Appunti Simulazione di Componenti e Sistemi Idraulici per Applicazioni Veicolo ParteII, prof. Zardin

SISTEMI DI FRENATURA

Un sistema di frenatura deve:

1. Consentire l'arresto del veicolo in condizioni di emergenza;
2. Permettere il controllo delle velocità con momenti frenanti d'accelerazioni medio-lame; l'uso continuo dei carri piani deve essere garantito;
3. Assicurare l'arresto d'arrestionamento del veicolo (freno a mano);

La questione più importante tuttavia è l'attributo tra pneumatici e terreno: dipende dalle condizioni stradali e dallo pneumatico stesso!

I vecchi sistemi frenanti possono essere rappresentati dallo schema qui sotto (Rolls-Royce 4 wheel brake system, dove posso frenare tutte e quattro le ruote): si possono distinguere il pedale del freno da attraverso un sistema di leve il cavo di frenare tutte e ruote e le leve del freno a mano (solo ruote posteriori). I freni sono "a tamburo" (esterni) e "a disco" (interni).

Qui di seguito abbiamo un sistema idraulico a simple linee: mi serve una pompa-freni direttamente collegata alle pedale del freno e una linea idraulica di

connessione verso gli elementi frenanti anteriori e posteriori. Tale sistema idraulico funziona sul principio di Pascal. Il fluido utilizzato è un derivato del petrolio e deve avere delle proprietà particolari rispetto all'influenza delle temperature. Un normale olio minerale non è sufficiente, logicamente un sistema di questo tipo è autosufficiente.

Nelle normali auto di serie non particolarmente "audace" i freni a disco vengono scelti solo per il canale anteriore, mentre in quelle sportive vengono posizionati dui freni a tamburo. In auto più costose e di competizione invece si usano solo freni a disco. Il fatto che in Europa i freni a disco solo per il canale anteriore nelle auto economiche è dovuto alla necessità di "contenere" il trasferimento di carico in avanti che si ha in frenata. Il vantaggio dei freni a disco è che si possono costruire quindi hanno la possibilità di freddarsi più velocemente. I freni a tamburo sono difatti meno costosi.

Dagli anni '60 non si usa più progettare un sistema frenante con una sola linea di frenata per questioni di sicurezza. Se dovesse rompersi perduri tutti e 4 i freni!

Con 2 linee se una si rompe, ho 2 altre che funzionano.

lo sforzo richiesto ai conducenti per frenare può essere di

notevole entità e dunque per questo motivo si ricorre

all’utilizzo del servofreno, solitamente pneumatico.

Il disegno in alto contiene

le molle (4) di sinistra

funge da distributore (come

quello di una valvola) e

cioè apre e chiude dei passag

gi. Il componente 1 è il

pistoni del servofreno al cui

è connesso (a destra) il

master cilindro o tandem

master cilindro. All’estremità

7 avviene il collegato il pedale

del freno.

È un servofreno pneumatico e quindi sfrutta l’aria, che

entra e distribuita dai 2 autatori e nido di ape e a

destra del collettore di aspirazione di un motore benzina

(attenzione: sfrutto le depressione nel condotto quindi con

un diesel non potrei avere questo tipo di servofreno e

sarei costretto ad usare una pompa del vuoto).

Nelle figure in basso le rappresentazione simbologica del

servofreno con tandem master cilindro (1): ci sono i pistoni

con camera centrale e molle. Li tre luci in alto sono luci

di connessione (2, 3, 4). Li due luci in lamp sono le uscite

verso il 2 linee idrauliche (5, 6).

Sistemi di frenatura idraulici: ABS

Questa raffigurata è la prima versione di ABS, semplice e piuttosto pesante (circa 5/6 kg).

I componenti 1 e 5 il pedale del freno; il 2 il booster (cioè il cilindro pneumatico);

il 3 è il tandem. Mostra riempiendo con il riduttore del liquido freni 4. Le TMC rendono le due linee di fornitura fino al blocco 6 che contiene la valvola ABS; da qui partono le quattro linee che collegano con l'esame.

Il disegno nella destra rappresenta le ottime della versione 2 della Bosch. Ci sono 4 elettrovalvole 3-3:3 poltrone; 3 porte ON-OFF cioè non proporzionali. Il rettangolo rosso ridimensiona un'elettrovalvola mentre quello blu le pompe. Per ogni linea idraulica c'è una pompa mossa da un motorino elettrico che fa girare un albero eccentrico; questo interagisce con i 'pistoncini', uno da una parte ed uno dall'altra delle pompe mosse-pistone è diretto uomo delle due: che vengono tenuto in sede da delle molle e n'espongono piu differenza di pressione tra la camera pompante e gli ambienti dei mantenuti e di aspirazione. Nel rettangolo verde è rappresentato un ACCUMULATORE pistone+molle volume di recupero per il fluido che riempie riempito

Non appena ho bisogno dell'ABS, le elettrovalvole mandano un

segnale ad esempio alla valvola LREV e la chiudono; ciò da

interrompere la connessione tra il master cilindro e il

disco freno; se non dovesse essere sufficiente posso far mandare

ne corrente dalla centraleina alle valvole LSN, le quale

aprendosi permetto un reflusso di fluido dal disco verso il

master cilindro, grazie all'azione della pompa RP2. Anche

qui non persisti dubbi.

E se volessi aggiungere il controllo di stabilità? Sfrutto una

ruota come PIVOT cioè come una ruota di fermo attorno

cui far ruotare la vettura: le elettrovalvole bloccano una

ruota a secondo delle situazioni (sottoosterzo o sovraster-

zo). Qui sotto lo schema modificato con le 4 elettrovalvole

aggiunte appunto per il controllo di stabilità: quando non

serve l'ESS, le valvole MSV2, USV2, USV1 e MSV1 sono chiuse;

SISTEMI DI FRENATURA IDRAULICI PER MOTORUOTA

Lo schema rappresenta una valvola posta sul coperchio del motore. Rotativi (es. per tombolé e cirporer) che intersetta le le linee di alimentazione e scarico del motore stesso. Nella posizione centrale la valvola non permette il moto del motore. Se ad esempio la pressione nelle linee P1 e maggiore di quella nelle linee P2, la mola si sposta nella posizione 1 (rosso dista) x x invece P2 e P1 e accenda... to e non la valvola nella posizione 2. Quando voglio ferma re il motore è meglio considerare lo schema un po' più complesso di dist—e, in cui sono rappresentate due posizioni intermedie T1 e T2. Permettono il passaggio da 1 a 0 e da 2 a 0 ritardando un po' il flusso. Le situazioni intermedie servono ad evitare picchi di pressione nella posizione centrale nella maniera più regolare possibile.

SISTEMI DI FRENATURA PNEUMATICI

Questi sistemi utilizzano l'area ausiliativa l'olio e tornano utili in quegli mezzi in cui ho poco e dimensioni avere compenso per potete attivare. E poi l'area e economica. Il livello di pressione e più basso e quindi deve avere e dimensioni aree maggiori e dunque volumi. L' maggiori !

... si depremurizzo e quindi si apre la connessione tra il freno e lo scarico → serve per scaricare più rapidamente.

Esistono poi dei dispositivi che servono per limitare l'apertura delle valvole a seconda del carico che sta insistendo sull’asse (ad esempio sui camion il carico vertice può cambiare molto!). Queste valvole si chiamano le “valvole di adattamento del carico”.

Esist. l’ABS anche per i sistemi pneumatici ma la logica di funzionamento è sempre la stessa: si devono sempre avere quei 3 stati di funzionamento → frenatura normale, mantenimento della pressione, scarico. Con la frenata normale c’è un passaggio tra le valvole pedale (o d’edotta) e i freni (o sinistra). Gli attuatori 4 e 2 sono in grado di muoversi ma più in base alla pressione delle camere ma vi sono “appoggiati” e sono compressi attraverso degli elementi elastici. Le camere 3 e 4 sono gestite dalle valvole solenoidi 5 e 6 comandate dalle unitazioni.