Velkomin aftur í Gearhead 101 — röð um grunnatriðin í því hvernig bílar virka fyrir bílanýjungana þarna úti.

Ef þú hefur fylgst með Gearhead 101 veistu hvernig bílvél virkar, hvernig vélin flytur kraftinn sem hún framleiðir í gegnum drifrásina og hvernig beinskiptur eða sjálfskiptur virkar sem eins konar rafmagnstöflu á milli vélar og drifrásar.

Í dag ætlum við að ræða bílakerfið sem þú notar hundruð sinnum á dag, bilun í því myndi líklega drepa þig eða slasa þig alvarlega.

Ég er að tala um bremsurnar þínar.

Að breyta hreyfingu í hita

Eðlisfræði hemla bíla er frekar einföld. Til að hægja á og stöðva bílinn þinn breytir bremsukerfið þitt hreyfiorku (hreyfing hjólanna) í varmaorku með því að bremsur beita núningi á hjólin. Þegar allri hreyfiorku hjólanna hefur verið breytt í varmaorku með bremsunum stoppar bíllinn þinn.

Frekar einfalt.

En það eru tvær mismunandi leiðir til að húða þennan ketti með hreyfingu í hitaorku, og nokkra aðra hluta sem gera þeim báðum kleift að vinna.

Hlutar bremsukerfis bíls

Bremsupetall. Þú þekkir bremsupedalinn. Það er stöngin sem þú ýtir á með fætinum til að hægja á og stöðva bílinn. Bremsupedali á flestum nútímabílum tengist . . .

Bremsuörvun. Í dag eru flest farartæki með það sem kallað er „aflbremsur“. Kraftbremsur auka kraftinn sem myndast við að ýta á pedalinn, sem er beitt á restina af hemlakerfinu. Það þýðir að þú þarft ekki að ýta niður á bremsupedalinn með of mikilli áreynslu til að fá bílinn þinn til að hægja á eða stoppa. Bremsueyrinn er það sem gerir kraftbremsur, kraftbremsur.

Það eru tvenns konar bremsuörvunartæki: lofttæmisstýrðar örvunartæki og vökvahjálparörnar . Tómarúmstýrðir örvunartæki skapa lofttæmi með því að nota loftinntak frá vélinni. Þetta lofttæmi magnar upp kraftinn sem myndast þegar þú ýtir á pedalinn, sem er settur á stimpla í aðalhólknum (meira um það síðar). Vökvastýrðir örvunartæki nota vökvaþrýsting frá vökvastýri bílsins þíns til að auka kraftinn á aðalhólkinn.

Svo þú stígur á bremsupedalinn. Krafturinn sem myndast við þá aðgerð er magnaður upp með bremsuörvuninni. Bremsuforsterkinn flytur þann kraft til . . .

Aðalstrokka. Ef þú hefur skoðað undir húddinu á bílnum þínum hefurðu líklega séð aðalhólkinn, en þú vissir ekki að hann héti það. Aðalhólkurinn geymir bremsuvökva bílsins þíns. Bremsuvökvi rennur í gegnum bremsulínur að hverju hjóli á bílnum þínum. Þegar þú stígur á bremsupedalinn magnast orkan með bremsuörvuninni, sem aftur færir stimpil inn í aðalhólkinn,sem aftur þvingar bremsuvökva út úr aðalhólknum og inn í bremsulínurnar sem fara í hvert hjól. Vökvinn virkjar síðan bremsurnar á hjólunum þínum.

Aðalhólkurinn tryggir að jafnt vökvaafl sé sent á allar fjórar bremsurnar. Ef önnur bremsa ætti að fá meira afl en hin myndi það leiða til misjafns hemlunarþrýstings sem myndi valda óöruggu hægagangi eða stöðvun. Ímyndaðu þér hvað myndi gerast um bílinn þinn ef hægra hjólin þín myndu hægja hraðar en vinstri hjólin þín. Þú myndir fiska eða hugsanlega velta bílnum.

Flestum nútíma aðalstrokka er skipt í tvö geyma, hvert fyllt með bremsuvökva. Þetta er kallað tvöfalt bremsukerfi . Það virkar sem bilunaröryggi ef það er leki eða vökvablokk á annað hvort fram- eða aftari bremsum.

Á afturhjóladrifnum bílum er eitt lón í aðalhólknum með línum sem leiða að framhjólunum; hitt lónið er með línum sem fara á afturhjólin. Ef leki verður í línunum sem leiða að framhjólunum, þá kemur vökvi samt frá geyminum til afturhjólanna.

Framhjóladrifnir bílar nota skáskipt vökvakerfi. Það er vegna þess að í framhjóladrifnum bílum gera frambremsurnar 90% af hemluninni. Ef báðar frambremsurnar myndu fara út á framhjóladrifnum bíl, ættirðu mjög erfitt með að hægja á þér og stoppa. Til að tryggja að það sé að minnsta kosti einnframbremsa sem stoppar bílinn ef leki eða stíflu kemur upp, framhægra hjól og aftara-vinstra hjól eru bundin saman og fram-vinstri hjól er bundið saman við aftur-hægra hjól.

Auðvitað, ef bæði geymir og bremsulínur sem liggja út úr þeim leka eða stíflast, mun engin bremsa virka. Það er það sem er kallað hörmulegt bremsubilun.

Bremsulínur. Bremsulínur eru stálrör sem fara frá aðalhólknum og fara í hverja af fjórum bremsum á hjólum bílsins þíns. Bremsulínurnar flytja bremsuvökvann annað hvort í trommubremsu eða diskabremsu. Þrýstingurinn frá vökvanum virkjar bremsurnar.

Tromlubremsur. Það eru tvenns konar hemlabúnaður sem notaður er á bíla: trommuhemla og diskabremsur. Trommuhemlar hafa verið á bílum síðan 1900 og eru enn í notkun í dag. Trommuhemlar festast við hjólið. Inni í tromlunni eru tveir hitaþolnir klossar sem kallast bremsuskór. Þegar þú ýtir á bremsupedalinn fer bremsuvökvi inn í hjólhylkið á tromlubremsunni. Vökvinn virkjar svo tvo litla stimpla inni í hjólhólknum sem ýta bremsuskónum út og kreista þá upp að bremsutromlunni. Púðarnir hægja á trommunni og tromlan (sem er fest við hjólið) hægir á hjólinu.

Kostir trommubremsa eru nokkrir: þær eru ódýrar í framleiðslu og viðgerð, þær þurfa minni vökvaþrýstingur til að virkja, og þeir geta varað lengur en diskabremsar.

Eins og getið er hér að ofan eru trommuhemlar enn notaðir á bíla í dag. Ef bíll er með trommubremsur finnurðu þær venjulega á afturhjólum ökutækisins.

Diskabremsur. Einn af ókostunum við trommubremsur er að þær eru sjálfstætt. Hitinn sem myndast við núning í bremsuklossunum helst inni í tromlubremsunum. Við erfiðar aðstæður og tíðar hemlun geta trommuhemlar orðið mjög, virkilega heitar. Ef bremsurnar verða of heitar geta þær ekki lengur framkallað þann núning sem þarf til að hægja á bílnum.

Til að leysa þetta vandamál þróuðu verkfræðingar diskabremsuna.

Diskabremsur virka á frekar einfaldan hátt. Þú stígur á bremsupedalinn og bremsuvökvi er sendur í stimpil á diskabremsunni. Stimpillinn veldur því að calipers kreista diskinn eða snúninginn. Púðarnir inni í caliperunum skapa núning, sem hægir á bílnum þínum.

Í stað þess að þrýsta út á móti trommu til að hægja á bílnum, kreista diskar sem finnast á diskabremsum bremsuklossana inn í átt að málmdiski sem festur er við hjólið. Að kreista inn með calipers gerir nokkra hluti til að bæta hemlun. Í fyrsta lagi gerir það þér kleift að búa til meiri þrýsting, sem hjálpar til við að auka núning. Í öðru lagi er diskabremsahönnunin opin. Bremsurnar eru ekki inni í trommu. Þetta gerir loftinu kleift að kæla þá miklu hraðar, semeykur einnig núning. Að lokum gerir hönnunin ráð fyrir auknu yfirborði bremsuklossans, sem aftur hjálpar til við að auka núning.

Diskabremsur voru fyrst notaðar á kappakstursbíla árið 1951. Árið 1955 fóru þær að birtast á fjöldaframleiddum bílum. Um 1980 voru flestir bílar með diskabremsur, að minnsta kosti á framhjólunum.

Þegar þú bremsar gera framhjólin mestu vinnuna við að stöðva bílinn því allur skriðþunginn fer í átt að framhjólunum. Vegna þess að framhjólin sjá um að bremsa að mestu, setja framleiðendur diskabremsur á framhjólin vegna þess að þeir vinna betur við hemlun en trommuhemlar.

Setja allt saman

Svo skulum við setja alla hluta hemlakerfisins saman.

Þú stígur á bremsupedalinn. Það virkjar bremsuforsterkann, sem eykur kraftinn frá bremsupedalnum. Sá kraftur er fluttur yfir á aðalhólkinn. Stimpill í aðalhólknum ýtir út bremsuvökva í gegnum bremsulínur að hverju hjóli.

Ef hjól er með tromlubremsu mun bremsuvökvinn festast í stimpil í hjólhólknum, sem mun virkja annan stimpil, sem mun ýta út bremsuklossunum á móti bremsutromlunni. Bíllinn hægir á sér eða stoppar. Þegar þú sleppir bremsupedalnum flæðir bremsuvökvinn aftur inn í aðalhólkinn og bremsurnar losna.

Ef hjólið er með diskabremsu mun bremsuvökvinn virkja stimpil sem gerir þaðveldur því að klossar sem eru með bremsuklossa kreista að diski, eða snúningi, sem er festur við hjólið og hægir á bílnum. Þegar þú sleppir bremsupedalnum flæðir bremsuvökvinn aftur inn í aðalhólkinn, sem veldur því að diskar á diskabremsunni opnast aftur.

Það er í hnotskurn hvernig bremsur bílsins þíns virka.

Hvað með læsivörn bremsur?

En bíddu. . . það er meira. Bíllinn þinn er líklega með læsivarnarhemla (ABS). Fyrir ABS, þegar þú skelltir á bremsurnar, stöðvuðust hjólin þín alveg. Þeir læstu inni. Þetta olli því að dekkin þín renndu. Rennandi dekk veitir þér litla sem enga stjórn til að stýra bílnum. Þannig að ef þú varst að keyra bíl árið 1950 og þyrftir skyndilega að skella á bremsuna til að koma í veg fyrir að lemja krakka sem hljóp út á miðja götu, myndirðu samt renna áfram og þú hefðir enga getu til að stýra bílnum vinstri eða hægri. Ef þú vildir forðast að renna þegar þú notaðir bremsurnar á gömlum bílum, þá þarftu að dæla bremsunni ítrekað (til að losa og læsa hjólunum ítrekað) sem er hægara sagt en gert.

Til að forðast dekk að renna notar ABS tölvu og skynjara nálægt hverju hjóli til að fylgjast með hjólhraða. Þegar þú beitir miklum þrýstingi á bremsupedalinn er ABS-kerfið að athuga hraða hvers hjóls sjálfstætt. Ef eitt hjól gengur hægar en hin hjólin þýðir það að það hjól er líklega læst. Þannig að ABS kerfið mun minnkavökvaþrýstingurinn sem er sendur á bremsuna, sem gerir honum kleift að snúa aftur, kemur í veg fyrir að hann fari að renna og gerir þér kleift að viðhalda stjórn á stýrinu.

Þú veist að ABS-kerfið þitt virkar því þegar þú skellir bremsupedalnum finnurðu bremsuna slá. Ekki vera brugðið. Haltu áfram að beita þrýstingi. Þú vilt ekki dæla bremsunum á bíla með ABS eða annars virka þær ekki rétt.

Þegar þú færð nýjan bíl er alltaf góð hugmynd að fá tilfinningu fyrir ABS-kerfinu svo þú verðir ekki smá brjálaður í fyrsta skipti sem þú finnur að hann snertir hann. Þú getur gert þetta með því að aka á auðu bílastæði þegar það rignir eða snjóar (sem veldur smá skriði) og skellt í bremsurnar.