Comprendre les freins de voiture

La loi de Pascal

• La loi de Pascal affirme que, parce fluides sont pratiquement non compressible, toute force appliquée à un système hydraulique fermé se fera sentir aussi et instantanément dans tout le système. Il poursuit en montrant que, lorsqu'une force est appliquée sur un cylindre d'un système fermé, la sortie est directement proportionnelle au rapport de l'entrée de pistons de sortie.

  Si nous regardons comment les freins arrêtent votre voiture, il devient évident que les forces nécessaires sont plusieurs fois la force qui peut être appliquée à la pédale de frein par le conducteur. Ainsi, lors de la conception du système de freinage, nous devons trouver des moyens de multiplier la force du pilote appliqué. Une des façons cela est fait est d'augmenter la taille de la à piston de sortie dans ce cas, le piston de l'étrier. Si une taille typique d'entrée du piston dans le maître-cylindre est de 1 pouce et une taille typique de piston de sortie est de 2 pouces, on double la force de sortie.

  Maintenant, pour la baisse. Nous avons également deux Voyage de piston sur le côté d'entrée lorsque l'on double la taille du piston de sortie. Cela signifie que si le piston d'entrée est la moitié de la taille de la sortie puis l'entrée doit parcourir deux fois plus loin pour compenser le volume ajouté derrière la sortie.

  Ainsi, il est un compromis. On peut multiplier la force le conducteur applique au système en augmentant la taille de piston de sortie. Mais quand nous faisons cela, nous augmentons aussi Voyage de pédale. Le processus de conception est dans un équilibre délicat ici.

  

Influence

• 
  
  
  
  

  Nous avons augmenté la force de l'entrée du conducteur, mais il ne suffit pas. Nous avons besoin d'une autre façon d'augmenter cette force. L'effet de levier est utilisé pour faire cela. Un levier et point d'appui est une machine simple qui augmente la force de sortie par la négociation pour la distance.

  L'utilisation de l'effet de levier pour augmenter la force d'entrée du pilote est dans la pédale de frein lui-même. Ce levier assemblage de type 2 nous donne un rapport typique de la pédale de frein de 3 à 1. La distance entre le point d'appui à l'extrémité d'entrée est de 9 pouces, et la distance entre le point d'appui à l'extrémité de sortie est de 3 pouces. De ce fait, ce ratio triple la force de sortie de la force d'entrée.

  Par exemple, si le conducteur applique une force de 100 livres d'entrée, la sortie serait £ 300. Ainsi, tout comme avec la loi de Pascal, dont la sortie est directement proportionnelle à l'entrée de rapport de sortie.

Friction

• 
  
  
  

  Tout cela nous amène à la dernière pièce du puzzle. La friction peut être définie comme la résistance du mouvement par rapport à des objets en contact avec l'autre. Plus simplement, la quantité de force nécessaire pour faire glisser un objet sur un autre. Cette force varie en fonction du poids et du type de matériau. Certains matériaux pèsent moins ou sont, par nature, plus lisse.

  Si nous pouvons comprendre le véhicule en mouvement d'être une source d'énergie cinétique, puis d'arrêter cette énergie, nous devons convertir en un autre type d'énergie. La première loi de la thermodynamique traite conservation de l'énergie et affirme que nous ne pouvons pas ajouter ou enlever de l'énergie, nous ne pouvons la convertir d'une forme d'énergie en une autre. Dans le système de freinage automobile, nous faisons cela en convertissant l'énergie cinétique du véhicule en mouvement en énergie thermique.

  
  
  

  Le matériau dans un sabot de frein ou un tampon devrait être assez dur pour résister à l'usure, mais suffisamment souple pour générer une bonne friction. Un exemple pour commencer est une boule de billard frotté sur un dessus de table en verre. Depuis les deux objets sont difficiles, moins de friction est développé et moins de chaleur est générée. Que diriez-vous d'un bloc de caoutchouc sur un sol en béton? Nous nous rapprochons, mais le bloc de caoutchouc allons porter rapidement. A beaucoup de frictions, mais pas de la durabilité.

  Ceci est la raison pour laquelle le matériau de frottement automobile est un composite de matériaux, y compris le carbone et le bronze. Carbon est dur et a une bonne bronze usure de caractéristiques- est doux et a un bon coefficient de caractéristiques de frottement. Ces matériaux permettent de générer conversion d'énergie maximale avec une bonne durabilité.

Conclusions

• La loi de Pascal nous donne la capacité de transmettre la force pour les composants des freins et d'augmenter cette force. L'effet de levier permet une autre augmentation de la force appliquée, et la friction nous permet d'utiliser la force pour convertir l'énergie cinétique en énergie thermique et de ralentir le véhicule.

.

• .

.

• .

.

• .