Brzdy I Tisk Email
Čtvrtek, 27 Leden 2011 07:06
Brzdy
Úkolem brzd je zajistit spolehlivé zpomalování vozidla, přibrzďování až do zastavení a  zabránění pohybu při parkování. Princip činnosti spočívá v tření rotující části a třecího, brzdného členu, čímž se kinetická energie mění v teplo. V osobních automobilech se používají brzdy hydraulické, proto se jim budeme nadále věnovat.

Hydraulický brzdový systém se skládá z brzdového pedálu (1), posilovače (2), dvouokruhového hlavního válce s nádobkou (3), brzdového potrubí, omezovače brzdového tlaku (4), brzd přední (5) a zadní (6) nápravy.

schema brzdového systému

Z bezpečnostních důvodů jsou dnes výhradně používány dvouokruhové brzdové systémy. Pokud nastane porucha na jednom z nich, musí být možno druhým vozidlo zastavit. Způsoby zapojení okruhů, které se používají jsou v následující tabulce.


brzdový okruh HH

HH                                                                                     
Zdvojené okruhy. Oba brzdí obě nápravy vozidla.

 

 

 

brzdový okruh X

X
Diagonální řešení. Každý okruh ovládá křížem jedno  kolo přední a jedno kolo zadní nápravy.

 

 

 

brzdový okruh LL

LL
Oba okruhy brzdí přední nápravu plus každý má jedno zadní kolo.

 

 

 

brzdový okruh II

II
Rozdělené okruhy pro přední a zadní nápravu.

 

 

 

brzdový okruh HI

HI
Jeden okruh pro obě nápravy, druhý dělá zálohu pro přední osu.

 

 

 

 

Princip přenosu síly u hydraulických brzd je založen na Pascalově zákoně (kdo nezná, viz. Wikipedia). Řidič tlačí na brzdový pedál a síla je pomocí kapaliny přenesena až na brzdu kola. Hydraulická brzda může pracovat s tlakem až 18Mpa, což dovoluje, aby komponenty systému byly malé. Díky tomu, že kapalina je prakticky nestlačitelná a vůle brzd jsou malé, tlak roste rychle a brzdy reagují s rychlou odezvou.

Bubnová brzda

bubnová brzdaBubnová brzda je konstrukčně starší než kotoučová. U vozů dřívějšího data výroby se používala na obou nápravách, dnes již jen na nápravě zadní a to u levnějších vozů. Pracuje na principu tření brzdových elementů - čelistí (2), též se vžilo označení pakny, na vnitřní stranu brzdového bubnu (1), který je pevně připevněn k náboji a rotuje spolu s kolem. Při uvolnění brzdového pedálu jsou čelisti vráceny zpět pružinou (4). Čelisti jsou k bubnu přitlačovány rozpěrným prvkem (3), který je buď hydraulický - válec s pístem tzv. prasátko, nebo mechanický – rozpěrnou pákou v případě parkovací brzdy. Ruční brzda na ovládána mechanicky (5).

Bubnové brzdy můžeme rozdělit dle toho, jestli mají čelisti jeden společný váleček - Simplex nebo dva, pro každou stranu samostatný - Duplex a Duo-Duplex.

Simplex je konstrukčně jednodušší a levnější. Nevýhodou však je jev úběžné čelisti. Jedna čelist (úběžná) je vlivem rotačního pohybu bubnem odtlačována, čímž se brzdný účinek snižuje a druhá přitlačována, takže napomáhá brzdění. K odstranění nežádoucího úběžného jevu byl vyvinut systém Duplex, kde jsou čelisti přitlačovány na obou stranách, čímž v podstatě vznikly dvě náběžné čelisti.

bubnová brzda Simplex bubnová brzda Duplex bubnová brzda Duo-Duplex

SIMPLEX

DUPLEX

DUO-DUPLEX

Jak již bylo řečeno, tření při brzdění vytváří točivý moment, který má tendenci náběžnou čelist vtahovat do bubnu a tím zesilovat brzdný účinek. Vzniká tím tzv. samozesílení. To je částečně výhoda, ale musí se na to pamatovat při konstrukci, aby nedocházelo k zadírání brzdy.

Vlivem opotřebení brzdového obložení potřebují bubnové brzdy vymezovat vůli. U starších konstrukcí bylo potřeba brzdu rozebrat a vůli nastavit ručně, později se začalo požívat bezúdržbového nastavování samostavem. 


Brzdový buben

Brzdový buben musí být správně vystředěn a nesmí házet. Musí být odolný proti opotřebení, tvarově stálý a odvádět teplo vzniklé při brzdění. Vyrábí se z litiny.


Brzdové čelisti

Tuhost se dociluje profilem T. Jsou buď svařené z ocelových plechů nebo odlité z lehkých kovů. K čelistem je přinýtováno nebo přilepeno brzdové obložení.


Brzdový váleček

brzdový váleček

Brzdový váleček obsahuje jeden nebo dva pístky, dle provedení brzdy. Tlak vytvořený hlavním  brzdovým válcem působí na pístky ve válečku a vytváří rozpěrnou sílu. Pístky jsou těsněny pryžovými manžetami. Na vnějších stranách najdeme protiprachové manžety, chránící mechanismus před nečistotami. Na nejvyšším místě válečku se nachází odvzdušňovací ventil.


Kotoučová brzda

kotoučová brzdaStejně jako u bubnové brzdy i zde jde o princip tření. Kotouč je spojen s kolem a brzdným elementem je destička, která je k němu přitlačována. Po sešlápnutí brzdového pedálu působí hydraulická kapalina na brzdový píst achlazené korouče ten na destičky. 

Kotoučová brzda je sestavena z kotouče (1), destiček (2) někdy se senzorem opotřebení (6) a třmenu (3). V nejvyšším místě třmenu se nachází odvzdušňovací ventil (4). Brzdová kapalina je dopravena brzdovou hadičkou (5).

Vlivem tření vzniká při brzdění teplo a brzdy, především kotouče se zahřívají. To vedlo ke vzniku kotoučů chlazených. Jde o dva tenké disky spojené žebrováním, kterým proudí chladící vzduch. Vzhledem k tomu, že většina brzdné síly a tedy i vzniklého tepla je na přední nápravě, používají se chlazené kotouče tam. Na zadní nápravě obvykle najdeme levnější, jednoduché kotouče bez chlazení nebo bubnovou brzdu. Někdy jsou kotouče opatřeny děrováním, které pomáhá za deště odvádět vodu a tím zlepšovat brzdný účinek. Kotouče jsou vyráběny z litiny, popřípadě z keramicko-uhlíkových vláken u sportovních aut.


Brzdový třmen

Třmen slouží pro uchopení destiček a zároveň je v něm uložen brzdový píst. U drahých, či sportovních automobilů bývá pístů více. Tím se docílí rovnoměrnějšího rozvedení tlaku na plochu destičky. 

Jak už bylo řečeno výše, píst tlačí po sešlápnutí pedálu destičky ke kotouči. Jeho další funkcí je nastavovat vůli mezi kotoučem a destičkami v klidovém režimu, aby nedocházelo během jízdy k přibrzďování. Dnes jsou písty samostavitelné a udržují stejnou vůli i při opotřebení destiček i kotouče.

Kotoučové brzdy existují v provedení s pevným nebo plovoucím třmenem.

Kotoučové brzdy s pevným třmenem

                      Kotoučové brzdy s plovoucím třmenem

kotoučová brzda s pevným třmenem

Uspořádání tohoto typu se většinou používá v provedení jako dvou nebo čtyř pístkové. Třmen (4) je připevněn k závěsu kola a obklopuje kotouč (3) z obou stran, na každé straně jsou brzdové válečky (2), ležící v párech proti sobě. Při brzdění jsou obě protilehlé destičky (1) přitlačovány ke kotouči.

 

 

 

kotoučová brzda s plovoucím třmenem

Toto provedení se skládá z držáku (5) a plovoucího třmenu (4). Držák je připevněn na závěs kola, třmen má možnost pohybu a je veden buď zuby, nebo čepem. Princip je v tom, že píst (2) ve třmenu tlačí na vnitřní destičku (1') proti brzdovému kotouči. Reakční síla pak třmen posune, čímž se uvede v činnost i druhá, vnější destička (1").

 

 

Vracení pístů

Brzdový píst je utěsňován kruhovým těsněním posazeným v drážce třmenu, které má vnitřní průměr menší, než je průměr pístu, čímž je dosaženo předpětí. Při pohybu pístu se těsnící kroužek zdeformuje. Po uvolnění brzdového pedálu klesne tlak kapaliny, těsnění se vrací do své původní polohy a vtáhne zpět i píst. 

 

Brzdové destičky

Brzdové destičky jsou navrženy tak, aby vlivem přitlačení ke kotouči vznikalo velké tření, způsobující brzdný účinek. Destičky bývaly dříve vyráběny z azbestu. Dnes jsou směsí, které mohou obsahovat  například oxidy železa nebo hliníku, měď, aramidová vlákna, grafit a pryskyřice. Při návrhu brzd je nutná správná volba destiček. Ty se liší teplotní zátěží a tvrdostí (měkčí – agresivnější, sportovní; tvrdší – běžný provoz, trvanlivější). Teplotní odolnost je v základu navrhována na cca 800°C. Brzdové destičky mohou obsahovat senzor opotřebení, který včas upozorní řidiče, že nastala doba na výměnu.


Kotoučové brzdy jsou oproti bubnovým lehčí, výkonnější a lépe odvádí vzniklé teplo. Na druhou stranu jejich výroba je dražší a tím, že jsou otevřené také náchylnější na poruchy vzniklé nečistotami.
  

Pokud jsou použity kotoučové brzdy i na zadní nápravě je potřeba vyřešit parkovací-ruční brzdu, protože hydraulika nejde při vypnutém motoru použít. K tomuto se používá rozpěrný mechanismus, který tlačí na píst.

 

 

 

Zdroj: Bosch - Automotive brare system
auto.howstuffworks.com

skoda.panda.cz

brembo.com
 
 

gototop