Reklama
Pat-Car - pomoc drogowa i holowanie
A A A

Hydrauliczne mechanizmy uruchamiające hamulce

Hydrauliczne mechanizmy uruchamiające hamulce stosuje się powszechnie w samochodach osobowych oraz lżejszych samochodach ciężaro­wych, jako mechanizmy uruchamiające hamulce zasadnicze. Działają one w ten sposób, że siła nacisku na pedał jest przenoszona na szczęki za po­średnictwem cieczy — płynu hamulcowego. Mechanizm taki (rys. 20.14) składa się z głównej pompy hamulcowej, hydraulicznych rozpieraczy szczęk oraz sztywnych i elastycznych przewodów hamulcowych, łączących pompę główną z rozpieraczami. Wywieranie nacisku na pedał hamulca powoduje przesunięcie tłoka głównej pompy hamulcowej, wzrost ciśnienia w prze­wodach i rozsunięcie się tłoczków rozpieraczy szczęk. Po zwolnieniu pe­dału hamulca tłok pompy głównej wraca do początkowego położenia, sprę­żyny odciągające cofają szczęki, powodując jednocześnie wyciśnięcie płynu z rozpieraczy z powrotem do pompy głównej. Ze względu na stosunkowo duże ciśnienie robocze — rzędu 5-f- 10 MPa — wymiary pompy głównej i rozpieraczy są stosunkowo małe. Do najważniejszych zalet mechanizmów hydraulicznych należą: brak wpływu ruchów kół na działanie układu hamulcowego (dzięki zastoso­waniu elastycznych przewodów), jednakowe naciski rozpieracza na obydwie szczęki hamulca oraz mała (w porównaniu z układami mechanicznymi) bez­władność układu. Główna pompa hamulcowa może być pojedyncza, zasi­lająca cały układ hamulcowy, lub podwójna, stanowiąca jak gdyby połą­czenie dwóch pomp pojedynczych, z których każda zasila oddzielną część układu hamulcowego. Taki rozdzielony mechanizm uruchamiający (rys. 20.15) nazywamy układem dzouobwodowym. Jego istotną zaletą w porów­naniu z przedstawionym na rys. 20.14 układem jednoobwodowym jest to, że w razie uszkodzenia jednej części instalacji hamulcowej druga jej część pozostaje sprawna i umożliwia hamowanie pojazdu. Dwuobwodowe układy hamulcowe są coraz powszechniej stosowa­ne w samochodach, gdyż ich wprowadzenie w znacznym stopniu zwiększa bezpieczeństwo jazdy. W wielu krajach istnieją przepisy, które nie zezwa­lają na produkowanie samochodów z układami hamulcowymi jednoobwo-dowymi. W Polsce, zgodnie z przepisami, wszystkie autobusy o dopuszczalnej masie całkowitej powyżej 5 ton oraz samochody ciężarowe o dopuszczalnej masie całkowitej powyżej 12 ton muszą być wyposażone w układy dwuobwo­dowe. Niezależnie od tych przepisów istnieją zalecenia, by we wszystkich nowo produkowanych samochodach stosować układy hamulcowe dwuobwo­dowe. Na rys. 20.16 przedstawiono dwuobwodowy układ hamulcowy sa­mochodu Polski Fiat 127p. W samochodzie tym, podobnie jak w samocho­dzie Polski Fiat 126p, zastosowano niezależne obwody sterowania hamul­ców przedniej oraz tylnej osi. Analogiczny układ dwuobwodowy zastosowano w roku 1972 w samochodach Polski Fiat 125p. Niekiedy stosuje się również układy dwuobwodowe, w których poszczególne obwody łączą hamulce kół usytuowanych na przekątnej samochodu (rys. 20.17 a) lub najdroższy, ale też najbezpieczniejszy system, w którym każdy obwód działa na obydwa kola przedniej osi oraz na jedno z kół osi tylnej (rys. 20. i 7 b). W tym ostatnim przypadku nawet w razie awarii jednego obwodu sprawnie działają hamulce trzech kół. Na rys. 20.18 przedstawiono budowę poje­dynczej po­mpy głównej, stosowanej w sa­mochodach FSO Warszawa. W dolnej części kor­pusu — w cylin­drze — znajduje się tłok 2, które­go tłoczysko 1 połączone jest z pedałem hamul­ca. Przestrzeń korpusu ponad cylindrem stano­wi zbiornik płynu hamulcowego. Bardzo często spotyka się konstrukcje, w których zbiornik ten jest oddzielony i połączony z cylindrem pompy przewodem ). Cylinder łączą ze zbiornikiem dwa otworki {4 i 11), umożliwiające dopływ i odpływ płynu. Od strony otworu wylotowego w cylindrze znajduje się zawór zwrotny skła­dający się z dwóch zaworków — przepustowego 5, otwierającego się przy wzroście ciśnienia w cylindrze, oraz powrotnego 6, którego zadaniem jest utrzymanie nadciśnienia w przewodach hamulcowych po ustaniu działania nacisku na pedał Naciśnięcie pedału powoduje przesunięcie tłoka 2 i zasłonięcie przez tłoczek uszczelniający 3 otworu 4, przez który płyn mógłby odpływać z cylindra. Dalsze przesuwanie tłoka powoduje wzrost ciśnienia w cylindrze, otwarcie zaworka przepustowego 5 i przepływ płynu do cylinderków rozpie-raczy szczęk. Po zwolnieniu pedału płyn wyciskany z rozpieraczy przez ściągane sprężyną szczęki powraca do pompy. Tłok cofając się odsłania otworek 4, co powoduje, że ciśnienie w cylindrze spada do wartości ciśnienia atmosferycznego, jednak dzięki działaniu zaworka powrotnego 6 w przewo­dach utrzymuje się nadciśnienie rzędu 60-^80 kPa. Zapobiega to przedosta­waniu się powietrza do instalacji przez nieszczelności w złączach przewodów lub w rozpieraczach. Przez cały czas działania ronipy przestrzeń po drugiej stronie tłoka połączona jest otworem 11 ze zbiornikiem płynu hamulcowego. W tłoku nawiercone są otwory, które wraz z tłoczkiem uszczelniającym 3 spełniają zadania zaworu odciążającego, umożliwiającego szybki powrót tłoka do po­łożenia spoczynkowego. Podczas cofania tłoka zawór ten umożliwia przepływ płynu ze zbiornika do cylindra. Ta dodatkowa porcja płynu, dostająca się do cylindra przy szybkim powracaniu tłoka, zostaje następnie wypchnięta przez otworek 4 do zbiornika, w miarę jak napływa płyn z rozpieraczy. Opisana główna pompa hamulcowa jest typowa; podobne konstruk­cje, różniące się tylko drobnymi szczegółami, spotykane są w wielu innych samochodach. Zależnie od przyjętego sposobu rozpierania szczęk, w hydraulicz­nych mechanizmach uruchamiających stosuje się rozpieracze dwustron­nego lub jednostronnego działania (simplex lub duplex). Są to cylinderki, w których płyn hamulcowy, w miarę wzrostu ciśnienia, powoduje przesu­wanie się tłoczków rozpierających, przy czym w rozpieraczach dwustronnego działania w jednym cylinderku umieszczone są dwa przeciwbieżne tłoczki, natomiast w rozpieraczach jednostronnego działania w cylinderku znajduje się tylko jeden tłoczek. Na rys. 20.19 a przedstawiono budowę prostego hydraulicznego rozpieracza dwustronnego działania. Oprócz otworu dopływowego, którym doprowadzany jest płyn hamulcowy, cylinderek wyposażony jest w otwór z zaworkiem — tzw. odpowietrznik, służący do odpowietrzania instalacji hydraulicznej. Warunkiem prawidłowego funkcjonowania hydraulicznego mechanizmu uruchamiającego jest całkowite wypełnienie jego instalacji cieczą, która praktycznie nie zmienia swojej objętości w miarę wzrostu ciśnienia. Jeżeli wskutek nieszczelności lub w następstwie zabiegów naprawczych do instalacji hydraulicznej dostanie się powietrze, wówczas wciśnięcie pedału hamulca powoduje zmniejszanie się objętości powietrza i znacznie mniejszy wzrost ciśnienia płynu. W takim przypadku dla doprowadzenia układu ha­mulcowego do stanu sprawności konieczne jest usun.ccie powietrza z insta­lacji hydraulicznej, czyli odpowietrzenie jej. W niektórych samochodach stosuje się rozpieracze umożliwiające kierowcy regulację rozstawu szczęk, a więc luzu między szczęką a bębnem, bądź rozpieracze wyposażone w urządzenia do samoczynnej regulacji tego luzu. Na rys. 20.19 b przedstawiono rozpieracz, który umożliwia zmianę rozstawu szczęk. Pokręcając nakrętką regulacyjną powoduje się wysuwanie gwintowanego popychacza z tłoczka i dosuwanie szczęk do będna. W hamulcach systemu duplex każdą ze szczęk dociska oddzielny rozpieracz jednostron­nego działania (rys. 20.19 c). Rozpieracze są po­łączone przewodem (do instalacji podłączony jest dolny rozpieracz) i wyposażone we wspólny od­powietrznik umieszczony w górnym rozpieraczu. Przewody hamulcowe łączące pom­pę główną z rozpieraczami wykonane są ze szty­wnych rurek (najczęściej z wyżarzonej miedzi), W samochodach z hydrauhcznymi mechanizmami uruchamiają­cymi stosuje się często urządzenia wspomagające, których zadaniem jest zwiększenie skuteczności hamowania i zmniejszenie wysiłku kierowcy przy naciskaniu na pedał hamulca. Urządzenia takie stosuje się w niektórych samochodach ciężarowych oraz szybkich samochodach osobowych. Są to urządzenia hydro-pneumatyczne, w których dla zwiększenia nacisku na tłok pompy hamulcowej wykorzystuje się podciśnienie w rurze dolotowej silnika lub ciśnienie sprężonego powietrza pobieranego ze specjalnego zbior­nika zasilanego przez sprężarkę, napędzaną silnikiem samochodu. Na rys. 20.21 przedstawiono schemat urządzenia podciśnienio­wego typu Master-Vac stosowanego w samochodzie Polski Fiat 125p. Pedał hamulca połączony jest dźwignią z trzpieniem i, który za pośrednictwem tłoczka 2 działa na tłok 3 dzielący wnętrze mechanizmu na dwie komory A i B. Komory te są ze sobą połączone kanałkami 4 i 5. Do komory A przez króciec 6 doprowadzony jest przewód łączący ją z rurą dolotową silnika, dzięki czemu w komorze tej panuje podciśnienie. Gdy pedał hamulca nie jest na­ciśnięty, kanałek 4 jest otwarty i podciśnienie panuje także z drugiej strony tłoka 3 — w komorze B. Tłok utrzymywany jest przez sprężynę 7 w poło­żeniu przedstawionym na rys. 20.21 a — tzn. takim, w którym komora B ma najmniejszą objętość. Naciśnięcie pedału hamulca sprawia, że trzpień 1 naciska na tłoczek 2, który przesuwając się nie tylko działa za pośrednic­twem popychacza 9 na tłok głównej pompy hamulcowej, ale powoduje też otwarcie kanałka 8 łączącego (przez kanał 5) komorę B z atmosferą oraz zamknięcie kanałka 4, łączącego komory A i B (rys. 20.21 b). Różnica ciśnień po obu stronach tłoka 3 sprawia, że przesuwa się on, wywierając nacisk za pośrednictwem popychacza 9 na tłok głównej pompy hamulcowej. W ten sposób, naciskając na pedał hamulca, kierowca nie tylko działa bezpośrednio na tłok pompy głównej, lecz jednocześnie steruje ciśnieniem wspomagającym jego działanie. Aby jednak kierowca miał możność regulowania intensywności hamowania, między popychacz 9 i tłok 3 wstawiony jest gumowy krążek reakcyjny 10 odkształcający się pod wpływem sił działających na popychacz. Jeżeli kierowca przestaje naciskać na pedał, trzepień 1 zatrzymuje się i wów­czas dalsze przesuwanie tłoka 5, wywołane różnicą ciśnień, powoduje, że krążek 10 wciska się w przestrzeń po lewej stronie tłoczka 2, odpycha go i dociska do kulistej końcówki trzpienia / (rys. 20.21 c). Odcięty zostaje dopływ powietrza z atmosfery, ponieważ tłoczek 2 zamyka kanałek 8. Ustala się więc równowaga sił, ponieważ zarówno kanałek 4, jak i kanałek 8 są zamk­nięte. Każdemu położeniu pedału odpowiada inne położenie tłoka 3, w któ­rym ustala się równowaga sił. W ten sposób kierowca cały czas sprawuje kontrolę nad układem wspomagającym. Opisane podciśnieniowe urządzenie wspomagające typu Master- -Vac jest również stosowane w samochodach Polski Fiat 125p wyposażonych w dwuobwodowy układ hamulcowy, gdzie współpracuje ono z podwójną pompą hamulcową. Konstrukcję takiego rozwiązania przedstawiono na rys. 20.22. Na rys. 20.23 pokazano dwuobwodowy układ hamulcowy samochodu Polonez, w którym również jest stosowane rozwiązanie jak na rys. 20.22. W obwodzie hamulców tylnych kół zastosowano tu korektor siły hamowania, zmniejszający ciśnienie płynu w miarę odciążania kół mostu napędowego. W samochodach ciężarowych małej i średniej ładowności oraz w małych autobusach stosuje się niekiedy hydrauliczne mechanizmy urucha­miające z nadciśnieniowymi urządzeniami wspomagającymi. Urządzenia nadciśnieniowe umożliwiają uzyskanie większych sił hamowania niż urzą­dzenia podciśnieniowe. Ponadto intensywność ich działania nie zależy (jak to ma miejsce w urządzeniach podciśnieniowych) od pracy silnika. Urzą­dzenia nadciśnieniowe wymagają zastosowania sprężarki, zbiornika sprę­żonego powietrza, regulatora ciśnienia i ciśnieniomierza. Są one droższe od urządzeń podciśnieniowych.