Frane si suspensii

Frane si suspensii

1.Sistemul de franare

Sistemul de franare este unul din cele mai importante care intra in componenta unui autovehicul. Indiferent de tara de origine, producator, model, toate automobilele trebuie sa aiba un sistem de franare care sa le asigure o oprire eficienta si in siguranta deplina, atat pentru automobil si pasagerii sai, cat si pentru ceilalti participanti la trafic, fie ei pietoni sau alte autovehicule

Sistemul de franare este compus in general din pompa centrala de frana,servofrana si franele cu disc, pentru rotile anterioare, respectiv franele cu tambur, pentru rotile posteroare.In functie de puterea motorului, automobilul poate fi echipat cu frane cu disc si la rotile posterioare .Sistemul hidraulic de franare este compus in general din doua circuite,care functioneaza in diagonala. Adica un circuit actioneaza franele fata dreapta/spate stanga si celalalt actioneaza franele fata stanga/spate dreapta.Prin aceasta, in cazul defectari unui circuit de exemplu din cauza neetanseitatii,automobilul poate fi franat prin intermediul celui de-al doilea circuit de franare,nefiind afectata stabilitatea acestuia pe traiectoria de deplasare.Presiunea pentru ambele circuite de franare este creata in pompa centrala de frana tandem, prin intermediul pedalei de frana.

Rezervorul de lichid de frana, care este dispus in compartimentul motorului,deasupra pompei centrale de frana, alimenteaza intregul sistem de franare cu lichid de frana.

Servofrana la modelele cu motoare pe benzina utilizeaza o parte din vacuumul creat de motor in colectorul de aspiratie. La actionarea pedalei de frana,forta de apasare este amplificata,prin intermediul unor supape. Deoarece Ia modelele cu motoare Diesel nu exista depresiune in colectorul de aspiratie, o pompa de vacuum montata in partea posterioara a chiuloasei creeaza depresiunea necesara functionarii servofranei. Pompa de vacuum este antrenata de catre arborele cu came.

Franele anterioare cu disc sunt dotate cu etrieri mobili. In acest caz, pentru apasarea placutelor de frana pe disc este necesar un singur piston.La frana posterioara cu disc exista doi etrieri ficsi. Pentru apasarea placutelor de frana. in cazul etrierului fix, este nevoie de doua pistoane

Frane fata

Frane spate

Frana de mana este actionata prin intermediul unor cabluri si actioneaza asupra rotilor posterioare.La modelele cu frane cu disc la puntea posterioara,sunt montate tambururi de frana suplimentare in discurile de frana pentru frana de mana. Acest lucru este necesar deoarece frana cu disc nu se dovedeste a fi o frana de stationare eficienta,frana de mana neavand efect la o viteza mai mare de 50 km/h.

In functie de echipare,modelele de autoturisme pot fi echipate si cu sistemul de antiblocaj a rotilor la franare (ABS).

Sistemul ABS (engleza anti-lock braking system sau germana Antiblockiersystem) este un sistem pentru vehicule motorizate ce previne blocarea rotilor in timpul franarii. Aceasta prezinta doua avantaje: permite soferului sa pastreze controlul directiei si scurteaza distanta de franare
Istoric
Compania germana Robert Bosch GmbH (cunoscuta, mai popular, drept Bosch) dezvolta tehnologia ABS din anii 1930, dar primele automobile de serie care sa foloseasca sistemul electronic Bosch au fost disponibile in 1978. Au aparut prima data pentru camioane si limuzine nemtesti Mercedes-Benz. Ulterior sistemele au fost portate si pentru motociclete.
Initial, sistemele ABS au fost dezvoltate pentru aeronave. Unul din primele sisteme a fost Maxaret al companiei Dunlop, prezentat in anii 1950, si inca in uz pe unele modele de aeronave. Acesta a fost un sistem complet mecanic. A fost utilizat si pe automobile in anii 1960 (masina de curse Ferguson P99, Jensen FF si masina experimentala Ford Zodiac cu tractiune integrala) dar pentru automobile s-a dovedit scump si nu a fost in totalitate de incredere.     Un sistem complet mecanic, cosntruit si vandut de Lucas Girling, a fost echipat din fabrica pe Ford Fiesta generatia a 3-a. S-a numit Stop Control System (sistemul de control al opririi).
Functionare
Un sistem ABS tipic e compus dintr-o unitate centrala electronica, patru senzori de viteza (unul pentru fiecare roata) si doua sau mai multe valve hidraulice pe circuitul de franare. Unitatea electronica monitorizeaza constant viteza de rotatie a fiecarei roti. Cand detecteaza ca una din roti se roteste mai incet decat celelalte (o conditie ce o va aduce in starea de blocare), misca valvele pentru a scadea presiunea in circuitul de franare, reducand forta de franare pe roata respectiva.
Eficienta
Pe suprafetele cu aderenta mare, uscate sau ude, majoritatea masinilor echipate cu ABS obtin distante de franare mai bune (mai scurte) decat cele fara ABS. Un sofer cu abilitati medii pe o masina fara ABS ar putea, printr-o franare cadentata, sa atinga performantele unui sofer incepator pe o masina cu ABS. Totusi, pentru un numar semnificativ de soferi, ABS imbunatateste distantele de franare in varii conditii. Tehnica recomandata pentru soferi intr-o masina echipata cu ABS, intr-o situatie de urgenta, este sa se apese pedala de frana pana la fund si sa se ocoleasca eventualele obstacole. In asemenea situatii, ABS va reduce semnificativ sansele unui derapaj si pierderea controlului, mai ales cu masinile grele.
Pe zapada si macadam, ABS-ul mareste distantele de franare. Pe aceste suprafete, rotile blocate s-ar adanci si ar opri automobilul mai repede, dar ABS-ul previne acest lucru. Unele modele de ABS reduc acest efect marind timpul de ciclare, lasand astfel rotile sa se blocheze in mod repetat, pentru perioade scurte de timp. Avantajul ABS-ului pe aceste suprafete este imbunatatirea controlului masinii, si nu franarea, desi pierderea controlului pe astfel de suprafete ramane totusi posibila.
Odata activat, ABS-ul va face ca pedala sa pulseze. Unii soferi, simtind acest efect, reduc apasarea pe pedala si astfel maresc distanta de franare. Aceasta contribuie la marirea numarului de accidente. Din acest motiv unii constructori au implementat sisteme de asistenta la franare ce mentin forta de franare in situatii de urgenta.
Controlul tractiunii
Echipamentul ABS poate fi folosit si pentru a implementa controlul tractiunii la accelerarea unui autovehicul. Daca, la accelerare, cauciucul pierde aderenta solului, ABS-ul poate detecta situatia si poate aplica franele pentru a reduce accelerarea pentru recapatarea aderentei.
Constructorii vand de obicei aceasta ca pe o optiune separata, chiar daca infrastructura controlului tractiunii este in mare parte impartita cu cea a ABS-ului. Versiuni mai sofisticate pot controla acceleratia si frana simultan, rezultand ceea ce Continental Teves si Bosch numesc Electronic Stability Control, respectiv Electronic Stability Program

Suspensia automobilului

Suspensia automobilului este destinata sa atenueze sarcinile dinamice ce se transmit de la drum sa imprime oscilatiilor caracterul dorit si sa transmita fortele care actioneaza asupra rotilor si cadrului.

Oscilatiile ce apar la trecerea automobilului peste neregularitatile drumului influenteaza calitatile tehnice de exploatare ale acestuia, in primul rand caracterul de mers lin al acestuia, calitatile de tractiune , stabilitatea ,maniabilitatea si durabilitatea.

Suspensia automobilelor este compusa din elementele elastice , dispozitivele de ghidare, si elementele de amortizare.

Elementele elastice contribuie la micsorarea sarcinilor, idnamice verticale, provocand oscilatiile caroseriei de amplitudine si frecvente cit mai suportabile pentru pasageri si care sa nu dauneze incarcaturii care se transporta.

Dispozitivele de ghidare transmit componentele orizontale ale fortelor dintre roti si drum, si momentele acestor forte la caroserie ,determinind si caracterul deplasarii rotilor an raport cu caroseria automobilului si an raport cu drumul.

In figura 2.1.se reprezinta fortele datorita interactiunii dintre roti si drum precum si momentele acestor forte

Conditiile principale pe care trebuie sa le indeplineasca suspensia unui automobil sunt urmatoarele :

Sa aiba o caracteristica care asigura un comfort corespunzator , cu inclinari transversale reduse fara lovituri in tampoanele limitatoare si cu o stabilitate buna .

Caracteristica amortizorului sa corespunda cu cea ceruta de comfortabilitate.

Sa asigure transmiterea fortelor orizontale si a momentelor reactive de la roata la caroserie .

Sa aibe o durabilitate elementele elastice , care fac parte din elementele cele mai solicitate ale automobilului.

Sa aibe o greutate minima .

Pentru asigurarea unui comfort corespunzator , parametrii suspensiei trebuie sa fie alesi tinanduse seama de anumite conditii si anume

Rigiditatea elementelor elastice a suspensiei sa fie pe cat posibil mai reduse pentru a rezulta frecvente proprii mici.

Amortizarea oscilatiilor terbuie sa fie suficienta astfel incat dupa o perioada amplitudinile sa se micsoreze de 3 pana la 8 ori

Suspensia dependenta este caracterizata printr-o legatura rigida intre rotile din dreapta si din stanga , iar ridicarea sau coborarea unei roti , produsa de denivelarile caii , provoaca schimbarea pozitiei si pentru cealalta roata

La suspensia independenta lipseste legatura directa dintre rotile automobilului iar schimbarea pozitiei unei roti nu influenteaza si cealalta roata .

Suspensia independenta prezinta fata de suspensia dependenta avantajele : inbunatatirea confortului prin reducerea masei nesuspendate ; tinuta de drum mai buna deoarece deplasarile rotilor nu se influenteaza reciproc ; micsorarea oscilatiilor de ruliu ale caroseriei si marirea stabilitatii automobilului