Brzdy I |
Čtvrtek, 27 Leden 2011 07:06 | ||||||||
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. 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.
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 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.
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.
|
Kotoučové brzdy s pevným třmenem |
Kotoučové brzdy s plovoucím třmenem |
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.
auto.howstuffworks.com
skoda.panda.cz
brembo.com