Fren sistemi çeşitleri: kampanalı ve diskli frenlerin çalışma prensibi

Fren sistemi, tekerlek ile yol arasındaki fren kuvvetini kullanarak arabanın hızını kontrol etmek, durdurmak ve uzun süre yerinde tutmak için tasarlanmıştır. Frenleme kuvveti, bir tekerlek freni, bir araç motoru (motor freni olarak adlandırılır), şanzımandaki bir hidrolik veya elektrikli geciktirici tarafından üretilebilir.

Bu işlevleri gerçekleştirmek için, araca aşağıdaki fren sistemi türleri monte edilmiştir:

• Çalışan fren sistemi. Kontrollü yavaşlama ve araç durdurma sağlar.
• Yedek fren sistemi. Çalışan sistemin arızalanması ve arızalanması durumunda kullanılır. Çalışma sistemi ile benzer işlevleri yerine getirir. Bir yedek fren sistemi, özel bir otonom sistem veya çalışan bir fren sisteminin parçası (fren tahrik devrelerinden biri) olarak uygulanabilir.
• Park freni sistemi. Arabayı uzun süre yerinde tutmak için tasarlanmıştır.

Fren sistemi, aracın aktif güvenliğini sağlamanın en önemli aracıdır. Otomobillerde ve bazı kamyonlarda, fren sisteminin etkinliğini ve fren stabilitesini artırmak için çeşitli cihazlar ve sistemler kullanılmaktadır.

Fren sistemi nasıl çalışır

Fren pedalına bastığınızda yük, ana fren silindiri üzerinde ek kuvvet oluşturan amplifikatöre aktarılır. Ana fren silindiri pistonu sıvıyı borulardan tekerlek silindirlerine pompalar. Bu, fren aktuatöründeki sıvı basıncını arttırır. Tekerlek silindirlerinin pistonları, fren balatalarını disklere (kampanalara) hareket ettirir.

Pedala daha fazla basılması, sıvı basıncını artırır ve frenler devreye girerek tekerleklerin dönüşünü ve lastiklerin yolla temas noktasında fren kuvvetlerinin ortaya çıkmasını yavaşlatır. Fren pedalına ne kadar kuvvet uygulanırsa, tekerlekler o kadar hızlı ve verimli şekilde frenlenir. Frenleme sırasında sıvı basıncı 10-15 MPa'ya ulaşabilir.

Frenlemenin sonunda (fren pedalının bırakılması), bir geri çekme yayının etkisi altındaki pedal orijinal konumuna hareket eder. Ana fren silindirinin pistonu orijinal konumuna hareket eder. Yay elemanları, pedleri disklerden (tamburlardan) uzaklaştırır. Tekerlek silindirlerinden gelen fren hidroliği, boru hatlarından ana fren silindirine zorlanır. Sistemdeki basınç düşer.

Fren sistemi türleri

Fren sistemi, bir fren mekanizmasını ve bir fren tahrikini birleştirir. Fren mekanizması, aracı yavaşlatmak ve durdurmak için gerekli fren torkunu oluşturmak üzere tasarlanmıştır. Sürtünme fren mekanizmaları, çalışması sürtünme kuvvetlerinin kullanımına dayanan arabalara kurulur. Çalışma sisteminin fren mekanizmaları doğrudan tekerleğe monte edilmiştir. El freni şanzımanın veya transfer kutusunun arkasında olabilir.

Sürtünme parçasının tasarımına bağlı olarak, tambur ve disk fren mekanizmaları.

Fren mekanizması dönen ve sabit bir parçadan oluşur. Dönen parça olarak davul mekanizması bir fren kampanası kullanılır, sabit bir parça - fren balataları veya bantları.

dönen kısım disk mekanizması bir fren diski ile temsil edilir, sabit - fren balataları ile. Modern binek otomobillerin ön ve arka akslarına kural olarak disk frenler takılır.

Kampana frenler nasıl çalışır?

Kampanalı frenlerin ana iç parçaları şunlardır:

1. Fren tamburu. Yüksek mukavemetli dökme demir alaşımlarından yapılmış bir element. Bir göbeğe veya bir destek miline monte edilir ve yalnızca pedlerle doğrudan etkileşime giren ana temas parçası olarak değil, aynı zamanda diğer tüm parçaların monte edildiği bir yuva görevi görür. Fren kampanasının iç kısmı, maksimum frenleme verimliliği için taşlanmıştır.
2. Pedler. Disk fren balatalarının aksine kampanalı fren balataları yarı daireseldir. Dış kısımları özel asbest kaplamalıdır. Bir çift arka tekerleğe fren balataları takılıysa, bunlardan biri de el freni koluna bağlanır.
3. Germe yayları. Bu elemanlar balataların üst ve alt kısımlarına takılır ve rölantide farklı yönlerde hareket etmelerini engeller.
4. Fren silindirleri. Bu, her iki tarafında çalışan pistonların monte edildiği, dökme demirden yapılmış özel bir gövdedir. Sürücü fren pedalına bastığında oluşan hidrolik basınçla etkinleştirilirler. Pistonların ek parçaları, devrede sıkışan havayı çıkarmak için lastik contalar ve bir valftir.
5. Koruyucu disk. Parça, fren silindirlerinin ve balatalarının takıldığı göbeğe monteli bir elemandır. Sabitlemeleri özel kelepçeler kullanılarak gerçekleştirilir.
6. Kendini ilerletme mekanizması. Mekanizmanın temeli, fren balataları aşındıkça derinleşen özel bir takozdur. Amacı, çalışma yüzeylerinin aşınmasına bakılmaksızın, balataların tambur yüzeyine sürekli olarak bastırılmasını sağlamaktır.

**Tarafımızdan listelenen bileşenler genel olarak kabul edilmektedir. Çoğu büyük üretici tarafından kullanılırlar. Bazı şirketler tarafından özel olarak kurulan bir dizi parça vardır. Bunlar, örneğin, pedleri, her türlü ara parçayı vb. getirme mekanizmasıdır.

Çalışma prensibi: sürücü gerekirse pedala basarak fren devresinde artan basınç oluşturur. Hidrolik, fren balatalarını çalıştıran ana silindir pistonlarına baskı yapar. Bağlantı yaylarını gererek yanlara "ayrılırlar" ve tamburun çalışma yüzeyi ile etkileşim noktalarına ulaşırlar. Bu durumda meydana gelen sürtünmeden dolayı tekerleklerin dönüş hızı düşer ve araba yavaşlar. Kampanalı frenlerin çalışması için genel algoritma tam olarak böyle görünüyor. Tek pistonlu sistemler ile iki pistonlu sistemler arasında önemli bir fark yoktur.

Kampana Frenlerin Avantaj ve Dezavantajları

Arasında Avantajları Tambur sistemi, tasarımın basitliği, balatalar ve tambur arasında geniş bir temas alanı, düşük maliyet, nispeten düşük ısı üretimi ve düşük kaynama noktasına sahip ucuz fren sıvısı kullanma olasılığı ile ayırt edilebilir. Ayrıca olumlu yönler arasında mekanizmayı su ve kirden koruyan kapalı bir tasarım yer alıyor.

Kampanalı frenlerin dezavantajları:

• yavaş yanıt;
• performans istikrarsızlığı;
• zayıf havalandırma;
• sistem, tambur duvarlarındaki pedlerin izin verilen basınç kuvvetini sınırlayan kırılmaya çalışır;
• sık frenleme ve yüksek yüklerde, güçlü ısınma nedeniyle tamburun deformasyonu mümkündür.

Modern otomobillerde kampanalı frenler giderek daha az kullanılmaktadır. Temel olarak, bütçe modellerinde arka tekerleklere takılırlar. Bu durumda, park frenlerini uygulamak için de kullanılırlar.

Aynı zamanda kampana boyutunu büyüterek fren sisteminin gücünde artış elde etmek mümkündür. Bu, kamyon ve otobüslerde kampanalı frenlerin yaygın olarak kullanılmasına yol açtı.

Disk frenler nasıl çalışır?

Disk fren mekanizması, dönen bir fren diskinden ve her iki tarafta kaliperin içine monte edilmiş iki sabit balatadan oluşur.

Bu sistemde, kaliper üzerine monte edilen balatalar, tekerlek göbeğine cıvatalı olan ve onunla birlikte dönen fren diskinin düzlemlerine iki taraftan bastırılır. Metal fren balatalarında sürtünme balataları bulunur.

Kaliper, braket şeklinde dökme demir veya alüminyumdan yapılmış bir gövdedir. İçinde, frenleme sırasında balataları diske doğru bastıran pistonlu bir fren silindiri bulunur.

Braket (kumpas) yüzer veya sabit olabilir. Hareketli braket, kılavuzlar boyunca hareket edebilir. Bir pistonu var. Sabit tasarımlı kaliper, diskin her iki yanında birer tane olmak üzere iki pistona sahiptir. Böyle bir mekanizma, balataları fren diskine daha güçlü bastırabilir ve esas olarak güçlü modellerde kullanılır.

Fren diskleri dökme demir, çelik, karbon ve seramikten yapılmıştır. Dökme demir diskler ucuzdur, iyi sürtünme özelliklerine ve oldukça yüksek aşınma direncine sahiptir. Bu nedenle, en sık kullanılırlar.

Paslanmaz çelik, sıcaklık değişimlerini daha iyi tolere eder, ancak sürtünme özellikleri daha kötüdür.

Hafif karbon diskler, yüksek sürtünme katsayısına ve mükemmel ısı direncine sahiptir. Ancak ön ısıtma gerektirirler ve maliyetleri çok yüksektir. Karbon fren disklerinin kapsamı spor arabalardır.

Seramik, sürtünme katsayısı açısından karbon fiberden daha düşüktür, ancak yüksek sıcaklıklarda iyi çalışır, düşük ağırlıkta önemli bir mukavemet ve aşınma direncine sahiptir. Bu tür disklerin ana dezavantajı yüksek maliyettir.

Disk frenlerin avantajları ve dezavantajları

Disk frenlerin faydaları:

• tambur sistemine kıyasla daha az ağırlık;
• teşhis ve bakım kolaylığı;
• açık tasarım sayesinde daha iyi soğutma;
• geniş bir sıcaklık aralığında kararlı çalışma.

Disk frenlerin dezavantajları:

• önemli ısı dağılımı;
• pedler ve disk arasındaki sınırlı temas alanı nedeniyle ek amplifikatörlere duyulan ihtiyaç;
• nispeten hızlı balata aşınması;
• maliyeti tambur sistemine göre daha yüksektir.