סוגי מערכות בלמים: עקרון הפעולה של בלמי תוף ודיסק
תוכן
מערכת הבלמים מיועדת לשלוט במהירות המכונית, לעצור אותה ולהחזיק אותה במקומה לאורך זמן על ידי שימוש בכוח הבלימה בין הגלגל לכביש. כוח בלימה יכול להיווצר על ידי בלם גלגל, מנוע רכב (נקרא בלימת מנוע), מעכב הידראולי או חשמלי בתיבת ההילוכים.
כדי ליישם פונקציות אלה, מותקנים במכונית את הסוגים הבאים של מערכות בלמים:
- מערכת בלמים עובדת. מספק האטה מבוקרת ועצירת רכב.
- מערכת בלמים חילוף. משמש במקרה של כשל ותקלה של המערכת העובדת. הוא מבצע פונקציות דומות למערכת העבודה. מערכת בלמים רזרבי יכולה להיות מיושמת כמערכת אוטונומית מיוחדת או כחלק ממערכת בלמים עובדת (אחד ממעגלי הנעת הבלמים).
- מערכת בלמי חניה. נועד להחזיק את המכונית במקומה לאורך זמן.
מערכת הבלימה היא האמצעי החשוב ביותר להבטחת הבטיחות הפעילה של המכונית. במכוניות ובמספר משאיות נעשה שימוש במכשירים ומערכות שונות להגברת יעילות מערכת הבלימה ויציבות הבלימה.
איך עובדת מערכת הבלמים
כאשר לוחצים על דוושת הבלם, העומס מועבר למגבר, מה שיוצר כוח נוסף על צילינדר הבלם הראשי. בוכנת הבלם הראשי של צילינדר שואבת נוזל דרך צינורות אל גלילי הגלגל. זה מגביר את לחץ הנוזל במפעיל הבלמים. הבוכנות של צילינדרים הגלגלים מעבירות את רפידות הבלמים אל הדיסקים (תופים).
לחיצה נוספת על הדוושה מגבירה את לחץ הנוזלים והבלמים מופעלים, מה שמאט את סיבוב הגלגלים ואת הופעת כוחות הבלימה בנקודת המגע של הצמיגים עם הכביש. ככל שמופעל יותר כוח על דוושת הבלם, הגלגלים בולמים מהר יותר ויעילה יותר. לחץ הנוזל במהלך הבלימה יכול להגיע ל-10-15 MPa.
בתום הבלימה (שחרור דוושת הבלמים), הדוושה בהשפעת קפיץ חוזר נעה למצבה המקורי. הבוכנה של צילינדר הבלם הראשי נעה למיקומה המקורי. אלמנטים קפיציים מרחיקים את הרפידות מהדיסקים (תופים). נוזל הבלמים מגלילי הגלגל נאלץ דרך צינורות לתוך גליל הבלם הראשי. הלחץ במערכת יורד.
סוגי מערכות בלמים
מערכת הבלמים משלבת את מנגנון הבלמים והנעת הבלמים. מנגנון הבלמים נועד ליצור את מומנט הבלימה הדרוש להאטה ולעצירת המכונית. מנגנוני בלם חיכוך מותקנים על מכוניות, אשר פעולתם מבוססת על שימוש בכוחות חיכוך. מנגנוני הבלמים של מערכת העבודה מותקנים ישירות בגלגל. בלם החניה עשוי להיות ממוקם מאחורי תיבת ההילוכים או תיבת ההעברה.
בהתאם לעיצוב של חלק החיכוך, יש תוף ודיסק מנגנוני בלימה.
מנגנון הבלם מורכב מחלק מסתובב ומחלק קבוע. כחלק מסתובב מנגנון תוף נעשה שימוש בתוף בלם, חלק קבוע - רפידות בלם או להקות.
חלק מסתובב מנגנון דיסק מיוצג על ידי דיסק בלם, קבוע - על ידי רפידות בלם. על הסרנים הקדמיים והאחוריים של מכוניות נוסעים מודרניות, ככלל, מותקנים בלמי דיסק.
איך פועלים בלמי תוף
החלקים הפנימיים העיקריים של בלמי תוף הם:
- תוף בלמים. אלמנט העשוי מסגסוגות ברזל יצוק בעלות חוזק גבוה. הוא מותקן על רכזת או פיר תמיכה ומשמש לא רק כחלק המגע העיקרי המקיים אינטראקציה ישירה עם הרפידות, אלא גם כבית שבו כל שאר החלקים מורכבים. החלק הפנימי של תוף הבלמים מושחז ליעילות בלימה מקסימלית.
- רפידות. שלא כמו רפידות בלם דיסק, רפידות בלם תוף הן בצורתן חצי עגולה. לחלקם החיצוני יש ציפוי אסבסט מיוחד. אם רפידות בלמים מותקנים על זוג גלגלים אחוריים, אז אחד מהם מחובר גם לידית בלם החניה.
- קפיצי מתח. אלמנטים אלו מחוברים לחלק העליון והתחתון של הרפידות, ומונעים מהם לנוע לכיוונים שונים במצב סרק.
- צילינדרים בלמים. מדובר בגוף מיוחד העשוי מברזל יצוק, שמשני צידיו מותקנות בוכנות עבודה. הם מופעלים על ידי לחץ הידראולי המתרחש כאשר הנהג לוחץ על דוושת הבלם. חלקים נוספים של הבוכנות הם אטמי גומי ושסתום להוצאת אוויר הכלוא במעגל.
- דיסק מגן. החלק הוא אלמנט מותקן רכז שאליו מחוברים צילינדרים ורפידות בלמים. ההידוק שלהם מתבצע באמצעות מהדקים מיוחדים.
- מנגנון קידום עצמי. הבסיס של המנגנון הוא טריז מיוחד, המעמיק ככל שרפידות הבלמים נשחקות. מטרתו להבטיח לחיצה מתמדת של הרפידות על פני התוף, ללא קשר לבלאי משטחי העבודה שלהן.
**הרכיבים המפורטים על ידינו מקובלים בדרך כלל. הם משמשים את רוב היצרנים הגדולים. ישנם מספר חלקים המותקנים באופן פרטי על ידי חלק מהחברות. כאלה, למשל, הם מנגנון הבאת הרפידות, כל מיני מרווחים וכו'.
עיקרון הפעולה: הנהג, במידת הצורך, לוחץ על הדוושה, ויוצר לחץ מוגבר במעגל הבלמים. ההידראוליקה לוחצת על בוכנות הצילינדר הראשי, אשר מפעילות את רפידות הבלמים. הם "מתפצלים" לצדדים, מותחים את קפיצי הצימוד ומגיעים לנקודות האינטראקציה עם משטח העבודה של התוף. בשל החיכוך המתרחש במקרה זה, מהירות הסיבוב של הגלגלים יורדת, והמכונית מאטה. האלגוריתם הכללי להפעלת בלמי תוף נראה בדיוק כך. אין הבדלים משמעותיים בין מערכות עם בוכנה אחת ושתיים.
יתרונות וחסרונות של בלמי תוף
בין יתרונות ניתן להבחין בין מערכת התופים בפשטות העיצוב, שטח מגע גדול בין הרפידות לתוף, עלות נמוכה, ייצור חום נמוך יחסית ואפשרות להשתמש בנוזל בלמים זול עם נקודת רתיחה נמוכה. כמו כן, בין ההיבטים החיוביים נמצא עיצוב סגור המגן על המנגנון מפני מים ולכלוך.
החסרונות של בלמי תוף:
- תגובה איטית;
- חוסר יציבות בביצועים;
- אוורור לקוי;
- המערכת פועלת לשבירה, מה שמגביל את כוח הלחץ המותר של הרפידות על קירות התוף;
- עם בלימה תכופה ועומסים גבוהים, יתכן עיוות של התוף עקב חימום חזק.
במכוניות מודרניות משתמשים פחות ופחות בבלמי תוף. בעיקרון הם מונחים על הגלגלים האחוריים בדגמים תקציביים. במקרה זה, הם משמשים גם ליישום בלמי חניה.
יחד עם זאת, על ידי הגדלת גודל התוף, ניתן להגיע לעלייה בעוצמת מערכת הבלמים. זה הוביל לשימוש נרחב בבלמים תופים במשאיות ואוטובוסים.
איך פועלים בלמי דיסק
מנגנון בלם הדיסק מורכב מדיסק בלם מסתובב, שני רפידות קבועות המותקנות בתוך הקליפר משני הצדדים.
במערכת זו, הרפידות המורכבות על הקליפר נלחצות משני הצדדים למישורים של דיסק הבלמים, המוברגת לרכזת הגלגל ומסתובבת איתה. לרפידות בלמים ממתכת יש בטנות חיכוך.
הקליפר הוא גוף העשוי מברזל יצוק או אלומיניום בצורת תושבת. בתוכו נמצא צילינדר בלם עם בוכנה הלוחצת את הרפידות אל הדיסק בזמן הבלימה.
התושבת (קליפר) יכולה להיות צפה או קבועה. התושבת הצפה יכולה לנוע לאורך המדריכים. יש לה בוכנה אחת. לקליפר בעיצוב קבוע יש שתי בוכנות, אחת בכל צד של הדיסק. מנגנון כזה מסוגל ללחוץ חזק יותר את הרפידות על דיסק הבלם ומשמש בעיקר בדגמים חזקים.
דיסקי בלמים עשויים מברזל יצוק, פלדה, פחמן וקרמיקה. דיסקים מברזל יצוק הם לא יקרים, בעלי איכויות חיכוך טובות ועמידות בפני שחיקה גבוהה למדי. לכן, הם משמשים לרוב.
נירוסטה סובלת טוב יותר שינויי טמפרטורה, אך תכונות החיכוך שלה גרועות יותר.
לדסקיות פחמן קלות משקל יש מקדם חיכוך גבוה ועמידות מצוינת בחום. אבל הם דורשים חימום מוקדם, והעלות שלהם גבוהה מדי. ההיקף של דיסקי בלם פחמן הוא מכוניות ספורט.
קרמיקה נחותה מסיבי פחמן מבחינת מקדם החיכוך, אך היא פועלת היטב בטמפרטורות גבוהות, בעלת חוזק משמעותי ועמידות בפני שחיקה במשקל נמוך. החיסרון העיקרי של דיסקים כאלה הוא העלות הגבוהה.
יתרונות וחסרונות של בלמי דיסק
היתרונות של בלמי דיסק:
- פחות משקל בהשוואה למערכת התופים;
- קלות אבחון ותחזוקה;
- קירור טוב יותר בגלל עיצוב פתוח;
- פעולה יציבה בטווח טמפרטורות רחב.
החסרונות של בלמי דיסק:
- פיזור חום משמעותי;
- הצורך במגברים נוספים בגלל אזור המגע המצומצם בין הרפידות לדיסק;
- בלאי רפידות מהיר יחסית;
- העלות גבוהה מזו של מערכת התופים.
