Sistemul de Frânare

ARGUMENT

Scurt istoric al dezvoltării motoarelor cu piston, în raport cu cerinţele evoluţiei tehnico-economice a societăţii în acest context trebuie început prin a se menţiona ca propunerile de utilizare a energiei chimice în scopuri utile societăţii, le-au precedat de fapt pe cele care aveau în vedere crearea maşinilor cu abur. Acestea s-au realizat însă mai uşor, anterior construcţiei primelor motoare cu ardere interna. Astfel, putem menţiona ca încă din 1678, abatele de Hautefeuille, făcea sa explodeze mici cantităţi de cărbune într-o camera prevăzuta cu supape.

Aceasta maşina era de fapt o pompa aspiratoare care funcţiona în felul următor: după explozie, aerul din camera si cea mai mare parte a gazelor produse, părăseau incinta care rămânea astfel încărcata cu gaze calde; prin răcirea acestor gaze ele se contractau provocând aspiraţia apei dintr-un rezervor aflat la un nivel inferior. Hautefeuille si-a perfecţionat aceasta maşina după patru ani, adică în 1682, transformând-o într-o pompa aspiratoare-respingătoare care utiliza, de data aceasta, praful de puşca.

Tot în aceasta perioada, celebrul fizician Huygens realiza o maşina asemănătoare, introducând însă un piston de lucru ca organ mobil. Lucrul mecanic util era produs în timpul cursei descendente de către forţa greutate a pistonului si forţa generata de diferenţa de presiune de pe cele doua fete ale lui. Contracţia gazelor era accelerata prin răcirea lor cu apa.

Motorul lui Huggens a fost perfecţionat de către colaboratorul sau, Dennis Papin. El a înlocuit supapele cilindrului prin supape-clapete, plasate în piston si închiderea cu şurub a camerei de explozie printr-una cu contragreutate, jucând astfel si rolul unei supape de siguranţa.

Ulterior, Papin a obţinut ridicarea pistonului în cilindrul sau, prin vaporizarea apei, iar depresiunea obţinută prin condensarea vaporilor cu ajutorul apei injectate în cilindru cobora pistonul, inventând astfel prima maşina cu abur.

Newkomen si Polzunov au perfecţionat maşinile cu abur separând cazanul de cilindru, iar James Watt a realizat condensarea vaporilor într-o camera distincta, a introdus mecanismul motor cu balansier, precum si regulatorul centrifug. Maşinile cu abur extinzându-se în industrie si transportul terestru si naval au oprit, pentru aproape 200 de ani, adică până în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, dezvoltarea motoarelor cu ardere internă.

1. SISTEMUL DE FRINARE

1.1. DESTINAŢIA, CONDIŢIILE IMPUSE Şl CLASIFICAREA SISTEMELOR DE FRINARE

Destinaţia sistemului de frânare.

Sistemul de frânare serveşte la :

— reducerea vitezei automobilului până la o valoare dorită sau chiar până la oprirea lui;

— imobilizarea automobilului în staţionare, pe un drum orizontal sau în pantă ;

— menţinerea constantă a vitezei automobilului în cazul coborârii unor pante lungi.

Eficacitatea sistemului de frânare asigură punerea în valoare a perfor¬manţelor de viteză ale automobilului.

în practică, eficienţa frânelor se apreciază după distanţa pe care se opreşte un automobil având o anumită viteză.

Sistemul de frânare permite realizarea unor deceleraţii maxime de 6 — 6,5 m/s2 pentru autoturisme şi de 6 m/s2 pentru autocamioane şi autobuze.

Pentru a nu produce forţe de frânare prea mari, care ar depăşi forţa de aderenţă, este necesar ca frânarea automobilului să fie integrală, în acest scop, toate roţile sunt prevăzute cu frâne şi deci întreaga greutate a automo¬bilului este o greutate aderentă.

Efectul frânării este maxim când roţile sunt frânate până la limita de blo¬care.

Condiţii impuse sistemului de frânare.

Un sistem de frânare trebuie să îndeplinească următoarele condiţii :

— să asigure o frânare totală şi sigură ;

— să asigure imobilizarea automobilului în pantă ;

— să fie capabil de anumite deceleraţii impuse ;

— frânarea să fie. progresivă, fără şocuri;

— să nu necesite din partea conducătorului un efort prea mare ;

— efortul aplicat la mecanismul de comandă al sistemului de frânare să fie proporţional cu deceleraţia, pentru a permite conducătorului să ob¬ţină intensitatea dorită a frânării;

— forţa de frânare să acţioneze în ambele sensuri de mişcare ale auto¬mobilului ;

— frânarea să nu se facă decât la intervenţia conducătorului;

— să asigure evacuarea căldurii care ia naştere în timpul frânării;

— să se regleze uşor sau chiar în mod automat;

— să aibă o construcţie simplă şi uşor de întreţinut

Clasificarea sistemelor de frânare.

Sistemele de frânare, după rolul pe care-l au, se clasifică în :

— sistemul principal de frânare, întâlnit şi sub denumirea de frâna princi¬pală sau de serviciu, care se utilizează la reducerea vitezei de deplasare sau la oprirea automobilului. Datorită acţionării, de obicei prin apăsarea unei pedale cu piciorul, se mai numeşte şi frâna de picior ;

— sistemul staţionar de frânare sau frâna de staţionare, care are rolul de a menţine automobilul imobilizat pe o pantă, în absenţa conducătorului, un timp nelimitat, sau suplineşte sistemul principal în cazul defectării acestuia. Datorită acţionării manuale, se mai numeşte şi frâna de mină. Frâna de staţionare este întâlnită şi sub denumirea de „frână de parcare" sau „de ajutor". Frâna de staţionare trebuie să aibă un mecanism de acţionare pro¬priu, independent de cel al frânei principale. Deceleraţia recomandată pen¬tru frâna de staţionare trebuie să fie egală cu cel puţin 30% din deceleraţia frânei principale, în general, frâna de staţionare preia şi rolul frânei de sigu¬ranţă ;

— sistemul suplimentar de frânare sau dispozitivul de încetinire, care are rolul de a menţine constantă viteza automobilului, la coborârea unor pante lungi, fără utilizarea îndelungată a frânelor. Acest sistem de frânare se utili¬zează în cazul automobilelor cu mase mari sau destinate special să lucreze în regiuni de munte, contribuind la micşorarea uzurii frânei principale şi la sporirea securităţii circulaţiei.

Sistemul de frânare se compune din frânele propriu-zise şi mecanismul de acţionare a frânelor.

După locul unde este creat momentul de frânare (de dispunere a frânei propriu-zise), se deosebesc : frâne pe roţi şi frâne pe transmisie.

După forma piesei care se roteşte, frânele propriu-zise pot fi: cu tambur (radiale), cu disc (axiale) şi combinate.

După forma pieselor care produc frânarea (nerotirea), se deosebesc : frâne cu saboţi, frâne cu bandă şi frâne cu discuri.

După mecanismul de acţionare, frânele pot fi : cu acţionare directă, pentru frânare folosindu-se efortul conducătorului; cu servoacţionare, efortul condu¬cătorului folosindu-se numai pentru comanda unui agent exterior care pro¬duce forţa necesară frânării; cu acţionare mixtă, pentru frânare folosindu-se atât forţa conducătorului cât şi forţa dată de un servomecanism.