Sistemul de franare

Franarea este procesul prin care se reduce partial sau total viteza de deplasare a automobilului. In timpul franarii o parte din energia cinematica acumulata de autovehicul se transforma in energie termica prin frecare, iar o parte se consuma pentru invingerea rezistentelor la rulare si a aerului care se opune miscarii. Eforturile depuse pentru evolutia sistemului de franare s-au reflectat in cadrul sigurantei active a automobilului. Astfel s-a micsorat spatiul de franare prin reprezentarea fortelor de franare proportionale cu sarcina statica si dinamica a puntii, s-au imbunatatit stabilitatea miscarii si reversabilitatea automobilului in timpul procesului de franare prin introducerea dispozitivelor de antiblocare cu comanda electronica, fiabilitatea si siguranta in functionare prin marirea numarului de circuite de actionare si proliferarea franelor suplimentare pentru incetinire.

Rolul sistemelor de franare

Sistemul de franare al automobilelor trebuie sa realizeze:

- reducerea vitezei de deplasare pana la o valoare dorita, inclusiv pana la oprirea lui, cu o acceleratie cat mai mare si fara deviere primejdioasa de la traiectoria de mers
- mentinerea constanta a vitezei a autovehiculului in cazul coborarii unei pante lungi
- mentinerea autovehiculului in stare de stationare pe teren orizontal sau pe panta
- sa fie capabil de anumite acceleratii impuse, sa asigure stabilitatea autovehiculului in timpul franarii, fara sa fie progresiva, fara socuri, distributia corecta a efortului de franare pe punti sa nu necesite din partea conducatorului un efort prea mare pentru actionarea sistemului
- conservarea calitatilor de franare ale autovehiculelor in toate conditiile de drum intalnite in exploatare, sa asigure evacuarea caldurii in timpul franarii, sa aiba fiabilitate ridicata, sa prezinte siguranta in functionare in toate conditiile de lucru, reglarea jocurilor sa se faca cat mai rar si comod sau chiar in mod automat, sa intre rapid in functionare, franarea sa nu fie influentata de denivelarile drumului (datorita deplasarii pe verticala a rotilor) si blocarea rotilor de directie, sa permita imobilizarea autovehicolului in panta in cazul unei stationari de lunga durata.

Sa nu permita uleiului, impuritatilor sa intre la suprafata de frecare, forta de franare sa actioneze in ambele sensuri de miscare al autovehiculului, franarea sa nu se faca decat la interventia conducatorului autovehiculului, sa fie conceput, construit si montat astfel incat sa reziste fenomenelor de coroziune si imbatranire la care este supus autovehiculul, sa nu fie posibila actionarea concomitenta a pedalei de frana si a pedalei de acceleratie, sa aiba o functionare silentioasa, sa aiba constructie simpla si ieftina.
Cresterea continua a calitatii dinamice ale automobilelor si a traficului au accentuat importanta sistemului de franare in asigurarea recursivitatii circulatiei.

Eficacitatea sistemului de franare asigura punerea in valoare a performantelor de viteza ale automobilului, deoarece de el depinde siguranta circulatiei cu viteze mari. Cu cat sistemul de franare este mai eficace cu atat vitezele medii de deplasare cresc, iar indicii de exploatare ai automobilului au valori mai ridicate. In procesul franarii automobilului are loc o miscare intarziata, datorita in primul rand actiunii fortelor de frecare asupra unor tambure sau discuri de frana cu rotile automobilului.

Un sistem de franare trebuie sa aiba urmatoarele calitati:

- eficacitate - care se precizeaza prin deceleratia obtinuta, fiind limitata de valoarea aderentei dintre pneu si cale si de factorii biologici, omenesti (receptivitatea la acceleratii foarte mari)
- stabilitate - care constitue calitatea automobilului de mentinere a traiectoriei in procesul franarii, depinzand de tipul franelor, natura si starea caii, performantele impuse etc, fiind foarte importanta din punct de vedere a circulatiei rutiere
- fidelitatea - calitatea franei de a obtine acceleratii identice la toate rotile, pentru un efort de actionare determinat, in toate conditiile de drum si de incarcatura. Asupra acestei calitati o influenta deosebita o au agenţii externi (umiditatea, temperatura), conditiile tehnice de lucru ale franelor si mai ales stabilitatea coeficientului de frecare al garniturilor
- confort - calitatea care contribuie la cresterea securitatii circulatiei rutiere, deoarece un inalt grad de confort (progesivitatea franarii, eforturi reduse la pedala pentru o cursa judicios aleasa, absenta zgomotelor si vibratiilor) nu solicita peste masura atentia conducatorului, micsorand deci oboseala acestuia.

Stabilitatea automobilului la franare depinde de uniformitatea distributiei fortelor de franare la rotile din stanga si din dreapta, de stabilitatea fortelor momentului de franare in cazul unor variatii posibile ale coeficientului de frecare (de obicei intre 0,28-0,30) si de tendinta franelor spre autoblocare. Daca momentul de franare nu se abate de la valoarea de calcul mai mult de 10-15% atunci stabilitatea sistemului de franare poate fi mentinuta usor cu ajutorul volanului. Datorită folosirii frecvente a dispozitivului de franare aproximativ (2-3 franari pe 1 km intr-un oraa avand o circulatie cu intensitate medie ), efortul de franare necesar actionarii trebuie sa fie cuprins in anumite limite. Un efort prea mare duce la obosirea rapida a conducatorului auto, marirea timpului reactiei si in final la obtinerea unor acceleratii reduse. In schimb daca efortul actionarii pedalei ar fi prea scazut, s-ar crea primejdia ca la o franare de urgenta sa se produca blocarea anormala a rotilor franate.

Conservarea calitatilor de franare a automobilului se obtine daca fortele de franare realizate de franele propriu-zise la un efort dat, aplicat elementului de comanda, se mentin constante in toate conditiile de lucru intalnite in exploatare. In cazul franelor cu frictiune, conservarea depinde in primul rand de constanta coeficientului de frecare al garniturilor de frictiune. Trebuie aratat ca garniturile de frictiune actuale (cu exceptia celor metalo-ceramice) au un coeficient de frecare care variaza cu temperatura si starea lor tehnica. Regimul termic al franelor in cazul unor utilizari normale nu trebuie sa duca la temperaturi mai mari de 300gr C, pentru a asigura pe cat posibil constant coeficientul de frecare. Pentru realizarea acestui regim termic franele trebuie sa asigure evacuarea energiei calorice ce se produce in timpul procesului de franare.

Functionarea silentioasa se asigura prin luarea unor masuri constructive care impiedica producerea de vibratii datorita miscarii tamburilor sau a discurilor precum si a sabotilor sau a placutelor de frana, sau datorate altor ogane ale sistemului de franare. Pentru aceasta mai inainte de toate aceste organe trebuie sa fie suficient de rigide. Zgomotele la franare pot sa apara si daca pe suprafata garniturilor de frictiune se formeaza un strat de noroi presat de aceea este necesar ca si garniturile sa fie protejate impotriva impuritatilor. Aceasta protectie se realizeaza in majoritatea cazurilor prin practicarea unor mici canale in care se aduna impuritatile prevenind astfel formarea stratului de impuritati pe garniturile de frictiune. Lipirea garniturilor de frictiune pe saboti diminueaza de asemenea zgomotele la franare, deoarece garniturile adera pe o suprafata mult mai mare la saboti si nu mai pot vibra.