Τεχνολογία και λειτουργία δαγκάνας φρένου

Οι δαγκάνες φρένου είναι σημαντικά εξαρτήματα του συστήματος πέδησης ενός οχήματος. Κύριος στόχος τους είναι η μετατροπή της υδραυλικής ενέργειας σε μηχανική. Αυτή η μετατροπή γίνεται όταν η υδραυλική πίεση από την κεντρική αντλία επενεργεί στα έμβολα της δαγκάνας, δημιουργώντας τη δύναμη που απαιτείται για τη συμπίεση των τακακιών κόντρα στη δισκόπλακα και την επιβράδυνση ή ακινητοποίηση του οχήματος

Τύποι δαγκάνας φρένου: πλευστή και σταθερή

Πλευστές δαγκάνες

Οι πλευστές δαγκάνες χαρακτηρίζονται από έμβολα (συνήθως ένα ή δύο), τα οποία βρίσκονται στη μία πλευρά της δαγκάνας.

Τα έμβολα πιέζουν ένα από τα τακάκια απευθείας κόντρα στη δισκόπλακα, ενώ το άλλο τακάκι συμπιέζεται από την κίνηση του σώματος της πλευστής δαγκάνας, το ο οποίο κινείται πάνω σε ειδικούς οδηγούς.

Οι πλευστές δαγκάνες χρησιμοποιούνται συνήθως σε αυτοκίνητα low έως mid-range και σε ελαφριά οχήματα επαγγελματικής χρήσης (LCV). Κατασκευάζονται συνήθως από χυτοσίδηρο σφαιροειδούς γραφίτη.

Σταθερές δαγκάνες

Οι σταθερές δαγκάνες χαρακτηρίζονται από ενιαίο σώμα συνδεδεμένο άκαμπτα στο σύστημα ανάρτησης του οχήματος.

Περιλαμβάνουν δύο ή περισσότερα έμβολα, τα οποία ασκούν αντίθετες δυνάμεις στα τακάκια φρένων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται «διαφοροποιημένα έμβολα», δηλ. έμβολα διαφορετικού μεγέθους στο ίδιο ημι-περίβλημα.

Οι σταθερές δαγκάνες χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα mid έως high-end και σπορ και κατασκευάζονται γενικά από κράματα αλουμινίου.

Με άλλα λόγια, μπορούμε να πούμε ότι οι πλευστές δαγκάνες είναι χαμηλότερου κόστους και έχουν μικρότερο αποτύπωμα. Είναι ανθεκτικές και μπορούν να ενεργοποιηθούν από διαφορετικά συστήματα. Αντίθετα, οι σταθερές δαγκάνες φρένων είναι ελαφρύτερες, φθείρονται πιο ομοιόμορφα, έχουν μικρότερη υπολειπόμενη ροπή και είναι προσανατολισμένες περισσότερο προς τον σχεδιασμό.

Μονοκόμματες δαγκάνες και δαγκάνες δύο κομματιών

Οι σταθερές δαγκάνες μπορούν να αποτελούνται από ένα μπλοκ (μονομπλόκ) ή από δύο ξεχωριστά κομμάτια. Οι μονομπλόκ δαγκάνες, οι οποίες αποτελούνται από μονό κομμάτι από χυτοσίδηρο, προσφέρουν καλύτερο λόγο μάζας/μετατόπισης υγρού και ευελιξία σχήματος λόγω της απουσίας βιδών ή μπουλονιών. Επίσης, καταλαμβάνουν λιγότερο ακτινικό χώρο, καθώς δεν έχουν conical draft.

Από την άλλη πλευρά, οι δαγκάνες δύο κομματιών κατασκευάζονται και συναρμολογούνται ευκολότερα, καθώς δεν χρειάζονται ειδικά εργαλεία για την κατεργασία τους.

Η σωστή λειτουργία της δαγκάνας φρένου εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της ποιότητας της κατασκευής των εξαρτημάτων, της σωστής συναρμολόγησης και της επιλογής των υλικών. Η ομαλότητα των εμβόλων, η ποιότητα της επένδυσης και η ογκομετρική απορρόφηση (δηλ. ο όγκος του υγρού φρένων που απορροφάται κατά την πέδηση λόγω της παραμόρφωσης της δαγκάνας) είναι άλλοι αποφασιστικοί παράγοντες για την επίτευξη ταχείας απόκρισης ακριβείας του συστήματος πέδησης.

Κύρια εξαρτήματα δαγκάνας φρένου

Οι δαγκάνες φρένου αποτελούνται από διάφορα εξαρτήματα:

Σώμα δαγκάνας: Πρέπει να αντέχει στην καταπόνηση. Βεβαιωθείτε ότι τα τακάκια εφαρμόζουν στη δισκόπλακα και ότι είναι κατάλληλα για τις έδρες των εμβόλων.
Αντλίες: Περιλαμβάνουν το έμβολο και παρέχουν υδραυλική σφράγιση, επιτρέποντας στο έμβολο να κινείται ομαλά κατά την πέδηση.
Έμβολα: Μετατρέπουν την υδραυλική πίεση σε μηχανική και την εφαρμόζουν απευθείας στα τακάκια. Κατασκευάζονται από υλικά θερμικής μόνωσης για περιορισμό της μετάδοσης της θερμότητας από το τακάκι στο υγρό φρένων. Έχουν σχεδιαστεί επίσης ώστε να μην παραμορφώνονται σε υψηλές θερμοκρασίες και να είναι συμβατές με το υγρό φρένων.
Οδηγοί ολίσθησης: Επιτρέπουν τη σχετική κίνηση μεταξύ του σώματος της δαγκάνας και του σταθερού στηρίγματος, διασφαλίζοντας την ομοιόμορφη εφαρμογή της δύναμης πέδησης.
Λάστιχα: Διασφαλίζουν τη σφράγιση του υγρού φρένων και επιτρέπουν την επιστροφή του εμβόλου στην αρχική του θέση μετά την πέδηση (λειτουργία roll-back) παρόλο που υποβάλλονται σε πιέσεις έως 350 bar και σε θερμοκρασίες μεταξύ -40° και +200°C. Ομοίως, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση, αυτές οι ειδικές σφραγίσεις επαναφέρουν το έμβολο στη σωστή θέση λειτουργίας του εάν η πλευρική παραμόρφωση της δισκόπλακας το πιέζει προς τα πίσω (λειτουργία knock-back). Με αυτόν τον τρόπο, διασφαλίζεται ότι η διαδρομή πέδησης δεν θα είναι μεγαλύτερη από την ονομαστική. Η σφράγιση του εμβόλου πρέπει επίσης να είναι συμβατή με το υγρό με το οποίο θα έρθει σε επαφή κατά τη λειτουργία (EPDM για υγρά φρένων DOT, HNBR για ορυκτέλαια).

Καλύμματα για τη σκόνη: Προστατεύουν την αντλία του εμβόλου από τη σκόνη και την υγρασία, αποτρέποντας τη ζημιά και τη διάβρωση.
Ελατήρια τακακιών φρένων: Επαναφέρουν τα τακάκια στη θέση ηρεμίας τους μετά την πέδηση. Επίσης, το ελατήριο διατηρεί τα τακάκια προσκολλημένα στα αντίστοιχα έμβολά τους. Κατασκευάζεται από ανοξείδωτο χάλυβα ή χάλυβα ελατηρίων με αντιδιαβρωτική επίστρωση.
Βίδα εξαέρωσης: Επιτρέπει την εξαέρωση επιτρέποντας τη διαφυγή του αέρα από τη δαγκάνα.
Fastening ears: Αυτά τα ελατήρια στερεώνουν τη δαγκάνα φρένου στον φορέα μουαγιέ. Μπορούν να είναι ακτινικά ή ακτινωτά, ανάλογα με τις απαιτήσεις κατασκευής.
Ακτινικές οπές: Επιτρέπουν τη χρήση δισκόπλακας μεγαλύτερης διαμέτρου, περιορίζουν την παραμόρφωση υπό ροπή και ευνοούν την πιο ομοιόμορφη φθορά των τακακιών.
Αξονικές οπές: Η διάνοιξή τους πραγματοποιείται ευκολότερα επειδή είναι παράλληλες και επιτρέπουν επίσης τη στερέωση πλευστής δαγκάνας.

Γραμμές

Άλλα σημαντικά εξαρτήματα είναι οι γραμμές τροφοδοσίας της δαγκάνας φρένου. Οι γραμμές είναι ευέλικτες, αποτελούνται από ελαστική και μεταλλική επένδυση ή/και από άκαμπτους μεταλλικούς σωλήνες.

Οι καταλληλότερες γραμμές επιλέγονται σύμφωνα με τις απαιτήσεις κατασκευής και απόδοσης. Για παράδειγμα, οι γραμμές πέδησης στα οχήματα υψηλής απόδοσης μπορεί να αποτελούνται από άκαμπτο τμήμα σωλήνα κοντά στη δαγκάνα ακολουθούμενο από εύκαμπτο ελαστικό σωλήνα. Αυτή η λύση υιοθετήθηκε επειδή ο άκαμπτος σωλήνας παρέχει επαρκή θερμική μόνωση για προστασία του εύκαμπτου τμήματος από τις υψηλές θερμοκρασίες που προέρχονται από τη δαγκάνα.