La estructura y principio de funcionamiento del sistema de frenado del automóvil.

La composición y estructura del sistema de frenado del automóvil El sistema de frenado del automóvil es un sistema de seguridad de frenado complejo, generalmente compuesto por un dispositivo de transmisión de frenado y un freno. 1) Dispositivo de transmisión del freno El dispositivo de transmisión del freno incluye varias piezas y tuberías que transmiten la energía de frenado al freno, como el pedal del freno, el cilindro maestro del freno, el cilindro de la rueda y las tuberías de conexión, etc. 2) Frenos Los frenos son componentes que generan fuerzas que impiden el movimiento o tendencia de un vehículo. Esto generalmente se logra mediante la fricción entre el elemento fijo y la superficie de trabajo del elemento giratorio. Un sistema de frenado completo también cuenta con dispositivos adicionales como dispositivos de ajuste de la fuerza de frenado, dispositivos de alarma y dispositivos de protección de presión. El principio de funcionamiento del sistema de frenado es la fricción mutua entre los elementos no giratorios conectados a la carrocería (o bastidor) y los elementos giratorios conectados a las ruedas (o eje motriz) para evitar que las ruedas giren o tiendan a girar. La energía cinética del vehículo en movimiento se convierte en energía térmica del par de fricción y se disipa a la atmósfera. Ahora tome el sistema de frenos de servicio hidráulico como ejemplo para ilustrar el principio de funcionamiento del sistema de frenos, como se muestra en la Figura 15.1. El freno de rueda se compone principalmente de una parte giratoria, una parte fija y un mecanismo de apertura. La parte giratoria es el tambor de freno, que está fijado al cubo de la rueda y gira con la rueda. Su superficie de trabajo es la superficie cilíndrica interior. La parte fija incluye principalmente zapatas de freno y placas inferiores de freno. La placa base del freno está atornillada a la brida del muñón de la dirección (rueda delantera) o a la brida de la carcasa del eje (rueda trasera). En la placa base de freno fija, hay dos pasadores de soporte que sostienen los extremos inferiores de las dos zapatas de freno en forma de arco. La superficie circunferencial exterior de la zapata de freno está provista de una placa de fricción y el extremo superior es presionado contra el pistón del cilindro de la rueda mediante el resorte de retorno de la zapata de freno. Las zapatas de freno se pueden abrir mediante un mecanismo de apertura como una leva o un cilindro de rueda. Los cilindros de rueda de freno también están montados en la placa base del freno. ¡El mecanismo de transmisión del freno hidráulico se compone principalmente de un pedal de freno y una varilla de empuje! Cilindro maestro, cilindro de rueda de freno y tubo de aceite, etc. El cilindro maestro de freno instalado en la carrocería del vehículo está conectado al cilindro de rueda de freno a través de un tubo de aceite, y el conductor puede controlar el pistón del cilindro maestro de freno a través del pedal del freno. 1) No hay proceso de frenado. Cuando no se frena, se mantiene un cierto espacio entre la superficie cilíndrica interior del tambor de freno y la placa de fricción, de modo que el tambor de freno pueda girar con la rueda. 2) Proceso de frenado Para frenar un automóvil en movimiento y detenerlo, es necesario utilizar la superficie de la carretera para aplicar fuerza en la dirección opuesta a las ruedas del automóvil, es decir, fuerza de frenado. Al frenar, el conductor presiona el pedal del freno y la varilla de empuje empuja el pistón del cilindro maestro del freno, obligando al aceite de freno a ingresar al cilindro de la rueda del freno a través del tubo de aceite. La presión del aceite del motor hace que el pistón del cilindro de la rueda de freno supere la tensión del resorte de retorno y empuje la zapata de freno para que gire alrededor del pasador de soporte. El extremo superior se abre hacia afuera, eliminando el espacio entre la zapata de freno y el freno. tambor y luego presionando contra el tambor de freno. De esta manera, la parte de fricción de la zapata de freno no giratoria genera un par de fricción M en el tambor de freno giratorio, cuya dirección es opuesta a la dirección de rotación de la rueda. Su tamaño depende de la fuerza de apertura del pistón del cilindro de la rueda de freno. , la zapata de freno y el tambor de freno. El coeficiente de fricción entre el tambor de freno y el tamaño de la zapata de freno. El tambor de freno transmite el par M a las ruedas. Debido a la adherencia entre la rueda y la superficie de la carretera, la rueda ejerce una fuerza circular hacia adelante F sobre la superficie de la carretera. Al mismo tiempo, la superficie de la carretera también proporciona a las ruedas una fuerza de reacción tangencial hacia atrás F, que es la fuerza de frenado de la carretera sobre las ruedas. La suma de las fuerzas de frenado en carretera de cada rueda es la fuerza de frenado total del automóvil, que se transmite desde las ruedas al bastidor y la carrocería a través del eje y la suspensión, obligando a todo el vehículo a producir una determinada desaceleración. Cuanto mayor sea la fuerza de frenado, mayor será la desaceleración. 3) Suelte el pedal del freno durante el proceso de liberación del freno. Bajo la acción del resorte de retorno, se restablecerá el espacio entre la zapata del freno y el tambor del freno, liberando así el freno. Al frenar, la fuerza de frenado Fb sobre la rueda aumenta con el aumento de la fuerza del pedal y el par de frenado. Sin embargo, debido a la limitación de la adherencia entre el neumático y la carretera, la fuerza de frenado f no puede exceder la fuerza de adherencia f. f es igual al producto de la carga vertical G sobre el neumático y el coeficiente de adherencia Q entre el neumático y la carretera, es decir, Fb = GQ. Cuando la fuerza de frenado es igual a la fuerza de adherencia, las ruedas se bloquearán y serán arrastradas por la carretera. El derrape desgastará gravemente partes de la banda de rodadura y dejará marcas negras en la carretera. El arrastre sincronizado en el tiempo provoca altas temperaturas locales y un adelgazamiento local de la banda de rodadura, que es como una capa de lubricante entre el neumático y la superficie de la carretera, lo que reduce el coeficiente de adherencia. La fuerza de frenado máxima y la distancia de frenado más corta no se producen cuando las ruedas se bloquean, sino cuando las ruedas están a punto de bloquearse pero no completamente bloqueadas. La fuerza de frenado se acerca a la fuerza de adherencia, es decir, alcanza su valor máximo en el llamado "estado crítico".

Se puede observar que la fuerza de frenado que se puede lograr al frenar para bloquear es proporcional a la carga vertical sobre las ruedas. Es decir, cuanto mayor sea la carga sobre las ruedas, mayor será la fuerza de frenado posible. Por lo tanto, debe distribuirse razonablemente en función de la diferencia en la distribución de masa entre los ejes delantero y trasero de varios automóviles, incluida la masa del accesorio y la masa de la transmisión, desde el tipo estructural del freno, como el tipo y tamaño del mecanismo de apertura. Tambor de freno y zapata de freno. Para obtener la potencia de frenado ideal. De hecho, durante el proceso de frenado de un freno de rueda con una estructura general, es difícil evitar completamente el bloqueo y el deslizamiento de la rueda porque la carga de la rueda y su coeficiente de adherencia al suelo no son constantes. Muchos automóviles han agregado dispositivos de ajuste y distribución de la fuerza de frenado para los ejes delantero y trasero en el sistema de frenos, lo que puede reducir el bloqueo de las ruedas. Pero lo más ideal es un dispositivo antibloqueo de frenos automático controlado electrónicamente, comúnmente conocido como dispositivo ABS.