sist franare

7/31/2019 sist franare

1/15

B.3. CALCULUL SI CONSTRUCTIA SISTEMULUI DE FRANARE

3.1. Rolul sistemului de frnare

Fig. 3.1 Ansamblu disc frn

Sistemului de frnare are rolul:- de a reduce viteza automobilului pn la o valoare dorit sau chiar pn la oprir

lui.- de a imobiliza automobilul n staionare,pe un drum orizontal sau n pant.

- de a menine constant viteza automobilului n cazul coborrii unor pante lugi.Frnele sunt mai eficiente cu ct distana pn la oprire este ct mai mic.Sistemul de frnare perminte realizarea unor deceleraii maxime de 6-6.5 m/s2-pentru autoturisme i de 6m/s2- pentru autocamioane.Condiii ce trebuiesc ndeplinite de sistemul de frnare:

- s asigure o frnare sigur;- s asigure imobilizarea automobilului n pant;- s fie capabil de anumite deceleraii impuse;- frnarea s fie progresiv,far ocuri;- efortul n a frna autovehiculul s nu fie mult prea mare;- frna s acioneze n ambele sensuri de micare a autovehiculului;- s aib o construcie simpl i s fie uor de ntreinut;- s se regleze uor sau chiar automat;

- s poate evacua cldura degajat n timpul frnrii.Calitiile sistemului de frnar eficacitatea, stabilitatea, fidelitatea, confort.Eficacitatea sistemului de frnare asigur punerea n valoare a performanelor de vitezle automobilului, deoarece de el depinde sigurana circulaiei la viteze mari.

Stabilitatea care constituie calitatea automobilului de meninere a traiec

toriei n procesul frnrii, depinde de tipul frnelor, natura i starea cii de rulareFidelitatea este calitatea frnelor de a obine deceleraii identice la toateroile, pentru un efort de acionare determinat.

Sistemul de frnare trebuie s asigure decelerarea maxim a automobilului,permis de aderen, cu condiia ca automobilul s rmn manevrabil, adic sistemul doat realiza traiectoria comandat.

Conform legii circulaiei pe drumurile publice, autoturismele trebuiescechipate cu dou sisteme de frnare independente:

-sistemul de frnare de serviciu, care trebuie s acioneze pe toate roile;-sistemul de frnare de staionare, care trebuie s asigure frnarea sigur a aut

bilului staionat pe panta maxim.Fig. 3.2 Sistemul de frnare al unui autovehicul

1-discul de frn; 7-pedala de frn;2-etrie ;8-tij;

3-senzori de turaie ; 9-relee;4-conducte de frn; 10-disc proteci

e;5-unitate hidraulic; 11-disc;6-lamp defeciune ABS; 12-butuc.


2/15

3.2. Clasificarea sistemelor de frnare

Sistemele de frnare, dupa rolul pe care-l au, se clasific n:- sistemul principal de frnare, care se utilizeaz la reducerea vitezei de deplasare sau la oprirea automobilului. Datorit acionrii, de obicei prin apsarea unei pedal

cu piciorul, se mai numete i frna de picior.- sistemul staionar de frnare sau frna de staionare care are rolul de a menine autbilul imobilizat pe o pant, n absena conductorului, un timp nelimitat, sau suplinesistemul principal n cazul defectrii acestuia.Datorit acionrii manuale, se mai numete i frna de mn.Frna de staionare este ntlnit i sub denumirea de frn de parcare" sau de ajuaionare trebuie s aib un mecanism de acionare propriu, independent de cel al frneiincipale. Deceleraia recomandat pentru frna de staionare trebuie s fie egal cu ce30% din deceleraia frnei principale. In general frna de staionare preia i rolul fde siguran;-sistemul suplimentar de frnare sau dispozitivul de ncetinire care are rolul de amenine constant viteza automobilului, la coborrea unor pante utilizarea ndelungatfrnelor. Acest sistem de frnare se utilizeaz n cazul automobilelor cu mase mari sa

estinate special s lucreze n regiuni de munte, contribuind la micorarea uzurii frneprincipale i la sporirea securitii circulaiei.Sistemul principal de frnare se compune din frnele propriu-zise i mecanismul de acinare a frnelor.Dup locul unde este creat momentul de frnare (de dispunere a frnei propriu-zise), se deosebesc: frne pe roi i frne pe transmisie.Dup forma piesei care se rotete, frnele propriu-zise pot fi: cu tambur (radiate), cu disc (axiale) i combinate.Dup forma pieselor care produc frnarea, se deosebesc: frne cu saboi, frne cu bandcu discuri.Dup mecanismul de acionare, frnele pot fi: cu acionare direct, pentru frnare folo-se efortul conductorului; cu servoacionare, efortul conductorului folosindu-se numi pentru comanda unui agent exterior care produce fora necesar frnrii; cu acionar

t, pentru frnare folosindu-se att fora conductorului ct i fora dat de un servo3.3. Sistemul principal de frnare

3.3.1 Sistemele de frnare cu antrenare prin lichid

3.3.1.1 Construcia general a sistemului de frnare cu antrenare prin lichid, principiul de frnare. Destinaia prilor componente a sistemului de antrenare cu lichid.

n prezent, la automobile, acionarea hidraulic a frnelor este cea mai rspndit, doarelor avantaje: repartizarea efortului de frnare ntre puni, proporional cu greutaea cele revine, se realizeaz foarte uor; repartizarea uniform a presiunii pe saboi; ran

ent ridicat; construcie simpl i uor de ntreinut. Principiul de funcionare se bazransmitereaforei de acionare, exercitat de conductor asupra pedalei, lichidului nchis n instsistemului i folosirea presiunii dezvoltate n masa lichidului pentru acionarea cilindrilor de frn.Sistemele de acionare hidraulic pot fi: cu un circuit sau cu un circuit dublu (soluie generalizat n prezent).Dezavantajele acionrii hidraulice pot fi:- imposibilitatea realizrii unui raport de transmisie ridicat;- scoaterea din funciune a intregului dispozitiv de frnare n cazul spargerii unei


3/15

conducte;- scderea randamentului transmisiei la temperaturi joase;- ptrunderea aerului n circuitul hidraulic duce la mrirea cursei pedalei i reduce fartemult eficiena frnrii.n general, sistemul de frnare al automobilului se compune din:- dispozitivul de frnare;- dispozitivul de ncetinire;- mecanismul de frnare;- elementul de comand.

Transmisia hidraulic a dispozitivului de frnare este compus din urmtoarele elementeprincipale (fig.3.1) : cilindrul principal 1, cilindrul de lucru 2 i conducte delegtura 3 i 4. elementul de comanda l constituie cilindrul principal 1, care este opompa hidraulic simpl, al crei piston se acioneaz, printr-o tij, de ctre pedala. Lichidul sub presiune se transmite prin conductele 3 i 4 ctre frnele din fa i date, acionnd prin intermediul pistonaelor cilindrilor de lucru 2, saboii sau plcue care se afla garniturile de friciune. Pentru eliminarea aerului care eventual ar ptrunde n coloana de lichid, cilindri de lucru sunt prevzui cu supape speciale detinate acestui scop. La apsarea pedalei de frna se transmite o presiune egala la toi cilindri de lucru, iar eforturile de acionare a frnelor depind de diametrele pistoanelor.

Fig. 3.3 Schema de principiu a dispozitivului de frnare cu acionare hidraulic.n fig. 3.4 se prezint schemele dispozitivelor de frnare cu transmisie hidraulica n azul folosirii unui singur circuit pentru ambele puni (fig.3.4,a)si n cazul a douacircuite (fig.3.4,b).

Fig. 3.4 Schemele dispozitivului de frnare cu acionare hidraulic cu unul sau doua circuite de frnare: 1 cilindru principal; 2 pedal; 3 i 4 conducte de legatur; lindri de legatur.Sistemul de frnare serveste la:- reducerea vitezei automobilului pn la o valoare dorit sau chiar pn la oprirea lu- imobilizarea automobilului n staionare, pe un drum orizontal sau in pant;

- meninerea constant a vitezei automobilului n cazul coborrii unor pante lungi.Eficacitatea sistemului de frnare asigur punerea n valoare a performanelor de vitee automobilului.In practic, eficiena frnelor se apreciaz dup distana pe care se oprete un automoo anumita vitez.Sistemul de frnare permite realizarea unor deceleraii maxime de 6-6.5 m/s2 pentruautoturisme i de 6 m/s2 pentru autocamioane i autobuze.Pentru a rezulta spaii de frnare ct mai reduse este necesar ca toate roile automobiului s fie prevzute cu frne (frnare integral).Efectul frnrii este maxim cnd roile sunt frnate pn la limita de blocare.

Un sistem de frnare trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

- s asigure o frnare sigur;- s asigure imobilizarea automobilului n pant;- s fie capabil de anumite deceleraii impuse;- frnarea s fie progresiv, fr ocuri;- s nu necesite din partea conductorului un efort prea mare;- efortul aplicat la mecanismul de acionare al sistemului de frnare s fie proporionl cu deceleraia, pentru a permite conductorului s obin intensitatea dorit a frn- fora de frnare s acioneze n ambele sensuri de micare ale automobilului;- frnarea s nu se fac dect la intervenia conductorului;- s asigure evacuarea cldurii care ia natere n timpul frnrii;


4/15

- s se regleze uor sau chiar n mod automat;- s aib o construcie simpl i uor de ntreinut.Sistemul de frnare este compus din pompa central de frn, servofrna i frnele cu dntru roile anterioare, respectiv frnele cu tambur, pentru roile posterioare. In funcie de puterea motorului, automobilul poate fi echipat cu frne cu disc i la roile psterioare.

Sistemul hidraulic de frnare este compus din dou circuite, care funcioneaz n diagoAdic un circuit acioneaz frnele fa dreapta/spate stanga i cellalt acioneaz fspate dreapta. Prin aceasta, n cazul defectri unui circuit de exemplu din cauza neetaneitii, automobilul poate fi frnat prin intermediul celui de-al doilea circuit d

frnare, nefiind afectat stabilitatea acestuia pe traiectoria de deplasare. Presiunea pentru ambele circuite de frnare este creat n pompa central de frn tandem, prtermediul pedalei de frn.Rezervorul de lichid de frn, care este dispus n compartimentul motorului, deasuprapompei centrale de frn, alimenteaz ntregul sistem de frnare cu lichid de frn. Unde lichid de frn prea sczut n rezervor este indicat la automobilele prin aprindereaunui bec de control n tabloul de bord. In orice caz, nivelul de umplere al rezervorului de lichid de frn ar trebui verificat n mod regulat.Servofrna la modelele cu motoare pe benzin utilizeaz o parte din vacuumul creat demotor n colectorul de aspiraie. La acionarea pedalei de frn, fora de apasare esteificat, prin intermediul unor supape. Deoarece la modelele cu motoare Diesel nu exist depresiune n colectorul de aspiraie, o pompa de vacuum montat n partea posterr a chiulasei creeaz depresiunea necesar funcionrii servofrnei. Pompa de vacuum e

ntrenat de ctre arborele cu came.Frnele anterioare cu disc sunt dotate cu etrieri mobili. In acest caz, pentru apasarea plcuelor de frn pe disc este necesar un singur piston. La frna posterioar cc exist doi etrieri fici. Pentru apsarea plcuelor de frn, n cazul etrierului fievoie de dou pistoane.Frna de mn este acionat prin intermediul unor cabluri i acioneaz asupra roilore. La modelele cu frne cu disc la puntea posterioar, sunt montate tambururi de frn uplimentare n discurile de frn pentru frna de mn. Acest lucru este necesar deoarea cu disc nu se dovedete a fi o frn de staionare eficient.Plcuele de la frnele cu disc ct i saboii de la frnele posterioare cu tambur se rutomat, astfel ncat reglarea frnei roilor posterioare devine necesar doar n cazul care la reparaie s-a demontat sistemul de frnare.

Fig.3.5 Schema sistemului de frnare al automobilului GAZ-55A.1 Colectorul de admisie a motorului; 2 supapa de ntoarcere; 3 pedala;4 cilidrul principal a frnei; 5 piston; 6 arcul de ntoarcere; 7 arcul supapesupapa de ntoarcere; 9 supapa; 10 servofrna; 11 filtru de aer;12, 14 cilindrele roilor; 13 frna roii din fa; 15 frna roii din spate.

3.3.1.2 Cilindrul principal de frnare

Pompa central sau cilindrul hidraulic principal "constituie elementul de comand alacionrii hidraulice. Construcia ei depinde de numrul circuitelor de frnare, de tiservomecanismului etc. In fig.3.6 se reprezint construcia unei pompei centrale.

Pompa central este format de corpul 1 n care este prelucrat cilindrul pompei, pistonul 16, rezervorul compensator cu lichid 3 (demontabil) cu capacul 4, prevzut cu orificiul de aerisire, supapa dubl, format din supapa de refulare 12 i supapa de reiere 11. Pistonul 16 are o construcie special, avnd prevzute nite canale, care permtrecerea lichidului la revenire, i dou garnituri: garnitura principal sau de pompare 14 i garnitura secundar de etanare 17. Pistonul, la spate, este prevzut cu aiba limitare 18 i cu inelul de siguran 19. Pentru ca trecerea lichidului s nu fie blocade garnitura 14, ntre acesta i capul pistonului se monteaz aiba 15 (care dezlipeternitura de piston n timpul cursei de revenire). Garnitura pistonului i supapa 11 a


5/15

u arcuri separate 6 i 13, ambele prijinindu-se pe discul gurit 7.Fig.3.6 Pompa central.Legtura dintre cilindrul pompei i rezervorul de compensare se realizeaz prin dou orficii: 2 (compensator) i 5 (de egalizare). Orificiul 2 alimenteaz pompa cu lichiddin rezervor, la revenirea pistonului, i permite evacuarea aerului din compartimentul pistonului. Orificiul 5 permite trecerea lichidului ntre cilindru i rezervor,atunci cnd au loc dilatarea lichidului i evacuarea aerului din pompa central. La aconarea sistemului de frnare, pistonul 16 este depla-sat spre dreapta, mpingnd lichidul. Arcul supapei 12 va ceda forei exercitate de lichid i va deschide supapa de refulare, iar lichidul va fi mpins prin conducte. La ncetarea efortului de frnare, d

c eliberarea pedalei se face lent, o dat cu deplasarea pistonului 16, sub aciunea arcului 6, spaiul din faa pistonului se umple cu lichid rentors prin conducte, ce dechide supapa de reinere 11 (ca urmare a revenirii arcurilor de la saboi). Dac eliberarea pedalei se face brusc, deplasarea rapid a pistonului spre stnga face ca n fae formeze o depresiune. Ajutat de aiba 15, garnitura 14 se dezlipete de piston, iar, prin canalele pistonului, lichidul trece din compartimentul pistonului i umple spaiul din faa pistonului. Prin supapa 8, se face aerisirea pompei, iar prin reducia10, etanat cu garnitura 9, legarea conductei de frn la corpul pompei.In fig. 3.7 este reprezentat o pomp central n tandem cu dou pistoane, pistonul 2 drvind circuitul frnelor roilor din fat, iar pistonul 5 circuitul franelor rotilor din spate. Cele doua pistoane se deplaseaza in cilindrul principal 1.Fig. 3.7. Pompa central n tandem utilizat la acionarea cu dublu circuit. 1 corp;

2 - piston primar; 3 - resort pentru pistonul primar; 4 - racorduri circuit fa;5 - piston secundar; 6 - resort pentru pistonul secundar; 7 - racord circuit spate;8 - supap dubla (refulare i reinere); 9 - supap de purjare; 10 - racorduri de comuare cu rezervorul de lichid frn; 11 - tifturi.3.3.2 Construcia i funcionarea frnelor propriu-zise

Frnele cu disc

Extinderea utilizrii frnelor cu disc la automobile se explic prin numeroasele avantaje pe care le prezint n raport cu frnele cu tambur, cele mai importante fiind: posibilitatea mririi suprafeelor garniturilor de frecare; distribuia uniform a presiuni pe suprafeele de frecare i, drept consecin, uzarea uniform a garniturilor i nec

tea reglrii mai rare a frnei; suprafa mare de rcire i condiii bune pentru evacuarii; stabilitate n funcionare la temperaturi joase i ridicate; echilibrarea foreloraxiale i lipsa forelor radiale; posibilitatea funcionrii cu jocuri mici ntre suprae de frecare, ceea ce permite s se reduci timpul de intrare n funciune a frnei; nlirea uoar a garniturilor de frecare realizeaz reglarea automat a jocului dintresuprafeele de frecare printr-o construcie mai simpl; nu produc zgomot n timpul rnrii.Frnele cu disc pot fi de tip deschis sau nchis. Cele de tip deschis se utilizeaz mai ales la autoturisme, pe cnd cele de tip nchis n special la autocamioane i autobuz.Frna cu disc deschis. Frna cu disc deschis reprezentat n figura 3.8, este compusscul l montat pe butucul roii 3 i din cadrul (suportul) 5 la care se gsesc pistoanele, prevzute cu garniturile de friciune 1. Cadrul monobloc se monteaz flotant sau f

ix de talerul frnei, n cazul de fa, cadrul este fixat rigid i prevzut cu doi cilide acionare.Figura 3.8 Frna cu disc deschis cu pistoane de acionare pe ambele fee ale discului.

La soluiile la care cadrul 7 se monteaz flotant pe punte (Renault) exist unsingur cilindru de acionare, dispus numai pe una din feele discul (fig. 3.9

). n acest caz, cursa pistonului de acionare este dubl fa de aceea de la frnele crul. Cadrul trebuie s fie suficient de robust spre a nu deforma sub aciunea unor fore mari.


6/15

Aceast frn, datorit faptului c discul se dilat puin n planul axial, permite ca tre disc i garniturile de friciune s fie meninut la valori mai mici dect la frneltambur.n general, frnele cu disc deschise nu posed efect servo i prin urmare au o eficacitte slab. Unele frne cu disc deschise pot asigura un anumit efect servo, care estemeninut ns la valori moderate.

Figura 3.9 Dispozitiv pentru reglarea automat a jocului la frna cu disc.

La frna cu disc de la puntea din fa a autoturismelor Dacia (fig. 3.10 ), cadrul monobloc (etrierul) l este flotant, putndu-se deplasa fa de discul 6. n orificiul etri

rului se gsete pistonul 2, prevzut: cu garnitura 3, avnd rolul de etanare i tuteere a pistonului n poziia iniial. Manonul 4 mpiedic ptrunderea impuritilor. Dfixat cu uruburi de scuicul roii, rotindu-se o dat cu acesta.La apsarea pe pedala de frn, lichidul ptrunde n cilindrul etrierului i deplaseazul2, care, la rndul su, apas garnitura de frecare 7 pe disc. n acelai timp se produco deplasare lateral a etrierului astfel nct i a doua plcu de frn 5 va fi apsatorit frecrii dintre cele dou plcue i disc, ia natere fora de frnare ce se disfel, nct asigur o uzare uniform a garniturilor de friciune.Figura 3.10 Funcionarea frnei cu disc de la autoturismele Dacia.

Frna cu disc nchis. Acest tip de frn, fa de frna cu disc deschis prezint avan

ne protejri mpotriva ptrunderii apei i murdriei, putnd fi uor ermetizat. Acestefi cu sau fr efect servo. n figura 3.11 este reprezentat frna cu disc nchis, cu ect, utilizat la automobile. Ea se compune din carcasa 5, fixat pe butucul roii, discurile l i 2 (cu garnituri de friciune), bilele 3 i cilindrii de acionare 4. n til frnrii, discurile de friciune l i 2 sunt apsate pe carcasa rotitoare 5. Corpul cndrului de lucru este fixat pe discul 2, iar tija pistonului se reazem pe discul1. La frnare, cnd discul l se deplaseaz n raport cu discul 2, bilele 3 se deplaseaze planurile nclinate n partea mai ngust a nuleelor, distannd discurile i oble cu garniturile de friciune pe carcasa rotitoare. Frna este prevzut cu un dispozitv de reglare automat a jocului dintre suprafeele de frecare.Figura 3.11 Frna cu disc nchis utilizat la automobile:a pri componente; b principiul de funcionare.

Frnele cu disc nchise, avnd suprafeele de friciune foarte mari, prezint avantajuluzri foarte reduse, datorit lucrului mecanic specific de frecare foarte mic. De asemenea, regimul termic este mai sczut dect la o frn cu saboi, echivalent din punde vedere al performanelor.

3.4. Alegerea sistemului de frnare. Justificarea schemei constructive.

Pentru acest proiect vom alege pentru puntea fa,spate frne pe disc ventilate,de tipdeschis.Fig. 3.12 Frn pe disc ventilat.


7/15

3.4.1 Regimurile de frnare ale autoturismului

3.4.1.1 Cazul frnrii integrale

unde:-g=9,80 m/s2 -acceleraia gravitaional;-=25 (0,43 radiani);-=0,8 - coeficientul de aderen a drumului;-Ga =17900 N- greutatea total a autovehiculului ncrcat;

- v = 200 km/h=55,55 m/s - viteza maxim a autovehiculului;- ;k-coeficientul aerodinamic al autovehiculului;

- =1,225 g/m3-densitatea aerului;- Cx=0,29-coeficientul aerodinamic al autovehiculului;- S=2,66 m2 - aria suprafeei frontale a autovehiculului.

3.4.1.2 Cazul frnrii numai a roilor punii fa

unde:- b- distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea spate;- - nlimea centrului de greutate al autovehiculului;

- L - ampatamentul autovehiculului.3.4.1.3 Cazul frnrii numai a roilor punii spate

-unde:- a - distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea fa;- - nlimea centrului de greutate al autovehiculului;- L - ampatamentul autovehiculului.Aprecierea i compararea capacitii de frnare a autoturismului se face cu aju

orul deceleraiei maxime absolute af sau relative aref ,a timpului de frnare tf i aspaiului de frnare minim sf min n funcie de vitez Aceti, parametri pot fi determinterval a dou viteze, dintre care una poate fi egal cu zero la frnarea total.

La frnarea cu ambreiajul decuplat, ecuaia diferenial este :

unde:- `-coeficientul de influen al maselor aflate n rotaie la frnarea cu motorul dec;- ma- masa autoturismului ;- Ff fora de frnare;- R-suma rezistenelor la naintarea autoturismului.Acest parametru se exprim uneori n procente :

Cunoscnd c Ff=Zf i considernd `=1,c viteza la care ncepe frnarea nu este preaci Ra0,c frnarea se face pe un drum orizontal cu 0 i pe toate roile (ZfGa),ecun timpul frnarii devine :

afgf

unde:-coeficientul aderenei.Dac toate roile sunt blocate, atunci f0 i relaia devine :

af gf =de unde :

La frnarea total (v2=0), rezult:


8/15

Fig. 3.13. Procesul de frnare.

Dup cum se observ din fig.3.13, procesul de frnare poate fi mprit n patru etapeerizate de timpii t1, t2, t3 , t4:

unde:-t1-timpul de reacie al conductorului din momentul sesizrii

necesitii frnrii pn la nceperea cursei utile a pedalei de frn;-t1`-timpul n care conductorul percepe apariia obstacolului i ia hotrrea de

; -t1``-timpul necesar mutrii piciorului pe pedala de frn;-t2-timpul de rspuns al dispozitivului de frnare (timpul total de intrare n ac

une a dispozitivului de frnare);-t2`-impul din momentul apsrii pe pedala de frn i pn la nceperea aciunii-t2``-n acest interval deceleraia crete de la zero la valoarea maxim;-t3-timpul de frnare propriu-zis cu meninerea forei de frnare la o valoare co

stant ,el reprezentnd tfmin din relaia;-t4-timpul de la slbirea pedalei pn la anulare.

Acest indice nu prezint importan mare, parametrul de baz al capacitii de frnare paiul minim de frnare.

Pornind de la relaia deceleraiei i scriind-o sub alt form rezult:

Integrnd aceast expresie n intervalul v1 :v2 i considernd c =1, c frnpe toate roile (Zf=Gacos) i c Ra i rezult.

La frnarea total (V2=0 i f=0) relaia devine.

La frnarea cu motorul nedecuplat ,deceleraia absolut afm este dat de relai

unde :

-fm-fora de frnare datorat motorului.Frnarea cu motorul nedecuplat este mai eficace dect cea cu motorul decuplat cnd afmaf.

De aici rezult c totdeauna este raional s se frneze cu motorul nedecuplat,de la caz la caz, de la o anumit vitez.

n practica conducerii autoturismelor este indicat s se foloseasc ntotdeaunafrnarea cu motorul nedecuplat deoarece ineria volantului i a celorlalte piese acionaz ca un regulator al forei de frnare dezvoltate la roi i menine stabilitatea autsmului n procesul frnrii.

3.4.2 Determinarea momentelor de frnare necesare la punile autoturismului

Sistemul principal de frnare sau frna de serviciu este sistemul care acioneaz pe to

te roile autoturismului.Reaciunile dinamice Z1,Z2

unde:- a=1,26 m -distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea fa;- b=1,42 m -distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea spate;- g=9,80 m/s2 -acceleraia gravitaional;- hg=0,67 m -nlimea centrului de greutate al autovehiculului;


9/15

- L=2,69 m - ampatamentul autovehiculului;- =0,8 -coeficientul de aderen a drumului;- Ga=17900 N - greutatea total a autovehiculului ncrcat.

Momentele de frnare repartizate pe roi:-pentru roile fa:

-pentru roile spate:

Fig.3.14 Determinarea reaciunilor i a momentelor de frnare.

3.4.3 Calculul frnei disc fa

La calculul frnei disc deschise se pleac de la ipoteza c presiunea exercitat asupragarniturii de friciune este uniform.unde:

- U - fora de frecare;- S - fora care acioneaz asupra plcuelor de frn;- - coeficientul de frecare .

n mod corespunztor sensibilitatea frnei se obine conform definiiei prin derivarea aiei raportului de transmitere C n raport cu coeficientul de frecare, adic:

Presiunea de contact dintre plcua de friciune i disc este:unde:

- re=290 mm -raza exterioar;- ri=k*re -raza interioar;- ri=(0.60.75)re=0,65*290=189 mm;- =500(0.8726 radiani);- unghiul la centru exprimat n radiani;- nf=4 - numrul suprafeelor de frecare;- =0,1 -coeficient de frecare;- Mf =1490500 Nmm - momentul de frnare.

Pentru calculul forei de apsare aleg frn disc servo prezentat n figura de mai jos

Fig. 3.15 Calculul forei de apsare.Reaciunea N se calculeaz cu relaia:

unde:- re=290 mm - raza exterioar;- ri =189 mm - raza interioar;- = 500(0.8726 radiani);- - presiunea de contact dintre plcua de friciune i disc.Echilibrul forelor pentru montajul servo este:

unde :- - coeficient de frecare dintre plcu i cilindru.

3.4.4 Calculul frnei disc spate

Presiunea de contact dintre plcua de friciune i disc este:unde:- re=240 mm- raza exterioar;- ri=k*re -raza interioar;


10/15

- ri=(0.60.75)re=0,65*240=156 mm;- - unghiul la centru exprimat n radiani;-=500(0.8726 radiani);- nf =4 - numrul suprafeelor de frecare;- =0,1 - coeficient de frecare;-Mf=551700 Nmm - momentul de frnare.

Reaciunea N se calculeaz cu relaia:

unde:- re=240 -raza exterioar;- ri=156 - raza interioar;

-=500(0.8726 radiani);- p=0.47 - presiunea de contact dintre plcua de friciune i disc;

Echilibrul forelor pentru montajul servo este:

unde:- - coeficient de frecare dintre plcu i cilindru.

3.4.5 Verificarea la uzur

Presiune specific

Pe suprafaa garniturilor de frecare, la frnare, la frnele disc se admite c presiunepe disc este uniform i se consider o presiune medie ce se calculeaz cu relaia:(presiunea medie)

unde:-= 0,8726 radiani;- re=290 mm -raza exterioar;- ri=189 mm - raza interioar.

3.4.6 Lucrul mecanic specific de frnare

Durabilitatea garniturilor de frecare se apreciaz cu ajutorul lucrului mecanic specific de frnare dat de relaia:

unde:- Lf lucrul mecanic al forelor de frnare;- A - suprafaa garniturilor de frecare de la toate frnele .

Lucrul mecanic al forelor de frnare se determin cu relaia:

unde:-V=120 km/h-viteza automobilului la nceputul frnrii.Frne fa- n=2 numrul plcuelor fa ;- A1=21093 mm2 aria unei plcue fa;- = 0,8726 radiani;- re=290 mm - raza exterioar;

- ri=189 mm - raza interioar;- Ga=17900 N - greutatea total a autovehiculului ncrcat;- g = 9,80 m/s2 - acceleraia gravitaional;

;Frne spate- m=2 numrul plcuelor spate m;- A2=14503 mm2 aria unei plcue spate;- = 0,8726 radiani;- re=240 mm - raza exterioar;- ri =156 mm - raza interioar;


11/15

- Ga=17900 N -greutatea total a autovehiculului ncrcat;- g = 9,80 m/s2 -acceleraia gravitaional.

3.4.7 Puterea specific de frnare

Puterea de frnare necesar la frnarea unui autovehicul de mas ma= de la viteza Vmx m/s pn la oprire cu deceleraia af max este dat de relaia:

;Iar puterea specific de frnare este :

Verificarea se face pe fiecare punte avnd n vedere distribuirea forei de frnare expimat prin coeficieni cu relaiile:unde:

- A1=21093 mm2,A2=14503 mm2 - reprezint suprafeele garniturilor de friciune ale punii fa i respectiv spate;

- =0,8 - coeficientul de aderen a drumului;- Ga=17900 N - greutatea total a autovehiculului ncrcat;- g = 9,81 m/s2 -acceleraia gravitaional ;

- af max - deceleraia maxim a autovehiculului la frnare;- 1,2=0,8(calculat la capitolul A.7.) coeficienii de repartiie a forelor

fnare pe puni.

3.4.8 Calcul termic al frnelorCalculul termic al frnelor unui automobil se poate face numai pe baz

a unor date experimentale referitoare la condiiile reale de rcire a frnelor n timpufrnrii.

Calculele termice efectuate pe baza acestor date chiar dac nu reflect n modfidel solicitarea termic a frnelor autovehiculului proiectat, constituie un mijloc de evitare a unor neconcordane mari ntre dimensionare i cerinele de exploatare.Pentru autovehiculul proiectat avem

3.4.9 Calculul i construcia mecanismului de acionare a sistemului de frnare

Dispozitivele de frnare cu frnare hidraulic sunt n prezent cele mai rspndite la abile .Avantajele principale ale dispozitivelor de frnare cu transmisie hidraulic sunt urmtoarele:

- frnare concomitent a tuturor roilor;- repartizarea dorit a raportului de frnare ntre puni i saboi se realizeaz m

uor;- randament ridicat datorit faptului c lichidul din circuitul hidraulic este i

ncompresibil (cursa real a pedalei de frn nu depete cursa teoretic cu mai mult dchiar la o frnare intensiv);

- posibilitatea tipizrii dispozitivelor de frnare pentru automobile cu diferiiparametri ;

- mas redus i construcie simpl;

- timp redus la intrarea n aciune;- cost redus i ntreinere uoar;.

Dintre dezavantajele acionrii hidraulice se pot enumera:- imposibilitatea realizrii unui raport de transmitere ridicat;- scoaterea din funciune a ntregului sistem de frnare n cazul spargerii unei co

ducte (la dispozitivul cu un singur circuit);- scderea randamentului la temperaturi joase (sub -30 0C);- ptrunderea aerului n circuit duce la mrirea cursei pedalei i reduce foarte mul

eficiena frnrii.


12/15

n cazul transmisiei hidraulice, efortul de la pedal la frne se transmite printr-o coloan de lichid, coninut n conducte, care este practic incompresibil.

Fig. 3.16 Schema de calcul a transmisiei hidraulice.

Calculul transmisiei hidraulice se face pornind de la forele necesare pentru acionarea bacurilor de la frnele cu disc.Fora la pedal Fp, care realizeaz cu ajutorul cilindrului principal presiunea p dincircuitul hidraulic, se determin cu relaia:

;

unde:- h randamentul transmisiei hidraulice;-ip =b/a - raportul de transmitere a pedalei;

- ih = -raport de transmitere hidraulic;Cursa pedalei este limitat din considerente de comoditate a acionrii astfel nc

aloarea sa maxim s fie de 150 mm la autoturisme.n cazul unui automobil cu dou puni, cu frne la toate roile, cursa total a

lei de frn, neglijnd deformaiile conductelor, se determin cu relaia:;

unde:- S1,S2 cursele pistoanelor cilindrilor de lucru;- jp jocul dintre pistonul cilindrului principal i tija de acionare;

- - distana dintre buza garniturii primare a pistonului cilindrului principal i marginea opus a orificiului de compensare.

3.4.10 Constructor mondial de produse pentru sistemul de frnare cu disc

Materiale utilizate n construcia sistemului de frnare:

a) Discul de frn din font cenuie simpl sau aliat,din tabl ambutisat de oel;b) Garniturile de friciune se execut din ferodou;c) Niturile de fixare se execut din cupru sau alam.n prezent se folosete i metoda de lipire a garniturii de friciune ,avnd avantaje

- suprafaa de frecare este mai mare cu 7-15%;- garniturile se pot utiliza pn la o uzur egal aproape cu grosimea lor;

- lipsesc vibraiile la frnare;- durat de folosire a tamburului crete cu pn la 20-100%.d) Cilindrii pompelor centrale i ai pompelor receptoare ale mecanismului de acionare hidraulic se execut din font cenuie.e) Pistoanele pompelor centrale ale pompelor receptoare se toarn din aliaj de aluminiu.Ferodo este una dintre cele mai cunoscute mrci, un lider n domeniul elementelor defriciune pentru sisteme de frnare, care este integrat acum n grupul de renume mondial, Federal-Mogul, productor de elemente de friciune. Dezvoltnd tehnologii la scarcu adevrat global, att pentru clienii OE ct i Aftermarket, renumitele mrci Federl, care includ Ferodo, Abex, Beral i Necto, ofer soluii de frnare pentru pretenioecialiti auto din ziua de azi.

Aceast varietate deosebit de produse, pe lng care exist i celelalte produse ditate superioar Ferodo discuri de frn, saboi de frn, accesorii, componente hidrlichide de frn reprezint cea mai bun alegere, indiferent de cerinele dumneavoasate de frnare.

3.4.11 Sistemul de frnare ABS


13/15

n a doua parte a secolului XX producia de autovehicule s-a dezvoltat foarte mult crendu-se motoare foarte puternice, care sunt capabile s realizeze acceleraii i viteze foarte mari ale mainilor. Din aceast cauz a aprut necesitatea conceperinor sisteme moderne (mecatronice), care s fac mai sigur circulaia pe drumurile publce. Paralel cu aceste sisteme de securitate s-au dezvoltat i sistemele pentru confortul pasagerilor i bineneles sistemele pentru managementul motorului, care au asigurat fore i performane i mai mari ale motoarelor. Totalul sistemelor clasice i meronice formeaz autovehiculul mecatronic.

Unul dintre cele mai importante dintre aceste sisteme mecatronice este sistemul de frnare cu ABS, care face posibil oprirea autovehiculelor n condiii de siuran. Denumirea ABS vine de la Anti-Lock Braking System (sistem de frnare cu anti-b

locare).Compania german Robert Bosch GmbH (cunoscut, mai popular, drept Bosch) dezvolt tehnologia ABS din anii 1930, dar primele automobile de serie care sa foloseasc sistemul electronic Bosch au fost disponibile n 1978. Au aprut prima dat pentru camioanei limuzine germane Mercedes-Benz. Ulterior sistemele au fost portate i pentru motociclete.

3.4.12.1 Avantajul sistemului de frnare ABS fa de sistemul de frnare convenional

Frnarea const n consumarea energiei cinetice (prin frecare), acumulate de autovehicul, ceea ce se realizeaz cu ajutorul discurilor i a plcuelor de frn i aore (presiuni) acionnd asupra lor cu ajutorul unor actuatori hidraulici.

Formula urmtoare reprezint relaia energiei cinetice:

Ec = 0,5mv2 ,unde: - m reprezint masa autovehiculului;

- v reprezint viteza autovehiculului.

Din formula de mai sus se poate observa c energia cinetic crete exponenial u ptratul vitezei, ceea ce nseamn c distana de oprire la o vitez de 100 km/h esteori mai mare, dect la o vitez de 50 km/h (bineneles, la o for de frnare identic

Sistemul de frnare ABS a jucat un rol foarte important n creterea siguraneiactive a automobilului. Cel mai mare avantaj al ABS-ului faa de sistemul de frnareconvenional este c la o frnare puternic, pe un carosabil alunecos, evitnd deraparsistemul de frnare ABS face ca vehiculul s poat efectua viraje i schimbri de diretimpul frnarii, respectiv poate s reduc distana de frnare n anumite condiii nef

le (de exemplu: pe zpad, sau pe ghea avnd cauciucuri de iarna cu cuie), maina adase la condiiile de trafic i de drum. Totui, nu trebuie s ne ateptm ca ABS-ul s sdistana de frnare n orice condiii de drum. Cnd conducem pe criblur, nisip sau mas zpad proaspt, depus pe un strat de ghea, maina trebuie condus mai ncet i cru c distana de oprire poate s fie mult mai lung.

Fig. 3.17 Componentele sistemului de frnare ABS.

unde: - 1 - este becul de semnalizare;- 2 - senzorii spate-stnga i spate-dreapta;- 3 - unitatea de control;

- 4 - senzorii fa-stnga i fa-dreapta.

3.4.12.2 Avantajele sistemului de frnare ABS

Avantajele sunt:- mpiedic blocarea de lung durat a roilor;- controlul asupra direciei la frnare puternic;- protejarea cauciucurilor;


14/15


15/15

asigur oprirea autovehicolului; cnd autovehiculul se afl ntr-o treapt de vitez, l poate menine pe loc, dSistemul de frnare se clasific in: sistemul principal de frnare denumit i frna principal sau frna de serviciu sistemul suplimentar de frnare sau frna de staionare cu rolul de a menine al imobilizat pe o pant.Exista dou feluri principale de sisteme de frnare : sistem de frnare pe disc; sistem de frnare pe tambur.

Frna principal (hidraulic)

Comandat prin intermediul pedalei de frn, aceasta acioneaza simultan pe toatroile vehiculului. Pedala deplaseaz un piston n cilindrul pompei de frn, iar pres

ea se transfer prin intermediul lichidului de frn la dispozitivele situate la fiecare roat:

- frn pe discuri, solidari fixai pe roi i plcuele mobile;- frn pe tamburi, solidari fixai prin roi i pe ferodourile mobile.

Fig 3.22 Frn principal. Frn de parcare (de mn)

Se mai numete "frn de staionare". Acioneaza pe dou roi, de obicei pe celpate, prin intermediul unui cablu de frn, astfel ncat plcuele sau ferodourile prespe discuri sau tamburi blocndu-le.

Sistemul antiblocaj (ABS)Sistemele de frnare cunosc o dezvoltare continu, astfel ncat s asigure o se

uritate ct mai mare la frnare, indiferent de starea carosabilului, de viteza i altifactori.

Unul dintre aceste sisteme este ABS-ul. La cele mai multe vehicule, acesta contine un computer i un senzor de vitez pe fiecare roat. Dac la o frnare bruscta tinde s se blocheze, sistemul reduce automat presiunea de frnare, astfel ncat aceasta va continua s ruleze, avnd aderena la sol. In acest fel, direcia rmne operaehiculul nu derapeaz i poate fi controlat.Fig. 3.23 Sistemul antiblocaj (ABS)

Diagnosticarea sistemului de frnare o poate ntreprinde nsui conductorul automobiluprin observarea comportrii sistemului de frnare i a automobilului n timpul procesuui de frnare. Diagnosticarea se face de obicei se face in STAIA ITP.

sist franare

Documents