おかえりなさい ギアヘッド101 —自動車の新人のために車がどのように機能するかの基本に関するシリーズ。
Gearhead 101をフォローしている場合は、自動車のエンジンがどのように機能するか、エンジンが駆動列を介して生成する動力をどのように伝達するか、手動または自動変速機がエンジンと駆動列の間の一種の動力交換機としてどのように機能するかを知っています。
今日は、1日に何百回も使用する自動車システムについて説明します。このシステムに障害が発生すると、死亡したり、重傷を負ったりする可能性があります。
私はあなたのブレーキについて話している。
車のブレーキの物理学は非常に単純です。車の速度を落とし、停止させるために、ブレーキシステムは、ブレーキによって車輪に加えられる摩擦によって、運動エネルギー（車輪の動き）を熱エネルギーに変換します。車輪のすべての運動エネルギーがブレーキによって熱エネルギーに変換されると、車は停止します。
とてもシンプルです。
しかし、この熱エネルギーへの動きの猫の皮を剥ぐには2つの異なる方法があり、他のいくつかの部分で両方を機能させることができます。
ブレーキペダル。 あなたはブレーキペダルに精通しています。これは、車の速度を落としたり停止したりするために足で押すレバーです。最近のほとんどの車のブレーキペダルはに接続します。 。 。
ブレーキブースター。 今日、ほとんどの車両には「パワーブレーキ」と呼ばれるものがあります。パワーブレーキは、ペダルを踏むことで発生する力を増加させます。この力は、ブレーキシステムの残りの部分に適用されます。つまり、車を減速または停止させるために、あまりにも多くの労力をかけてブレーキペダルを踏む必要はありません。ブレーキブースターは、パワーブレーキ、パワーブレーキを作るものです。
ブレーキブースターには2つのタイプがあります：バキュームアシストブースター および油圧アシストブースター 。バキュームアシストブースターは、エンジンからのエアインテークを使用してバキュームを作成します。この真空は、ペダルを踏んだときに発生する力を増幅します。この力は、マスターシリンダーのピストンに適用されます（これについては後で詳しく説明します）。油圧アシストブースターは、車のパワーステアリングからの油圧を使用して、マスタシリンダーへの力を増加させます。
だからあなたはブレーキペダルを踏む。そのアクションによって生成された力は、ブレーキブースターによって増幅されます。ブレーキブースターはその力をに伝達します。 。 。
マスタシリンダー。 車のボンネットの下を見たことがあれば、おそらくマスタシリンダーを見たことがあるでしょうが、それがそれと呼ばれていることを知りませんでした。マスタシリンダーはあなたの車のブレーキフルードを保持します。ブレーキフルードはブレーキラインを通って車の各ホイールに流れます。ブレーキペダルを踏むと、エネルギーがブレーキブースターによって増幅されます。ブレーキブースターは、マスターシリンダー内のピストンを動かし、マスターシリンダーから各ホイールにつながるブレーキラインにブレーキフルードを押し込みます。次に、液体が車輪のブレーキを作動させます。
マスタシリンダーは、4つのブレーキすべてに等しい油圧パワーが送られることを保証します。一方のブレーキがもう一方のブレーキよりも大きな力を得ると、ブレーキ圧が不均一になり、安全でない減速または停止が発生します。右の車輪が左の車輪よりも速く減速した場合、車に何が起こるか想像してみてください。フィッシュテールをしたり、車をひっくり返したりします。
最新のマスタシリンダーのほとんどは2つのリザーバーに分割されており、それぞれにブレーキフルードが充填されています。これはデュアルブレーキシステムと呼ばれます 。フロントブレーキまたはリアブレーキのいずれかに漏れや液体ブロックがある場合、フェイルセーフとして機能します。
後輪駆動車では、マスタシリンダーの1つのリザーバーに前輪につながるラインがあります。もう一方のリザーバーには、後輪につながるラインがあります。前輪につながるラインで漏れが発生した場合でも、リザーバーから後輪に液体が流れます。
前輪駆動車は、斜めに分割された油圧システムを使用しています。これは、前輪駆動車では、フロントブレーキがブレーキの90％を実行するためです。前輪駆動車で両方のフロントブレーキが切れた場合、減速して停止するのは非常に困難です。漏れや詰まりが発生した場合に車を停止させるフロントブレーキが少なくとも1つあることを確認するために、右前輪と左後輪は一緒に結ばれ、左前輪は右後輪と一緒に結ばれます。
もちろん、両方の場合 リザーバーとそこから出ているブレーキラインが漏れているかブロックされているため、どのブレーキも機能しません。それがいわゆる壊滅的なブレーキの故障です。
ブレーキライン。 ブレーキラインは、マスタシリンダーから出て、車のホイールにある4つのブレーキのそれぞれにつながる鋼管です。ブレーキラインは、ブレーキフルードをドラムブレーキまたはディスクブレーキのいずれかに移送します。流体からの圧力がブレーキを作動させます。
ドラムブレーキ。 車に使用されるブレーキ装置には、ドラムブレーキとディスクブレーキの2種類があります。ドラムブレーキは1900年から車に搭載されており、現在でも使用されています。ドラムブレーキはホイールに取り付けられています。ドラムの内側には、ブレーキシューと呼ばれる2つの耐熱パッドが含まれています。ブレーキペダルを踏むと、ブレーキフルードがドラムブレーキのホイールシリンダーに入ります。 次に、流体はホイールシリンダー内の2つの小さなピストンを作動させ、ブレーキシューを押し出し、ブレーキドラムに押し付けます。パッドはドラムを遅くし、ドラム（ホイールに取り付けられている）はホイールを遅くします。
ドラムブレーキの利点はいくつかあります。製造と修理が安価で、作動に必要な油圧が少なく、ディスクブレーキよりも長持ちします。
前述のように、ドラムブレーキは今日でも自動車に使用されています。車にドラムブレーキが付いている場合、通常は車両の後輪にあります。
ディスクブレーキ。 ドラムブレーキの欠点の1つは、自己完結型であるということです。ブレーキパッドの摩擦によって発生する熱は、ドラムブレーキの内部に留まります。激しい条件と頻繁なブレーキングの下で、ドラムブレーキは本当に、本当に熱くなることがあります。ブレーキが熱くなりすぎると、車の速度を落とすのに必要な摩擦を発生させることができなくなります。
その問題を解決するために、エンジニアはディスクブレーキを開発しました。
ディスクブレーキは非常に簡単な方法で作動します。ブレーキペダルを踏むと、ブレーキフルードがディスクブレーキのピストンに送られます。ピストンにより、キャリパーがディスクまたはローターを圧迫します。キャリパー内のパッドが摩擦を発生させ、車の速度を低下させます。
ドラムを押して車の速度を落とす代わりに、ディスクブレーキにあるキャリパーがブレーキパッドをで押し込みます。 ホイールに取り付けられた金属ディスクに向かって。キャリパーで押し込むと、ブレーキが効くようになります。まず、それはあなたがより多くの圧力を作り出すことを可能にし、それは摩擦を増やすのを助けます。第二に、ディスクブレーキの設計はオープンです。ブレーキはドラムの内側にはありません。これにより、空気がそれらをはるかに迅速に冷却することができ、摩擦も増加します。最後に、この設計によりブレーキパッドの表面積を増やすことができ、これも摩擦を増やすのに役立ちます。
ディスクブレーキは1951年にレースカーで最初に使用されました。1955年に、それらは大量生産された車に現れ始めました。 1980年代までに、ほとんどの車は少なくとも前輪にディスクブレーキを使用していました。
あなたがブレーキをかけるとき、すべての勢いが前輪に向かっているので、あなたの前輪は車を止めるのにほとんどの仕事をします。前輪がほとんどのブレーキングを行うため、メーカーはドラムブレーキよりもブレーキングの方が優れているため、前輪にディスクブレーキを取り付けています。
それでは、ブレーキシステムのすべての部品をまとめましょう。
ブレーキペダルを踏みます。これによりブレーキブースターが作動し、ブレーキペダルからの力が増幅されます。その力はマスタシリンダーに伝達されます。マスタシリンダーのピストンがブレーキフルードをブレーキラインから各ホイールに押し出します。
ホイールにドラムブレーキがある場合、ブレーキフルードがホイールシリンダー内のピストンと噛み合い、別のピストンが作動してブレーキパッドがブレーキドラムに押し付けられます。車が減速または停止します。ブレーキペダルを離すと、ブレーキフルードがマスタシリンダーに逆流し、ブレーキが解除されます。
ホイールにディスクブレーキがある場合、ブレーキフルードがピストンを作動させ、ブレーキパッドのあるキャリパーがホイールに取り付けられたディスクまたはローターに押し付けられ、車の速度が低下します。ブレーキペダルを放すと、ブレーキフルードがマスタシリンダーに逆流し、ディスクブレーキのキャリパーが再び開きます。
それは、一言で言えば、あなたの車のブレーキがどのように機能するかです。
ちょっと待って 。 。 。もっとあります。あなたの車にはアンチロックブレーキ（ABS）が付いている可能性があります。 ABSの前は、ブレーキを踏むと車輪が完全に止まりました。彼らは閉じ込められました。これにより、タイヤが滑ってしまいました。横滑りタイヤは、車を操縦するための制御をほとんどまたはまったく提供しません。したがって、1950年に車を運転していて、通りの真ん中に飛び出した子供にぶつからないように急にブレーキを踏まなければならなかった場合でも、前方に滑って車を操縦することはできません。左か右。古い車でブレーキを使用したときに横滑りを避けたい場合は、ブレーキを繰り返しポンプでくみ上げる必要があります（ホイールを繰り返し解放してロックするため）。これは言うよりも簡単です。
タイヤの横滑りを防ぐために、ABSは各ホイールの近くにあるコンピューターとセンサーを使用してホイール速度を監視します。ブレーキペダルに強い圧力を加えると、ABSシステムは各ホイールの速度を個別にチェックします。一方のホイールが他のホイールよりも遅くなっている場合は、そのホイールがロックされている可能性があります。そのため、ABSシステムはそのブレーキに送られる油圧を減らし、ブレーキが再び回転できるようにして、横滑りを防ぎ、ステアリング制御を維持できるようにします。
ブレーキペダルを踏むとブレーキが脈動するのを感じることができるので、ABSが機能していることがわかります。心配しないでください。圧力をかけ続けます。 ABSを搭載した車にブレーキをかけたくない場合は、ブレーキが適切に機能しません。
新しい車を購入するときは、ABSシステムの感触をつかむことをお勧めします。そうすれば、初めて車を操作したときに少しびっくりすることはありません。これを行うには、雨や雪が降ったときに空いている駐車場を運転し（少し滑る可能性があります）、ブレーキを踏むことでこれを行うことができます。