En els vehicles amb sistema de frenada hidràulica, els cilindres de fre principal i de la roda tenen un paper clau.Llegiu què és un cilindre de fre, quins tipus de cilindres hi ha, com estan disposats i funcionen, així com la correcta selecció, manteniment i reparació d'aquestes peces a l'article.
Cilindre de fre - funcions, tipus, característiques
Cilindre de fre és el nom general per al control i els actuadors dels sistemes de fre dels vehicles d'accionament hidràulic.Hi ha dos dispositius diferents en disseny i finalitat:
• Bomba de fre (GTZ);
• Cilindres de fre de roda (de treball).
GTZ és l'element de control de tot el sistema de fre, els cilindres de les rodes són actuadors que accionen directament els frens de les rodes.
GTZ resol diversos problemes:
• Conversió de la força mecànica del pedal del fre en la pressió del fluid de treball, que és suficient per accionar els actuadors;
• Assegurar un nivell constant de fluid de treball al sistema;
• Mantenir el rendiment dels frens en cas de pèrdua d'estanquitat, fuites i en altres situacions;
• Facilitar la conducció (amb servofreno).
Els cilindres esclaus tenen una funció clau: la conducció dels frens de les rodes en frenar el vehicle.A més, aquests components proporcionen un retorn parcial del GTZ a la seva posició original quan s'allibera el vehicle.
El nombre i la ubicació dels cilindres depèn del tipus de cotxe i del nombre d'eixos.El cilindre mestre de fre és un, però multisecció.El nombre de cilindres de treball pot ser igual al nombre de rodes, dues o tres vegades més (en instal·lar dos o tres cilindres a la roda).
La connexió dels frens de les rodes a la GTZ depèn del tipus de conducció del vehicle.
En vehicles de tracció posterior:
• Primer circuit - rodes davanteres;
• El segon circuit són les rodes del darrere.
Esquema típic del sistema de fre d'un cotxe
És possible una connexió combinada: si hi ha dos cilindres de treball a cada roda davantera, un d'ells està connectat al primer circuit, el segon al segon, funciona juntament amb els frens posteriors.
En vehicles de tracció davantera:
• Primer circuit: rodes davanteres dreta i darrere esquerra;
• Segon circuit - rodes davanteres esquerra i darrere dreta.
Es poden utilitzar altres configuracions de frenada, però els esquemes anteriors són els més habituals.
El disseny i el principi de funcionament del cilindre mestre de fre
Els cilindres mestres de fre es divideixen en dos grups segons el nombre de circuits (seccions):
• Circuit únic;
• Doble circuit.
Els cilindres d'un sol circuit pràcticament no s'utilitzen avui dia, es poden trobar en alguns cotxes antics.La gran majoria dels cotxes moderns estan equipats amb GTZ de doble circuit; de fet, es tracta de dos cilindres en un mateix cos que funcionen en circuits de fre autònoms.El sistema de frenada de doble circuit és més eficient, fiable i segur.
A més, els cilindres mestres es divideixen en dos grups segons la presència d'un reforç de fre:
• Sense amplificador;
• Amb servofreno de buit.
Els cotxes moderns estan equipats amb un GTZ amb un reforç de fre de buit integrat, que facilita el control i augmenta l'eficiència de tot el sistema.
El disseny del reforç de fre principal és senzill.Es basa en un cos cilíndric fos, en el qual hi ha dos pistons instal·lats un darrere l'altre: formen seccions de treball.El pistó davanter està connectat per la barra al servofreno o directament al pedal del fre, el pistó posterior no té una connexió rígida amb la part davantera, entre ells hi ha una barra curta i una molla.A la part superior del cilindre, per sobre de cada tram, hi ha canals de derivació i compensació, i de cada tram surten una o dues canonades per a la connexió als circuits de treball.Al cilindre s'instal·la un dipòsit de líquid de fre, està connectat a les seccions mitjançant canals de derivació i compensació.
GTZ funciona de la següent manera.Quan premeu el pedal de fre, el pistó davanter es desplaça, bloqueja el canal de compensació, com a resultat de la qual cosa el circuit queda segellat i la pressió del fluid de treball augmenta en ell.L'augment de pressió fa que el pistó posterior es mogui, també tanca el canal de compensació i comprimeix el fluid de treball.Quan els pistons es mouen, els canals de derivació del cilindre sempre romanen oberts, de manera que el fluid de treball omple lliurement les cavitats formades darrere dels pistons.Com a resultat, la pressió en els dos circuits del sistema de fre augmenta, sota la influència d'aquesta pressió, els cilindres de fre de les rodes s'accionen, empenyent les pastilles: el vehicle s'alenteix.
Quan es retira la cama del pedal, els pistons tendeixen a tornar a la seva posició original (això és proporcionat per les molles), i també hi contribueixen les molles de retorn de les pastilles que comprimeixen els cilindres de treball.Tanmateix, el fluid de treball que entra a les cavitats darrere dels pistons de la GTZ a través dels canals de derivació no permet que els pistons tornin instantàniament a la seva posició original; gràcies a això, l'alliberament dels frens és suau i el sistema funciona de manera més fiable.Quan tornen a la posició inicial, els pistons obren el canal de compensació, de manera que la pressió dels circuits de treball es compara amb la pressió atmosfèrica.Quan es deixa anar el pedal de fre, el fluid de treball del dipòsit entra lliurement als circuits, cosa que compensa la disminució de la quantitat de líquid a causa de fuites o per altres motius.
El disseny del cilindre mestre de fre garanteix l'operativitat del sistema en cas de fuites de fluid de treball en un dels circuits.Si es produeix una fuita al circuit primari, el pistó del circuit secundari s'acciona directament des del pistó del circuit primari; per a això es disposa d'una vareta especial.Si es produeix una fuita al segon circuit, quan premeu el pedal de fre, aquest pistó es recolza a l'extrem del cilindre i proporciona un augment de la pressió del fluid al circuit primari.En tots dos casos, el recorregut del pedal augmenta i l'eficiència de frenada disminueix lleugerament, per la qual cosa s'ha d'eliminar el mal funcionament el més aviat possible.
El reforç del fre de buit també té un disseny senzill.Es basa en un cos cilíndric segellat, dividit per una membrana en dues cambres: la posterior de buit i la davantera atmosfèrica.La cambra de buit està connectada al col·lector d'admissió del motor, de manera que es crea una pressió reduïda.La cambra atmosfèrica està connectada per un canal amb el buit, i també està connectada amb l'atmosfera.Les cambres estan separades per una vàlvula muntada al diafragma, una vareta travessa tot l'amplificador, que està connectat al pedal del fre d'una banda, i es recolza sobre la bomba de fre de l'altra.
El principi de funcionament de l'amplificador és el següent.Quan no es prem el pedal, ambdues cambres es comuniquen a través de la vàlvula, s'observa baixa pressió en elles, tot el conjunt és inoperable.Quan s'aplica força al pedal, la vàlvula desconnecta les cambres i, al mateix temps, connecta la cambra frontal a l'atmosfera; com a resultat, la pressió augmenta.A causa de la diferència de pressió a les cambres, el diafragma tendeix a moure's cap a la cambra de buit, això crea una força addicional a la tija.D'aquesta manera, el booster de buit facilita el control dels frens reduint la resistència del pedal quan el premeu.
Disseny i principi de funcionament dels cilindres de fre de les rodes
Els cilindres esclaus de fre es divideixen en dos tipus:
• Per a frens de rodes de tambor;
• Per a frens de rodes de disc.
Els cilindres esclaus dels frens de tambor són peces independents que s'instal·len entre les pastilles i garanteixen la seva extensió durant la frenada.Els cilindres de treball dels frens de disc estan integrats a les pinces de fre, proporcionen pressió de les pastilles al disc durant la frenada.Estructuralment, aquestes parts presenten diferències significatives.
El cilindre de fre de la roda dels frens de tambor en el cas més simple és un tub (cos de fosa) amb pistons inserits des dels extrems, entre els quals hi ha una cavitat per al fluid de treball.A l'exterior, els pistons tenen superfícies d'empenta per a la connexió amb les pastilles, per protegir-se de la contaminació, els pistons es tanquen amb taps elàstics.També a l'exterior hi ha un accessori per a la connexió al sistema de fre.
El cilindre de fre dels frens de disc és una cavitat cilíndrica a la pinça a la qual s'insereix un pistó a través de l'anell O.Al revers del pistó hi ha un canal amb un accessori per a la connexió al circuit del sistema de fre.La pinça pot tenir d'un a tres cilindres de diferents diàmetres.
Els cilindres de fre de les rodes funcionen simplement.En frenar, la pressió al circuit augmenta, el fluid de treball entra a la cavitat del cilindre i empeny el pistó.Els pistons del cilindre de fre de tambor s'empenyen en direccions oposades, cadascun d'ells condueix la seva pròpia pastilla.Els pistons de la pinça surten de les seves cavitats i pressionen (directament o indirectament, mitjançant un mecanisme especial) el coixinet al tambor.Quan s'atura la frenada, la pressió al circuit disminueix i en algun moment la força de les molles de retorn esdevé suficient per tornar els pistons a la seva posició original: el vehicle s'allibera.
Selecció, substitució i manteniment de cilindres de fre
En triar les peces en qüestió, cal seguir estrictament les recomanacions del fabricant del vehicle.En instal·lar cilindres d'un model o tipus diferent, els frens poden deteriorar-se, cosa que és inacceptable.
Durant el funcionament, els cilindres mestre i esclau no necessiten un manteniment especial i serveixen sense problemes durant molts anys.Si el funcionament dels frens o tot el sistema es deteriora, cal diagnosticar els cilindres i, en cas de mal funcionament, simplement substituir-los.A més, periòdicament cal comprovar el nivell de líquid de fre al dipòsit i, si cal, omplir-lo.
Hora de publicació: 21-agost-2023