油圧ブレーキ システムを備えた車両では、メイン ブレーキ シリンダーとホイール ブレーキ シリンダーが重要な役割を果たします。この記事では、ブレーキシリンダーとは何か、シリンダーの種類、配置と機能、およびこれらの部品の正しい選択、メンテナンス、修理について説明します。
ブレーキシリンダーの機能、種類、特徴
ブレーキシリンダは、油圧駆動車両のブレーキシステムの制御装置およびアクチュエータの総称です。設計と目的が異なる 2 つのデバイスがあります。
• ブレーキマスターシリンダー (GTZ)。
• ホイール（作動）ブレーキシリンダー。
GTZはブレーキシステム全体の制御要素であり、ホイールシリンダーはホイールブレーキを直接作動させるアクチュエーターです。
GTZ はいくつかの問題を解決します。
・ブレーキペダルからの機械力を、アクチュエータを駆動するのに十分な作動流体の圧力に変換する。
• システム内の作動流体のレベルを一定に保つ。
• 気密性の低下、漏れ、その他の状況が発生した場合でもブレーキの性能を維持します。
・運転を容易にする（ブレーキブースター付）。
スレーブシリンダーには、車両にブレーキをかけたときのホイールブレーキの駆動という重要な機能が 1 つあります。また、これらのコンポーネントは、車両が放されたときに GTZ を部分的に元の位置に戻します。
シリンダーの数と位置は、車の種類と車軸の数によって異なります。ブレーキマスターシリンダーは 1 つですが、複数のセクションに分かれています。作動シリンダーの数は、ホイールの数と同じか、2 倍または 3 倍にすることができます (ホイールに 2 つまたは 3 つのシリンダーを取り付ける場合)。
GTZ へのホイール ブレーキの接続は、車両駆動のタイプによって異なります。
後輪駆動車の場合:
• 最初のサーキット - 前輪。
• 2 番目の回路は後輪です。
自動車のブレーキシステムの模式図
組み合わせた接続が可能です。各前輪に 2 つの作動シリンダーがあり、そのうちの 1 つが最初の回路に接続され、2 つ目は 2 番目の回路に接続され、後輪ブレーキと連動して動作します。
前輪駆動車の場合:
• 最初のサーキット - 右前輪と左後輪。
• 2 番目のサーキット - 左前輪と右後輪。
他のブレーキ構成も使用できますが、上記の方式が最も一般的です。
ブレーキマスターシリンダーの設計と動作原理
マスターブレーキシリンダーは回路（セクション）数に応じて2つのグループに分けられます。
• 単一回路。
・二重回路。
単回路シリンダーは現在ではほとんど使用されておらず、一部の古い車で見られます。現代の車の大部分にはデュアルサーキット GTZ が装備されています。実際、これらは 1 つのボディに 2 つのシリンダーがあり、自動ブレーキ回路で動作します。デュアルサーキットブレーキシステムは、より効率的で信頼性が高く、安全です。
また、マスターシリンダーはブレーキブースターの有無に応じて 2 つのグループに分けられます。
• アンプなし。
●バキュームブレーキブースター付です。
最近の自動車には、統合された真空ブレーキブースターを備えた GTZ が装備されており、制御が容易になり、システム全体の効率が向上します。
メインブレーキブースターの設計はシンプルです。これは鋳造された円筒形の本体に基づいており、その中には 2 つのピストンが順番に取り付けられており、作動セクションを形成しています。フロントピストンはロッドによってブレーキブースターまたはブレーキペダルに直接接続されていますが、リアピストンはフロントピストンとしっかりと接続されておらず、それらの間には短いロッドとスプリングがあります。シリンダーの上部、各セクションの上にはバイパスおよび補償チャネルがあり、各セクションから 1 つまたは 2 つのパイプが出て、作業回路に接続されます。ブレーキフルードリザーバーはシリンダーに取り付けられており、バイパスチャンネルと補償チャンネルを使用してセクションに接続されています。
GTZ は次のように機能します。ブレーキペダルを踏むと、フロントピストンが移動し、補償チャネルをブロックします。その結果、回路が密閉され、回路内の作動流体の圧力が増加します。圧力の増加により後部ピストンが移動し、補償チャネルも閉じて作動流体が圧縮されます。ピストンが動いているとき、シリンダー内のバイパスチャネルは常に開いたままであるため、作動流体はピストンの後ろに形成されたキャビティを自由に満たします。その結果、ブレーキシステムの両方の回路の圧力が増加し、この圧力の影響でホイールブレーキシリンダーが作動してパッドを押し、車両は減速します。
ペダルの脚が取り外されると、ピストンは元の位置に戻ろうとします (これはスプリングによって提供されます)。また、作動シリンダーを圧縮するパッドのリターン スプリングもこれに寄与します。ただし、バイパス チャネルを介して GTZ のピストンの後ろのキャビティに作動流体が流入しても、ピストンが即座に元の位置に戻ることはありません。これにより、ブレーキの解除がスムーズになり、システムがより確実に動作します。開始位置に戻ると、ピストンが補償チャネルを開き、その結果、作動回路内の圧力が大気圧と比較されます。ブレーキペダルを放すと、リザーバーからの作動液が自由に回路に入り、漏れなどによる液量の減少を補います。
ブレーキマスターシリンダーの設計により、回路の 1 つで作動液が漏れた場合でもシステムの操作性が保証されます。一次回路で漏れが発生した場合、二次回路のピストンは一次回路のピストンから直接駆動されます。このために特別なロッドが提供されます。2 番目の回路で漏れが発生した場合、ブレーキ ペダルを踏むと、このピストンがシリンダーの端に止まり、1 次回路の液圧が増加します。どちらの場合も、ペダルストロークが増加し、ブレーキ効率がわずかに低下するため、できるだけ早く誤動作を解消する必要があります。
バキュームブレーキブースターもシンプルなデザインです。それは密閉された円筒形の本体をベースにしており、膜によって後部の真空と前部の大気の 2 つの部屋に分割されています。真空チャンバーはエンジンのインテークマニホールドに接続されているため、内部は減圧されます。大気室は真空と流路で接続されており、大気にも接続されています。チャンバーはダイアフラムに取り付けられたバルブによって分離され、ロッドがアンプ全体を貫通し、一方ではブレーキペダルに接続され、もう一方ではブレーキマスターシリンダー上にあります。
アンプの動作原理は次のとおりです。ペダルが踏まれていない場合、両方のチャンバーがバルブを介して連通し、それらのチャンバー内に低圧が観察され、アセンブリ全体が動作不能になります。ペダルに力が加えられると、バルブがチャンバーを切り離し、同時に前チャンバーを大気と接続します。その結果、チャンバー内の圧力が増加します。チャンバー内の圧力差により、ダイアフラムは真空チャンバーに向かって移動する傾向があり、これによりステムに追加の力が生じます。このようにバキュームブースターはペダルを踏む際の抵抗を軽減し、ブレーキコントロールを容易にします。
ホイールブレーキシリンダーの設計と動作原理
ブレーキスレーブシリンダーは 2 つのタイプに分けられます。
・ドラムホイールブレーキ用。
・ディスクホイールブレーキ用。
ドラムブレーキのスレーブシリンダーはパッドの間に取り付けられる独立した部品であり、ブレーキ時に確実に伸びます。ディスク ブレーキの作動シリンダーはブレーキ キャリパーに統合されており、ブレーキ中にパッドの圧力をディスクに与えます。これらの部品には構造的に大きな違いがあります。
最も単純なドラムブレーキのホイールブレーキシリンダーは、端からピストンが挿入されたチューブ（鋳造体）であり、その間に作動流体のための空洞があります。ピストンの外側にはパッドと接続するためのスラスト面があり、汚染を防ぐためにピストンは弾性キャップで閉じられています。外側にはブレーキシステムに接続するための金具もあります。
ディスクブレーキのブレーキシリンダーは、O リングを介してピストンが挿入されるキャリパー内の円筒状の空洞です。ピストンの裏側には、ブレーキシステムの回路に接続するためのフィッティングを備えたチャネルがあります。キャリパーには、異なる直径の 1 ～ 3 つのシリンダーを含めることができます。
ホイールブレーキシリンダーは簡単に作動します。ブレーキをかけると回路内の圧力が上昇し、作動油がシリンダーキャビティに入りピストンを押します。ドラムブレーキシリンダーのピストンは反対方向に押され、それぞれが独自のパッドを駆動します。キャリパーのピストンはキャビティから出てきて、パッドをドラムに（直接的または間接的に、特別な機構を通じて）押し付けます。ブレーキが停止すると、回路内の圧力が減少し、ある時点でリターン スプリングの力がピストンを元の位置に戻すのに十分な力になり、車両が解放されます。
ブレーキシリンダーの選定・交換・メンテナンス
問題の部品を選択するときは、自動車メーカーの推奨事項に厳密に従う必要があります。異なる型式・型式のシリンダを装着するとブレーキが劣化する場合がありますのでご遠慮ください。
マスターシリンダーとスレーブシリンダーは運転中、特別なメンテナンスを必要とせず、長年にわたって問題なく使用できます。ブレーキやシステム全体の機能が低下した場合は、シリンダーを診断し、故障の場合はシリンダーを交換する必要があります。また、リザーバータンク内のブレーキフルードのレベルを定期的に確認し、必要に応じて補充する必要があります。
投稿日時: 2023 年 8 月 21 日