SISTEMUL DE FRANARE

Eficacitatea sistemului de frnare asigur punerea n valoare a performanelor de vitez ale automobilului.

De performantele sistemului de franare depinde sigurana circulaiei cu viteze mari.

Destinaia sistemului de frnare

- reducerea vitezei automobilului pn la o valoare dorit sau chiar pn la oprire;

imobilizarea automobilului n staionare, pe un drum orizontal sau n pant far a fi necesar prezena oferului;

- meninerea constant a vitezei n cazul coborrii unor pante lungi.

Sistemul de frnare permite realizarea unor deceleraii maxime de:

6,0-6,5 m/s2 pentru autoturisme 6 m/s2 pentru autocamioane i autobuze.

Efectul frnrii este maxim cnd toate roile sunt frnate pn la limita de aderen evitndu-se blocarea acestora.

Condiii impuse sistemului de frnare

s asigure o frnare sigur;s asigure imobilizarea automobilului n pant;s nu necesite din partea conductorului un efort prea mare;s fie capabil de anumite deceleraii impuse i obinerea unor deceleraii identice la toate roile, n toate condiiile de drum i de ncrctur

- frnarea s fie progresiv, proporional cu fora aplicat pedalei i fr ocuri;

s asigure stabilitatea deplasrii automobilului n timpul frnrii (meninerea traiectoriei n procesul frnrii indiferent de starea cii de rulare);

- 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;s se regleze uor sau chiar n mod automat;

- s aib o construcie simpl i uor de ntreinut.

Clasificarea sistemelor de frnare

1 Dup rolul pe care l ndeplinesc

- Sistemul principal de frnare, sau frn principal sau de serviciu sau frn de picior (se utilizeaz la reducerea vitezei de deplasare sau la oprirea automobilului).

Sistemul staionar de frnare sau frna de staionare, sau frn de mn, sau frn de parcare, sau frn de ajutor. (menine automobilul imobilizat pe pant timp nelimitat n absena soferului, sau suplinete sistemul principal n cazul defectrii acestuia.

Frna de staionare trebuie s aib un mecanism de acionare propriu, independent de cel al frnei principale.

Deceleraia recomandat pentru frna de staionare trebuie s fie egal cu cel puin 30% din deceleraia frnei principale.

n general, frna de staionare preia i rolul frnei de siguran;

- Sistemul suplimentar de frnare sau dispozitivul de ncetinire, (are rolul de a menine constant viteza automobilului, la coborrea unor pante lungi, fr utilizarea celorlalte sisteme de frnare contribuind la micorarea uzurii frnei principale i la sporirea securitii circulaiei.

Se utilizeaz n cazul automobilelor cu mase mari sau destinate s lucreze n regiuni de munte.

Dup locul unde este creat momentul de frnare (de dispunere a frnei propriu-zise),

- frne pe roi

- frne pe transmisie.

Dup forma piesei care se rotete,

- cu tambur (radiale),

- cu disc (axiale)

- combinate.

Dup forma pieselor care produc frnarea:

- frne cu saboi,

- frne cu discuri,

- frne cu band

Dup tipul mecanismului de acionare,

- cu acionare simpl.

- cu servoacionare,

- cu acionare mixt.

Dup numrul de circuite prin care efortul se transmite ctre frnele propriu-zise,

- frne cu un singur circuit ,

- frne cu mai multe circuite.

Sistemele de frnare cu circuite multiple sporesc sensibil fiabilitatea acestora i securitatea circulaiei, fapt pentru care n unele ri este prevzut obligativitatea divizrii" circuitelor la anumite tipuri de automobile

Variante constructive de mecanisme de frnare

Construcia frnelor cu tambur i saboi interiori

Mecanismul de frnare cu tambur

a) b)

Schema de principiu a frnei cu tambur i saboi interiori

Tipuri de saboi utilizai la frnele cu tambur.

Sabotul primar i sabotul secundar.

n timpul frnrii, saboii apas pe tamburul 4 cu fora S, care determin reaciunile normale N1 i N2. Dac tamburul se rotete cu viteza unghiular w, forele N1 i N2 ce apas asupra suprafeelor de frecare, vor da natere la dou fore de frecare F1 i F2

n raport cu punctul de fixare a sabotului, fora de frecare F1 va da natere la un moment M1 = F1 b, de acelai sens ca i momentul dat de fora S, (MS = S x d), mrind n felul acesta apsarea sabotului 1 pe tamburul roii.

Pentru sabotul 1, forta de frecarea are tendina de a-l deschide autoamplificnd efectul de frnare.

Sabotul la care fora de frecare amplific apasarea acestua asupra tamburului se numete sabot primar

Fa de punctul de articulaie al sabotului 2, fora F2 d un moment M2 = F2 b, de sens contrar momentului dat de fora S, micornd apsarea sabotului pe tamburul roii i reducnd astfel efectul de frnare .
Sabotul la care fora de frecare reduce apasarea acestua asupra tamburului se numete sabot secundar

Sabotul articulat i sabotul flotant.

n funcie de natura i tipul reazemului saboilor, frnele pot fi:

- cu saboi articulai

- cu saboi flotani .

n cazul sabotului articulat, apropierea acestuia de tambur se realizeaz prin rotirea n jurul unui punct fix.

Sabotul flotant se apropie de tambur printr-o micare compus dintr-o rotaie i o translaie.

Tipuri uzuale de frne cu tambur i saboi interiori.

Frna simplex. Frna simplex are n compunere un sabot primar i unul secundar, care pot fi articulai sau flotani.

Frna simplex su saboi articulai i flotani

Frna duplex. Frna duplex are n compunere doi saboi primari care pot lucra ca saboi primari la rotaia ntr-un singur sens (frna uni-duplex) sau n ambele sensuri (duo-duplex).

Frna duplex a) i frna duo-duplex b)

Frna duo-duplex prezint particularitatea c ambii saboi lucreaz cu efect de autoamplificare (ca saboi primari) indiferent de sensul de rotaie .

Frna servo. Frna servo sau frna cu amplificare are doi saboi primari, sabotul posterior fiind acionat de sabotul anterior.

Frna uni-servo a) i frna duo-servo b)

Frna duo-servo se caracterizeaz prin faptul c fiecare sabot l acioneaz pe cellalt cu efect de servo aciune, n funcie de sensul de rotaie, ambii saboi lucrnd ca saboi primari. Saboii 3 i 4 (figura 8.6 b) sunt legai n serie i acionai de la un cilindru hidraulic.

Frna servo nu este echilibrat, ncrcnd suplimentar lagrele roii.

Frna servo este utilizat la unele autoturisme de capacitate cilindric mare, deoarece cu o for nu prea mare la pedal asigur un moment de frnare mare, fr un servomecanism auxiliar

Construcia frnelor cu disc

Avantaje posibilitatea mririi suprafeelor garniturilor de frecare;distribuia uniform a presiunii pe suprafeele de frecare, uzarea uniform a garniturilor i necesitatea reglrii mai rare a frnei;suprafa mare de rcire i condiii bune pentru evacuarea cldurii;stabilitate n funcionare la temperaturi joase i ridicate;echilibrarea forelor axiale i lipsa forelor radiale;posibilitatea funcionrii cu jocuri mici ntre suprafeele de frecare, ceea ce permite s se reduc timpul de intrare n funciune a frnei;nlocuirea uoar a garniturilor de frecare;realizarea reglrii automate a jocului dintre suprafeele de frecare printr-o construcie mai simpl;nu produc zgomot n timpul frnrii

Frnele cu disc pot fi de tip deschis sau nchis.

Cele de tip deschis se utilizeaz mai ales la autoturisme,

Cele de tip nchis n special la autocamioane i autobuze.

Frna cu disc deschis.

Frna cu disc deschis cu disc ventilat i pistoane de acionare pe ambele fee ale discului

Frna cu disc deschis cu piston flotant i dispozitiv de reglare automat a jocului

Este compus din discul 2 montat pe butucul roii 3 i din cadrul (suportul) 5 n care se gsesc pistoanele, prevzute cu garniturile de friciune 1.

Cadrul monobloc se monteaz flotant sau fix de talerul frnei.

n cazul de fa, cadrul este fixat rigid i prevzut cu doi cilindri de acionare.

Discul nu este protejat fiind expus prafului, noroiului, apei

Aceast frn, datorit faptului c discul se dilat puin n planul axial, permite ca jocul dintre disc i garniturile de friciune s fie meninut la valori mai mici dect la frnele cu tambur.

Frna cu disc nchis. Fa de frna cu disc deschis, aceasta prezint avantajul unei bune protejri mpotriva ptrunderii apei i murdriei, putnd fi uor ermetizat. Aceste frne pot fi cu sau fr efect servo.

Frna cu disc nchis

1-disc, 2-arbore, 3-carcas, 4-carterul punii, 5-urub de fixare, 6-disc de presiune, 7-bile, 8-arcuri, 9-prelungirea discului de presiune, 10-leviere, 11-furca de acionare, 12-prelungirea carcasei, 13-opritorul discurilor

Se compune din carcasa 5, fixat pe butucul roii, discurile 1 i 2 (cu garnituri de friciune), bilele 3 i cilindrii de acionare 4. n timpul frnrii, Discurile de friciune 1 i 2 sunt apsate pe carcasa rotitoare 5. Corpul cilindrului de lucru este fixat pe discul 2, iar tija pistonului se reazem pe discul 1. La frnare, cnd discul 1 se deplaseaz n raport cu discul 2, bilele 3 se deplaseaz pe planurile nclinate n partea mai ngust a nuleelor, distannd discurile i obligndu-le s apese cu garniturile de friciune pe carcasa rotitoare

Frnele cu disc nchise avnd suprafeele de friciune foarte mari, prezint avantajul unei uzri 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 punct de vedere al performanelor

Frnele suplimentare

La autovehiculele cu mas mare, este necesar s se prevad frne suplimentare (dispozitive de ncetinire), care s permit scderea gradului de solicitare a frnelor de serviciu.Dup principiul de funcionare, ele pot fi: frn de motor, frn electrodinamic i frn hidrodinamic. Cea mai utilizat este frna de motor deoarece aceasta este mai simpl din punct de vedere constructiv.

Frna de motor. Este utilizat la autocamioane i autobuze. Aceast frn produce obturarea galeriei de evacuare cu ajutorul unei clapete, concomitent cu blocarea admisiei combustibilului, ceea ce face ca motorul s funcioneze ca un compresor, producnd frnarea automobilului prin intermediul transmisiei.

Frna hidrodinamic sau retarder. Acest tip de frn are, fa de celelalte sisteme de frnare, cea mai mare putere specific de frnare.Frna funcioneaz ca un hidroambreiaj la care turbina este blocat. Energia de frnare este transformat n energie caloric nmagazinat n ulei poate fi uor evacuat prin trecerea uleiului prin schimbtoare de cldur. La viteze foarte reduse, frnarea hidrodinamic nu este eficient dect dac se mrete diametrul rotorului sau se dubleaz numrul rotoarelor.