Redukcja momentu tarcia resztkowego w hamulcach tarczowych – zupełnie bez użycia elektroniki!
Dyskusje wokół redukcji zużycia paliwa i związanego z nią ograniczenia emisji CO2, a także minimalizacja hałasu w kontekście rosnącej liczby pojazdów elektrycznych to najważniejsze wyzwania, którym musi sprostać branża motoryzacyjna. Krokiem w tym kierunku jest zaprojektowanie aktywnego systemu cofającego klocki hamulcowe – niepozornego, ale skutecznie działającego i istotnego elementu.
Wskazówki
Podczas hamowania energia kinetyczna pojazdu zostaje przekształcona w energię cieplną. Dzieje się tak, ponieważ okładziny hamulcowe są dociskane do tarczy hamulcowej, opóźniając w ten sposób ruch pojazdu. Po zakończeniu hamowania, tj. po zwolnieniu hamulca, klocki hamulcowe muszą powrócić do swojego położenia spoczynkowego. W odniesieniu do parametrów zużycia i właściwości akustycznych szczególnie istotne jest, by odbywało się to przy minimalnych momentach tarcia resztkowego. Jednakże odstęp między okładziną a tarczą hamulcową nie może być zbyt duży, ponieważ spowodowałoby to zbyt duży skok pedału i zbyt niebezpieczne wydłużenie czasu reakcji hamulca. Uzyskanie takiego kompromisu zawsze stanowiło dla konstruktorów nie lada wyzwanie.
Wbrew ciągle jeszcze tyle popularnej, co błędnej opinii klocki hamulcowe nie cofają się do swojego położenia wyjściowego na skutek odrzucenia ich przez tarczę hamulcową, a odbywa się to dzięki odkształceniu uszczelki tłoczka hamulcowego w zacisku.
W przypadku wysunięcia tłoczka w czasie hamowania uszczelka zostaje „zabrana” na skutek tarcia statycznego, ulegając przy tym nieznacznemu sprężystemu odkształceniu (Rys. 1). Po zwolnieniu pedału hamulca ciśnienie w układzie zostaje całkowicie zredukowane, zaś tłoczek wskutek działania odkształconych uszczelek powraca do położenia spoczynkowego (Rys. 2). Pozwala to uzyskać zdefiniowany konstrukcyjnie luz między tarczą hamulcową i okładzinami.
W miarę zużywania się okładzin ciernych następuje poślizg tłoczka względem uszczelki i jego wysuwanie się ponieważ siła wypychająca tłoczek jest większa od siły tarcia statycznego. Dzięki efektowi „rollback” po zwolnieniu hamulca następuje przywrócenie zdefiniowanego konstrukcyjnie luzu.
Ponieważ ze względów konstrukcyjnych cofnięcie okładzin przy wykorzystaniu uszczelki tłoczka nie zawsze jest wystarczające, należy znaleźć inne rozwiązanie pozwalające zaradzić temu problemowi. Zaprojektowanie systemu aktywnego cofania klocków hamulcowych doskonale spełnia to zadanie.
System aktywnego cofania klocków stanowi rozwinięcie koncepcji sprężyn mocujących okładziny w jarzmie, zapewniające sprawniejszy powrót do pozycji wyjściowej. Zostały one uzupełnione dodatkowym mechanizmem sprężynowym, który umożliwia nie tylko lepsze przesuwanie się klocków w czasie pracy, lecz także wspomaga odsuwanie ich od tarczy po zwolnieniu hamulca.
W cyklu życia okładziny sprężyna wydłuża się odpowiednio, zapewniając niezawodne działanie także w miarę postępującego zużycia.
Aby zapewnić niezawodność działania tego układu, absolutnie niezbędna jest wymiana sprężyn na nowe przy każdej wymianie klocków hamulcowych. Używana sprężyna dostosowała się pod względem długości do stopnia zużycia okładziny i nie może spełniać swojej funkcji w przypadku nowej okładziny.
Podczas montażu nowych klocków hamulcowych należy zwrócić uwagę, by uchwyty na płytce tylnej były ustawione względem zaczepu sprężynowego sposób pozwalający sprężynie odciągnąć okładzinę od tarczy hamulcowej po zakończeniu hamowania.
Znaczenie serwisowania
Podobnie jak w przypadku wielu udoskonaleń w układzie hamulcowym, a w szczególności gdy ich podstawą są niewielkie elementy mechaniczne, ich prawidłowe działanie jest zapewnione tylko wówczas, gdy serwisowanie i wymiana tych elementów odbywa się przy zachowaniu szczególnej staranności. W takich warunkach system aktywnego cofania klocków hamulcowych jest niepozornym, ale skutecznie działającym elementem.
Bliższe informacje oraz wskazówki dotyczące funkcjonowania i serwisowania systemu aktywnego cofania klocków hamulcowych są zawarte w instrukcji naprawy XZM200 - Elektryczny hamulec postojowy.
Warto wiedzieć
Gama produktów ZF Aftermarket
Odkryj pełną ofertę hamulców w naszym katalogu produktów.
