Frânele sunt un element cheie de siguranță pentru o mașină, deoarece au sarcina de a o opri ori de câte ori este necesar. Pentru a face acest lucru, acestea folosesc o serie de componente, inclusiv discuri de frână, plăcuțe de frână, lichid de frână și multe altele.
Sistemul de frânare al unei mașini este unul dintre cele mai importante sisteme de siguranță activă a vehiculului și include toate acele elemente care au ca misiune reducerea sau anularea progresivă a vitezei vehiculului sau menținerea acestuia imobilizat atunci când este oprit. De astfel, nu există nicio șansă să treceți de verificarea tehnică la o stație ITP dacă sistemul de frâbare nu funcționează impecabil.
Cum funcționează sistemul de frânare?
Pentru a opri vehiculul, șoferul, în acțiunea sa de frânare, apasă pedala de frână, generând presiunea lichidului hidraulic în pompa care acționează asupra etrierilor de frână, iar acestea, la rândul lor, sunt responsabile de apropierea plăcuțelor de frână de discuri sau a saboților de frână de tambur, încetinind vehiculul și chiar oprindu-l complet, transformând energia cinetică a întregului vehicul în mișcare în energie termică care este evacuată în exterior.
Evoluția constantă a acestui dispozitiv a făcut ca, în prezent, acest sistem să fie foarte sofisticat și bine pus la punct.
Principalele elemente care alcătuiesc un circuit hidraulic sunt:
- Pedala de frână
- Servomotorul de frână
- Pompă de frână cu rezervor de frână
- Conducte de distribuție a presiunii
- Etrier de frână
- Cilindru de frână
- Plăcuțe de frână
- Tamburi de frână
- Discuri și cabluri de frână de parcare
Pedala de frână este pârghia pe care șoferul exercită forța necesară pentru a genera presiunea în pompa de frână și pentru a o transmite diferitelor componente ale sistemului.
Servomotor de frână este un mecanism capabil să aplice energie auxiliară în plus față de cea furnizată de către conducătorul auto în acțiunea de frânare, astfel încât efortul depus de către conducătorul auto să rămână sub limitele acceptabile, indiferent de energia cinetică care trebuie absorbită. Prin urmare, scopul acestui mecanism este de a facilita acțiunea de frânare, permițând conducătorului auto să depună mai puțin efort pe pedală pentru o anumită eficiență de frânare. Asistența necesară este asigurată de vidul creat în motorul propriu-zis în colectorul de admisie la vehiculele pe benzină și de o pompă de vid la vehiculele diesel.
Pompa de frână este una dintre componentele principale ale sistemului de frânare hidraulic, deoarece este responsabilă de generarea presiunii în cadrul circuitului de frânare. Are orificii de intrare și ieșire a fluidului, un piston care se mișcă în interior, care are o garnitură care face ca interiorul cilindrului să fie etanș, împingând tija pistonului care se conectează la pedala de frână. Pompa încorporează butelia care adăpostește lichidul hidraulic al sistemului și senzorul de nivel.
Țevile circuitului de frânare sunt responsabile pentru a permite fluidului de frână să treacă de la pompa de frână la cilindrii de frână de pe roți. Acestea sunt alcătuite din secțiuni rigide și flexibile și sunt conectate cu ajutorul unor racorduri. Țevile rigide sunt formate din tuburi de cupru, oțel sau alamă care sunt conectate la pompă și la elementele de bypass prin intermediul unor fitinguri. Acestea trebuie să fie rezistente la rugină și coroziune și să reziste nu numai la presiunile de frânare, ci și la suprapresiuni în timpul frânării puternice.
Ele sunt fixate pe șasiu cu ajutorul unor cleme, a unor dispozitive de prindere, distanțate la maximum 25 cm pentru a împiedica vibrațiile țevilor. Scopul țevilor flexibile este de a conecta două puncte care se deplasează în timpul funcționării vehiculului. Ele sunt în consolă între șasiu și roată pentru a permite roții să se rotească și să oscileze.
Etrierul de frână are în interior conductele prin care lichidul de frână este alimentat la cilindri cu ajutorul unui furtun și al unui dispozitiv de purjare. Lichidul presurizat din circuitul de frână, care intră prin furtunul de frână, împinge pistoanele spre exterior, aplicând plăcuțele de frână pe discul de frână, care opresc rotirea discului din cauza frecării.
Pistoanele de frână sunt responsabile de transmiterea prin conducte a presiunii generate în pompa de frână, care va ajunge la plăcuțele de frână și va face ca saboții de frână să se deschidă și să se cupleze împotriva tamburului la vehiculele echipate cu acest sistem. Unele mărci încă le montează în mod standard la frânele spate.
Plăcuțele de frână sunt responsabile de generarea fricțiunii pe discul de frână pentru a decelera vehiculul. În prezent, reglementările antipoluare impun ca plăcuțele de frână să fie fabricate fără azbest, deoarece acesta este dăunător pentru sănătate și mediu.
Acestea sunt formate din două plăci de oțel sudate împreună în formă de semilună și acoperite la exterior de garnituri de frână, care sunt responsabile de frânarea prin frecare cu tamburul. Garniturile sunt fixate pe sabotul metalic cu ajutorul unor nituri sau al unui adeziv. Lipirea ajută la amortizarea vibrațiilor prin reducerea zgomotului pe care acestea îl provoacă în timpul procesului de frânare.
Tamburul de frână este alcătuit din: tamburul roții, care este partea rotativă a frânei și recipientul a aproape toată căldura dezvoltată în timpul frânării, placa de ancorare sau plăcuța de frână, pe care sunt fixate saboții de frână, și tamburul de frână.
Discurile de frână constau în discuri din fontă cenușie perlată fixate pe butucul roții sau care fac parte din acesta. Se rotesc odată cu roata și constituie elementul mobil de frânare.
Dispozitivele de reglare a frânelor sunt proiectate în interior astfel încât, atunci când vehiculul este încărcat, să permită trecerea mai la mult lichid către roțile din spate pentru a crește presiunea pe roțile din spate la frânare, în caz contrar, greutatea și sarcina vehiculului în spate vor face ca vehiculul să devină instabil și să se producă derapaje. Atunci când vehiculul nu este încărcat, elementul de distribuție a frânelor lasă să treacă mai puțin lichid de frână și, bineînțeles, mai puțină presiune, ceea ce determină o frânare mai mică în spate decât în față pentru a împiedica blocarea și deraparea roților.
Lichidul de frână este responsabil pentru transmiterea presiunii de la pompă la cilindrii roților. Este compus din glicol sau eter-glicol, amestecat cu substanțe protectoare, antioxidanți și, în același timp, este foarte higroscopic pentru a absorbi umiditatea care poate fi prezentă în circuit.
Cablurile de frână de parcare sunt responsabile de menținerea discurilor sau tamburilor de frână la locul lor în timpul parcării, pentru a împiedica vehiculul să se miște.