Układ hamulcowy

hamulec cierne ABS ASR ESP Hamulce ciągłego działania

HAMULEC

Urządzenie do hamowania ruchomych części mechanizmu, maszyny lub całego urządzenia; jego zasada działania jest oparta na zjawisku tarcia między dociskanymi elementami ruchomym i nieruchomym (hamulec cierny), oporu stawianego przez płyn poruszającemu się w nim ciału (np. hamulec aerodynamiczny), oddziaływania pól elektromagnet. (hamulec elektromagnetyczny) itp.; ze względu na rodzaj ruchu zespołu hamowanego rozróżnia się hamulce obrotowe (np. hamulce klockowe, bębnowe, tarczowe, szczękowe) i hamulce postępowe; do hamulców postępowych należą np. płozy hamulcowe (stalowe podkładki nakładane na szyny), hamulce torowe (hamulce wbudowane w tor, hamowanie następuje np. przez nacisk na boczne powierzchnie kół wagonów) oraz hamulce aerodynamiczne. Podczas hamowania energia kinet. hamowanych maszyn zamienia się na ciepło, co powoduje konieczność odprowadzania ciepła z urządzeń hamulcowych, zwł. tych urządzeń i pojazdów, w których częstość hamowania jest b. duża. Sterowanie (włącza nie i wyłączanie) hamulca odbywa się za pomocą urządzeń sterowniczych, tworzących wraz z nimi tzw. układy hamulcowe ; urządzenia te mogą mieć napęd mech. (rozpieracz hamulcowy uruchamiany za pośrednictwem cięgła), hydrauliczny (rozpieracz zastąpiony cylindrem z tłokiem poruszającym się stosownie do zmian ciśnienia płynu hamulcowego, np. silikonowego lub glikolowego) albo pneumatyczny. W 1833 G. Stephenson zastosował w parowozie hamulec cierny sterowany parą; 1867 G. Westinghouse wynalazł hamulec cierny sterowany sprężonym powietrzem, a 1872 hamulec cierny samoczynny sterowany sprężonym powietrzem, stosowany w kolejnictwie (działanie polega na samoczynnym zahamowaniu pojazdu w przypadku utraty szczelności przewodów hamulcowych, np. wskutek rozerwania składu pociągu. W 1879 I.G. Hardy wynalazł hamulec samoczynny próżniowy, a 1900 G. Knorr skonstruował hamulec szybkodziałający. Pierwsze samochody miały hamulce cierne sterowane mechanicznie.

Hamulec cierny szczękowo-bębnowy

Szczęki hamulcowe pokryte okładzinami ciernymi umieszczone są wewnątrz bębna hamulcowego (znajdującego się w kole jezdnym); podczas hamowania tłok, poruszający się wskutek zmian ciśnienia płynu hamulcowego, dociska szczęki do wewnętrznej powierzchni bębna; hamulce cierne (klockowe, taśmowe, tarczowe, szczękowe) należą do najczęściej stosowanych.

Hamulec cierny tarczowy

W hamulcach tarczowych siła hamowania powstaje w wyniku tarcia wywołanego dociskiem ruchomych klocków hamulcowych do płaskich powierzchni tarczy hamulcowej obracającej się wraz z kołem. Docisk klocków jest uzyskiwany za pomocą siłownika hydraulicznego lub pneumatycznego, umieszczonego w zacisku

ABS

Anti-Blockier-System, techn. firmowa nazwa urządzenia przeciwpoślizgowego zapobiegającego blokowaniu kół samochodu lub motocykla w czasie hamowania; w skład ABS wchodzą: elektron. układ sterowania, czujniki pomiarowe oraz elementy wykonawcze; stosowany od 1978 (najpierw w samochodach Mercedes). Przy hamowaniu wraz ze wzrostem nacisku na pedał hamulca pojazdu prędkość hamowanych kół maleje do wartości mniejszej od prędkości pojazdu poruszającego się pod wpływem siły bezwładności; między oponami i nawierzchnią drogi pojawia się poślizg; przyczepność między oponą a nawierzchnią (której miarą jest współczynnik przyczepności) zależy od rodzaju i stanu zarówno nawierzchni, jak opony; wraz ze wzrostem poślizgu współczynnik przyczepności rośnie, osiąga maksimum, a następnie spada, wchodząc w obszar niestabilności; ABS działa automatycznie i tak reguluje w układzie hamulcowym ciśnienie płynu hamulcowego lub sprężonego powietrza, aby utrzymać poślizg hamowanych kół w zakresie największego współczynnika przyczepności i nie dopuścić do zablokowania hamowanych kół (przy pełnym poślizgu koła te ślizgają się, a nie toczą). W niektórych warunkach, np. na drogach wyboistych lub pokrytych sypkim śniegiem, ABS może nie zapewnić najkrótszej drogi hamowania, natomiat zawsze, nawet przy gwałtownym hamowaniu, gwarantuje stateczność ruchu (nie występuje zarzucanie tyłu pojazdu) i kierowalność samochodu, co jest b. ważne ze względu na bezpieczeństwo ruchu; jednak zwykle przy sprawnie działającym ABS droga hamowania jest krótsza, niż ta, którą uzyskałoby się bez niego przy wystąpieniu poślizgu na wszystkich kołach.

ASR

Acceleration Slip Regulation, system regulacji poślizgu kół napędowych pojazdu przy przyspieszaniu, współpracujący z systemem ABS (techn.); działanie ASR polega na kontroli i automatycznej regulacji momentu napędowego przekazywanego z silnika na koła napędowe; jeśli przy ruszaniu lub przyspieszaniu któreś z kół napędowych zacznie się nadmiernie ślizgać, ASR automatycznie uruchamia hamulec i reguluje siłę hamowania tak, aby uzyskać optymalny poślizg; w przypadku naciśnięcia przez kierowcę pedału hamulca ASR automatycznie wyłącza się, co umożliwia pracę systemowi ABS; część elementów ASR jest wspólna z ABS-em (np. elektron. jednostka sterująca, czujnik prędkości obrotowej kół); niekiedy ASR jest nazywany systemem kontroli trakcji (ang. Traction Control System, TCS).

ESP

Układ stabilizacji toru jazdy ESP (niem. Elektronisches Stabilitatsprogramm) zapobiega zboczeniu z zamierzonego toru jazdy. Utrzymuje on pojazd na zadanym torze w różnych sytuacjach, dopóki istnieją warunki zachowania przyczepności kół. Stabilizacja toru jazdy odbywa się podczas hamowania i napędzania kół, hamowania silnikiem oraz gdy pojazd toczy się swobodnie. Układ ESP składa się z następujących elementów:
- elektronicznego sterownika (wspólnego z ABS i ASR,
- modulatora hydraulicznego (wspólnego z ABS i ASR),
- czujników prędkości obrotowych kół (wspólnych z ABS i ASR),
- czujnika prędkości kątowej obrotu pojazdu wokół osi pionowej,
- czujnika przyspieszenia kątowego,
- czujnika kąta obrotu koła kierownicy,
- czujnika ciśnienia w pompie hamulcowej.
Działanie układu ESP opiera się na porównaniu rzeczywistego zachowania się pojazdu względem założonego przez kierowcę. W przypadku wystąpienia różnic układ uruchamia elementy nastawcze, które korygują kierunek ruchu przez regulację sił hamowania i napędowych. Układ ESP jest ściśle związany z układami ABS i ASR oraz wykorzystuje ich czujniki, sterownik i modulator. Jednocześnie jego „decyzje” pełnią rolę nadrzędną wobec wszystkich pozostałych.

Hamulce ciągłego działania

Umożliwiają długotrwałe hamowanie bez wykorzystania hamulca zasadniczego. Są stosowane w sytuacji, gdy potrzeba długiego czasu działania hamulców przy niewielkiej sile hamowania. W nowoczesnych układach hamulcowych mogą być stosowane hamulce ciągłego działania zintegrowane z hamulcem zasadniczym. W zależności od budowy i zasady działania hamulce te dzielimy na:
• hamulce silnikowe
• zwalniacze (retardery)
Hamulec silnikowy działa na zasadzie dławienia wypływu gazów spalinowych. Stosowane są hamulce silnikowe:
• klapkowe
• kompresyjne
Zwalniacz uzyskuje efekt długotrwałego hamowania poprzez działanie
• elektromagnetyczne