Facultatea de Inginerie MecanicSpecializarea: SRTIMANUL I MasterSTUDIUL SISTEMULUI DE FRNARE(PROIECT)Bra ov 2011CUPRINSCapitolul IRolul sistemului de frnare....2Capitolul II Clasificarea sistemelor de frnare.....................................................................4Capitolul III Sistemul principal de frnare3.1 Sistemul principal de frnare3.1.1 Construc ia general a sistemului de frnare cu antrenare prin lichid.........................................53.1.2 Cilindrul principal de frnare...............................................................................83.2 Sistemele de frnare cu antrenare pneumatic3.2.1 Compresorul........................................................................................................103.2.2 Regulatorul de presiune.......................................................................................103.3 Construc iai func ionarea frnelor propriu-zise 3.3.1 Frnele cu tambur si sabo i inefreriori.................................................................11 3.3.2 Frne cu disc........................................................................................................153.3.3 Frne suplimentare...............................................................................................18Capitolul IV Alegerea sistemului de frnare. justificareaschemei constructive4.1 Regimurile de frnare ale autoturismului4.1.1 Cazul frnrii integrale.........................................................................................19. 4.1.2 Cazul frnrii numai ro ilor pun ii fa ................................................................20 4.1.3 Cazul frnrii numai a ro ilor pun ii spate...........................................................20 4.2 Determinarea momentelor de frnare..................................................................................224.3 Calculul frnei disc fa ......................................................................................................23 4.4 Calculul frnei disc spate....................................................................................................254.5 Verificarea la uzur.............................................................................................................264.6 Lucrul mecanic specific la frnare......................................................................................264.7 Puterea specific la frnare.................................................................................................274.8 Calculul termic a frnelor4.8.1 Calculul termic al frnelor la frnarea intensiv..................................................274.8.2 Calculul termic al frnelor n cazul frnrilor ndelungate...........................................................................................................284.8.3 Calculul termic al frnelor n cazul frnrilor repetate.................................................................................................................284.9 Calculul i construcia mecanismului de acionare a sistemului de frnare.......................................................................................................294.10 Constructor mondial de produse pentru sistemul defrnare cu disc.........................................................................................................314. 11 Itinerariu de fabrica ie a discului de frn 4.11.1 Etapele fabricrii discului de frn.....................................................................324.11.2 Tratamentul termic al discului de frn..............................................................334.12 Sistemul de frnare ABS ..................................................................................................344.12.1 Avantajul sistemului de frnare ABS fa de sistemul de frnare convenional.................................... ..34 4.12.2 Schema i funcionarea sistemului de frnare ABS..................................................................................................................3524.12.3 Sistemul EDL a ABS-ului..................................................................................374.12.4 Avantajele sistemului de frnare ABS...............................................384.13 ntreinerea sistemul principal de frnare..............................................................38Capitolul V. Sistemul staionar de frnare................................................................................40Capitolul VI. Diagnosticarea sistemului de frnare6.1 Tabele cu simptomelei cauzele probabile aledefec iunilor sistemelor de frnare................................................................................43 6.2 Imagini cu un atelier destinat sistemului de frnare................................................45 6.3 Controlul etaneitii cilindrului etrier................................................................... 466.4 Controlul etaneitii servofrnei............................................................................476.5 Controlul jocului dintre garniturile de frn ale saboilor i tamburul de frn spate ( sistem clasic )..............................................................................................................47Capitolul VII. Reparaii ale sistemului de frnare7.1 Demontarea, repararea i remontarea pompei centrale de frn.........................................................................................................................487.2 Demontarea, repararea i remontarea etrierului de frn fa.......................................................................................................................497.3 Mod de lucru...........................................................................................................497.4 Modalit i de cre tere a calit ii a sistemului de frnare.........................................50 Capitolul VIII.CONCLUZII.....................................................................................................51Bibliografie...............................................................................................................................533STUDIUL SISTEMULUI DE FRNAREI.Rolul sistemului de frnareFig. 1.1 Ansamblu disc frnSistemului de frnare are rolul:- de a reduce viteza automobilului pn la o valoare dorit sau chiar pn la oprirea lui.- de a imobilizaautomobilul n staionare,pe un drum orizontal sau n pant. - de a menine constant viteza automobilului n cazul coborrii unor pante lungi.Frnele sunt mai eficiente cu ct distana pn la oprire este ct mai mic.Sistemul defrnareperminterealizareaunor deceleraii maximede6-6.5m/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;4 - 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.Eficacitateasistemului defrnareasigurpunereanvaloareaperformanelor de vitez ale automobilului, deoarece de el depinde sigurana circulaiei la viteze mari.Stabilitateacare constituie calitatea automobilului de meninere a traiectoriei n procesul frnrii, depinde de tipul frnelor, natura i starea cii de rulare.Fidelitatea este calitatea frnelor de a obine deceleraii identice la toate roile, pentru un efort de acionare determinat.Confortuleste calitatea care contribuie la creterea securitii circulaiei rutiere (progresivitatea fnrii, eforturi reduse la pedal, absena zgomotelor i vibraiilor).Sistemul de frnare trebuie s asigure decelerarea maxim a automobilului, permis de aderen, cu condiia ca automobilul s rmn manevrabil, adic sistemul de direcie s poat realiza traiectoria comandat. Conform legii circulaiei pe drumurile publice, autoturismele trebuiesc echipate 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 automobilului staionat pe panta maxim.Fig. 1.2Sistemul 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 protecie; 5-unitate hidraulic;11-disc; 6-lamp defeciune ABS;12-butuc.5II. Clasificarea sistemelor de frnare Sistemele de frnare, dupa rolul pe care-l au, se clasific n:-sistemul principal defrnare, careseutilizeazlareducereavitezei dedeplasaresaula oprirea automobilului. Datorit acionrii, de obicei prin apsarea unei pedale cu piciorul, se mai numete i frna de picior.- sistemul staionar de frnare sau frna de staionare care are rolul de a menine automobilul imobilizat pe o pant, n absena conductorului, un timp nelimitat, sau suplinete sistemul 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 ajutor. Frna de staionare trebuie s aib un mecanism de acionare propriu, independent de cel al frnei principale. Decelera ia recomandat pentru frna de sta ionare trebuie s fie egal cu cel puin 30% din deceleraia frnei principale. In general frna de staionare preia i rolul frnei de siguran;-sistemul suplimentardefrnaresau dispozitivuldencetinirecare arerolul de amenine constantvitezaautomobilului, lacoborreaunor panteutilizareandelungatafrnelor. Acest sistem de frnare se utilizeaz n cazul automobilelor cu mase mari sau destinate special s lucreze n regiuni de munte, contribuind la micorarea uzurii frnei principale i la sporirea securitii circulaiei.Sistemul principal de frnare se compune din frnele propriu-zise i mecanismul de acionare a frnelor.Duplocul undeestecreat momentul defrnare(dedispunereafrnei propriu-zise), se deosebesc: frne pe roi i frne pe transmisie.Dupformapiesei careserotete, frnelepropriu-zisepotfi:cutambur(radiate),cudisc (axiale) i combinate. Dup forma pieselor care produc frnarea, se deosebesc: frne cu saboi, frne cu band i frne cu discuri. Dupmecanismul deacionare, frnelepot fi: cuacionaredirect, pentrufrnare folosindu-seefortul conductorului; cuservoacionare, efortul conductorului folosindu-se numai pentru comanda unui agent exterior care produce fora necesar frnrii; cu acionare mixt, pentru frnare folosindu-se att for a conductorului ct i fora dat de un servomecanism.6III. Sistemul principal de frnare3.1 Sistemele de frnare cu antrenare prin lichid 3.1.1 Construc ia general a sistemului de frnare cu antrenare prin lichid, principiul de frnare. Destina ia pr ilor componente a sistemului de antrenare cu lichid. n prezent, la automobile, acionarea hidraulic a frnelor este cea mai rspndit, datoriturmtoareloravantaje:repartizarea efortului de frnare ntre puni,proporionalcu greutatea ce le revine, se realizeaz foarte uor; repartizarea uniform a presiunii pe saboi; randament ridicat; construcie simpl i uor de ntreinut. Principiul de funcionare se bazeaz pe transmiterea forei de acionare, exercitat de conductor asupra pedalei, lichidului nchis n instalaia sistemului i folosirea presiunii dezvoltate n masa lichidului pentru acionarea cilindrilor de frn.Sistemeledeacionarehidraulicpot fi: cuuncircuit saucuuncircuit dublu(soluie generalizat n prezent).Dezavantajele ac ionrii hidraulice pot fi: - imposibilitatea realizrii unui raport de transmisie ridicat;- scoatereadinfunc iuneaintregului dispozitivdefrnarencazul spargerii unei conducte;- scderea randamentului transmisiei la temperaturi joase;-ptrundereaaerului ncircuitul hidraulicducelamrireacursei pedalei ireduce foarte mult eficien a 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 elemente principale (fig.3.1) : cilindrul principal 1, cilindrul de lucru 2 i conducte de legtura 3 i 4. elementul de comanda l constituie cilindrul principal 1, care este o pompa hidraulic simpl, al creipistonse acioneaz, printr-o tij, de ctre pedala de frn 5. Lichidulsub presiune se transmite prin conductele 3 i 4 ctre frnele din fa i din spate, acionnd prin intermediul pistonaelor cilindrilor de lucru 2, saboii sau plcuele pe 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 destinate acestui scop. La apsarea pedalei de frna setransmiteopresiuneegalalatoicilindridelucru,iareforturiledeacionareafrnelor depind de diametrele pistoanelor.7Fig. 3.1 Schema de principiu a dispozitivului de frnare cu ac ionare hidraulic. n fig.3.2 se prezint schemele dispozitivelor de frnare cu transmisie hidraulica n cazulfolosiriiunuisingurcircuitpentru ambele puni (fig.3.2,a)si n cazuladoua circuite (fig.3.2,b).Fig. 3.2 Schemele dispozitivului de frnare cu ac ionare hidraulic cu unul sau doua circuite de frnare: 1 cilindru principal; 2 pedal; 3i 4 conducte de legatur; 5i 6 cilindri de legatur.Sistemul de frnare serveste la:- reducerea vitezei automobilului pn la o valoare dorit sau chiar pn la oprirea lui;- imobilizarea automobilului n sta ionare, pe un drum orizontal sau in pant; - men inerea constant a vitezei automobilului n cazul coborrii unor pante lungi. Eficacitatea sistemului defrnare asigurpunereanvaloareaperforman elor de vitez ale automobilului.In practic, eficien a frnelor se apreciaz dup distan a pe care se opre te un automobil avnd o anumita vitez. Sistemul de frnare permite realizarea unor decelera ii maxime de 6-6.5 m/s2 pentru autoturismei de 6 m/s2 pentru autocamioanei autobuze. Pentru a rezulta spa ii de frnare ct mai reduse este necesar ca toate ro ile automobilului s fie prevzute cu frne (frnare integral).8Efectul frnrii este maxim cnd ro ile 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 proporional cu deceleraia, pentru a permite conductorului s obin intensitatea dorit a frnrii;- 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.Sistemulde frnareeste compus din pompa central de frn, servofrnai frnele cu disc, pentru ro ile anterioare, respectiv frnele cu tambur, pentru ro ile posterioare. In func ie de puterea motorului,automobilul poate fi echipat cu frne cu disci la ro ile posterioare. Sistemul hidraulic de frnare este compus din dou circuite, care func ioneaz n diagonal. Adic un circuit ac ioneaz frnele fa dreapta/spate stangai cellalt ac ioneaz frnele fa stanga/spate dreapta. Prinaceasta, ncazul defectri unui circuit deexempludincauza neetan eit ii, automobilul poate fi frnat prin intermediul celui de-al doilea circuit de frnare, nefiindafectat stabilitateaacestuia petraiectoriadedeplasare. Presiuneapentruambele circuite de frnare este creat n pompa central de frn tandem, prin intermediul pedalei de frn.Rezervorul de lichid de frn, care este dispus n compartimentul motorului, deasupra pompei centrale de frn, alimenteaz ntregul sistem de frnare cu lichid de frn. Un nivel de lichid de frn prea sczut n rezervor este indicat la automobilele prin aprinderea unui bec de controlntabloulde 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 de motor n colectorul de aspira ie. La ac ionarea pedalei de frn, for a de apasare este amplificat, prin intermediul unor supape. Deoarece la modelele cu motoare Diesel nu exist depresiunencolectorul deaspira ie, opompadevacuummontatnparteaposterioara chiulasei creeaz depresiunea necesar func ionrii servofrnei. Pompa de vacuumeste antrenat de ctre arborele cu came.Frnele anterioare cu disc sunt dotate cu etrieri mobili. In acest caz, pentru apasarea plcu elor de frn pe disc este necesar un singur piston. La frna posterioar cu disc exist doi etrieri fic i. Pentru apsarea plcu elor de frn, n cazul etrierului fix, este nevoie de dou pistoane. Frna de mn este ac ionat prinintermediul unor cabluri i ac ioneaz asupra ro ilor posterioare.La modelele cu frne cu disc la puntea posterioar, sunt montate tambururi de frnsuplimentarendiscurile defrnpentrufrnademn. Acest lucruestenecesar deoarece frna cu disc nu se dovede te a fi o frn de sta ionare eficient. 9Plcu ele de la frnele cu disc cti sabo ii de la frnele posterioare cu tambur se regleaz automat, astfel ncat reglarea frnei ro ilor posterioare devine necesar doar n cazul in care la repara ie s-a demontat sistemul de frnare. Fig.3.3 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 supapei; 8 supapa de ntoarcere; 9 supapa; 10 servofrna; 11 filtru de aer;12, 14 cilindrele ro ilor; 13 frna ro ii din fa ; 15 frna ro ii din spate. 3.1.2 Cilindrul principal de frnarePompa central sau cilindrul hidraulic principal "constituie elementul de comand al acionrii hidraulice. Construcia ei depinde de numrul circuitelor de frnare, de tipul servomecanismului etc. In fig.3.4 se reprezint construcia pompei centrale folosite la acionarea hidraulic a frnelor de la roile din fa ale autocamioanelor ROMAN. Pompa central este format de corpul 1 n care este prelucrat cilindrul pompei, pistonul 16, rezervorul compensator culichid3(demontabil) cucapacul 4, prevzut cuorificiul de aerisire, supapa dubl, format din supapa de refulare 12 i supapa de reinere 11. Pistonul 16 areoconstruciespecial, avndprevzutenitecanale, carepermit trecerealichidului la revenire, i dou garnituri: garnitura principal sau de pompare 14 i garnitura secundar de etanare 17. Pistonul, la spate, este prevzut cu aiba de limitare 18 i cu inelul de siguran 19. Pentrucatrecerealichidului snufieblocatdegarnitura14, ntreacestai capul pistonului semonteazaiba15(caredezlipetegarnituradepistonntimpul cursei de revenire). Garnitura pistonului i supapa 11 au arcuri separate 6 i 13, ambele prijinindu-se pe discul gurit 7.10Fig.3.4 Pompa central.Legtura dintre cilindrul pompei i rezervorul de compensare se realizeaz prin dou orificii: 2 (compensator) i 5 (de egalizare). Orificiul 2 alimenteaz pompa cu lichid din 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 acionarea sistemului de frnare, pistonul 16 este deplasat spre dreapta, mpingnd lichidul. Arcul supapei 12 va ceda forei exercitate de lichid i vadeschidesupapaderefulare, iar lichidul vafi mpins princonducte. Lancetarea efortului de frnare, dac 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 deschide 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 fa s se formeze o depresiune. Ajutat deaiba15, garnitura 14sedezlipete depiston, iar, princanalele pistonului, lichidul trece din compartimentul pistonului i umple spaiul din faa pistonului. Prin supapa 8, se face aerisirea pompei, iar prin reducia 10, etanat cu garnitura 9, legarea conductei de frn la corpul pompei. In fig. 3.5 este reprezentat o pomp central n tandem cu dou pistoane, pistonul 2 deservind circuitul frnelor roilor din fat, iar pistonul 5 circuitul franelor rotilor din spate. Cele doua pistoane se deplaseaza in cilindrul principal 1.Fig. 3.5. Pompa central n tandem utilizat la ac ionarea 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 comunicare cu rezervorul de lichid frn; 11 - tifturi.113.2. Sistemele de frnare cu antrenare pneumatic3.2.1 CompresorulIn general,la sistemele de frnare ale automobilelor se folosesc compresoare cu piston, cu o singur treapt, mono sau bicilindrice.In fig. 3.6 este reprezentat compresorul monocilindric (cu capacitatea cilindric de 213 cm3), utilizat la autocamioaneleROMAN.La coborrea pistonului 8, aerul este aspirat n cilindru, din atmosfer sau din galeria de aspiraie a motorului, prin supapa de aspiraie 2. La ridicarea pistonului, aerul este comprimat i refulat, prin supapa 1 i racordul D, catre rezervoarele de aer comprimat.Fig.3.6. Construc ia compresorului monocilindric. D racord de refulare, S racord de aspira ie, 1 supapa de presiune cu discuri, 2 supapa de aspira ie cu discuri, 3 suportul pompei, 4 arbore cotit, 5 inel de etan are radial, 6 rulment, 7 contragreutate, 8 piston, 8 biela, 10 lagr de alunecare.3.2.2 Regulatorul de presiuneRegulatorul de presiune are rolul de a menine n sistemul de conducte al sistemului de frnare presiunea prescris pentru orice regim de turaie al compresorului.Regulatorul de presiune utilizat la autocamioanele ROMAN(fig. 3.7) are incluse n construcie unfiltrudeaer i unracordpentruumplerea cuaer comprimat apneurilor automobilului. Aerul debitat de compresor intr n regulator prin orificiul L. dup care este trecut prin filtrul de aer 7 i apoi trimis prin supapa de reinere 2 i racordul V spre rezervorul de aer comprimat.Cnd presiunea aerului comprimat atinge valoarea de 7.3 bar, membrana 16 se ridic i permite aeruluis ptrundprin duza 14 spre pistonul 12. Pistonul coboar i deschide, supapa de suprapresiune 11,caredescarc n atmosfera aerul comprimat,prin racordul 10. 12Scderea brusc a presiunii din amontele supapei de reinere 2 face ca aceasta s se nchid, mpiedicnd ieirea n atmosfer a aerului comprimat din sistemul de frnare.Dacpresiuneaaerului comprimat dinconductescadesubvaloareaprescris(6.2bar la frnele cu dou conducte i 4.8 barda cele cu o conduct), presiunea de deasupra pistonului 12 scade,aerulieseprinduzadeaerisire 13, iar membrana 16 nchide duza 14. In acest caz, compresorul debiteaz aerul comprimat prin supapa de reinere direct spre rezervoare.Pentruumplerea cuaer eomprimat apneurilor, sedesface piulia-fluture 4i se monteaz un furtun adecvat. La desfacerea pulitei se deschide n mod automat i supapa de umplere din racord.Fig. 3.7 Construc ia regulatorului de presiune cu filtru.L racordul de la compresor; V racordul spre rezervoarele de aer comprimat; 1 regulatorul de presiune; 2 supapa de re inere; 3 orificiu de trecere; 4 piuli a-fluture; 5 distribuitor; 6 intrarea I; 7 filtru; 8 arc de precomprimare; 9 evacuarea;10 racord pentru evacuarea impurit ilor; 11 supapa de suprapresiune; 12 piston de deconectare; 13 duza de aerisire, 14 duza membranei; 15 intrarea II; 16 membran; 17 racord pentru dispozitivele de declan are. 3.3 Construc iai func ionarea frnelor propriu-zise 3.3.1 Frnele cu tambur i saboi inferioriPrile componente i principiul de funcionare. Datorit simplitii lor. frnele cu tambur i saboii interiori sunt foarte rspndite la automobile. n figura 3.8 este reprezentat schema de principiu a frnei cu tambur i saboi interiori a unei roi. Solidar cu roata 1, ncrcat cu sarcina G se afl tamburul l care se rotete n sensul indicat pe figur cu viteza unghiular . Saboii 3 sune articulai n punctele 4 pe talerul frnei care nu se rotete cu roata, fiind fix.13La apsarea pedalei 7, cama 6,prin intermediul prghiei 8, se rotete i apas saboii asupra tamburului 2. n aceast situaie, ntre tamburi i saboi apar fore de frecare ce vor da natere la un moment de frnare Mf, care se opune micrii automobilului.Sub aciunea momentuluiMf,n zona de contact a roii cu drumul, ia natere reaciunea Fr ndreptat n sens opus micrii. Tot n zona de contact aparereaciunea vertical a drumului Zr.Figura 3.8 Schema de principiu a frnei cu tamburi sabo i inferiori. n timpul frnrii, datorit frecrii ce ia natere ntre tambur i garniturile frecare ale saboilor, energiacineticaautomobilului setransformncldur. nmomentul opririi apsrii asupra pedalei, arcul 5 readuce saboii n pozi iniial, iar frnarea nceteaz.Tipuri de saboi utilizai la frnele cu tambur. Sabotul primar isabotulsecundar, nfigura 3.9 sunt reprezentate forele care acioneaz asupra unei frnecu doi saboi simetrici 1 i 2, articulai launpunct comunfix4.ntimpul frnrii, saboii apaspetamburul4cuforaS,care determin reaciunile normale N1 i N2. Dac tamburul se rotete cu viteza unghiular forele N1 i N2 ce apas asupra suprafeelor de frecare, vor da natere la dou fore de frecare F1 i F2 care, pentru saboi, au sensul din figur, iar pentru tambur sens invers. Pentru simplificare, se consider c att reaciunilenormaleN1iN2 ct iforeledefrecareF1iF2suntaplicatelajumtatea suprafeelor de frecare.Fa de punctul de articulaie al sabotului 2, fora d un moment de sens contrar momentului dat de fora S, micornd apsarea sabotuluitamburul roii i reducnd astfel efectul de frnare corespunztor forei S. Efectul de autoamplificare duce la mrirea forei N1 n comparaie cu N2 deci i a lui F1fa de F2, pentru aceeai apsare S a saboilor. Datorit acestui fapt, la mersul corespunztor sensului indicat pe figur, sabotul 1 se va uza mai mult dect sabotul 2. Dac se schimb sensul de rotaie, fenomenul se petrece invers.Figura 3.9 For ele care ac ioneaz asupra sabo iolor n timpul frnarii. 14Sabotul care apas mai mult asupra tamburului se ntlnete sub denumirea de sabot primar (activ), iar cellalt de sabot secundar(pasiv). Pentru a egaliza uzurile la cei doi saboi, se folosesc diverse soluii constructive, ca: fore de apsare mai mici sau garnituri de frecare de dimensiuni mai mari la sabotul primar fa de cel secundar.Sabotul articulat i sabotul flotant, n funcie de natura i tipul reazemului saboilor, frnele cu tambur i saboi interiori pot fi: cu saboi articulaii 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.n figura 3.10,a este reprezentat frna simplex la care ambii saboi 7 i 2 suntarticulai n reazemele 3 (saboi articulai). Indiferent de sensul de rotaie, unul din saboi va apsa mai mult asupra tamburului 6. Excentricele 4 i 5 servesc n reglarea jocului dintre saboi i tambur.Saboii sunt apsai pe tambur cu fore egaleS produse de aciunea lichiduluisub presiune asupra pistonaelor ce se gsesc n cilindrul 7.La frna simplex din figura 4.3, b acionarea saboilor 1i 2 (articulai n reazemele 3) se face prin intermediul camei 4 cu forele S1 i S2. n figura 3.10, c este reprezentat frna simplex la care ambii saboi4 i5 articulai launpunctcomunfix6,prinintermediul adouprghii articulate oscilante l i 2 (saboi flotani) n acest caz, n timpul funcionrii, capetele interioare ale saboilor ocup poziia n care ntreaga lungime apas pe tamburul 6. producndu-se o uzare mai uniform.Figura 3.10 Frna simplex:ai b cu sabo i articlua i; c cu sabo i foltan i. 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).Frnaduo-duplex(fig. 3.11)prezintparticularitateacambii saboi lucreazcuefect de autoamplificare (ca saboi primari) indiferent de sensul de rotaie.15Figura 3.11 Frna duplex.La frnare, pistoanele din cilindrii 5 i 6apas saboiil i 2 pe tamburul 4, iar acetia, sub aciunea forelor de frecare, se deplaseaz pe direcia de rotaie. Dac sensul de rotaie este cel indicat pe figur, atunci sabotul l, sub aciunea pistonului cilindrului 6 i a forei de frecare, se va sprijini pe opritorul 3. n acelai timp sabotul 2, sub aciunea pistonului cilindrului 5 i a forei de frecare, se va sprijini pe opritorul 3. La rotaia n sens invers, sabotul l se va sprijini n opritorul 3, iar sabotul 2 n opritorul 3.Frna servo. Frna servo sau frna cu amplificare are doi saboi primari, sabotul posterior fiind acionat de sabotul anterior. Datorit forelor de frecare dintre sabotul anterior i tambur, fora de acionare a sabotului posterior este maimarencomparaiecuforadeacionarea sabotului anterior, n acest fel, momentul de frnare se mrete substanial.n cazul n care saboii sunt primari numai la mersul nainte, frna poart denumirea de uni-servo, iar n cazul n care saboii sunt primari pentru ambele sensuri de mers, frna este ntlnit sub numele de duo-servo.n figura 3.12,a este reprezentat frna uni-servo utilizat la roile punii din fa la unele autocamioane. Sabotul 4 este articulat la partea superioar n reazemul 2 i este acionat de sabotul 3,prin intermediul dispozitivului 8 de reglare a jocului. Datorit forelor de frecare dintre sabotul 3 (acionat de pistonul cilindrului6)i tamburull,fora cu care este acionat sabotul4 este mai mare dect fora cu care este acionat sabotul 3. De asemenea i momentul de frnare va fi mai mare.Figura 3.12 Frne servo:a uni-servo; b duo-servo; 1-tambur; 2-bol pentru articula ia sabotului 4; 3i 4 sabo i; 5i 7 arcuri; 6-clindru receptor; 8-dispozitiv de reglare a jocului dintre sabo ii tambur. 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 4sunt legai n serie i acionai de la un cilindru hidraulic. La frnare, saboii se deplaseaz n sensul de rotaie pn cnd unul dintre ei ajunge cu captul superior n opritorul 2. n funcie de 16sensul de rotaie, sabotul 3 acioneaz sabotul 4 prin intermediul dispozitivului de reglare 8 sau sabotul 4 acioneaz sabotul 3.n figura 3.13 se prezint dispozitivul pentrureglareaautomatajocului dintre saboi i tambur.La acionarea pedalei de frn, pistoanele cilindrului receptor deplaseaz saboii spre tambur, n acestecondiii, bieletal (careestemeninutncontact cusabotul cuajutorul arcului 5)se deplaseaz odat cusabotul spate acionndasupra prghiei 2 i a sectoruluidinat3,deplasndu-1 spn centru, Dac jocul ntre garniturile saboilor i tambur este mai mic, prghia 2 rmne angrenat cu sectorul 3, iar dac jocul este mare, arcul4 acioneaz sectorul dinat3 pe angrenajul prghiei 2, cu un dinte spre stnga. Dup eliberarea pedalei, saboii revin la poziia iniial, datorit bieletei l care i ine ndeprtai.Figura 3.13 Dispozitiv pentru reglarea automat a jocurilor dintre sabo ii tambur. 3.3.2 Frnele cu discExtinderea utilizrii frnelor cu disc la automobile se explic prin numeroasele avantaje pe care leprezint nraport cufrnele cutambur, celemai importantefiind: posibilitateamririi suprafeelor garniturilor de frecare; distribuia uniform a presiunii pe suprafeele de frecare i, drept consecin, uzarea uniform agarniturilor i necesitateareglrii mai rareafrnei; suprafa mare de rcire i condiii bune pentru evacuarea cldurii; stabilitate n funcionare la temperaturijoase i ridicate; echilibrarea forelor axiale i lipsa forelor radiale; posibilitatea funcionrii cu jocuri mici ntre suprafeele de frecare, ceea ce permite s se reducitimpul de intrarenfunciuneafrnei; nlocuirea uoar a garniturilor de frecarerealizeazreglarea automata joculuidintresuprafeeledefrecareprintr-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, pe cnd cele de tip nchis n special la autocamioane i autobuze.Frna cu disc deschis.Frna cu disc deschis reprezentat n figura 3.14, este compus din discullmontat pe butucul roii3 i din cadrul (suportul) 5 la care se gsesc pistoanele, prevzute cu garniturile de friciune 1. Cadrul monobloc se monteaz flotant saufix de talerul frnei, n cazul de fa, cadrul este fixat rigid i prevzut cu doi cilindri de acionare.17Figura 3.14 Frna cu disc deschis cu pistoane de ac ionare pe ambele fe e ale discului. La soluiile la care cadrul 7 se monteaz flotant pe punte (Renault) exist un singur cilindru de acionare,dispus numai pe una din feele discul(fig. 3.15). n acest caz, cursa pistonului de acionare este dubl fa de aceea de la frnele cu cadrul.Cadrul trebuie s fie suficient de robust spre a nu deforma sub aciunea unor fore mari.Aceast frn, datorit faptului c discul se dilat puin n planul axial, permite ca jocul dintrediscigarnituriledefriciunesfiemeninut lavalori maimici dect la frnele cu tambur.n general, frnele cu disc deschise nu posed efect servo i prin urmare au o eficacitate slab. Unele frne cu disc deschise pot asigura un anumit efect servo, care este meninut ns la valori moderate.Figura 3.15 Dispozitiv pentru reglarea automat a jocului la frna cu disc.La frna cu disc de la puntea din fa a autoturismelor Dacia (fig. 3.16 ), cadrul monobloc (etrierul) leste flotant, putndu-se deplasa fa de discul 6. n orificiul etrierului se gsete pistonul 2, prevzut: cu garnitura3,avndrolul de etanareitute readucere a pistonului n poziia iniial.Manonul4 mpiedic ptrunderea impuritilor. Discul 6 este fixat cu uruburi de scuicul roii, rotindu-se o dat cu acesta.La apsarea pe pedala de frn, lichidul ptrunde n cilindrul etrierului i deplaseaz pistonul 2, care, larndul su, apasgarnituradefrecare7pedisc. nacelai timpseproducei o deplasarelateralaetrierului astfel nct iadouaplcu de frn 5 va fi apsat pe disc. 18Datorit frecrii dintre cele dou plcue i disc, ia natere fora de frnare ce se distribuie n aa fel, nct asigur o uzare uniform a garniturilor de friciune.Figura 3.16 Funcionarea frnei cu disc de la autoturismele Dacia.Frnacudiscnchis.Acest tipdefrn, fa defrnacudiscdeschisprezint avantajul unei bune protejri mpotriva ptrunderii apei i murdriei,putnd fi uor ermetizat. Aceste frne pot fi cu sau fr efect servo. n figura 3.17 este reprezentat frna cu disc nchis, cu servoefect, 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 timpul frnrii,discurile de friciune l 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 l se deplaseaz n raport cu discul 2, bilele3sedeplaseazpeplanurilenclinatenparteamai ngustanuleelor, distannd discurilei obligndu-lesaapesecugarnituriledefriciunepecarcasarotitoare. Frnaeste prevzut cu un dispozitiv de reglare automat a jocului dintre suprafeele de frecare.

Figura 3.17 Frna cu disc nchis utilizat la automobile:a pr i componente; b principiul de func ionare. Frnele cu disc nchise, avnd suprafeele de friciune foarte mari, prezint avantajul unei uzri foartereduse, datoritlucrului mecanicspecificdefrecarefoartemic. Deasemenea, regimul termic este maisczut dectla o frn cu saboi,echivalent din punctul de vedere al performanelor.193.3.3 Frnele suplimentareLa autovehiculele cu mas mare, destinate transportului urban, cu opriri dese, sau circulaiei pe drumuri demunte- undetrebuiescoboarepantelungi - estenecesarsseprevadfrne suplimentare (dispozitive de ncetinire), care s permit scderea gradului de solicitare a frnelor de serviciu.Dupprincipiuldefuncionare,ele pot fi: de motor,electrodinamice ihidrodinamice. Fiind mai simpl din punct de vedere constructiv, se utilizeaz mai mult frna de motor.Frna de motor. n figura3.18 este reprezentat schema de principiu a frnei de motor utilizat la autocamioane i autobuze. Aceast frn produce obturarea galeriei de evacuare cu ajutorul unei clapele, concomitent cublocareaadmisiei combustibilului, ceeacefacecamotorul s funcioneze ca un compresor, producnd frnarea automobilului prin intermediul transmisiei. Frna este prevzut cu doi cilindri, legai n paralellpentru acionarea clapetei de obturare 2, iar 10 pentru blocarea admisiei combustibilului, fiind acionai pneumatic de la supapa de aerisire 7.Figura 3.18 Schema frnei de motor la autocamioane si autobuze:1- cilindru pt ac ionarea clapetei din galeria de evacuare; 2i 3 pozi iile clapetei de obturare; 4 racord de la compresor; 5 rezervor de aer comprimat; 6 sursa de energie electric; 7 supap de aerisire; 8 clem; 9 tij ctre pedala de accelera ie; 10 cilindru pentru blocarea combustibilului; 11 pozi ia nchis; 12 pozi ia descis; 13 pompa de injec ie. Frna hidrodinamic sau retarder. Acest tip de frn are, fa de celelalte sisteme de frnare,cea mai mare putere specific de frnare. Frna hidrodinamic format numai din pomp i din stator constituie frna hidraulic sau retarder care funcioneaz ca un hidroambreiaj la care turbina este blocat. Energia de frnare transformat "n energie caloric nmagazinat n ulei poate fi uor evacuat prin trecerea uleiului prin schimbtoare de cldur.Frna electromagnetic se recomand pentru automobilele i autotrenurile cu mas mare, mai ales dac instalaia electric a acestora include un generator de curent alternativ. De asemenea, frna electromagnetic se utilizeaz i la punile remorcilor sau semiremorcilor cu sarcin util mare. Acionarea acestor dispozitive este simpl i poate fi automatizat. Frnele electromagnetice mai rspndite sunt de dou tipuri, cu indusul sub form de disc i cu indusul sub form de tambur (clopot).20IV. Alegerea sistemului de frnare. Justificarea schemei constructive.Pentru acest proiect vomalege pentru puntea fa,spate frne pe disc ventilate,de tip deschis.Fig. 4.1 Frn pe disc ventilat.4.1 Regimurile de frnare ale autoturismului4.1.1 Cazul frnrii integrale

]]]

,`

.|+ ,`

.|22max13sin cossmGkSvgdtdva unde: -g=9,80m/s2-acceleraia gravitaional; - =25 0(0,43 radiani); -- coeficientul de aderen a drumului; -Ga -greutatea total a autovehiculului ncrcat; - v - viteza maxim a autovehiculului; -2x aerCk ;k-coeficientul aerodinamic al autovehiculului; -aer-densitatea aerului;- Cx-coeficientul aerodinamic al autovehiculului;- S - aria suprafeei frontale a autovehiculului.214.1.2 Cazul frnrii numai a roilor punii fa

]]]

,`

.| ,`

.|2maxsin cos1smLhLbgdtdvg unde: - b- distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea spate; -gh- nlimea centrului de greutate al autovehiculului; - L - ampatamentul autovehiculului.4.1.3Cazul frnrii numai a roilor punii spate -]]]

,`

.| ,`

.|2maxsin cos1smLhLagdtdvg unde:- a - distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea fa;- gh- nlimea centrului de greutate al autovehiculului;- L - ampatamentul autovehiculului.Apreciereaicomparareacapacitiide frnare a autoturismuluise face cu ajutorul deceleraiei maximeabsoluteafsau relative aref ,a timpului de frnare tf i a spaiului de frnare minimsf min n funciede vitez Aceti, parametri pot fi determinai n interval a dou viteze, dintre care una poate fi egal cu zero la frnarea total.La frnarea cu ambreiajul decuplat, ecuaia diferenial este :( )+ R Fm dtdvafaf` 1 unde: - `-coeficientul de influen al maselor aflate n rotaie la frnarea cu motorul decuplat ; - ma- masa autoturismului ; - Ff fora de frnare; - R-suma rezistenelor la naintarea autoturismului.Acest parametru se exprim uneori n procente :[%] 100 gagaaf ffref

Cunoscnd c Ff= Zf i considernd `=1,c viteza la care ncepe frnarea nu este prea mareiatunci Ra 0,cfrnareasefacepeundrumorizontal cu 0ipetoateroile (Zf Ga),ecuaia de micare n timpul frnarii devine :af g(f+) unde: -coeficientul aderenei.Dac toate roile sunt blocate, atunci f 0 i relaia devine :22af gf sau

gdtdv de unde :( )2 111121v vg ddvddvtvvvvf La frnarea total (v2=0), rezult: gvtf1Fig. 4.2. Procesul de frnare.Dup cumseobservdinfig.4.2, procesul defrnare poatefi mprit npatruetape caracterizate de timpii t1, t2, t3 , t4: unde: -t1-timpul de reacie al conductorului din momentul sesizriinecesitii frnrii pn la nceperea cursei utile a pedalei de frn; -t1`-timpul n care conductorul percepe apariia obstacolului i ia hotrrea de frnare; -t1``-timpul necesar mutrii piciorului pe pedala de frn;-t2-timpul derspuns aldispozitivului de frnare(timpultotaldeintraren aciunea dispozitivului de frnare);-t2`-impuldinmomentulapsrii pe pedala de frn i pn la nceperea aciunii de frnare;-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 constant ,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 fiind spaiul minim de frnare.Pornind de la relaia deceleraiei i scriind-o sub alt form rezult:23( )2`2`s i n c o ss i n c o sK A v G f G Zv d vgGd sK A v G f G ZGgd sd vvvd sd vd td sd sd vd td va a faa a fa+ + + + + + Integrnd aceast expresie n intervalul v1 :v2 i considernd c =1, c frnarea se face pe toate roile (Zf=Gacos ) i c Ra0i 0,rezult. +f gv vsf122221 La frnarea total (V2=0 i f=0) relaia devine.gfvsf221 La frnarea cu motorul nedecuplat ,deceleraia absolut afm este dat de relaia:( )afm f fmmR F Fdtdva+ + `1 unde : -fm-fora de frnare datorat motorului.Frnarea cu motorul nedecuplat este mai eficace dect cea cu motorul decuplat cnd afm>af.De aici rezult c totdeauna este raional s se frneze cu motorul nedecuplat, ci de la caz la caz, de la o anumit vitez.n practica conducerii autoturismelor este indicat s se foloseasc ntotdeauna frnarea cumotorul nedecuplat deoarece ineria volantului i acelorlalte pieseacioneaz ca un regulator al forei de frnare dezvoltate la roi i menine stabilitatea autoturismului n procesul frnrii.4.2 Determinarea momentelor de frnare necesare la punile autoturismuluiSistemul principal de frnare sau frna de serviciu este sistemul care acioneaz pe toate roile autoturismului. Reaciunile dinamice Z1,Z2] [1NLh bG Zga +] [2NLh aG Zga 24unde:- a -distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea fa;- b -distana pe orizontal de la centrul de greutate la puntea spate;- g=9,80m/s2 -acceleraia gravitaional;- hg-nlimea centrului de greutate al autovehiculului;- L - ampatamentul autovehiculului;- -coeficientul de aderen a drumului;- Ga - greutatea total a autovehiculului ncrcat. Momentele de frnare repartizate pe roi: -pentru roile fa: ] [21NmMMffRF -pentru roile spate: ] [22NmMMffRSFig.4.3 Determinarea reaciunilor i a momentelor de frnare.4.3 Calculul frnei disc faLa calculul frnei disc deschise se pleac de la ipoteza c presiunea exercitat asupra garniturii de friciune este uniform.;* * 2 * 2SSSUC unde:- U - fora de frecare;- S - fora care acioneaz asupra plcuelor de frn;- - coeficientul de frecare .25n mod corespunztor sensibilitatea frnei se obine conform definiiei prin derivarea relaiei raportului de transmitere C n raport cu coeficientul de frecare, adic:2 ddCPresiunea de contact dintre plcua de friciune i disc este:( )]]]

2 3i3e ff0mmNr r nM 3p unde: - re -raza exterioar; - ri=k*re -raza interioar; - ri=(0.60.75)re; - - unghiul la centru exprimat n radiani; - nf - numrul suprafeelor de frecare; - -coeficient de frecare; - Mf- momentul de frnare.Pentru calculul forei de apsare aleg frn disc servo prezentat n figura de mai jos:Fig. 4.4 Calculul forei de apsare.Reaciunea N se calculeaz cu relaia:]; )[ (212 2N r r p Nie unde:- re - raza exterioar;- ri- raza interioar;- = 500(0.8726 radiani);-2mmNp - presiunea de contact dintre plcua de friciune i disc.26Echilibrul forelor pentru montajul servo este:0` N N S ( ) ]; [ 1`N N S + unde : -` - coeficient de frecare dintre plcu i cilindru.4.4 Calculul frnei disc spatePresiunea de contact dintre plcua de friciune i disc este:( )]]]

2 3i3e ff0mmNr r nM 3p unde:- re- raza exterioar;- ri=k*re -raza interioar;- ri=(0.60.75)re;- - unghiul la centru exprimat n radiani;- =45500- nf-numrul suprafeelor de frecare;- - coeficient de frecare;-Mf - momentul de frnare.Reaciunea N se calculeaz cu relaia:]; )[ (212 2N r r p Nie

unde:- re -raza exterioar;- ri - raza interioar;- =500(0.8726 radiani); - p[2mmN] - presiunea de contact dintre plcua de friciune i disc;Echilibrul forelor pentru montajul servo este: ( ) ]; [ 1`N N S + 0` N N S unde:-`- coeficient de frecare dintre plcu i cilindru. 274.5 Verificarea la uzur Presiune specificPe suprafaa garniturilor de frecare, la frnare, la frnele disc se admite c presiunea pe disc este uniform i se consider o presiune medie ce se calculeaz cu relaia:( )2 2i emedr rNP(presiunea medie) unde: - = 0,8726 radiani; - re -raza exterioar; - ri - raza interioar. 4.6 Lucrul mecanic specific de frnareDurabilitatea garniturilor de frecare se apreciaz cu ajutorul lucrului mecanic specific de frnare dat de relaia: ALsfL 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:2261VgGLaf unde:-V-viteza automobilului la nceputul frnrii.Frne fa-n numrul plcuelor fa ;- A1 aria unei plcue fa;- = 0,8726 radiani;- re- raza exterioar;- ri - raza interioar;- Ga - greutatea total a autovehiculului ncrcat;- g = 9,80m/s2 - acceleraia gravitaional;

( ) ] [21A2 2 21mm r ri e ;Frne spate - m numrul plcuelor spate m; - A2 aria unei plcue spate; - = 0,8726 radiani; - re- raza exterioar; - ri- raza interioar;28 - Ga -greutatea total a autovehiculului ncrcat; - g = 9,80m/s2 -acceleraia gravitaional.

4.7 Puterea specific de frnarePutereadefrnarenecesarlafrnareaunui autovehicul demasma=gG0delaviteza Vmax m/s pn la oprire cu deceleraia af max este dat de relaia: max max0n fV agGP ;Iar puterea specific de frnare este :AagGVAPPfas 1max max Verificarea se face pe fiecare punte avnd n vedere distribuirea forei de frnare exprimat prin coeficieni cu relaiile:max max22 2max max11 1V agAGPV agAGPfasfas unde: - A1,A2 - reprezint suprafeele garniturilor de friciune ale punii fa i respectiv spate;- - coeficientul de aderen a drumului;- Ga - greutatea total a autovehiculului ncrcat; - g = 9,80m/s2 -acceleraia gravitaional ; - af max- deceleraia maxim a autovehiculului la frnare;- 1, 2 coeficienii de repartiie a forelor de fnare pe puni.4.8 Calcul termic al frnelor Calculul termic al frnelor unui automobil se poate face numai pe baza unor date experimentale referitoare la condiiile reale de rcire a frnelor n timpul frnrii.Calculele termice efectuate pe baza acestor date chiar dac nu reflect n mod fidel 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 ]; [2cmdaNAGa

4.8.1 Calculul termic al frnelor la frnarea intensiv n cazulfrnrii intensive, izolate de scurt durat se neglijeaz schimbul de cldur cuexteriorul, considerndu-secntreagacantitatedecldurcaresedegajcontribuiela ridicareatemperaturii frnei propriu-zise. Datoritconductibilitii termicefoarteredusea garniturilor de friciune, aproape ntreaga cantitate de cldur este preluat de discul de frn . 29Creterea de temperatur a discului la o frnare intensiv, izolat de la viteza V pn la oprire este:t faG n cV G 500 1082 ;unde:-- coeficient ce reprezint fraciunea de cldur preluat de disc, = 99 %;- c cldura masic, J/Kg*K;- Gt greutatea discului,kg ;- nf numrul roilor frnate;- oel - densitate oel;- h grosimea discului,mm ; - re, ri -raza exterioar a discului respectiv raza interioar,mm ; - md masa discului,kg; - V - viteza autovehiculului,km/h(m/s); - Ga -greutatea total a autovehiculului ncrcat,N.4.8.2 Calculul termic al frnelor n cazul frnrilor ndelungate n cazul unei frnri ndelungate temperatura maxim a discului este :t f cdaV g maxmax16 , 35 , 56 ;unde:-- coeficient de repartiie a cldurii ntre garniturilede frecare i disc;- af max- deceleraia maxim a autovehiculului la frnare;-t = c difuzivitatea termic n m2/s; - - conductivitate termic ; - - densitatea materialului tamburului [Jg/m3];- gd- densitatea fluxului de cldur;- Ga greutatea total a autovehiculului ncrcat,N;Serecomandcatemperatura maxim a discului s nu depeasc 3000C, condiie care este ndeplinit.4.8.3 Calculul termic al frnelor n cazul frnrilor repetateLafrnrilerepetate, cndnumrul acestoraestemare, sestabileteunechilibruntre clduradegajatievacuatajungndu-selaotemperaturdesaturaieadiscului datde relaia: ( )00 001t bebts+ + ; unde:- 0 temperatura mediului ambiant;- - creterea de temperatur la o frnare; 30 - t0 intervalul de timp dintre frnrii;- b coeficient ce ine seama de mrimea suprafeelor de frecare,condiiile de montaj ale discului, viteza discului.4.9 Calculul i construcia mecanismului de acionare a sistemului de frnareDispozitivele defrnarecufrnarehidraulic sunt nprezent celemai rspnditela automobile .Avantajeleprincipale 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 mult mai uor; - randament ridicat datorit faptului c lichidul din circuitul hidraulic este incompresibil (cursa real a pedalei de frn nu depete cursa teoretic cu mai mult de 4 7 % chiar la o frnare intensiv);- posibilitatea tipizrii dispozitivelor de frnare pentru automobile cu diferii parametri ;- 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 conducte (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 mult eficiena frnrii.ncazul transmisiei hidraulice, efortul delapedallafrnesetransmiteprintr-o coloan de lichid, coninut n conducte, care este practic incompresibil.Fig. 4.5 Schema de calcul a transmisiei hidraulice.31Calculul transmisiei hidraulicesefaceporninddelaforelenecesarepentruacionarea bacurilor de la frnele cu disc.Fora la pedal Fp, care realizeaz cu ajutorul cilindrului principal presiunea p din circuitul hidraulic, se determin cu relaia:h h ppi iSF1 ; unde:- h randamentul transmisiei hidraulice;-ip =b/a - raportul de transmitere a pedalei; -ih = 2

,`

.|pcdd-raport de transmitere hidraulic;Cursapedalei estelimitatdinconsiderentedecomoditateaacionrii astfel nct valoarea sa maxim s fie de 150 mmla autoturisme.n cazul unui automobil cu dou puni, cu frne la toate roile, cursa total a pedalei de frn, neglijnd deformaiile conductelor, se determin cu relaia: ] [ 4 4222211mm jddSddS i Sppcpcp p]]]]

+ +

,`

.|+

,`

.| ;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.4.10 Constructor mondial de produse pentru sistemul de frnare cu disc32Materiale 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 avantajele: - 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 pompelorcentraleiai pompelorreceptoarealemecanismului deacionare 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 de friciunepentrusistemedefrnare, careesteintegrat acumngrupulderenumemondial, Federal-Mogul, productor de elemente de friciune. Dezvoltnd tehnologii la scar cu adevrat global, att pentru clienii OE ct i Aftermarket, renumitele mrci Federal-Mogul, care includ Ferodo, Abex, Beral i Necto, ofer soluii de frnare pentru pretenioii specialiti auto din ziua de azi.Aceast varietate deosebit de produse, pe lng care exist i celelalte produse de calitate superioarFerododiscuri defrn, saboi defrn, accesorii, componentehidraulicei lichidedefrnreprezintceamai bunalegere, indiferent decerineledumneavoastr legate de frnare.4. 11 Itinerariu de fabrica ie a discului de frn 334.11.1Etapele fabricrii discului de frnPentru fabricarea discului de frn se parcurg urmtoarele etape:- Semifabricatul este turnat din font;- Se fixeaz pies n dispozitivul mainii unelte;- Se face strunjirea de degroare a suprafeelor frontale, interioare i exterioare;- Se face strunjirea de degroare a suprafeelor cilindrice interioare i exterioare;- Muchile ascuite se vor tei i se vor face degajrile;- Se face strunjirea de finisare a suprafeelor frontale, interioare i exterioare;- Se face strunjirea de finisare a suprafeelor cilindrice interioare i exterioare;- Se prelucreaz gurile pentru prezoane i pentru fixarea discului de butucul roii;- Muchile ascuite ale gurilor se vor tei;- Controlul final al discului de frn nainte de ambalare n cutii.Strunjirea(fig4.6) reprezintprocedeulde prelucrare prin achiere cu cea mai mare frecven de utilizare, fiind metoda de baz pentru obinerea corpurilor de revoluie. Strunjirea se realizeaz prin combinarea micrii principale de rotaie cu turaia n, executat de obicei de pies, cumicarea de avans a cuitului s. Avansul este ngeneral rectiliniundirecie longitudinal, transversal sau dup o direcie nclinat fa de axa micrii principale. Prin operaii destrunjiresepotprelucrasuprafeecilindriceiconice(exterioareiinterioare), frontale, filete, etc., ca urmare a combinrii micrii principale a semifabricatului cu micrile de avans longitudinal sau transversal ale cuitului.Fig. 4.6 Strunjirea. Prelucrareagurilor(alezajelor)sepoate realiza prin diverse procedee, alegerea acestora fiind determinat de caracteristicile dimensionale ale gurii, de precizia dimensional i geometric impus suprafeei, de materialul i forma piesei n care are loc prelucrarea etc. Dintre procedeelefolositelaprelucrarea gurilor,ponderea cea mai mare o au burghierea, lrgirea, adncirea i alezarea. Burghierea(fig. 4.7)esteprelucrareaprinachiereexecutatcuburghiul, lacaren general, semifabricatul rmneimobil, iar sculaexecutmicareaprincipalderotaiei micarea de avans rectiliniu (n direcie axial) sau, la care, semifabricatul execut micarea principal de rotaie, iar scula execut numai avansul.34Fig.4.7. Burghierea.4.11.2 Tratamentul termic al discului de frnMaterialul ales pentru fabricarea discului de frn este fonta cu grafit nodular (Fgn 700-3).Fontele sunt aliaje ale fierului cu carbonul care conin ntre 2,11 i 6,67 % C i i termina solidificarea cu palier eutectic. Fontele cu grafit nodular se obin prin modificarea n stare lichid a fontelor cenuii cugrafit lamelar. Modificarea propriu-zis se face prin introducerea de magneziu n fonta lichida cu ajutorul unui clopot. Dup aceast modificare se introduce siliciu, care crete cantitatea de grafit.Este supus tratamentului de nclzire prin cureni de nalt frecven i rcii intens cu ap, astfel se obin duriti de 50-60HRC.Adncimea stratului clit este de 2 mm pn la 5 mm.Tratamente la care este supus discul de frn:A) Recoarece pentru detensionare;B) Clire;C) Revenire. A- La fontele cu grafit nodular tensiunile interne sunt de 2-3 ori mai mari dect n fontele cenuii. De aceea, toate piesele importante, cu configuraie complicat i cu grosime de perei diferit, n cazul n care solicitrile la care sunt supuse n timpul lucrului nu necesit un regim termic mai complicat, trebuie supuse tratamentului de detensionare pentru eliminarea tensiunilor interne remanente ce iau natere la turnare Pentru c tensiunile interne s fie ct mai mici, att lapieselebrute, ct ilaceletratatetermic, trebuiesseasigureovitez minim de rcire i/sau nclzire n intervalul de trecere de la starea plastic la cea elastic, adic n intervalul de temperatur 620-650C.Tratamentul termic pentru detensionare se face de obicei astfel:35- nclzire cu o vitez de 75-100 C/h pn la 620-650 C;- Meninere 2-8 ore la aceste temperaturi (n funcie de grosimea peretelui piesei turnate);- Rcire mpreun cu cuptorul cu o vitez de 20-60 C/h. B - Clirea i revenirea au rolul s mreasc duritatea i rezistena discului de frn la uzur. Structurainiial optimpentruclireafontei cugrafit nodular esteceaperlitic, cuo repartizare uniform a grafitului. C - Revenirea fontelor cu grafit nodular se face la temperaturi de 500-600C.4.12 Sistemul de frnare ABS na doua parte a secoluluiXX 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 conceperii unor sisteme moderne (mecatronice),caresfacmai sigurcirculaiapedrumurilepublice. Paralel cuaceste sistemedesecuritates-audezvoltat isistemelepentruconfortul pasageriloribineneles sistemele pentru managementul motorului, care au asigurat fore i performane i mai mari ale motoarelor. Totalul sistemelor clasice i mecatronice formeaz autovehiculul mecatronic.Unuldintre celemai importante dintre aceste sisteme mecatronice este sistemul de frnare cu ABS, care face posibil oprirea autovehiculelor n condiii de siguran. Denumirea ABS vine de la Anti-Lock Braking System (sistem de frnare cu anti-blocare). Compania germanRobert BoschGmbH(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 camioane i limuzine germane Mercedes-Benz. Ulterior sistemele au fost portatei pentru motociclete. 4.12.1 Avantajul sistemului de frnare ABS fa de sistemul de frnare convenionalFrnarea const n consumarea energiei cinetice (prin frecare), acumulate de autovehicul, ceea ce se realizeaz cu ajutorul discurilor i a plcuelor de frn i a unor fore (presiuni) acionnd asupra lor cu ajutorul unor actuatori hidraulici. Formula urmtoare reprezint relaia energiei cinetice:Ec = 0,5 m v2 ,unde: - m m reprezint masa autovehiculului;- v vreprezint viteza autovehiculului.Dinformulademaisussepoate observa c energia cinetic crete exponenialcu ptratul vitezei, ceea ce nseamn c distana de oprire la o vitez de 100 km/h este de 4 ori 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 siguranei active a automobilului. Cel mai mare avantaj al ABS-ului faa de sistemul de frnare convenional este claofrnareputernic, peuncarosabilalunecos, evitndderaparea, sistemuldefrnare ABSfacecavehiculul spoatefectuavirajei schimbri dedirecientimpul frnarii, respectiv poate s reduc distana de frnare n anumite condiii nefavorabile (de exemplu: pe 36zpad, sau pe ghea avnd cauciucuri de iarna cu cuie), maina adaptndu-se la condiiile de trafic i de drum. Totui, nu trebuie s ne ateptm ca ABS-ul s scurteze distana de frnare n orice condiii de drum. Cnd conducem pe criblur, nisip sau mai ales zpad proaspt, depus pe un strat de ghea, maina trebuie condus mai ncet i cu mult grij, pentru c distana de oprire poate s fie mult mai lung. 4.12.2 Schema i funcionarea sistemului de frnare ABSFig. 4.8 Schema de distribuie (n plan) a sistemului de frnare ABS.Sistemul de frnare ABS este compus din senzori, o unitate ECU, o unitate HCU i din actuatori hidraulici. Deci din 4 senzori, cte unul pe fiecare roat (n acest caz, pentru c sunt variante, n care la roile din spate se pune doar un singur senzor, mai ales cnd acetia sunt roile tractoare), care au rolul de a msura turaia roilor i de a trimite informaiile obinute la o unitate central ECU (Electronic Control Unit). Unitatea ECU are rolul de a prelucra aceste informaii i de a trimite altele, obinute din cele prelucrate, ctre unitatea HCU (Hydraulic Control Unit). Aceast unitate are rolul de a scade (pentru o secven i la perioade de timp bine stabilite) presiunea uleiului, n acel circuit de frnare, de la care informaiile trimise de senzori, ctre ECU, au fost diferite fa de cele prestabilite a fi corecte, printr-un actuator hidraulic. Unitatea HCU va efectua aceast operaie pn cnd unitatea ECU va primi, de la senzori, informaii diferite fa cele prestabilite a fi corecte.

37Fig. 4.9 Unitatea de comand (ECU + HCU). Sistemul de frnare ABS nu funcioneaz dect la o vitez mai mare de aproximativ 7 km/h. La o frnare brusc, atunci cnd turaia uneia dintre roi atinge un anumit nivel minim, careestepreasczutfaadevitezamainii iroata tindesse blocheze,presiuneadela frnele aferente se scade cu ajutorul actuatorului hidraulic comandat de unitatea de control HCU (pentru o secven i la perioade de timp bine stabilite). La cealalt variant constructiv, deci cu 3 senzori (cu un singur senzor la roile din spate), la roile din faa aceast presiune este reglat separat la fiecare dintre ele, iar la roile dinspate mpreuna. Efectul frnarii nacelai timppentruambii roi dinspatefaceca stabilitatea mainii s fie meninut ct mai mult posibil (exclusiv momentele cnd una dintre roile din spate prsete oseaua, din cauza unui carosabil accidentat, blocndu-se, i ABS-ul slbete frnarea pentru o fraciune de secund i pentru roata cealalt). Unitatea ECU ncepe s preia informaiile de la senzorii roilor i s le prelucreze, din momentul apsrii pedalei de frn. Dac intervine vreun defect n funcionarea sistemului ABS, pe bordul mainii se aprind unul sau dou becuri de semnalizare. Fig. 4.10 Schema bloc a sistemului de frnare ABS. unde:-15- este un terminal conectat la contactul mainii;- 30- este terminalul (+) de alimentare a unitii de control;- 31- este terminalul (-), (ground);- A2- unitatea de control;- B25, B26 - sunt senzorii de turaie ai roilor fa-stnga respectiv fa-dreapta;38- B27, B2 - sunt senzorii de turaie ai roilor spate-stnga respectiv spate-dreapta;- H1.5 - bec de semnalizare;- S29/S43-sunt ntreruptoare , semnale de intrare de la pedala de frn;- WSS - distance signal,semnal de intrare pentru unitatea HCU, care conine informaii asupra scderii presiunii n circuitele de frnare;- X13- diagnostic link. Fig. 4.11 Componentelesistemului 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. 4.12.3 Sistemul EDL a ABS-uluiVehiculele echipate cu ABS pot fi prevzute i cu un sistem EDL (Electronic Differential Lock). Sistemul EDLntesneteaccelerareai urcareavehiculului peopantabruptn condiii nefavorabile. Acest sistemfuncioneaz total automat, oferul nefiindobligat s acioneze nici un buton de pe bordul mainii. Sistemul EDL folosete ca elemente de preluare a informaiilor senzorii sistemului ABS. Dac la o vitez mai mare de 40 km/h apare o diferen de turaie dintre roile tractoare, mai marede100rpm(ceeacenseamn aproximativ 1/3 din turaia normal a roii la aceast vitez), deci aparepatinareauneiadintreroi dincauzaunei pri decarosabil alunecos, sistemul EDL reduce turaia roii care patineaz prin acionarea ABS-ului asupra acestuia i n consecina prin diferenial aplic o for de traciune mai mic pe roata cealalt. Din cauza funcionrii sistemului EDL, prin frnarea uneia dintre roile tractoare (cea care patineaz), acesta are in vedere c n cazul unor patinri dese ale aceleiai roi, acesta se auto-decupleaz pentru perioade scurte de timp, evitnd astfel supranclzirea elementelor de frnare (discuri i plcuedefrn). Avndnvedereacestlucru, serecomandconductorilorautosevite 39accelerrile brutei desencondiiile unui carosabil alunecos, i mai ales cndexist posibilitatea ca amndou roile tractoare s patineze cu aproximativ aceeai turaie, cnd nici EDL-ul nu poate ajuta. 4.12.4 Avantajele sistemului de frnare ABSAvantajele sunt: - mpiedic blocarea de lung durat a roilor; - controlul asupra direciei la frnare puternic; - protejarea cauciucurilor; - asigur aderena roilor pe osea (dac amortizoarele sunt bune); - oprirea n condiii de siguran i scurtarea distanei de frnare; - destinderea oferului n timpul conducerii ( sigurana activ); - evitarea deraprii n cazul frnrii pe carosabil umed sau alunecos; - reduce distana de frnare n condiii defavorabile de drum (acoperit cu zpad).Tehnologiamodernareunrolfoarteimportant ndezvoltareaautovehiculeloria diferitelor sisteme mecatronice, dar sunt unele cazuri rare, cnd nici sistemul de frnare ABS i nici alte sisteme de securitate nu pot asigura sigurana maxim. n aceste cazuri extreme, cum ar fi: viteze foarte mari, condiii de drum i de trafic foarte rele, nu trebuie s ne asumm riscul, deci trebuiesconducemprudent, adaptndu-nelacondiiiledetrafici dedrum. Totodat,conducndomaincuABS pe un drum accidentat (cu gropi sau denivelri)i amortizoare uzate, cnd roile pot s prseasc suprafaa oselei, trebuie s avem n vedere faptul c ABS-ul va mri distana de frnare.4.13 ntreinerea sistemul principal de frnarentreinerea sistemului de frnare cu acionare hidraulic: a) Se verific etanietatea instalaiei hidraulice; b) Se verific i se completeaz nivelul lichidului din rezervorul pompei centrale; c) Se verific i se regleaz jocul dintre tija i pistonul pompei centrale; d) Se evacueaz aerul de pe instalaie (dac exist); e) Se verific uzura garnituriilor de friciune; f) Se regleaz frna de mn .a) Controlul etanietii instalaiei sepoatefaceprinurmrireanivelului lichidului n rezervorul pompei centrale i urmrirea presiunii n instalaie. Urmrirea nivelului lichidului n rezervorul pompei centrale la frnri repetate pe loc d posibilitatatea de a se constata eventualele neetaniti ale instalaiei. La apsarea pedalei de frn nivelul lichidului din pompa central scade cu 3-6mm,fiind proporional cujocul dintre plachei i disc.Dacnivelulscadeimaimult seurmresccanalizaiile,racordurileflexilbile,pompa central,cilindrii receptori n scopul depistrii locului n care se produc pierderi.40b) Nivelul lichidului din rezervor trebuie s fie cuprins ntre intrervale de minimi maxim.Datorit uzurilor n timpul exploatrii nivelul lichidului scade.Lichidul de frn se nlocuiete la doi ani.Culoarea maronie sau cenuie a lichidului indic degradarea n timp prin supra nclzire,n acest caz lichidul trebuie schimbat. c) Jocul dintre tij i pistonul pompei cnetrale trebuie s se ncadreze n limite prescrise d) La nlocuirea lichidului de frn n instalaie ptrunde aer care trebuie eliminat.Pentru evacuarea aerului din instalaie,s deurubeaz aerisitorul i seaps de cteva ori pe pedal de frna,evacundu-se att aer ct i lichid de frn.Se completeaz lichid de frn n rezervorul pompei centrale.Aceast operaie se repet pentru toate roile autovehicului,ncepndu-se de obicei cu roat cea mai ndeprtat de pomp central.41V. Sistemul staionar de frnareLa automobilele actuale, acionarea mecanic este limitat numai la frnele de staionare. Elementul principal este o prghie, care, prin intermediul unor tije, acioneaz asupra unei frne cu band sau disc, sau prin intermediul unor cabluri, direct asupra frnelor roilor din spate.Frna de mn - denumiti frna de ajutor sau de parcare, define te sistemul de frnare paralel celui principal.Este ac ionat manual - de ctre o parghie - sau electromecanic. Fig. 5.1 Maneta frnei de mn tras/ netras.Dac autoturismul ruleaz, pentru ac ionarea frnei de ajutor se trage de maneta n sus (apsnd simulian pe butonul care se afl n captul manetei) pentru a evita blocarea acesteia nainte de a ajunge n pozi ia maxim. Dac autoturismul sta ioneaz, pentru ac ionarea frnei de securitate se trage energic de manet n sus, fr a mai apsa pe butonul din capatul acesteia. Pentru deblocarea frnei de ajutor, la pornirea autoturismului, este necesar a se trage din nou de maneta n sus, dup care se apas pe butonul din capat, pentru a readuce maneta n pozi ia initial.Fig. 5.2 Mecanism de acionare cu cablu a frnei de mn (de parcare), fixat pe suport de magneziu (pentru VW Golf V).Pentru meninerea frnei n stare acionat se prevede un sistem de blocare cu clichet.42Fig 5.3 Mecanism de ac ionare cu cablu a frnei de mn (MATIZ) 1 clem cablu frn de parcare; 2 cablu frn de paracare; 3 dispozitiv fixare; 4 garnitur cablu; 5 anamblu levier frn de parcare; 6 ntreruptormartor avertizare frn de parcare; 7 -plint; 8 fulie cablu; 9 -tift. Fig. 5.4 Frn de mn cu 1 sau 2 cabluri.43Cablu frnei de mn (fig 5.5) - cablu articulat ce folose te la transmiterea mi crii levierului de frnare de parcare ctre sistemul de frnare de parcare.Fig. 5.5 Cablul frnei de mn. 44VI. Diagnosticarea sistemului de frnareOprimac iunedediagnosticareasistemuluide frnare o poate ntreprindensu i conductorul automobilului prin observarea comportrii sistemului de frnare i a automobilului n timpulprocesuluide frnare. Eventualele defec iuni vor fi semnalateprin simptome specifice, a cror dependen de cauze este prezentat n tabelele 6.1i 6.2. Oasemenea diagnosticareestenssubiectiv i, defoartemulteori depindede abilitateaoferului de a sesiza apari ia unor simptome specifice. In plus, aprecierile pot avea doar un caracter calitativ, fr a oferi informa ii concrete, cantitativei nici nu permit de a localizadefec iunea. Determinarilecantitativeale capacit iide frnare sepotefectuaprin ncercari pedrum, darutilizndaparatei dispozitivespecialei respectndtehnologii de lucru bine definite.6.1 Tabele cu simptomelei cauzele probabile ale defec iunilor sistemelor de frnare Tabelul 6.1 Simptomelei cauzele probabile ale defec iunilor sistemelor de frnare cu lichid. Nr. crt.Simptome Cauze posibile1 Efort mare la pedal 1.1. Garnituri de cauciuc dilatate1.2. Pistona e gripate 1.3. Orificiulcompensatoralcilindruluipompeicentrale obturat1.4. Axul pedalei gripat1.5. Conducte nfundate2 Efort prea mic la pedal 2.1. Garnituri de cauciuc defecte2.2. Garnituri de cauciuc murdare2.3. Pierderi de lichid2.4. Aer in sistem3 Cursa liber a pedalei insuficient3.1. Joc insuficient ntre sabo ii tambur 3.2. Dilatarea tamburilor 4 Cursaliberapedalei prea mare4.1. Idem 2.44.2. Conductele flexibilei-au pierdut rezisten a 4.3. Joc mare ntre sabo ii tambur 4.4. Joc mare ntre tijai pistonul pompei centrale 4.5. Garnituri de frn uzate4.6. Uzura pronun at a discurilor 5 Frnele de la ro i se nclzesc5.1. Idem 1.1-1.4 si 3.15.2. Arcuri rupte sau detalonate5.3. Impurit i ntre sabo ii tambur (disc) 5.4. Frna de sta ionare dereglat 5.5. Etrier nclinat (la frnele cu disc)6 Zgomote n timpul frnrii 6.1. Idem. 4.5, 4.6, 5.3, 5.4,i 5.5 7 Pedala ac ioneaz normal 7.1 Idem. 2.3,4.2i 4.5 45dar fr efect de frnare 7.2. Lubrifiant ntre saboti tambur 8 Ma ina trage lateral n timpul frnrii8.1. Idem. 3.3, 5.3, 6.2, 7.2i 7.3 8.2. Pistona ul sau cilindrul receptor gripat 8.3. Garnituradecauciucaunui cilindre receptor uzat, rupt, dilatat sau murdar8.4. Pierderi de lichid la frnarea unei ro i 9 Frnare intermitent 9.1. Idem 5.39.2. Amortizoare defecte9.3. Jocuri mari n mecanismul de direc ie 9.4. Tambur sau discuri uzate neuniform10 Ro ile din spate se blocheaz n timpul frnrii10.1. Repartitorul efortului de frnare defect11 Frnare neprogresiv (brusc)11.1. Joc prea mic ntre garniturile de frnare din tambur (discuri)11.2. Orificiul de compensare al pompei centrale obturatTabelul 6.2 Simptomelei cauzele posibile ale defec iunilor sistemelor de frnare cu aer Nr. crt.Simptome Cauze posibile1 Vehiculul ruleaz frnat 1.1. Joc insuficient al pedalei de frn1.2. Joc insuficient ntre sabo ii tambur 2 Frnele sunt ineficace 2.1. Joc mare al pedalei de frn2.2. Joc mare ntre sabo ii tambur 2.3. Impurit i (lubrifiant) ntre sabo ii tambur 2.4. Garnituri de frn uzate2.5. Dereglarea sau murdrirea robinetului de distribu ie a aerului2.6. Presiune scazut a aerului n sistem3 Scderea presiunii aerului dup oprirea motorului3.1. Conducte sau conexiuni neetan e 3.2. Pierderea etan eittii camerelor de aer 3.3. Pierderea etan eittii robinetului de distribu ie 3.4. Rezervor de aer defect3.5. Cureauadeantrenareacompresorului slabitsau murdar de lubrifiant4 Presiunea n sistem scazut sub limita normalului4.1. Idem pct. 2.1-2.44.2. Supapele compresorului defecte4.3. Compresor uzat4.4. Regulator de presiune defect5 Presiuneansistemcre te peste limita normal5.1. Regulator de presiune defect6.2 Imagini cu un atelier destinat sistemului de frnare46Principala zon de expertiz a autovehiculelor rutiere este STA IA ITP carese refer la: testareai diagnosticarea autovehiculelori a sistemelor acestora (sistemul de direc ie, sistemul de frnare, sistemul de iluminarei semnalizare etc); analiza gazelor de evacuare produse de autovehicule corobort cu testarea i diagnosticarea elementelor de comandi control; consultan i analiz constructiv; activitate didactic.Fig. 6.1 Linia de testarei reglaj direc ie. Fig. 6.2 Linia de testare a sistemului de frnare.Fig. 6.3 Determinarea parametrilor ro ilor. 47Fig. 6.4 Msurarea parametrilor a sistemului de frn.6.3 Controlul etaneitii cilindrului etrierControlul etaneitii cilindrului etrier se face dup demontarea prealabil din circuitul de frn, respectndu-se condiiile tehnice:Seungeobligatoriuculichiddefrnalezajul etrierului, pistonul, canalul i garniturade etanare;Se monteaz o garnitur de etanare nou n canalul din etrier, apsndu-se cu mna pe piston n mod progresiv;n timpul controlului, garnitura de protecie va fi demontat.Pentru verificarea etaneitii cilindrului etrier, se folosete: o surs de aer comprimat la o presiunede maxim 2 bar, o baie n care se introduce lichid de frn sau alcooliun manometru cu un racord adaptabil la filetul flexibil ( figura 6.5 ). Figura 6.5 Verificarea etaneitii etrierului de frn.Pentru verificare sefac operaiile: se nurubeaz racordulmanometrului n locul conductei flexibile; se conecteaz intrareaaerului la o presiune de 0,3 bar; se scufund ansamblul etrier ntr-o baiecualcool i se manevreaz uor pistonul n locaul dinetrier, deccacinci-aseori pentruascoateaerul dincanalul garniturii etrierului;senterpunentrepistonietrier ocaldelemni severificetaneitatealapresiuni diferite, valoarea nedepind 2 bar. Neetanarea poate fi observat prin apariia bulelor de aer n alcool i scderea presiunii.Interpretarea rezultatului: dac etrierul prezint scpri de aer pe lng piston, se demonteaz din nou etrierul i se nlocuiete: ori etrierul, ori pistonul, relundu-se probele de etanare.486.4 Controlul etaneitii servofrneiVerificarea etaneitii mecanismului servofrn trebuie s se fac pe autoturism, iar circuitul hidraulic de frn trebuie s fie n stare de funcionare.Pentru verificare, se braneaz un vacuumetru ntre mecanismul servofrn i colectorul de admisie, cu un racord Ti o eava foarte scurt .Se pornete motorul, lsndu-l la turaia de ralanti cteva minute, cu scopul de a se crea o depresiune n mecanismul servofrnei.Se obtureaz tubul dintre colectorul de admisie i racordaj T, folosindu-se o penset, dup care se oprete motorul i se citete presiunea la depresiometru.Dacscdereadedepresiuneestemai marede25mmcol Hg(33mbar) n15secunde, mecanismul servofrn nu este etan, cauzele fiind:supapa de reinere defect ( se nlocuiete ); membrana i tija mecanismului nu etaneaz ( se nlocuiete mecanismul servofrn ).Se precizeaz c, chiar dac mecanismul dervofrn nu funcioneaz, sistemul hidraulic la frnare funcioneaz, ns efortul la pedal este dublu pentru a obine o deceleraie echivalent cu o frnare normal folosind mecanismul servofrn.6.5 Controlul jocului dintre garniturile de frn ale saboilor i tamburul de frn spate ( sistem clasic )Pentru verificare se fac operaiile:- se slbete frna de staionare;- se ridic automobilul pe o punte elevatoare, astfel ca roile s fie libere, sau se ridic pe rnd fiecare roat, folosind un cric de la automobil;- se roteteliber roata,creia i verificm jocul dintre tambur i garnituri, observndu-se eventualefrecri zgomotoasesaureineri parialealetamburului roii. Normal, tamburul trebuie s se roteasc uor.Corectarea jocului ( figura 6.6 ) se face din excentrice, astfel: se rotesc capetele ptrate T i C n sensul sgeilor cu cheia special FRE-279-02, pn ce garniturile de frn vin n contact cu tamburul de frn, apoi se desface n sens invers sgeilor pn ce roata se rotete liber.Figura 6.6 Corectarea jocului dintre garniturile de frni tamburul de frn la ro ile din spate.49VII. Reparaii ale sistemului de frnare7.1 Demontarea, repararea i remontarea pompei centrale de frnDatorit unei uzuri exagerate a corpului interior al cilindrului principal de frn sau a garniturilor de etanare este posibil ca frna s nu mai fie eficace.Cilindrul principal defrnestereparabil prin: nlocuireasetului dereparaii ( garnituri, piston, arcuri i sigurane ) sau a corpului cilindrului, toate piesele fiind originale, nepermindu-se recondiionri sau mperecheri de piese noi cu vechi.Pentru demontarea cilindrului de la automobilele cu circuit simplu de frnarese procedeaz astfel:- se scoate cu ajutorul unei seringi tot lichidul de frn din rezervorul compensator, se desfac cele trei racorduri rigide i piuliele de la suportul pedalier sau suportul servofrn - se scoate cilindrul principal;- se dezasambleaz cilindrul principal n piese componente - se verific alezajul ( 19 mm ) i ovalitatea cilindrului principal;- se cur n alcool toate piesele;- se nlocuiesc piesele care prezint uzuri importante, rizuri etc.Pentrudemontareapompeicentrale cu servofrn se fac operaiile: se deconecteaz bateria, se golete rezervorul compensator, se desfac cele trei conducte de la pompa central i furtunul de depresiune apoi se demonteaz axul furcii de legtur la pedal i piuliele , de fixare a servofrnei pe tablier, i se scoate mecanismul servofrn.Reasamblareapieselorpompei centralepentrusimplusaudublucircuit sefacenordinea demontrii, respectndu-se urmtoarele condiii tehnice:- nainte de reasamblare, toate piesele se introduc n lichid de frn;- la pompa central tip IPA-tandem, pentru introducerea tifturilor elastice , se comprim pistoaneleastfel ca fanta tifturilor elastice s fie orientat spre spatele pompei, respectiv spre tija mpingtoare.La remontarea mecanismului servofrn trebuie respecate cotele: L 131 mm i X 9 mm (figura 7):Fig. 7 Demontarea pompei centrale cu simplu circuit:a demontarea conductelor rigide; b dezasamblarea pompei; 1 siguran ; 2 rondel; 3 piston; 4 inel; 5 garnitur de etan are; 6 arc; 7 supap; 8 corpul pompei; 9 rezervor compresor; 10 capac.507.2 Demontarea, repararea i remontarea etrierului de frn faPrincipalele defeciuni care pot conduce la nlocuirea etrierului de frn sau repararea acesteia sunt:- garnitura de etanare din corpul etrierului este ciupit, deformat sau neconform din punct de vedere geometric sau al materialului, produce pierderi de lichid de frn, iar eficacitatea frnei la pedal se pierde la apsarea brusc;- pori sau fisuri n corpul etrierului;- filet deteriorat la buonul de purjare aer;- cilindrul hidraulic neconform din punct de vedere al formei geometrice, prezint graiuri sau rizuri pe suprafa;- impuriti n canale, producnd obturarea intrrii lichidului de frn sau blocarea cilindrului. La demontarea etrierului de frn fa se execut operaiile principale: se demonteaz roata fa; se scoate lichidul de frn din rezervorul compensator, se scot siguranele i plcile de fixare; sedeurubeazracordul canalizaiei rigideperacordul flexibil i sescoateblocul etrier, observndu-se i starea de uzur a garniturilor de frn.Repararea etrierului const n:nlocuirea blocului etrier, inclusiv cilindrul cu garnituri, numai n cazul blocrii sau spargerii acestuia.7.3 Mod de lucrun procesul exploatrii, la discul de frn fa pot s apar defeciuni de tipul: Uzarea uniform sau neuniform a suprafeelor de frecare; Existena rizurilor sau a canalelor inelare; Fisuri sau crpturi; Deformri.Toate acestea conduc la necesitatea demontrii, reparrii sau nlocuirii discului de frn.Pentru demontarea ansamblului butuc disc frn fa se fac operaiile: se slbesc piuliele de la roile fa, se ridic partea din fa a automobilului, se aeaz pe capre i se scot roile; se demonteaz etrierul, fr debranarea racordului flexibil i se recupereaz garniturile de frn; se demonteaz suportul etrierului i cele trei uruburi de fixare a discului de frn; se imobilizeaz discul de frn i se scoate piulia fuzetei; se nurubeaztreiuruburispeciale n butuc ise verific dac suntncontactcu portfuzeta; prin nurubarea progresiv a uruburilor, se extrage ansamblul butuc disc, apoi se separ butucul de discul de frn.Dup demontarea discului, acesta se cur i sufl cu aer n vederea constatrii eventualelor defeciuni enumerate mai sus, fcndu-se urmtoarele msurtori:grosimea discului de frn ( sub 9 mm se nlocuiete );51btaia axial,citit pe un comparator la diametrul de 251 mm ( mai mare de 0,11 mm, se nlocuiete discul).Corectarea geometriei discului de frn privind grosimea i ovalitatea se poate realiza prin strunjirea sau rectificarea n limitele maxime admise.7.4 Modalit i de cre tere a calit ii a sistemului de frnare Sistemul de frnare este mai eficient cu ct distana pn la oprire este ct mai mic.Folosirea a dou sisteme de frnare(frna de serviciu,frna de staionare) saumai multe sisteme de frnare crete eficiena sistemului de frnare. n general se folosesc la autoturisme dou circuite pentru frna de serviciu,de obicei circuitele sunt legate n paralel,pentru ca n cazul defeciunii unui circuit autovehiculul sa mai aiba posibilitatea de a frna n siguran. Folosirea unor dispozitive ce reglez automat jocul dintre garniturile de frecare i discurile de frn crete eficiena sistemului de frnare. Folosirea limitatorului de presiune pentru puntea spate ,care funcioneaz n funcie de ncrcarea punii spate crescnd eficiena sistemului de frnare. La creterea ncrcari punii spate ,presiunea in circuitul punii din spate este mai ridicat,la scderea ncrcrii sarcinii punii spate presiunea n circuit pentru puntea spate este mai mic. Folosirea unui element Control traciune" (TC) controleaz vitezele roilor motoare i recunoatederapajul laacionareaacceleraiei cndvaloareaacesteiadepeteunanumit prag. Sistemul preiacontrolul asuprasituaiei aplicnduncupludefrnareperoatacare patineaz, obinutprincretereapresiuniinpartearespectiva circuituluidefrn.Acest lucru permite diferenialului s transfere cuplul roii aderenteaducnd autovehiculul la starea normal. TC Cuplul de traciune" rmne activ pn la viteze cuprinse ntre 40 i 60 km/h.O modalitatedecretere aeficientei sistemului de frnare este folosirea sistemelor ABS(Anti Blocking System) i ESP(Electronic Stability Program). Mainile care sunt dotate cu ABS,folosesc patru circuite hidraulice (cte unul pentru fiecare roat), sau trei circuite (circuite separate pentru roile punii fa i un circuit comun pentru roile punii spate).Fiecare roat dispune de cte un disc danturat i traductor inductiv de turaie, dar la sistemele cu trei circuite se poate folosi un singur traductor pentru ambele roi ale punii spate.Indiferent decondiiiledeaderenautovehicululecareauABSi ESPoprescn siguran. 52VIII.CONCLUZIISistemul de frnare are urmatoarele func ii: reducerea vitezei; asigur oprirea autovehicolului; cnd autovehiculul se afl ntr-o treapt de vitez, l poate men ine pe loc, dac este nevoie.Sistemul de frnare se clasific in: sistemul principal de frnare denumiti frna principal sau frna de serviciu; sistemul suplimentar de frnare sau frna de sta ionare cu rolul de a men ine automobilul 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 ac ioneaza simultan pe toate ro ile vehiculului. Pedala deplaseaz unpistonncilindrul pompei de frn, iar presiunea se transfer prin intermediul lichidului de frn la dispozitivele situate la fiecare roat:- frn pe discuri, solidari fixa i pe ro ii plcu ele mobile; - frn pe tamburi, solidari fixa i prin ro ii pe ferodourile mobile. Fig 8.1 Frn principal. Frn de parcare (de mn)Semai nume te"frndesta ionare". Ac ioneazapedouro i, deobicei peceledin spate, prin intermediul unui cablu de frn, astfel ncat plcu ele sau ferodourile preseaz pe discuri sau tamburi blocndu-le. Sistemul antiblocaj (ABS)Sistemele de frnare cunosc o dezvoltare continu, astfel ncat s asigure o securitate ct mai mare la frnare, indiferent de starea carosabilului, de vitezai alti factori. 53 Unul dintre aceste sisteme este ABS-ul. La cele mai multe vehicule, acesta contine un computeri un senzor de vitez pe fiecare roat. Dac la o frnare brusc roata tinde s se blocheze,sistemul reduce automat presiunea de frnare,astfel ncat aceasta va continua s ruleze, avnd aderen a la sol. In acest fel, direc ia rmne operativ, vehiculul nu derapeazi poate fi controlat.Fig. 8.3 Sistemul antiblocaj (ABS)Diagnosticarea sistemului de frnare o poate ntreprinde nsu i conductorul automobilului prin observarea comportrii sistemului de frnarei a automobilului n timpul procesului de frnare. Diagnosticarea se face de obicei se face in STA IA ITP. 541. Mondiru C. - Automobile. Diagnosticare ntreinere Reparare.- Editura Tehnic, Bucureti 2003.2. Fril Gh..-Automobile cunoatere, ntreinere i reparare- Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti 2005.3.Untaru,M. Fril,Gh. Poincu,Gh. Seitz,N. Tabacu,I. Pere,Gh.Macarie,T-Calcululiconstrucia automobilelor - Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1982.4.Gh. Fril,Mariana Fril,St. Samoil Automobile-Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 2005.5. http://medias.schaeffler.com6. http://en.wikipedia.org7. http://www.autototal.ro55