Fren Oranlama Valfi Nasıl Çalışır?

Fren Oranlama Valfi Ne Yapar? — Kısa Cevap

Bir fren oranlama valfi, ön frenlere göre arka frenlere gönderilen hidrolik basıncı sınırlar. Frene sert bastığınızda ağırlık öne doğru kayar ve arka tekerlek çekişi azalır. Basınç kontrolü olmadığında arka tekerlekler ön tekerleklerden önce kilitlenir ve aracın patinaj yapmasına veya balık kuyruğu yapmasına neden olur. Oranlama valfi, arka fren basıncını kalibre edilmiş bir eşik değerde (tipik olarak iki değer arasında bir yerde) sınırlayarak bunu önler. Toplam sistem basıncının %30'u ve %50'si Aracın tasarımına ve ağırlık dağılımına bağlı olarak.

Bu bileşen, ana silindir ile arka fren kaliperleri veya tekerlek silindirleri arasındaki hidrolik fren hattında bulunur. Ön frenlemeyi etkilemez. Durdurma kuvvetinin büyük kısmını ön frenler karşılar; çoğu binek araçta ön fren, durdurma kuvvetinin çoğunu emer. %60 ve %80 Sert duruş sırasında toplam frenleme enerjisi. Arka frenler yardımcı olur ancak erken kilitlenmeyi önlemek için kontrol altında tutulmalıdır.

Bir fren oranlama valfinin nasıl çalıştığını anlamak, yük aktarım fiziğini anlamak anlamına gelir. Oranlama valfi pasif bir kısıtlama değildir; gerçek fren hattı basıncına gerçek zamanlı olarak yanıt veren, basınca duyarlı bir cihazdır.

İç Mekanizma: Basınç Nasıl Kontrol Edilir?

Standart bir oranlama valfinin içinde, kalibre edilmiş bir ayrılma noktasına sahip, yay yüklü bir piston bulunur. Çoğunlukla "diz noktası" veya "bölünme noktası" olarak adlandırılan belirli bir basınç eşiğinin altında valf, tam basıncı arka frenlere aktarır. Hat basıncı bu eşiği aştığında piston, arka devrede daha fazla basınç artışını sınırlamak için hareket eder.

Fren uygulaması sırasında adım adım gerçekleşenler şunlardır:

1. Sürücü fren pedalına basar ve ana silindirde basınç oluşur.
2. Basınç başlangıçta hem ön hem de arka devrelere eşit olarak akar.
3. Arka devre basıncı diz noktasına ulaştığında (tipik olarak 400 ila 600 psi birçok binek otomobilde), oranlama valfi pistonu kayar.
4. Valf, arka devredeki basınç artış hızını azaltarak ön basıncın engellenmeden artmaya devam etmesini sağlar.
5. Maksimum pedal eforunda ön frenler darbe alabilir. 1.200 psi veya daha fazla arka kısım ise bunun çok küçük bir kısmında tutuluyor.

Diz noktasının üzerindeki arka basıncın ön basınca oranına eğim oranı denir. Örneğin 0,3'lük bir eğim oranı, ön basınçta bölünme noktasının ötesindeki her 100 psi'lik artış için arka basıncın yalnızca 30 psi arttığı anlamına gelir. Bu oran aracın ağırlığına, dingil mesafesine ve ağırlık merkezine uyacak şekilde tasarlanmıştır.

Türleri Otomotiv Fren Valfleri Basınç Oranlama için kullanılır

Arka basıncı kontrol eden tüm otomotiv fren valfleri aynı şekilde çalışmaz. Farklı araç türleri ve çağlarda çeşitli tasarımlar kullanılmıştır:

Sabit Oranlama Valfi

Bu en basit tasarımdır. Ayırma noktası ve eğim oranı üretimde sabittir. Araç yükündeki değişiklikleri hesaba katmaz. Boş olan yarım tonluk bir kamyonetin arka fren dengesi, 800 poundluk kargo taşıdığı duruma göre farklı olmalıdır; sabit bir valf buna uyum sağlayamaz. Bunlar, yük değişiminin minimum olduğu eski binek araçlarda ve daha hafif araçlarda yaygındır.

Yüke Duyarlı Oranlama Valfi (LSPV)

Yüke duyarlı oranlama valfi, bir bağlantı çubuğu aracılığıyla arka süspansiyona mekanik olarak bağlanır. Araç yüklendiğinde ve süspansiyon sıkıştıkça bağlantı, valfin yay ön yükünü ayarlayarak diz noktasını yükseltir. Bu, arka aks daha fazla ağırlık taşıdığında daha fazla arka fren basıncına izin verir; bu da tam olarak daha fazla arka frenlemenin güvenli olduğu zamandır. Bu tasarım kamyonlarda, kamyonetlerde ve SUV'larda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tam yüklü bir kamyonet arka fren basınç sınırının %10 oranında değiştiğini görebilir. 200 ila 400 psi yüksüz durumuyla karşılaştırıldığında.

Kombinasyon Vanası

1970'lerden 1990'lara kadar birçok araç, üç işlevi tek bir muhafazada birleştiren bir kombinasyon valfi kullanıyordu: ölçüm valfi, basınç farkı anahtarı ve oranlama valfi. Ölçüm valfi, hafif frenleme sırasında arka kampanalı frenlerin ilk olarak uygulanmasına ve dengeleme hissine izin vermek için ön disk freninin devreye girmesini biraz geciktirir. Basınç farkı anahtarı, devrelerden birinde basınç kaybı olması durumunda fren uyarı ışığını tetikler. Oranlama bölümü yukarıda açıklandığı gibi arka basınç sınırlamasını yönetir. Bu tasarım yerden tasarruf sağlar ve kurulumu kolaylaştırır.

Elektronik Fren Gücü Dağıtımı (EBD)

ABS ile donatılmış modern araçlar genellikle mekanik orantılamayı Elektronik Fren Gücü Dağıtımı ile değiştirir. EBD, arka fren basıncını dinamik olarak modüle etmek için tekerlek hız sensörlerini, ABS hidrolik kontrol ünitesini ve aracın ECU'sunu kullanır. Yalnızca hat basıncını değil, gerçek tekerlek kaymasını da dikkate alır. EBD milisaniyeler içinde yanıt verebilir ve farklı yol yüzeylerine, direksiyon komutlarına ve yük koşullarına aynı anda uyum sağlayabilir. Bu sistemde mekanik oranlama valfi ya ortadan kaldırılır ya da yalnızca arızaya karşı emniyetli bir yedek olarak tutulur.

Oranlama Valfının Fren Sisteminde Bulunduğu Yer

Oranlama valfi, arka aksı besleyen fren hattı üzerinde sıralı olarak konumlandırılmıştır. Çapraz bölünmüş fren devresine sahip araçlarda (her devrenin bir ön ve bir karşıt arkayı kontrol ettiği), oranlama fonksiyonu ana silindirin kendisine dahil edilebilir veya her arka hat için kopyalanabilir. Eski ön/arka bölünmüş sistemlerde, tek bir valf tüm arka devreyi idare eder.

Kamyonlarda ve ticari araçlarda, LSPV tipik olarak arka aks muhafazasına veya arka süspansiyonun yakınındaki çerçeveye, doğrudan aksa bağlanan bir bağlantı koluyla monte edilir. Süspansiyon hareketinin ölçülmesi, valfe herhangi bir sensör veya elektronik cihaz olmadan arka yük hakkında gerçek zamanlı bilgi verir.

Oranlama valfi ile sistemdeki diğer otomotiv fren valfleri arasındaki ilişki sıralıdır:

• Ana silindir — pedal girişinden hidrolik basınç üretir
• Fren güçlendirici — Pedal kuvvetini ana silindire ulaşmadan güçlendirir
• Ölçüm valfi — ışık durdurmalarında ön diskin devreye girmesini geciktirir (kombine valflerde)
• Oranlama valfi — arka devre basıncını bölünme noktasının üzerinde sınırlar
• ABS modülatörü — kilitleme koşulları sırasında bireysel tekerlek seviyesinde müdahale eder

Bu otomotiv fren valfleri ve bileşenlerinin her biri ayrı bir işlevi yerine getirir, ancak bunların uyumlu olması ve aracın frenleme özellikleriyle uygun şekilde eşleştirilmesi gerekir.

Arızalı Fren Oranlama Valfinin Belirtileri

Arızalı bir oranlama valfi fark edilebilir semptomlara neden olur. Arka fren dengesini kontrol ettiği için sorunlar öncelikle frenleme sırasında ortaya çıkar:

Orta Derecede Frenlemede Arka Tekerlek Kilitlenmesi

Valf açık konumda arızalanırsa arka frenlere sınırsız basınç aktarır. Sonuç, arka tekerleklerin sadece panik frenleme sırasında değil, sıradan duruşlarda bile kilitlenmesidir. Bu, en tehlikeli arıza modlarından biridir çünkü aracın arka kısmının dışarı doğru sallanmasına neden olabilir. Islak veya gevşek yüzeylerde bu durum daha da düşük hızlarda meydana gelir.

Zayıf veya Etkisiz Arka Frenleme

Valf kapalı veya çok kısıtlı bir konumda tutukluk yaparsa, arka fren basıncı tamamen kesilir veya sıfıra yakın bir değere indirilir. Arka frenlerin neredeyse hiçbir katkısı yok. Durma mesafeleri artar ve tüm termal yük ön frenlere yüklendiğinden fren zayıflaması daha hızlı gerçekleşir. Bunun sonucunda ön rotorlar aşırı ısınabilir ve zamanından önce eğilebilir.

Düzensiz Fren Balatası ve Pabuç Aşınması

Ön ve arka frenleme kuvveti arasındaki orantısız bölünme, eşit olmayan aşınma modellerine neden olur. ABS sorunu olmayan bir araçta, ciddi şekilde aşınmış ön balataların yanı sıra çok az kullanılmış arka pabuçlar veya balatalar bulan fren muayeneleri yapan teknisyenler, orantı valfı arızasından şüphelenmelidir.

Fren Uyarı Işığı

Kombine valfli araçlarda, ön ve arka devreler arasında önemli bir dengesizlik olması durumunda basınç diferansiyel anahtarı fren uyarı ışığını tetikleyecektir. Bu her zaman özel olarak orantılama valfinin arızalandığını göstermez, ancak teşhis için bir başlangıç ​​noktasıdır.

Valf Gövdesinde Sıvı Sızıntısı

Valfteki iç contalar, özellikle fren hidroliğinin zamanında yıkanmadığı araçlarda zamanla bozulabilir. Fren hidroliği higroskopiktir; havadaki nemi emer. Yıkama yapılmadan geçen birkaç yılın ardından nemle kirlenmiş sıvı, valfin iç deliğini ve pistonunu aşındırarak conta arızasına ve dış sızıntıya neden olur. Fren hidroliği her 2 yılda bir veya 30.000 milde bir değiştirilmelidir Çoğu araçta bunu önlemek için.

Teşhis ve Test Prosedürleri

Oranlama valfinin test edilmesi, kontrollü fren uygulaması altında ön ve arka devrelerdeki hidrolik basıncın aynı anda ölçülmesini gerektirir. Bu, ön ve arka fren hatlarına monte edilmiş T bağlantı parçalarına sahip bir fren basınç göstergesi seti kullanılarak yapılır.

Prosedür genellikle şu adımları takip eder:

1. Oranlama valfinin ön ve arka çıkış portlarına veya her devredeki bir test noktasına basınç göstergeleri takın.
2. Motor kapalıyken ve fren servosu boşken, fren pedalına giderek artan bir basınç uygulayın.
3. Pedal kuvveti arttıkça her iki göstergedeki basıncı aynı anda kaydedin.
4. Ayırma noktasının altında ön ve arka basınçlar eşit veya çok yakın olmalıdır.
5. Ayırma noktasının üzerinde, arka gösterge ön kısma kıyasla daha düşük bir artış oranı göstermelidir.
6. Bölünme noktası ve eğim oranı için okumaları araç üreticisinin spesifikasyonlarıyla karşılaştırın.

Ön ve arka basınçlar tüm pedal kuvvetlerinde aynı kalıyorsa valf çalışmıyor demektir. Arka basınç tüm pedal kuvvetlerinde orantısız derecede düşükse, valf kısıtlı bir konumda tutulabilir. Her iki durum da valf değişimini gerektirir.

Yüke duyarlı oranlama valfleri için bağlantı ayarının da kontrol edilmesi gerekir. Çoğu LSPV'de, valfin temel konumunu ayarlayan ayarlanabilir bir çubuk uzunluğu bulunur. Bağlantı yanlış ayarlanmışsa (örneğin, arka süspansiyon onarımından sonra), valfin kendisi işlevsel olsa bile arka frenleme performansı hatalı olacaktır. Araç üreticisi bağlantı uzunluğu için yüksüz ölçümü belirtir.

Değiştirmeyle İlgili Hususlar ve Yaygın Hatalar

Oranlama valfinin değiştirilmesi basit bir hidrolik iştir, ancak pratikte bazı hatalar yaygındır:

Yanlış Valf Spesifikasyonunun Takılması

Oranlama valfleri evrensel değildir. Yanlış ayrılma noktasına veya eğim oranına sahip bir valf, araca uymayan bir fren sapması üretecektir. Küçük farklar bile önemlidir; 100 psi'lik çok yüksek bir ayrılma noktası, hafif bir arabada sert duruşlarda aşırı arka fren basıncına izin verecektir. Yalnızca aynı model ailesindeki benzer bir araç için değil, her zaman tam araç için belirtilen parça numarasını kullanın.

Değişimden Sonra Fren Boşaltma İşleminin Atlanması

Fren hidroliği devresi her açıldığında hava girebilir. Hava sıkıştırılabilir, fren hidroliği sıkıştırılamaz. Arka devredeki küçük bir hava kabarcığı bile süngerimsi bir pedala ve tutarsız arka fren tepkisine neden olacaktır. Valf değişiminden sonra ana silindirden en uzaktaki tekerlekten başlayarak tam fren havasının alınması zorunludur.

Temel Nedeni Ele Almamak

Sıkışan veya sızdıran bir valf genellikle ihmal edilen fren hidroliğinin bir belirtisidir. Eski, nem yüklü sıvıyı yıkamadan valfi değiştirmek, sistemde aşındırıcı sıvı bırakır. Yeni valf kısa süre içerisinde aynı mekanizma ile arızalanacaktır. Herhangi bir valf değişimine, belirtildiği gibi taze DOT 3 veya DOT 4 sıvısı kullanılarak fren hidroliğinin tamamen yıkanması eşlik etmelidir.

Performans Yapıları İçin Oranlama Valfini Atlamak

Bazı performans ve yarış uygulamaları, fabrikadaki oranlama valfını, ayarlanabilir bir fren öngerilim çubuğu lehine kasıtlı olarak kaldırır veya atlar. Bu, sürücüye önden arkaya fren ayrımı üzerinde doğrudan kontrol sağlar. Deneyimli sürücülerin ve kontrollü koşulların olduğu bir pistte bu meşru bir kurulumdur. Halka açık bir yolda tehlikelidir. Oranlama valfinin uygun şekilde kalibre edilmeden bir cadde taşıtından çıkarılması, önemli bir güvenlik mekanizmasını ortadan kaldırır ve birçok yargı alanında yasal bir ihlal teşkil edebilir.

Oranlamanın ABS ve Modern Fren Sistemleriyle Etkileşimi

ABS ile donatılmış araçlarda oranlama valfi ile ABS modülatörü arasındaki ilişkinin açıkça anlaşılması gerekir. ABS, fren basıncını hızlı bir şekilde uygulayarak tekerleklerin kilitlenmesini önler; belirli bir tekerlekteki basıncı serbest bırakabilir ve yeniden uygulayabilir. Saniyede 15 ila 20 kez . Bu, ABS donanımlı bir araçta arkadan büyük kilitlenme olasılığını çok daha düşük hale getirir ve bu da şu soruyu gündeme getirir: Oranlama valfi hala önemli mi?

Cevap birkaç nedenden dolayı evet:

• ABS ancak tekerlek kaymaya başladıktan sonra devreye girer. Oranlama valfi hareketi önleyicidir; herhangi bir kayma meydana gelmeden önce aşırı arka basıncı önler.
• Kaygan yüzeylerde ABS ve oranlama birlikte çalışır. Oranlama valfi, ABS'nin arka tekerleklere müdahale etme ihtiyacını azaltır, bu da çekişin düşük olduğu yüzeylerde durma mesafesini azaltır.
• Bazı ABS sistemleri, Elektronik Fren Gücü Dağıtımını, mekanik valfin tamamen değiştirilmesi olarak değil, tamamlayıcı bir işlev olarak içerir. Mekanik valf, ABS modülünün veya kabloların arızalanması durumunda arıza korumalı davranış sağlar.

EBD'nin mekanik orantı valfinin tamamen yerini aldığı araçlarda, ABS/EBD sistemindeki bir arıza arka fren dengesini etkileyebilir. ABS uyarı ışıklarının göz ardı edilmemesinin bir nedeni de budur; bir ABS arızası, gözle görülür fren belirtileri olmasa bile frenleme dengesini bozabilir. ABS modülü bu tür araçlarda arızalandığında, sistem genellikle kilitlenmeyi önlemek için diğer güvenlik marjlarına dayanarak tüm tekerleklere varsayılan olarak tam, modüle edilmemiş fren basıncı uygular.

Araç Kategorilerine Göre Oranlama Valfi Özellikleri

Farklı araç kategorileri, önemli ölçüde farklı oranlama valfi kalibrasyonları gerektirir. Aşağıdaki tablo tasarım parametrelerinin araç tipine göre nasıl değiştiğini göstermektedir:

Bu sayılar üreticiler ve belirli modeller arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. Değerler, herhangi bir araç için referans spesifikasyonları olarak hizmet vermekten ziyade tasarım parametrelerinin aralığını göstermeyi amaçlamaktadır.

Güvenlik Açısından Doğru Arka Fren Dengesi Neden Önemlidir?

Frenleme sırasında arka tekerleğin kilitlenmesi, bir sürücünün yaşayabileceği en istikrarsızlaştırıcı olaylardan biridir. Ön tekerlekler dönmeye devam ederken arka tekerleklerin dönmesi durduğunda araç yön dengesini kaybeder. Arka uç, direksiyon hareketinden bağımsız bir yol izler; momentum onu ​​nereye götürürse oraya gider. Otoyol hızlarında bu, saniyeden çok daha kısa bir sürede tam bir dönüşe yol açabilir.

Trafik güvenliği kuruluşları tarafından yapılan araştırmalar, fren kaynaklı arka kilitlenmenin, kontrol kaybı kazalarının önemli bir bölümünde katkıda bulunan bir faktör olduğunu sürekli olarak göstermiştir. Oranlama valfi bu spesifik arıza moduna karşı pasif, mekanik bir korumadır. Etkinleştirilmesi için sürücü becerisi gerektirmez, çalışması için hiçbir elektronik cihaz gerektirmez ve fren sistemine göz ardı edilebilecek kadar karmaşıklık katar.

Oranlama valfinin - çoğu sürücünün asla düşünmediği gösterişsiz bir bileşen olmasına rağmen - otomotiv fren valfi devresindeki güvenlik açısından en kritik donanımlardan biri olmasının nedeni budur. Düzenli fren hidroliği bakımıyla birlikte onu iyi çalışır durumda tutmak, sağladığı korumaya kıyasla çok az maliyetlidir.

Bir aracın fren sisteminde değişiklik yapan (fren balatası bileşenlerini değiştiren, arka kampanadan diske geçiş yapan, araç ağırlığını önemli ölçüde değiştiren) herkes için oranlama valfi kalibrasyonunun yeniden gözden geçirilmesi gerekir. Örneğin, orijinal olarak arka kampanalara sahip bir araçtaki arka disk dönüşümü, farklı bir oranlama valfi gerektirir çünkü disk frenler, aynı hidrolik basınç için kampanalı frenlerden daha fazla sıkma kuvveti üretir. Orijinal tambur kalibreli valfin arka disklerle birlikte kullanılması, diğer tüm bileşenler doğru şekilde çalışsa bile sert duruşlarda arka frenin kilitlenmesine neden olacaktır.