Тормозные системы автомобилей.

Тормозной системой автомобиля называется совокупность устройств, приборов и деталей, предназначенных для замедления скорости движения автомобиля, полной его остановки и удержания на месте. Тормозная система помогает поддерживать постоянную скорость при движении на затяжных спусках.

К тормозным системам предъявляются следующие требования:

Ø быстрое срабатывание после приведения тормозов в работу;

Ø равномерное распределение тормозного усилия на все мосты и колеса автомобиля;

Ø обеспечение пропорциональности распределения тормозного усилия на педали тормоза с тормозным усилием на всех колесах;

Ø обеспечение необходимой плавности торможения;

Ø обеспечение устойчивого, без заносов, движения автомобиля при торможении;

Ø высокая стабильность регулировки тормозных механизмов и их привода;

Ø хороший отвод тепла от тормозных механизмов.

На автомобилях имеются следующие виды тормозных систем:

· рабочая, предназначенная для регулирования скорости движения автомобиля и его остановки с необходимой эффективностью;

· стояночная, служащая для удержания автомобиля на месте после остановки. В стояночных тормозных системах используются тормозные механизмы рабочей тормозной системы или трансмиссионные;

· вспомогательная, предназначенная для длительного поддержания постоянной скорости движения или для ее регулирования. На тяжелых автомобилях в качестве вспомогательной тормозной системы обычно применяется моторный тормоз, действующий как противодавление на поршни при перекрытой выпускной системе. На автобусах и карьерных самосвалах в качестве вспомогательного тормоза могут использоваться специальные гидравлические и электрические механизмы;

· запасная, используемая для остановки автомобиля с необходимой эффективностью при выходе из строя рабочей тормозной системы. Запасные тормозные системы обычно являются частью рабочих тормозных систем и используют общие с ними тормозные механизмы и тормозные приводы.

· Прицепная тормозная система предназначена для снижения скорости движения, остановки и удержания на месте прицепа, а также автоматической его остановки при отрыве от автомобиля-тягача.

Применяют два способа торможения:

v торможение только тормозами. В этом случае тормозная система сама замедляет скорость движения автомобиля;

v торможение с помощью тормозной системы и двигателя при отсутствии подачи топлива.

Тормозные механизмы подразделяются:

• по расположению — на колесные и трансмиссионные;

• по форме вращающихся деталей — на барабанные, дисковые и шкивные;

• по форме трущихся поверхностей — на колодочные и ленточные.

Тормозной привод может быть механическим, гидравлическим и пневматическим.

Механический привод прост в устройстве, стоимость его не высока, но для получения необходимого тормозного эффекта от водителя требуются большие затраты мускульной энергии. Тормозной путь у такого привода очень большой. В настоящее время механический привод применяется только для стояночных тормозных систем.

Гидравлический привод имеет более сложное устройство, и он дороже. Основным недостатком привода является потребность больших затрат мускульной энергии для получения необходимого тормозного эффекта, поэтому применять его можно только на легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Вторым крупным недостатком является его «воз-духобоязнь». Попадание даже небольшого количества воздуха в привод выводит тормоза из строя полностью.

Для облегчения управления тормозами с гидравлическим приводом применяются усилители. Наибольшее распространение получили гидровакуумные, вакуумные и пневматические усилители.

Пневматический привод имеет самое сложное устройство. Он намного сложнее и дороже гидравлического привода, но не требует затрат мускульной энергии для получения необходимого тормозного эффекта. Недостатком такого привода является большое время срабатывания тормозов по сравнению с гидравлическим приводом.

Совокупность всех тормозных систем называется тормозным управлением автомобиля.

Каждая тормозная система состоит из одного или нескольких тормозных механизмов (тормозов) и тормозного привода. Тормозные механизмы осуществляют процесс торможения автомобиля, а тормозной привод управляет тормозными механизмами.

Тормозные механизмы

Тормозными называются механизмы, осуществляющие процесс торможения автомобиля. Тормозные механизмы служат для принудительного замедления автомобиля.

Торможение колеса происходит за счет сил трения, возникающих между фрикционными накладками колодок и тормозным барабаном.

Рис. 10.1. Типы тормозных механизмов, классифицированные по различным признакам

Фрикционные тормозные механизмы (дисковые и барабанные) получили наиболее широкое распространение на автомобилях. Дисковые тормозные механизмы применяются для передних и задних колес легковых автомобилей большого класса и для передних колес легковых автомобилей малого и среднего классов. Барабанные тормозные механизмы используют на грузовых автомобилях, независимо от их грузоподъемности, в качестве колесных и трансмиссионных и на легковых автомобилях малого и среднего классов для задних колес.

Гидравлический тормоз-замедлитель представляет собой обычную гидромуфту, одно из колес которой закреплено неподвижно, а другое установлено на валу трансмиссии (за коробкой передач) и вращается вместе с валом. Тормозной момент гидравлического тормоза-замедлителя зависит от скорости вращения рабочего колеса и количества подаваемой жидкости. Гидравлические тормоза-замедлители имеют большую массу и малоэффективны при небольших скоростях движения автомобиля.

Электрический тормоз-замедлитель обычно располагают за коробкой передач. Он представляет собой массивный стальной диск, закрепленный на валу трансмиссии и вращающийся с валом относительно неподвижных электромагнитов. Торможение автомобиля происходит за счет работы, которая затрачивается на преодоление магнитного взаимодействия между вращающимся диском и электромагнитами. Электрические тормоза-замедлители высокоэффективны и обеспечивают плавность торможения автомобиля. Однако они имеют большую массу, дорогостоящи в изготовлении и расходуют дополнительную энергию аккумуляторных батарей.

Компрессорный тормоз-замедлитель представляет собой моторный тормоз, использующий противодавление на выпуске при работе двигателя на компрессорном режиме. Механизм моторного тормоза (рис. 10.3) устанавливают в приемной трубе глушителя. В корпусе 1 механизма на валу 4 закреплены заслонка 3 и приводной рычаг 2. Для создания противодавления при торможении автомобиля приемная труба глушителя перекрывается заслонкой 3.

Дисковые тормозные механизмы по сравнению с барабанными имеют меньшую массу, более компактны, более стабильны и лучше охлаждаются. Однако они менее эффективны, имеют более быстрый износ фрикционных накладок и хуже защищены от загрязнения.

Рис. 10.2. Фрикционные тормозные механизмы:

а — барабанный; б — дисковый; 1 — ось; 2, 6, 8, 9 — колодки; 3, 7 — диски; 4 — разжимной кулак; 5 — тормозной барабан

Тормозные приводы

Тормозным приводом называется совокупность устройств, осуществляющих связь педали или рычага управления с тормозными механизмами.

Тормозной привод служит для управления и приведения в действие тормозных механизмов.

Механический тормозной приводпредставляет собой систему тяг, рычагов и тросов, с помощью которых усилие водителя от рычага или педали управления передается к тормозным механизмам. На автомобилях механический привод применяется в качестве обязательного привода в стояночной тормозной системе. На легковых автомобилях механический привод действует на тормозные механизмы задних колес, а на грузовых — на трансмиссионный тормоз, устанавливаемый обычно на вторичном валу коробки передач.

Достоинства: Механический тормозной привод надежен в работе при длительном удержании автомобиля на месте во время стоянки, компактен И прост по конструкции. Однако он имеет низкий КПД, равный 0,4, и требует частых регулировок.

Гидравлический тормозной приводявляется гидростатическим, передача энергии в нем осуществляется давлением несжимаемой жидкости (жидкость сжимается при давлении 220 МПа). Гидравлический привод применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

В гидравлический тормозной привод легковых автомобилей ВАЗ входят тормозная педаль, вакуумный усилитель, главный тормозной цилиндр, тормозные цилиндры передних и задних тормозных механизмов, трубопроводы первичного и вторичного контуров, тормозной бачок и регулятор тормозных сил задних тормозных механизмов с торсионом.

При служебном торможении давление жидкости в приводе составляет 2...4 МПа, а при экстренном (аварийном) торможении — 6...10 МПа.

Гидравлический тормозной привод может быть одноконтурным (нераздельным) и двухконтурным (раздельным), а также с усилителем или без усилителя.

Нераздельный гидропривод (рис. 10.5, а) имеет один общий контур 2 для тормозных механизмов передних и задних колес и односекционный главный тормозной цилиндр 3. Привод действует от тормозной педали 4 нераздельно на передние 1 и задние 5 тормозные механизмы. При одноконтурном гидроприводе при любом ме­стном повреждении вся тормозная система автомобиля выходит из строя.

Раздельный гидропривод значительно повышает надежность работы тормозной системы и безопасность движения автомобиля. Раздельный привод (рис. 10.5, 6) имеет два независимо действующих контура: первичный 2 и вторичный 6 и двухсекционный главный тормозной цилиндр 3.

Рис. 10.4. Схема работы гидравлического тормозного привода:

а — торможение; 6 — растормаживание; 1 — толкатель; 2, 7 — поршни; 3, 6 — цилиндры; 4, 10 — пружины;
5, 11 — клапаны; 8 — колодка; 9 — тормозной барабан

Схемы гидравлических тормозных приводов:

а — одноконтурный; б — двухконтурный; 1, 5 — тормозные механизмы; 2, 6 контуры; 3 — главный тормозной цилиндр;

4 — педаль

На грузовых автомобилях в гидравлических тормозных приводах применяются вакуумные, гидровакуумные и пневматические усилители, при которых усилие на тормозной педали не превышает 250...300 Н, тогда как без усилителей при резких торможениях автомобиля усилие на тормозной педали достигает 800... 1000 Н.

Гидравлический тормозной привод компактен, имеет небольшую массу и малое время срабатывания, обеспечивает одновременное торможение всех колес автомобиля, его КПД достигает 0,95. Однако привод малоэффективен без усилителя и его КПД уменьшается при низких температурах (минус 30 °С и ниже).

Пневматический тормозной приводприменяется на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, автопоездах и автобусах. Привод облегчает управление автомобилем, более эффективен по сравнению с другими приводами и обеспечивает использование сжатого воздуха на автомобиле для различных целей (открытие и закрытие дверей автобуса, накачивание и поддержание давления в шинах, привод стеклоочистителей и др.). Однако пневмопривод менее компактен, сложен по конструкции и в обслуживании, более дорогостоящий и имеет большое время срабатывания (в 5—10 раз больше, чем у гидропривода).

В тормозной системе автомобиля с пневмоприводом тормозные механизмы приводятся в действие энергией сжатого воздуха, а водитель только воздействует на управляющие (воздухораспределительные) приборы.

Рис. 10.6. Пневматический тормозной привод:

1 — компрессор; 2, 4 — тормозные камеры; 3 — баллон; 5 — трубопровод; 6 — кран; 7 — педаль;

8 — регулятор; 9 — манометр

Регулировки

Передние тормозные механизмы легковых автомобилей ВАЗ дисковые, размещены в передних управляемых колесах автомобиля, имеют автоматическую регулировку зазора между тормозными колодками и диском.

Тормозные колодки своими ребрами упираются в эксцентрики 11, закрепленные на тормозном щите. С помощью этих эксцентриков регулируется зазор между колодками и тормозным барабаном.

Рис. 10.10. Тормозные системы легковых автомобилей ВАЗ:

а — повышенной проходимости; б — переднеприводных; 1 — регулятор; 2 — торсион; 3, 8, 10, 11, 14 — тормозные цилиндры; 4 — педаль; 5 — вакуумный усилитель; б, 7, 12, 13 — контуры гидроприводов; 9 — бачок

Рис. 10.13. Вакуумный усилитель легковых автомобилей ВАЗ:

1, 16 — пружины; 2, 11 — болты; 3 — цилиндр; 4, 5 — наконечники; 6, 12 —

клапаны; 7, 18 — корпуса; 8 — шток; 9 — крышка; 10 — поршень; 13 — чехол;

14 — толкатель; 75 — фильтр; 17 — буфер; 19 — диафрагма

Вакуумный усилитель уменьшает усилие, прилагаемое к тормозной педали при торможении, и облегчает работу водителя. Усиливающий эффект вакуумного усилителя основан на использовании вакуума во впускном трубопроводе работающего двигателя.

Рис. 10.12. Задний тормозной механизм легковых автомобилей ВАЗ: 1, 9 — пружины; 2 — трос; 3 — стойка; 4 — колодка; 5 — рычаг; 6 — щит; 7 — болт; 8 — цилиндр; 10 — планка; 11 — эксцентрик; 12 — опора

Рис. 10.13. Передний дисковый тормозной механизм

Рис. 10.17. Стояночная тормозная система легковых автомобилей ВАЗ:

1 — чехол; 2, 14 — тросы; 3, 8, 13 — рычаги; 4 — кнопка; 5, 11 — пружины; 6 — тяга; 7 — кронштейн; 9 — направляющая;

10 — втулка; 12 — планка; 15, 16 — гайки

Рис. 10.18. Колесный тормозной механизм грузового автомобиля:

1 — разжимной кулак; 2 — рычаг; 3 — накладка; 4 — диск; 5 — тормозная камера; 6 — тормозной барабан;

7 — пальцы; 8 — пружина; 9 — колодка