Punerea in valoare a performantelor de viteza si acceleratie ale autovehiculului in conditii de siguranta depend intr-o masura hotaratoare de capacitatea de franare a acestuia. Cu cat sistemul de franare este mai eficace, cu atat vitezele medii de deplasare cresc iar indicii de exploatare ai autovehiculului au valori mai ridicate. De asemenea, calitatile bune de franare asigura evitarea unor accidente care se pot produce chiar in cazul vitezelor relativ mici, provocate de aparitia neprevazuta a unui obstacol. Statisticile accidentelor de circulatie arata fara drept de apel, important ape care o are un sistem de franare eficace in eliminarea consecintelor grave ale functionarii nesatisfacatoare a altor parti componente ale autovehiculului.
Pentru reducerea vitezei autovehiculului trebuie create forte care se opun miscarii. Deoarece unele rezistente la inaintare au efecte reduse, iar rezistenta la accelerare, in cazul franarii devine forta activa, rezulta necesitatea ca autovehiculul sa fie prevazut cu dispozitive care sa realizeze forte de sens opus miscarii. Aceste forte se numesc forte de franare ; ele trebuie sa aiba valori suficient de mari si care sa poata fi reglate de catre conducator in functie de necesitati. Fortele de franare sunt create de mecanismele de franare incluse in sistemul de franare al autovehiculului.
Sistemul de franare al autovehiculului este destinat:
Sistemul de franare este compus din dispozitivul de franare si dispozitivul de incetinire.
Dispozitivul de franare este compus din:
- mecanismul de franare;
- transmisie si elementul de comanda.
Dispozitivele de franare se clasifica dupa utilizare, particularitatile constructive si locul de dispunere a mecanismului de franare, sursa de energie utilizata pentru actionarea franelor si dupa tipul si particularitatile transmisiei.
Dispozitivul principal de franare este intalnit si sub denumirea de frana principala sau de serviciu. In mod uzual, in exploatare, frana de serviciu poarta numele de frana de picior, datorita modului de actionare. Frana de serviciu trebuie sa permita reducerea vitezei autovehiculului pana la valoarea dorita, inclusiv pana la oprirea acestuia, indiferent de viteza si de starea de incarcare. Frana de serviciu trebuie sa actioneze asupra tuturor rotilor autovehiculului.
Dispozitivul de franare de siguranta sau frana de siguranta, intalnit si sub denumirea de frana de avarii sau frana de urgenta, are rolul de a suplini frana de serviciu in cazul defectarii acesteia. Frana de siguranta trebuie sa poata fi actionata de catre conducator fara a lua ambele maini de pe volan. Securitatea circulatiei impune existenta la autovehicule a franei de siguranta fara de care nu este acceptat in circulatie rutiera.
Dispozitivul de franare de stationare sau frana de stationare are rolul de a mentine autovehiculul imobilizat pe un drum orizontal sau pe o panta in absenta conducatorului un timp nelimitat. Datorita actionarii manuale, frana de stationare este intalnita si sub denumirea de frana de mana. Frana de stationare trebuie sa aiba o comanda proprie, independenta de cea a franei de serviciu. In foarte multe cazuri, frana de stationare preia si rolul franei de siguranta.
Dispozitivul de franare auxiliar sau frana auxiliara este o frana suplimentara, avand acelasi rol ca si frana principala, utilizandu-se in caz de necesitate cand efectul acesteia se adauga efectului franei de serviciu.
Dupa forma piesei care se roteste se deosebesc:
Dupa forma pieselor fixe, franele pot fi:
In primul caz momentul de franare actioneaza direct asupra butucului rotii, iar in al doilea caz actioneaza asupra unui arbore al transmisiei autovehiculului.
In cazul transmisiei cu un singur circuit, o defectiune aparuta intr-un punct al acesteia scoate din functiune dispozitivul de franare.
La transmisia cu mai multe circuite, la alegerea numarului de circuite si gruparea franelor pe circuite se tine seama de mentinerea unui anumit raport al fortelor de franare la puntile automobilului care sa reduca cat mai putin stabilitatea chiar si in cazul in care unul dintre circuite s-a defectat.
Dispozitivele de franare cu circuite multiple sporesc sensibil fiabilitatea acestora si securitatea circulatiei, fapt pentru care in unele tari este prevazuta obligativitatea divizarii circuitelor la anumite tipuri de autovehicule.
Pentru mentinerea dispozitivului principal de franare in mod permanent in stare de functionare corespunzatoare, autovehiculele avand masa mai mare de 5000 kg sunt prevazute, in general, cu dispozitive de incetinire. Utilizarea dispozitivelor de incetinire contribuie la imbunatatirea stabilitatii autovehiculelor in timpul frinarii, deoarece momentul de franare este repartizat uniform la roti, iar blocarea acestora este in general evitata.
Clasificarea dispozitivelor de incetinire se face dupa principiul de functionare in:
Dispozitivele de incetinire mecanice sunt asemanatoare cu franele dispozitivului de franare avand dimensiuni mai mari si o racire mai eficace.
Dispozitivele de incetinire pneumatice realizeaza momentul de franare cu ajutorul motorului autovehiculului care este facut sa lucreze in regim de compresor. La randul lor, aceste dispozitive de incetinire pot fi:
Dispozitivele de incetinire aerodinamice realizeaza efectul de decelerare prin marirea rezistentei aerodinamice a automobilului prin marirea suprafetei frontale cu ajutorul unor panouri escamotabile. Datorita eficacitatii numai la viteze ridicate, dispozitivele de incetinire aerodinamice se utilizeaza in general, numai pe unele automobile de performanta. Dispozitivele de incetinire hidrodinamice realizeaza efectul de decelerare datorita frecarii interioare dintr-un lichid cu vascozitate ridicata, intr-un hidrotransformator.
Dispozitivele de incetinire electromagnetice realizeaza efectul de franare prin actiunea unui camp electromagnetic asupra unui disc rotitor legat cinematic de un element al transmisiei automobilului.
Dispozitivele de franare, ca si cele de incetinire, trebuie sa indeplineasca anumite conditii functionale si constructive in scopul asigurarii unei capacitati de franare a autovehiculului cât mai bune, pentru a putea pune in valoare performantele de viteza si de acceleratie in conditii de siguranţă.
Dispozitivele de franare ale autovehiculelor trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:
Dispozitivele de franare cu transmisie hidraulica sunt in prezent cele mai raspandite la automobile. Acestea se intalnesc la toate autoturismele si la toate autocamioanele si autobuzele de mica capacitate si la o buna parte a autobuzelor si autocamioanelor de medie capacitate, precum si la unele tractoare.
Cu toate avantajele pe care le prezinta transmisia hidraulica, datorita imposibilitatii de a realiza un raport de transmisie ridicat, forta aplicata de conducator pe pedala, nu asigura intotdeauna o eficacitaye suficienta a franarii. Din acest motiv, utilizarea transmisiei hidraulice la automobile cu masa totala mai mare de 3,500 kg necesita in mod obligatoriu introducerea unui servomecanism. Utilizarea servomecanismului este necesara si in cazul automobilelor cu masa totala mai redusa daca sunt prevazute cu frane cu disc. In cazul automobilelor cu masa totala mai mare de 10 000 kg, transmisia hidraulica, chiar prevazuta cu servomecanisme, se utilizeaza mai rar.
- franare concomitenta a tuturor rotilor;
- repartizarea dorita a efortului de franare intre ounti si intre saboti se realizeaza mult mai usor;
- randamentul ridicat datorita in special faptului ca lichidul hidraulic este practic incompresibil;
- posibilitatea tipizarii dispozitivelor de franare pentru automobile cu diferiti parametri;
- masa redusa si constructie simpla;
- timp redus la intrarea in actiune;
- cost redus;
- intretinere usoara.
- imposibilitatea realizarii unui raoort de transmisie ridicat;
- scoaterea din functiune a intregului dispozitiv de franare in cazul spargerii unei conducte;
- scaderea randamentului transmisiei la temperaturi joase;
- patrunderea aerului in circuitul hidraulic duce la marirea cursei pedalei si reduce foarte mult eficienta franarii.
În general, sistemul de frânare al automobilului se compune din:
- dispozitivul de frânare;
- dispozitivul de incetinire;
- mecanismul de frânare;
- elementul de comandă.
Transmisia hidraulica a dispozitivului de frânare este compusă din următoarele elemente principale (fig.8.13): cilindrul principal 1, cilindrul de lucru 2 şi conducte de legătura 3 şi 4. elementul de comanda îl constituie cilindrul principal 1, care este o pompa hidraulică simplă, al cărei piston se acţionează, printr-o tijă, de către pedala de frână 5. Lichidul sub presiune se transmite prin conductele 3 şi 4 către frânele din faţă şi din spate, acţionând prin intermediul pistonaşelor cilindrilor de lucru 2, saboţii sau plăcuţele pe care se afla garniturile de fricţiune. Pentru eliminarea aerului care eventual ar pătrunde în coloana de lichid, cilindri de lucru sunt prevăzuţi cu supape speciale destinate acestui scop. La apăsarea pedalei de frâna se transmite o presiune egala la toţi cilindri de lucru, iar eforturile de acţionare a frânelor depind de diametrele pistoanelor.
În fig.8.14 se prezintă schemele dispozitivelor de frânare cu transmisie hidraulica în cazul folosirii unui singur circuit pentru ambele punţi (fig.8.14,a)si în cazul a doua circuite (fig.8.14,b)
Constructia cilindrului principal depinde de numarul circuitelor de franare, de existenta si de tipul servomecanismului etc. Acesta constituie elementul de comanda a dispozitivelor de franare cu transmisie hidraulica.
Cilindrul principal trebuie sa permita:
- intrarea rapida in actiune a dispozitivului de franare;
- defranarea rapida;
- excluderea posibilitatilor de patrundere a aerului in circuitul hidraulic si prevenirea pierderii lichidului.
Cilindrul principal destinat dispozitivului de franare cu un singur circuit se compune din doua parti principale:
- cilindrul propriu-zis;
- rezervorul de lichid.
Cilindrul comunica cu rezervorul prin orificiul principal si orificiul de compesare. Diametrul orificiului principal este cu mult mai mare decat cel al orificiului de compesare.
Cilindrul principal se monteaza intr-o pozitie orizontala, cu o toleranta de 5 grade, intr-o zona ferita de lovituri, temperaturi inalte, murdarie. In cazul in care pedala nu este actionata, intre tija de actionare si fundul locasului corespunzator, din piston trebuie asigurat un joc de 0,5-2,5 mm, caruia ii corespunde o anumita cursa libera a pedalei. Pentru a nu depasi jocul prescris, pedala are un limitator al cursei de revenire. Pedala este prevazuta si cu un limitator pentru cursa activa, cara este corelata cu volumul necesar a fi vehiculat.
Utilizarea cilindrului principal in doua trepte permite sa micsoreze cursa pedalei, sa se mareasca raportul de transmitere, fapt ce conduce intr-o serie de cazuri, la evitarea instalarii unui servomecanism. Ca o particularitae a cilindrului principal, trebuie subliniat faptul ca rezervorul de lichid este separat de cilindrul propriu-zis. Alimentarea cu lichid a cilindrului se face printr-un racord. In cazul in care rezervorul nu face corp comun cu cilindrul, acesta se poate monta in locurile mai usor accesibile.
În fig.8.20 se prezintă soluţia cu doi cilindri principali jumelaţi 1 şi 2, acţionaţi simultan de pedala 3. Construcţia celor doi cilindri principali este asemănătoare cu cea a cilindrului principal de la dispozitivul de frânare cu un singur circuit.
În fig.8.21 se prezintă cilindrul principal în tandem, la care pistonul intermediar 2 deserveşte, prin dispozitivul cu supape 5, circuitul I al frânelor roţilor din fata, iar pistonul primar 1 cu dispozitivul cu supape, amplasat intre pistoanele 1 şi 2 (nu este reprezentat pe desen), deserveşte circuitul II al frânelor roţilor din spete. Cele doua pistoane se deplasează în cilindrul 7 turnat dintr-o bucata cu rezervorul de lichid, ce este împărţit de peretele 6 în doua compartimente, astfel încât fiecare circuit are rezerva separata de lichid. La acţionarea pistonului 1, după ce garnitura 8 acoperă orificiul de compensare A, presiunea din camera D începe sa crească. Aceasta presiune se transmite asupra pistonului 2, care începe sa se deplaseze spre dreapta. Când garnitura 9 închide orificiul de compensare A’, presiunea lichidului începe sa crească şi în camera D’, fiind în continuare egala cu cea a lichidului din camera D. Daca în circuitul II apare o pierdere de lichid, atunci pistonul 1 se deplasează spre dreapta, pana când tijele 3 vin în contact (cazul prezentat în figura), iar pistonul 2 va lucra normal. Daca pierderea de lichid a apărut în circuitul I, atunci, la acţionarea pedalei, pistonul 2 se va deplasa spre dreapta, pana când tija 4 ajunge la opritor. Pierderea lichidului dintr-un circuit este sesizata de către conducător printr-o cursa mărită a pedalei de frâna.
În fig.8.23 se prezintă cilindrul principal cu două trepte. Utilizarea unui asemenea cilindru principal este condiţionată de diferitele cerinţe impuse transmisiei dispozitivului de frânare în diferitele etape ale procesului de frânare.
În prima etapă, când saboţii se deplasează până la realizarea contactului cu tamburul, forţa de acţionare trebuie sa fie redusă, iar aceasta deplasare sa se facă cât mai rapid. În acest caz este necesar un raport de transmitere mic pentru a grăbi apropierea saboţilor de tambur şi pentru a micşora cursa pedalei de frâna. Pentru etapa a doua, când se realizează frânarea propriu-zisă (apăsarea saboţilor pe tambur), este necesar un report de transmitere mare, pentru ca forţa de apăsare a saboţilor pe tambur sa fie suficienta, Cilindrul principal are două pistoane, 7 şi 4, cu diametre diferite (pistonul 7 are diametrul mai mare), legate rigid între ele. În prima etapa a frânarii, la deplasarea spre dreapta, pistonul 7, la aceeaşi cursa, evacuează din cilindru un volum mai mare de lichid decât pistonul 4. Datorita acestui fapt o parte din lichid trece din cavitatea 6 în cavitatea 2 prin orificiile 3 din pistonul 4, deformând garnitura acestuia. În acest caz, raportul de transmitere este determinat de suprafaţa corespunzătoare diferenţei dintre diametrele pistoanelor 7 şi 4. După ce saboţii vin în contact cu tamburul forţa rezistenţa care se opune deplasării pistoanelor creste mult. În consecinţă, sub acţiunea presiunii ridicate a lichidului se deschide supapa cu bila 5, iar presiunea lichidului din cavitatea 6 scade, deoarece lichidul trece prin canalul oblic din pistonul 7 în spatele acestuia. În aceasta etapa, raportul de transmitere se măreşte, deoarece suprafaţa pistonului 4 este mai mica. Contactul 1 serveşte la comanda semnalizatorului stop.
Utilizarea cilindrului principal în două trepte permite să se micşoreze cursa pedalei, să se mărească raportul de transmitere, fapt ce conduce, într-o serie de cazuri, la evitarea instalării unui servomecanism. Ca o particularitate a cilindrului principal prezentat trebuie subliniat faptul ca rezervorul de lichid este separat de cilindrul propriu-zis. Alimentarea cu lichid a cilindrului se face prin racordul 8. În cazul în care rezervorul nu face corp comun cu cilindrul, acesta se poate monta în locurile mai uşor accesibile.
În fig.8.24 se prezintă cilindrul principal la care cilindrul propriu-zis 1 amplasat în interiorul rezervorului 2. La aceasta construcţie este exclusă posibilitatea pătrunderii aerului în cilindrul hidraulic la frânare si, prin urmare, orificiul necesar nu mai este necesar. În schimb orificiul de compensare 3 se menţine. După supapa de reţinere 4 şi supapa de evacuare 5 se afla racordul 6 al semnalizatorului stop. Supapa 7 serveşte la eliminarea aerului din circuitul hidraulic.
Din punct de vedere constructiv, cilindrii de lucru pot de tipul:
- cu doua pistoane;
- cu un singur piston.
In unele cazuri, cilindrul de lucru poate fi in trepte, adică pistoanele sunt cu diametre diferite, pentru a obţine presiuni egale intre garniturile de fricţiune si tambur, pentru cei doi saboţi.
După locul de dispunere cilindrii de lucru pot fi:
- interiori (în roată);
- exteriori.
In general la autoturisme, diametrele cilindrilor de lucru de 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.
Se deosebesc două tipuri de conducte de legătură:
- rigide;
- elastice.
Acestea se dispun intre cilindrul principal si cilindrul de lucru pe trasee îndepărtate de surse de căldură, protejate de lovituri sau frecări ce pot produce uzura lor.
Conductele rigide sunt confecţionate din hotel, alama sau cupru. Cele mai utilizate sunt conductele din hotel, având suprafaţa interioara acoperita cu cupru iar suprafaţa exterioara cu o protecţie anticorosiva. Conductele rigide trebuie sa reziste la o presiune de 150-200daN/cm2. Se fixează pe cadru cu cleme. Se recomanda evitarea îndoirii acestora cu raze de curbura prea mici.
Conductele elastice se utilizează la asamblarea cu conductele rigide a elementelor dispozitivelor de frânare care sunt dispuse pe partea nesuspendata a autovehiculului. Sunt confecţionate din cauciuc cu inserţii textile, având la capete manşoane speciale din otel pentru racordare. Conductele elastice ce fac legătură cu frânele roţilor de direcţie sunt protejate, in exterior, cu spirale de sarma iar lungimea lor se stabileşte astfel încât, la bracajele maxime ale roţilor de direcţie, sa nu fie tensionate. Conductele elastice de la transmisia hidraulica trebuie sa reziste la o presiune de minimum 350 daN/cm2.
La automobile cu masa totala mai mare de 3,500kg, la tractoarele grele care lucrează cu viteze mari, precum si la autoturismele de clasa mijlocie si mare prevăzute cu frâne cu coeficient de eficacitate redus forţa conducătorului aplicata pe pedala de frâna nu mai asigura o frânare suficient de eficace. Datorita acestui fapt, dispozitivele de frânare cu transmisie hidraulica mai au in componenta un servomecanism care asigura o creştere suplimentara a presiunii lichidului din conducte. In cazul utilizării transmisiei hidraulice cu servomecanisme, cursa maxima a pedalei, in general nu depăşeşte 40-50 mm, ceea ce sporeşte mult comoditatea conducerii automobilului. De asemenea forţa necesara acţionarii pedalei, se reduce in prezenta servomecanismului la jumătate din valoarea acesteia in cazul transmisiei simple.
In funcţie de sursa de energie utilizata se deosebesc următoarele tipuri de servomecanisme:
- servomecanism cu depresiune (vacumatic), care utilizează energia depresiunii create in colectorul de admsie a M.A.S, sau de o pompa de vacuum antrenata de motorul autovehiculului;
- servomecanism pneumatic, care utilizeaza energia aerului comprimat debitat de un compresor antrenat de motorul autovehiculului;
- servomecanism hidraulic, care utilizeaza energia hidraulica generata de o pompa antrenata de motorul autovehiculului.
Se utilizează mai ales la autoturismele europene de capacitate cilindrica medie si mare, precum si la unele autocamioane uşoare.
In cazul in care servomecanismul se defectează, automobilul va putea fi frânat, si numai cu presiunea data de către cilindrul principal acţionat cu efortul conducătorului.
Ţinând seama de faptul ca depresiunea din colectorul de admisie depinde de regimul de funcţionare al motorului, pentru a realiza o depresiune mai uniforma, in unele cazuri, intre colector si servomecanism se introduce un rezervor de vacuum. Unele autoturisme prevăzute cu un astfel de rezervor mai au si o pompa auxiliara, care la închiderea contactului motorului este pusa in funcţiune, realizând depresiune in rezervor.
In calcule, depresiunea din colectorul de admisie al motorului se ia de 0,5 daN/cm2, iar presiunea data de servomecanism de 100-120daN/cm2.
Servomecanismele vacumatice se pot utiliza numai la automobilele echipate cu motoare cu aprindere prin scanteie(M.A.S).
În fig.8.28 se prezintă câteva scheme de dispozitive cu transmisie hidraulica, cu servomecanism vacuumatic. Se deosebesc servomecanisme cu acţionare directa de la pedala (când servomecanismul formează cu cilindrul principal un ansamblul comun, fig.8.28, b şi c) şi servomecanisme cu acţionare indirecta, prin presiunea data de cilindrul principal, care este o construcţie separata (fig.8.28, a şi b).din analiza soluţiilor prezentate rezultă că servomecanismul poate acţiona asupra ambelor circuite, când acestea nu sunt independente (fig.8.28, a şi b), separat pe fiecare circuit (fig.8.28,c) sau numai asupra circuitelor frânelor din fata (fig.8.28, d)
În fig.8.29 se prezintă servomecanismul vacuumatic cu acţionare indirectă, legat fiind cu cilindrul principal prin racordul 15 şi cu colectorul de admisie al motorului prin racordul 16. La apăsarea pedalei de frâna, lichidul din cilindrul principal intră în servomecanism prin racordul 15, ajungând în cilindrul 3 prin orificiul din pistonul 2. Sub presiunea lichidului, supapa de evacuare 4 se deschide, permiţându-i acestuia să ajungă la cilindrii de acţionare de la roti, care nu sunt cu circuite independente. În acelaşi timp o parte a lichidului ajunge în cilindrul pistonului 5 care este în legătura cu diafragma 6.
La deplasarea spre dreapta a pistonului 5, şi deci şi a diafragmei 6, supapa de vid 14 se închide, iar supapa de aer 9 se deschide. În felul acesta aerul intra prin conducta 17 (prevăzută la capăt cu un filtru), supapa 9 şi conducta de egalizare 19 în camera de aer 11. Diferenţa de presiune dintre camera de aer şi camera vacuumatică 13 va deplasa membrana 12 cu tija 19 spre dreapta, comprimând arcul 8. Prin deplasarea tijei membranei, orificiul din piston va fi astupat de bila 1 din capătul tijei. În felul acesta presiunea lichidului din cilindrul 3, care este trimis spre cilindrul de lucru, se datorează, pe de o parte diferenţelor de presiune dintre camerele 11 şi 13 (ce acţionează supapa membranei 12) şi pe de alta parte, efortul conducătorului care acţionează asupra pedalei cilindrului principal. Presiunea din cavitatea 21 şi camera 11, în anumite limite, este proporţională cu efortul de la pedala şi deci cu presiunea lichidului din cavitatea 22. În cazul în care pedala de frâna este deplasata parţial (de ex: 1/3 din cursa) şi este oprită, atunci admisia aerului în cavitatea 21 şi camera 11 va continua pana la realizarea echilibrului intre forţa care acţionează asupra părţii din stânga a pistonului 5 şi forţa determinata de diferenţele de presiune ce acţionează asupra părţii din dreapta a diafragmei 6 şi care depinde de cantitatea de aer din atmosfera ce a intrat în cavitatea 21.
În poziţia de echilibru, atât supapa 14, cat şi supapa 9 sunt închise, iar forţa data de servomecanism este constanta. Forţa maximă dată de servomecanism corespunde poziţiei extreme din dreapta pistonului 5, când supapa 9 rămâne tot timpul deschisă iar în cavitatea 21 şi camera 11 presiunea va fi egala cu presiunea atmosferică.
La eliberarea pedalei de frână, presiunea din cilindrul principal scade, iar arcul de readucere deplasează pistonul 5 spre stânga şi deci şi diafragma 6, permiţând supapei de aer 9 sa se închidă sub acţiunea arcului 20. În acelaşi timp se va deschide supapa de vid 14, iar camera 13 va comunica cu camera 11, permiţând arcului 8 sa readucă membrana 12, cu tija 19, în poziţia iniţială. Pistonul 2, sub acţiunea arcului 7, revine în poziţia iniţială, iar lichidul se reîntoarce în cilindrul 3 prin supapa de reţinere 18. La defectarea servomecanismului, frânarea se realizează numai sub acţiunea presiunii lichidului trimis de cilindrul principal. Servomecanismul prezentat are avantajul ca se montează cu un agregat suplimentar în transmisia hidraulica obişnuită. Ca dezavantaje mai importante ar fi complexitatea constructiva şi o compactitate insuficientă.
În fig.8.30 se prezintă o secţiune prin ansamblul servomecanism vacuumatic - cilindru principal, utilizat la automobilele FIAT, prevăzute cu doua circuite de frânare. Acesta consta, în principiu, din cilindrul principal 1 şi dintr-o camera vacuumatică, împărţită de pistonul 37, în camera anterioara 18 şi camera posterioară 34. Depresiunea din colectorul de admisie al motorului se transmite servomecanismului prin racordul 16. Servomecanismul este de tipul cu acţionare hidraulica. Când pedala de frâna este liberă, camera anterioară 18 este în legătură cu camera posterioară 34, prin intermediul canalului 19 din piston, spaţiului din jurul capului supapei 20 şi canalului 33. Rezultă că în cele două camere există aceeaşi depresiune, iar pistonul 37 este menţinut de arcul39 în partea dreapta a camerei vacuumatice. La acţionarea pedalei de frâna, tija 26 se deplasează spre stânga şi odată cu aceasta şi corpul supapei 20, discul din cauciuc 35 şi tija 17 (care acţionează pistonul primar al pompei centrale). Deplasarea spre stânga a corpului supapei 20 face ca garnitura 22, sub acţiunea arcului 28, sa se deplaseze pana se aşează pe scaunul din corpul pistonului 37, izolând canalul 19 de canalul 33.
Prin deplasare în continuare, corpul 20 se desprinde de garnitura şi permite arcului, care pătrunde prin filtrul 25, sa treacă pe lângă tija 26 şi canalul 33 în camera posterioară 34. Datorită diferenţei de presiune dintre cele doua camere, pistonul 37 se va deplasa spre stânga, acţionând prin intermediul discului 35 tija 17 şi mărind astfel forţa ce se exercita pe tija.
Sub acţiunea tijei , discul din cauciuc 35 se va extruda, pătrunzând în orificiul corpului 20, pe care-l deplasează spre dreapta, pana la contactul cu garnitura 22, iar depresiunea din camera posterioară se reduce în funcţie de efortul la pedala. Daca efortul la pedala este mare, discul 35 se reduce la forma iniţială, ier supapa 20 este complet deschisa şi în camera posterioară se stabileşte presiunea atmosferica, când servomecanismul dezvolta forţa maxima
În cazul în care servomecanismul de defectează, automobilul va putea fi frânat şi numai cu presiunea data de către cilindrul principal acţionat cu efortul conducătorului.
Servomecanismele vacuumatice nu pot dezvolta forte mari si de aceea la automobilele cu masa mare se folosesc servomecanisme care utilizează energia aerului comprimat. Servomecanismele pneumatice se utilizează mai ales la autocamioanele si autobuzele care sunt prevăzute cu o sursa de aer comprimat fie pentru frânarea remorcilor, fie pentru deschiderea uşilor etc.
Servomecanismele pneumatice pot fi de tipul cu acţionare directa (de la pedala) sau indirecta (prin presiunea data de cilindrul principal)
În fig.8.33 se prezintă schema şi modul de funcţionare a servomecanismului pneumatic cu acţionare directă, la care supapa de reacţie are şi rolul de robinet pentru comanda frânarii remorcii. La apăsarea pedalei 1, tija 2 acţionează levierul 3, care comanda tija 4, cat şi tija 6. Prin intermediul tijei 4 este comandat cilindrul principal hidraulic prevăzut cu rezervorul 5, iar prin tija 6 pistonul de reacţie 7.
Prin deplasarea spre dreapta a pistonului de reacţie 7 se închide orificiul central al tijei sale 8 şi se deschide supapa cu disc 9. În aceasta situaţie, aerul comprimat, care vine de la rezervor prin conducta 10, trece spre conducta de frânare a remorcii 11 şi camera posterioară 12 a cilindrului pneumatic 13. Forţa creata la acţiunea arcului comprimat asupra pistonului 14 se adaugă la forţa transmisa tijei 4 de la pedală, mărind astfel presiunea lichidului din cilindrul principal. Proporţionalitatea dintre efortul da pedală şi presiunea aerului din camera 12 se realizează prin intermediul pistonului de reacţie 7.
Servomecanismele hidraulice utilizează energia hidraulica generata de o pompa antrenata de motorul automobilului. Acestea se folosesc in cazul in care pe automobil exista si alte agregate consumatoare de energie hidraulica. De asemenea servomecanismele hidraulice se utilizează si la tractoarele grele care lucrează cu viteze mari. Alimentarea servomecanismului in acest caz se poate realiza cu o pompa independenta, de la pompa servodirectiei sau de la sistemul hidraulic principal al tractorului. Se recomanda ca acumulatorul hidraulic al servomecanismului sa aiba o capacitate de 15-20 franari, iar presiunea de incarcare de 50-70daN/cm2.
Schema de principiu a servomecanismului hidraulic cu acţionare directă este prezentată în fig.8.34. În cazul în care pedala de frâna nu este acţionată, lichidul trimis de pompa hidraulica 2 în servomecanismul 3 este evacuat în rezervorul 1, datorita comunicaţiei care exista intre conducta pompei şi cea a rezervorului. La frânare, comunicaţia dintre conducte se întrerupe, iar lichidul trimis de pompa acţionează asupra pistonului cilindrului principal. Servomecanismul hidraulic se caracterizează printr-o siguranţa sporita şi printr-un timp redus de intrare în funcţiune. Datorita unor presiuni de lucru foarte mari, servomecanismul este compact.
În fig.8.35 se prezintă construcţia ansamblului servomecanism hidraulic-cilindru principal. La acţionare pedalei de frâna, tija 1 deplasează spre dreapta plungerul 2, al cărui orificiu central este închis de către bolţul 8, dispus în pistonul 3. Prin închiderea orificiului din plunger, uleiul trimis de pompa hidraulica prin conducta 4 nu se mai evacuează prin conducta 9. Datorita diferenţei de diametre dintre pistonul 3 şi plungerul 2, presiunea lichidului trimis de pompa hidraulica va deplasa spre dreapta pistonul 3 al cilindrului principal în tandem 5, realizând frânarea. Supapa de siguranţa 6 limitează presiunea maxima din sistem la valori prescrise, iar burduful 7 protejează ajutajele plugarului împotriva pătrunderii impurităţilor. În cazul defectării servomecanismului, cilindrul principal poate fi acţionat direct de la pedala de frână.
Defectiunile sistemului de franare influienteaza procesul franarii si se pot manifesta sub forma:
Frana” nu tine”, este „slaba” sau nu actioneaza. Defectiunea este efectul unor cauze multiple care se refera la reglajul incorect al franelor, la deteriorarea sau uzarea unor organe, precum si la pierderile de lichid sau aer, incazul franarii hidraulice respectiv pneumatice.
Reglajul incorect al franelor poate insemna:
- cursa libera a pedalei prea mare;
- joc marit intre saboti si tambur;
- slabirea piulitelor de reglare sau a arcurilor la franele cu reglare automata;
- prinderea si reglarea incorecta a sabotilor de butoanele de pivotare. Defectul se inlatura prin reglarea cursei libere a pedalei si a jocului dintre saboti si tambur.
Uzarea garniturilor de frecare se constata prin faptul ca, la apasarea pedalei, desi aceasta functioneaza normal, efectul de franare este insa redus, deoarece coeficientul de frecare dintre tambur si niturile de fixare a garniturilor este scazut. Defectul se inlatura prin inlaturarea garniturilor de frecare la statia de intretinere.
Uzarea tamburelor de frana se constata urmarindu-se daca, la apasarea brusca si repetata a pedaleei de frana, in timp ce roata e tinuta pe loc cu mana, se simt mici deplasari ale tamburului fata de placa aparatoare a sabotilor. Defectul se inlatura prin inlocuirea tamburului de frana la statia de intretinere.
Uzura garniturii pistonului pompei centrale si a pistoanelor cilindrilor receptori face ca, la apasarea pedalei de frana, lichidul, in loc sa fie trimis spre cilindrii receptori sau sa impinga pistoanele acestora, scapa pe langa garnituri, astfel ca frana nu se mai realizeaza corespunzator. In acest caz se demonteaza cilindrii receptori sau pompa centrala, se curata asperitatile, se inlocuiesc garniturile, se spala instalatia si se introduce lichid nou.
Aer sau vapori in conducte ori pierderi de lichid din instalatie. Aceste defecte se datoresc:
- folosirii exagerate si indelungate a franelor, astfel ca datorita incalzirii, alcoolul etilic sau metilic s-a evaporat si a format dopuri;
- desfacerii, fisurarii sau deteriorarii racordurilor, a garniturilor cilindrilor sau conductelor metalice.
Unele defectiuni se pot inlatura pe parcurs, prin completarea lichidului si prin evacuarea aerului sau vaporilor din conducte. Conductele sau racordurile fisurate sau deteriorate se inlocuiesc la statia de intretinere.
Frana freaca desi pedala nu este actionata. Acest defect are drept cauze:
- reglajul incorect al sabotilor;
- arcurile de readucere rupte sau slabite;
- pistoanele cilindrilor receptori acoperite de gume, astfel ca dupa actionarea sabotilor raman intr-o situatie de blocare;
- orificiul de compensare de la pompa centrala infundata, nepermitand lichidului sa revina in rezervor, astfel ca sabotii vor continua sa stea aplicati pe tambure;
- pedala incorect montata sau reglata. Unele defectiuni pot fi inlaturate partial pe traseu (reglarea distantei dintre saboti si tambur, verificarea si reglarea pedalei ).
In cazul in care arcul de readucere a sabotului este rupt sau slabit se intrerupe functionarea franei la roatarespectiva, legandu-se sabotii cu un cablu, pentru a nu mai atinge tamburul. La statia de intretinere se monteaza un arc nou.
In timpul franarii automobilul trage intr-o parte. Acest defect apare in general, datorita dereglarii franelor, precum si unor defectiuni ale sistemului de franare, cum ar fi;
- existenta unor tambure excentrice;
- montarea unor garnituri necorespunzatoare;
- folosirea unor arcuri de readucere a sabotilor prea tari;
- infundarea, deformarea sau fisurarea racordului flexibil;
- patrunderea unsorii la garniturile de frecare;
- spargerea membranei sau deteriorarea garniturii cilindrului de franare al unei roti;
- presiunea in anvelope diferita.
Blocarea rotilor. Acest defect poate aparea la una sau la toate rotilor pe timpul deplasarii sau dupa efectuarea franarii, chiar dupa ce conducatorul auto a eliberat pedala de frana. Cauzele care duc la blocarea rotilor sunt:
- intepenirea sau griparea pistonului cilindrului uneia sau mai multor roti;
- ovalizarea tamburilor de frana;
- infundarea racordului flexibil;
- deteriorarea sau ovalizarea arcului sabotilor
Intepenirea sau griparea pistonului cilindrului uneia sau mai multor roti se produce dupa eliberarea pedalei, cand arcul de readucere a sabotilor nu il mai poate indeparta de tambur.
Defectul se constata usor, deoarece tamburul de frana se incalzeste puternic, sau ridicand fiecare roata, cu cricul, se observa ca este franata. In acest caz, se suspenda conducta de frana de la roata in cauza si se continua drumul cu viteza redusa si cu atentie pana la statia de intretinere.
Ovalizarea tamburilor. Acest defect se manifesta astfel:
- la o apasare moderata a pedalei de frana, in timpul mersului automobilului, acesta se misca in sus si in jos, iar la apasarea puternica a pedalei de frana, roata se blocheaza. Ovalizarea tamburelor are drept cauze:
- functionarea indelungata fara reglarea jocului intre saboti si tambur, fabricarea acestora dintr-un material necorespunzator sau prelucrarea incorecta a lor.
Reparatia se efectueaza la statia de intretinere, rectificandu-se sau inlocuindu-se tamburul ovalizat.
Frana se intrerupe ( automobilul trepideaza ) Acest defect are drept cauze:
- fixarea necorespunzatoare a garniturilor de franare pe saboti;
- dereglarea sabotilor la articulatiile de pivotare (jocuri mari) sau ovalizarea tamburelor;
- existenta unor jocuri mari la rulmentii rotilor sau la arborii planetari;
- jocul excesiv al arcurilor suspensiei;
- deformarea arborilor planetari;
- lovirea sau deformarea tamburelor;
- garniturile de franare unse, prea lungi sau prea dure.
Toate defectiunile se inlatura la statia de intretinere.
Franarea este insotita de zgomote. Defectiunea se manifesta sub forma unor „scartaituri” ascutite si puternice, uneori fiind insotite de vibratii.
Aceste zgomote pot avea urmatoarele cauze:
- uzura excesiva a garniturilor de franare;
- patrunderea unsorii amestecate cu praf, uscarea ei si lustruirea suprafetelor garniturilor;
- folosirea unor tambure cu pereti de grosimi diferite;
- slabirea placii de ancorare a bolturilor sau niturilor;
- folosirea unor discuri de frana prea elastice sau insuficient stranse in suruburile de fixare;
- negresarea articulatiilor;
- fisurarea discului de frana sau deteriorarea lui.
Pentru a descoperi si elimina defectiunile, se efectuiaza un control amanuntit la statia de intretinere.
Intretinerea sistemului de franare cu actionare hidraulica cuprinde urmatoarele lucrari:
- controlul etanseitatii instalatiei hidraulice;
- verificarea si completarea nivelului lichidului din rezervorul pompei centrale;
- verificarea si reglarea jocului dintre tija si pistonul pompei centrale;
- evacuarea aerului din instalatie;
- verificarea uzurii garniturilor de frânare;
- verificarea si reglarea jocului dintre saboti si tambur.
5.2.1 Controlul etanseitatii instalaţiei hidraulice
Consta in urmărirea nivelului lichidului din rezervorul pompei centrale si urmarirea presiunii in instalaţie
Urmărirea nivelului lichidului in rezervorul pompei centrale la frânari repetate, pe loc, da posibilitatea sa se constate eventualele neetanşeităţi ale instalaţiei. Daca nivelul scade se urmăresc canalizaţiile, racordurile flexibile, pompa centrala, cilindrii receptori, in scopul depistării locului prin care se produc pierderile. La apăsarea pedalei de frâna, nivelul lichidului scade in rezervorul pompei centrale proporţional cu jocul dintre saboţi si tambur, respectiv placheti si disc. La eliberarea pedalei nivelul scade cu încă 2-6 mm, datorita compensării volumului retras al pistonului pompei centrale, după care revine continuu in 2-3 s la nivelul iniţial, pe măsura revenirii saboţilor in poziţia de frânat.
Urmărirea presiunii in instalaţie da indicaţii mai ales asupra modului de etanşare a garniturii pistonului pompei centrale. In locul unui ventil de aerisire de la un cilindru receptor se montează un manometru de control de înalta presiune (0…160)x 105 N/m2 sau de joasa presiune (0…16)x 105 N/m2.
In cazul verificării la presiune înalta, apăsându-se progresiv pedala, cresc continuu si indicaţiile aparatului. Daca prin menţinerea apăsată a pedalei presiunea scade, garnitura pistonului pompei centrale nu etanşează si lichidul returnează in rezervor.
In cazul verificării la presiune joasa acţionând uşor pedala cu mana, daca garnitura pompei centrale nu este corespunzătoare, pedala cedează pana la podea, iar indicaţiile manometrului scad. Daca se apasă asupra pedalei pana când presiunea indicata de manometru este de (2,5…….3)x 105 N/m2, la eliberare se constata:
- la frâna cu tambur o presiune remanenta de (0,5…….1,5)x 105 N/m2, asigurata de supapa dubla a pompei centrale in scopul prevenirii aspiraţiei de aer după frânare, pe la garniturile cilindrilor receptori;
- la frânele disc, presiunea remanenta nula datorita soluţiei de reglare automata a jocului.
Daca presiunea remanenta este exagerata cauzele pot fi:
- arcul pistonului pompei centrale rupt;
- orificiul de compensare obturat;
- jocul dintre tija si piston nul.
5.2.2 Verificarea nivelului lichidului din rezervorul pompei centrale.
Nivelul lichidului in rezervor este necesar sa fie cuprins intre reperele de maxim si minim ale acestuia. Datorita uzurilor garniturilor de frânare nivelul lichidului in timpul exploatării scade. Daca garniturile au o uzura avansata, nu este indicat a se completa lichid pana la nivelul maxim.
Scăderea nivelului la frânari succesive este cauzata de scurgeri din circuit.
In general, lichidul de frâna se înlocuieşte la un interval de doi ani. Culoarea maronie sau cenuşie neagra indica degradarea in timp sau prin supraîncălzire si, in acest caz, lichidul trebuie înlocuit. Lichidul trebuie sa fie limpede, de culoare galbena-verzuie, uneori albastra.
5.2.3 Verificarea si reglarea jocului dintre tija si pistonul pompei centrale
Jocul dintre tija si pistonul pompei centrale trebuie sa se încadreze in limitele prescrise. Acest joc oferă certitudinea ca orificiul de compensare este întotdeauna deschis când pedala de frâna este libera.
Reglarea jocului dintre tija si pistonul pompei centrale
De frana {Dacia 1300}
5.2.4 Evacuarea aerului din instalaţie
In cazul înlocuirii lichidului de frâna, in instalaţie pătrunde aer, care trebuie eliminat. Pentru evacuarea aerului din instalaţie, iniţial se completează lichid din rezervor pana la un nivel cu 10-15 mm sub marginea gurii de umplere. Apăsându-se pe pedala de frâna, o data cu lichidul se evacuează si aerul, a cărui prezenta se constata prin degajarea unor bule in vasul cu lichid de frâna, care ies prin capătul furtunului.
Apăsarea pe pedala continua de câteva ori, până ce in vas nu mai apar bule de aer.
Evacuarea aerului din instalatia de franare
5.2.5 Reglarea jocului dintre saboţi si tambur
Jocul dintre saboţi si tambur se verifica si se reglează, de obicei, cu ajutorul unor came excentrice pe care se reazemă sabotul. Se ridica automobilul de pe sol cu ajutorul unui cric, se scoate roata si prin fereastra de vizitare special prevăzută, cu ajutorul unui calibru, se măsoară jocul dintre sabot si tambur. Jocul nu trebuie sa fie mai mare decât valorile indicate de fabrica constructoare(0,25 mm), daca jocul este mai mare, se slăbesc bolţurile cu excentric, executându-se reglarea necesară.
5.2.6 Verificarea uzurii garniturilor de frâna
La frânele cu tambur, grosimea garniturii se măsoară prin ferestrele de vizitare si reglaj, sau, in lipsa acestora, prin demontarea tamburelor.
La frânele disc, uzura garniturilor se apreciază prin măsurarea grosimii placheţilor, cu o rigleta.
Verificarea uzurii garniturilor de frana
{Dacia 1300}
Aceasta reglare se efectuează după reglarea frânei de serviciu, procedându-se astfel:
- se ridica autoturismul;
- se slăbeşte frâna de mana;
- se deşurubează piuliţele tijei frânei de mana;
- se strânge piuliţa pana ce saboţii vin uşor in contact cu tamburul;
- se blochează piuliţele.
Se interzice comanda ridicării cilindrului hidraulic fără supravegherea şefului de echipă.
| Cele mai ok referate! www.referateok.ro |