Układ hamulcowy pojazdu
Aby w sposób kontrolowany i bezpieczny zatrzymać pojazd będący w ruchu potrzebny jest układ hamulcowy. Układ hamulcowy to zespół elementów mający na celu bezpieczne a zarazem skuteczne zatrzymanie pojazdu będącego w ruchu oraz w razie potrzeby utrzymanie go w miejscu np. na pochyłości. Zgodnie z przepisami każdy poruszający się po drogach publicznych pojazd powinien być wyposażony w dwa układy hamulcowe - podstawowy oraz awaryjny.
Ponad to hamulec podstawowy powinien spełniać następuje zadania:
- Stopniowo zmniejszać prędkość jazdy aż do zatrzymania pojazdu, przy czym za pomocą nacisku nogi z siłą <500N należy osiągnąć 60% skuteczności hamowania.
- Różnica sił hamowania kół na jednej osi nie może wynosić więcej niż 30% w odniesieniu do koła o większej sile hamowania.
- w przypadku awarii jednego obwodu hamowania musi pozostać do dyspozycji 30% całej siły hamowania, przy czym hamowane muszą być dwa koła, które nie leżą po tej samej stronie pojazdu.
- Skuteczność hamowania powinna być taka sama przez cały czas jego trwania - nie może się zmieniać wraz ze wzrostem temperatury współpracujących elementów.
Zadanie stawiane układom hamulcowym
- zmniejszenie prędkości jazdy samochodu;
- zatrzymanie samochodu;
- zmniejszenie niepożądanego przyspieszenia samochodu przy zjeździe z góry;
- utrzymanie samochodu w bezruchu;
Podstawowy (roboczy, zasadniczy) układ hamulcowy - uruchamiany nogą kierowcy poprzez naciśnięcie pedału hamulca. Jest to układ monostabilny - hamowanie odbywa się tylko w czasie gdy naciskany jest pedał hamulca. Ze względu na sposób przenoszenia energii podstawowe układy hamulcowe dzielimy na:
- hamulce uruchamiane mechaniczne (stare samochody i ciągniki rolnicze, motocykle, rowery);
- hydrauliczne (samochody osobowe, dostawcze, lekkie ciężarowe);
- pneumatyczne (samochody ciężarowe, przyczepy, naczepy, autobusy);
- elektromagnetyczne (rozwiązanie eksperymentalne - samochody osobowe);
Dodatkowy (awaryjny, a zarazem postojowy) układ hamulcowy - potocznie zwany hamulcem ręcznym. Służy głównie jako hamulec postojowy, którego celem jest zabezpieczenie pojazdu przed przetoczeniem się z miejsca postoju. W razie awarii hamulca podstawowego ma on za zadanie awaryjne wyhamowanie pojazdu. Jest to układ bistabilny - działa od momentu włączenia do momentu wyłączenia. Ze względu na rozwiązania konstrukcyjne sterowanie hamulcem postojowym odbywać się może mechanicznie lub elektrycznie. Coraz częściej do sterowania hamulcem postojowym stosuje się moduły elektroniczne, które automatycznie zaciągają hamulec postojowy po wyłączeniu silnika, a zwalniają go w przypadku ruszenia pojazdem.
Rozkład sił hamowania Podczas hamowania następuje zjawisko przesunięcia obciążenia w kierunku osi przedniej. Aby podczas hamowania nie dochodziło do zablokowania kół jednej z osi i utraty przyczepności (szczególnie kół tylnej osi) rozkład sił hamowania powinien być następujący 73% przednie hamulce i 27% tylne hamulce. W starszych konstrukcjach za rozkład sił hamowania odpowiedzialny jest korektor siły hamowania, a w nowoczesnych układach o rozkładzie sił hamowania decyduje sterownik ABS/ESP.
W pojazdach samochodowych stosuje się hamulce cierne, które dzieli się na:
-hamulce bębnowe (bębny hamulcowe, szczęki hamulcowe, rozpieraki szczek hamulcowych);
-hamulce tarczowe (tarcze hamulcowe, klocki hamulcowe, zaciski hamulcowe);
-hamulce tarczo-bębnowe (tarcze hamulcowe, klocki hamulcowe, zaciski hamulcowe oraz szczeki hamulcowe hamulca postojowego);
Pojazdy samochodowe mogą być wyposażone w hamulce tarczowe na wszystkich kołach, hamulce bębnowe na wszystkich kołach lub mieszane czyli hamulce tarczowe na kołach osi przedniej, hamulce bębnowe na osi/osiach tylnych.
w obecnie produkowanych samochodach osobowych, a nawet ciężarowych odchodzi się od hamulców bębnowych. Coraz częściej stosuje się hamulce tarczowe na wszystkich osiach. W niektórych samochodach terenowych stosuje się tarczo-bębny(połączenie hamulców tarczowych oraz bębnowych), w których tarczę hamulcową wykorzystuje hamulec zasadniczy, hamulce bębnowe wykorzystuje hamulec parkingowy.
Dwuobwodowy układ hamulcowy
Przepisy prawne wymagają, aby urządzenia przenoszące siły sterujące do hamulców kół były dwuobwodowe. Wg normy DIN 74000 istnieje 5 możliwości rozdziału dwóch obwodów na 4 hamulce kół. W przypadku awarii jednego obwodu hamowania musi pozostać do dyspozycji 30% całej siły hamowania, przy czym hamowane muszą być dwa koła, które nie leżą po tej samej stronie pojazdu.
Elektroniczne funkcje dodatkowe współpracujące z układem hamulcowym
ABS
Antilock Braking System.svg ABS (niem. Antiblockiersystem; ang. Anti-Lock Braking System) – układ stosowany w pojazdach mechanicznych w celu zapobiegania blokowaniu kół podczas hamowania, jako element układu hamulcowego. System ten jest zaliczany do grupy systemów Advanced Vehicle Control Systems (albo Automated Highway Systems). Jego bezpośrednim rozwinięciem są systemy ASR. Jest on również wykorzystywany jako element składowy bardziej rozwiniętych systemów jak ESP czy Adaptive Cruise Control. ABS zapobiega zjawiskom występującym po zablokowaniu kół, takim jak ściąganie samochodu w bok, wirowanie samochodu, utrata kontroli nad kierowaniem samochodem. Długość drogi hamowania pojazdu wyposażonego w system ABS w porównaniu do identycznego pojazdu bez tego systemu uzależniona jest od kilku czynników, takich jak: warunki zewnętrzne oraz umiejętności kierowcy.
Systemy powiązane z systemem ABS;
ASR – zapobiega poślizgowi kół napędzanych;
ESP – układ stabilizacji toru jazdy;
BAS – asystent hamowania – zwiększa ciśnienie płynu w układzie w przypadku gwałtownego hamowania;
EPB - elektroniczny hamulec postojowy;
EBA - asystent hamowania awaryjnego;
