Hydraulické brzdové systémy: Praktická príručka pre profesionálov v automobilovom priemysle

Ak pracujete s brzdením vozidla, viete, že brzdná sila nie je len o bezpečnosti – ide o kontrolu, predvídateľnosť a odolnosť. Ako inžinier, ktorý navrhol a otestoval nespočetné množstvo komponentov hydraulických bŕzd, som videl, ako malé nedorozumenia vedú k nesprávnemu výberu dielov, predčasnému opotrebovaniu alebo dokonca zlyhaniu bŕzd. Táto príručka destiluje základy hydraulických bubnových brzdových systémov s jasným zameraním na komponenty, ktoré dodávame – hlavné valce, valce kolies a súvisiaci hardvér – a logiku v reálnom svete, ktorá stojí za ich dizajnom.

Globálny trh s náhradnými dielmi pre hydraulické brzdy rastie, poháňaný staršími vozovými parkmi, opravami svojpomocne a údržbou komerčných vozových parkov. Kupujúci vyhľadávajú výrazy ako výmena hlavného brzdového valca, príznaky netesnosti kolesového valca alebo ako nastaviť bubnové brzdy. Ešte dôležitejšie je, že keď mechanik alebo dielňa dôverujú vášmu technickému obsahu, je oveľa pravdepodobnejšie, že si ho kúpia.

Dovoľte mi, aby som vás previedol základnou štruktúrou hydraulických brzdových systémov

Brzdový systém musí deň čo deň spoľahlivo vykonávať štyri veci:

• Spomaliť alebo zastaviťidúce vozidlo (prevádzková brzda)
• Držte stojace vozidlona svahu (parkovacia brzda)
• Poskytnite zastavenie zálohovaniaak zlyhá prevádzková brzda (sekundárna / núdzová brzda)
• Ovládanie rýchlostipri dlhých zjazdoch bez prehrievania (pomocná brzda – napr. výfuk alebo retardér)

Pre väčšinu osobných a ľahkých nákladných vozidiel je prevádzková brzda a parkovacia brzda povinná. Zameriavame sa na hydraulickú prevádzkovú brzdu – tú, ktorú používate s pedálom.

Aj pri modernej elektronike zostáva základný princíp nezmenený. Ahlavný brzdový valecpremieňa mechanickú silu pedálu na hydraulický tlak. Tento tlak prechádza cez brzdovú kvapalinu (DOT 3, 4 alebo 5.1) vo vnútri oceľových alebo pružných hadíc do valcov kolies na každom kolese. Vo vnútri bubnovej brzdy valec kolesa tlačí dve brzdové čeľuste smerom von proti rotujúcemu brzdovému bubnu. Trenie spomaľuje koleso. Keď uvoľníte pedál, vratné pružiny stiahnu topánky dozadu a ponechajú malú vôľu (zvyčajne0,25–0,5 mm), aby ste sa vyhli ťahaniu.

Tu žijú naše produkty – hlavný valec a každý valec kolesa. Ich vnútorné tesnenia, piesty a povrchové úpravy vŕtania priamo určujú pocit z pedálu, vyváženie brzdenia a životnosť bez únikov.

Použitie moderných vozidieldvojokruhové hydraulické systémypre bezpečnosť. Ak jeden okruh stratí tlak (napr. prerezaná hadica alebo netesný valec kolesa), druhý okruh stále zabezpečuje brzdenie – zvyčajne asi 50 % normálneho výkonu. Existujú tri bežné rozloženia:

• Predné-Zadné rozdelenie– jeden okruh obsluhuje obe predné brzdy, druhý obe zadné brzdy. Jednoduchá, ale porucha predného okruhu opúšťa iba zadné brzdy, čo môže spôsobiť nestabilitu.
• Diagonálne rozdelenie– každý okruh spája jednu prednú a jednu diagonálne protiľahlú zadnú brzdu. Jediná porucha stále spôsobuje jednu prednú brzdu (nevyhnutná pre ovládanie riadenia).
• Dvojité valce kolies na tej istej náprave– každý okruh poháňa jeden z dvoch valcov kolies na tej istej brzde. Dnes je to zriedkavé, ale ponúka redundanciu bezpečnú pri poruche.

Z hľadiska produktu vám pochopenie usporiadania pomôže odporučiť správny hlavný valec (napr. tandemové hlavné valce s dvoma oddelenými komorami) a identifikovať, ktorý valec kolesa patrí do ktorého okruhu.

Thetandemový hlavný valec(dve komory v jednom kryte) je štandardom prakticky všetkých moderných vozidiel. Jeho genialita je v tom, ako zvláda zlyhanie:

1. Ak zadný okruh uniká, zadný piest sa posúva dopredu, kým mechanicky netlačí na predný piest – takže predné brzdy stále fungujú.
2. Ak predný okruh netesní, zadný piest vytvorí tlak sám a predný piest vypadne bez straty tlaku.

Bežné príznaky poruchy: brzdový pedál pomaly klesá k podlahe (vnútorná netesnosť) alebo viditeľný únik kvapaliny pod hlavným valcom.

Valce kolies sa dodávajú v dvoch základných formách:

• Dvojpiestový– piesty tlačia obe brzdové čeľuste smerom von. Bežné na zadných bubnových brzdách a niektorých predných bubnoch.
• Jednopiestové– jeden piest tlačí primárnu čeľusť; sekundárna pätka je ovládaná cez nastavovač alebo páku. Častonachádza na ľahkých úžitkových vozidlách.

Vo vnútri každého valca kolesa apiest, gumové tesnenie poháraanastavovač(niekedy závitové "zdvíhadlo" alebo excentrická vačka) spolupracujú. Nastavovač kompenzuje opotrebovanie obloženia. Častou sťažnosťou je zadretý nastavovač – brzda je slabá alebo ťahá do jednej strany.

Valce kolies vymieňajte vždy v pároch na tej istej náprave. Netesný valec na jednej strane znečisťuje čeľuste a bubon, čo vedie k nerovnomernému brzdeniu.

Nie všetky bubnové brzdy sú rovnaké. Usporiadanie čeľustí, otočných bodov a valcov kolies dramaticky mení brzdnú silu, stabilitu a citlivosť na trecí materiál.

• Duo-servo (dvojité samonapájanie)– najvyšší brzdný výkon vpred. Jedna topánka tlačí druhú cez plávajúci článok, čím sa znásobuje sila. Používa sa v zadných brzdách mnohých ázijských a amerických automobilov. Slabé spätné brzdenie.
• Samostatne energizujúce– mierny zisk vpred, veľmi slabý vzad. Len pre niektoré aplikácie s predným bubnom.
• Dvojitá predná topánka– dve predné pätky (obe samonabíjacie) v smere dopredu. Vyvážené, ale stáva sa dvojitým vlečným v opačnom smere. Nachádza sa na niektorých európskych predných bubnoch.
• Vedúca vlečná topánka– jeden vedúci, jeden zadný. Rovnaký výkon vpred aj vzad. Jednoduché, lacné a stále bežné na zadných nápravách malých áut.
• Dvojitá vlečná topánka– najnižší výkon, ale najviac konzistentný so zmenami trenia. Zriedkavé; používa sa tam, kde stabilita prevažuje nad surovou silou (napr. niektoré prívesy).

Pre trh s náhradnými dielmi,vedenie-trailingaduo-servodominujú typy.

V avedenie-trailingbrzda, obe čeľuste tlačia bubon rôznymi silami. Bubon je vystavený čistému radiálnemu zaťaženiu – tjnevyváženýdizajn. Zvyšuje namáhanie ložísk kolies, ale je prijateľný pre ľahké vozidlá.

Indvojča vedenie, duo-servoadvojitá koncovábrzdy, čeľuste sú usporiadané symetricky, takže ich radiálne sily sa rušia. Toto súvyváženýbrzdy. Sú šetrnejšie k ložiskám a uprednostňujú sa pre ťažšie vozidlá alebo vozidlá s vyššou rýchlosťou.

Bubnové brzdy potrebujú pravidelné nastavovanie, aby sa zachovala správna vzdialenosť medzi čeľusťou a bubnom (0,25 – 0,5 mm). Príliš malá vôľa → ťah, prehrievanie a predčasné opotrebovanie obloženia. Príliš veľká vôľa → dlhá dráha pedálu, oneskorené brzdenie a špongiovitý pocit.

Väčšina moderných bubnových bŕzd másamonastavovače(račňové mechanizmy aktivované pri spätnom brzdení). Samonastavovacie zariadenia však zlyhajú v dôsledku hrdze, zlomených pružín alebo opotrebovaných vačiek.

Po rokoch vybavovania záručných vrátení a telefonátov zákazníkov, toto je to, čo v skutočnosti zlyháva v hydraulických brzdových systémoch:

• Hlavný valec– vnútorné opotrebovanie tesnenia (tečenie pedálu) alebo korózia otvoru (viditeľná vo vlhkom podnebí).
• Valce kolies– vonkajšia kvapalina uniká cez gumenú protiprachovú manžetu, často v dôsledku jamkových otvorov zo starej kvapaliny.
• Nastavovatelia– zaseknuté nite alebo zaseknuté vačky, najmä v oblastiach so soľným pásom.
• Brzdové hadičky– vnútorné zrútenie spôsobujúce ťah alebo ťah brzdy, často nesprávne diagnostikované ako problém s valcom kolesa.