O explicație detaliată a modului în care funcționează cilindrul principal de frână: ce se întâmplă când apăsați pe cilindrul principal de frână?

De fiecare dată când apăsați pedala de frână, vehiculul încetinește imediat și se oprește constant-în spatele acestei mișcări aparent banale se află un sistem de transmisie hidraulic extrem de sofisticat. Iar „inima” sistemului este subiectul-analizei noastre aprofundate de astăzi-cilindrul principal de frână (alias cilindru principal de frână).
Transformă în tăcere zeci de kilograme de forță sub picioarele tale în energie de frânare, suficientă pentru a opri o mașină de mai multe-tone pe drum. Procesul este mai complicat decât vă puteți imagina.
1. Ce este exact un cilindru principal de frână?
Cilindrul principal de frână este principala sursă de energie a sistemului hidraulic de frânare. Este montat pe o parte a firewall-ului compartimentului motor și este strâns conectat la un booster de vid sau un booster controlat electric, cum ar fi iBooster. Misiunea sa principală este singulară: să încetinească sau să oprească un vehicul prin transformarea forței mecanice a piciorului șoferului asupra pedalei de frână în lichid hidraulic care este apoi condus cu precizie către etrierele de frână ale fiecărei roți, conducând în cele din urmă plăcuțele de frână să frece discurile de frână (sau tamburele de frână).
Din punct de vedere structural, cilindrul principal de frână nu este complicat și constă în principal din următoarele componente principale:
**Pompă (carcasă):** Scheletul întregului cilindr principal cu alezaje de cilindru fin prelucrate.
**Piston:** Se mișcă înainte și înapoi în cilindru, acționând ca element de acționare cheie pentru supraalimentarea hidraulică.
** Sari înapoi:** Când pedala este eliberată, împingeți pistonul înapoi în poziția inițială.
** Cupa Master Seal:** Previne scurgerea lichidului de frână și asigură o creștere eficientă a presiunii.
**Rezervar (cupă de lapte):** Depozitați lichidul de frână și colectați excesul de lichid pe măsură ce sistemul revine.
Hyundai folosește de obicei un design tandem cu două camere, ceea ce înseamnă că cilindrul principal are două camere hidraulice separate, una în față și una în spate, conectate la clemele de frână de pe roți diferite pentru a forma un sistem de frânare cu două-bucle. Aceasta înseamnă că, chiar dacă o linie are scurgeri sau se defectează, cealaltă poate menține cel puțin 50% putere de frânare pentru a se asigura că vehiculul nu își pierde complet capacitatea de frânare-o cerință de bază de proiectare pentru viață.
ii. Ce s-a întâmplat când ai apăsat frâna?
Acum, să încetinim de o mie-de ori și să reconstruim ceea ce se întâmplă în mai puțin de 0,3 secunde când a fost apăsată pedala de frână. Pasul 1: Transmiterea forțată-de la picior la piston
Când apăsați pedala de frână, forța este mai întâi transferată printr-un mecanism de pârghie către amplificatorul de vid (vehicul tradițional) sau amplificatorul electronic (iBooster). Boosterul mărește forța pe care o aplicați de mai multe ori și apoi acționează asupra pistonului din cilindrul principal prin împingerea pârghiei.
Acest pas este esențial-fără amplificarea rapelului, piciorul tău singur nu va produce suficientă presiune de frânare.
Pasul 2: Sigilarea camerei de lucru-Gauri de derivație „Închis”
Pistoanele încep să se miște înainte, propulsate de putt-uri. În acest moment, cupa de etanșare de pe piston este trecută mai întâi peste un orificiu de derivație (orificiul A) de pe carcasă pentru a etanșa complet cavitatea de lucru.
Acțiunea este un punct de cotitură în întregul proces de frânare-odată ce orificiul de ocolire este etanșat, lichidul de frână din fața pistonului nu a existat de unde să iasă și presiunea uleiului începe să crească.
Sistemele moderne de frânare necesită ca cilindrul principal să aibă o presiune de lucru de 10 MPa în 120 de milisecunde, motiv pentru care apăsarea pedalei de frână se simte atât de „sensibilă”.
Pasul 3: Transmisie hidraulică-de la cilindrul principal la cilindrii roților
Lichidul de frână de înaltă presiune stabilit, ca o armată antrenată, călătorește de-a lungul liniilor complicate de frână până la cilindrii roților cu aproape viteza luminii.
În cilindrii roților, presiunea hidraulică împinge pistonul spre exterior, determinând deschiderea saboților de frână (frâne cu tambur) sau apăsarea plăcuței de frână de pe clemă pe discurile de frână (frâne cu disc).
Frecarea rezultată între plăcuțele de frână și discul de frână (sau tamburul) se traduce în cuplu de frânare, care acționează asupra roților și le încetinește rapid-, astfel vehiculul începe să decelereze.
Pasul 4: eliberați pedala-totul este din nou liniștit
Când eliberați pedala de frână, pistonul cilindrului principal revine lent la poziția inițială datorită unei combinații de arcuri și hidraulice. Când pistonul se micșorează, presiunea din sistemul de frânare scade rapid.
În același timp, excesul de lichid de frână în cilindrii roții și în sistemul de roți împinge supapa de retur înapoi în rezervorul cilindrului principal. Frâna este eliberată și vehiculul reia să ruleze liber pe măsură ce plăcuțele de frână se desprind de plăcuțele de frână.
Dacă eliberați rapid pedala (de exemplu, ridicând rapid piciorul după o frânare de urgență), lichidul de frână din spatele pistonului este completat rapid în cavitatea de lucru din partea din față a pistonului printr-un orificiu de compensare. În acest fel, când apăsați din nou pedala de frână, există suficient lichid de frână în camera de lucru pentru a crește presiunea mai rapid și pentru a produce mai multă putere de frânare-un mecanism de compensare cunoscut sub numele de „frânare bipedă”, pe care inginerii l-au proiectat ingenios.
III. Cilindru principal de frână hidraulică vs. Cilindru principal de frână cu aer: două abordări tehnice
În funcție de tipul și aplicația vehiculului, cilindrii principali de frână pot fi împărțiți în două categorii:
Cilindru principal de frână hidraulică autonomă (mainstream vehicul de pasageri)
Acesta este cel mai comun tip în sedanurile și SUV-urile de familie. Logica de bază este: frână de compresie cu piston → fabricarea presiunii hidraulice → transfer la cilindrii roții → frână de frecare → eliberarea lichidului înapoi în rezervor.
Procesul este un ciclu hidraulic închis în care lichidul de frână este utilizat în mod repetat în sistem. Teoretic, atâta timp cât nu există scurgeri, poate funcționa mult timp.
💨 Aer-Cilindrul principal al frânei cu presiune (principalul vehiculului comercial)
Camioanele mari, vehiculele de construcție și autobuzele folosesc de obicei frână pneumatică. Principiul este similar cu frâna hidraulică, cilindrul principal joacă, de asemenea, un rol vital de supapă, dar mijlocul de transmisie nu este lichidul de frână, ci aerul comprimat.
Când pedala de frână este apăsată în jos, gazul de înaltă presiune-din rezervorul de aer intră în camera de frână prin supapa de admisie, împingând diafragma și antrenând camera la frână. Când pedala este eliberată, gazul este eliminat direct-de aceea auziți întotdeauna un „sâsâit” atunci când un camion mare frânează pe marginea drumului. Acestea sunt rezervoare de aer în evacuare după fiecare ciclu de frână, așa că sunetul este în mod natural destul de puternic.
IV. INTRODUCERE Design dublu-circuit: dacă un circuit se defectează, de ce frânele încă se opresc?
Sistemele de frânare de la Hyundai sunt aproape în întregime cu dublu-circuit. Amplasat la mijlocul-până la-sfârșitul anilor 1960, standardul de siguranță este una dintre cele mai mari revoluții de siguranță din istoria automobilelor.
Luați cea mai obișnuită aranjare diagonală: roțile din stânga față și dreapta spate împart un circuit, în timp ce roțile dreapta față și stânga spate au un alt circuit. Avantajul acestui design este că, dacă vreo linie eșuează:
Forța de frânare rămasă poate fi încă menținută la 50% din valoarea normală;
Raportul de distribuție a puterii de frânare a podurilor din față și din spate rămâne același, ceea ce ajută la menținerea stabilității la frânare și împiedică deviația vehiculelor din cursă.
Mai exact, dacă țeava compartimentului din față are scurgeri, doar compartimentul din spate poate genera presiune atunci când pedala este apăsată. Cu diferenţialul hidraulic, pistonul din faţă se deplasează rapid înainte până când loveşte blocul cilindrilor, iar apoi presiunea din spate poate creşte la nivelul dorit- maşina se poate opri chiar dacă pedala se va deplasa mai mult.
Ce face cilindrul principal când intervine ABS?
Dacă mașina dvs. este echipată cu sistem de frânare ABS anti-blocare, lucrurile se pot complica și mai mult.
În timpul frânării de urgență, odată ce senzorul de viteză al roții detectează că roata este pe cale să se blocheze și să alunece, controlerul ABS direcționează imediat electrovalva din pompa ABS să pornească la viteză mare pentru a aplica presiune-menținând-în jos-ciclul de ajustări la presiunea de frânare la o frecvență de peste 10 ori pe secundă.
Acest lucru face ca presiunea hidraulică din cilindrul principal să fluctueze violent, determinând mișcarea pistonului înainte și înapoi. Pentru a preveni uzura sau chiar tăierea prea mare a cupei pistonului dintre orificiul de compensare și orificiul de ocolire, mașinile moderne cu ABS utilizează de obicei o supapă centrală-eliminând orificiul tradițional de compensare și orificiul de bypass și înlocuindu-l cu o supapă centrală-montată în interiorul pistonului pentru funcțiile de admisie și compensare a uleiului. Designul rezolvă în mod fundamental problema de deteriorare a funcționării ABS de înaltă frecvență a cilindrului principal.
VI. INTRODUCERE Semnal de eroare a cilindrului principal principal-nu așteptați până când nu puteți frâna
Cilindru principal de frână este ca sistemul de frânare comandantul sistemului de frânare, în cazul defecțiunii, consecințele sunt de neconceput. Iată cele mai frecvente semnale de eroare:
Cauză posibilă Fenomen de eroare
Pedala de frână se simte „moale” și nu se va opri chiar și într-un moment de frustrare totală.
Defecțiunea etanșării pistonului cilindrului principal, scurgeri interne grave.
Pedala de frână coboară din ce în ce mai jos sub compresiuni repetate, care sunt necesare pentru a câștiga putere de frânare.
Blocarea găurii de compensare a cilindrului principal sau cupa pistonului uzată.
Vehiculul trage în lateral în timp ce frâna.
A existat o defecțiune la unul dintre cilindrii principali gemeni.
Nivelul rezervorului continuă să scadă.
Scurgerea cilindrului principal sau a conductei.
Toate tamburele de frână ale roților sunt anormal de fierbinți.
Refluxul cilindrului principal este prost, rezistența la frână.
Conform statisticilor, aproximativ 23% din defecțiunile frânei hidraulice se datorează defecțiunii etanșării cilindrului principal sau coroziunii peretelui interior. În condiții extreme, o scurgere de la cilindrul principal poate crește distanța de frânare cu 15% până la 40% - o cifră de viață-sau-deces.
VII. Concluzie:
cilindrul principal de frână, acest umil cilindru metalic, funcționează neobosit în fiecare zi, transformând pedala de frână pe care o apuci într-o forță extraordinară pentru a-i menține în siguranță pe toți la bord. De la prima cerere de brevet a Brembo pentru un cilindru principal de frână radial în 1985, până la servodirecția electronică inteligentă și sistemele de frânare integrate ABS, dezvoltarea cilindrilor principal de frână este o istorie a tehnologiei de siguranță auto.
Așa că, data viitoare când vei apăsa ferm frâna și mașina se oprește constant, mulțumește-i în tăcere acestei „inimi” a sistemului de frânare-nu te dezamăgește niciodată, doar ție.
Verificați în mod regulat nivelurile lichidului de frână, observați modificări la senzația pedalei și verificați imediat dacă există anomalii-aceasta nu este o recomandare, ci un respect de bază pentru propria viață și pentru cea a familiei dvs.