PIDURISÜSTEEM

Pidurisüsteem

PIDURISÜSTEEM 

• Pidurisüsteemi ülesanne: 

Võimaldada juhil auto liikumise kiirust vähendada ning vajadusel auto 

seisata 

Pidurisüsteem on energiamuundur: Muundab auto liikumise kineetilist 

energiat soojusenergiaks 

Pidurid peavad olema suutelised mahutama suuri energiakoguseid ning 

olema piisavalt jäigad et võtta vastu suuri pidurdusmomente. 

Pidurisüsteemi moodustavad: 

•Pidurimehhanism (tagab auto rataste pidurdumise) 

•Piduriajam (vähendab pidurdamiseks vajalikku jõudu)


Pidurisüsteemi põhiosad: 

1) Piduri pedaal, 2) Piduri vaakumvõimendi, 3) Peasilinder, 4) Pidurdusjõu 

regulaator, 5) Piduriketas, 6) Piduritrummel


Ketaspidurimehhanismi ehitus ja põhiosad


Trummelpiduri süsteem: 

1) Töösilinder 

2) Piduriklots 

3) Piduriklotsi hõõrdkate 

4) Piduri trummel 

5) Kolb 

6) Kolvi rõngastihend

Auto liikumise kineetiline energia (J): 

E = 

kv 

mV 

2 

2 

a 

Pidurduseks tarvilik töö (J): 

A = F ⋅ L 

p 

xpidurdus 

E 

kϖ 

= 

pidurdus 

2 

Iωa 

2 

Keskmine pidurdusjõud horisontaalsel teel (N): 

F 

xpidurdus 

= 

mV 

2L 

2 

a 

pidurdus 

PIDURISÜSTEEM

F1 võistlusauto 

ketaspidur 


Pidurite efektiivsusnäitajate (pidurdusmoment ja pidurdusenergia) võrdlus, mida 

arvestati 2003 a. Audi A8 pidurisüsteemi projekteerimisel

Pidurdus kuival asfaltkattel (ABS) 


Pidurdus kuival asfaltkattel (ABS-ta) 


Pidurdusprotsess 

Pidurdusjõu suurim väärtus on seotud auto vertikaaljõu 

ja pikisidestusteguri korrutisega: 

F = F ⋅ϕ 

pid max 

z 

x 

Piisavalt võimsa piduriajami korral võib pidurdusprotsessi 

vaadelda kui ühtlaselt aeglustavat liikumist: 

jx max x 

= ϕ ⋅ 

g 

püsiva aeglustuse faas 

aeglustuse kasvu faas 

Kiiruse ja aeglustuse muutus ajas pidurdamisel


Peatumise teekond on reageerimisteekond+pidurite rakendumise 

teekond+aeglustuse kasvu teekond+püsiva aeglustusega läbitud 

teekond 

Pidurdusteekond on aeglustuse 

kasvu teekond+püsiva 

aeglustusega läbitud teekond 

tr juhi reageerimisaeg 

(0,3…1,7 s) 

ta pidurite rakendumiseaeg 

(0,1…0,2s hüdro-, 0,25..0,4s 

pneumoajam) 

ts aeglustuse kasvu aeg 

(M1 max 0,36s; M2,M3,N1…N3 0,54s) 

tw pidurduse aeg


Pidurdusteekonna pikkus (m): 

S 

p 

= 

0, 

5 

⋅V 

⋅t 

Pidurduse aeg (s): 

t = 0, 

5⋅ 

t + 

p 

jx max x 

= ϕ ⋅ 

s 

g 

s 

V 

j 

x 

+ 

V 

2 j 

Maksimaalse intensiivsusega pidurdamisel: 

2 

x


Efektiivsusnäitajad 

Pidurdusteekond 

pidurdusteekond kuival kõvakattega teel kiiruselt 40 km/h ei tohi ületada: 

1. M1 kategooria sõiduautol ja N1 kategooria veoautol ning samade autode 

korral, kui need veavad O 1 kategooria haagist (sulgudes): 

•sõidupiduriga pidurdamisel 14,7 (13,2) m; 

•seisu-/rikkepiduriga pidurdamisel 25,0 (22,4) m; 

2. M2 ja M3 kategooria bussil ning liigendbussil: 


•seisu-/rikkepiduriga pidurdamisel 25,0 (23,0) m; 

3. N2 ja N3 kategooria veoautol: 


•seisupiduriga pidurdamisel 25,0 (23,0) m; 

4. Autorongil: 

•sõidupiduriga pidurdamisel: sama kui seda vedaval vedukil; 

•seisupiduriga pidurdamisel 37,5 (26,5) m. 

Märkus: Koormata auto pidurdusteekond on toodud sulgudes, sulgudeta väärtus 

kehtib täismassiga autole.

Ketaspiduri pidurdusmoment (Nm) 

M pidurdus 

= z ⋅ µ ⋅ N ⋅ R 

Pidurite efektiivsus: 


e = 

F 

xpidurdus 

G 

a

Hõõrdeteguri väärtusi 

piduriklotsi ja terasketta vahel 

tavakasutus: 

0,35...0,5 

mootorisport: 

kuni 0,72 



Pidurisüsteemi katsetused (Audi A8, 2003) 

• 15 pidurdusega kaasnev piduriketta temperatuur ja paksuse muutus; 

• piduriketta paksuse vähenemine auto kiirustevahemikus 250 – 50 km/h 

b) 

a)

t 

Soojuse levik 

•Soojusülekanne (thermal contuction)- soojuse levik kehade osakeste 

vahetu kontakti tõttu 

•Konvenktsioon (thermal convection)- soojuse levik voolava gaasi või 

vedeliku osakeste vahendusel (70% kogu soojuse levikust pidurdusel) 

•Soojuskiirgus (thermal radiation)- soojuse levik elektromagnetkiirguse näol 

Piduriketta temperatuuri kasv ühe pidurduse jooksul (kraadi): 

ketas 

Z 

= 

2⋅ 

g ⋅ m 

ratas 

ketas 

2 

⋅Va 

⋅C 

teras 

Cteras = 500 

kJ 

kgK 

, 

0, 

115 

kcal 

kg( 

kraadi)


Hüdroajam 

1) Piduri pedaal 

2) Vaakumvõimendi 

3) Peasilinder 

4) Ketaspiduri sadul 

5) Ketaspiduri klots 

6) Piduriketas 

7) Trummelpidur 

8) Trummelpiduri klots 

9) Trummelpiduri reguleermutter

a) 

b) 

a) 

b) 

Piduri hüdroajami tööpõhimõtet selgitav joonis; a) Peasilinder, b) töösilinder 


Hüdroajam 

b) 

b)

Rõhk on jõud pinnaühiku kohta 

p 

= 

F 

A 

p = const. 


Piduri hüdroajami maksimaalne 

arvutuslik rõhk 

10 MPa, 100 kgf/(cm*cm): 

soovituslik 40…60 kgf/(cm*cm)


Efektiivsusnäitajad 

Ratta pidurdusjõud, sõiduki pidurdusteekond ja sõiduki aeglustus peavad olema 

saavutatud piduripedaalile vajutamisel jõuga, mis ei ületa: 

•M1 kategooria sõidukil – 490 N; 

•M2, M3, N1, N2 ja N 3 kategooria sõidukil – 687 N;

Ketaspiduri ehitus ja põhiosad 


Ketaspidur


Ketaspidur 

a) b) 

Ketaspiduri tööpõhimõtet iseloomustav joonis; a) Pidur on vabastatud, b) Piduri pedaalile vajutatakse


2) Vibratsioonide leevendusplaat 


Ketaspidur

4 töösilindriga ketaspiduri sadul 

(BMW M5, 1995) 


Ketaspidur 

Ventileeritav ja osandatav keraamilisest 

materjalist piduriketas ja 6 töösilindriga 

pidurisadul (Porsche 911 GT2, 2004)

Keraamilise komposiitmaterjalist piduriketta 

valmistustehnoloogia 

2 esimese 350 mm läbimõõduga ja 34 mm paksusega 

piduriketta masside võrdlus (Porsche 911 GT2 

keraamiline ketas (paremal) ja terasest ketas (vasakul) 


Ketaspidur


Ketaspidur 

Pidurisadula geomeetria optimeerimine piduriketta läbimõõdu suurendamise huvides

Piduri hüdrovedeliku vooliku ja seisupiduri trossi ühendus 

pidurisadulaga 


Hüdroajam

Piduri peasilinder ja sellega ühendatud 

hüdrovedeliku reservuaar ning 

vaakumvõimendi koost 


Peasilinder

Piduri peasilindri ja vaakumvõimendi ehitus 


Hüdroajam


Hüdroajam 

Pidurivõimendi tööpõhimõtet iseloomustav joonis; a) Pidur on vabastatud, b) Piduri pedaalile vajutatakse

Trummelpidur 


Trummelpidur 

Piduri trummel Trummelpiduri klots

Trummelpiduri süsteemi põhikomponendid 

Reguleermutter 


Trummelpidur 

Eemaldatud trumliga 

trummelpiduri süsteem


Trummelpidur 

Trmmelpiduri süsteem: 

1) Töösilinder 

2) Piduriklots 

3) Piduriklotsi hõõrdkate 

4) Piduri trummel 

5) Kolb 

6) Kolvi rõngastihend

Trummelpidurite jagunemine sõltuvalt klotside kinemaatikast: 

A) Aktiivse ja passiivse klotsiga 

B) Kahe aktiivse klotsiga lahendus 

C) Ujuva töösilindriga lahendus 

D) Ujuva töösilindri ja topeltkolviga lahendus 


Trummelpidur 

1) Fikseeritud töösilinder 

2) Fikseeritud tugi 

3) Ujuv töösilinder

Piduri peasilindri ehitust kahe pidurikontuuri puhul iseloomustav joonis 


Hüdroajam

a) 

Piduri peasilindri ehitust ja tööd kahe 

pidurikontuuri puhul ühe kontuuri lekke 

korral iseloomustav joonis; a) Leke 

esimeses kontuuris, b) Piduripedaal 

vajutatud 

b) 


Hüdroajam

Pidurdusjõu regulaatori ehitus: 

1) Proportsionaal-klapp 

2) Reduktsioonklapp 

3) Vedelik peasilindrist 

4) Vedelik esirataste töösilindritesse 

5) Vedelik peasilindri tagarataste sektsioonist 

6) Vedelik tagarataste töösilindritesse 

7) Koormustundlik vedru 


Hüdroajam


Hüdroajam 

Pidurdusjõu regulaatoriga 

süsteem 

1) Vaakumvõimendi 

2) Vedeliku reservuaar 

3) Pidurdusjõu regulaator 

4) Esiratta pidurimehhanism 

5) Tagaratta pidurimehhanism

• Põhikomponendid 

Klassikalise ABS süsteemi põhikomponendid: 

1) ECU (Electronic Control Unit) – juhtarvuti, 

2) ABS modulaator 

3) Rataste pöörlemissageduse andurid 


ABS süsteem 

• Kui piduripedaalile vajutus toob kaasa ühe või mitme ratta blokeerumise, 

alustab ABS süsteemi juhtarvuti hüdraulilise modulaatori abil töösilindris 

mõjuvat vedeliku rõhku piirama. Töösilindri vedeliku rõhuga reguleeritakse 

rehvi läbilibisemise ulatus teekatte suhtes. Süsteemi põhieesmärgiks on 

saavutada maksimaalne auto aeglustus ning stabiilsus pidurdamisel.

Ajalugu 

Ferguson P99 (1961) 

Lincoln Mark III (1969) 


ABS süsteem 

Jensen C-V8 FF (1966) 

Mercedes-Benz S-klass W126 (1978)

• Hüdrauliline modulaator 


ABS süsteem 

ABS süsteemi hüdrauliline modulaator; Solenoidi pinge 0V, ratta libisemine ei ole alanud, 

solenoidklapp on algasendis, süsteemi peasilindri rõhk võrdub töösilindri rõhuga



ABS süsteem 

ABS süsteemi hüdrauliline modulaator; Solenoidi pinge 2V, rõhu säilitusfaas, süsteemi 

peasilindri rõhk võrdub töösilindri rõhuga



ABS süsteem 

ABS süsteemi hüdrauliline modulaator; Solenoidi pinge 5V, vedeliku tagastamisfaas pumba abil

• Ratta pöörlemissageduse andur 

Ratta pöörlemissageduse andur 


ABS süsteem

1) Seisupiduri hoob 

2) Seisupiduri tross 

3) Tagumine ketaspidur 

Seisupiduri kasutamisel surutakse trossiga 

liigutatava hoova abil ketaspiduri sisemise 

trummelpiduri klotsid vastu trumlit 


Mehaaniline ajam


Mehaaniline ajam 

Erinevate hüdropiduriga 

integreeritud seisupidurite ehitus: 

A) Trummelpidur 

B) Ketaspidur 

C) Ketaspiduri sisene trummelpidur 

1) Piduri klots 

2) Klotsi pöördhoob 

3) Töösilindri kolb 


5) Piduriketas 

6) Seisupiduri tross


Mehaaniline ajam 

Seisupiduri rakendamise erilahendused 

A) Käsihoovaga; Põhiliselt kasutusel sõiduautodel; 

B) Vardaga lahendus; Kasutusel mõnedel veoautodel 

C) Pedaaliga lahendus; Kasutusel põhiliselt kõrgema klassi sõiduautodel 

1) Vabastushoob 

2) Pedaal

SBC pidurisüsteemi ehitus ja 

põhikomponendid, MB SL, 2003 


Elektrohüdrauliline süsteem

Elektrohüdraulilise 

pidurisüsteemi töösilindri 

ehitus 


Elektrohüdrauliline Hüdroajam süsteem 

Mercedes-Benzi SBC (Sensotronic Brake Control): 

•Elektriline piduripedaal - modulaatorisse jõuab vaid 

elektrisignaal 

•Pidurirõhu tekitab kõrgsurvepump 

•Dubleeritud hüdrauliline süsteem lülitatakse rikke 

korral tööle 

Pidurisadul elektrohüdraulilise modulaatoriga; Audi A8, 2003; 

a) esipidur, b) tagapidur

65’ nurga alla tõusev pidurdust abistav plaat; MB SLR, 2004; 


Aerodünaamilised abiseadmed

LÕPP

PIDURISÜSTEEM

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?