme Bosch instalate pe autovehicule

Funcționare independentă față de celelalte componente ale autoturismului și de starea acestora

Exemple

Prezentarea a două exemple în care funcționarea sistemului Anti-Blocare ABS are ca urmare evitarea unui accident sau a unui eveniment nedorit pe carosabil (pierderea stabilității, intrarea în derapaj, etc.)

Frână și evitarea unui obstacol:

Fără ABS:
1. Șoferul recunoaște pericolul și frânează
2. Șoferul încearcă să vireze pentru a evita mașina care staționează
3. Mașina nu reacționează la rotirea volanului și rămâne pe traiectoria inițială

Cu ABS:
1. Șoferul recunoaște pericolul și frânează
2. Șoferul încearcă să vireze pentru a evita mașina care staționează
3. Mașina virează și reușește să oprească, evitând accidentul

Frână pe carosabil parțial acoperit cu gheață, zăpadă, apă, ulei sau frunze uscate:

Fără ABS:
1. Șoferul frânează și roțile de pe partea dreaptă se blochează
2. Șoferul încearcă să evite deraparea
3. Mașina nu reacționează la rotirea volanului și derapează

Cu ABS:
1. Șoferul frânează și ABS-ul recunoaște tendința roților din dreapta de a se bloca
2. ABS-ul împiedică blocarea roților
3. Mașina rămâne pe bandă și oprește în siguranță

Ce trebuie să știm despre ABS:

Pentru celmai bun randament de frânare pedala trebuie ținută apăsată constant

Pulsațiile pedalei sunt un lucru normal ce arată că sistemul funcționează

ABS-ul asigură forța maxim posibilă pentru frînare și deci cea mai scurtă distanță de frânare

Autoturismul rămâne manevrabil în timpul frânării

ABS-ul nu poate modifica legile fizicii. Prudența, anticiparea reacțiilor celorlalți șoferi, păstrarea unei distanțe de siguranță față de vehicolul din față precum și adaptarea vitezei la condițiile de drum sunt cele mai bune măsuri de siguranță!

PROGRAMUL DE STABILITATE ELECTRONIC ESP

Limite

ESP este un sistem bazat pe sistemul de frânare al autovehiculului ca un instrument de conducere al autovehiculului. Atunci când funcția de control a stabilității este activată comută prioritățiile care guvernează sistemul de frânare. Funcția de bază a frânei roții este decelrarea sau oprirea autovehiculului și devine secundară atunci când ESP este activ pentru a menține rularea stabilă pe traiectorie, indiferent de condiții.

Fig.2.29. Forțele care acționează asupre autovehiculelor

Funcții specifice de frânare sunt dirijate individual la roți (de exemplu roata stângă pentru a contracara subvirarea sau roata față dreapta pentru a compensa supravirarea așa cum se arată în figura 1 și 2. Pentru implemetare optimă a obiectivelor de stabilitate ESP nu intervine numai asupra funcției de frânare ci și de partea motorului pentru a accelera roțile motoare.

Fig.2.30. Modul de acțiune al ESP în cazul subvirării și supravirării

Deoarece acest concept “discriminator” de control se bazează pe două strategii idividuale de inetrvenție, sistemul are două opțuni pentru “virarea” autovehiculului: poate frâna individual roțile(frânarea selectivă) sau accelera forțele motoare. În cadrul limitelor impuse de legile fizicii ESP menține autovehiculul pe șosea și reduce riscul de accidente și momentul girator al autovehiculului. Se prezintă patru exemple comparative pentru vehicule cu și fără ESP în timpul rulării la limită. Toate manevrele de conducere analizate reflectă condițiide operare actuale se bazează pe programe de simulare actuale care folosesc date experimentale . rezultatele au fost confirmate în teste pe traseu repetate.

Acțiunea de virare a generat rapid forțe laterale semnificative la roțile frontale, fiind o întârziere față de momentul când roțile spate sunt supuse acelorași forțe. Autovehiculul reacționează cu o deplasare în sens orar în jurul axei verticale. Etapa următoare este faza 3 cu a doua intervenție asupra direcției. Autovehiculul fără ESP nu răspunde la solictarea conducătorului de a contravira devenind incontrolabil. Forța de girație și alunecarea laterală cresc radical (faza 4).

Conceptul ESP

Aplicarea controlului stabilității în buclă închisă pentru situațiile limită definite de dinamica autovehiculului are ca scop controlul:

-vitezei longitudinale

-vitezei laterale

-gradul de girație definit ca unghiul de rotație în jurul axei verticale

-care depășesc limitele de stabilitate.

Presupunând semnale de intrare ale conducătorului, acestea sunt transpuse în răspuns dinamic al autovehiculului adaptat la caracteristicile căii de rulare într-un proces menit să asigure maximum de siguranță. După cum se arată în figură primul pas este determinarea modului de răspuns la solictarea conducătorului în timpul funcționării în limitele de siguranță (răspuns ideal) și cum răsounde în mod real. Sunt prevăzute elemente de execuție pentru a minimiza diferența dintre răspunsul ideal și cel efectiv prin influențarea indirectă a forțelor care acționează pe pneuri.

FRANA SIMPLEX

Frana simplex are in compunere un sabot primar si unul secundar care pot fi articulati sau flotanti. In functie de modul de actionare al sabotilor se deosebesc: frana cu deplasare egala a sabotilor si forta de actionare diferite frane cu deplasare independenta a sabotilor in forte de actionare egale.

Frana simplex cu deplasare egala a sabotilor are o uzura egala a sabotilor de frecare. Momentul de franare este cu ceva mai redus decat la frana simplex cu forte egale de actionare a sabotilor. Deplasarile egale ale sabotilor se realizeaza cu dispozitive mecanice cu o cama simpla sau cu pene transversale.

Frana simplex cu actionarea sabotilor cu forte egale prezinta o uzura mai mare a garniturii de frecare a sabotului primar. Actioarea acestei frane se face in general cu un dispozitiv hidraulic (cu pistoane avand acelas diametru) si mai rar cu un dispozitiv mecanic. Aceste frane prezinta o constructie simla si rigida.

Frana simplex nu este echilibrata transmitindu-se o reactiune radiala care incarca suplimentar lagarele rotii.

In fig1.1 .se prezinta constructia unei frana simplex la care sabotii 13 si 14 sunt articulati la capatul de jos in bolturile 4, fixate pe talerul 6, si stranse cu piulita 7. Tot de taler este fixat si cilindrul receptor 17, prevazut cu arcul 18. Garnitura de fracare a sabotului 13 (primar), are o lungime mai mica decat a sabotului 14 (secundar) pentru a se obtine o uzura uniforma.

Jocul la partea superioara a sabotilor se regleaza cu excentricul 3, prevazut cu bolturile 8, pe care se afla arcurile 9 pentru fiecare excentric in diferite parti. Arcul 16 mentine sabotii sprijiniti pe excentricul 3. La patrea inferioara sabotii sunt prevazuti cu bucsele excentric 5, montate pe bolturile 4, servind la reglarea jocului dintre sabotii tambur la partea inferioara. Fiecare sabot este asigurat sa nu se deplaseze lateral cu ajutorul arcului 11, srtans sub sabotii 12 de prezonul 10 fixat pe taler.

Fig. 1.1.Constructia franei simplex.

Mecanismul de actionare pentru frana de stationare este compus din levierul (parghia 2 ), articulat in punctul 19, tija 1 si cablul de actionare 15.

FRÂNA DUPLEX.

Frana duplex are in compunere doi saboti primari independenti care pot fi articulati sau flotanti. Prin dispunerea sabotilor astfel incat ambii sa lucreze ce saboti primari momentul de franare creste mult.Coeficientul de eficacitate pentru franra duplex depinde de mersul de rotatie a tamburului.

In cazul in care sabotii sunt primari pentru ambele sensuri de rotatie a tamburului frana poarta denumirea de duo-duplex.

Frana duo-duplex prezinta avantajul unei eficacitati ridicate atit la mersul inainte cat si la mersul inapoi avand acelasi coeficient de eficacitate.

Frana duplex este o frana echilibrata si realizeaza aceeasi uzura a garniturilor de frecare.

Deficienta franei duplex cu saboti primari, numai la mersul inainte consta in obtinerea unui moment de franare redus la mersul inapoi al automobilului. Valoarea momentului de franare obtinut la mersul inapoi determina marimea pantei pe care poate fi imobilizat un automobil cu frana de stationare. Deficienta aceasta se inlatura daca se utilizeaza frana duo-duplex.

In fig 1.2. se prezinta constructia unei frane duplex cu saboti articulati.

Pozitia sabotului pe taler este asigurata in afara de articulatia de boltul 10, cu ajutorul tamponului 11, boltului 6, saibelor 3 si 5 si arcului 4.

Fig. 1.2.Constructia franei duplex.

1. – arc de readucere saboti; 2.- saboti; 3,5 –saibe; 4- arc; 6- bolt; 7 – cilindru hidraulic; 8.- tambur; 9- taler; 10- bolt; 11- tampon; 12- rondela; 13- bucsa excentrica; 14- contra piulita; 15- racord; 16- canal.

Reglarea jocului dintre sabot si tambur se face la ambele capete ale sabotilor. La capatul dinspre cilindru reglarea se face prin excentric (canale) 16, iar la capatul articulat prin bucsa excentric 13 care se roteste impreuna cu boltul 10.

Fig 1.3. Constructia franei duo-duplex .

tambur; 2,13- bolturi de sprijin; 3,7- saboti; 4,8,11,12- arcui de readucere; 5,9 – dispozitiv de reglare joc dintre sabot si tambur; 6,10- cilindru receptor; 14,15- brate.

In fig de mai sus (1.3.) se prezinta constructia unei frane duo-duplex cu saboti flotanti.

La franare pistoanele din cei doi cilindrii departeaza sabotii, iar acestia sub actiunea fortelor de frecare se deplaseaza pe directia de rotatie. Fiecare sabot are doua rezerve fixe pe care se sprijina in functie de sensul de rotatie al tamburului.

Daca sensul de rotatie este cel indicat pe figura atunci sabotul 3 sub actiunea pistonului cilindrului 6, si a fortei de frecare se va sprijini pe opritorul 13. In acelasi timp sabotul 7 sub actiunea pistonului cilindrului 10 si a fortei de frecare se sprijini pe opritorul 2.

La rotatia in sens invers sabotul 3 se va sprijini in opritorul 2, prin intermediul bratului 15 iar sabotul 7 in opritorul 15 prin intermediul bratului 14.

FRÂNA SERVO

Frana servo sau frana cu amplificare are doi saboti primari, iar sabotul posterior este actionat de catre sabotul anterior. Datorita fortelor de frecare dintre sabotul anterior si tambur forta de actionare a sabotului posterior este mai mare in comparatie cu forta de actionare a sabotului anterior. In modul acesta momentul de franare se mareste in mod substantial.

In cazul in cre sabotii sunt primari numai la mersul inainte, frana poarta denumirea de uniservo, iar in aczul in care sabotii sunt primari pentru ambele sensuri de mers, frana ste intilnita sub numele de duo-servo.

Frane servo nu este echilibrata incarcand suplimentar gaurile rotii.

Fig 1.4. Constructia franei uniservo.

1- tambur; 2- bolt pentru articulatie sabot 4; 3,4- saboti; 5,7- arcuri; 6- cilindru receptor; 8- dispozitiv de reglare joc dintre sabot si tambur.

In figura 1.5. se prezinta constructia franei duo-servo. Capetele superioare ale sabotilor 1,2 sunt apasate cu ajutorul arcurilor pe Reazemul imobil 5, iar capetele inferioare sunt legate inter ele prin dispozitivul de reglare 4 si printr-un arc. La franare pistoanele cilindrului receptor 6 actioneaza sabotii 1,2 prin intermediul tamponului 3. Venind in contact cu tamburul de franare sabotii se deplaseaza in sensul de rotatie pana cind unul din ei ajunge in contact cu opritorul 5. In functie de sensul de rotatie fie ca sabotul 1 actioneaza sabotul 2, prin intermediul dispozitivului de reglare 4, fie ca sabotul 2 actioneaza sabotul 1. Excentricul 7 serveste la reglarea jocului sabotului 2.

Fig 1.5. Constructia franei duo-servo .

ACTIONAREA SABOTILOR DE FRANA

Modul de actionare a sabotilor depinde de tipul mecanismului de franare al sistemului de franare. Eficacitatea franei depinde in mare masura de modul de actionare al sabotilor.

ACTIONAREA SABOTILOR LA FRANELE CU ACTIONARE HIDRAULICA.

La franele cu actionare hidraulica actionarea sabotilor se face in majoritatea cazurilor, cu ajutorul unor cilindrii in interiorul carora se afla niste pistoane.

Cilindrii hidraulici de actionare pot fi cu dubla actiune si cu simpla actiune.

Cilindrii hidraulici cu dubla actiune au doua pistonase si se utilizeaza la franele simple, duo-duplex si duo-servo.

Cilindrii hidraululici cu simpla actiune au un singur pistonas si se utilizeaza la franele duplex sau uni servo.

In figura .1.6. sunt prezentate cateva tipuri de cilindrii cu dubla actiune.

Fig.1.6. Tipuri de cilindrii hidraulici cu dubla actiune

Pistoanele 1 actioneaza asupra sabotilor fie prin tipul fix (b,c), fie prin tipul flotant (a,d). Pentru etansarea pistoanelor se utilizeaza garniturile din cauciuc 2, iar pentru protectie burdufurile 3.

Arcurile 4 elimina jocurile si nu permit obturarea orificiului de intrare a lichidului de frana.

La solutia (c) tipul 6 este prevazut si cu un dispozitiv de reglare a jocului dintre saboti si tambur compus din rozetele 5.

In figura 1.7. sunt prezentati trei cilindrii cu simpla actiune.

Fig 1.7.Tipuri de cilindrii cu simpla actiune.

La solutia din figura 1.7, a, b cilindrii utilizati la franele duplex servesc si ca rezolvare pentru sabotul conjugal. Cilindrii hidraulici sunt dispusi in interiorul franelor pe placa suport. Pentru a evita supraincalzirea lichidului cilindrului nu se amplseaza in imediata Apropiere a suprafetei de frecare a tamburului.

Pentru evacuarea aerului din instalatia de frana cilindrii hidraulici sunt prevazuti cu suport de evacuare.

Fig 1.8. Constructia si functionarea suportului de evacuare a aerului din instalatia de franare :1- orificiu; 2- capac; 3- surub; 4- orificiu; 5- orificiu racord; 6- canal; 7- corpul cilindrului..

ACTIONAREA SABOTILOR LA FRANA DE STATIONARE SAU DE SIGURANTA

In cazul in care pentru frana de stationare sau de siguranta se folosesc franele rotilor posterioare, iar acestea trebuie sa fie prevazute cu un sistem de actionare suplimentar. La franele cu cilindri hidraulici interior sistemul de actionare a franei de stationare se compune din levier si tije comandate cu un cablu de la o maneta.

In fig.1.12.a se prezinta actionarea mecanica a sabotilor unei frane simplex. Levierul 1 este articulat cu boltul 2 cu sabotul din dreapta si este actionat de partea inferioara printrun cablu de la maneta franei de mana, in directia sagetii. Cand levierul este tras el impinge prin intermediul tijei 3 sabotul din stanga, rezemandul pe tambur.

In fig 1,12.b, se prezinta actionarea mecanica a sabotilor in cazul unei frane duo-duplex. Cand levierul 1 este tras de cablul de actionare in sensul sageti el se roteste in jurul articulatiei 2 de pe sabotul din stanga, actionand prin boltul 3 levierul 4, articulat de semenea pe acelasi sabot pe levierul 5. de la levierul 1 si 4 efortul de comanda este transmis la tijele 8 si 9, ( articulate prin boturile 10 si 11 pe sabotul din dreapta) prin bolturile 6 si 7. In modul acesta rezulta o actionare simetrica a celor 2 saboti.

In fig 1.12.c se prezinta actionarea mecanica a sabotilor la frana uni-servo. Functionarea este saemanatoare ca la frana simplex din fig 1.12.a.

Fig 1.12.Saboti de actionare a rotilor la frana de stationare.

1.4.TIPURI CONSTRUCTIVE DE FRÂNE CU DISC

Franele cu disc pot fi de tip deschis sau inchis. Cele de tip deschis se utilizeaza mai des la autoturisme, pe cand cele de tip inchis in special la autocamioane si autobuze.

FRANA CU DISC DESCHISA

In fig 1.13, se prezinta frana cu disc deschisa, compusa din discul 2 montat pe butucul roti 3 precum si din cadrul (suportul) 5, in care se gasesc pistoanele 4 prevazute cu garniturile de frecare 1 cadrul monobloc se monteaza flotant sau fix de talerul franei.

Fig 1.13. Frana cu disc deschisa cu pistoane de actionare pe ambele fete ale discului.

La solutiile la care cadrul 1 se monteaza flotant, pe punte exista un singur cilindru de actionare, dispus numai pe una din fetele discului(fig.1.14.). In acest caz cursa pistonului de actionare 14 este dubla fata de aceia de la franele cu cadru fix.

Discul poate fi montat pe butucul roti fix pe circumferinta interioara fie pe circumferinta exterioara.

Sunt frane cu disc prevazute cu 3 sau chiar 4 perechi de cilindri de actionare.

Fig 1.14. Frana cu disc deschisa cu un singur cilindru de actionare.

1 cadru, 2 garnituri de protectie piston, 3 garnitura de transare piston, 4 garnitura de etansare ax 8, 5 rondela, 6 capac levier de comanda a franei de mana, 7 arc disc, 8 ax, 9 levier de comanda a franei de mana, 10 saiba, 11 rulment mare, 12 manson, 13 arc, 14 piston.

Datorita faptului ca fortele de actionare trebuie sa fie sensibil mai mari fata de franele cu tambur, in multe cazuri se utilizeaza servomecanisme in sistemul de actionare.

Fixarea garniturilor de frictiune pe placheti se face exclusiv prin lipire.

Utilizarea franei cu disc ca frana de stationare Fig 1.15. sau de siguranta cu o eficacitate suficienta este o problema dificila datorita coeficientului de eficacitate redus al acestuia. Pentru a asigura o eficacitate suficienta sunt necesare forte foarte mari la maneta de frana sau cursa de asemenea necorespunzatoare a acesteia.

Fig 1.15.Utilizarea franei disc ca frana de stationare.

In fig 1.15.a se prezinta la care pentru frana de mana se utilizeaza saboti servo 1 si 2 dispusi in interiorul tamburului 3 de diametru redus. Frana de serviciu este o frana cu discul 4 modificat in asa fel ca la partea lui centrala sa aiba forma de tambur.

In fig 1.15.b se prezinta utilizarea franei disc ca frana de stationare acelor de ceasornic. Capatul interior al parghiei va actiona asupra garniturii 7, apasand-o pe discul 1. Jocul dintre capatul interior al parghiei si garnitura se regleaza cu ajutorul suportului filetat 4. Contrapiulita 5 asigura suportul in pozitia corespunzatoare jocului j.

FRANA CU DISC INCHISA.

Fata de frana cu disc închisă prezintă avantajul unei bune protejari impotriva patrunderii apei si murdariei, putind fi usor ermetizată .Aceste franepot fi cu sau fara efect servo.

In fig 1.16.se prezinta frana cu disc inchisa, cu servoefect, realizata de firma Chrysler. Ea se compune din carcasa 5, fixat de butucul rotii, discurile 1 si 2, bilele 3 si cilindru de actionare 4.

Fig.1.16. Frana cu disc inchisa a franei Chraysler.

parti componente; b- dispozitive de actionare.

Discul de frictiune 1 si 2 in timpul franarii sunt apasate pe carcasa rotilor 5. Capul 4 al cilindrului de lucru este fixat pe discul 2, in tija pistonului se reazama pe discul 1. La franare cand discul 1 se deplaseaza in raport cu discul 2 bilele 3 se deplaseaza pe planurile inclinate in partea mai ingusta a șănțuletelor, distantind discurile si obligindu-le sa apese cu garnitura de frecare pe carcasa rotitoare.

Franele cu disc inchise, avand suprafete de frictiune foarte mari prezinta avantajul unei uzuri mai reduse, datorita lucrului mecanic specific de frecare foarte mic. De asemenea regimul termic este mai scazut decit la o frana cu saboti echivalenta din punct de vedere al performantelor.

ACTIONAREA HIDRAULICA A FRANELOR.

Actionarea hidraulica a franelor este in prezent cea mai raspindita la automobile.

Avantajele principale ale actionarii hidraulice a franelor sunt:

franarea concomitenta a tuturor rotilor;

repartizarea dorita a eforturilor de franare intre punti cat si intre saboti se realizeaza foarte usor;

randament ridicat datorita in special rigiditatii mari a mecanismului de actionare ;

timp redus la intrare in actiune;

constructia simpla si intretinere usoara.

Dintre dezavantajele actionarii hidraulice se pot enumera:

imposibilitatea realizarii unui raport de tensiune ridicat;

scoaterea din functiune a integului sistem de franare in cazul spargerii unei conducte (la sistemul cu un singur circuit)

patrunderea aerului (care este comprimat ) in instalatie duce la marirea cursei pedalei si reduce foarte mult eficienta franarii;

La actionarea hidraulica efortul de la pedala la frane se transmite printr-o coloana de lichid, aflat in conducte care este practic imposibil.

In fig 1.17. se prezinta schemele actionarii hidraulice la care folosim un singur circuit pentru ambele punti (fig 1.17.a) si in cazul a doua citrcuite (fig.1.17.b).

Fig 1.17. Schemele de principiu ale actionari hidraulice cu unul sau doua circuite de franare.

Actionarea hidraulica cuprinde urmatoarele elementa principale : pompa centrala 1 actionata cu pedala 2, pompele receptoare 5 si 6 si conductele de legatura 3 si 4.

La apasarea pedalei de frana se transmite o presiune egala la toate pompele receptoare in efortul de actionare a franelor propriu zise vor depinde de diametrul pistoanelor.

In continuare vom analiza partile componente ale actionarii hidraulice.

1.Pompa centrala sau cilindru principal constitue elementul de comanda al actionarii hidraulice.

Pompa centrala trebuie sa satisfaca urmatoarele cerinte : intrarea rapida in functiune a sistemului de franare; de franarea rapida excluderea posibilitatilor de patrundere a cercului in instalatie si prevenire, pierderilor de lichid.

Pompa centrala, destinata sistemului de franare cu un singur circuit se compune din doua parti principale: principiul propriu zis si reversul de lichid.

In cazul sistemelor de franare cu doua circuite independente se utilizeaza fie doua pompe centrale dispuse alaturi si actionate de catre o singura pedala de frana, fie doua pompe centrale cu dispunere axiala cuprinse intr-un singur corp comun. Pompele centrale in tandem se folosesc pe o scara mult mai mare decit cele dispuse alaturi.

In fig. 3.5 este reprezentată o pompă centrală in tandem cu două pistoane, pistonul 2

deservind circuitul franelor roților din fată, iar pistonul 5 circuitul franelor rotilor din spate.

Cele doua pistoane se deplaseaza in cilindrul principal 1.

Fig. 3.5. Pompa centrală în tandem utilizată la acționarea cu dublu circuit. 1 – corp;

2 – piston primar; 3 – resort pentru pistonul primar; 4 – racorduri circuit față;

5 – piston secundar; 6 – resort pentru pistonul secundar; 7 – racord circuit spate;

8 – supapă dubla (refulare și reținere); 9 – supapă de purjare; 10 – racorduri de comunicare

cu rezervorul de lichid frână; 11 – știfturi.

Pompele receptoare .

Pot fi de tipul cu doua pistoane (fig 1.19.a) sau cu un singur piston (fig 1.19.b). In unele cazuri cilindrul de lucru poate fi in trepte, adica pistoanele sunt cu diametre diferite, pentru a obtine presiuni specifice, intre garniturile de frictiune si tambur, egal pentru cei doi saboti. Dupa locul de dispunere pompele receptoare pot fi interioare (in roata) si exterioare. Ultima solutie se utilizeaza cind sunt necesare forte mai mari de actionare, iar pompa receptoare nu se poate amplasa in interiorul rotii datorita spatiului limitat.

Fig.1.19.Tipuri constructive de pompe receptoare .

1 – garnitura din caciuc; 2- arc; 3- corp pompa; 4- pastile; 5- pistoane; 6,7- racord;

8- capac.

In general la autoturisme diametrele cilindrilor receptori la franele rotilor din fata sunt cu 30-40 % mai mari, decat la franele rotilor din spate pentru a tine seama de incarcarile dinamice ale puntilor in timpul franarii.

Conductele de legature.

Se deosebesc doua tipuri de conducte de legatura: – rigide si elastice.

Conductele rigide sunt confectionate din otel, alama sau cupru. Cele mai utilizate sunt conductele din hotel, mai usoare si mai rezistente, la care suprafata interioara este acoperita cu cupru, iar suprafata exterioara are o acoperire anticoroziva. Conductele rigide alcatuiesc partea principala a circuitului de franare.

Conductele elastice se utilizeaza la asamblarea cu conductele rigide a pieselor care se deplaseaza in raport cu cadrul. Ele se compun dintr-o parte interioara din cauciuc, su forma tubulara invelita cu doua straturi de panza din bumbac impregnata cu cauciuc si cu un strat exterior protector din cauciuc.

Lichidul de frana.

Lichidul de frana utilizat trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa aiba o vascozitate mica;

sa nu produca coroziune pieselor;

sa aiba proprietati de curgere;

sa aiba punctul de fierber cat mai ridicat.

Pentru satisfacerea acestor cerinte lichidele de frana sunt amestucuri formale dintr-un solvent, putin vascos si relativ volatil si o substanta onctoasă.

Actionarea hidraulica cu servo mecanism.

In functie de masa de energie utilizata se deosebesc urmatoarele tipuri de mecanisme:

servomecanism cu depresiuni care utilizeaza energia dependenta creata in colectorul de admisie al motorului cu aprinder prin scanteie sau de o pompa de vacuum antrenata de volumul atmosferic a autoturismului;

servomecanismul pneumatic care utilizeaza energia aerului comprimat debitat de un compresor antrenat de motorul automobilului.

servomecanismul hidraulic care utilizeaza energia hidraulica generat de o pompa antrenata de motorul autovehiculului.

.Actionarea hidraulica cu servomecanism vacuumatic.

In fig1.20. se prezinta diverse solutii de mecanisme de actionare hidraulice cu servomecanism vacuumatic. Se deosebesc servomecanismele cu actionare directa de la pedala, cadn servomecanismul formeaza cu pompa centrala un ansamblu comun (Fig. 1.20.b si c) si servomecanisme cu actionare indirecta prin pornirea deschisa de pompa centrala care este o constructie separata.

Diagnosticarea sistemului de frânare

O primă actiune de diagnosticare a sistemului de franare o poate intreprinde insuși

conducătorul automobilului prin observarea comportării sistemului de franare și a

automobilului in timpul procesului de franare. Eventualele defecțiuni vor fi semnalate prin simptome specifice, a căror dependență de cauze este prezentată in tabelele 6.1 și 6.2.

O asemenea diagnosticare este insă subiectivă și, de foarte multe ori depinde de

abilitatea șoferului de a sesiza apariția unor simptome specifice. In plus, aprecierile pot avea

doar un caracter calitativ, fără a oferi informații concrete, cantitative și nici nu permit de a localiza defecțiunea. Determinarile cantitative ale capacității de franare se pot efectua prin incercari pe drum, dar utilizand aparate și dispozitive speciale și respectand tehnologii de lucru bine definite.

6.1 Tabele cu simptomele și cauzele probabile ale defecțiunilor sistemelor de frânare

Tabelul 6.1 Simptomele și cauzele probabile ale defecțiunilor sistemelor de franare cu lichid.Simptome Cauze posibile

1 Efort mare la pedală

1.1. Garnituri de cauciuc dilatate

1.2. Pistonașe gripate

1.3. Orificiul compensator al cilindrului pompei central obturat

1.4. Axul pedalei gripat

1.5. Conducte infundate

2 Efort prea mic la pedală

2.1. Garnituri de cauciuc defecte

2.2. Garnituri de cauciuc murdare

2.3. Pierderi de lichid

2.4. Aer in sistem

3 Cursa liberă a pedalei insuficientă

3.1. Joc insuficient intre saboți și tambur

3.2. Dilatarea tamburilor

4 Cursa liberă a pedalei prea mare

4.1. Idem 2.4

4.2. Conductele flexibile și-au pierdut rezistența

4.3. Joc mare intre saboți și tambur

4.4. Joc mare intre tija și pistonul pompei centrale

4.5. Garnituri de frană uzate

4.6. Uzura pronunțată a discurilor

5 Franele de la roți se incălzesc

5.1. Idem 1.1-1.4 si 3.1

5.2. Arcuri rupte sau detalonate

5.3. Impurități intre saboți și tambur (disc)

5.4. Frana de staționare dereglată

5.5. Etrier inclinat (la franele cu disc)

6 Zgomote in timpul franării

6.1. Idem. 4.5, 4.6, 5.3, 5.4, și 5.5

7 Pedala acționează normal

7 .1 Idem. 2.3,4.2 și 4.5 45 dar fără efect de franare

7.2. Lubrifiant intre sabot și tambur

8 Mașina trage lateral in timpul franării

8.1. Idem. 3.3, 5.3, 6.2, 7.2 și 7.3

8.2. Pistonașul sau cilindrul receptor gripat

8.3. Garnitura de cauciuc a unui cilindre receptor uzată, ruptă, dilatată sau murdară

8.4. Pierderi de lichid la franarea unei roți

9 Franare intermitentă

9.1. Idem 5.3

9.2. Amortizoare defecte

9.3. Jocuri mari in mecanismul de direcție

9.4. Tambur sau discuri uzate neuniform

10 Roțile din spate se blochează in timpul franării

10.1. Repartitorul efortului de franare defect

11 Franare neprogresivă (bruscă)

11.1. Joc prea mic intre garniturile de franare din tambur (discuri)

11.2. Orificiul de compensare al pompei centrale obturat

Tabelul 6.2 Simptomele și cauzele posibile ale defecțiunilor sistemelor de franare cu aerm

1 Vehiculul rulează franat

1.1. Joc insuficient al pedalei de frană

1.2. Joc insuficient intre saboți și tambur

2 Franele sunt ineficace 2.1. Joc mare al pedalei de frană

2.2. Joc mare intre saboți și tambur

2.3. Impurități (lubrifiant) intre saboți și tambur

2.4. Garnituri de frană uzate

2.5. Dereglarea sau murdărirea robinetului de distribuțiea aerului

2.6. Presiune scazută a aerului in sistem

3 Scăderea presiunii aerului după oprirea motorului

3.1. Conducte sau conexiuni neetanșe

3.2. Pierderea etanșeitătii camerelor de aer

3.3. Pierderea etanșeitătii robinetului de distribuție

3.4. Rezervor de aer defect

3.5. Cureaua de antrenare a compresorului slabită sau murdară de lubrifiant

4 Presiunea in sistem scazută sub limita normalului

4.1. Idem pct. 2.1-2.4

4.2. Supapele compresorului defecte

4.3. Compresor uzat

4.4. Regulator de presiune defect

5 Presiunea in sistem crește peste limita normală

5.1. Regulator de presiune defect

CONCLUZII

Sistemul de franare are urmatoarele funcții:

· reducerea vitezei;

· asigură oprirea autovehicolului;

· cand autovehiculul se află intr-o treaptă de viteză, il poate menține pe loc, dacă este

nevoie.

Sistemul de franare se clasifică in:

· sistemul principal de franare denumit și frana principală sau frana de serviciu;

· sistemul suplimentar de franare sau frana de staționare cu rolul de a menține

automobilul imobilizat pe o pantă.

Exista două feluri principale de sisteme de franare :

· sistem de franare pe disc;

· sistem de franare pe tambur.

· Frâna principală (hidraulică)

Comandată prin intermediul pedalei de frană, aceasta acționeaza simultan pe toate roțile vehiculului. Pedala deplasează un piston in cilindrul pompei de frană, iar presiunea se transferă prin intermediul lichidului de frană la dispozitivele situate la fiecare roată:

– frană pe discuri, solidari fixați pe roți și plăcuțele mobile;

– frană pe tamburi, solidari fixați prin roți și pe ferodourile mobile.

Fig 8.1 Frână principală.

· Frână de parcare (de mână)

Se mai numește "frană de staționare". Acționeaza pe două roți, de obicei pe cele din

spate, prin intermediul unui cablu de frană, astfel incat plăcuțele sau ferodourile presează pe discuri sau tamburi blocandu-le.

· Sistemul antiblocaj (ABS)

Sistemele de franare cunosc o dezvoltare continuă, astfel incat să asigure o securitate cat mai mare la franare, indiferent de starea carosabilului, de viteza și alti factori.

Unul dintre aceste sisteme este ABS-ul. La cele mai multe vehicule, acesta contine un

computer i un senzor de viteză pe fiecare roată. Dacă la o franare ș bruscă roata tinde să se blocheze, sistemul reduce automat presiunea de franare, astfel incat aceasta va continua să ruleze, avand aderența la sol. In acest fel, direcția rămane operativă, vehiculul nu derapează și poate fi controlat.

Fig. 8.3 Sistemul antiblocaj (ABS)

Diagnosticarea sistemului de franare o poate intreprinde insuși conducătorul

automobilului prin observarea comportării sistemului de franare și a automobilului in timpul

procesului de franare. Diagnosticarea se face de obicei se face in STAȚIA ITP.

BIBLIOGRAFIE

Poțincu, Gh., Hara, V., Tabacu, I. – Automobile, Ed. Tehnică și Pedagogică București 1981

Poțincu,Gh., – Dinamica autovehiculelor, vol. I și II, Atelierul de multiplicare al Universității din Pitești, 1997-1998;

Tabacu, I., Gh. Poțincu, ș.a. – Calculul și construcția automobilelor, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982;

Tabacu, I., – Transmisii mecanice pentru autoturisme, Editura Tehnică, București, 1994;

Crudu, I., Ștefănescu, I., ș.a. – Atlas reductoare cu roți dințate, Editura Didactică și Pedagogică, București 1992;

Frățilă Gh., Mărculescu Gh. – Sistemele de frânare ale autovehiculelor, Editura Tehnică, București 1986.

Alexandru P., Dudiță F. – Mecanismele direcției autovehiculelor, Editura Tehnică, București 1986.

Cristea, D., – Sisteme speciale ale automobilelor și motoarelor, Editura Universității din Pitești, 1999;