Зменшення моменту тертя на дискових гальмах - без жодної електроніки

Дискусії щодо зменшення споживання пального та пов'язаних з ним викидів CO2, а також мінімізації шуму в електромобілях, кількість яких у майбутньому зростатиме, є нагальними питаннями для виробників транспортних засобів. Одним із кроків у цьому напрямку є розробка активного механізму втягування колодок - незначного компонента з великим ефектом.

Інструкція

Крок 1: Фрикційна пара - колодка і диск
Пружини, що утримують колодку, з активним втягуванням колодки

Під час гальмування кінетична енергія автомобіля перетворюється на теплову. Це відбувається через те, що гальмівні колодки притискаються до гальмівних дисків, сповільнюючи автомобіль. Після гальмування, коли гальмо відпускається, гальмівні колодки повинні повернутися у вихідне положення. З точки зору характеристик зносу та шуму особливо важливо, щоб це відбувалося з мінімальним залишковим моментом тертя, якщо це можливо. З іншого боку, гальмівна колодка не повинна знаходитися занадто далеко від гальмівного диска, оскільки в іншому випадку хід педалі та час спрацьовування гальм стануть критично важливими для безпеки. Цей компроміс завжди ставив інженерів перед різноманітними викликами.

Рис.1/ Рис.2:

Всупереч поширеній, але зрештою помилковій думці, що колодки повертаються у вихідне положення за рахунок бічного биття гальмівного диска, насправді це відбувається за допомогою ущільнювальних кілець поршня гальмівного супорта.

Коли поршень зміщується (гальмо спрацьовує), статичне тертя ущільнювальних кілець змушує їх рухатися і злегка деформуватися (еластично) (рис.1). Після того, як гальмо відпускається, тиск в гальмівному супорті знижується до нуля, і попередньо напружені (деформовані) ущільнювальні кільця повертають поршні у вихідне положення (рис. 2). Таким чином підтримується робочий зазор (визначений конструкцією) між гальмівним диском і колодками.

Оскільки сила переміщення поршня більша за силу статичного тертя ущільнювального кільця при збільшенні зносу колодки, поршень ковзає через ущільнювальне кільце на ту ж величину, що і знос колодки. Після того, як гальмо відпускається, завдяки ефекту відкочування відновлюється визначений конструкцією зазор.

Звичайна стопорна пружина (вгорі) та стопорна пружина з активним втягуванням накладки (внизу)

Оскільки конструкція іноді обмежує втягування колодки вздовж ущільнення поршня, необхідно було знайти допоміжне рішення цієї проблеми. Результатом цього проекту стала розробка активного механізму втягування гальмівних колодок.

Залишковий момент проковзування необхідно вимірювати на колесах, які чинять опір під час обертання. Для цього необхідно зняти кришку в ободі, щоб отримати доступ до гайки осі, розташованої внизу.

Нова пружина APR (вгорі) і після зносу колодки (внизу)

Механізм активного втягування гальмівних колодок є подальшим розвитком пружин, призначених для покращення втягування колодок. Пружини було модернізовано шляхом приєднання додаткового пружинного механізму, який не тільки покращує ковзання наконечників колодки на тримачі, але й відводить колодку від гальмівного диска.

Протягом терміну служби гальмівної колодки пружина відповідно подовжується, щоб гарантувати безпечне та надійне функціонування навіть при збільшенні зносу колодки.

Пружини відтягують гальмівні колодки назад, створюючи більший робочий зазор

Щоб забезпечити безпечне функціонування системи, пружини необхідно замінювати щоразу після заміни накладки. З часом використана пружина пристосовує свою довжину до зносу колодки і більше не може належним чином функціонувати з новою колодкою.

При встановленні нових гальмівних колодок важливо переконатися, що виступи колодок правильно розташовані на пружинній планці, щоб після гальмування пружина відтягувала колодку від гальмівного диска.

Корисно знати

Асортимент запасних частин ZF

Відкрийте для себе повний асортимент гальм в нашому каталозі продукції.