Brzdy II Tisk
Neděle, 11 Prosinec 2011 22:00

Brzdy_IIV minulém článku věnovaném brzdám jsme se zabývali brzdovým systémem jako celkem a pak samotnými brzdami. Nyní se zaměříme na část, která brzdnou sílu zvyšuje, tady posilovač a člen, který ji rozvádí do okruhů – hlavní válec.

 

 


Posilovač

Posilovač brzd zesiluje tlak nohy při ovládání brzdy čímž snižuje manuální práci řidiče potřebnou pro správnou funkci. Ve většině automobilů nalezneme posilovač brzd v kombinaci s hlavním válcem. Posilovač nesmí narušit přesné, citlivé ovládání brzdné síly. Z hlediska kontrukce rozeznáváme dva druhy, vakuový a hydraulický.

 

Vakuový posilovač brzd

V dnešní době je naprostá většina osobních automobilů vybavena vakuovým (podtlakovým) posilovačem brzd. Tento typ využívá podtlaku (desítek kPa) vytvořeného v sacím traktu u zážehových motorů, nebo vakuovou pumpou u vozů s dieselovým motorem.

Posilovač funguje jen při běžícím motoru, po vypnutí tak dvě až tři sešlápnutí pedálu. Pak se stává nefunkčním a brzdy pracují jako by tam nebyl, takže ke stejnému brzdnému účinku je potřeba vyvinout mnohem větší sílu.

 

Princip činnosti

Uvolněná brzda

Při pozici uvolněné brzdy (tedy nebrzdíme) jsou pracovní tlaková komora s podtlakovou propojeny odsávacím kanálem a v obou je stený tlak. Respektive stejný podtlak, poněvač prostor je stále odsáván. Na pracovní píst nepůsobí žádná síla.

podtlakový posilovač brzd

 

Částečné brzdění (přibrzdění)

podtlakový posikovač brzd - částečné brzdní

Stlačením pedálu se posune pístnice pedálu a spolu s vložkou ventilu. Ta deformuje reakční člen a tlačí na táhlo ovládající hlavní válec. Šťěrbinou mezi vložkou a membránou vnikne do pracovní komory určité množství vzduchu z okolí. Pružina tlačící na membránu uzavře odsávací kanál spojující podtlakovou a pracovní komoru. Deformovaný reakční kotouč tlačí zpět na vložku ventilu, čímž štěrbinu uzavře. Tomu odpovídá stav na obrázku – ventil je uzavřen. Výsledkem je, že v pracovní komoře je část vzduchu, kdežto v podtlaková komora je stále odsávána (tomuto stavu odpovídá zobrazený obrázek). Rozdíl tlaků působí na pracovní píst, čímč jej posune směrem k hlavnímu válci. A posilovač posiluje. Při uvolnění brzdového pedálu je pracovní píst vracen pružinou do původní polohy a odsávací kanál se opět otevře. Tlaky mezi komorami se opět vyrovnají.

 

Plné brzdění

podtlakový posilovač brzd - plné brzdění

Odpovídá stavu, že stojíme na brzdě. Postup je stejný jako u částečného brzdění, ale s tím, že pístnice pedálu a vložka ventilu jsou posunuty do krajní polohy. To znamená, že ikdyž reakční kotouč tlačí zpět na vložku ventilu, štěrbina mezi vložkou a membránou je stále otevřená a umožňuje plný průtok vzduchu do pracovní komory. Rozdíl tlaků a tedy síla na pracovní píst je maximální, tím i posilující účinek.

 

 






Hydraulický posilovač brzd

Typ tohoto posilovače bývá použit na vozidlech, které generují minimální zdroj podtlaku. Týká se to především dieslů a přeplňovaných motorů. Hydraulický posilovač brzd, je prostorově kompaktnější než vakuový a vyvozuje vyšší tlaky. V rozsahu až 160 bar.

 

Princip činnosti

V podstatě jde o to samé jako u vakuového posilovače. Potřebujeme znásobit sílu, kterou vyvine řidič  na brzdový pedál. Pouze médiem je kapalina nikoliv vzduch/vakuum. Tento systém se využívá ve spojení s hydraulickým posilovačem řízení, vybaveným vysokotlaký čerpadlem, odkud je tlaková kapalina odebírána. Tlak je částečně uchován v akumulátoru, který je nadále spojen s hydraulickým posilovačem brzd. Úkolem akumulátoru je doplnit okruh tlakem v případě zastavení motoru, poruše čerpadla nebo úniku ze systému. Tlaková energie je akumulovaná v pružině nebo stlačování dusíku. V principu si velice zjednodušeně můžeme představit nafouknutý balónek. Jen místo vzduchu je tekutina. Kapacita akumulátoru musí zaručit 2-3 použití posilovače brzd při výpadku dodávky tlaku. Poté se brzdy chovají jako bez posilovače. Tato podmínka je stejná u vakuového posilovače.

Hydraulický posilovač brzd

Hlavní válec

Brzdící proces je zahájen a řízen prostřednictvím hlavního válce. Současné předpisy stanovují, že z hlediska bezpečnosti musí být osobní automobily vybaveny dvěma brzdnými okruhy. Proto je hlavní válec navržen jako dvouokruhový - tandemový.

Uvnitř tělesa válce nalezneme dva písty, plovoucí a tlačný. Každý z nich je utěsněn manžetani, oddělující od sebe pracovní okruhy. Okruhy jsou dopňujícími kanálky spojeny s vyrovnávací nábodou.

 

Princip funkce

Nebrzdíme

Na táhlo (brzdový pedál) není vyvíjena síla. Poloha pístů v klidu je tedy dána pružinami. Tlačný píst se nachází v krajní poloze, primární manžeta odkrývá vyrovnávací otvor. Plovoucí píst se opírá o dorazový kolík. Kolík centrálního ventilu je vysunutý, takže i II. okruh je spojen přes podélnou drážku s vyrovnávací nádobkou čímž se eliminují objemové změny způsobené teplotou.

Hlavní válec

Brzdíme

Sešlápnutím pedálu táhlo posune tlačný píst. Vyrovnávací otvor je utěsněn primární manžetou a tlakový prostor I. okruhu uzavřen. Manžeta je chráněna podložkou, aby nedošlo k tomu, že by hrana manžety byla kapalinou natlačena do vyrovnávacího otvoru a tím poškozena.

Rostoucí tlak I. okruhu posouvá plovoucí píst. Centrální kolík už není podepírán kolíkem dorazu, takže centrální ventil se uzavře a s ním i II. okruh. Tlak v II. okruhu roste. Brzdy jsou v provozu.

Při následném odbrzdění a uvolnění tlačné tyče pružiny vrací ventily zpět do klidivé polohy. Primární manžeta chráněná podložkou uvolňuje vyrovnávací otvor, centrální ventil se znovu otvírá. Brzdy se uvolňují.

Hlavní válec - v činnosti

Centrální ventil

Je tvořen tělesem ventilu, tlačnou pružinou a kolíkem ventilu. Pohybem pístu kolík ventil otevírá a uzavírá okruh. Funkcí nahrazuje vyrovnávací otvor. Výhodou a nezbytností je u vozů s ABS. Při spuštění ABS by se tlakové špičky snažily natlačit primární manžetu do vyrovnávacího otvoru, což by vedlo k jejímu poškození a selhání brzdového systému. Hlavní válce určené pro ABS mívají centrální ventil na obou pístech, plovoucím i tlačném.

 

Porucha na brzovém okruhu

Dostáváme se k tomu, proč se brzdový systém dělá jako dvouokruhový. Pokud dojde k selhání I. okruhu např. v důsledku úniku kapaliny tlačný píst se posune na doraz k pístu plovoucímu. Dále je funkce podobná, ovšem s tím, že pracuje pouze okruh č. II. Tedy brzdí pouze (alespoň ) polovina auta. Schema zapojení okruhů viz. Brzdy I.

Hlavní válec - I. okruh nefunkční

Pokud selže II. okruh, tlak v něm poklesne a plovoucí píst se posune až co mu dovolí pružina. Centrální ventil je uzavřen a netěsný II. okruh oddělen od funkčního I. okruhu.

Hlavní válec - II. okruh nefunkční

Zdroj: Bosch - Automotive brare system
Rolf Gscheidle a kol., Přiručka automechanika
Heinz Heisler – Vehicle and  Engine Technology