A fékberendezések

A gépkocsik lassítására, megállítására, és rögzítésre különböző fékberendezések szolgálnak. Fékezéskor tulajdonképpen súrlódást használjuk fel. Tehát a kocsi mozgási energiáját, hőenergiává alakítjuk. Ebből is látható, hogy a súrlódás nem mindig haszontalan. Minden mozgásba lévő jármű megáll előbb-utóbb, hiszen a gördülési, lég, súrlódási stb. ellenállások folyamatosan fékezik. Persze ez nem elegendő. A korszerű, nagy teljesítményű gépek nagy sebességgel is haladhatnak ezért erős, megbízható fékberendezéseket kell kifejleszteni az autógyáraknak. A fékberendezések a mozgási energiából, mesterségesen növelt súrlódással, hőenergiát állítanak elő. A személygépkocsikban kétféle fékberendezés van, ezek egymástól függetlenek. Ezek név szerint a lábfék (üzemi fék), és a kézifék.

Fékút, féktávolság

A féktávolság az az adat mely megadja, hogy a gépjármű adott sebesség mellett, sima száraz aszfalton hány méter alatt áll meg. A gépkocsivezető akadályt észlelve nem képes azonnal a fékpedálra lépni. Eltelik 0,3-1,7 másodperc az akadály észlelésétől a fékpedál benyomásáig. Ezt észlelési időnek, vagy cselekvési időnek nevezzük. Nyilvánvaló, hogy a gyakorlatlan, fáradt ember cselekvési ideje nagyobb, nem beszélve az ittas ember cselekvési idejéről, ami kb. kétszerese a normálnak. Általában az észlelési időt 1 másodpercnek vehetjük. Gondoljunk bele, hogy egy autó 120 km/h-val megy, és a sofőr pislant egyet (amit vegyünk 0,1 mp-nek), akkor kb. 3,5 métert vakon vezetett. Ezért a féktávolság gyakorlatban nem csak az autótól, hanem a sofőrtől is függ.

Motorfék

A motorok belső ellenállásából adódó jelenség. Haladó gépkocsinál ha elvesszük a gázról a lábunk a motor nem, vagy nem akkora munkát végez, és a benne zajló (surlódás, kompresszió) folyamatok fékezik a gépkocsi mozgását.

Blokkolás

A kerekek leblokkolásának azt nevezzük, amikor fékezésnél a kerék megáll. Ez nagyon koptatja a gumit, útviszonytól függően megcsúszást is okozhat. Ezenfelül tudjuk azt, hogy a fékerő akkor a legnagyobb, mikor a kerék, még épp gördül, tehát a blokkolás határán van. Mai autók szinte mindegyikében van blokkolásgátló berendezés (ABS). Ebben az esetben egy szerkezet figyeli a kerekek fordulatszámát, és ha azok fékezésnél hirtelen megállnának, elvesz a fékerőből.

Mechanikus lábfék

Ennél a megoldásnál a súrlódóerőt mechanikusan, legnagyobbrészt a vezető izomerejével fokozzuk. A mechanikus fékek beállítása nehézkes, szabályzása gondos karbantartást igényelnek. Főleg kis tömegű, lassú járművekben használják. Működési elve a következő: minden keréknél egy álló, és egy forgórészt találunk. Az állórész úgy van kiképezve, hogyha a fékpedált lenyomjuk, a forgórészt a kerekekkel együtt fékezi. A forgórész fékezése a súrlódás által jön létre. Ezért a súrlódás fokozása érdekében különleges, nagy súrlódási tényezőjű felületet, illetve anyagot használnak fel. A fékbetéteket a mozgórészhez, úgynevezett fékkulcsok kényszerítik. A fékkulcsra rugók feszítik rá a fékpofákat. A fékpofákra szegecselik, vagy ragasztják, a kuplungnál már említettük. A forgórész az úgynevezett fékdob, erre szerelik a kereket. Természetesen a fékdob a tengelyen, illetve a tengelycsonkon csapágyazott. Fékezéskor, pedállal, rudazat, vagy drótkötél segítségével, a fékkart fordítjuk el, az pedig a fékkulcsot. A fékkulcs elforduláskor legyőzve

a rugó erejét - szétfeszíti a fékpofákat, amik nekifeszülnek a fékdobnak, ami ettől fékeződik a kerékkel együtt. Ha a fékpedált visszaengedjük a rugók a fékpofákat, és az egész mechanizmust alaphelyzetbe állítják vissza. Eddigiekből kiderülne, hogy egyszerű szerkezet a mechanikus fék. De nem csak egy kereket fékezünk, hanem mind a

négyet. Ezért a fékerőt el kell juttatni mind a négy kerékhez. A kerekek különállóan mozoghatnak, eltérő lehet a kopásuk, megnyúlhatnak a drótkötelek, na meg kopnak a fékpofák. Ezért a fékeket folyamatosan, és automatikusan után kell állítani. Erre a célra utánállító szerkezetet építenek az ilyen fékrendszerbe, ami lehet csigás, görgős. Van még egy

csavaros utánállító is ami kézileg engedi a beállítást. Ez rendszerint a drótkötél, vagy rudazat hosszát állítja. Sok állítást, karbantartást igényel az ilyen fékrendszer. Mechanikus féket manapság kizárólag a rögzítőféknél alkalmaznak.

Kézifék

Feladata a jármű rögzítése, leállás után, akár hosszabb időre is. Általában csak a hátsó kerekekre hat. Hasonlóan működik a mechanikus fékhez. A kézifékkar meghúzásakor a hátsó

fékek befognak, a kar rögzített állapotban marad.

Hidraulikus fék

Az egyenletes fékezés tekintetében ideális megoldás a folyadékfék. Nincs szükség fékkiegyenlítő szerkezetre, mert a folyadékra gyakorolt nyomás minden irányba egyenletesen, gyengítetlenül terjed. Hidraulikus úton az erőt is növelhetjük, tehát kisebb izomerő szükséges a pedál működtetéséhez. Részei: tartály, melyben a fékfolyadék található. A tartály kapcsolódik egy hengerhez. Ez a főfékhenger. A főfékhengerben egy dugattyú van, melyet gumitömítések zárnak el a külső levegőtől (ugyanis a levegő összenyomható, így megszünteti, vagy gyengíti a fékhatást.) A főfékhenger dugattyúját a fékpedállal mozdítjuk el a hengerben. A főfékhengerben található még egy szelep is, a fenékszelep. Innen csővezetékek vezetnek a kerekekhez. Ezek rendszerint rézcsövek, de ahol a kerekek mozognak, ott speciális gumicsövek.

Minden keréknél egy újabb hengert, vagy hengereket találunk. Ezek a fékmunkahengerek. Ezekbe bejut a főfékhengerrel létrehozott nagy nyomású folyadék, ami aztán az állórészt nekinyomja a forgórésznek, ami ennek hatására lassulni kezd.

A folyadékfék működése

A tartályból a folyadék köti össze az egész rendszert. Ha a fékpedált lenyomjuk, a főfékhenger dugattyúja nyomást gyakorol a folyadékra. A folyadék nyomása, a kerékfékhenger dugattyúit kifelé mozdítja, amik meg nekifeszítik a dobnak a fékpofákat. Ha a pedált visszaengedjük, a fékpofákat rugó húzza vissza az eredeti helyükre, viszont a fékpofák a kerékfékhenger dugattyúival a folyadékot visszanyomják a folyadékot a főfékhenger felé.

Dobfék

Manapság inkább csak a hátsó tengelyt szerelik vele. A fékalaplapra szerelik az állórész alkatrészeit, ami a fékmunkahenger(ekből)ből, a fékpofákból, fékkarokból, és rugókból áll. Az állórész körül forog egy dob, aminek fékezés hatására nekifeszülnek a fékpofák. Hátránya, hogy öntisztulási képessége csekély, hiszen egy zárt dobról beszélünk, és fékezés után aránylag nehezen hűl le.

Példa egy hidraulikusan működtetett dobfékre

Tárcsafék

Jóval nagyobb fékhatást lehet vele elérni, mint a dobfékkel. Ebben az esetben is fékmunkahengerek működtetik fékfolyadék segítségével a fékbetéteket. Két betét van, amik egy tárcsát fognak közre. A két betét a tárcsát úgy fogja meg fékezéskor, mint egy satu. Autókban általában előre szerelnek tárcsaféket, mivel fékezéskor a kocsi súlypontja előre

kerül. Előnye a nagyobb fékteljesítmény, könnyebb öntisztulási, és hűlési képesség.

Féknyergek, belső hűtésű féktárcsák, fékbetétek. Valamint látható két rugalmas fékcső is.

A vákuumos fékrásegítő

Az Otto-motor szívócsövében uralkodó vákuum felhasználható a láberő kiegészítésére, így a megnövelt fékezőerő nagyobb fékhatást eredményez. Ha a fékrásegítő nem működik (pl. ha a motor nem jár vagy a szívócső eltörik), a fék továbbra is működőképes marad.

Levegő, a folyadék-fékrendszerben

A folyadék-fékrendszer kényes a bejutó levegőre. Könnyen belátható, hogy ez miért van így. Míg a folyadék gyakorlatilag összenyomhatatlan - ezért lehet a folyadékkal erőt továbbítani, sőt áttételezve erőt növelni - addig a levegő összenyomható. Ha a pedált lenyomjuk és a folyadék nyomása nem a kerékfékhenger dugattyúira hat, hanem a levegőt nyomja össze a csőben, akkor nincs, vagy nagyban csökken fékhatás. A folyadék-fékrendszerben arról lehet észrevenni a rendszerbe került levegőt, hogy a fékpedál könnyen benyomható, nem érzünk ellenállást, mert a levegőt nyomjuk össze. Ha a pedált ismételten többször benyomjuk, akkor ugyan létrejöhet kis fékhatás, de ezzel forgalomban részt venni életveszélyes. Ha esetleg levegő kerülne a fékrendszerbe, mert a tömítések megsérülnek, esetleges javítás után, akkor a fékrendszert légteleníteni kell.