Zrozumienie układu hamulcowego
1.BrakwchodzenieSystem
Zwalnianie lub nawet zatrzymywanie poruszającego się samochodu, utrzymywanie samochodu jadącego z góry ze stałą prędkością i utrzymywanie zatrzymanego samochodu w miejscu są zbiorczo określane jako hamowanie samochodowe. Siłą zewnętrzną, która hamuje samochód, jest układ hamulcowy.
Układ hamulcowy składa się z hamulców i mechanizmów uruchamiających hamulce. Hamulce to elementy siły hamowania, które utrudniają ruch lub tendencję pojazdu do ruchu, w tym retarder w pomocniczym układzie hamulcowym. Mechanizm napędowy hamulca obejmuje urządzenia funkcjonalne, urządzenia sterujące, urządzenia transmisyjne, urządzenia do regulacji siły hamowania i urządzenia pomocnicze, takie jak urządzenia alarmowe i urządzenia zabezpieczające ciśnienie.
Istnieje wiele rodzajów układów hamulcowych w samochodach, które ze względu na pełnioną funkcję można podzielić na następujące kategorie:
①.Układ hamulcowy roboczy:urządzenie, które spowalnia lub zatrzymuje pojazd.
②.Układ hamulca postojowego:urządzenie utrzymujące zatrzymany pojazd w miejscu.
③.Układ hamulcowy wtórny:urządzenie zapewniające, że samochód będzie mógł zwolnić lub zatrzymać się, jeśli układ hamulcowy ulegnie awarii.
④ .Układ hamulcowy pomocniczy:urządzenie służące do stabilizacji prędkości pojazdu podczas zjazdu ze wzniesienia.
Układ hamulcowy można podzielić na następujące kategorie ze względu na energię hamowania:
①.System hamowania siłowego:Układ hamulcowy wykorzystujący ciało kierowcy jako jedyne źródło energii hamowania.
②.Układ wspomagania hamowania:Układ hamulcowy, który wykorzystuje wyłącznie energię potencjalną w postaci ciśnienia powietrza lub ciśnienia hydraulicznego, pozyskaną z mocy silnika, w celu hamowania.
③.Układ wspomagania hamowania:układ hamulcowy wykorzystujący zarówno siłę mięśni człowieka, jak i moc silnika do hamowania.
Układ hamulcowy można również klasyfikować ze względu na obwód gazowo-hydrauliczny:
①.Układ hamulcowy jednoobwodowy:Przekładnia wykorzystuje pojedynczy obwód gazowo-hydrauliczny. Jeśli jedna część ulegnie uszkodzeniu, cały system ulegnie awarii.
②.Dwuobwodowy układ hamulcowy:Przewody gazowo-hydrauliczne hamulca roboczego należą do dwóch izolowanych obwodów. Dzięki temu, jeśli jeden obwód ulegnie uszkodzeniu, cały system nadal będzie mógł działać normalnie. Od 1 stycznia 1988 r. Chiny wymagają, aby wszystkie samochody były wyposażone w dwuobwodowy układ hamulcowy.
2. Hamulce
Hamulec jest elementem siły hamowania w układzie hamulcowym, który służy do generowania siły hamowania w celu zatrzymania ruchu lub tendencji pojazdu. Gdy moment hamowania hamulca jest stosowany bezpośrednio do koła, nazywa się to hamulcem koła; gdy moment hamowania musi być rozłożony na koło po przejściu przez oś napędową, nazywa się to hamulcem centralnym. Hamulce kół są na ogół stosowane jako hamulce napędowe, a także jako hamulce pomocnicze i postojowe; hamulce centralne są na ogół stosowane tylko jako hamulce postojowe i pomocnicze. Hamulce napędowe, hamulce postojowe i hamulce pomocnicze zasadniczo wykorzystują siłę tarcia generowaną przez elementy stałe i elementy obrotowe jako siłę hamowania, co nazywa się hamulcem ciernym. Hamulce cierne obecnie stosowane w samochodach można podzielić na dwie kategorie: typ tarczowy i typ bębnowy.
2.1 BębenBgrabie
Hamulce bębnowe wykorzystują bęben hamulcowy jako element obrotowy w parze ciernej, a jego powierzchnia robocza jest powierzchnią cylindryczną. Hamulce bębnowe można podzielić na hamulce cylindryczne, hamulce krzywkowe i hamulce klinowe w zależności od ich konstrukcji. Hamulce cylindryczne wykorzystują hydrauliczne cylindry hamulcowe jako urządzenie uruchamiające i wykorzystują hydrauliczne uruchamianie, aby doprowadzić szczękę hamulcową do kontaktu z bębnem hamulcowym w celu wytworzenia tarcia, a tym samym hamowania. Zgodnie z zasadą działania i momentem hamowania istnieje wiele typów, w tym typ szczęki prowadzącej, typ szczęki podwójnej prowadzącej, typ szczęki dwukierunkowej podwójnej prowadzącej, typ szczęki podwójnej podążającej i typ samowzbudny. Struktura hamulców krzywkowych i hamulców klinowych jest zasadniczo taka sama jak w przypadku hamulców cylindrycznych, a różni się tylko urządzeniem uruchamiającym. Typ krzywkowy wykorzystuje krzywkę hamulcową, a typ klinowy wykorzystuje klin hamulcowy.
2.2 DyskBgrabie
Element cierny w parze ciernej hamulca tarczowego to metalowa tarcza, która działa na powierzchni, a ta tarcza nazywana jest tarczą hamulcową. W porównaniu z hamulcami bębnowymi hamulce tarczowe mają następujące zalety:
①. Wydajność hamowania jest stabilna i mniej zależna od współczynnika tarcia;
②. Tarcza hamulcowa przenosi ciepło na obie strony, a tarcza łatwo się chłodzi i nie ulega łatwo odkształceniu;
③. Po długotrwałym użytkowaniu rozszerzalność cieplna tarczy hamulcowej wzdłuż kierunku grubości jest niezwykle mała;
④. Skuteczność hamowania zmniejsza się w mniejszym stopniu po zanurzeniu w wodzie;
⑤. Konstrukcja jest prosta, rozmiar i waga są niewielkie, konserwacja jest wygodna, a automatyczna regulacja szczeliny jest łatwa do osiągnięcia.
Główną wadą jest niska skuteczność hamowania. Aby to zrekompensować, zwykle oddzielnie montuje się układ wspomagania. Obecnie w samochodach powszechnie stosuje się hamulce tarczowe. Hamulce tarczowe można podzielić na zaciskowe i tarczowe w zależności od różnych elementów montażowych. W porównaniu z tymi dwoma typ zaciskowy ma szersze zastosowanie, więc skupię się na nim tutaj.
Hamulec tarczowy typu caliper składa się z tarczy hamulcowej i zacisku hamulcowego. Klocek hamulcowy, który składa się z klocka ciernego i jego metalowej płytki tylnej, oraz jego siłownik są zamontowane w zacisku w kształcie zacisku, tworząc zacisk hamulcowy. Zacisk hamulcowy można podzielić na dwa typy: zacisk tarczowy stały i zacisk tarczowy pływający.
Zasada działania stałego zacisku hamulca tarczowego jest następująca. Korpus zacisku jest przymocowany do osi, a po każdej stronie korpusu zacisku znajduje się cylinder hamulcowy i tłok. Podczas hamowania olej z cylindra głównego dostaje się do dwóch identycznych cylindrów hydraulicznych w korpusie zacisku przez wlot oleju, a okładzina cierna jest dociskana do tarczy hamulcowej przez tłok, hamując w ten sposób koło.
Zasada działania hamulca tarczowego z zaciskiem pływającym jest następująca. W porównaniu z hamulcem tarczowym z zaciskiem stałym, zacisk hamulca tarczowego z zaciskiem pływającym jest pływający i może poruszać się względem tarczy hamulcowej. Używa on tylko cylindra hydraulicznego po wewnętrznej stronie tarczy hamulcowej do napędzania wewnętrznego klocka, podczas gdy zewnętrzny klocek jest przymocowany do korpusu zacisku i porusza się osiowo z korpusem zacisku. Podczas hamowania wewnętrzny tłok i płytka cierna przesuwają się w lewo i naciskają na tarczę hamulcową pod wpływem siły hydraulicznej. Jednocześnie siła reakcji ciśnienia hydraulicznego popycha korpus zacisku, aby przesunął się w prawo, tak że zewnętrzna płytka cierna jest również dociskana do tarczy hamulcowej, uzyskując w ten sposób efekt hamowania.
3. Układ hamulcowy serwo
Układ hamulcowy serwo jest tworzony przez dodanie układu serwo do ręcznego hydraulicznego układu hamulcowego, tj. układu hamulcowego, który wykorzystuje zarówno siłę roboczą, jak i silnik jako energię hamowania. W normalnych okolicznościach większość energii hamowania jest dostarczana przez układ serwo. Jeśli układ serwo ulegnie awarii, może być on w całości dostarczany przez kierowcę. Układ serwo hamulcowy można podzielić na następujące typy w zależności od rodzaju energii serwo:
① Typ serwa próżniowego
② Typ serwa pneumatycznego
③ Typ serwomechanizmu hydraulicznego
Ze względu na różne tryby pracy kontroler można podzielić go na dwie kategorie:
①．Typ wspomagany elektrycznie- urządzenie sterujące jest bezpośrednio obsługiwane przez mechanizm pedału hamulca, a jego siła wyjściowa oddziałuje również na hydrauliczny cylinder główny.
②．Typ doładowany- urządzenie sterujące jest obsługiwane za pomocą ciśnienia hydraulicznego wyjściowego z mechanizmu pedału hamulca przez cylinder główny, a siła wyjściowa układu serwo i ciśnienie hydrauliczne cylindra głównego wspólnie działają na pośredni cylinder przekładni, tak że ciśnienie hydrauliczne wyjściowe z cylindra do cylindra koła jest znacznie wyższe niż ciśnienie hydrauliczne cylindra głównego.
Oto szczegółowe wprowadzenie do układu hamulcowego z serwo podciśnieniowym. Wzmacniacz podciśnieniowy w układzie ma membranę, która dzieli go na komorę przednią i tylną. Komora przednia jest połączona z kolektorem dolotowym silnika za pomocą zaworu jednokierunkowego podciśnieniowego, a komora tylna jest połączona z powietrzem zewnętrznym. Obie komory są połączone kanałem. Gdy silnik pracuje, zawór jednokierunkowy podciśnieniowy otwiera się i zamyka, a pewna ilość podciśnienia jest wytwarzana w komorach przedniej i tylnej wzmacniacza podciśnieniowego. Jeśli w tym momencie zostanie wciśnięty pedał hamulca, pedał hamulca dodatkowo uruchomi zawór sterujący, aby zamknąć kanały przedniej i tylnej komory komory powietrznej serwo i otworzyć zawór dolotowy komory tylnej. Powietrze wchodzące do komory tylnej tworzy różnicę podciśnienia z komorą przednią, wytwarzając ciąg. Ten ciąg działa bezpośrednio na cylinder główny, aby zrekompensować brak siły nacisku na pedał.
Schemat układu hamulcowego serwo wspomagania podciśnieniowego jest następujący. Gdy silnik pracuje, pod wpływem podciśnienia w rurze dolotowej powietrze w zbiorniku podciśnieniowym jest zasysane do silnika przez zawór zwrotny podciśnienia, wytwarzając i gromadząc w ten sposób pewną podciśnienie w zbiorniku, które służy jako źródło energii w układzie hamulca serwo. Gdy pedał hamulca jest wciśnięty, wyjściowe ciśnienie hydrauliczne głównego cylindra hamulcowego jest najpierw przekazywane do cylindra pomocniczego, jedna strona jest przekazywana do cylindra koła hamulcowego jako ciśnienie uruchamiające hamulec, a druga strona jest wprowadzana do zaworu sterującego jako ciśnienie sterujące. Pod kontrolą ciśnienia hydraulicznego głównego cylindra zawór sterujący pozwala komorze roboczej komory powietrznej serwo Zhenkang przejść przez zbiornik podciśnienia lub atmosferę i zapewnia, że siła wyjściowa komory powietrznej serwo jest w rosnącym związku funkcjonalnym z ciśnieniem hydraulicznym głównego cylindra, siłą pedału hamulca i skokiem pedału. Siła wyjściowa próżniowej komory powietrznej serwo działa na cylinder pomocniczy razem z siłą hydrauliczną z głównego cylindra.
4. Układ wspomagania hamulców
W układzie hamulcowym ze wspomaganiem energia używana do hamowania to energia ciśnienia powietrza generowana przez sprężarkę powietrza lub energia hydrauliczna generowana przez pompę hydrauliczną, a sprężarka powietrza lub pompa hydrauliczna są napędzane przez silnik pojazdu. Dlatego można zauważyć, że układ hamulcowy ze wspomaganiem wykorzystuje silnik pojazdu jako jedyne początkowe źródło energii hamowania, a ciało kierowcy jest używane tylko jako źródło energii sterującej, a nie jako źródło energii hamowania. Układ hamulcowy ze wspomaganiem można ogólnie podzielić na następujące trzy kategorie:
①. Układ hamulcowy pneumatyczny:Urządzenie zasilające i urządzenie transmisyjne są pneumatyczne. Większość urządzeń sterujących składa się z pneumatycznych elementów sterujących, takich jak mechanizmy pedału hamulca i zawory hamulcowe.
②. Układ hamulcowy pneumatyczny nad płynem:Urządzenie dostarczające energię i urządzenie sterujące są takie same jak w pneumatycznym układzie hamulcowym, natomiast urządzenie transmisyjne obejmuje części pneumatyczne i hydrauliczne.
③.W pełni hydrauliczny układ hamulcowy:Z wyjątkiem mechanizmu pedału hamulca, wszystkie urządzenia zasilające, sterujące i transmisyjne są hydrauliczne.
5. System regulacji siły hamowania
Teoretycznie im większa siła hamowania, tym łatwiej jest hamować. Jednak jeśli siła hamowania jest większa niż siła przyczepności, koła przestaną się obracać i zaczną się ślizgać. Jeśli przednie koła są zablokowane, samochód straci kontrolę kierunkową i nie będzie mógł się skręcić; jeśli tylne koła są zablokowane, a przednie koła toczą się, samochód straci stabilność kierunkową i zdolność do przeciwstawiania się siłom bocznym i poślizgowi. W oparciu o powyższą sytuację musimy rozłożyć i dostosować siłę hamowania, aby uniknąć powyższej sytuacji.
5.1 ABS
ABS - układ zapobiegający blokowaniu kół podczas hamowania.System składa się z trzech części: czujnika prędkości koła, sterownika elektronicznego i podzespołów hydraulicznych.
Szczegółowe procesy pracy wyglądają mniej więcej następująco:
① Hamowanie konwencjonalne:Zawór elektromagnetyczny nie jest pobudzany, a cylinder główny i cylinder koła mogą w każdej chwili kontrolować zwiększanie i zmniejszanie ciśnienia hamulców.
② Dekompresja cylindra koła:Gdy czujnik prędkości pojazdu wprowadza sygnał blokady koła do elektronicznej jednostki sterującej, ABS zaczyna działać, do zaworu elektromagnetycznego doprowadzany jest duży prąd, tłok przesuwa się w górę, cylinder główny i aktywny kanał cylindra koła zostają odcięte, cylinder koła i zbiornik zostają połączone, płyn hamulcowy wpływa do zbiornika, a ciśnienie hamulca zostaje zmniejszone. W tym samym czasie silnik napędowy uruchamia pompę hydrauliczną, sprężając płyn hamulcowy płynący z powrotem do zbiornika i dostarczając go do cylindra głównego w przygotowaniu do następnego użycia hamulca.
③ Proces utrzymania ciśnienia w cylindrze koła:Gdy czujnik prędkości pojazdu wyśle sygnał blokujący, zawór elektromagnetyczny przepuszcza ograniczony prąd, a tłok przesuwa się do położenia, w którym wszystkie przejścia zostają odcięte, aby utrzymać ciśnienie w układzie.
④ Napełnianie cylindra koła ciśnieniem:Po zmniejszeniu ciśnienia prędkość koła wzrasta. W tym momencie elektroniczna jednostka sterująca odcina dopływ prądu do zaworu elektromagnetycznego, tłok powraca do najniższej pozycji, pompa główna i cylinder koła zostają ponownie połączone, płyn hamulcowy ponownie dostaje się do cylindra koła, a ciśnienie hamulca wzrasta.
5.2 EBD
EBD - Elektryczny rozdział siły hamowania, elektrycznie sterowany układ rozdziału siły hamowania. EBD jest w rzeczywistości funkcją pomocniczą ABS. Jest to oprogramowanie sterujące dodane do komputera sterującego ADAS. Mechaniczny układ jest dokładnie taki sam jak ABS. Jest to skuteczne uzupełnienie układu ABS. Zwykle jest stosowany w połączeniu z ABS w celu zwiększenia skuteczności ABS. W momencie hamowania EBD może szybko obliczyć różne wartości tarcia spowodowane różną przyczepnością czterech opon, a następnie szybko wyregulować urządzenie hamulcowe, aby rozłożyć siłę hamowania zgodnie z wcześniej ustawionym programem, tak aby zapewnić stabilność i bezpieczeństwo pojazdu. Gdy koła są zablokowane podczas awaryjnego hamowania, EBD zrównoważy skuteczną przyczepność każdego koła do podłoża przed ABS, co może zapobiec poślizgowi i ruchowi bocznemu, a także skrócić drogę hamowania.
5.3 AZS
ASR - Regulacja poślizgu przy przyspieszaniu, system antypoślizgowy napędu pojazdu. Funkcję tę można rozumieć jako rozszerzenie i uzupełnienie funkcji systemu ABS. Główne komponenty systemu ASR mogą być współdzielone z systemem ABS. Funkcją systemu ASR jest zapobieganie poślizgowi pojazdu podczas przyspieszania, szczególnie na asymetrycznych drogach o niskim współczynniku tarcia lub gdy koła napędowe obracają się bezczynnie podczas pokonywania zakrętów. ASR składa się z czujnika prędkości koła, czujnika położenia przepustnicy, regulatora ciśnienia hamulców, siłownika przepustnicy i elektronicznej jednostki sterującej. Może porównywać prędkość koła każdego koła, gdy koło napędowe się ślizga. Jeśli elektroniczna jednostka sterująca ustali, że koło napędowe się ślizga, automatycznie i natychmiast zmniejsza objętość wlotu przepustnicy, zmniejsza prędkość obrotową silnika, a tym samym zmniejsza moc wyjściową. Może również hamować ślizgające się koło napędowe, aby kontrolować poślizg koła napędowego w zakresie docelowym.
5.4 TCS
TCS - układ kontroli trakcji.Ten system ustala, czy koło napędowe się ślizga, na podstawie liczby obrotów koła napędowego i liczby obrotów koła przekładni. Jeśli pierwsza wartość jest większa od drugiej, zmniejsza prędkość koła napędowego. TCS jest bardzo podobny do ABS, ponieważ oba wykorzystują czujniki i sterowniki hamulców. Gdy TCS wykryje poślizg koła, najpierw zmienia czas zapłonu silnika za pośrednictwem komputera sterującego silnikiem, zmniejsza moment obrotowy silnika lub uruchamia hamulce kół, aby zapobiec poślizgowi koła. Jeśli poślizg jest bardzo duży, steruje układem zasilania paliwem silnika. TCS wykorzystuje komputer do wykrywania prędkości czterech kół i kąta skrętu kierownicy. Gdy samochód przyspiesza, jeśli wykryje, że różnica prędkości między kołem napędowym a kołem nienapędzanym jest zbyt duża, komputer natychmiast ustala, że siła napędowa jest zbyt duża i wysyła sygnał polecenia, aby zmniejszyć dopływ paliwa do silnika, zmniejszyć siłę napędową, a tym samym zmniejszyć poślizg opony koła napędowego. System może używać czujnika kąta skrętu kierownicy do wykrywania stanu jazdy pojazdu, określania, czy pojazd jedzie prosto, czy skręca, i odpowiednio zmieniać współczynnik poślizgu każdej opony. Jednak system kontroli trakcji ma również wady. Kiedy kierowca używa otwarcia pedału przyspieszenia, aby dostosować stan jazdy pojazdu, system zakłóca zamiar kierowcy.
5,5 ESP
ESP - Elektroniczny program stabilizacji toru jazdy.ESP można w rzeczywistości postrzegać jako połączenie i rozszerzenie funkcji ABS, ASR, EBD i TCS. Składa się z czujnika układu kierowniczego, czujnika prędkości koła, czujnika poślizgu, czujnika przyspieszenia bocznego i jednostki sterującej. Analizując stan jazdy nadwozia pojazdu na podstawie informacji dostarczonych przez różne czujniki, ESP wydaje instrukcje korekcyjne do ABS i ASR, aby pomóc pojazdowi utrzymać równowagę dynamiczną. ESP może utrzymać optymalną stabilność pojazdu w różnych warunkach pracy i jest szczególnie skuteczny w warunkach podsterowności lub nadsterowności. Jeśli czujnik ESP wykryje, że pojazd jest podsterowny, ESP stosuje dodatkową siłę hamowania na kołach wewnętrznych; jeśli pojazd jest nadsterowny, ESP stosuje dodatkową siłę hamowania na kołach zewnętrznych.