Toyota Motor Italia S.p.A. Principi base dei sistemi frenanti.

Toyota Motor Italia S.p.A.

Principi base dei sistemi frenanti


Fondamenti

Cosa accade in frenata?


Fondamenti

Cosa accade in curva?


Accelerazione/decelerazione (marcia in rettilineo)

TRC

ABS

Limite Fisico F = m x a < l x m x g

Decelerazione

Accelerazione

Zona di Zona di stabilitàstabilità

F = m x a

F = m x a


Accelerazione laterale (marcia in curva)

TRC

ABS

Decelerazione

Accelerazione

Zona di Zona di stabilitàstabilità

F = m x a

F = m x a

VSC VSC CurvaCurvaFc = m x v2/r

Limite Fisico F = m x v2/r < l x m x g


Riferimenti

Slittamento:

– S=(vV-vW)/ vV

– Dove:• S=Slittamento• vV=velocità veicolo• vW=velocità ruote

Decelerazione:

– a=(v1-v2)/t

– Dove:• a=decelerazione• v1=velocità iniziale• v2=velocità finale t=tempo impiegato per

passare da v1 a v2


Slip = v vehicle – v wheel . 100%

v vehicle

Coefficiente d’attrito (marcia in rettilineo)

Rotolamento Bloccaggio

InstabileStabile

Forza frenante:

Fb= b.m.g

Slip = 10÷30% Fb = max.

Coe

ffice

nte

di a

ttrito

in fr

enat

a b

Rapporto di slittamento (%)0 20 40 60 80 100

Asfalto asciutto

Asfalto bagnato

Ghiaccio

10 30

Intervallo di slittamento tollerato dall’ABS


Co

effi

cien

te d

’att

rito

Attrito di Attrito di rotolamentorotolamento

Slit

tam

ento

cri

tico

Coefficiente di attrito (longitudinale)

1,0

0,5

00 20 40 60 80 100

max

s

-40%

Attrito di slittamentoAttrito di slittamento

Slittamento di deformazione

Fr = r.m.g

Slittamento di scorrimentoFs = s.m.g

Slittamento longitudinale


Coefficiente d’attrito (marcia in curva)

Forza di aderanza laterale:

Fs= s.m.g

Slip* = 0% s = max. Fs = max.

Slip* = 100% s = 0 Fs = 0

*riferito allo slittamentolongitudinale

Coe

ffici

ente

d’a

ttrito

in c

urva

s

Coe

ffice

nte

di a

ttrito

in fr

enat

a b

0 20 40 60 80 100

Intervallo di slittamento tollerato dall’ABS

Ghiaccio

Asfalto asciutto

Asfalto bagnato

Rapporto di slittamento (%)


Cerchio di Kamm

Direzione di marcia teorica

FS (forza laterale)

FR (forza risultante)FB (

forz

a fe

nan

te)

Mas

sim

a tr

azio

ne o

m

assi

ma

forz

a fr

enan

te

Fmax

Limite di aderenza del pneumatico

Fmax= maxxmxg

max al 20% dello slittamento


Cerchio di KammDirezione di marcia teorica

FS (forza laterale)F

B (

forz

a fe

nan

te)

Mas

sim

a tr

azio

ne o

m

assi

ma

forz

a fr

enan

te

Fmax

Limite di aderenza del pneumatico

Fd max, Fb max ≠ Fs max

FR (forza risultante)

Max forza di aderenza laterale


Cerchio di Kamm

Dal momento che la forza laterale (FS), la forza frenate (FB) e la trazione sono diverse, il cerchio di Kamm diventa un’ellisse.

Es. dati:– m=1500kg (massa veicolo) =0,2 (coefficiente d’attrito)– r=100m (raggio di curvatura)– FB=2300N (forza frenante)– k1=10% (massimo slittamento longitudinale)– Angolo di deriva?


Cerchio di Kamm

Soluzione:

– Fmax= m x g x x k (in direzione longitudinale)• = 1500 x 9,81 x 0,2 x 1=2.943N

– FS = m x v2/r• = 1500 x (40/3,6)2/100=1851N

– L’angolo di deriva ricavato dal diagramma successivo è di 56°


Forza frenante Fb (N)

Forza traente Fd (N)

(°): angolo di deriva

1000

2000

3000

3000

2000

1000

1 2 3 4 5 6 70

1

2

357

10Brake slip (%)

For

za lo

ngitu

dina

le (

N)

2300

Forza lateraleFs (N)

100

0

200

0

300

0

185

1

Forza risultante Fr

Fs

Fb

%100 Slip

vehicle

wheelvehicle

v

vv

Deriva

Curva Sx

Circle of Kamm


Distanza di arresto


Distanza di arresto (2)


Sistemi frenanti

Pompa freni

– Tipo Lockheed, tipo Portless– Servo freno idraulico

Sistemi di ripartizione della forza frenate

– Valvola “P”, valvola LSPV– EBD: Sistema di distribuzione elettronica della forza

frenante (Electronic Brake force Distribution)


Pompa freni – Tipo Lockheed



Pedale dei freni rilasciato:

Il liquido freni scorre nella vaschetta attraverso la porta di compensazione

La porta di compensazione assorbe anche eventuali cambiamenti di volume del liquido freni dovuti a variazioni di temperatura


Pompa freni – Tipo Portless


Servo-freno idraulico



Funzionamento



Aumento della pressione (bassa pressione)



Aumento della pressione (alta pressione)



Mantenimento della pressione



Riduzione della pressione



Nessuna pressurizzazione


Valvola di ripartizione

Tipo: proporzionale



Valvola tipo P



Valvola tipo LSP


Electronic Brake-force Distribution

Il ripartitore elettronico della forza frenante (EBD) è un software che sostituisce la valvola “P” e garantisce:

– Maggior precisione (la pressione varia come la curva caratteristica ideale)

– Adattamento alle diverse condizioni di carico del veicolo– Ripartizione della forza frenante tra destra e sinistra


Assistenza

Liquido DOT 4 Secco Umido

Castrol LMA DOT4 230°C 155°C

ATE super blue racing 280°C 200°C

ATE typ 2000 280°C 200°C

Motul racing 600 307°C 216°C

Castrol SRF 310°C 270°C

Secco: quantità d’acqua < al 3%

Umido: quantità d’acqua > del 3%


Grazie

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