UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET Katedra za elektroniku Automobilska elektronika
SEMINARSKI R RAD Koč nice automobila
Student Aleksandar Milić br. indeksa 12007
Profesor Branislav Petrović
Sadržaj Princip rada ko čnica......................................... nica................................................................ .............................................. .............................................. ......................................1 ...............1 Sistem poluga i hidraulika....................................... hidraulika.............................................................. .............................................. .............................................. ........................... ....11 Trenje ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. .............................................. ............................... ........33 Jednostavan ko čioni sistem...................... sistem ............................................. .............................................. .............................................. ..........................................4 ...................4 Princip rada disk ko čnica ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ........................... ....55 Kočnice koje se same prilago đavaju................................................................................................6 Pomoćna kočnica ............................................ ................................................................... .............................................. ............................................... ................................... ...........77 Servisiranje disk ko čnica ............................................ ................................................................... .............................................. ..............................................7 .......................7 Princip rada doboš ko čnica ............................................. .................................................................... .............................................. ..............................................9 .......................9 Doboš kočnice...................................... nice............................................................. .............................................. .............................................. ..............................................9 .......................9 Podešava č kočnice .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ............................. ......10 10 Pomoćna kočnica ............................................ ................................................................... .............................................. ............................................... ................................. .........11 11 Servisiranje doboš ko čnica.............................................. nica..................................................................... .............................................. ........................................11 .................11 Princip rada glavnog cilindra i kombinacionog ventila ............................................ ................................................................... ...........................13 13 Glavni cilindar.......................................... cilindar................................................................. .............................................. .............................................. ........................................13 .................13 Kombinacioni ventil.................................................... ventil........................................................................... .............................................. ............................................14 .....................14 Princip rada servo ko čnice.................................................................................................................16 Vakum buster ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ........................................16 .................16 Princip rada Anti-Lock ko kočnica..........................................................................................................18 ABS sistem................................................... sistem.......................................................................... .............................................. .............................................. ....................................18 .............18 Funkcionisanje Funkcionisanje ABS-a ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. ...........................19 19 Tipovi ABS-a ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ........................................19 .................19 ABS pitanja....................... pitanja .............................................. .............................................. .............................................. .............................................. ........................................20 .................20
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Princip rada kočnica Svi mi znamo da pritiskom pedale za ko čnicu auto usporava do zaustavljanja. Ali kako se ovo dešava? Kako baš auto prenosi silu od vaše noge do svojih to čkova? Kako on umnožava silu da bi ona bila dovoljna da zaustavi tako nešto kao što je automobil?
Slika 1. Prikaz tipi čnog kočionog sistema Kada pritisnete ko čnicu vaš auto prenosi silu od vašeg stopala do svojih ko čnica preko tečnosti. S obzirom da ko čnice zahtevaju mnogo ve ću silu od one koje daje vaša noga, vaš auto mora da umnoži silu vašeg stopala. On to čini na dva na čina: mehani čka prevaga - sistem poluga, umnožavanje hidrauli čne sile. Kočnice trenjem prenose silu do guma, a gume prenose silu na put tako đe trenjem. Postoje tri osnovna principa ko čionog sistema: sistem poluga, hidraulika, trenje.
Sistem poluga i hidraulika
Na Slici 2 sila F se javlja na levom kraju poluge. Levi kraj poluge je dva puta duži (2X) od desnog kraja (X), tako da je na desnom kraju poluge dostupna sila od 2F, ali ona prelazi samo polovinu daljine (Y) u odnosu na levi kraj (2Y). Promena relativne dužine levog i desnog kraja poluge menja i umnožava če.
Slika 2. Pedala je dizajnirana na odra đeni način kako bi mogla više puta da uve ća silu vašeg stopala, pre nego što se bilo kakva sila prenese na ko čionu tečnost
1
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Osnovna ideja svakog hidrauli čnog sistema je veoma prosta. Sila primenjena na jednoj ta čki se prenosi na drugu preko te čnosti koja se ne sabija i skoro uvek je to ulje neke vrste. Ve ćina kočionih sistema tako đe umnožava silu u toku procesa. Na Slici 3 se može videti najprostiji mogu ći hidraulični sistem.
Slika 3. Jednostavni hidrauli čni sistem Na Slici 3 dva klipa (prikazana crvenom bojom) postavljena su u dva staklena cilindra napunjena uljem (prikazano svetloplavom bojom) i me đusobno povezana lulom napunjenom uljem. Nakon što se upotrebi potisna sila na jednom klipu (na levom, na ovoj slici), ona se prenosi na drugi preko ulja u luli. Pošto se ulje ne sabija, efikasnost je veoma dobra - skoro sva proizvedena sila se javlja na drugom klipu. Dobra stvar u vezi hidrauli čnih sistema je u tome što lula koja povezuje dva cilindra može biti bilo koje dužine i oblika. Tako đe, lula može da se ra čva, tako da jedan glavni cilindar može da povu če više ulja ako je potrebno, kao što je prikazano na Slici 4.
Slika 4. Glavni cilindar i dva pomo ćna Druga dobra stvar kod hidrauli čnog sistema je da on vrlo lako umnožava (ili razdvaja) silu. U mehaničkim sistemima uobi čajena je podela sile. U hidrauli čnom sistemu sve što treba da se uradi je da se promeni veli čina jednog klipa i cilindra u odnosu na drugi, kao što je prikazano na Slici 5. Da bi ste utvrdili faktor umnožavanja na Slici 5, treba po četi od veli čine klipova. Predpostavimo da je levi klip 2 in ča (5,08cm), a desni 6 in ča (15,24cm) u pre čniku. Površina ova dva klipa je π·r2. Zbog toga je površina levog klipa 3,14, dok je površina desnog 28,26. Zna či, površina desnog je 9 puta ve ća od površine levog klipa. Ovo zna či da bilo koja sila upotrebljena na levi klip izlazi 9 puta ve ća na desni klip. Ako se prouzrokuje sila na levom klipu od 100 funti (45kg), onda će ona iza ći na desnom u vrednosti od 900 funti (405kg). Jedina caka je u tome što ćete morati da pritisnete levi klip 9 in ča (22,86 cm) da bi ste na desnom dobili 1 in č (2,54cm). 2
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Slika 5. Hidraulično umnožavanje
Trenje
Trenje je mera kojim se odre đuje koliko teško jedan predmet klizi po površini drugog. Na Slici 6 se može videti da su oba bloka napravljena od istog materijala, ali jedan je teži od drugog. Jasno je koji će blok buldožer teže gurnuti.
Slika 6. Sila trenja protiv težine Da bi se ovo razumelo treba obratiti pažnju na jedan od blokova i sto:
Slika 7. Zato što trenje postoji na mikroskopskom nivou, koli čina sile potrebna da se pomeri blok je proporcionalna težini tog bloka Kada se pogleda golim okom blokovi izgledaju glatko, ali na mikroskopskom nivou vidi se da su oni veoma neravni. Kada se blok postavi na sto, mali vrhovi i doline se zgr če, a neki od njih se čak i spoje. Težina težeg bloka prouzrokuje da se on više zgr či, pa samim tim i teže klizi. Različiti materijali imaju različite mikroskopske strukture, npr. teže guma klizi po gumi, nego čelik po čeliku. Vrsta materijala određuje koeficijent trenja, proporciju sile potrebne bloku da klizi do svoje težine. Ako je u ovom primeru taj koeficijent 1 onda je potrebno 100 funti (45kg) sile da bi klizao blok od 100 funti (45kg) ili 400 funti (180kg) sile da bi klizao blok težak 400 funti (180kg). Ako je koeficijent 0,1, onda je potrebno 10 funti (4,5kg) sile za blok od 100 funti (45kg) ili 40 funti (18kg) sile da bi klizao blok od 400 funti (180kg). 3
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Znači, količina sile potrebne da se pomeri odre đeni blok je proporcijalna težini tog bloka. Što je blok teži potrebna je ve ća sila. Ovaj koncept se može primeniti kod naprava kao što su kočnice i kvačila, gde je plo čica navaljena na disk koji se okre će. Ako veća sila pritiska pločicu veća je i sila zaustavljanja. Interesantna stvar u vezi trenja je ta što je obi čno potrebna ve ća sila da bi se predmet oslobodio, nego da bi nastavio da klizi. Postoji koeficijent stati čkog trenja, kod koga dve površine koje su u kontaktu ne klize u odnosu jedna na drugu. Ako one klize u odnosu jedna na drugu, onda je količina sile određena koeficijentom dinami čkog trenja, koji je obi čno manji od koeficijenta statičkog trenja. Za automobilsku gumu, koeficijent dinami čkog trenja je mnogo manji od koeficijenta statičkog trenja. Automobilska guma daje najve će trenje kada dodirna površina ne klizi u odnosu na put. Kada klizi (kao u toku proklizavanja ili paljenja), trenje je dosta smanjeno. Jednostavan ko č ioni sistem
Na Slici 8 prikazan je jednostavan ko čioni sistem.
Slika 8. Jednostavan ko čioni sistem Razdaljina od pedale do klipa je četvorostruko veća od razdaljine izme đu cilindra i klipa, što znači da bi sila na pedali bila četvorostruko uve ćana pre nego što se prenese do cilindra. Takođe se može videti da je pre čnik kočionog cilindra tri puta ve ći od prečnika cilindra pedale. Ovo dalje uve ćava silu 9 puta. Sve zajedno, ovaj sistem pove ćava silu vašeg stopala za 36. Ako se pritisne pedala silom od 10 funti (4,5kg), dobija se 360 funti (162kg) na to čku koga pritiskaju kočione pločice. Ovaj sistem ima nekoliko problema. Šta ako curi ulje? Ako je curenje sporo, na kraju ne će biti dovoljno ulja da napuni ko čioni cilindar, pa ko čnice neće raditi. Ako je veliko curenje, onda će celo ulje iscureti čim se pritisnu kočnice i doći će do potpunog kvara ko čnica. Na savremenim automobilima glavni cilindar je napravljen tako da može da se izbori sa potencijalnim kvarovima.
4
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Princip rada disk kočnica Mnogi savremeni automobili imaju ko čnice u obliku diska na prednjim to čkovima, a neki ih imaju i na sva četiri točka. Deo ko čionog sistema koji u stvari zaustavlja auto prikazan je na Slici 9.
Slika 9. Disk ko čnica Najčešći oblik ovih kočnica na savremenim automobilima je jednoklipni plutaju ći prenosnik. Lokacija disk ko čnica u automobilu prikazana je na Slici 10.
Slika 10. Lokacija disk ko čnica Osnovne komponente disk ko čnica su: kočione pločice, prenosnik koji sadrži klip, rotor koji je smešten na glav čini automobila. Disk kočnica je veoma sli čna kočnicama na biciklu. Ko čnice na biciklu imaju prenosnik koji zateže pločice kočnica uz točak. Kod disk ko čnica, kočione pločice se zatežu uz rotor umesto uz točak i sila se hidrauli čki prenosi umesto sajle. Trenje izme đu pločica i diska usporava disk. Kola koja se kre ću poseduju odre đenu količinu kinetičke energije, pa ko čnice moraju da, u cilju zaustavljanja auta, transformišu ovu energiju u neki drugi oblik energije. Kako to ko čnice rade? Svaki put kada se zaustavi auto, ko čnice pretvaraju kineti čku energiju u toplotu proizvedenu između pločica i diska.
5
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Većina disk ko čnica na automobilima se provetravaju. One imaju set cevi sa obe strane diska, kako bi vazduh prolazio kroz disk i hladio ga. Delovi disk ko čnice i ventilacija prikazani su na Slici 11.
Slika 11. Delovi disk ko čnice i ventilacija Koč nice koje se same prilagođ avaju
Disk kočnice sa jednim klipom i plutaju ćim prenosnikom se same centriraju ili prilagođavaju. Prenosnik može da klizi s jedne strane na drugu, tako da se on u trenutku koriš ćenja kočnica nalazi u optimalnom centru. S obzirom da ne postoji izvor koji bi odvojio plo čice od diska, one uvek ostaju u blagom kontaktu sa rotorom (gumeni zatvara č na klipu i bilo koji deo rotora mogu da razdvoje plo čice od rotora). Ovo je važno zato što su klipovi u ko čnicama veći u prečniku od onih u glavnom cilindru. Ako se ko čioni klipovi vrate u svojim cilindrima možda će trebati nekoliko pritiska ko čione pedale da bi se ispumpala dovoljna koli čina tečnosti u ko čionom cilindru kako bi se aktivirale ko čione pločice.
Slika 12. Ko čnica koje se sama prilago đava Stariji automobili imaju dvo ili četvoroklipni sastav sa fiksnim prenosnikom. Klip (ili dva) sa jedne strane rotora guraju plo čicu na tu stranu. Ovaj model je odba čen zato što su jednoklipni jeftiniji i pouzdaniji.
6
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Pomoć na koč nica
Na automobilima sa disk ko čnicama na sva četiri točka pomoćna kočnica mora da ima poseban mehanizam u odnosu na osnovne ko čnice u slu čaju njihovog potpunog kvara. Kod ve ćine automobila sajla se koristi za odvajanje ove ko čnice.
Slika 13. Disk ko čnica sa pomo ćnom kočnicom Neki automobili sa disk ko čnicama na sva četiri točka imaju odvojenu doboš ko čnicu koja je smeštena u glav čini zadnjih to čkova. Ova ko čnica se koristi samo za hitne slu čajeve i povezana je sajlom i nema hidrauliku. Neki automobili imaju polugu koja okre će vijak ili uključuje sistem koji pritiska klip na disk ko čnici. Servisiranje disk ko č nica
Najčešći oblik servisiranja ko čnica je zamena plo čica na disk ko čnicama. Disk ko čnice obično imaju deo metala koji se zove indikator ispravnosti.
Slika 14. Ko čiona pločica i otvor za nadgledanje stanja ko čnica Kada trenje izjede ove plo čice, indikator ispravnosti se zalepi za disk i stvara škipavi zvuk. To znači da je vreme za nove plo čice na kočnicama. Tako đe na prenosniku postoji otvor kroz koji se može videti koliko je još materijala ostalo na plo čicama.
7
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Ponekad se rotori ko čnica izližu. Ovo se dešava ako se istrošena plo čica kočnice ostavi duže vreme. Rotori ko čnica takođe mogu da se izližu odnosno da izgube na svojoj glatkosti. Ako se ovo desi dolazi do vibracija ko čnice dok zaustavljate automobil. Oba ova problema mogu da se reše reparacijom rotora. Odre đena količina kočionog materijala se skloni sa obe strane rotora kako bi im se vratila glatkost. Reparacija nije uvek potrebna, već samo kada su rotori veoma ošte ćeni. Ustvari, česta reparacija rotora može da smanji njihov rok trajanja, zato što prilikom otklanjanja materijala rotori postaju svaki put sve tanji. Svi kočioni rotori imaju imaju specifikaciju u kojoj je odre đena njihova minimalna dozvoljena debljina pre nego što je neophodna zamena. Ova specifikacija može se prona ći u svim priručnicima za svako vozilo.
8
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Princip rada doboš kočnica Doboš kočnice rade na istom principu kao i disk ko čnice, paknovi pritiskaju površinu koja se okreće. U ovom slu čaju ta površina se naziva doboš.
Slika 15. Lokacija doboš ko čnica Mnogi automobili imaju doboš ko čnice na zadnjim, a disk ko čnice na prednjim to čkovima. Doboš kočnice imaju više delova od disk ko čnica i teže ih je servisirati, ali manje koštaju da se proizvedu i lakše se uklapaju u mehanizam pomo ćne kočnice.
Slika 16. Doboš ko čnica sa i bez doboša Doboš koč nice
Doboš kočnica može izgledati komplikovano i može da deluje zastrašuju će kada se otvori. Kao i disk ko čnice i doboš ko čnice imaju dva pakna i jedan klip. Doboš ko čnica takođe ima i mehanizam za podešavanje, mehanizam za pomo ćnu kočnicu i dosta opruga.
9
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Slika 17. Delovi doboš ko čnice Kada se pritisne pedala ko čnice klip gura paknove uz doboš. Za šta su nam potrebne sve ove opruge? Ovde su stvari malo komplikovanije. Mnoge doboš ko čnice su samopokretljive. Slika 18 pokazuje da u trenutku kada paknovi dodirnu doboš dolazi do uklještenja, koje za efekat ima ve ću silu kojom paknovi ulaze u doboš.
Slika 18. Doboš ko čnica u funkciji Ovo omogućava doboš ko čnici da koristi manji klip od disk ko čnice, ali zbog ovog procesa paknovi moraju da se izvuku iz doboša onog trenutka kada se pusti pedala ko čnice. Za ovo su potrebne neke od opruga, a ostale opruge pomažu da paknovi budu na svom mestu i vra ćaju polugu za podešavanje. Podešavač koč nice
Da bi doboš ko čnice funkcionisale ta čno paknovi moraju da budu uz doboš, ali da ga ne dodiruju. Ako se mnogo odvoje od doboša, onda klipu treba više te čnosti da pređe tu razdaljinu, pa će pedala ko čnice potonuti bliže podu u trenutku kada se pritisne. Zbog toga ve ćina kočnica ima automatski podešava č.
10
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Slika 19. Mehanizam za podešavanje Dok se pločica troši između pakna i doboša se stvara ve ći prostor. Svaki put dok se automobil zaustavlja dok je u rikvercu paknovi su prilepljeni uz doboš. Kada prostor postane dovoljno veliki, podešava č se pokrene za jedan zub. Podešava č ima na sebi navoje, kao na navrtki, tako da se on po malo odvr će dok se okre će kako bi popunio prazninu. Ako se paknovi još više izližu podešava č se i dalje okre će kako bi paknove uvek držao blizu uz doboš. Neki automobili imaju podešava č koji počinje da radi kada se povu če pomoćna kočnica. Ovaj tip podešava ča može da se pokvari ako se pomo ćna kočnica ne koristi duže vreme. Zna či, ako imate ovakvu vrstu podešava ča morate povla čiti pomoćnu kočnicu barem jednom nedeljno. Pomoć na koč nica
Pomoćnu kočnicu na automobilu mora da pokre će odvojeni sistem u odnosu na osnovni kočioni sistem. Kod doboš ko čnica u pitanju je obi čna sajla. Kada se povu če pomoćna kočnica sajla povlači polugu koja razdvaja dva pakna.
Slika 20. Pomo ćna kočnica u funkciji Servisiranje doboš ko č nica
Osnovni način servisiranja doboš ko čnica je zamena paknova. Neke doboš ko čnice imaju na zadnjoj strani otvor kroz koji može da se vidi u kakvom su stanju paknovi. Paknovi bi trebalo da se zamene kada se materijal za trenje izliže do vrednosti od 1/32 in ča (0,8 mm) nitni ( rivets). Ako je materijal za trenje povezan sa tanjirom za ko čnice (nema nitni), onda bi paknove trebalo zameniti kada imaju debljinu 1/16 in ča.
11
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Slika 21. Pakni i doboš Baš kao i na disk ko čnicama i kod doboš ko čnica se neki delovi izližu. Ako se izlizan pakni koristi predugo, nitne koji drže materijal za trenje mogu da naprave žlebove u dobošu. Ovako oštećen doboš može da se popravi reparacijom. Tamo gde disk ko čnice imaju minimalnu dozvoljenu debljinu, doboš ko čnice imaju maksimalno dozvoljen pre čnik. S obzirom da je kontaktna površina unutar doboša, ako se ukloni materijal iz doboš ko čnica onda se pre čnik povećava.
12
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Princip rada glavnog cilindra i kombinacionog ventila Kako bi se pove ćala bezbednost, ko čioni sistemi većine savremenih automobila se sastoje od dva kočiona kruga sa po dva to čka na svakom ko čionom krugu. Ako se desi da te čnost procuri u jednom od ko čionih krugova, onda će samo dva to čka izgubiti kočnice i automobil će i dalje biti u mogućnosti da se zaustavi kada se pritisne ko čnica. Glavni cilindar dostavlja pritisak u oba ko čiona kruga. To je izvanredan ure đaj koji koristi dva klipa u istom cilindru na na čin koji čini cilindar relativno nepogrešivim. Kombinacioni ventil upozorava voza ča ako do đe do problema sa ko čionim sistemom i radi još nekoliko stvari koje čine automobil sigurnim za vožnju. Glavni cilindar
Na Slici 22 prikazana je lokacija glavnog cilindara i njegov izgled. Plasti čni rezervoar koji vidimo je rezervoar za ko čionu tečnost i on je izvor ko čione tečnosti glavnog cilindra. Elektri čna veza predstavlja senzor koji uklju čuje lampicu za upozorenje kada se smanji koli čina kočione tečnosti.
Slika 22. Lokacija glavnog cilindra i njegov izgled Kao što se može videti unutar ovog cilindra postoje dva klipa i dve opruge.
Slika 23. Unutrašnjost glavnog cilindra
13
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Slika 24. Princip rada glavnog cilindra Kada se pritisne pedala ko čnice, ona gura glavni klip preko veze. Pritisak raste u cilindru. Pritisak između glavnog i pomo ćnog klipa prouzrokuje da pomo ćni klip kompresuje te čnost u svom kočionom krugu. Ako ko čnice rade tačno, pritisak će biti isti u oba ko čiona kruga. Ako te čnost curi u jednom od ko čionih krugova, taj ko čioni krug neće biti u mogućnosti da održi pritisak. Na Slici 25 može se videti šta se dešava kada jedan od ko čionih krugova procuri.
Slika 25. Princip rada glavnog cilindra sa curenjem Kada prvi ko čioni krug procuri gubi se pritisak izme đu glavnog i pomo ćnog cilindra i ovo prouzrokuje da glavni cilindar do đe u kontakt sa pomo ćnim. Tada se glavni cilindar ponaša kao da poseduje samo jedan klip. Drugi ko čioni krug će funkcionisati normalno, ali će vozač morati dublje da pritiska kočnicu da bi je aktivirao. S obzirom da samo dva to čka imaju pritisak sila ko čenja će biti ozbiljno smanjena. Kombinacioni ventil
Ovaj ventil se javlja kod automobila koji imaju prednje disk ko čnice i zadnje doboš ko čnice. Ventil radi posao tri razli čita uređaja: mernog ventila, diferencijalnog prekida ča pritiska, proporcionalnog ventila.
14
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Slika 26. Lokacija kombinacionog ventila i njegovi delovi Merni ventil
Merni ventil je potreban automobilima koji imaju disk ko čnice na prednjim i doboš ko čnice na zadnjim točovima. Kočiona pločica disk kočnice je normalno u kontaktu sa diskom, dok su paknovi doboš ko čnica normalno razdvojeni. Zbog toga, u trenutku kada se pritisne pedala ko čnice, prvo se aktivira disk, a onda doboš ko čnica. Merni ventil nadokna đuje, odnosno on čini da se doboš ko čnice aktiviraju trenutak pre disk kočnica. Merni ventil ne dozvoljava da se javi bilo kakav pritisak u disk ko čnicama, sve dok se ne dostigne prag pritiska. Ovaj prag je nizak u pore đenju sa maksimalnim pritiskom u ko čionom sistemu, pa se na taj na čin doboš ko čnice jedva aktiviraju pre disk ko čnica. To što se zadnje aktiviraju pre prednjih pruža ve ću stabilnost prilikom ko čenja. Aktiviranje prvo zadnjih ko čnica pomaže automobilu da se i dalje kre će pravo, baš kao što i kormilo pomaže avionu da leti pravo. Diferencijalni prekidač pritiska
Ovaj ventil je uređaj koji upozorava ako postoji curenje u jednom od ko čionih krugova. On se sastoji od specijalno oblikovanog klipa, koji se nalazi na sredini cilindra. Obe strane ovog klipa su izložene pritisku u jednom od dva ko čiona kruga. Sve dok je pritisak u oba ko čiona kruga isti, klip će ostati na centru ovog cilindra. Ako na jednoj strani do đe do curenja onda opadne pritisak u tom kočionom krugu i dođe do pomeranja tog klipa. Ovo pali prekida č koji uključuje lampicu na instrumet tabli automobila. Žice ovog prekida ča se mogu videti na Slici 26. Proporcionalni ventil
Proporcionalni ventil smanjuje pritisak u zadnjim ko čnicama. Bez obzira na to koji tip kočnica automobil ima, zadnje ko čnice zahtevaju manju silu od prednjih. Koli čina kočione sile koja može da se upotrebi na to čku, a da ga ne blokira, zavisi od težine na to čku. Veća težina zna či da mora da se upotrebi ve ća sila. Ako ste ikada naglo pritisnuli ko čnicu znate da se vaš automobil nagne napred. Prednji deo postaje teži, a zadnji lakši. Ovo se dešava zbog toga što se dosta težine prenese na prednji deo pri zaustavljanju. Tako đe, većina automobila ima ve ću težinu na prednjem delu, zato što je motor smešten napred. Ako se jednaka ko čiona sila upotrebi na sva četiti točka prilikom zaustavljanja, zadnji blokiraju pre prednjih, ovaj ventil propušta odre đenu količinu pritiska do zadnjih to čkova, kako bi prednji točkovi mogli da imaju ve ću snagu ko čenja. Ako se ovaj ventil namesti na 70%, a pritisak je 70kg/cm 2 za prednje ko čnice, zadnje ko čnice će imati 49kg/cm 2. 15
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Princip rada servo kočnice Kao što je poznato, kada se otvori hauba automobila u njoj se vidi ko čioni buster. To je okrugli, crni kanister smešten u zadnjem delu motora na voza čevoj strani automobila.
Slika 27. Lokacija ko čionog bustera i njegov izgled Nekada davno, kada je ve ćina automobila imala doboš ko čnice, servo i nije bio potreban, jer doboš kočnice imaju svoju dodatnu ko čionu moć. S obzirom da danas ve ćina automobila ima disk kočnice, barem na prednjim ko čnicama, potreban im je servo. Bez ovog ure đaja mnogi voza či bi stalno imali umorne noge. Kočioni buster koristi vakum iz motora kako bi uve ćao silu koju stopalo šalje u glavni cilindar. Vakum buster
Vakum buster je metalni kanister koji sadrži ventil i dijafragmu. Štap koji prolazi kroz centar kanistra je sa jedne strane povezan sa klipom glavnog cilindra, a sa druge strane vezom za pedalu. Još jedan bitan deo servo ko čnica je i kontrolni ventil.
Slika 28. Unutrašnjost glavnog cilindra, vakum bustera i izgled kontrolnog ventila
16
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Slika 28 pokazuje kontrolni ventil koji je jednosmerni i omogu ćava da vazduh samo bude isisan iz bustera. Ako se motor ugasi ili ako se pocepa vakum crevo, kontrolni ventil se stara da vazduh ne u đe u vakum buster. Ovo je važno, jer vakum buster mora da pruži dovoljno podsticaja kako bi voza č mogao nekoliko puta da stane u slu čaju da se motor pokvari. Svakako nije poželjno da dođe do kvara ko čnica svaki put kada automobil na sred puta ostane bez goriva. Vakum buster je veoma jednostavan i elegantan ure đaj. Da bi radio potreban mu je izvor vakuma. U automobilima na benzin sam motor obezbe đuje vakum pogodan za bustere. U stvari, ako se crevo poveže sa odre đenim delom motora, nešto vazduha se može isisati iz kontejnera i na taj način se može stvoriti delimi čan vakum. Zbog činjenice da dizel motori ne mogu da proizvedu vakum, automobili na dizel gorivo koriste posebnu vakum pumpu.
Slika 29. Princip rada vakum bustera Na automobilima sa vakum busterom, pedala ko čnice gura štap koji prolazi kroz buster i ulazi u glavni cilindar i tako se aktivira klip glavnog cilindra. Motor stvara delimi čni vakum unutar vakum bustera na obe strane dijafragme. Kada se pritisne pedala, štap otvara ventil i na taj na čin dozoljava vazduhu da u đe u buster na jednoj strani dijafragme dok u isto vreme zatvara vakum. Ovo povećava pritisak na jednoj strani dijafragme, tako što pomaže da se gura štap koji gura klip glavnog cilindra. Kada se pusti pedala ko čnice, ventil zatvara spoljni dovod vazduha i u isto vreme ponovo otvara vakum ventil. Ovo uspostavlja jednak nivo vakuma sa obe strane dijafragme i na taj na čin omogućava da se sve vrati u svoj normalni položaj.
17
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Princip rada Anti-Lock kočnica Zaustaviti auto u žurbi na klizavom kolovozu je veliki izazov. Anti-Lock Braking System (ABS) oduzima mnogo od ovog izazova koji ponekad može da bude vredan živaca. Ustvari, na klizavoj površini čak i profesionalni voza či ne mogu da se zaustave tako brzo bez ABS-a, kao što to može prosečan vozač sa ABS-om. U ovom delu ćemo detaljno objasniti o ABS sistemu, zašto nam treba, od čega se sastoji, kako radi, neke od osnovnih tipova i neke probleme vezane za ABS. ABS sistem
Teorija ABS-a je veoma prosta. To čak koji proklizava (kada guma proklizava u odnosu na put) ima manju silu trenja od to čka koji ne proklizava. Ako se na đete na ledu znate da ako se vaši točkovi okreću oni ne proklizavaju. Ovo je zbog toga što kontaktna povšina klizi u odnosu na led. Sprečavanjem točkova da proklize dok usporavate, ABS ima dve dobre strane, brže ćete stati i bićete u mogućnosti da upravljate dok stajete. ABS sistem se sastoji od četiri osnovne komponente: senzori brzine, pumpa, ventili, kontroler.
Slika 30. Lokacija komponenata ABS-a, izgled pumpe i ventila ABS-a Senzori brzine
ABS sistemu je potrebno da zna kada će se točak blokirati. Senzori brzine koji su smešteni na svakom to čku ili u nekim slučajevima na diferencijalu daju ovu informaciju. Ventili
Postoji ventil na svakoj ko čnici koga kontroliše ABS. U nekim sistemima ventil ima tri pozicije: Ventil je otvoren, pritisak iz glavnog cilindra se propušta kroz ko čnicu. Ventil blokira liniju i na taj na čin izdvaja ko čnicu od glavnog cilindra. Ovo spre čava pritisak da raste dalje u slu čaju da voza č pritiska pedalu ja če. Ventil oslobađa određenu količinu pritiska iz kočnice. • •
•
18
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
Pumpa
S obzirom da je ventil sposoban da ispusti pritisak iz ko čnica, mora da postoji neki na čin da se taj pritisak ponovo javi. To radi pumpa. Kada ventil smanji pritisak u liniji, pumpa je tu da ga ponovo vrati. Kontroler
Kontroler je kompjuter u autu. On prati senzore brzine i kontroliše ventile. Funkcionisanje ABS-a
Postoji mnogo različitih varijacija i kontrolnih algoritama za ABS sistem. Objasni ćemo kako jedan od najjednostavnih na čina funkcioniše. Kontroler prati senzore brzine sve vreme. On kontroliše usporavanja to čka koja nisu uobičajena. Baš pre nego što to čak blokira, on će doživeti naglo usporavanje. Ako se ne proveri, točak će se zaustaviti mnogo brže nego što bi bilo koji auto mogao. Možda će autu trebati samo 5 sekundi da se zaustavi sa brzine od 100km/h pod idealnim uslovima, ali to čak koji blokira može da prestane da se okre će za manje od 1 sekunde. ABS kontroler zna da je takvo naglo usporenje nemogu će, pa snižava pritisak u toj ko čnici sve dok ne postigne ubrzanje, a onda opet pove ćava pritisak sve dok ne postigne novo usporenje. Ovo može da uradi veoma brzo, pre nego što guma može zna čajno da promeni brzinu. Kao rezultat ovoga, guma usporava istom brzinom kao i auto, a ko čnice održavaju gume veoma blizu ta čki na kojoj bi one blokirale. Ovo daje sistemu maksimalnu mo ć kočenja. Kada ABS sistem radi oseti ćete pulsiranje u pedali ko čnice. Ovo je uzrokovano brzim otvaranjem i zatvaranjem ventila. Neki ABS sistemi mogu da zatvore 15 puta u sekundi. Tipovi ABS-a
ABS sistemi koriste različite šeme u odnosu na tip ko čnice. Odnosićemo se prema njima u odnosu na broj kanala, odnosno koliko se ventila samostalno kontroliše, odnosno na broj senzora brzine. ABS sa 4 kanala i 4 senzora - Ovo je najbolja šema. Postoji po jedan senzor brzine na sva četiri točka i po jedan ventil na sva četiri točka. U ovakvom sistemu kontroler prati svaki to čak zasebno i na taj na čin postiže maksimalnu silu ko čenja. ABS sa 3 kanala i 3 senzora - Ova šema, uobi čajena za pikap kamione sa ABS-om na sva četiri točka, sastoji se od jednog senzora brzine i jednog ventila na svakom od oba prednja to čka i od jednog ventila i jednog senzora brzine za oba zadnja to čka. Senzor brzine za zadnje to čkove je smešten na zadnjoj osovini. Ovaj sistem pruža posebnu kontrolu prednjih to čkova tako da oni zajedno mogu da postignu maksimalnu silu ko čenja. Međutim, zadnji točkovi se kontrolišu istovremeno. Oni moraju da zapo čnu blokiranje pre nego što se ABS aktivira pozadi. U ovom sistemu moguće je da jedan zadnji to čak blokira prilikom zaustavljanja i na taj na čin smanji efikasnost ko čenja. ABS sa 1 kanalom i 1 senzorom - Ovaj sistem se obi čno javlja kod pikap kamiona sa ABSom na zadnjim točkovima. On ima jedan ventil koji kontroliše oba zadnja to čka i jedan senzor brzina smešten na zadnjoj osovini. Ovaj sistem radi kao i zadnji deo trokanalnog sistema. Zadnji točkovi se prate zajedno i oba moraju da po čnu blokadu pre nego što ABS proradi. U ovom sistemu je takođe moguće da jedan zadnji to čak blokira i na taj na čin smanji efikasnost ko čenja. Ovaj sistem se lako prepoznaje. Obi čno postoji jedna ko čiona linija koja prolazi kroz ra čvu do oba zadnja to čka. Senzor brzine može se uo čiti ako se potraži elektri čna veza blizu diferencijala na zadnjoj osovini. •
•
•
19
Kočnice automobila
Aleksandar Mili ć 12007
ABS pitanja Da li bi trebalo da u čestalo pritiskam kočnicu u klizavim uslovima?
Apsolutno ne smete da u čestalo pritiskate ko čnicu u autu koji ima ABS. U čestalo pritiskanje kočnice je tehnika koja se ponekad koristi u klizavim uslovima, da bi omogu ćila točkovima da se odblokiraju, kako bi vozilo koliko toliko ostalo na pravoj putanji prilikom zaustavljanja. U autu koji ima ABS točkovi uopšte ne bi smeli da blokiraju, tako da u čestalo pritiskanje ko čnice samo produžava vreme zaustavljanja. U slučaju naglog zaustavljanja auta sa ABS-om, treba normalno pritisnusti ko čnicu i držati je dok ABS ne odradi svoj posao. Oseti ćete pulsiranje pedale, ali to je normalno i zato ne pustajte kočnicu. Da li ABS zaista radi?
ABS vam zaista pomaže da se bolje zaustavite. On spre čava točkove da blokiraju i daje najkraći trag kočenja na klizavim površinama. Ali da li on stvarno spre čava saobraćajne nezgode? Ovo je prava mera efektivnosti ABS sistema. Osiguravajući institut za bezbednost na autoputevima (IIHS) je sproveo nekoliko studija pokušavaju ći da odredi da li automobili opremljeni ABS-om u čestvuju u manje ili više tragi čnih nezgoda. Ispostavilo se u studiji iz ’96. da vozila opremljena ABS-om podjednako u čestvuju u nezgodama kao i vozila bez ABS-a. Studija je ustvari pokazala da iako automobili sa ABS-om imaju manju verovatno ću da u čestvuju u nezgodama fatalnim po ostale u česnike, više su uklju čeni u nezgode gde nema drugih u česnika. Postoje mnoge spekulacije o razli čitim uzrocima ovih nezgoda. Neki ljudi smatraju da voza či pogrešno koriste ABS sistem tako što u čestalo pritiskaju kočnicu ili pustaju ko čnicu kada osete da sistem pulsira. Neki ljudi smatraju da za vreme opasnosti u panici mnogi slete s puta, jer ABS dozvoljava upravljanje volanom,. Neke skorašnje informacije ukazuju da još uvek nema dokaza da ABS poboljšava sveukupnu sigurnost.
20
