Nowoczesne układy hamulcowe podzielone są na dwa niezależne obwody hydrauliczne. To nie tylko cecha inżynieryjna. To siatka bezpieczeństwa. Każdy obwód steruje dwoma kołami. Jeśli z jednej linii rozleje się płyn hamulcowy na asfalt, nadal będziesz mieć siłę hamowania na pozostałych dwóch kołach. Możesz stracić połowę zdolności hamowania, ale nie stracisz całkowitej kontroli nad pojazdem.
Ten obwód dwuobwodowy opiera się na głównym cylindrze hamulcowym.
Element ten wytwarza ciśnienie hydrauliczne, które tłoczy płyn hamulcowy poprzez przewody do każdego koła. To zwodniczo proste urządzenie. Wewnętrznie dwa tłoki znajdują się w jednym korpusie cylindra. Działają wspólnie, ale niezależnie od siebie. Jeśli jedna strona zawiedzie, druga w dalszym ciągu wywiera presję. To właśnie ta redundancja sprawia, że system jest stosunkowo bezpieczny.
Jednak sama presja nie wystarczy, aby zapewnić Ci bezpieczeństwo. Potrzebujesz informacji zwrotnej.
W tym miejscu do gry wchodzi zawór kombi. Węzeł ten steruje systemem. Ostrzega kierowcę w przypadku spadku ciśnienia lub awarii jednego z obwodów, nawet zanim zauważysz zmianę wyczucia pedału. Równoważy również siłę hamowania i zapobiega blokowaniu kół w określonych warunkach.
Zrozumienie interakcji tych dwóch części wyjaśnia, dlaczego hamulce działają wtedy, gdy są najbardziej potrzebne. Większość nowoczesnych samochodów wykorzystuje hamulce tarczowe na wszystkich czterech kołach, chociaż niektóre modele nadal mają hamulce bębnowe na tylnej osi. Niezależnie od typu, logika hydrauliczna pozostaje taka sama. Hamulce ze wspomaganiem podciśnieniowym pomagają zastosować większą siłę, ale główny cylinder przekształca tę siłę w rzeczywistą siłę hamowania.
Zajrzyjmy pod maskę i przyjrzyjmy się głównemu cylindrowi.
Lokalizacja i funkcja głównego cylindra hamulcowego
Główny cylinder zamontowany jest bezpośrednio na wzmacniaczu podciśnienia hamulców, który znajduje się przy przegrodzie w komorze silnika. To nie jest ukryte. Montuje się go dokładnie w miejscu połączenia pedału hamulca ze wzmacniaczem podciśnienia.
Cylinder ma dwie komory. Każda komora jest podłączona do jednego z obwodów hamulcowych. Naciśnięcie pedału powoduje wsunięcie pręta do głównego cylindra. Pierwszy tłok porusza się, wytwarzając ciśnienie w obwodzie pierwotnym. Następnie porusza się drugi tłok, wytwarzając ciśnienie w obwodzie wtórnym.
Główny cylinder przekształca siłę mechaniczną stopy w ciśnienie hydrauliczne, które zatrzymuje samochód.
Dlaczego potrzebne są dwa tłoki? Ponieważ jeśli jedna uszczelka ulegnie awarii, druga nadal będzie w stanie wytworzyć ciśnienie wystarczające do zatrzymania samochodu. To nie jest idealne. Droga hamowania wydłuży się. Pedał może się „chwieć”. Ale zachowasz kontrolę.
Zawór kombinowany znajduje się za pompą główną, często w pobliżu przegrody lub wzdłuż trasy przewodu hamulcowego. Zawiera zawory zwrotne, zawory proporcjonalne i czujniki ostrzegawcze. Zapewnia prawidłowy stosunek załączenia przedniego i tylnego hamulca. Zapala także lampkę ostrzegawczą hamulców w przypadku różnicy ciśnień.
Bez tych elementów układ przeciwblokujący (ABS) nie miałby podstawy hydraulicznej umożliwiającej wytwarzanie pulsującego ciśnienia. W wielu nowoczesnych konstrukcjach wspomaganie układu kierowniczego i ABS mają ten sam zbiornik płynu, ale główny cylinder pozostaje głównym źródłem siły hamowania.
Jak porusza się tłok? Jest on popychany przez dźwignię pedału hamulca. Wzmacniacz próżniowy zwiększa nacisk na nogę. Następnie główny cylinder mnoży tę siłę w ciśnienie hydrauliczne. Prosta fizyka. Trudne wykonanie.
W następnej sekcji szczegółowo opisano wewnętrzną mechanikę głównego cylindra. Jak tłoki są uszczelniane. Jak płynie ciecz. Dlaczego wycieki są ważniejsze niż myślisz.
Gdzie jest ukryty główny cylinder hamulcowy i zbiornik płynu?
W większości przypadków główny cylinder hamulcowy jest montowany bezpośrednio do wzmacniacza siły hamowania po stronie silnika, po stronie kierowcy. Jest to węzeł centralny, w którym występuje ciśnienie hydrauliczne.
Poszukaj plastikowego zbiornika znajdującego się na górze. To jest zbiornik płynu hamulcowego. Służy jako główny zbiornik płynu zapewniający działanie całego układu.
Złącze elektryczne, które tam widzisz, nie jest przeznaczone do zasilania. To jest czujnik. Jego jedynym zadaniem jest kontrola poziomu płynu. Jeżeli poziom płynu hamulcowego spadnie zbyt nisko, czujnik ten zaświeci lampkę ostrzegawczą na tablicy rozdzielczej.
Wewnątrz głównego cylindra z podwójnym obwodem
Zajrzyj do wnętrza obudowy. Widzisz dwa tłoki i dwie sprężyny. Konstrukcja wykonana jest według schematu podwójnego obwodu.
Działanie głównego cylindra hamulca
Wejdź na pedał. Łącznik popycha tłok główny. W cylindrze i rurociągach wzrasta ciśnienie. Dalsze ciśnienie powoduje, że tłok główny naciska na płyn hamulcowy znajdujący się pomiędzy nim a tłokiem wtórnym. Ten wtórny tłok spręża płyn w swoim obwodzie. Jeśli wszystko działa prawidłowo, ciśnienie w obu obwodach jest takie samo.
Następuje awaria. W jednym z obwodów pojawia się wyciek. Obwód ten nie jest już w stanie utrzymać ciśnienia.
Zobacz, co się stanie, gdy nastąpi awaria obwodu pierwotnego. Zanika ciśnienie pomiędzy tłokiem pierwotnym i wtórnym. Tłok główny przesuwa się do przodu, aż dotknie tłoka wtórnego. Teraz główny cylinder hamulcowy działa jako pojedynczy tłok. Drugi obwód nadal działa. Ale spójrz na animację: aby ją aktywować, należy wcisnąć pedał znacznie głębiej. Nacisk wytwarzany jest tylko na dwóch kołach. Siła hamowania gwałtownie spada.
Zawór kombinowany
Większość pojazdów z hamulcami tarczowymi z przodu i hamulcami bębnowymi z tyłu wykorzystuje zawór kombinowany.
Wyszukaj zawór kombinowany
Koniec z szukaniem trzech oddzielnych metalowych bloków przymocowanych do szyny ramy. Nowoczesne układy hamulcowe łączą te funkcje w jedną całość, zwaną zaworem kombinowanym. Jest to kompaktowy, odlewany korpus, który wykonuje większość pracy w trzech różnych zastosowaniach hydraulicznych. Jeśli szukasz takiego zaworu, przestań szukać oddzielnych zaworów dozujących lub dozujących. Poszukaj tego pojedynczego węzła.
Funkcja dozowania
Zawór dozujący pełni pierwszą funkcję wewnątrz obudowy. Opóźnia dopływ ciśnienia do przednich hamulców tarczowych. Dlaczego? Ponieważ zaciski hamulców tarczowych wymagają większej siły hydraulicznej do dociśnięcia klocków do tarczy niż klocki hamulców bębnowych muszą rozszerzyć się wewnątrz bębna. Bez tego opóźnienia przednie hamulce zadziałałyby, zanim tylne hamulce w ogóle zaczną hamować. Zawór utrzymuje ciśnienie na przedniej osi do momentu wytworzenia się wystarczającego ciśnienia płynu w tylnych bębnach, aby pokonać siłę sprężyn powrotnych. Dzięki temu pojazd może utrzymać się prosto podczas gwałtownego hamowania początkowego. Często zawór ten jest zintegrowany z głównym cylindrem hamulcowym w starszych samochodach ciężarowych GM lub umieszczony jako oddzielny moduł w pobliżu przegrody komory silnika w pojazdach Forda.
Czujnik różnicy ciśnień
Drugą funkcją jest bezpieczeństwo. Czujnik różnicy ciśnień monitoruje równowagę pomiędzy obwodami przedniej i tylnej osi. Jeśli jedna z linii ulegnie awarii, ciśnienie w tym obwodzie spada. Czujnik wykrywa tę niewyważenie i włącza kontrolkę awarii układu hamulcowego na desce rozdzielczej. To nie jest tylko formalność. Natychmiast poinformuje Cię, jeśli zgubiłeś przewód hamulcowy lub pękł cylinder hamulcowy. Nie musisz czuć gąbczastego pedału hamulca, żeby wiedzieć, że coś jest nie tak. Lampka zapala się. Zawór fizycznie porusza sworzniem lub tłokiem, aby zamknąć obwód elektryczny, gdy ciśnienie w obwodzie odbiega od zadanej tolerancji.
Funkcja proporcji
Trzecią rolą jest funkcja proporcjonalna. To tutaj odbywa się matematyka. Podczas hamowania ciężar pojazdu przenoszony jest do przodu. Przednie opony zyskują większą przyczepność, tylne tracą ją. Jeśli przyłożysz pełny nacisk układu na tylną oś, koła zablokują się i poślizgną. Zawór ogranicza ciśnienie na tylną oś po osiągnięciu określonego progu. Zapobiega to przeciążeniu tylnych hamulców w porównaniu do przednich. Ma to kluczowe znaczenie dla zrównoważonego rozwoju. Bez tego nawet lekkie naciśnięcie pedału może spowodować poślizg tyłu samochodu. Zawór moduluje ciśnienie na tylnej osi w zależności od ciśnienia w przedniej linii, zachowując bezpieczne przełożenie.
Gdzie szukać
Lokalizacja tego węzła różni się w zależności od platformy. W wielu japońskich i koreańskich sedanach z lat 80. i 90. jest to mały cylinder przykręcony bezpośrednio do przegrody komory silnika, obok głównego cylindra hamulcowego. Zobaczysz dwie linie wlotowe z głównego cylindra i dwie linie wylotowe prowadzące do tylnej osi. W amerykańskich samochodach typu muscle car może to być oddzielny moduł zamontowany po wewnętrznej stronie błotnika lub na podłużnicy ramy. Sprawdź, czy nie ma metalowych przewodów biegnących od głównego cylindra do zaworu oraz przewodów biegnących do tylnej osi. Jeśli widzisz złącze przewodu na zaworze, jest to czujnik różnicy ciśnień.
“Jeden odlew. Trzy funkcje. Podczas wymiany wymieniasz od razu zawór dozujący, zawór proporcjonalny i czujnik ostrzegawczy.”
Dlaczego wymiana jest ważna
Te zawory się zużywają. Uszczelki wewnętrzne ulegają garbowaniu. Sprężyny tracą swoją elastyczność. Jeśli pedał hamulca wydaje się być za wysoko lub za nisko lub jeśli po odpowietrzeniu układu hamulcowego lampka ostrzegawcza pozostaje zapalona, przyczyną może być uszkodzony zawór kombinowany. Nie można regulować opóźnienia dawki ani współczynnika proporcjonalności. Jest to konstrukcja o stałych parametrach. Jeśli zawiedzie, należy go wymienić
Dlaczego tylne hamulce są opóźnione?
Zawór dozujący jest obowiązkowym elementem każdego pojazdu wyposażonego w hamulce tarczowe z przodu i bębnowe z tyłu. Został zaprojektowany, aby rozwiązać problem opóźnienia reakcji mechanicznej. Klocki hamulców tarczowych są już dociśnięte do tarczy. Klocki hamulcowe typu bębnowego są umieszczone z dala od bębna.
Wejdź na pedał.
Hamulce tarczowe reagują natychmiast. Hamulce bębnowe są opóźnione. To powoduje niebezpieczną nierównowagę. Tracisz stabilność. Zawór dozujący eliminuje ten problem. Opóźnia dopływ ciśnienia do przednich hamulców tarczowych. Czeka, aż zostanie osiągnięty określony próg. Po osiągnięciu tego niskiego ciśnienia progowego hamulce bębnowe w końcu nawiązują kontakt. Krótko przed tym włączają się hamulce tarczowe.
Ta sekwencja pozwala samochodowi jechać prosto. Naciśnięcie tylnych hamulców działa najpierw jak kierownica. Stabilizuje odchylenie. Bez tego samochód może wpaść w poślizg podczas gwałtownego hamowania.
Wykrywanie usterek hydraulicznych
Przełącznik różnicy ciśnień jest strażnikiem obwodów hamulcowych. Zawiera tłok wewnątrz cylindra. Każda strona tego tłoka skierowana jest w stronę innego obwodu hamulcowego.
Czy ciśnienie jest takie samo? Tłok pozostaje w położeniu środkowym. Brak alarmu.
Wyciek na jednej z linii? Po tej stronie ciśnienie spada. Tłok porusza się. Naciska przełącznik. Zapala się czerwona lampka ostrzegawcza hamulców na desce rozdzielczej. To jest system wczesnego ostrzegania o uszkodzonym głównym cylindrze lub uszkodzeniu przewodu. Okablowanie jest widoczne na samym korpusie zaworu.
Zapobieganie blokowaniu tylnych kół
Zawór proporcjonalny przeznaczony jest do kontroli redystrybucji ciężaru. Skuteczność hamowania zależy od obciążenia opony. Większa waga oznacza większą przyczepność.
Kiedy gwałtownie naciśniesz hamulce, samochód gwałtownie opada. Ciężar przenoszony jest na przednią oś. Tył staje się lekki. Jeśli zastosujesz jednakowe ciśnienie na wszystkich czterech kołach, tylne opony zablokują się jako pierwsze. Prześliznęliby się. Blokowanie tylnych kół prowadzi do poślizgu. Zawór proporcjonalny zapobiega temu. Ogranicza przepływ do tylnych hamulców.
Większość samochodów ma również większy ciężar statyczny z przodu ze względu na silnik. Przednie hamulce wykonują już większość pracy. Zawór proporcjonalny zapewnia, że na przednią część przypada większość siły hydraulicznej.
Jeśli zawór jest ustawiony na 70/30, matematyka staje się jasna.
Ciśnienie z przodu: 1000 psi.
Ciśnienie tylne: 700 psi.
Przednie hamulce zatrzymują samochód. Tylni pomagają bez przejmowania inicjatywy. Stosunek ten znacząco zmienia dynamikę. Otrzymujesz przewidywalną drogę hamowania. Unikasz koszmaru wpadnięcia w tył.
Zawór proporcjonalny nie tylko zmniejsza ciśnienie; równoważy fizykę spowolnienia.
Bez współpracy tych trzech elementów zawór kombinowany będzie tylko kawałkiem metalu. Zawór dozujący steruje czasem. Przełącznik odpowiada za sygnały bezpieczeństwa. Zawór proporcjonalny reguluje rozkład obciążenia. Jeśli jeden z nich zawiedzie, cały system stanie się nieprzewidywalny.
Gdzie dalej
Jeśli chcesz głębiej przyjrzeć się ewolucji tych układów hydraulicznych, dostępnych jest wiele zasobów.
- Jak działają układy przeciwblokujące (ABS) : Dowiedz się, jak ABS współdziała z tymi zaworami.
- Jak działają hamulce : Podstawowa mechanika.
- Jak działają hamulce tarczowe : Cechy interakcji klocków i tarcz.
- Jak działają hamulce bębnowe : Wewnętrzna mechanika tylnego końca.
- Jak działają hamulce ze wspomaganiem : Zrozumienie hamulców ze wspomaganiem.
Aby zapoznać się z kontekstem historycznym, zobacz Historia zatrzymania: hamulce wtedy i teraz. Pokazuje ewolucję od układów mechanicznych do hydraulicznych. InnerAuto: Układ hamulcowy oferuje szerszy przegląd całego zespołu.
Jeśli dokonujesz napraw samodzielnie, Automotive 101: Działanie układu hamulcowego omawia różnice w płynach hamulcowych DOT. To jest ważne. Mieszanie płynów może zniszczyć uszczelki głównego cylindra hamulcowego i zaworu kombinowanego.
Rysunki techniczne wymagają rysunków głównego cylindra i przebudowy głównego cylindra hamulcowego. Musisz zrozumieć źródło ciśnienia, aby ocenić, co robi z nim zawór kombinowany. Professional Mechanics Online: Hamulce i Auto.com dostarczają aktualnych wiadomości na temat trendów w technologii hamulców.
Zawór kombinowany ma niewielkie rozmiary. Często jest to pomijane. Jest to jednak „mózg” dystrybucji hydraulicznej. Bez tego nowoczesna geometria hamowania nie działałaby. Musiałbyś działać losowo.
