Cum funcționează etrierile de frână

Etrierile de frână sunt o parte vitală a sistemului de frânare al vehiculului. Etrierile de frână strâng plăcuțele de frână pe suprafața rotorului de frână pentru a încetini sau opri vehiculul. Brian Sullivan / iStockphoto

Etrierile de frână sunt esențiale pentru capacitatea de oprire a mașinii dvs. și sunt probabil una dintre cele mai importante piese de frână ale automobilului. Majoritatea automobilelor au astăzi frâne cu disc, cel puțin pentru roțile din față, oricum. Dar o mulțime de mașini și camioane folosesc acum și frâne cu disc în spate. Într-un sistem de frânare pe disc roțile mașinii sunt fixate pe discuri metalice sau rotori, care se învârt împreună cu roțile. Treaba etrierului este de a încetini roțile mașinii prin crearea de frecare cu rotoarele.

Etrierul de frână se potrivește peste rotor ca o clemă. În interiorul fiecărui etrier este

o pereche de plăci metalice lipite cu material de frecare - acestea sunt numite plăcuțe de frână. Plăcuțele de frână sunt amplasate în exteriorul rotoarelor (spre bordură) și plăcuțele de frână interioare din interior (spre vehicul). Când călcați pe frână, lichidul de frână din cilindrul principal creează presiune hidraulică pe unul sau mai mulți pistoane din etrierul de frână, forțând plăcuțele împotriva rotorului. Plăcuțele de frână au suprafețe de înaltă frecare și servesc la încetinirea rotorului sau chiar la oprirea completă a acestuia. Când rotorul încetinește sau se oprește, la fel și roata, pentru că sunt atașate una de alta.

-Mașinile și camioanele mai vechi foloseau frâne cu tambur, unde mișcarea roților este încetinită prin frecare între un tambur rotativ și încălțăminte de frână montate în interiorul tamburului. Această frecare a provocat căldură și gaze să se acumuleze în interiorul tamburului, ceea ce a dus adesea la o pierdere a puterii de frânare cunoscută sub numele de decolorarea frânei. Deoarece plăcuțele de frână din sistemele de frânare cu disc sunt exterioare discului, mai degrabă decât în ​​interiorul unui tambur, acestea sunt mai ușor ventilate și căldura nu are tendința să se acumuleze la fel de rapid. Din acest motiv, frânele cu tambur au fost în mare parte înlocuite în vehiculele moderne cu frâne cu disc; cu toate acestea, unele mașini mai puțin costisitoare încă folosesc frâne cu tambur pentru roțile din spate, unde este necesară o putere mai mică de oprire.

Există două tipuri principale de etrieri: etriere plutitoare (sau glisante) și etrier fixe. Suporturi plutitoare deplasați-vă și intrați în raport cu rotorul și aveți unul sau doi pistoane doar pe partea interioară a rotorului. Acest piston împinge întreaga etrieră când sunt aplicate frâne, creând frecare de la plăcuțele de frână de pe ambele părți ale rotorului. Etrierile fixe, așa cum sugerează și numele, nu vă mișcați, ci mai degrabă să aveți pistoane dispuse pe părțile opuse ale rotorului. Etrierele fixe sunt, în general, preferate pentru performanța lor, dar sunt mai scumpe decât cele plutitoare. Unele etriere fixe de înaltă performanță au două sau mai multe perechi de pistoane (sau "vase") dispuse pe fiecare parte a rotorului - unele au până la șase perechi în total.

Unelte speciale sunt utile atunci când lucrați cu etrierile de frână, în special atunci când înlocuiți plăcuțele de frână. Vom vorbi despre asta în următoarea secțiune, după care vom discuta despre diferitele tipuri de etrieruri de frână disponibile pentru diferite tipuri de vehicule.

cuprins

1. Instrument de etrier
2. Suporturi de frână pentru motociclete
3. Suporturi de frână pentru camioane
4. Suporturi de frână performante

Este posibil să aveți nevoie de o unealtă de etrier pentru frânare pentru a retrage pistonul etrierului. Acest lucru va oferi spațiul necesar pentru a instala noile plăcuțe de frână. Lisa F. Young / iStockphoto

Setul de frână nu durează pentru totdeauna. De fiecare dată când plăcuțele dintr-un sistem de frână cu disc vin în contact cu rotorul de filare, acestea se uzează puțin. Treptat, aceste piese de frână (plăcuțele) devin mai subțiri și mai subțiri. Pentru a compensa acest lucru, pistonul din etrier iese din cilindrul gol unde se află în interiorul etrierului. Pe măsură ce face acest lucru, împinge plăcuțele de frână uzate mai departe și mai departe spre interior spre rotor. În cele din urmă, plăcuțele de frână vor trebui înlocuite cu plăcuțe proaspete și uzate. Din păcate, pistonul etrierului (care este acum aproape complet extins) îngreunează eliminarea și înlocuirea plăcuțelor. Pistonul trebuie împins înapoi la etrier.

Aici intră unelte speciale pentru plăcuțele de frână. Slujba unui unealtă etrier de frână este de a retrage pistonul sau pistoanele înapoi în etrier, astfel încât plăcuțele de frână să poată fi îndepărtate și înlocuite cu ușurință. Pistonul nu poate fi pur și simplu împins înapoi la etrier, deoarece este filetat, ca un șurub, și trebuie să fie înfășurat înapoi. Deși este posibil să folosiți, să spunem, o pereche de clești pentru a face acest lucru, nu este recomandat . Puteți deteriora pistonul, etrierul și mâinile. Instrumentul etrierului de frână se potrivește de obicei peste piston la un capăt și are un mâner la capătul opus care îi permite să fie rotit. Pe măsură ce se rotește, pistonul este răsturnat în etrier.

De asemenea, etrierile plutitoare trebuie să fie întreținute dacă pinii pe care alunecă încep să se lipească. Aceasta este de obicei cauzată de murdărie sau rugină. Când se întâmplă acest lucru, etrierul nu poate retrage complet placa de frână din rotor și frecarea continuă, chiar și atunci când pedala de frână nu este împinsă. Acest lucru poate provoca uzura excesivă a plăcuței, ineficiență în consumul de combustibil și chiar deformarea rotorului dacă se acumulează suficientă căldură.

Până în acest moment, descrierea pe care am dat-o a unei etrieruri de frână nu descrie complet toate modelele. În paginile următoare vom analiza tipurile de etrier mai specializate și vom vedea cum diferă de cele mai comune.

Etrierile de frână pentru motociclete pot fi mai mici decât etrierile de frână de pe alte vehicule, dar oferă o putere de oprire suficientă pentru bicicletele relativ ușoare. Peter Finnie / iStockphoto

Motocicletele sunt mai mici decât automobilele și, prin urmare, au nevoie de o putere mai mică de oprire. Cu toate acestea, capacitatea de a încetini sau de a opri este în unele moduri și mai importantă pe o motocicletă decât în ​​alte vehicule. Cum da, s-ar putea să întrebi? Ei bine, întrucât șoferul este în mare parte neprotejat, chiar și un mic bender-bender poate fi fatal. Evitarea accidentelor este esențială când mergi cu motocicleta. Dar ce fel de etrieruri de frână are nevoie de o motocicletă?

-Răspunsul este relativ simplu - mic și ușor. Spre deosebire de etrierele mai mari utilizate pe unele mașini și camioane, etrierile de frână pentru motociclete trebuie să fie mici pentru a nu cântări bicicleta și a ajunge în calea călărețului. Etrierile de frână pentru motociclete sunt confecționate în mod obișnuit din materiale ușoare, cum ar fi aluminiu, care are de asemenea

a adăugat un avantaj de a fi rezistent la rugină. Unele motociclete sunt mai mari și mai puternice decât altele; evident, acele biciclete au nevoie de mai multă putere de oprire. Multe mai mici,

bicicletele mai puțin puternice folosesc încă frâne cu tambur, dar majoritatea bicicletelor mai mari au acum frâne cu disc - în special pe roata din față. Pentru a crește puterea de oprire, etrierele de pe motocicletele mai puternice au de obicei pistoane multiple. Unii au doi sau chiar patru pistoane, în timp ce alții pot avea cel mult douăsprezece pistoane într-un singur etrier. Având o greutate relativ ușoară, majoritatea motocicletelor au de fapt o putere de oprire mai mare decât este absolut necesară - dar așa cum am menționat anterior, nu este o idee proastă atunci când călărești pe un vehicul rapid, neprotejat.

Pe o motocicletă, etrierul frontal se atașează la furculiţă -- ansamblul metalic care ține roțile din față și suspensia în poziție și sprijină ghidonul. Până de curând, etrierile erau atașate la furculițe folosind șuruburi care circulă în unghi drept față de rotor. În ultimii ani, cu popularitatea în creștere a frâne cu disc radial (o tehnologie care a început pe bicicletele de curse), etrierile au fost fixate mai departe de furculiță folosind șuruburi care circulă paralel cu suprafața rotorului. Aceste etriere montate radial reduc cantitatea de vibrații din furcă cauzată de etrierele montate în mod tradițional.

Deoarece au tendința să fie mai expuși decât etrierele auto și pentru că etrierul este probabil cel mai vizibil dintre toate piesele de frână ale motocicletei - apariția unui etrier de motocicletă poate fi importantă pentru mulți călători. De fapt, vopselele etrierului de frână sunt disponibile din magazinele auto și pot fi folosite pentru a personaliza etrierile pentru motociclete. Desigur, aceeași vopsea poate fi folosită și la etrierele auto. Experții recomandă totuși să pună crom pe etrieri. Oricât de atractiv ar putea fi, cromul poate determina etrierul să rețină căldura, ceea ce va produce o decolorare nedorită a frânei.

În continuare, vom afla ce caracteristici fac pentru un bun etrier de frână pentru camion.

Camioanele mari au nevoie de etriere de frână mari. Richard Scherzinger / iStockphoto

Nu se poate nega: camioanele și SUV-urile sunt mari - în unele cazuri excesiv de mari. Odată cu creșterea acestei dimensiuni vine un impuls crescut. Aceasta înseamnă că camioanele și SUV-urile au nevoie de mai multă putere de oprire decât o mașină. Deci, unde pot obține puterea de oprire de care au nevoie? Etrierile de frână pentru camion. Puterea de oprire a unui etrier este determinată de acesta forța de strângere -- cantitatea de forță pe care o poate aplica pe suprafața unui rotor. Aceasta este în primul rând o funcție a numărului de pistoane și a suprafeței plăcuței de frână (unde intră de fapt cu rotorul). Evident, o etrieră cu o forță de strângere mai mare este capabilă să încetinească sau să oprească un vehicul mai ușor și mai rapid decât o etrieră care are o forță de strângere mai mică.

-Multe camioane vin din fabrică cu etriere plutitoare de bază care asigură o putere de strângere suficientă pentru vehicul, deoarece este livrat dealerului. Cu toate acestea, atunci când camionul este personalizat cu anvelope mai mari și accesorii grele și când o sarcină substanțială este încărcată la bord, aceste etriere instalate din fabrică s-ar putea să nu fie suficient de puternice pentru a asigura puterea de frânare de care are nevoie camionul. Din fericire, există o piesă de schimb importantă pentru etrierile de camioane. De la producător, un camion ar putea avea etrier care asigură 5.000 de milimetri pătrați (7,8 inchi pătrați) de suprafață între pistoane și rotor. Un etrier aftermarket poate mai mult decât dubla acea suprafață, asigurând forța de strângere necesară unui vehicul complet personalizat.

Mai mult decât majoritatea pieselor de frână, etrierile de frână pentru camion trebuie să facă față multă căldură. Căldura este rea pentru frâne, deoarece poate duce la decolorarea frânelor și la distanțe de oprire reduse. O ventilație bună în etrier este esențială pentru o performanță continuă și constantă a frânei. În plus, o suprafață mai mare a rotorului de frână (sau a discului de frână) poate ajuta, de asemenea, la răspândirea căldurii pe o suprafață mai mare.

Camioanele și SUV-urile nu sunt singurele vehicule care necesită echipamente speciale de frână; cu toate acestea, etrierele din aceste vehicule grele au o sarcină dificilă de îndeplinit. Unii ar putea spune chiar că etrierile de frână pentru camioane ar trebui considerate etriere de frână de înaltă performanță. În secțiunea următoare, vom analiza unele dintre caracteristicile pe care le pot oferi etrierile de frână de înaltă performanță altor vehicule.

Mașinile de înaltă performanță au nevoie de etrieruri de frână mari, puternice, care pot încetini sau opri vehiculul de la viteze mari. Christoph Ermel / iStockphoto

Frânele cu disc au fost inițial dezvoltate pentru mașinile de curse. Toată lumea știe că mașinile de curse se deplasează de-a lungul vitezei mari - dar trebuie, de asemenea, să se decelereze rapid. În primele zile de curse, când majoritatea mașinilor erau echipate cu sisteme de frânare cu tambur, decolorarea frânei a dus la o serie de neplăceri pe pistă. Sistemele de frânare cu disc au fost mai bine ventilate și, prin urmare, au redus o parte din stresul cauzat de curse și de căldură excesivă

acumularea poate provoca - la rândul său, reducerea (dar nu eliminarea) estompării frânei. În timp, aceste frâne puternice s-au abătut până la vehicule mai puțin orientate spre performanță. Acum, sunt chiar găsiți pe majoritatea mașinilor cu economie. Cu toate acestea, mașinile de înaltă performanță sunt încă o piață majoră pentru frâne mai bune și mai puternice, iar variațiile pe designul de bază al etrierului de frână ajută aceste frâne să ofere o putere de oprire superioară..

Există anumite limitări la cât de mult pot face frânele vehiculului și etrierile acestuia pentru a opri un vehicul; în timp ce s-ar putea să oprească roțile, este posibil să se odihnească puterea de prindere a anvelopelor, iar piesele de frână îmbunătățite nu pot ajuta dincolo de un anumit punct. Cu toate acestea, există mai multe modalități prin care etrierile de frână pot fi (și au fost) îmbunătățite. Unele caracteristici comune întâlnite la etrierile de frână performante includ: 

• Pistoane mai mari -- Cu cât pistoanele sunt mai mari și cu cât suprafața de intrare intră în contact cu plăcuțele de frână este mai mare, cu atât forța de strângere este mai mare asupra rotorului.  
• Mai multe pistoane -- Etrierile de frână plutitoare cu capăt inferior au un singur piston, pe partea interioară. Etrierile fixe cu capăt redus au o singură pereche de pistoane, care flanchează discul rotorului. Suporturile de înaltă performanță pot avea mai multe pini sau perechi de pini, montate pe laturile opuse ale rotorului. Modelele cu șase pistoane sunt din ce în ce mai frecvente și chiar și modelele cu 12 pistoane nu sunt cunoscute. Creșterea numărului de pistoane servește, de asemenea, la creșterea forței de strângere a etrierului.  
• Mai puțină retenție de căldură -- Într-un anumit sens, frânele dvs. pot fi gândite ca un dispozitiv pentru transformarea mișcării în căldură. Pe măsură ce vehiculul încetinește, toată acea energie cinetică trebuie să meargă undeva și cea mai mare parte se termină ca căldură. Dacă doriți să-l priviți într-un alt mod, toată frecarea dintre plăcuțele de frână și rotorul generează căldură în același mod în care lovirea unei chibrituri generează căldură. Dacă se acumulează prea multă căldură, frânele încep să se estompeze sau să devină mai puțin eficiente. Deci, cu cât sunt mai bine ventilate etrierile de frână, cu atât sunt mai performante. De asemenea, cu cât suprafața rotorului de frână este mai mare, cu atât este mai răspândită căldura. 
• Etriere diferențiale -- Pe măsură ce suprafața rotorului se încălzește, forța de strângere a pistoanelor trebuie crescută pentru a evita decolorarea frânei. Dacă etrierul are mai mulți pistoane (sau mai multe perechi de pistoane), suprafața rotorului de frână este încălzită inițial de pistoanele împingând împotriva plăcuței de frână la marginea de frunte a etrierului, ceea ce face ca suprafața rotorului să fie mai fierbinte atunci când se rotește înapoi la pistoane mai aproape până la marginea finală a etrierului. Prin urmare, ajută dacă pistoanele mai aproape de marginea din spate a etrierului sunt mai mari. Suporturile cu aleză diferențială folosesc pistoane mai mici în față, pistoane mai mari spre spate.

Toate aceste tehnologii pot crește puterea de frânare oferită de un etrier. Pentru mașinile mai mici, care de obicei nu sunt conduse cu viteze mari, această putere de frânare suplimentară nu este cu adevărat necesară. Cu toate acestea, cu cât este mai rapid și mai puternic un vehicul, cu atât va beneficia de etrierele de înaltă performanță.

Nu este nevoie să vă opriți acum. Următoarea pagină este încărcată cu mai multe informații despre frânare, etrier și frână și alte subiecte conexe - trebuie doar să urmați linkurile.

Articole similare

• Cum funcționează plăcuțele de frână
• Cum funcționează rotorii de frână
• Cum afectează sarcina de frânare?
• Cum se vopsesc etrierile de frână

Mai multe legături grozave

Mai multe legături grozave

• Corporația continentală
• Frâne R Us
• Biblia Brake

surse:

• CadillacFAQ.com. "Cum îmi schimb propriile plăcuțe de frână?" (12 noiembrie 2008) http://www.cadillacfaq.com/faq/answers/bpadchange/index.html
• Carley, Larry. "Suporturi de frână încărcate." AA1Car.com. 2004. (12 noiembrie 2008) http://www.aa1car.com/library/2004/bf20426.htm
• Corporația continentală. "Etrierele cu glisare dublă cu disc de frână compozit oferă performanțe optime de frânare cu confort fascinant." 6/8/2006. (12 noiembrie 2008) http://www.conti-online.com/generator/www/com/en/continental/portal/themes/ press_services / press_releases / products / automotive_systems / pr_2006_06_08_ twin_sliding_calipers_en.html
• Tyagi, Parshant. "Analiza elementelor finite ale designului inovat al etrierilor de frână de curse". Decembrie 2006. (12 noiembrie 2008) http://soar.wichita.edu/dspace/bitstream/10057/1181/1/t07057.pdf