Entendre el sistema de frenada
1.BrakingSistema
Alentir o fins i tot aturar un cotxe en moviment, mantenir un cotxe en desplaçament cap avall a una velocitat estable i mantenir un cotxe aturat s'anomena col·lectivament frenada d'automòbil. La força externa que frena el cotxe és el sistema de fre.
El sistema de fre està format per frens i mecanismes d'accionament de frens. Els frens són components de la força de frenada que impedeixen el moviment o la tendència al moviment del vehicle, inclòs el retardador del sistema de frenada auxiliar. El mecanisme d'accionament del fre inclou dispositius funcionals, dispositius de control, dispositius de transmissió, dispositius d'ajust de la força de frenada i dispositius auxiliars, com ara dispositius d'alarma i dispositius de protecció de pressió.
Hi ha molts tipus de sistemes de frens d'automòbil, que es poden dividir en les següents categories segons les seves funcions:
①.Sistema de frenada de servei:un dispositiu que frena o fins i tot atura el vehicle.
②.Sistema de fre d'estacionament:un dispositiu que manté un vehicle aturat al seu lloc.
③.Sistema de frenada secundària:un dispositiu que garanteix que el cotxe encara pugui frenar o aturar-se si falla el sistema de fre de servei.
④ .Sistema de frenada auxiliar:Dispositiu que s'utilitza per estabilitzar la velocitat del vehicle quan el vehicle baixa per una llarga pendent.
El sistema de fre es pot dividir en les següents categories segons l'energia de frenada:
①.Sistema de frens de mà d'obra:Un sistema de frenada que utilitza el cos del conductor com a única font d'energia de frenada.
②.Sistema de frenada elèctrica:Un sistema de frenada que es basa únicament en l'energia potencial en forma de pressió d'aire o pressió hidràulica convertida de la potència del motor per frenar.
③.Sistema de frenada servo:un sistema de frenada que utilitza tant la força humana com la del motor per frenar.
El sistema de fre també es pot classificar segons el circuit gasohidràulic:
①.Sistema de fre d'un sol circuit:La transmissió utilitza un únic circuit gasohidràulic. Si una part està danyada, tot el sistema fallarà.
②.Sistema de fre de doble circuit:Les línies gasohidràuliques del fre de servei pertanyen a dos circuits aïllats. Això garanteix que si un circuit està danyat, tot el sistema encara pot funcionar amb normalitat. Des de l'1 de gener de 1988, la Xina exigeix que tots els cotxes estiguin equipats amb un sistema de frenada de doble circuit.
2. Frens
El fre és un component de la força de frenada del sistema de frenada que s'utilitza per generar força de frenada per aturar el moviment o tendència del vehicle. Quan el parell de frenada del fre s'aplica directament a la roda, s'anomena fre de roda; quan el parell de frenada s'ha de distribuir a la roda després de passar per l'eix motriu, s'anomena fre central. Els frens de rodes s'utilitzen generalment per als frens de conducció i també s'utilitzen per als frens secundaris i d'estacionament; els frens centrals s'utilitzen generalment només per a frens d'estacionament i auxiliars. Els frens de conducció, els frens d'estacionament i els secundaris utilitzen bàsicament la força de fricció generada pels elements fixos i els elements giratoris com a força de frenada, que s'anomena fre de fricció. Els frens de fricció que s'utilitzen actualment als automòbils es poden dividir aproximadament en dues categories: tipus de disc i tipus de tambor.
2.1 TamborBrasclets
Els frens de tambor utilitzen el tambor de fre com a element giratori del parell de fricció i la seva superfície de treball és una superfície cilíndrica. Els frens de tambor es poden dividir en frens de cilindre de rodes, frens de lleves i frens de falca segons la seva construcció. Els frens de cilindre de rodes utilitzen cilindres de rodes de fre hidràulics com a dispositiu d'accionament i utilitzen l'accionament hidràulic per posar la sabata de fre en contacte amb el tambor de fre per generar fricció, frenant així. Segons el principi de funcionament i el parell de frenada, n'hi ha molts tipus, incloent el tipus de sabata principal, el tipus de sabatilla doble, el tipus de sabates doble bidireccional, el tipus de sabata doble i el tipus d'autoenergització. L'estructura dels frens de lleves i els frens de falca és bàsicament la mateixa que la dels frens del cilindre de les rodes, i només el dispositiu d'accionament és diferent. El tipus de lleva utilitza una lleva de fre i el tipus de falca utilitza una falca de fre.
2.2 DiscBrasclets
L'element de fricció del parell de fregament d'un fre de disc és un disc metàl·lic que treballa a la cara, i aquest disc s'anomena disc de fre. En comparació amb els frens de tambor, els frens de disc tenen els següents avantatges:
①. El rendiment de frenada és estable i menys afectat pel coeficient de fricció;
②. El fre de disc transfereix calor als dos costats, i el disc es refreda fàcilment i no es deforma fàcilment;
③. Després d'un ús a llarg termini, l'expansió tèrmica del disc de fre al llarg de la direcció del gruix és extremadament petita;
④. El rendiment de frenada es redueix menys després de la immersió a l'aigua;
⑤. L'estructura és senzilla, la mida i el pes són petits, el manteniment és convenient i l'ajust automàtic de la bretxa és fàcil d'aconseguir.
El principal inconvenient és la baixa eficiència de frenada. Per compensar-ho, normalment s'instal·la un sistema servo de potència per separat. Actualment, els frens de disc s'utilitzen àmpliament en els automòbils. Els frens de disc es poden dividir aproximadament en tipus de disc de pinça i tipus de disc complet segons els seus diferents elements de muntatge. En comparació amb els dos, el tipus de disc de pinça té una aplicació més àmplia, així que em centraré aquí.
El fre de disc de la pinça consta d'un disc de fre i una pinça de fre. La pastilla de fre, que es compon del bloc de fricció i la seva placa posterior metàl·lica, i el seu actuador s'instal·len en un suport en forma de pinça per formar una pinça de fre. La pinça de fre es pot dividir en dos tipus: tipus de disc de pinça fixa i tipus de disc de pinça flotant.
El principi de funcionament del fre de disc de pinça fixa és el següent. El seu cos de la pinça està fixat a l'eix, i hi ha un cilindre de la roda de fre i un pistó a cada costat del cos de la pinça. En frenar, l'oli del cilindre mestre entra als dos cilindres hidràulics idèntics del cos de la pinça a través de l'entrada d'oli, i el pistó pressiona la pastilla de fricció sobre el disc de fre, frenant així la roda.
El principi de funcionament del fre de disc de pinça flotant és el següent. En comparació amb el fre de disc de pinça fixa, la pinça del fre de disc de pinça flotant flota i es pot moure en relació amb el disc de fre. Només utilitza un cilindre hidràulic a l'interior del disc de fre per conduir la pastilla interior, mentre que la pastilla exterior es fixa al cos de la pinça i es mou axialment amb el cos de la pinça. En frenar, el pistó interior i la placa de fricció es mouen cap a l'esquerra i premeu el disc de fre sota la força hidràulica. Al mateix temps, la força de reacció de la pressió hidràulica empeny el cos de la pinça a moure's cap a la dreta, de manera que la placa de fricció exterior també es pressiona contra el disc de fre, aconseguint així l'efecte de frenada.
3. Sistema de frens servo
El sistema de servofrena es forma afegint un servosistema de potència al sistema de fre hidràulic manual, és a dir, un sistema de fre que utilitza tant la mà d'obra com el motor com a energia de frenada. En circumstàncies normals, la major part de l'energia de frenada la subministra el sistema servo de potència. Si falla el sistema servo de potència, el conductor pot subministrar-lo completament. El sistema de servofrena es pot dividir en els següents tipus segons el tipus d'energia servo:
① Tipus de servo al buit
② Servo tipus pneumàtic
③ Servo tipus hidràulic
Segons els diferents modes de funcionament del controlador, es pot dividir en dues categories:
①．Tipus d'assistència elèctrica- El dispositiu de control s'acciona directament pel mecanisme del pedal del fre i la seva força de sortida també actua sobre el cilindre mestre hidràulic.
②．Tipus sobrealimentat- El dispositiu de control funciona mitjançant la sortida de pressió hidràulica del mecanisme del pedal del fre a través del cilindre mestre, i la força de sortida del servosistema i la pressió hidràulica del cilindre mestre actuen conjuntament sobre un cilindre de transmissió intermedi, de manera que la pressió hidràulica La sortida del cilindre al cilindre de la roda és molt superior a la pressió hidràulica del cilindre mestre.
Aquí teniu una introducció detallada al sistema de servofrenos de buit. El reforç de buit del sistema té un diafragma que el divideix en cambres davantera i posterior. La cambra davantera està connectada al col·lector d'admissió del motor mitjançant una vàlvula unidireccional de buit, i la cambra posterior està connectada a l'aire exterior. Les dues cambres estan connectades per un canal. Quan el motor està en marxa, la vàlvula unidireccional de buit s'obre i es tanca, i es crea una certa quantitat de buit a les cambres davantera i posterior de l'amplificador de buit. Si el pedal de fre està premut en aquest moment, el pedal de fre accionarà encara més la vàlvula de control per tancar els canals de les cambres davantera i posterior de la cambra d'aire del servo i obrir la vàlvula d'admissió de la cambra posterior. L'aire que entra a la cambra posterior crea un diferencial de buit amb la cambra davantera, creant empenta. Aquesta empenta actua directament sobre el cilindre mestre per compensar la manca de força del pedal.
El diagrama esquemàtic del sistema de servofre del reforç de buit és el següent. Quan el motor està en marxa, sota l'acció del buit a la canonada d'admissió, l'aire del dipòsit de buit és aspirat al motor a través de la vàlvula de retenció de buit, generant i acumulant així un cert buit al dipòsit, que serveix com a energia. font en el sistema de servofrenos. Quan es premeu el pedal de fre, la pressió hidràulica de sortida del cilindre de fre principal es transmet primer al cilindre auxiliar, un costat es transmet al cilindre de la roda de fre com a pressió d'accionament del fre i l'altre costat s'introdueix a la vàlvula de control com a control. pressió. Sota el control de la pressió hidràulica del cilindre mestre, la vàlvula de control permet que la cambra de treball de la cambra d'aire servo Zhenkang passi a través del dipòsit de buit o de l'atmosfera, i assegura que la força de sortida de la cambra d'aire servo sigui cada vegada més gran. relació funcional amb la pressió hidràulica del cilindre mestre, la força del pedal de fre i la carrera del pedal. La força de sortida de la cambra d'aire servo de buit actua sobre el cilindre auxiliar juntament amb la força hidràulica del cilindre mestre.
4, sistema de frenada elèctrica
En el sistema de frenada de potència, l'energia utilitzada per frenar és l'energia de pressió d'aire generada pel compressor d'aire o l'energia hidràulica generada per la bomba hidràulica, i el compressor d'aire o la bomba hidràulica és impulsada pel motor del vehicle. Per tant, es pot veure que el sistema de frenada elèctrica utilitza el motor del vehicle com a única font d'energia de frenada inicial i el cos del conductor només s'utilitza com a font d'energia de control, no com a font d'energia de frenada. El sistema de frenada elèctrica generalment es pot dividir en les tres categories següents:
①. Sistema de fre pneumàtic:El dispositiu de subministrament d'energia i el dispositiu de transmissió són tots pneumàtics. La majoria dels dispositius de control consisteixen en elements de control pneumàtic, com ara mecanismes de pedal de fre i vàlvules de fre.
②. Sistema de fre d'aire sobre fluid:El dispositiu de subministrament d'energia i el dispositiu de control són els mateixos que els del sistema de fre pneumàtic, i el dispositiu de transmissió inclou peces pneumàtiques i hidràuliques.
③.Sistema de fre de potència hidràulica completa:Excepte el mecanisme del pedal del fre, els seus dispositius d'alimentació, control i transmissió són tots hidràulics.
5, Sistema d'ajust de la força de fre
En teoria, com més gran sigui la força de frenada, més fàcil serà frenar. Tanmateix, si la força de frenada és més gran que la força d'adhesió, les rodes deixaran de girar i les rodes relliscaran. Si les rodes davanteres estan bloquejades, el cotxe perdrà el control direccional i no podrà girar; si les rodes posteriors estan bloquejades i les rodes davanteres roden, el cotxe perdrà estabilitat direccional i la capacitat de resistir les forces laterals i lliscar. En funció de la situació anterior, hem de distribuir i ajustar la força de frenada per evitar la situació anterior.
5.1 ABS
ABS - Sistema de frens antibloqueig.El sistema consta de tres parts: sensor de velocitat de la roda, controlador electrònic i components hidràulics.
Els processos de treball específics són aproximadament els següents:
① Frenatge convencional:La vàlvula solenoide no està activada i el cilindre mestre i el cilindre de la roda poden controlar l'augment i la disminució de la pressió del fre en qualsevol moment.
② Descompressió del cilindre de la roda:Quan el sensor de velocitat del vehicle introdueix el senyal de bloqueig de rodes a la unitat de control electrònic, l'ABS comença a funcionar, s'introdueix un gran corrent a la vàlvula solenoide, l'èmbol es mou cap amunt, el cilindre mestre i el pas actiu del cilindre de la roda es tallen, el el cilindre de la roda i el dipòsit estan connectats, el líquid de fre flueix al dipòsit i la pressió del fre es redueix. Al mateix temps, el motor d'accionament engega la bomba hidràulica, pressionant el líquid de fre que flueix de nou al dipòsit i el lliura al cilindre mestre en preparació per a la següent aplicació del fre.
③ Procés de manteniment de la pressió del cilindre de la roda:Quan el sensor de velocitat del vehicle emet un senyal de bloqueig, la vàlvula solenoide passa un corrent limitat i l'èmbol es mou a una posició on es tallen tots els passos per mantenir la pressió del sistema.
④ Pressurització del cilindre de la roda:Després de reduir la pressió, la velocitat de la roda augmenta. En aquest moment, la unitat de control electrònic talla el corrent a la vàlvula solenoide, l'èmbol torna a la posició més baixa, el cilindre mestre i el cilindre de la roda es tornen a connectar, el líquid de fre torna a entrar al cilindre de la roda i la pressió del fre augmenta.
5.2 EBD
EBD - Distribució de la força de frenada elèctrica, un sistema de distribució de la força de frenada controlat elèctricament. EBD és en realitat una funció auxiliar de l'ABS. És un programari de control afegit a l'ordinador de control ADAS. El sistema mecànic és exactament el mateix que l'ABS. És un complement efectiu del sistema ABS. Normalment s'utilitza en combinació amb ABS per millorar l'eficàcia de l'ABS. En el moment de la frenada, EBD pot calcular ràpidament els diferents valors de fricció causats per la diferent adherència dels quatre pneumàtics i, a continuació, ajustar ràpidament el dispositiu de frenada per distribuir la força de frenada segons el programa establert anteriorment, per garantir l'estabilitat i seguretat del vehicle. Quan les rodes estan bloquejades durant la frenada d'emergència, EBD ha equilibrat l'adhesió efectiva al terra de cada roda abans de l'ABS, que pot evitar el patinatge i el moviment lateral, i també escurçar la distància d'aturada.
5.3 ASR
ASR - Regulació de lliscament d'acceleració, sistema antilliscant de la tracció del vehicle. Aquesta funció es pot entendre com una extensió i complement de la funció del sistema ABS. Els components principals del sistema ASR es poden compartir amb el sistema ABS. La funció del sistema ASR és evitar que el vehicle rellisqui durant l'acceleració, especialment en carreteres asimètriques i de baix fregament o quan les rodes motrius giren inactius durant les revoltes. L'ASR consta d'un sensor de velocitat de la roda, un sensor de posició de l'accelerador, un regulador de pressió de fre, un actuador de l'accelerador i una unitat de control electrònic. Pot comparar la velocitat de la roda de cada roda quan la roda motriu rellisca. Si la unitat de control electrònic determina que la roda motriu rellisca, redueix automàticament i immediatament el volum d'admissió de l'accelerador, redueix la velocitat del motor i, per tant, redueix la potència. També pot frenar la roda motriu que llisca per controlar la taxa de lliscament de la roda motriu dins del rang objectiu.
5.4 TCS
TCS - Sistema de control de tracció.Aquest sistema determina si la roda motriu llisca en funció del nombre de revolucions de la roda motriu i del nombre de revolucions de la roda de transmissió. Si el primer és més gran que el segon, redueix la velocitat de la roda motriu. El TCS és molt similar a l'ABS, ja que utilitzen sensors i controladors de fre. Quan el TCS detecta el lliscament de les rodes, primer canvia el temps d'encesa del motor a través de l'ordinador de control del motor, redueix la sortida del parell del motor o aplica els frens de les rodes per evitar que la roda llisqui. Si el lliscament és molt greu, controlarà el sistema de subministrament de combustible del motor. TCS utilitza un ordinador per detectar la velocitat de les quatre rodes i l'angle de direcció del volant. Quan el cotxe accelera, si detecta que la diferència de velocitat entre la roda motriu i la roda no motriu és massa gran, l'ordinador determina immediatament que la força motriu és massa gran i envia un senyal d'ordre per reduir el subministrament de combustible del motor, reduir la força motriu, i així reduir la taxa de lliscament del pneumàtic de la roda motriu. El sistema pot utilitzar el sensor d'angle del volant per detectar l'estat de conducció del vehicle, determinar si el vehicle va recte o girant i canviar la taxa de lliscament de cada pneumàtic en conseqüència. Tanmateix, el sistema de control de tracció també té inconvenients. Quan el conductor utilitza l'obertura de l'accelerador per ajustar l'estat de conducció del vehicle, el sistema interfereix amb la intenció de conducció del conductor.
5,5 ESP
ESP - Programa d'estabilitat electrònica.L'ESP es pot veure com una combinació i extensió de les funcions d'ABS, ASR, EBD i TCS. Consta d'un sensor de direcció, un sensor de velocitat de la roda, un sensor de lliscament, un sensor d'acceleració lateral i una unitat de control. Mitjançant l'anàlisi de l'estat de conducció de la carrosseria del vehicle a partir de la informació proporcionada pels diferents sensors, emet instruccions de correcció a ABS i ASR per ajudar el vehicle a mantenir l'equilibri dinàmic. L'ESP pot mantenir una estabilitat òptima del vehicle en diverses condicions de funcionament, i és particularment eficaç en condicions de subviratge o sobreviratge. Si el sensor ESP detecta que el vehicle està subviratge, l'ESP aplica una força de frenada addicional a les rodes interiors; si el vehicle està sobrevirant, l'ESP aplica una força de frenada addicional a les rodes exteriors.