Welkom terug bij Gearhead 101 — een serie over de basisprincipes van hoe auto's werken voor de neofieten in de auto-industrie.
Als je Gearhead 101 hebt gevolgd, weet je hoe een automotor werkt, hoe de motor het vermogen dat hij genereert via de aandrijflijn overdraagt, en hoe een handgeschakelde of automatische transmissie fungeert als een soort schakelbord tussen de motor en de aandrijflijn.
Vandaag gaan we het autosysteem bespreken dat u honderden keren per dag gebruikt en waarvan het falen u waarschijnlijk zou doden of ernstig zou verwonden.
Ik heb het over je remmen.
De fysica van autoremmen is vrij eenvoudig. Om uw auto te vertragen en te stoppen, zet uw remsysteem kinetische energie (de beweging van uw wielen) om in warmte-energie door middel van wrijving die door uw remmen op de wielen wordt uitgeoefend. Zodra alle kinetische energie van de wielen door de remmen is omgezet in warmte-energie, stopt uw auto.
Vrij eenvoudig.
Maar er zijn twee verschillende manieren om deze beweging-in-warmte-energie kat te villen, en een paar andere delen waardoor ze allebei kunnen werken.
Rempedaal. U kent het rempedaal. Het is de hendel die je met je voet indrukt om te vertragen en de auto te stoppen. Het rempedaal op de meeste moderne auto's wordt aangesloten op een . . .
Rembekrachtiger. Tegenwoordig hebben de meeste voertuigen wat 'bekrachtigde remmen' wordt genoemd. Rembekrachtiging verhoogt de kracht die wordt geproduceerd door het indrukken van het pedaal, dat wordt toegepast op de rest van het remsysteem. Dat betekent dat u niet te veel moeite hoeft te doen om het rempedaal in te drukken om uw auto te laten vertragen of te stoppen. De rembekrachtiger maakt rembekrachtiging, rembekrachtiging.
Er zijn twee soorten remboosters:vacuümondersteunde boosters en hydraulisch ondersteunde boosters . Vacuüm-ondersteunde boosters creëren een vacuüm met behulp van een luchtinlaat van de motor. Dit vacuüm versterkt de kracht die ontstaat wanneer u het pedaal indrukt, dat wordt uitgeoefend op de zuigers in de hoofdcilinder (daarover later meer). Hydraulisch ondersteunde boosters gebruiken hydraulische druk van de stuurbekrachtiging van uw auto om de kracht naar de hoofdcilinder te vergroten.
Je trapt dus op het rempedaal. De kracht die door die actie wordt gecreëerd, wordt versterkt door de rembekrachtiger. De rembekrachtiger brengt die kracht over op de . . .
Hoofdcilinder. Als je onder de motorkap van je auto hebt gekeken, heb je waarschijnlijk de hoofdcilinder gezien, maar je wist niet dat het zo heette. De hoofdcilinder bevat de remvloeistof van uw auto. Remvloeistof loopt door remleidingen naar elk wiel van uw auto. Wanneer u op het rempedaal trapt, wordt de energie versterkt door de rembekrachtiger, die op zijn beurt een zuiger in de hoofdcilinder beweegt, die op zijn beurt remvloeistof uit de hoofdcilinder en in de remleidingen drukt die naar elk wiel gaan. De vloeistof activeert vervolgens de remmen op uw wielen.
De hoofdcilinder zorgt ervoor dat gelijk hydraulisch vermogen naar alle vier de remmen wordt gestuurd. Als de ene rem meer kracht zou krijgen dan de andere, zou dit resulteren in ongelijke remdrukken, wat een onveilige vertraging of stop zou veroorzaken. Stel je voor wat er met je auto zou gebeuren als je rechterwielen sneller zouden vertragen dan je linkerwielen. Je zou de auto visstaarten of mogelijk omdraaien.
De meeste moderne hoofdcilinders zijn verdeeld in twee reservoirs, elk gevuld met remvloeistof. Dit heet een dubbel remsysteem . Het fungeert als een faalbeveiliging in het geval er een lek is of een vloeistofblok op de voor- of achterremmen.
Bij auto's met achterwielaandrijving heeft één reservoir in de hoofdcilinder leidingen die naar de voorwielen leiden; het andere reservoir heeft leidingen die naar de achterwielen gaan. Als er een lek optreedt in de leidingen die naar de voorwielen leiden, komt er nog steeds vloeistof uit het reservoir naar de achterwielen.
Voorwielaangedreven auto's gebruiken een diagonaal gedeeld hydraulisch systeem. Dat komt omdat bij auto's met voorwielaandrijving de voorremmen 90% van het remmen doen. Als beide voorremmen zouden uitgaan van een auto met voorwielaandrijving, zou je het heel moeilijk hebben om te vertragen en te stoppen. Om ervoor te zorgen dat er minimaal één voorrem is die de auto stopt in geval van lekkage of verstopping, worden het rechtervoorwiel en het linkerachterwiel aan elkaar geknoopt en het linkervoorwiel aan het rechterachterwiel.
Natuurlijk, als beide reservoirs en de remleidingen die eruit komen lekken of verstopt zijn, zal geen van de remmen werken. Dat is wat een catastrofale remstoring wordt genoemd.
Remleidingen. Remleidingen zijn stalen buizen die vanuit de hoofdcilinder vertrekken en naar elk van de vier remmen op de wielen van uw auto gaan. De remleidingen brengen de remvloeistof over naar een trommelrem of een schijfrem. De druk van de vloeistof activeert de remmen.
Trommelremmen. Er zijn twee soorten reminrichtingen die op auto's worden gebruikt:trommelremmen en schijfremmen. Trommelremmen zitten al sinds 1900 op auto's en worden nog steeds gebruikt. Trommelremmen worden aan het wiel bevestigd. De binnenkant van de trommel bevat twee hittebestendige pads, remschoenen genaamd. Wanneer u het rempedaal indrukt, komt er remvloeistof in de wielcilinder van de trommelrem. De vloeistof activeert vervolgens twee kleine zuigers in de wielcilinder die de remschoenen naar buiten duwen en tegen de remtrommel drukken. De pads vertragen de trommel en de trommel (die aan het wiel is bevestigd) vertraagt het wiel.
De voordelen van trommelremmen zijn talrijk:ze zijn goedkoop te maken en te repareren, ze hebben minder hydraulische druk nodig om te activeren en ze gaan langer mee dan schijfremmen.
Zoals hierboven vermeld, worden trommelremmen tegenwoordig nog steeds op auto's gebruikt. Als een auto trommelremmen heeft, vind je deze meestal op de achterwielen van het voertuig.
Schijfremmen. Een van de nadelen van trommelremmen is dat ze op zichzelf staan. De warmte die ontstaat door wrijving in de remblokken blijft in de trommelremmen. Onder zware omstandigheden en veelvuldig remmen kunnen trommelremmen erg heet worden. Als de remmen te warm worden, kunnen ze niet langer de wrijving produceren die nodig is om de auto af te remmen.
Om dat probleem op te lossen, ontwikkelden ingenieurs de schijfrem.
Schijfremmen werken op een vrij eenvoudige manier. Je trapt op het rempedaal en remvloeistof wordt naar een zuiger op de schijfrem gestuurd. De zuiger zorgt ervoor dat de remklauwen in de schijf of rotor knijpen. De pads in de remklauwen zorgen voor wrijving, wat uw auto vertraagt.
In plaats van tegen een trommel te drukken om de auto te vertragen, knijpen de remklauwen op schijfremmen de remblokken in naar een metalen schijf die aan het wiel is bevestigd. Inknijpen met remklauwen doet een paar dingen om het remmen te verbeteren. Ten eerste kun je meer druk creëren, wat helpt bij het vergroten van de wrijving. Ten tweede is het ontwerp van de schijfrem open. De remmen zitten niet in een trommel. Hierdoor kan de lucht ze veel sneller afkoelen, wat ook de wrijving verhoogt. Ten slotte zorgt het ontwerp voor een groter oppervlak van het remblok, wat opnieuw helpt de wrijving te vergroten.
Schijfremmen werden voor het eerst gebruikt op raceauto's in 1951. In 1955 verschenen ze op in massa geproduceerde auto's. In de jaren tachtig gebruikten de meeste auto's schijfremmen, althans op de voorwielen.
Als je remt, doen je voorwielen het meeste werk bij het stoppen van de auto, omdat al het momentum naar de voorwielen gaat. Omdat de voorwielen het meeste remmen, plaatsen fabrikanten schijfremmen op de voorwielen omdat ze beter remmen dan trommelremmen.
Dus laten we alle onderdelen van het remsysteem samenvoegen.
Je trapt op het rempedaal. Dat activeert de rembekrachtiger, die de kracht van het rempedaal versterkt. Die kracht wordt overgebracht op de hoofdcilinder. Een zuiger in de hoofdcilinder duwt remvloeistof door remleidingen naar elk wiel.
Als een wiel een trommelrem heeft, zal de remvloeistof een zuiger in de wielcilinder aangrijpen, die een andere zuiger activeert, die de remblokken tegen de remtrommel duwt. De auto vertraagt of stopt. Wanneer u het rempedaal loslaat, stroomt de remvloeistof terug in de hoofdcilinder en komen de remmen vrij.
Als het wiel een schijfrem heeft, activeert de remvloeistof een zuiger die ervoor zorgt dat remklauwen met remblokken tegen een schijf of rotor aan het wiel knijpen, waardoor de auto langzamer gaat rijden. Als je het rempedaal loslaat, stroomt de remvloeistof terug in de hoofdcilinder, waardoor de remklauwen van de schijfrem weer opengaan.
Dat is in een notendop hoe de remmen van uw auto werken.
Maar wacht . . . er is meer. Uw auto heeft waarschijnlijk antiblokkeerremmen (ABS). Voordat je met ABS begon te remmen, stopten je wielen volledig. Ze sloten op. Hierdoor zijn uw banden gaan slippen. Een slippende band geeft je weinig of geen controle over het sturen van de auto. Dus als je in 1950 in een auto reed en plotseling op de rem moest trappen om te voorkomen dat je een kind zou raken dat naar het midden van de straat rende, zou je nog steeds naar voren slippen en zou je de auto niet kunnen sturen links of rechts. Als je slippen wilt voorkomen wanneer je oude auto's remt, moet je herhaaldelijk op de rem trappen (om de wielen herhaaldelijk los te laten en te blokkeren), wat gemakkelijker gezegd dan gedaan is.
Om slippen van de banden te voorkomen, gebruikt ABS een computer en sensoren in de buurt van elk wiel om de wielsnelheid te controleren. Wanneer u krachtig op het rempedaal drukt, controleert het ABS-systeem de snelheid van elk wiel afzonderlijk. Als een wiel langzamer gaat dan de andere wielen, betekent dit dat dat wiel waarschijnlijk geblokkeerd is. Het ABS-systeem vermindert dus de hydraulische druk die naar die rem wordt gestuurd, waardoor deze weer kan draaien, slippen wordt voorkomen en u de controle over het stuur behoudt.
U weet dat uw ABS werkt, want wanneer u het rempedaal indrukt, voelt u de rem pulseren. Wees niet gealarmeerd. Blijf druk uitoefenen. Je wilt de remmen van auto's met ABS niet pompen, anders werken ze niet goed.
Wanneer u een nieuwe auto aanschaft, is het altijd een goed idee om een idee te krijgen van het ABS-systeem, zodat u niet een beetje in paniek raakt wanneer u het voor het eerst voelt aangrijpen. U kunt dit doen door op een lege parkeerplaats te rijden als het regent of sneeuwt (waardoor u een beetje gaat slippen) en hard op de rem gaat.
