Brake Systems

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    27-Oct-2014

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<p>Table of Contents Brake SystemsSubject Page</p> <p>Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Shop Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Asbestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 OSHA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Basic Safety Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Eye Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Clothing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Fundamentals of Braking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 Heat / Kinetic Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 Vehicle Kinetic Energy Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 Friction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Coefficient of Friction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Surface Effects on Maximum Deceleration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Brake Pad Edge Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Swept Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Weight Transfer &amp; Weight Bias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Brake Fade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Mechanical Fade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Lining Fade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Gas Fade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Water Fade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Brake System Hydraulics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Hydraulic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Pascals Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Compressibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Hydraulic Pressure vs. Working Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 Hydraulic Transfer of Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 Brake Fluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 Brake Fluid Boiling Points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Brake Fluid Grades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 DOT 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 DOT 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 DOT4 ESL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 DOT 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 DOT 5.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21Initial Print Date: 10/11 Revision Date:</p> <p>Subject</p> <p>Page</p> <p>Hydraulic Brake Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 Tandem Hydraulic Brake Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 Brake Proportioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Electronic Brake Proportioning (EBV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Brake Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Power Brake Booster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Master Cylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Brake Lines &amp; Hoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Solid Brake Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Flexible Brake Hoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Brake Calipers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Floating Caliper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Fixed Caliper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Brake Discs (Rotors) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Solid Disc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Ventilated Disc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Floating Disc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Cross Drilled Disc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Brake Pad Wear Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Dual Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Single Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 Fundamentals of Anti-Lock Brakes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 Anti-Lock Brake System Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 Brake Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 Braking Forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 Road Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 ABS Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Normal Braking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Pressure Hold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 Return Pump Activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Pressure Build . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Pressure Drop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 Wheel Speed Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Inductive Type Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Hall Type Sensor (Two Wire) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Magneto Resistive Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Braking Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 Hill Decent Control (HDC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 Dry Braking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 Brake Standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48</p> <p>Subject</p> <p>Page</p> <p>Automatic Soft Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 Fading Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Drive-off Assistant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Cornering Brake Control (CBC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Service Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Flushing Brake Fluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Brake Fluid Disposal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Checking for Contaminated Brake Fluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Brake Bleeding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Bleeding Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Bleeding Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 Brake Lines and Hoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Solid Brake Line Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Flexible Brake Hose Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Checking Function of Brake Booster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 Operation Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 Leak Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 Checking Function of Master Cylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 Checking Brake Fluid Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 Common Brake Related Complaints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 Brake Squeal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 Brake Shimmy/Judder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 Brake Dust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 General Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Braking in New Brake Pads and Rotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Brake Fluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 Brake Pads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 Brake Discs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 Brake Calipers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 Brake Lines, Brake Hoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) . . . . . . . . . . . . . .62 Federal Brake Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 FMVSS 105 Brake Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63 Tools and Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66</p> <p>Brake ServiceModel: All Production: All</p> <p>After completion of this module you will be able to: Understand shop safety pertaining to brake systems. Acquire a fundamental knowledge of hydraulics and all aspects of vehicle braking systems. Gain knowledge of BMW antilock brake systems. Able to diagnose, inspect, service and repair BMW braking systems. Diagnose, service and repair BMW antilock brake systems.</p> <p>4Brake Service</p> <p>IntroductionThe ability of a braking system to provide safe, repeatable stopping, is a key to safe motoring. A clear understanding of the brake system is essential for anyone involved in servicing automobiles. Many aspects of slowing and stopping a car are controlled by simple physics. These are the natural laws, dealing with deceleration of a body in motion, which cannot be violated. An understanding of these basic principles will aid greatly in thoroughly understanding brakes and the limitations placed on them by the laws of physics.</p> <p>5Brake Service</p> <p>Shop SafetyAsbestosProbably the biggest health concern associated with brakes is working with asbestos. Studies have shown that breathing asbestos dust is a cause of lung cancer. Even though asbestos is being eliminated in friction material, it is simply not healthy to breathe any type of brake dust. Using compressed air is not an acceptable practice when it comes to cleaning brakes. Asbestos fibers can remain airborne for hours, and remain in shops for weeks. Please adhere to the following recommendations: Avoid breathing brake dust Do not use compressed air to blow out brake dust Spray water or other dust suppressant on floors before sweeping dust Wash hands and other exposed skin thoroughly after working around brake dust Use OSHA approved aqueous solution brake washer to clean brakes Change out of work cloths before going home</p> <p>OSHAThe Occupational Health &amp; Safety Administration is the federal agency charged with setting work place standards for automotive Brake Service. Though these standards were originally designed for working with asbestos, it is good practice to apply them to working with any type of friction material. The long term effect of working around nonasbestos lining material is still not certain. The cleaning method approved by OSHA is the low pressure/wet cleaning method when dealing with brake dust. This is a portable parts washer that uses water containing an organic solvent as a wetting agent. As the wheel brake is washed down the residue is collected in a basin. A special filtering system removes the dirt and dust from the fluid as it is recycled through the machine. This wet cleaning method is preferred since it is good at keeping airborne dust to a minimum.</p> <p>6Brake Service</p> <p>Basic Safety Procedures As working technicians you are familiar with basic shop practices. However, there are some basic items that will be emphasized for this class. Eye Safety The single most important safety practice is wearing safety glasses in the shop. Eye protection is essential not only for keeping dirt and dust out of your eyes, but also when removing and installing brake hardware or when working with machining tools such as a lathe. Clothing Avoid wearing loose clothing that may get caught on rotating components or power tools.</p> <p>Repiratory Avoid breathing brake dust.</p> <p>7Brake Service</p> <p>Fundamentals of BrakingHeat / Kinetic EnergyMotivating...</p>