Sistemul de frânare reprezintă una dintre cele mai importante componente ale unui autoturism. Esențial pentru siguranța atât a conducătorului auto, cât și a celorlalți participanți la trafic.
În acest articol vom explora în detaliu ce este sistemul de frânare și pentru ce se folosește. Cum funcționează diversele tipuri de frânare: mecanică, servo, hidraulică, cu aer pneumatic și cu vid.
De asemenea, vom analiză diferențele dintre ele, precum și conceptele de frânare principală, frânare secundară și funcționarea frânei de mână. Cum funționează sistemul de frîânare în cazul mașinilor cu schimbător manual și automat.
Sistemul de frânare al unui autoturism este ansamblul de componente mecanice, hidraulice sau electronice care permit încetinirea sau oprirea vehiculului.
Scopul principal al acestui sistem este de a reduce viteză sau de a opri complet mașina în situații normale de circulație, de urgență sau în timpul parcărilor.
Fără un sistem de frânare eficient, controlul vehiculului ar deveni imposibil, crescând riscul de accidente și punând în pericol viața celor aflați în trafic.
Funcțiile sistemului de frânare:
Siguranța rutieră: Permite evitarea coliziunilor și asigură o reacție rapidă în situații de urgență.
Controlul vitezei: Ajută la menținerea unei viteze adecvate și la adaptarea la condițiile de drum.
Stabilitatea vehiculului: Contribuie la menținerea direcției și la stabilizarea mașinii în timpul decelerațiilor bruște.
Parcarea: Sistemele de franare, precum frâna de mână, permit blocarea roților pentru a menține vehiculul staționar.
Cum se folosește un sistem de frânare?
Utilizarea sistemului de frânare se face, de regulă, prin intermediul pedalei de frână. Când șoferul apasă pedala, forța aplicată este transferată către sistemul de frânare.
Aceasta acționează asupra roților pentru a produce fricțiunea necesară încetinirii sau opririi mașinii. În funcție de tipul de sistem de frânare, această forță poate fi amplificată și transmisă prin intermediul fluidelor la sistemul hidraulic, al aerului la sistem pneumatic sau chiar prin alte mecanisme.
Etapele de funcționare:
Activarea pedalei: Șoferul apasă pedala de frână.
Transmiterea forței: Forța se transmite de la pedala de frână către componentele sistemului (cabluri, cilindri, pompe etc.).
Amplificarea forței: În unele sisteme, cum ar fi frânarea servo, forța este amplificată folosind vacuumul sau alte tehnologii.
Aplicarea frânei: Componentele de frânare (discuri, tambururi etc.) se activează pentru a genera fricțiunea necesară.
Decelerație sau oprire: Fricțiunea între elementele de contact încetinește roțile, iar vehiculul se oprește.
Tipuri de frânare la autoturisme
Autoturismele moderne pot utiliza diferite tipuri de sisteme de frânare, fiecare având avantaje și dezavantaje specifice. Vom analiză în continuare principalele categorii:
Frânarea Mecanică
Frânarea mecanică este cea mai simplă formă de sistem de frânare, bazată pe acționarea directă a componentelor de frânare prin intermediul unor pârghii și cabluri.
Caracteristici:
Principiu de funcționare: Se bazează pe transformarea forței aplicate de șofer. Prin intermediul unui mecanism de pârghii și cabluri, care la rândul său, acționează asupra plăcuțelor sau saboților de frână.
Aplicații: Este întâlnită mai ales în sistemele de frânare secundare. În componente auxiliare cum ar fi frâna de mână pe unele modele mai vechi.
Avantaje: Simplitate în construcție și întreținere redusă în termeni de componente hidraulice
sau pneumatice.
Dezavantaje: Lipsa amplificării forței, ceea ce poate duce la necesitatea aplicării unei forțe considerabile de către șofer pentru a obține o frânare eficientă.
Frânarea Servo
Frânarea servo, cunoscută și sub numele de sistem de asistare a frânei sau vacuum servo, este concepută pentru a amplifică forța exercitată de șofer asupra pedalei de frână.
Principiul de Funcționare:
Amplificare prin vacuum: Acest sistem utilizează
vacuumul generat de motor sau de o pompă dedicată pentru a amplifică forța aplicată la pedală. În momentul în care șoferul acționează pedala un booster (amplificator) de vacuum reduce presiunea. O anumită cameră creând o diferență de presiune care acționează asupra unui piston. Această amplifică forța și o transferă către sistemul de frânare.
Beneficii: Permite șoferului să aplice o forță mai mică asupra pedalei, contribuind la o reacție mai rapidă și la o frânare mai eficientă.
Utilizare: Sistemul servo este standard pe majoritatea autoturismelor moderne datorită eficienței și confortului sporit oferit de asistența la frânare.
Frânarea Hidraulică
Frânarea hidraulică este cel mai răspândit tip de sistem de frânare în autoturismele moderne, utilizând un lichid special (de obicei, ulei de frână) pentru a transferă forța de la pedală către etrieri sau cilindri.
Cum Funcționează:
Transferul de forță prin lichid: Când șoferul apasă pedala de frână, o pompă hidraulică transmite lichidul prin conducte până la etrierii care acționează plăcuțele de frână asupra discurilor sau tambururilor.
Uniformitate: Lichidul hidraulic asigură o distribuție uniformă a forței, reducând riscul de dezechilibru sau blocare a roților.
Avantaje: Răspuns rapid, eficiență crescută și posibilitatea de a regla sistemul prin intermediul distribuitorului de presiune.
Întreținere: Sistemul necesită verificări periodice ale lichidului de frână. Acesta poate absorbi umiditatea, ceea ce poate reduce eficiența sistemului și poate cauza coroziunea componentelor.
Frânarea cu Aer sau Pneumatic
Frânarea cu aer, sau sistem pneumatic, este predominant utilizată la vehiculele comerciale grele. Cum ar fi camioanele, autobuzele și unele vehicule industriale. Datorită capacității sale de a asigura o forță de frânare puternică și fiabilă în sarcini mari.
Principiul de Funcționare:
Compresia aerului: Sistemul utilizează aer comprimat, generat de un compresor dedicat, care este stocat într-un rezervor. Când se apasă pedala de frână, aerul este eliberat din rezervor către cilindrii de frână, unde acționează asupra plăcuțelor sau saboților.
Controlul presiunii: Sistemele moderne dispun de supape de reglare care asigură eliberarea treptată a aerului, permițând o frânare lină și controlată.
Avantaje: Capacitatea de a gestiona sarcini grele și de a funcționa în condiții de temperaturi extreme. De asemenea, sistemul este rezistent la scurgerile mici, datorită naturii compresibile a aerului.
Dezavantaje: Complexitatea sistemului poate duce la necesitatea unor verificări și întrețineri periodice suplimentare. De asemenea, este mai puțîn sensibil decât sistemele hidraulice în anumite situații.
Frânarea cu Vid
Sistemul de frânare cu vid utilizează o tehnologie similară cu cea a franării servo, însă funcționează exclusiv pe baza vacuumului generat, de obicei, de motor.
Caracteristici:
Mecanism de funcționare: Vacuumul este preluat din sistemul de admisie al motorului și folosit pentru a acționa asupra unui booster de frână, similar cu sistemul servo. Diferența esențială constă în modul de generare și menținere a vacuumului.
Utilizare: Sistemele de frânare cu vid au fost folosite pe scară largă în mașinile mai vechi. Însă datorită inovațiilor tehnologice și a cerințelor tot mai ridicate de siguranță, acestea au fost treptat înlocuite de sistemele hidraulice cu asistare servo.
Avantaje și limitări: Sistemul cu vid permite o amplificare bună a forței, dar poate fi afectat de pierderea vacuumului. În special la motoarele moderne cu tehnologii complexe, unde fluctuațiile de vacuum pot influența performanța frânelor.
Frânarea principală și frânarea secundară
Pe lângă sistemele care asigură decelerația în timpul conducerii, autoturismele sunt echipate cu sisteme de frânare rezervă. Acestea sunt menite să preia funcția de frânare în cazul în care sistemul principal întâmpină probleme.
Frânarea Principală:
Definiție: Este sistemul de frânare care este activat în mod normal prin pedală și care preia cea mai mare parte a forței de frânare necesară pentru decelerarea vehiculului.
Funcționalitate: Include componentele hidraulice sau pneumatice principale de exemplu, discuri frână, etrier frână și cilindrii. Este proiectat să asigure o frânare rapidă și uniformă în majoritatea situațiilor de conducere.
Importanță: Orice defecțiune în sistemul principal poate compromite semnificativ siguranța. Din acest motiv acesta este supus unor standarde riguroase de testare și întreținere.
Frânarea Secundară:
Definiție: Este un sistem de rezervă, menit să acționeze atunci când sistemul principal nu mai funcționează corect. Un exemplu clasic este frâna de mână.
Rolul în siguranță: Asigură un nivel suplimentar de protecție, permițând oprirea vehiculului chiar și în situații de avarie a sistemului principal.
Implementare: De obicei, este mai puțin sofisticată decât sistemul principal. Este indispensabilă în situații de urgență sau în cazul în care există o defecțiune tehnică a sistemului hidraulic sau pneumatic.
Frâna de mână: funcționare și declanșare
Frâna de mână, cunoscută și sub denumirea de „parcare” sau „frână de staționare”, este un element esențial al sistemului de franare secundare. Aceasta este concepută să mențină vehiculul staționar atunci când acesta este parcat, prevenind alunecarea sau mișcarea necontrolată.
Funcționarea frânei de mână
Mecanismul de acționare: În mod tradițional, frâna de mână este acționată printr-un levier. Atunci când este tras, tensionează un cablu conectat la mecanismul de frânare de pe roțile din spate. Această acțiune aplică o forță mecanică asupra sistemului de frânare, blocând roțile și menținând vehiculul fixat.
Diferențe de funcționare între schimbătorul manual și cel automat:
La mașinile cu schimbător manual: Frâna de mână este de obicei declanșată prin tragerea unui levier situat între scaunele din față. Cablurile mecanice transmițând forța se acționează direct asupra sistemului de frânare al roților din spate. Utilizatorul trebuie să aplice forța necesară pentru a asigura o blocare eficientă a roților.
La mașinile cu schimbător automat: În ultimii ani, tehnologia a permis introducerea sistemelor de frână de mână electronice. În loc de un levier clasic, șoferul apasă un buton care declanșează un sistem electric ce controlează acționarea frânei. Aceste sisteme oferă avantaje precum o reacție mai uniformă. Integrarea cu alte sisteme de asistență de exemplu, sistemul de pornire în rampă. Are un design mai ergonomic, eliminând uzura mecanică a cablurilor.
Avantajele frânei de mână electronice:
Precizie și uniformitate: Sistemele electronice pot monitoriza și regla forța aplicată, asigurând o blocare optimă a roților.
Securitate sporită: În cazurile în care sistemul principal de frânare eșuează, frâna de mână electronică oferă un nivel suplimentar de siguranță. Acesta fiind integrată cu sistemele moderne de diagnosticare a vehiculului.
Estetică și ergonomie: Designul modern elimină necesitatea unui levier fizic, contribuind la un interior mai curat și mai modern.
Aspecte importante și recomandări pentru întreținerea sistemului de frânare
Având în vedere importanța crucială a unui sistem de frânare, întreținerea și verificarea periodică a acestuia sunt esențiale pentru siguranța rutieră. Iată câteva recomandări:
Verificarea lichidului de frână: La sistemele hidraulice, este important să verificați nivelul și calitatea lichidului de frână. Schimbările de temperatură și umiditatea pot afecta proprietățile acestuia.
Inspectarea componentelor mecanice: Pentru sistemele mecanice și pentru frâna de mână, inspectați periodic cablurile, pârghiile și elementele de ancorare pentru a preveni uzura excesivă sau eventualele defecte.
Testarea sistemelor asistate: La mașinile echipate cu sisteme servo sau electronice, asigurați-vă că funcțiile de amplificare și de diagnosticare sunt verificate la service-urile autorizate.
Curățarea și protejarea componentelor: Praful, umezeala și alte particule pot afecta performanța sistemelor de frânare. Curățarea periodică a componentelor și verificarea eventualelor coroziuni sunt esențiale.
Reacția la semnalele de avertizare: Multe vehicule moderne sunt echipate cu senzori și sisteme de monitorizare care avertizează șoferul în caz de probleme la sistemul de franare. Nu ignorați aceste avertismente și adresați-vă imediat unui specialist.
Inovații și viitorul sistemelor de frânare
Industria auto continuă să se dezvolte, iar sistemele de franare nu fac excepție. În prezent, se integrează tehnologii avansate pentru a crește siguranța și eficiența în timpul decelerației. Printre inovațiile notabile se numără:
Sistemele ABS (Anti-lock Braking System) Acestea împiedică blocarea roților în timpul unei frânări bruște, permițând menținerea controlului asupra direcției vehiculului.
Sistemele EBD (Electronic Brakeforce Distribution) Ele ajustează automat distribuția forței de frânare între roți, în funcție de încărcarea vehiculului și de condițiile de aderență ale suprafeței de rulare.
Sistemele de asistență la frânare de urgență: Aceste tehnologii detectează situațiile critice și aplică automat o forță suplimentară de frânare pentru a evita coliziunile.
Frânarea regenerativă În vehiculele hibride și electrice, sistemul de frânare nu doar încetinește vehiculul, ci recuperează și energia cinetică, transformând-o în energie electrică pentru reîncărcarea bateriilor.
Integrarea cu sistemele de conducere autonome: Viitorul aduce vehicule care se bazează pe inteligența artificială, iar sistemele de franare vor juca un rol esențial în implementarea unor algoritmi de siguranță extrem de avansați.
Aceste inovații nu numai că îmbunătățesc performanța sistemelor de franare, dar contribuie și la reducerea numărului de accidente și la creșterea confortului în trafic.
Concluzie despre un sistem de frânare auto
Sistemul de frânare al autoturismelor este o componentă vitală, care asigură siguranța și controlul vehiculului în diverse situații de trafic.
Fie că vorbim despre sisteme mecanice simple, sisteme hidraulice complexe, asistarea prin vacuum (servo) sau tehnologiile pneumatice și electronice moderne.
Fiecare tip de frânare are rolul său specific în garantarea unei decelerații eficiente și sigure.
Siguranța rutieră nu este niciodată negociabilă!!!
Indiferent de tehnologia implementată, un sistem de franare bine întreținut și adaptat condițiilor de trafic reprezintă baza unei conduite responsabile și a unei experiențe de condus fără incidente.
Investiția în calitatea și întreținerea regulată a sistemului de franare este una dintre cele mai importante decizii pe care le poate lua orice proprietar de vehicul.
Fie că este vorba despre un autoturism modern echipat cu sisteme electronice sofisticate sau despre un vehicul mai vechi cu sisteme mecanice, siguranța pe drum este rezultatul unui ansamblu de tehnologii și practici de întreținere riguroase.
Rămâneți informați, întrețineți-vă vehiculul și conduceți în siguranță!
