Vítejte zpět na Převodovka 101 — série o základech toho, jak fungují auta pro automobilové nováčky.
Pokud sledujete Gearhead 101, víte, jak funguje motor automobilu, jak motor přenáší výkon, který vytváří, prostřednictvím hnacího ústrojí a jak manuální nebo automatická převodovka funguje jako jakýsi rozvaděč výkonu mezi motorem a hnacím ústrojím.
Dnes budeme diskutovat o automobilovém systému, který používáte stovkykrát denně a jehož selhání by vás pravděpodobně zabilo nebo vážně zranilo.
Mluvím o vašich brzdách.
Fyzika automobilových brzd je docela jednoduchá. Chcete-li zpomalit a zastavit své auto, váš brzdový systém přemění kinetickou energii (pohyb vašich kol) na tepelnou energii prostřednictvím tření, které působí vaše brzdy na kola. Jakmile se všechna kinetická energie kol přemění brzdami na tepelnou energii, vaše auto se zastaví.
Docela jednoduché.
Existují však dva různé způsoby, jak tuto kočku přecházející do tepelné energie z kůže stáhnout, a několik dalších částí, které jim umožňují pracovat oběma.
Brzdový pedál. Brzdový pedál znáte. Je to páka, kterou stisknete nohou, abyste zpomalili a zastavili auto. Brzdový pedál u většiny moderních automobilů se připojuje k . . .
Posilovač brzd. Dnes má většina vozidel to, čemu se říká „výkonové brzdy“. Posilovací brzdy zvyšují sílu vytvářenou vaším sešlápnutím pedálu, která je aplikována na zbytek brzdového systému. To znamená, že nemusíte sešlápnout brzdový pedál s příliš velkou námahou, abyste své auto zpomalili nebo zastavili. Posilovač brzd je to, co dělá posilovač brzd, posilovač brzd.
Existují dva typy posilovačů brzd:posilovače s podtlakem a hydraulicky podporované posilovače . Podtlakové posilovače vytvářejí podtlak pomocí nasávání vzduchu z motoru. Tento podtlak zesiluje sílu vznikající při sešlápnutí pedálu, která je aplikována na písty v hlavním válci (o tom více za chvíli). Hydraulicky podporované posilovače využívají hydraulický tlak z posilovače řízení vašeho vozu ke zvýšení síly na hlavní válec.
Takže šlápnete na brzdový pedál. Síla vytvořená tímto působením je zesílena posilovačem brzd. Posilovač brzd přenáší tuto sílu na . . .
Hlavní válec. Pokud jste se podívali pod kapotu svého auta, pravděpodobně jste viděli hlavní válec, ale nevěděli jste, že se tak jmenuje. Hlavní válec zadržuje brzdovou kapalinu vašeho auta. Brzdová kapalina prochází brzdovým potrubím ke každému kolu vašeho vozu. Když sešlápnete brzdový pedál, posilovač brzd zesílí energii, která zase posune píst uvnitř hlavního válce, což zase vytlačí brzdovou kapalinu z hlavního válce do brzdového potrubí, které vede ke každému kolu. Kapalina pak aktivuje brzdy na vašich kolech.
Hlavní válec zajišťuje, že na všechny čtyři brzdy je přenášen stejný hydraulický výkon. Pokud by jedna brzda dostala větší výkon než druhá, vedlo by to k nerovnoměrným brzdným tlakům, což by způsobilo nebezpečné zpomalení nebo zastavení. Představte si, co by se stalo s vaším autem, kdyby vaše pravá kola zpomalila rychleji než levá. Utrhli byste ocas nebo možná převrátili auto.
Většina moderních hlavních válců je rozdělena do dvou nádrží, z nichž každá je naplněna brzdovou kapalinou. Toto se nazývá dvojitý brzdový systém . Funguje jako pojistka proti selhání v případě úniku nebo zablokování kapaliny na přední nebo zadní brzdě.
U vozů s pohonem zadních kol má jedna nádrž v hlavním válci vedení vedoucí k předním kolům; druhá nádrž má vedení vedoucí k zadním kolům. Pokud dojde k úniku v potrubí vedoucích k předním kolům, stále budete mít kapalinu přiváděnou z nádržky k zadním kolům.
Vozy s pohonem předních kol používají diagonálně dělený hydraulický systém. Je to proto, že u vozů s pohonem předních kol zajišťují přední brzdy 90 % brzdění. Pokud by na voze s pohonem předních kol vypadly obě přední brzdy, měli byste opravdu problém zpomalit a zastavit. Aby bylo zajištěno, že alespoň jedna přední brzda zastaví vůz v případě netěsnosti nebo zablokování, jsou pravé přední kolo a levé zadní kolo svázány a přední levé kolo je svázáno s pravým zadním kolem.
Samozřejmě, pokud obě nádržky a z nich vycházející brzdová vedení netěsní nebo jsou ucpané, nebude fungovat žádná z brzd. Tomu se říká katastrofální selhání brzd.
Brzdové vedení. Brzdová potrubí jsou ocelové trubky, které vycházejí z hlavního válce a vedou ke každé ze čtyř brzd na kolech vašeho auta. Brzdová potrubí převádějí brzdovou kapalinu buď na bubnovou brzdu, nebo na kotoučovou brzdu. Tlak kapaliny aktivuje brzdy.
Bubnové brzdy. Na autech se používají dva typy brzdových zařízení:bubnové brzdy a kotoučové brzdy. Bubnové brzdy jsou na autech od roku 1900 a používají se dodnes. Bubnové brzdy se připevňují ke kolu. Vnitřek bubnu obsahuje dvě tepelně odolné destičky zvané brzdové čelisti. Když sešlápnete brzdový pedál, brzdová kapalina se dostane do válce kola bubnové brzdy Kapalina pak aktivuje dva malé písty uvnitř válce kola, které vytlačí brzdové čelisti a přitlačí je k brzdovému bubnu. Podložky zpomalují buben a buben (který je připevněn ke kolu) zpomaluje kolo.
Výhod bubnových brzd je několik:jejich výroba a opravy jsou levné, jejich aktivace vyžaduje menší hydraulický tlak a vydrží déle než kotoučové brzdy.
Jak již bylo zmíněno výše, bubnové brzdy se na autech používají dodnes. Pokud má auto bubnové brzdy, obvykle je najdete na zadních kolech vozidla.
Kotoučové brzdy. Jednou z nevýhod bubnových brzd je, že jsou samostatné. Teplo, které vzniká třením v brzdových destičkách, zůstává uvnitř bubnových brzd. Za intenzivních podmínek a častého brzdění mohou být bubnové brzdy opravdu, ale opravdu horké. Pokud se brzdy příliš zahřejí, nemohou již vytvářet tření potřebné ke zpomalení vozu.
K vyřešení tohoto problému vyvinuli inženýři kotoučovou brzdu.
Kotoučové brzdy fungují velmi jednoduchým způsobem. Šlápnete na brzdový pedál a brzdová kapalina je odeslána do pístu na kotoučové brzdě. Píst způsobí, že třmeny stlačí kotouč nebo rotor. Podložky uvnitř třmenů vytvářejí tření, které zpomaluje vaše auto.
Místo toho, aby se třmeny na kotoučových brzdách tlačily na buben, aby zpomalily auto, stlačují brzdové destičky v směrem ke kovovému disku připevněnému ke kolu. Stlačování pomocí třmenů dělá několik věcí pro zlepšení brzdění. Za prvé vám umožňuje vytvořit větší tlak, což napomáhá ke zvýšení tření. Za druhé, konstrukce kotoučové brzdy je otevřená. Brzdy nejsou uvnitř bubnu. Díky tomu je vzduch mnohem rychleji ochladí, což také zvyšuje tření. A konečně, konstrukce umožňuje zvětšit povrch brzdové destičky, což opět pomáhá zvýšit tření.
Kotoučové brzdy byly poprvé použity na závodních autech v roce 1951. V roce 1955 se začaly objevovat na sériově vyráběných autech. V 80. letech 20. století většina aut používala kotoučové brzdy, alespoň na předních kolech.
Když brzdíte, většinu práce při zastavení vozu odvedou přední kola, protože veškerá hybnost směřuje k předním kolům. Protože většinu brzdí přední kola, výrobci dávají kotoučové brzdy na přední kola, protože brzdí lépe než bubnové brzdy.
Pojďme tedy dát dohromady všechny části brzdového systému.
Šlápnete na brzdový pedál. Tím se aktivuje posilovač brzd, který zesílí sílu z brzdového pedálu. Tato síla se přenáší na hlavní válec. Píst v hlavním válci vytlačuje brzdovou kapalinu brzdovým potrubím ke každému kolu.
Pokud má kolo bubnovou brzdu, brzdová kapalina zasáhne píst ve válci kola, který aktivuje další píst, který vytlačí brzdové destičky proti brzdovému bubnu. Auto zpomalí nebo zastaví. Když uvolníte brzdový pedál, brzdová kapalina nateče zpět do hlavního válce a brzdy se uvolní.
Pokud má kolo kotoučovou brzdu, brzdová kapalina aktivuje píst, který způsobí, že se třmeny s brzdovými destičkami přimáčknou ke kotouči nebo rotoru připojenému ke kolu a zpomalí vůz. Když uvolníte brzdový pedál, brzdová kapalina proudí zpět do hlavního válce, což způsobí, že se třmeny kotoučové brzdy znovu otevřou.
Takto ve zkratce fungují brzdy vašeho auta.
Ale počkej . . . je toho víc. Vaše auto má pravděpodobně protiblokovací brzdy (ABS). Před ABS, když jste dupl na brzdu, se vaše kola úplně zastavila. Zamkli. To způsobilo smyk vašich pneumatik. Prokluzující pneumatika vám poskytuje malou nebo žádnou kontrolu při řízení vozu. Takže pokud jste řídili auto v roce 1950 a museli náhle dupnout na brzdy, abyste nesrazili dítě, které vyběhlo doprostřed ulice, stále byste jeli smykem vpřed a neměli byste schopnost řídit auto. vlevo nebo vpravo. Pokud jste se chtěli vyhnout smyku, když jste používali brzdy na starých autech, museli byste opakovaně pumpovat brzdu (k opakovanému uvolnění a zablokování kol), což se snadněji řekne, než udělá.
Aby se zabránilo smyku pneumatik, používá ABS počítač a senzory v blízkosti každého kola ke sledování rychlosti kola. Když silně zatlačíte na brzdový pedál, systém ABS kontroluje rychlost každého kola nezávisle. Pokud jedno kolo jede pomaleji než ostatní, znamená to, že je pravděpodobně zablokované. Systém ABS tedy sníží hydraulický tlak vyslaný do této brzdy, což jí umožní znovu se otočit, zabrání smyku a umožní vám udržet kontrolu nad řízením.
Víte, že vaše ABS funguje, protože když sešlápnete brzdový pedál, cítíte, jak brzda pulzuje. neznepokojujte se. Pokračujte v tlaku. U aut s ABS nechcete pumpovat brzdy, jinak nebudou správně fungovat.
Když si pořídíte nové auto, je vždy dobré si osahat jeho systém ABS, abyste nebyli trochu vyděšení, když poprvé ucítíte, že se zapíná. Můžete to udělat tak, že když prší nebo sněží (což vyvolá trochu smyku), jedete na prázdném parkovišti a dupnete na brzdy.
