ブレーキシステム油圧＆トップヒント

油圧の歴史、ブレーキシステムの油圧、油圧システムの性能とペダルと油圧の比

油圧の歴史

水力学という用語は、水とパイプを指す2つの別々のギリシャ語から来ています。紀元前6世紀にかけて、水の挙動とパイプを通る流れが研究されました。

近代的な油圧学の父はフランスの数学者、Blaise Pascal（1623 - 1662）です。パスカルはパスカルの法則を確立し、パスカル（Pa）のSI単位の名前を付けました。

パスカルの法則は、「静止している閉鎖された流体中の任意の点における圧力の変化は、流体中のすべての点に無駄なく伝達される」と述べている。パスカルの1646年のバレル実験では、長い垂直パイプを持つバレルの上端に取り付けました。このバレルは、それを満たすのにかかる流体の圧力を含む問題はないが、バレルに取り付けられたチューブ内の流体の重量による付加的な圧力は、圧力の増加のために最終的に漏れる。

数学的に、パスカルは、この流体の柱に起因する圧力の量は、柱の高さと流体の密度の関数であることを見出した。その後、様々なサイズのピストンと管径を持つ水で満たされたU字管を用いた後の実験では、油圧プレスの発明が導かれました。

ブレーキシステム油圧

車両の油圧ブレーキシステムはマスタシリンダで始まり、キャリパーで終わります。マスターシリンダーはブレーキラインとキャリパーの圧力を設定します。ブレーキペダルとして知られている機械式レバーは、運転者の足からの機械的な力入力を受け入れる。

この力によってプッシュロッドがピストン組立体をマスタシリンダ内に押し込む。マスタシリンダは油圧ブレーキシステム内の圧力を増加させる。この圧力の増加は、ブレーキパッドをロータに圧迫するためにキャリパーに付加的な力を及ぼす。

油圧ブレーキ液を運ぶブレーキシステムのどの部分もブレーキ油圧システムの一部です。これには、マスタシリンダ、ハードブレーキライン、比例バルブ、フレキシブルブレーキライン、レースカーバイアスペダルボックス、キャリパーが含まれます。

レースカー油圧システムの性能

車両のマスタシリンダ、ブレーキライン、またはキャリパーを変更したことがある場合は、ブレーキの油圧システムに閉じ込められた空気がその性能にどのように影響するかをよく知っているでしょう。単に作動しないスポンジペダルまたはブレーキは、通常、空気が油圧システムに入る結果です。システムから空気を除去するためにシステムが適切に出血すると、油圧装置の機能が回復します。

ブレーキフルードとその非圧縮性はシステム全体の圧力上昇を伝達する優れた仕事ですが、空気は単純に圧縮し、ペダルに掛かる力を伝達しません。

今日の車両の大半は油圧システムにABSシステムを組み込んでいるため、システム製造元の推奨に従うことが重要です。ほとんどの場合、マスターシリンダーから最も遠いキャリパーで出血が開始されます。吸引式ブリーダーを使用すると、ブレーキシステムから頑強なエアーポケットを取り除くのに役立ちます。

油圧比

工場車両では、エンジニアのグループが、ドライバーにとって望ましいペダルの移動量とペダル抵抗の正確な量を決定します。マスターシリンダーのボアサイズ、ペダル比、およびキャリパーのピストンの総ピストン面積を変えることによって、エンジニアはペダルの全移動とペダルの操作を確立します。

OEMシステムが正常に動作するには、ABSシステムのアクティベーションが正常に機能しているシステムの床から数インチ離れたところにある程度の時間がかかります。長いペダルの移動は、モジュレーションを最大にしながら（制動の程度を変化させる能力）努力を最小限に抑えます。

レースの用途では、ペダルの移動距離を短くして、完全な制動力をより早く得ることができるようにすることが望ましいかもしれない。これを達成する1つの方法は、マスタシリンダを大きなピストンおよびボア領域を特徴とする交換用に変更することである。これによりペダルの移動量は減少しますが、モジュレーションの減少と労力の増加の犠牲のもとに行われます。

もちろん、制動システムにはいくつかのタイプのアシスト（真空または電気）があり、ペダルの踏み込み量の増加を完全には明らかにしないかもしれません。逆にボアの小さいマスタシリンダに変更すると、ペダルの移動量が増え、作業量が減少し、モジュレーションが改善されます。

Motorsport Tech Session - トップヒント

ペダルの踏み込み量は、液圧ブレーキシステムで生成される圧力の量に正比例し、ピーク圧力は600psiから1200psiに達する。

ピーク圧力に達するためには、マスターシリンダーで約25〜35mmのストロークが必要です。

マスタシリンダのボア径、ペダル比、すべてのキャリパーピストンの総面積、ブレーキシステム内の圧力は、すべてペダルの力に影響します。

これらは、ピーク圧力に達するのに必要な移動量にも影響する。

ペダルの努力を増やすには：

マスタシリンダ径を大きくするロワーペダル比を選ぶ

ブレーキアシストの削除または減少

ペダリングの努力を減らす：

マスターシリンダーの直径を小さくする高いペダル比を選択

ブレーキアシストを追加または増やします。

ブレーキシステムのライン圧には、ペダルの踏力、ペダル比、マスタシリンダの内径の3つの要因が影響します。

脚からペダルまでの力は約100〜150ポンドです。

ペダル比はこの努力を倍増させます。

例えば、5.2：1のペダル比は、100ポンドのペダル力に520ポンドの力を掛けてマスターシリンダに入る。 13/16の穴（面積= 0.5185）の場合、システム内の圧力は520 / 0.5185または1003 psiになります。

マスターシリンダーボア径を大きくする場合：

ペダルの操作を増やす

トータルペダルトラベルを減らす

マスタシリンダへのプッシュロッドストロークの減少は、所定のペダル力に対するライン圧力を減少させる

マスターシリンダーボアの直径を小さくする場合：

ペダルの努力を減らす

トータルペダルトラベルを増やす

マスタシリンダへのプッシュロッドストロークを増加させ、所定のペダル力に対するライン圧力を増加させる