Układy hamulcowe

Układy hamulcowe

1. Zadania i rodzaje układów hamulcowych 2. Budowa układów hamulcowych

Układ hamulcowy to zespół mechanizmów umożliwiających zmniejszanie prędkości oraz zatrzymywanie pojazdu.

Układ ten składa się:

 z mechanizmów hamujących — hamulców

 z mechanizmów uruchamiających hamulce.

Hamulce pojazdów samochodowych dzielimy na:

 zasadnicze (robocze)

 pomocnicze (awaryjne i postojowe).

Podczas normalnej jazdy kierowca posługuje się przede wszystkim hamulcami zasadniczymi. Są one uruchamiane za pomocą pedału i działają tylko podczas wywierania nacisku na ten pedał.

Hamulce zasadnicze są przystosowane do hamowania z możliwie dużą skutecznością, lecz w krótkim czasie.

Długotrwałe działanie tych hamulców może doprowadzić do ich uszkodzenia.

Pod względem konstrukcyjnym hamulce pojazdów samochodowych dzielimy na:

 szczękowo-bębnowe,

 tarczowe i taśmowe.

Mechanizmy uruchamiające hamulców dzielimy na:

 mechaniczne,

 hydrauliczne

 pneumatyczne.

Stosuje się też konstrukcje mieszane — np. hydrauliczno-pneumatyczne.

Układy hamulcowe powinny odznaczać się:

 niezawodnością,

 dużą skutecznością działania

 powinny zapewniać taki rozkład sił hamowania, aby proces hamowania nie powodował utraty stateczności pojazdu.

 układ hamulcowy powinien być łatwy w obsłudze, a wysiłek kierowcy związany z jego uruchamianiem powinien być jak najmniejszy.

 krótki czas uruchamiania

 pełne odhamowanie

 duża trwałość i łatwość obsługi

 niski poziom hałasu

Proces hamowania występuje w przypadku:

 odłączenia układu przeniesienia napędu od silnika (np. poprzez wciśnięcie pedału sprzęgła lub przełączenie dźwigni zmiany biegów w położenie neutralne) - opory ruchu pochłaniają zapas energii kinetycznej i pojazd zaczyna zwalniać, lecz takie działanie jest mało efektywne;

 hamowania silnikiem (poprzez zdjęcie nogi z pedału przyspieszenia bez rozłączania układu napędowego) - hamowanie pojazdu odbywa się z wykorzystaniem oporów stawianych przez układ tłokowo-korbowy niezasilanego paliwem silnika, koła zaczynają napędzać wał korbowy, a sprężane przez tłoki powietrze w cylindrach wywołuje moment hamujący przenoszony na koła napędowe;

hamowanie silnikiem idealnie nadaje się do wspomagania procesu hamowania pojazdu, np.

podczas zjazdu ze wzniesienia;

 włączenia hamulców powodujących powstanie sił hamujących na wszystkich kołach pojazdu (napędzanych i nienapędzanych) - siła hamowania jest regulowana przez kierowcę, a ten sposób hamowania należy do najbardziej skutecznych; hamujący pojazd traci swoją energię w wyniku tarcia okładzin ciernych klocków i szczęk odpowiednio o tarcze i bębny hamulca, a energia mechaniczna pojazdu zostaje zamieniona na energię cieplną elementów ciernych hamulca.

Kinematyka hamowanego pojazdu

Hamowaniem pojazdu nazywamy sytuację, w czasie której kierowca lub zastępujące go urządzenie samoczynne powoduje powstanie na styku koła z jezdnią siły hamowania F_h . Siła ta, skierowana przeciwnie do kierunku ruchu, wpływa na zmniejszanie jego prędkości. Konkretne wartości siły hamowania są określane najczęściej w kiloniutonach [kN].

Schemat układu hamowania samochodu osobowego klasy M, z mechaniczno- hydraulicznym mechanizmem uruchamiającym.

Przepisy prawne

Układ hamulcowy przedstawionego pojazdu klasy M₁ o dopuszczalnej masie całkowitej >1 <3,5t (zgodnie z wytycznymi EG 71/320 i uregulowaniami ECE) składa się z następujących części:

 uruchamianego siłą mięsni roboczego układu hamulcowego z hydraulicznym przełożeniem (hamulec nożny) wspomaganego podciśnieniowym układem wspomagającym (wzmacniacz siły hamowania) oraz drugiego niezależnego układu hamowania (dwa zupełnie oddzielne obwody) działającego na pary kół (na przykład koło przednie lewe i koło tylne prawe lub koło przednie prawe i koło tylne lewe) oraz

 uruchamianego siłą mięśni niezależnego hamulca postojowego (hamulec ręczny), działającego mechanicznie na koła jednej osi.

Proces hamowania pokazują światła hamowania.

Wielkością wyrażającą intensywność procesu hamowania jest opóźnienie, czyli przyspieszenie ujemne. Opóźnienie jest mierzone w [m/s²] lub w procentach przyspieszenia ziemskiego. Jeśli opóźnienie stanowi 45% przyśpieszenia ziemskiego g (9,81 m/s²), to wyrażone liczbowo wynosi:

0,45 • 9,81 = 4,41 m/s².

Moment hamujący i siła hamowania

Reakcje kół na nawierzchnię

Siła hamowania F_H jest styczna do koła, a jej wartość wynosi

gdzie:

M_H - moment hamujący [kN m],

r_d - promień dynamiczny koła [m].

Maksymalna siła hamowania musi spełnić warunek

G - ciężar całego pojazdu [kN], T - siła przyczepności [kN],

 - współczynnik przyczepności kół do nawierzchni.

W trakcie hamowania pojazd porusza się ruchem opóźnionym, z ujemnym przyspieszeniem zwanym opóźnieniem hamowania.

Opóźnienie to jest źródłem powstawania siły bezwładności F_b, skierowanej zgodnie z ruchem pojazdu i przeciwstawiającej się hamowaniu.

Siła bezwładności wynosi:

gdzie:

a_H - opóźnienie hamowania (określa zmniejszenie prędkości pojazdu w jednostce czasu) [m/s²],

m - masa pojazdu [kg],

g - przyspieszenie ziemskie; g = 9,81 [m/s²].

Siła bezwładności F_b jest skierowana przeciwnie niż wszystkie pozostałe siły, to bilans sił podczas hamowania jest następujący:

gdzie:

X - reakcje styczne drogi działające na koła pojazdu [kN], F_t - siła oporów toczenia [kN],

F_p - siła oporów powietrza [kN], F_w - siła oporów wzniesienia [kN].

gdy:

F_w = 0 (droga pozioma)

F_t i F_p pomijamy (są bardzo małe z porównaniem siłą bezwładności

to

ponieważ

po podstawieniu

wiemy, że

Ogólna budowa układów hamulcowych

1. Budowa hamulca

2. Działanie hamulców

Ogólna budowa i zasada działania układu hamulcowego

Cierne mechanizmy hamulcowe wytwarzają momenty hamujące wskutek tarcia odpowiednich powierzchni współpracujących elementów

Skuteczność hamulców, wynikająca z odpowiedniego współczynnika tarcia elementów ciernych o bęben lub tarczę hamulcową, zależy od panującej na ich styku temperatury

Niekorzystny proces ograniczenia tej skuteczności, spowodowany wzrostem temperatury, nosi nazwę fading.

Zjawisko fadingu powstaje, gdy temperatura elementów ciernych przekroczy około 200°C, co ma najczęściej miejsce podczas długotrwałego działania hamulców

Stosowane w samochodach osobowych i

dostawczych hydrauliczne mechanizmy

uruchamiające hamulce działają na zasadzie

przeniesienia za pośrednictwem cieczy siły

nacisku wywieranej przez kierowcę na pedał do

mechanizmu hamulcowego. Ciecz ta to

specjalny płyn hamulcowy.

Typowy hydrauliczny układ hamulcowy samochodu osobowego składa się z:

• mechanizmu hamulcowego (bębnowego lub tarczowego);

• mechanizmu uruchamiającego, w skład którego wchodzą:

• pedał hamulca,

• pompa hamulcowa ze zbiornikiem wyrównawczym płynu hamulcowego,

• przewody hamulcowe (elastyczne i sztywne),

• korektor siły hamowania,

• siłowniki hydrauliczne (rozpieracze) połączone

z mechanizmami hamulcowymi poszczególnych kół,

• mechanizm wspomagający.

Przykładowy pneumatyczny układ hamulcowy przedstawiony na rysunku składa się z:

 mechanizmu hamulcowego (np. bębnowego);

 mechanizmu uruchamiającego, w skład którego wchodzą:

 sprężarka,

 zbiorniki sprężonego powietrza,

 pedał hamulca połączony z głównym zaworem sterującym,

regulator ciśnienia powietrza,

korektor siły hamowania,

siłowniki pneumatyczne,

przewody pneumatyczne

Hamulce bębnowe

Składa się:

 tylna tarcza,

 rozpieracz,

 szczęki hamulcowe z okładzinami ciernymi,

 bęben,

 sprężyny powrotne

1 – hydrauliczny rozpieracz szczęk, 5 – mechanizm autom. regulacji luzu, 2 – szczęki hamulcowe, 6- sprężyna powrotna,

3 – bęben hamulcowy, 7 – punkt mocowania szczęk, 4 – linka hamulca postojowego, 8 – tylna tarcza,

Moment hamowania powstaje wskutek tarcia wewnętrznej powierzchni obracającego się wraz z kołem bębna hamulcowego o umieszczone wewnątrz bębna nieobracające się szczęki

Szczęki są dociskane do bębna rozpieraczem, sterowanym przez kierowcę za pomocą mechanizmu uruchamiającego. Z chwilą gdy kierowca przestaje wywierać nacisk na pedał mechanizmu uruchamiającego, rozpieracz przestaje naciskać na szczeki i sprężyna odciągająca powoduje ściągnięcie szczęk do położenia, w którym przestają one trzeć o bęben.

Schemat działania hamulca szczękowo-bębnowego:

a) hamulec wyłączony, b) rozkład sił w hamulcu włączonym,

1 — pedał, 2 — rozpieracz szczęk, 3 — bęben hamulca, 4 — szczęki, 5 — sworznie szczęk, 6 — sprężyna odciągająca

Rozpieracz szczęk – przykręcany do tylnej tarczy

Składa się:

 z cylinderka,

 tłoczka z uszczelnieniem,

 gumowej osłony,

 sprężyny

Szczęki hamulcowe – wykonane są w kształcie półkolistym

Mogą być:

 spawane z elementów,

 odlewane w całości

Okładzina jest mocowana do szczęk za pomocą:

 nitów (samochody ciężarowe i autobusy)

 klejone (samochody osobowe)

Okładziny muszą być

 odporne na zużycie,

 odporne na działanie temperatury, Powinny mieć:

 duży współczynnik tarcia

Materiały na okładziny:

 metale: wata stalowa, proszek miedziany,

 wypełniacze: tlenek glinu, mika, baryt,

 materiał wiążący: żywica

Układ sił działających na szczęki:

A – współbieżnej, B – przeciwbieżnej

Średni nacisk jednostkowy na powierzchnię szczęk

N – siła nacisku szczęki na bęben,

r_b – promień powierzchni ciernej bębna,

β – kąt przylegania okładziny do bębna, [rad]

b – szerokość okładziny

Warunek równości nacisków jednostkowych na obu szczękach:

Dobór wymiarów geometrycznych hamulca w celu uzyskania równych nacisków jednostkowych na obu szczekach

Dla szczęki współbieżnej A

stąd

Dla szczęki przeciwbieżnej B

stąd

Wartość siły rozpierającej F, która wywoła moment hamowania

Hamulec szczękowo-bębnowy samochodu ciężarowego z mechanicznym rozpieraczem szczęk

1 — bęben hamulcowy, 2 — piasta koła, 3 — tarcza hamulcowa. 4 — pochwa mostu napędowego, 5 — sworzeń szczeki, 6 — szczęki hamulcowe, 7 — rozpieracz

mechaniczny (krzywkowy). 8 — sprężyna odciągająca szczeki

Na rysunku przedstawiono przykłady zamocowania szczęk z rozpieraczami hydraulicznymi:

 Układ simplex, w którym dwie szczęki — współbieżna i przeciwbieżna — są rozpierane tłoczkami umieszczonymi we wspólnym cylinderku. Naciski jednostkowe obu szczęk są niejednakowe.

 Układ duplex, w którym obydwie szczęki są rozpierane oddzielnymi rozpieraczami i pracują jako współbieżne.

Naciski jednostkowe obydwu szczęk są takie same.

Hamulce tarczowe

Tarczowy mechanizm hamulcowy składa się z następujących elementów:

 zacisku z siłownikiem hydraulicznym lub pneumatycznym,

 mocowania zacisku (np. oprawy lub obejmy],

 klocków hamulcowych,

 tarczy hamulcowej.

1 - zacisk z siłownikiem hydraulicznym, 2 - obejma, 3 - tarcza hamulcowa, 4 - płytka przeciwpiskowa, 5 - uchwyty mocujące klocki, 6 - klocki hamulcowe

W porównaniu z hamulcami bębnowymi hamulce tarczowe mają wiele zalet. Należą do nich m.in.:

 łatwość obsługi

 dobre odprowadzanie ciepła i wody

wynikające z prostej, otwartej budowy.

Odprowadzanie wody przez mechanizmy hamulcowe

hamulec tarczowy hamulec bębnowy

Zacisk hamulca z siłownikiem

Zacisk hamulca tarczowego, wykonany ze

stopów aluminium, jest mocowany do

elementów nośnych podwozia, obejmując z

dwóch stron obracającą się wraz z kołem tarczę

hamulcową. W zacisku znajduje się siłownik,

składający się z cylinderka i tłoczka,

uruchamiany hydraulicznie lub pneumatycznie

(np. w samochodach ciężarowych i autobusach).

Zaciski można podzielić na dwa podstawowe rodzaje :

nieruchome (dwutłoczkowe) i ruchome (jednotłoczkowe).

Zacisk nieruchomy jest mocowany do obudowy osi lub piasty koła. Podczas hamowania ciśnienie płynu hamulcowego doprowadzonego do dwóch cylinderków znajdujących się po obu stronach tarczy wysuwa dwa tłoczki dociskające klocki hamulcowe do tarczy. Z uwagi na większą liczbę elementów składowych oraz utrudnione chłodzenie zewnętrznej części zacisku (pomiędzy tarczą hamulcową a obręczą koła) rozwiązanie to stosowane jest obecnie bardzo rzadko.

W zacisku ruchomym cylinderek z tłoczkiem znajdują się tylko po jednej stronie.

Wysuwający się tłoczek dociska wewnętrzny klocek do tarczy, jednocześnie ruchomy zacisk przemieszcza się, dociskając drugi klocek od strony zewnętrznej koła. W zależności od rozwiązania zacisk może przemieszczać się osiowo (tzw. przesuwny) lub wahliwie (tzw.

pływający lub wahliwy).

Zacisk wahliwy jest wykonany w postaci ruchomej, pływającej ramy osadzonej na nieruchomym wsporniku. Tłok dociska wewnętrzny klocek do tarczy hamulcowej, przesuwając jednocześnie wahliwy zacisk, który z kolei dociska zewnętrzny klocek.

Zacisk przesuwny ma możliwość przemieszczania się względem nieruchomej oprawy zacisku. Tłoczek dociska wewnętrzny klocek do tarczy hamulcowej, a przesuwający się zacisk dociska swoim ramieniem drugi, zewnętrzny klocek.

Klocek hamulcowy składa się z okładziny

ciernej i metalowej płytki nośnej, do której jest

ona przyklejona. W celu likwidacji pisku,

występującego podczas hamowania, stosuje się

ponadto pomiędzy nimi warstwę pośrednią z

innego materiału lub dodatkową płytkę

przeciwpiskową, mocowaną do tylnej

powierzchni płytki nośnej

1 - płytki przeciwpiskowe, 2 - tylna powierzchnia płytki nośnej klocków hamulcowych

Pisk hamulców powstaje na skutek rezonansu elementów hamulca i zawieszenia, które zostają pobudzone do drgań z częstotliwością równą częstotliwości ich drgań własnych.

Oprócz tego na powstawanie hałasu podczas hamowania będą miały także wpływ różne inne czynniki, takie jak:

 skład materiału ciernego klocków,

 rodzaj kleju,

 kształt klocków i tarczy hamulcowej,

 ciśnienie płynu hamulcowego w układzie,

 temperatura elementów,

 prędkość pojazdu,

 warunki atmosferyczne

Piaskowanie – jest operacją mającą na celu mechaniczne oczyszczenie płytki nośnej, usunięcie z niej warstwy tlenków oraz rozwinięcie powierzchni połączenia z materiałem ciernym. Operacja jest wykonywana w piaskarce wirnikowej. Parametry piaskowania są kontrolowane maszynowo; przy każdym zleceniu produkcyjnym chropowatość powierzchni jest kontrolowana za pomocą profilometru.

Nakładanie kleju – przeprowadza się, aby wzmocnić połączenie wypiaskowanej płytki nośnej z materiałem ciernym. Kontrolowany jest stopień pokrycia powierzchni oraz grubość nałożonej warstwy kleju.

Prasowanie – polega na połączeniu blachy nośnej pokrytej klejem, międzywarstwy oraz właściwego materiału ciernego pod wpływem temperatury i wysokiego ciśnienia. Proces ten odbywa się z wykorzystaniem w pełni zautomatyzowanych linii prasowalniczych IAG, zapewniających stałą kontrolę parametrów procesu.

Wygrzewanie – odbywa się w celu osiągnięcia odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej przez termoutwardzalny materiał cierny, poddany wcześniej prasowaniu. Proces ten prowadzony jest w nowoczesnych piecach przebiegowych.

Szlifowanie powierzchni i skosów, nacinanie rowka – są to operacje mechaniczne podlegające ciągłej kontroli przez specjalną szlifierkę do płaszczyzn.

Szlifowanie powierzchni klocka ma na celu uzyskanie wyrobu o jednakowej grubości. W wybranych klockach szlifuje się dodatkowo skosy oraz nacina rowki.

Scorching – polega na wypaleniu składników organicznych z warstwy wierzchniej materiału ciernego. Wskutek tej operacji skrócony zostaje proces docierania produktu. Wytworzone klocki hamulcowe posiadają od początku swojego funkcjonowania stabilny współczynnik tarcia zarówno w niskich, jak i w wysokich temperaturach.

Lakierowanie – w celu ochrony blachy nośnej przed korozją poddaje się klocek operacji malowania proszkowego, która zapewnia równomierne rozłożenie farby na całej powierzchni produktu, co wpływa na poprawne prowadzenie klocka w zacisku. Kontroli podlega grubość nałożonej farby oraz jej odporność na korozję w komorze solnej

Nakładanie specjalnej podkładki antypiskowej tzw.

shimów, czyli metalowego elementu pokrytego dwustronnie specjalną warstwą gumy.„Shimy” tłumią drgania przez cały okres eksploatacji klocków, zapewniając odpowiedni komfort jazdy. Montaż odbywa się na gorąco, w specjalnie dedykowanych automatach pozycjonujących.

blacha nośna

klej shim

materiał cierny międzywarstwa

Przekrój klocka hamulcowego

Trwałe znakowanie na blaszce 701 1K

materiał cierny kod daty produkcji

Znakowanie nadrukiem na blaszce tłumiącej

LUMAG - producent 1K - kod daty produkcji 20,4 - grubość

LU 701 - materiał cierny 23762 - nr WVA klocka 1029386 - numer partii produkcyjnej E20 90R-01124/024 - numer homologacji

numer BRECK

zastosowanie na oś: przód / tył

zastosowania

numer homologacji

materiał cierny zawartość kompletu

grubość

Tarcza hamulcowa

Tarcze hamulcowe są odlewane z żeliwa szarego lub staliwa. Stanowią najbardziej obciążone elementy układu hamulcowego. Energia hamowania w postaci ciepła zostaje przejęta przez tarcze, które mogą nagrzewać się nawet do temperatury 800°C, a następnie przekazana do otoczenia.

a - jednolita, b - wentylowana, c-wentylowana z bębnem hamulca postojowego:

1 - kanały wentylacyjne, 2 – powierzchnia robocza tarczy hamulca zasadniczego,

3 - bęben hamulca postojowego

a) b) c)

Urządzenia wspomagające hamulce

1. Cel stosowania urządzeń wspomagających.

2. Podział urządzeń.

3. Budowa i działanie.

Rozwiązania konstrukcyjne zespołu pedału hamulca [5]

a - podwieszony, b - podparty (stojący)

W układach dwuobwodowych pompa hamulcowa nie łączy się bezpośrednio z pedałem, lecz ze sterowanym przez ten pedał urządzeniem wspomagającym. Takie urządzenia wzmacniające siłę nacisku nogi kierowcy na pedał hamulca dzieli się w zależności od wykorzystywanego czynnika roboczego na:

 podciśnieniowe - współpracujące ze zwykłym hydraulicznym dwuobwodowym układem

hamulcowym;

 hydrauliczne - stosowane w niektórych hydraulicznych układach hamulcowych z systemem ABS albo korzystające

z zewnętrznego źródła energii, np. ze wspomagania układu kierowniczego;

 pneumatyczne - spotykane niekiedy w samo- chodach ciężarowych i autobusach z instalacją sprężonego powietrza i hydraulicznymi

siłownikami docisku szczęk hamulcowych.

Mechanizm hydraulicznego uruchamiania hamulca zasadniczego

W skład hydraulicznego mechanizmu uruchamiającego hamulce ze wspomaganiem wchodzą następujące elementy

 pedał hamulca;

 urządzenie wspomagające;

 pompa hamulcowa;

 zbiornik wyrównawczy płynu hamulcowego;

 zawory korekcyjne sił hamowania;

 przewody sztywne i elastyczne, łączące pompę hamulcową z siłownikami mechanizmów

hamulcowych poszczególnych kół.

Pedał hamulca w samochodach osobowych i dostawczych jest najczęściej podwieszany i łożyskowany na osi wspornika. Przy pedale może być przymocowany włącznik świateł STOP, włączanych podczas hamowania.

Sprężyna powrotna pozwala na cofnięcie się

pedału do pozycji wyjściowej (spoczynkowej)

po zwolnieniu hamulca

Pierwsze wzmocnienie siły wywieranej przez kierowcę w trakcie hamowania następuje na samym pedale, który działa na zasadzie dźwigni.

Nieduża siła nacisku nogi na pedał zostaje

zamieniona na znacznie większą siłę działającą

na tłoczysko. W przypadku pedału

przedstawionego na rysunku nakładka pedału,

na którą naciska kierowca, znajduje się w

odległości 400 mm od jego osi obrotu, natomiast

tłoczysko jest zaczepione w odległości 80 mm

Kolejne wzmocnienie to zasługa działania urządzenia wspomagającego. Znajdująca się w nim membrana jest poruszana na skutek różnicy ciśnień - atmosferycznego oraz panującego w kolektorze dolotowym podciśnienia.

Na tłok pompy hamulcowej działa suma sił:

 nacisku na tłoczysko

 wywieranej przez membranę.

Urządzenia wspomagające

Zasadę działania podciśnieniowego urządzenia wspomagającego przedstawiono na rysunku. Kiedy podciśnienie doprowadzone do urządzenia wspomagającego działa po obu stronach tarczy, jest ona dociskana przez sprężynę do prawej ścianki cylindra

Naciśnięcie przez kierowcę na pedał hamulca powoduje otwarcie zaworu doprowadzającego do prawej komory cylindra powietrze atmosferyczne. Wzrost ciśnienia powoduje ściśnięcie sprężyny i przemieszczenie się tarczy w lewo.

Połączony z nią popychacz przesuwa tłok w pompie hamulcowej, zwiększając ciśnienie płynu hamulcowego w układzie.

Uszkodzony zespól wspomagania wymienia się w całości. Należy przy tym przestrzegać zasad montażu pompy hamulcowej i przy okazji wymienić jej uszczelnienie. Obwód podciśnienia musi być szczelny.

Przewody giętkie nie mogą o nic się ocierać i powinny być poprowadzone tak, aby nie były napięte.

Urządzenie wspomagające – zadaniem tych urządzeń jest zwiększenie skuteczności hamowani i zmniejsze- nie wysiłku kierowcy przy naciskaniu na pedał hamulca.

Są to urządzenia hydropneumatyczne, w których dla zwiększenia nacisku na tłok pompy hamulcowej najczęściej wykorzystuje się podciśnienie w rurze dolotowej silnika lub rzadziej ciśnienie sprężonego powietrza pobieranego ze specjalnego zbiornika zasilanego przez sprężarkę, napędzaną silnikiem samochodu.

Na rysunku przedstawiono schemat podciśnieniowego urządzenia wspomagania hamulców (typu Master- Vac). Pedał hamulca jest połączony dźwignią z trzpieniem 1, który za pośrednictwem tłoczka 2 działa na tłok 3 dzielący wnętrze mechanizmu na dwie komory A i B. Komory te są ze sobą połączone kanałami 4 i 5. Do komory A przez króciec 6 jest doprowadzony przewód łączący ją z rurą dolotową silnika.

położenie spoczynkowe

1 – trzpień, 2 – tłoczek, 3 – tłok, A i B – komory 4 i 5 – kanały, 6 – króciec, 7 – sprężyna, 8 – kanalik, 9 – popychacz, 10 – krążek reakcyjny.

Położenie przy hamowaniu:

1 – trzpień, 2 – tłoczek, 3 – tłok, A i B – komory 4 i 5 – kanały, 6 – króciec, 7 – sprężyna, 8 – kanalik, 9 – popychacz, 10 – krążek reakcyjny.

położenie pod koniec hamowania

1 – trzpień, 2 – tłoczek, 3 – tłok, A i B – komory 4 i 5 – kanały, 6 – króciec, 7 – sprężyna, 8 – kanalik, 9 – popychacz, 10 – krążek reakcyjny.

Hydrauliczne wspomaganie układu hamulcowego

W hydraulicznych urządzeniach wspomagających hamulce występują dwa obiegi czynników eksploatacyjnych:

 oleju hydraulicznego (obwód wspomagania)

 płynu hamulcowego (obwód hamulcowy).

Obwód hydraulicznego wspomagania układu kierowniczego i hamulcowego

 pompa hydrauliczna wspomagania oleju

 zasobnika

 regulatora przepływu i akumulatora hydraulicznego

 hydrauliczne urządzenie wspomagające hamulce

 pompa hamulcowa ze zbiornikiem wyrównawczym płynu

 przewody doprowadzające

 płyn hamulcowy i olej

Układ hydraulicznego wspomagania składa się:

Pompa hamulcowa przetwarza siłę nacisku na pedał hamulca na ciśnienie płynu hamulcowego w układzie.

Powstałe w pompie ciśnienie hydrauliczne o wartości 8 - 10 MPa jest przekazywane przewodami do siłowników hydraulicznych mechanizmu hamulcowego poszczególnych kół.

Ze względów bezpieczeństwa stosowane dawniej pompy jednoobwodowe, zasilające cały układ, zostały obecnie zastąpione pompami dwuobwodowymi, działającymi na dwa oddzielne, niezależne obwody.

Istnieje pięć możliwych kombinacji podziału i powiązania dwóch obwodów hamulcowych z hamulcami czterech kół pojazdu.

Poszczególne rozwiązania są oznaczane literami, których kształt jest zbliżony do sposobu ułożenia i połączenia przewodów hamulcowych.

 II - jeden obwód działa na koła przedniej osi, drugi na koła tylnej osi;

 X - każdy obwód działa na jedno koło przednie i jedno tylne, położone po przekątnej;

 HI - jeden obwód działa na wszystkie cztery koła, drugi tylko na koła przedniej osi;

 LL - każdy obwód działa na obydwa kota przedniej osi i jedno (inne) z kół tylnej osi;

 HH - każdy obwód działa niezależnie na wszystkie cztery koła.

Obwody hamulcowe

Różne możliwości podziału obwodów hamulcowych a - II, b - X, c - HI, d - LL, e - HH;

P - przód pojazdu, 1 - pierwszy obwód hamulcowy, 2 - drugi obwód hamulcowy

Działanie sił hamowania w przypadku awarii jednego z obwodów

a - typ II, b - typ X

Dwuobwodowa pompa hamulcowa z blokowaną sprężyną tłoczka

• Hydrauliczne zespoły wspomagania mają w obwodzie wspomagania olej hydrauliczny, zgodnie z przepisami zabarwiony na zielono, a w obwodzie hamulcowym — płyn hamulcowy. Nie można mieszać tych płynów, zawsze należy przechowywać je osobno!

Elementy hydraulicznego zespołu wspomagania hamulców

W hydraulicznym zespole wspomagania wzmacniacz hydrauliczny, regulator przepływu, akumulator wysokiego ciśnienia i źródło energii są bezobsługowe.

Elementów tych nie wolno naprawiać. Zachowując właściwe momenty dokręcania i stosując nowe uszczelnienia, elementy te można tylko wymieniać.

W razie uszkodzenia źródła energii, wskutek zużycia elementów metalowych należy wymienić regulator przepływu.

Mechanizm pneumatycznego uruchamiania hamulców w samochodach ciężarowych i autobusach

Pneumatyczny mechanizm uruchamiający

hamulce pozwala na uzyskanie dużych sił

hamowania przy małym wysiłku kierowcy. Jest

to szczególnie ważne w samochodach

ciężarowych i autobusach. Dodatkowa zaleta

tego rozwiązania to możliwość szybkiego

podłączania układu hamulcowego pojazdu do

układu ciągnionej przyczepy

Graficzne symbole elementów instalacji pneumatycznych

Pneumatyczne mechanizmy uruchamiające hamulce składają się z:

 urządzeń wytwarzających, przygotowujących i magazynujących sprężone powietrze;

 zaworów;

 siłowników;

 przewodów i złączy.

sprężarka zbiornik sprężonego powietrza zawór zabezpieczający

główny zawór sterujący regulator ciśnienia powietrza filtr odwadniający i odolejacz

regulator siły hamowania złącze do hamulców przyczepy

Sprężarka napędzana przez silnik pojazdu zapewnia odpowiednie ciśnienie powietrza w zbiorniku i całej instalacji, wynoszące około 0,8... 1,7 MPa,.

Za sprężarką są umieszczone filtry osuszające powietrze z pary wodnej oraz usuwające olej, który dostał się do instalacji w procesie sprężania

Regulator ciśnienia, ma za zadanie utrzymać określoną wartość ciśnienia. Przerywa on tłoczenie powietrza, gdy ciśnienie osiągnie ustaloną maksymalną wartość – sprężarka przechodzi wówczas w stan biegu jałowego. Spadek ciśnienia w instalacji powoduje ponowne załączenie przez regulator tłoczenia powietrza.

Powietrze jest magazynowane w stalowych zbiornikach o przekroju kołowym

kierowca, naciskając nogą na pedał hamulca, otwiera główny zawór sterujący, przez który sprężone powietrze ze zbiornika przepływa jednoprzewodową instalacją do siłowników mechanizmów hamulcowych wszystkich kół.

1 – sprężarka, 8 – siłowniki hamulców tylnych kół,

2 – filtr powietrza, 9 – zawór sterujący hamulcami przyczepy, 3 – regulator ciśnienia, 10 – zawór odcinający,

4 – zbiorniki sprężonego powietrza, 11 – złącze do hamulców przyczepy 5 – zawór zabezpieczający,

6 – główny zawór sterujący hamulcami, 7 – siłowniki hamulców przednich kół,

Układ wspomagający bezpieczeństwo ruchu i

zapobiegający blokowaniu się kół w trakcie

hamowania to układ przeciwblokujący ABS

(ang. Anti-Lock Brakes System). Dzięki jego

działaniu w sytuacji gwałtownego hamowania

jest możliwe zachowanie kierowalności i

wykonanie manewru ominięcia przeszkody

W latach 80. XX wieku firma Lucas produkowała układy ABS sterowane mechanicznie. Stosowane obecnie układy są sterowane wyłącznie elektronicznie.

Dzięki temu ich szybkość reakcji wynosi od czterech do dziesięciu cykli regulacji w ciągu jednej sekundy.

W skład układu ABS sterowanego elektronicznie wchodzą:

 czujniki prędkości obrotowej kół pojazdu,

 sterownik,

 zespół hydrauliczny z zaworami

elektromagnetycznymi zwany modulatorem.

Układy ABS stosuje się w hydraulicznych i pneumatycznych układach hamulcowych do regulacji siły hamowania.

Układy ABS regulują ciśnienie hamujące dane koło odpowiednio do jego przyczepności, tak aby nie dochodziło do zablokowania koła.

Tylko koła, które się obracają, mogą przenosić siły boczne i można nimi kierować.

Dzięki stosowaniu układu ABS:

 utrzymuje się możliwość przenoszenia sił

bocznych i stabilność jazdy, co zmniejsza ryzyko poślizgu,

 pojazd zachowuje kierowalność w czasie

intensywnego hamowania, co ułatwia omijanie przeszkód,

 osiąga się optymalną drogę hamowania (na normalnej nawierzchni, bo nie na śniegu czy żwirze),

 opony nie zdzierają się przy hamowaniu, bo nie dochodzi do blokowania kół.

Układy anty blokujące można podzielić według liczby kanałów regulacji oraz według rodzaju regulacji.

 Układ czterokanałowy z czterema czujnikami i podziałem obwodów hamulcowych osiowym lub diagonalnym (X). Każde koło jest sterowane

osobno (indywidualnie).

 Układ trzykanałowy z trzema lub czterema

czujnikami i diagonalnym podziałem obwodów (X). Koła przednie są regulowane osobno

(indywidualnie), tylne wspólnie.

 Układ z regulacją indywidualną, w którym dla każdego koła ustawia się najwyższe możliwe

ciśnienie hamowania. Zapewnia to maksymalną siłę hamowania. Ponieważ jednak koła na jednej osi mogą być hamowane z różną siłą - np. jeśli po jednej stronie nawierzchnia jest oblodzona –

powstaje moment obrotowy działający na pojazd w poziomie (moment kierunkowy).

 Regulacja select-low; ciśnienie hamowania danej osi wyznacza koło o słabszej przyczepności. W tym

wypadku moment kierunkowy na nawierzchni o nierównej przyczepności jest słabszy, gdyż siły hamujące kół tylnych są w przybliżeniu równe.

System ABS powinien:

 Osobno regulować ciśnienie hamowania kół w zależności od ich przyczepności (poślizg), tak aby zapobiec zablokowaniu kot przy dobrym prowadzeniu bocznym i stabilnej jeździe.

 Utrzymywać zdolność kierowania przy hamowa niu, aby wyminąć przeszkody.

 Skrócić drogę hamowania, z wyjątkiem nielicz nych warunków drogowych, w stosunku do peł nego hamowania bez zdzierania opon.

Duża stateczność jest szczególnie ważna podczas hamowania w warunkach średniej przyczepności (a wiec na mokrej nawierzchni).

Nawet doświadczeni kierowcy nie są w stanie tak hamować, szczególnie na śliskiej nawierzchni lub w sytuacjach krytycznych, aby uniknąć zablokowania kół.

Zwalnianie hamulców w odpowiedniej chwili może przejąć regulator (ABS- system przeciwblokujący) niezależny od kierowcy. Działa on znacznie szybciej i precyzyjniej dozuje siłę hamowania, niż to może uczynić kierowca, a ponadto układ ABS może osobno regulować działanie każdego hamulca.

Układ ABS jest wbudowany w układ hamulcowy i „obserwuje koła". Jeśli kierowca zaczyna hamować zbyt intensywnie, to jego oddziaływanie na hamulce zostaje przerwane, a ciśnienie działające w układzie zostaje zmniejszone. Przy zmniejszaniu ciśnienia spada zapotrzebowanie na płyn hamulcowy, który musi być odprowadzony, za pomocą pompy wysokociśnieniowej, z powrotem do układu.

To powoduje znane pulsowanie pedału hamulca w czasie działania regulacji. Gdy koło ustabilizuje się, znowu zostaje przywrócona możliwość oddziaływania kierowcy na hamulce. W ten sposób poślizg zostaje utrzymany w pobliżu wartości optymalnej.

Układ ABS dba o to, aby kierowca mógł uzyskać takie opóźnienie pojazdu, jakie jest możliwe do uzyskania przy uwzględnieniu kryteriów bezpieczeństwa.

Układ ABS jest tak szybki, że jest możliwe dopasowanie ciśnienia hamowania do gwałtownych zmian przyczepności (np. przy przejeżdżaniu kałuż lub miejsc oblodzonych na suchej nawierzchni). W tym miejscu nasuwa się pytanie: jak w ogóle można zahamować, przy istnieniu ABS? Wszystkie Układy ABS mają zaprogramowaną najmniejszą prędkość, poniżej której działanie tego układu zostaje wyłączone.