Cum funcționează frânele de mașină și cum să spui când acestea se înrăutățesc

Frânele sunt cele mai importante vehicule sistem de siguranță. În condiții normale, un șofer exercită aproximativ 70 de kilograme de forța asupra pedalei de frână (aproximativ aceeași cantitate de efort pentru a mușca într-o friptură) pentru a aduce mii de kilograme de metal și plastic în mișcare într-o oprire rapidă și controlată. Un sistem de frânare impecabil este absolut crucial pentru siguranța șoferului, pasagerilor și pietonilor.

Citiți mai departe pentru a afla cum funcționează un sistem modern de frânare auto și unele dintre cele mai comune probleme cu sistemul de frânare.

Care sunt diferitele tipuri de frâne auto?

• Toate vehiculele moderne au frâne hidraulice. Sistemele hidraulice de frânare se presurizează și se transferă lichid de frână la ansamblurile de frâne ale roților. Ansamblurile de frână (disc sau tambur) folosesc fluidul sub presiune pentru a aplica materialul de frecare a frânei care generează fricțiunea necesară frânării.
• Frânele antiblocare utilizează senzori de viteză a roților, un modul de control al computerului și un actuator electro-hidraulic pentru a preveni blocarea sistemelor hidraulice de frânare în timpul frânării puternice.
• Lucrând împreună cu frânele hidraulice, vehiculele hibride dispun de un sistem de frânare regenerativă care folosește transmisia electrică pentru a încetini inițial o mașină. Frânele hidraulice opresc în cele din urmă vehiculul.
• Frâne de parcare, independent de sistemul de frânare hidraulic sau regenerativ, sunt utilizate pentru a aplica ansambluri de frână spate.

Care sunt principalele componente ale sistemului de frânare hidraulică?

Cilindrul principal

Când apăsați pedala de frână, legătura de frână (tija) împinge garniturile interne ale pistonului cilindrului principal, presurizând și forțând lichidul de frână în liniile de frână, etriere de frână și cilindrii roților. Acest lucru face ca plăcuțele de frână să apese spre interior împotriva rotorilor și să forțeze saboții de frână să apese spre tamburi de frână.

Amplificator de frână electrică

Amplificatoare de frână ajutați șoferii multiplicând forța pe care o aplică pedalei de frână. Aceste amplificatoare folosesc vidul motorului, o pompă electrică (motoare diesel produc un vid motor mic sau deloc) sau presiune hidraulică (de obicei presiunea servodirecție pompa). Acest lucru mărește performanța de frânare în timp ce scade efortul pedalei, făcând conducerea mai sigură și mai plăcută.

Liniile de frână și furtunurile

Fabricate din oțel cu pereți dubli și cauciuc multistrat și compuși sintetici, liniile de frână și furtunurile transferă fluidul sub presiune din cilindrul principal la ansamblurile roților de frână.

Ansambluri de frână cu disc

A disc rupt ansamblul constă dintr-un etrier de frână, plăcuțe de frână, disc rotor și articole de fixare.

Ansambluri de frână cu tambur

A frână cu tambur ansamblul constă dintr-o placă de sprijin, cilindru de roată, saboți / garnituri de frână, arcuri de fixare și de tragere, tambur de frână și un mecanism de reglare automată a frânei.

Întrerupătoare de frână

Sistemele moderne de frână includ un comutator al becului de avertizare care indică șoferului dacă cilindrul principal are puțină lichid de frână sau dacă există o problemă cu sistemul de frână. Există, de asemenea, o lampă de avertizare a frânei de parcare care vă anunță dacă frâna de parcare este acționată.

Frână de parcare

Aplicarea frânei de parcare blochează mecanic ansamblurile de frână spate pentru a menține o mașină staționară atunci când este parcat pe un deal. De asemenea, ajută la oprirea unui vehicul din cauza unei defecțiuni a sistemului hidraulic.

Frânele hidraulice ale unui hibrid includ toate aceleași părți ca un sistem de frână hidraulic standard.

Cum funcționează sistemul de frânare?

Sistemele de frânare hidraulice transformă energia mecanică (roțile care se rotesc) în energie termică prin transformarea și amplificarea forței exercitate asupra pedalei de frână. Pedala de frână acționează ca o pârghie. Împreună cu amplificatorul de frână, înmulțește foarte mult forța aplicată pe lichidul de frână din cilindrul principal.

Cilindrul principal crește, de asemenea, presiunea lichidului de frână, apoi trimite lichid de frână sub presiune, prin conducte de frână și furtunuri, la etrierele de frână și cilindrii roților. Fluidul sub presiune acționează asupra pistonului etrierului, strângând plăcuțele de frână spre interior, fixând plăcuțele de rotoare de frână.

La frânele cu tambur, cilindrii roților alunecă spre exterior, forțând saboții de frână împotriva tamburului utilizând o acțiune de blocare, blocare - similar cu modul în care funcționează o frână de bicicletă. Energia plăcuțelor de prindere a rotorilor și a saboților de frână împingând tobe generează frecare și căldură. Această frecare prin căldură, împreună cu fricțiunea generată între anvelopă și suprafața drumului, încetinește rotația rotorului și a osiei (și a roții) și, în cele din urmă, oprește mașina.

Pe un sistem de frânare regenerativă, coborârea de pe accelerație sau apăsarea pedalei de frână determină motorul electric al unei mașini hibride să ruleze înapoi. Motorul de acționare care se rotește înapoi pune o tracțiune pe roți și încetinește mașina, producând în același timp electricitate care reîncarcă bateriile de înaltă tensiune ale unui hibrid. În timp ce frânarea regenerativă asigură practic toată puterea de oprire inițială, sistemul hidraulic se angajează în timpul opririlor de panică sau al opririi puternice la viteze mari.

Semne că sistemul de frânare nu funcționează corect

Polizare (metal-metal), frâne zgomotoase

• Plăcuțe de frână uzate sau deteriorate sau încălțăminte (posibil săpat în rotorul discului sau în tamburul de frânare) sau plăcuța de frână indicator de uzură frecându-se de rotor.
• Feronerie uzată, ruginită, lipsă sau spartă, acumulare excesivă de praf de frână, acumulare de rugină pe rotori sau tamburi, sau o piatră, rugină sau alt obiect străin blocat între rotor și tampon.

Volanul sau pedala de frână vibrează la oprire

• Excesul de rotor al rotorului (grosimea variază pe fața rotorului) sau tambururile sunt „în afara rotunii” rotoare sau tamburi prost ruginite, garnituri de frână contaminate, rotoare crăpate, deteriorate sau vitrate sau tobe.

Pedală de frână spongioasă sau decolorată

• Lichid de frână scăzut, aer blocat în lichidul de frână sau o scurgere în sistemul hidraulic.

Frână scăzută, deplasare excesivă a pedalei

• Mecanismul de auto-reglare a frânei nu funcționează, plăcuțele de frână scăzute sau garniturile de pantofi, tija de împingere a cilindrului principal reglat greșit.

Tragând într-o parte la oprire

• Etrierele de frână sau cilindrii roților confiscate sau cu scurgeri, garniturile de frână contaminate, mecanismul de reglare a frânei auto defect, acumularea de praf de frână în exces sau o aliniere frontală în afara reglajului.

Tragerea frânelor

• Componente de frână slabe, deteriorate sau ruginite, etriere de frână sau cilindri de roată confiscate, furtun de frână prăbușit, cabluri de frână de parcare reglate greșit sau tijă de împingere a cilindrului principal reglat greșit.

Prinderea sau blocarea frânelor

• Fixarea sau legarea dispozitivului de frânare, senzorii de viteză a roților antiblocare defectați sau defectați, suprafețele de frecare ale garniturii de frână contaminate cu grăsime sau lichid de frână sau amplificator de frână defect.

Efort excesiv al pedalei de frână

• Etrierele de frână confecționate sau cilindrii roților, furtunurile de frână înfundate sau prăbușite, garniturile de frână contaminate sau cilindrul principal defect sau vidul de amplificare a frânei electrice, probleme mecanice sau electrice.

Un sistem de frânare regenerativ are o senzație de pedală unică, dar poate prezenta toate aceleași simptome.

Frânele sunt unul dintre cele mai esențiale sisteme de siguranță ale mașinii dvs. Nu respingeți niciodată un lampa de control a frânei sau probleme cu sistemul de frânare. Ignorarea problemelor legate de frână poate fi periculoasă și poate duce la reparații mult mai scumpe. Când vine vorba de frânele mașinii dvs., este întotdeauna mai bine să fiți în siguranță decât să vă pare rău.

Bob Lacivita este un premiat tehnician auto ASE și General Motors, educator și scriitor independent care a scris despre reparațiile DYI și subiecte despre întreținerea vehiculelor. Lucrarea sa a fost prezentată în The Family Handyman, o carte Reader's Digest și revista Classic Bike Rider. A fost profesor de carieră și tehnic timp de 25 de ani predând tehnologia auto, precum și scriind granturi de stat, federale și organizaționale. De asemenea, a contribuit la proiectarea unui model unic de livrare a curriculum-ului care integrează standarde academice riguroase și relevante perfect în carieră și educație tehnică.