DESTINATIA, CONDITIILE IMPUSE SI CLASIFICAREA SISTEMELOR DE FRANARE 

Destinatia sistemului de franare.

 Sistemul de franare serveste la:- reducerea vitezei automobilului pana la o valoare dorita sau chiar pana la oprirea lui;- imobilizarea automobilului in stationare, pe un drum orizontal sau in panta;- mentinerea constanta a vitezei automobilului in cazul coborarii unor pante lungi.      Eficacitatea sistemului de franare asigura punerea in valoare a performantelor de viteza ale automobilului.      In practica, eficienta franelor se apreciaza dupa distanta pe care se opreste un automobil avand o anumita viteza.     Sistemul de franare permite realizarea unor deceleratii maxime de 6-6,5 m/s2 pentru autoturisme si de 6 m/s2 pentru autocamioane si autobuze.     Pentru a rezulta distante de franare cat mai reduse este necesar ca toate rotile automobilului sa fie prevazute cu frane (franare integrala).     Efectul franarii este maxim cand rotile sunt franate pana la limita de blocare.Conditii impuse sistemului de franare.

Un sistem de franare trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:- sa asigure o franare sigura;- sa asigure imobilizarea automobilului in panta;- sa fie capabil de anumite deceleratii impuse;- franarea sa fie progresiva, fara socuri;- sa nu necesite din partea conducatorului un efort prea mare;- efortul aplicat la mecanismul de actionare al sistemului de franare sa fie proportional cu deceleratia, pentru a permite conducatorului sa obtina intensitatea dorita a franarii;- forta de franare sa actioneze in ambele sensuri de miscare ale automobilului;- franarea sa nu se faca decat la interventia conducatorului;- sa asigure evacuarea caldurii care ia nastere in timpul franarii;- sa se regleze usor sau chiar in mod automat;- sa aiba o constructie simpla si usor de intretinut. 

CLASIFICAREA SISTEMELOR DE FRANARE.

Sistemele de franare, dupa rolul pe care-l au, se clasifica in:- sistemul principal de franare, intalnit si sub denumirea de frana principala sau de serviciu, care se utilizeaza la reducerea vitezei de deplasare sau la oprirea automobilului.   Datorita actionarii, de obicei prin apasarea unei pedale cu piciorul, se mai numeste si frana de picior;- sistemul stationar de franare sau frana de stationare care are rolul de a mentine automobilul imobilizat pe o panta, in absenta conducatorului, un timp nelimitat, sau suplineste sistemul principal in cazul defectarii acestuia. Datorita actionarii manuale, se mai numeste si frana de mana. Frana de stationare este intalnita si sub denumirea de „frana de parcare' sau „de ajutor'. Frana de stationare trebuie sa aiba un mecanism de actionare propriu, independent de cel al franei principale. Deceleratia recomandata pentru frana de stationare trebuie sa fie egala cu cel putin 30% din deceleratia franei principale. In general, frana de stationare preia si rolul franei de siguranta;- sistemul suplimentar de franare sau dispozitivul de incetinire, care are rolul de a mentine constanta viteza automobilului, la coborarea unor pante lungi, fara utilizarea celorlalte sisteme de franare. Acest sistem de franare se utilizeaza in cazul automobilelor cu mase mari sau destinate special sa lucreze in regiuni de munte, contribuind la micsorarea uzurii franei principale si la sporirea securitatii circulatiei.Sistemul de franare se compune din franele propriu-zise si mecanismul de actionare a franelor.      Dupa locul unde este creat momentul de franare (de dispunere a franei propriu-zise), se deosebesc: frane pe roti si frane pe transmisie.      Dupa forma piesei care se roteste, franele propriu-zise pot fi: cu tambur (radiale), cu disc (axiale) si combinate.      Dupa forma pieselor care produc franarea, se deosebesc: frane cu saboti, frane cu banda si frane cu discuri.      Dupa tipul mecanismului de actionare, franele pot fi: cu actionare directa, pentru franare folosndu-se efortul conducatorului; cu servoactionare, efortul con¬ducatorului folosmdu-se numai pentru comanda unui agent exterior care produce forta necesara franarii; cu actionare mixta, pentru franare folosmdu-se atat forta conducatorului, cat si forta data de un servomecanism.

 

Frane cu tambur si saboti interioriPartile componente si principiul de functionare.

Datorita simplitatii lor, franele cu tambur si saboti interiori sunt foarte raspandite la automobile.In figura de mai jos este reprezentata schema de principiu a franei cu tambur si saboti interiori a unei roti .

Solidar cu roata 1, incarcata cu sarcina Gr , se afla tamburul 2 , care se roteste in sensul indicat de figura cu viteza unghiulara ώ. Sabotii 3 sunt articulati in punctele 4 pe talerul franei care nu se roteste cu roata , fiind fix.       La apasarea pedalei 7, cama 6 , prin intermediul parghiei 8 , se roteste si apasa sabotii asupra tamburului. In aceasta situatie , intre tamburi si sabotii apar forte de frecarece pot da nastere la un moment de franare Mf, care se opune miscarii automobilului.       Sub actiunea momentului Mf, in zona de contact a rotii cu drumul ia nastere reactiunea Fr , indreptata in sens opus miscarii . Tot in zona de contact apare si reactiunea verticala a drumuluiIn timpul franarii , datorita frecarii ce ia nastere intre tambur si garniturile de frecare ale

sabotilor , energia cinetica a automobilului se transforma in caldura.In momentul opririi, apasarii asupra pedalei , arcul 5 readuce sabotii in pozitia initiala , iar franarea inceteaza .

TIPURI DE SABOTI UTILIZATI LA FRANE

1. sabotul primar care apasa mai mult asupra tamburului – se numeste si activ; - In timpul franarii acest sabot capata  un efect de autoamplificare ( autofranare) care il face sa mareasca efectul de franare corespunzator fortei de actionare asupra lui.

2. sabotul secundar( pasiv)

Efectul de autoamplificare duce la maririrea fortei ce actioneaza asupra tamburului activ in comparatie cu forta ce actioneaza asupra tamburului pasiv, pentru aceiasi apasare asupra sabotilor. Din acest motiv, la mersul intr-un sens se uzeaza mai mult sabotul activ iar la schimbarea sensului ,cel pasiv.

Pentru a egaliza uzurile la cei doi saboti, se folosesc solutii constructive, ca: forte de apasare mai mici sau garnituri de frecare mai mari la sabotul primar fata de cel secundar.

TIPURI DE FRANE CU TAMBUR SI SABOTI INTERIORI     a. Frana simplex are in compunere un sabot primar si unul secundar care pot fi articulati sau flotanti.     In figura de mai jos este reprezentata frana simplex la care ambii sabotii 1 si 2 sunt articulati in reazemele 3. Indiferent de sensul de rotatie, unul din saboti va apasa mai mult asupra tamburului 6. Execentricele 4 si 5 servesc la reglarea jocului dintre saboti si tambur.

Sabotii sunt apasati pe tambur cu forte egale S produse de actiunea lichidului sub presiune asupra pistonaselor ce se gasesc in cilindru 7.    

La frana simplex din fig  de mai jos , actionarea sabotilor 1 si 2 se face prin intermediul camei 4 cu fortele S1 si S2.

b.Frana duplex- are in compunere doi saboti primari care pot lucra ca saboti primari la rotatie intr-un singur sens( frana uni-duplex) sau in ambele sensuri ( duo- duplex)

Frana uni-duplex- ambii saboti 1,2 au cate un dispozitiv de actionare si cate un punct de articulatie propriu (5,6);

cil 4- pentru sabotul1;

cil 3 – pentru sabotul 2

Frana duo-duplex- ambii saboti lucreaza cu efect de autoamplificare ( ca saboti primari) indiferent de sensul de rotatie.

1,2 – saboti;

3,3’-opritori;

4-tambur;

5-,6 cilindri;

c. frana servo-

sau frana de amplificare are doi saboti primari, sabotul posterior fiind actionat de sabotul anterior.

 Datorita fortelor de frecare dintre sabotul anterior si tambur, forta de actionare a sabotului posterior este mai mare in comparatiecu forta de actionare a sabotului anterior. In acest fel, momentul de franare se mareste substantial.

In cazul in care sabotii  sunt primari numai la mersul inainte, frana se numeste uni-servo, iar in cazul in care sabotii sunt primari pentru ambele sensuri de mers, frana se numeste duo-servo

                   In fig a – frana uni-servo; fig b- frana duo-servo

1-     tambur; 2- bolt pentru articulatia sab 4; 3-,4-saboti;5-7- arcuri; 6- cilindru receptor, 8- dispozitiv de reglare a jocului dintre saboti si tambur.

Frana duo-servo se caracterizeaza prin faptul ca fiecare sabot il actioneaza pe celalalt cu efect de servo actiune, in functie de sensul de rotatie ambii saboti lucrand ca saboti primari; sabotii sunt legati in serie si actionati de la un cilindru hidraulic

SCHEMA ACTIONARII HIDRAULICE CU CIRCUIT DUBLU

Comanda franelor se poate face: cu actionare directa ( mecanica, hidraulica )cu servoactionare ( pneumatica, electropneumatica) si cu actionare mixta

Elemente componente: 1-2- pistoane; 3-4- compartimentele cilindrului; 5- conducta fr fata;6-conducta fr spate, 7 –frana spate; 8- frana fata; 9-cilindru.

     In cazul in care ambele circuite sunt in perfecta stare, pistonul 1 impinge lichidul din compartimentul 3 in conducta 5, deplasand in acelasi timp , prin intermediul  arcului pistonul 2 spre dreapta care trimite lichidul din comp 4 prin conducta 6 la cilindrii de frana.

Defectiuni in functionarea a sistemului de franare

cauze posibile Remedierea defectelor1. aer in circuitul de franare

2. lichidul de frana este neuniform( se volatilizeaza)

3.arcurile de rapel ale sabotilor slabe , rupte;

4.saboti blocati;

5. lipsa lichid de frana;

6. dilatarea exagerata a tamburilor daca sunt uzati;

7. unul din cilindrii receptori de la rotile din spate este blocat;

8.pierderi de lichid la un cilindru receptor roata spate;

9.la franare apare scartiit, garniturile aluneca pe supraf de lucru;

10. tamburii de frana prezinta uzuri mari si neuniforme;

11. garniturile de frana sunt unsuroase, uzate sau arse;

12. este compromisa etanseitatea sistemului de franare.

1. se scoate aerul din circuit

2.se inlocuieste lichidul de frana

3. se inlocuiesc arcurile

4. se deblocheaza, se inlocuiesc piesele uzate

5. se completeaza cu lichid;

6. se inlocuiesc piesele uzate;

7. se deblocheaza sau se inlocuies oiesele uzate;

8. se corecteaza cauza pierderii de lichid si se inlocuiesc piesele uzate;

9. se curata supraf de lucru a garn si a tamburului; se verif ovalitatea tamb si se corecteaza sau se inlocuiesc;

10. se inlocuiesc garniturile de frana;

11. se curata si se schimba garniturile de frana;

12. se corecteaza etansarea.

Forme de manifestare a defectiunilor sistemului de franare:

- frana nu este eficace ( nu tine, este slaba, sau nu actioneaza- cauze: reglajul incorect; uzura garniturilor; uzura tamburilor, uzura garniturii pistonului pompei centrale; aer in conducte, pierderi de lichid.

- frana freaca desi pedala nu este actionata –cauze:  reglajul incorect al sabotilor, arcurile de readucere rupte; pistonasele cilindrilor receptori gomate, lichid necorespunzator, pedala incorect reglata.

- la franare, automobilul trage intr-o parte- cauze : tambure excentrice, utilizarea de garnituri necorespunzatoare; arcuri de readucere a sabotilor prea tari; unsoare pe garnituri; presiune in anvelope diferita.

- in timpul franarii se blocheaza rotile- cauze : griparea pistoanelor cilindrilor,ovalizarea tamburilor, slabirea, ruperea arcurilor sabotilor.

-franarea se intrerupe- cauze: garnituri montate gresit pe saboti; ovalizarea tamburilor, jocuri mari la rulmenti, deformarea arborilor planetari, garnituri cu unsoare,etc.

- franare cu zgomote – cauze: uzura excesiva a garniturilor; unsori,lubrefianti pe garnituri, tamburi cu grosimi diferite utilizati;

 REPARAREA SISTEMULUI DE FRANARE CU TAMBUR SI SABOTI INTERIORI

Demontarea tamburilor de frana

Pentru demontarea tamburilor de frana de la rotile din spate, se fac operatiile:

-        se slabesc piulitele rotilor, se ridica partea din spate a autoturismului, se aseaza pe capre si se scot rotile;

-        se slabeste frana de stationare;

-        se scoate busonul pentru rezerva de unsoare cu dispozitivul ROU441, apoi se demonteaza in ordine: siguranta piulitei si rondela de sprijin;

-        se indeparteaza sabotii de frna, desfacand excentricele;

-        es extrage tamburul de frana , cu ajutorul dispozitivului T.Av 235 ca in fig de mai jos:

Extragerea tamburului de frana       

La tamburul demontat, i se face controlul vizual privind: uzarea suprafetei de lucru, rizuri sau santuri inelare pe supraf de lucru. In aceste situatii, tamburul poate fi rectificat la cota maxima admisa de 1mm pe diametru. Rectificarea se face la ambii tamburi

Remontarea  tamburului de frana. Se face in ordine inversa demontarii , respectandu-se conditiile tehnice:

- dupa remontare se regleaza rulmentii rotii spate;

- se regleaza jocul dintre garniturile sabotilor de frana si tamburul de frana, prin excentrice( la reglarea manuala) sau  prin actionarea repetata a pedalei de frana, pentru franele cu preluare automata a jocului;

- se regleaza frana de stationare.

Demontarea garniturilor de frana de la sabotii franei spate

Pentru demontare, se fac operatiile ( fig de mai jos)

-se demonteaza tamburul de frana spate;

- cu ajutorul unui cleste special FRE 03, se scoate arcul de rapel 2  de la partea superioara si se scoate capatul cablului franei de stationare;

-se scot distantierele5, indepartandu-se sabotii de frana si placa distantiera 6;

-se demonteaza levierul 3 al franei de stationare si se scot sabotii de frana 4;

Demontarea garniturilor de frana

La franele cu preluare automata a jocului dintre saboti si tambur, pentru scoaterea tamburului, este necesar sa se introduca prin gaura tamburului o tija de 5mm, pentru a se aduce in pozitia zero dispozitivul de autoreglare, rotind tamburul, in sensul sagetii ( fig de mai jos)

C – parghie dintata,

  D-sector dintat

A- tija de zavorare

Se continua apoi operatiile:

- se monteaza clestele FRE05 A pe cilindrul receptor, iar cu clestele special FRE 03 se scoate arcul superior de readucere a sabotilor ( fig de mai jos)

demontarea arcului de rapel

- se basculeaza parghia dintata C, pana vine in contact cu axul fuzetei( fig  de mai jos)

-        se indeparteaza sabotii F de pe platou si antretoaza B ( fig de mai jos)

se elibereaza parghia C si se aduce sectorul dintat in pozitia sa initiala( fig de mai jos)

-        se roteste sabotul cu 900 , se demonteaza arcul inferior apoi se scot: sabotul fata si spate ( fig de mai jos)

Daca garniturile de frana sunt uzate pana la nivelul niturilor, acestea se inlocuiesc. Pentru inlocuirea garniturilor de frana se fac operatiile:

-        se indeparteaza niturile prin depresare sau gaurire ;

-        se curata sabotul, se verifica forma;

-        se fixeaz garniturile de frana noi, prin nituire la presa de mana speciala sau prin lipire.   

Nituirea trebuie inceputa de la mijlocul garniturilor spre capete. Dupa nituire, capul nitului trebuie sa fie minim2mm sub suprafata garniturilor de frana, iar capetele garniturilor se tesesc conic. Pentru a readuce sabotii la forma geometrica a tamburului, se recomanda operatia de strunjire folosind dispozitiv special .