Типы тормозных систем

Тормозная система: в ответе за безопасность всех участников дорожного движения

Автомобиль нужно не только разогнать и поддержать его скорость, но и остановить — за это отвечает тормозная система. О том, что такое тормозная система автомобиля, какие она выполняет функции, какие виды тормозных систем бывают, как они устроены и работают, читайте в данной статье.

Назначение тормозной системы автомобиля

Движущийся автомобиль обладает определенной кинетической энергией, и чем больше масса автомобиля, тем больше в нем запасается энергии. Для снижения скорости или полной остановки эту энергию необходимо у автомобиля «отнять». Наиболее просто достичь этого можно переводом кинетической энергии в энергию другого вида, например — в тепловую. Как это реализовать на практике? Например, с помощью сил трения — достаточно заставить колеса сильнее тереться о дорогу или иную поверхность, в результате кинетическая энергия перейдет в тепловую, а автомобиль остановится.

Именно эту задачу и решает тормозная система автомобиля: она за счет сил трения, возникающих в тормозном механизме, приводит к снижению скорости или полной остановке автомобиля. Также существует рекуперативное торможение (о котором мы писали ранее в статье «Система рекуперативного торможения»), но в нем используется тот же принцип преобразование кинетической энергии в энергию другого вида — например, в электрическую, за счет чего и происходит остановка транспортного средства.

Вообще, у тормозной системы есть не одна, а сразу две функции:

— Снижение скорости или полная остановка транспортного средства;
— Препятствие движению покоящегося транспортного средства.

За решение каждой из этих задач отвечают разные типы тормозных систем, о чем сказано ниже.

Типы и виды тормозных систем

Существует три типа тормозных систем по их применению:

— Рабочая тормозная система;
— Стояночный тормоз (или ручной тормоз);
— Запасная стояночная система.

Рабочая тормозная система — это основная система, которая используется во время движения автомобиля для снижения скорости и полной остановки, а также для кратковременного удержания автомобиля на месте до начала движения или до включения стояночного тормоза. Данная система присутствует на всех автомобилях.

Стояночный тормоз («ручник») — система, необходимая для удержания транспортного средства во время его стоянки, а также при остановке на горке и для начала движения на подъеме. Данный тормоз включается специальным рычагом, почему и получил название «ручник».

Запасная тормозная система дублирует основную, и при выходе последней из строя позволяет безопасно управлять автомобилем. Обычно в качестве запасной системы выступает один из контуров основной тормозной системы, но на некоторых транспортных средствах она выполняется в виде автономной системы.

Также тормозные системы можно разделить по типу используемых в них тормозных механизмов и приводов.

По типу тормозного механизма:

— С тормозными дисками;
— С тормозными барабанами;
— Комбинированные (на одной оси, обычно задней, устанавливаются барабанные тормоза, на другой — дисковые).

По типу привода:

— Системы с механическим приводом (чаще применяются на мотоциклах и компактных автомобилях, а также он повсеместно используется в стояночном тормозе);
— Системы с гидравлическим приводом (используются на большинстве современных автомобилей);
— Системы с пневматическим приводом (наиболее часто применяются на грузовых автомобилях);
— Системы с электромеханическим приводом;
— Комбинированные системы (в частности, гидравлические тормозные системы грузовых автомобилей часто дополняются пневматическим усилителем, который снижает усилие, необходимое для нажатия на педаль).

Ниже мы рассмотрим устройство дисковых и барабанных тормозных систем с гидравлическим приводом, которые на сегодняшний день являются наиболее распространенными в грузовых и легковых транспортных средствах.

Устройство и принцип действия тормозной системы

Как было сказано выше, тормозная система состоит из двух основных компонентов — тормозного механизма и тормозного привода. Тормозной механизм предназначен для непосредственно торможения автомобиля, а привод — для включения тормозного механизма.

Тормозной механизм, независимо от типа и устройства, имеет подвижный и неподвижный элемент. Первый вращается вместе с колесом, а второй закреплен на ступице, поэтому остается в покое. И именно трение между этими элементами вызывает снижение скорости и остановку автомобиля. В барабанном и дисковом тормозных механизмах подвижными являются, соответственно, барабан и диск, а неподвижными — колодки.

заднего тормозного механизма (барабанного); заднего колеса; ;
1. шток с поршнем;
2. тормозной бачок;
3. главный тормозной цилиндр; переднего тормозного механизма (дискового);
4. колесный тормозной цилиндр;
5. трубопровод передних колес;
6. трубопровод задних колес.

Барабанный тормоз. Этот тип тормозного механизма состоит из закрепленного на колесе барабане, внутри которого зафиксированы колодки и гидроцилиндры, прижимающие колодки к внутренней стороне барабана. Барабанные тормоза изобретены свыше 110 лет назад, однако они все еще применяются многими автопроизводителями для установки на задние колеса.

Дисковый тормоз. Состоит из закрепленного на колесе стального диска и суппорта с колодками. Колодки расположены таким образом, что они зажимают диск, как тиски — это и приводит к торможению автомобиля. Дисковые тормоза используются на автомобилях с 60-х – 70-х годов прошлого века, и на легковых машинах практически полностью вытеснили барабанные тормоза.

Основное преимущество дисковых тормозов заключается в том, что они меньше подвержены перегреву, так как колодки и сам диск лучше обдуваются воздухом, чем колодки в барабанном тормозе. С другой стороны, дисковые тормоза требуют приложения больших усилий, чем барабанные, поэтому они часто оснащаются пневматическим усилителем.

Привод тормозной системы необходим для передачи усилия от педали на тормозные механизмы. В гидравлическом приводе для этого используется жидкость, в механическом — стальные тросы.

Устройство гидравлического привода несложно, он содержит несколько элементов:

— Педаль тормоза;
— Главный тормозной цилиндр;
— Бачок с тормозной жидкостью;
— Колесные цилиндры (в дисковых тормозах обычно выполнены в суппортах);
— Гидравлические магистрали;
— Пневматический усилитель (не во всех автомобилях).

Принцип действия тормозной системы с гидравлическим приводом прост: при нажатии на педаль усилие передается на шток основного цилиндра, тормозная жидкость поступает в рабочие колесные цилиндры, которые приводят в движение колодки. При отпускании педали возврат колодок (как и самой педали) в исходное положение производится пружинами.

Обычно тормозная система выполняется многоконтурной, причем в каждом контуре есть свои главные и колесные цилиндры, поэтому выход из строя одного контура позволит безопасно управлять автомобилем.

В современных автомобилях имеются дополнительные системы, делающие торможение более эффективным. Наиболее известные из них — антиблокировочная система ABS, система блокировки дифференциала EDS, антипробуксовочная система ESP, система распределения тормоза EBD, усилитель экстренного торможения BAS и другие.

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию тормозной системы

Тормозная система автомобиля — это, в первую очередь, безопасность, поэтому ей необходимо уделять самое серьезное внимание, своевременно производить техническое обслуживание и грамотно эксплуатировать. Есть несколько простых рекомендаций, которые помогут продлить срок службы тормозной системы, сделать ее более надежной и эффективной.

В первую очередь, необходимо следить за чистотой колодок и диска (или барабана), особенно опасны загрязнения пылью, песком и солью. Грязь в тормозах ухудшает их эффективность, а песок и подобные загрязнения приводят к усиленному (а к тому же и неравномерному) износу фрикционных накладок, диска и барабана. Поэтому тормозной механизм нужно регулярно чистить.

В теплое время года некоторую опасность представляют лужи — после проезда по воде эффективность тормозной системы снижается, поэтому тормозной механизм необходимо подсушить. Сделать это легко — нужно в движении несколько раз нажать на тормоз, колодки и диск (или барабан) нагреются, и вода быстрее испарится с них.

Неисправные тормоза необходимо как можно скорее ремонтировать. Это в равной степени относится и к приводу тормозов (могут выходить из строя магистрали, цилиндры и другие элементы), так и к тормозным механизмам. В частности, подлежат обязательной замене деформированные диски и барабаны. И, конечно же, необходимо менять колодки по мере их износа.

При установке новых колодок первые 200 км пробега рекомендуется аккуратно пользоваться тормозами, придерживаться спокойного стиля вождения и стараться полностью не выжимать педаль тормоза. Колодки и диск должны притереться, и только через 200-300 км пробега будет достигнута максимальная эффективность торможения.

Также нужно обратить внимание на то, что обслуживание и чистка тормозов могут оказывать негативное влияние на здоровье человека. Раньше в колодках активно применялся асбест, сейчас используются другие материалы, однако порошок, образующийся при истирании колодок и диска, тоже весьма опасен. Поэтому при чистке тормозных механизмов нельзя вдыхать пыль, а лучше пользоваться защитными средствами (маской или респиратором).

Своевременное обслуживание и грамотная эксплуатация тормозной системы значительно повышает безопасность езды на автомобиле, причем это в равной степени относится и к тем, кто едет в машине, и к пешеходам. На автовладельцах лежит большая ответственность, поэтому тормозной системе необходимо уделять самое пристальное внимание.

Типы тормозных систем.

Реализация всех требований, предъявляемых к тормозной системе, приводит к необходимости установки на автомобиль нескольких типов тормозных систем, выбор которых зависит от типа данного автомобиля. Типы тормозных систем представлены в виде схемы на рисунке 1.

Рисунок 1 — Типы тормозных систем автомобилей.

Рабочая тормозная система предназначена для снижения скорости автомобиля до полной его остановки.

Рабочая тормозная система является основной, которая действует на все колеса. Рабочей тормозной системой укомплектованы все автомобили.

Рабочая тормозная состоит из (рис.2):

Тормозной привод предназначен для осуществления силовой связи между органом управления и тормозными механизмами.

Тормозные механизмы предназначены для создания тормозного момента, препятствующего вращению колес или элемента трансмиссии автомобиля.

Рисунок 2 – Рабочая тормозная система автомобиля.

а – схема простейшей тормозной системы; б – рабочая тормозная система автомобиля.

1 – тормозной привод в сборе; 2 – тормозной механизм в сборе; 3 — орган управления.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания неподвижного автомобиля на месте, а также для предотвращения скатывания транспортного средства назад при старте на подъеме.

Стояночной тормозной системой укомплектованы все автомобили.

Воздействует либо на трансмиссию, либо на задние колеса автомобиля. Согласно требованиям система стояночного тормоза, должна удерживать груженое транспортное средство, остановившееся на спуске или подъеме с уклоном 18 %. На транспортных средствах, которые допускаются к буксировке прицепа, система стояночного тормоза тягача должна удерживать весь состав на спуске или на подъеме с уклоном в 12%.

Стояночная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. В качестве тормозных механизмов, как правило, используются тормозные механизмы задних колес рабочей тормозной системы (рис. 3,а) , либо тормозные механизмы, смонтированные на картере КПП (рис.3,б). В легковых автомобилях при дисковых задних тормозных механизмах в ряде случаев применяются встроенные барабанные тормозные механизмы.

Рисунок 3 – Стояночная тормозная система автомобиля.

а – схема стояночной тормозной системы легкового автомобиля; б – схема стояночной тормозной системы грузового автомобиля.

1 – орган управления; 2 – тормозной механизм в сборе; 3 — тормозной привод в сборе.

Запасная тормозная система (резервная) предназначена для остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы.

Как правило, роль запасной тормозной системы выполняет дополнительный контур рабочей тормозной системы, или стояночная тормозная система для легкового автомобиля.

Вспомогательная тормозная система предназначена для ограничения скорости автомобиля на затяжных спусках. Используется с целью увеличения надежности тормозной системы в целом и срока службы элементов рабочей тормозной системы при частых торможениях в горных условиях. Не связана с рабочей тормозной системой.

Применяется на грузовых автомобилях полной массой больше 16 тонн и автобусах полной массой более 5 тонн, а также на автомобилях с общей массой более 3,5 т предназначен для эксплуатации в горных условиях.

Основу вспомогательной тормозной системы составляют тормоза замедлители. Различаю два типа замедлителей:

— первичные (взаимодействуют с двигателем или устанавливаются на первичном валу коробки передач);

— вторичные (взаимодействуют с компонентами трансмиссии).

В качестве первичных замедлителей наибольшее распространение получил моторный тормоз (рис.4). Чтобы торможение было наиболее эффективным необходимо кроме включения низшей передачи заглушить двигатель и создать ему противодавление на выпуске. Остановка дизельного двигателя производится перемещением рейки топливного насоса в положение нулевой подачи. Противодавление на выпуске создается заслонками в выпускном коллекторе.

Недостатками моторного тормоза являются:

— низкая эффективность при высших передачах;

— прерывание потока мощности, а следовательно и тормозного момента, при переключении передачи;

— выброс масла в воздухофильтр, поэтому необходимо наличие устройств, предотвращающих этот эффект.

Рисунок 4 – Конструкция моторного тормоза.

1 – рычаг заслонки; 2 – пневмоцилиндр; 3 – корпус, устанавливаемый на выпускной коллектор; 4 – заслонка.

На современных грузовых автомобилях применяются гидравлические замедлители в которых рабочим телом является охлаждающая жидкость двигателя, или электромагнитная схема.

Прицепная тормозная система предназначена для снижения скорости прицепа при движении в составе автопоезда, остановки и удержание прицепа на месте, а также автоматической остановки прицепа при его отрыве от тягача, используется с прицепами полной массой более 750 кг (на прицепах полной массой менее 750 кг прицепная тормозная система необязательна).

Требование автоматической остановки прицепа при отрыве от тягача не относится к прицепам, максимальная масса которых не превышает 1,5 т, если помимо сцепного устройства, эти прицепы имеют дополнительную сцепку (цепь, трос и т. д.), которая в случае разрыва главного сцепного устройства не позволяет дышлу касаться земли и обеспечивает некоторое остаточное управление прицепом.

Вопросы для самопроверки:

1. Объясните назначение и требования, предъявляемые к тормозной системе автомобиля;

2. Перечислите типы тормозных систем автомобиля;

3. Объясните назначение и общее устройство рабочей тормозной системы автомобиля;

4. Объясните назначение и общее устройство стояночной тормозной системы автомобиля;

5. Объясните назначение и общее устройство вспомогательной тормозной системы автомобиля.

Литература:

1. Тур Е.Я. Устройство автомобиля. – М.: Машиностроение, 1990.

2. Михайловский Е.В. Устройство автомобиля. – М.: Машиностроение, 1985.

3. Роговцев В.Л. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. – М.: Транспорт, 1989.

1.2. Виды тормозных систем автомобиля

Тормозная система необходима для замедления транспортного средства и полной остановки автомобиля, а также его удержания на месте.

Для этого на автомобиле используют некоторые тормозные система, как — стояночная, рабочая, вспомогательная система и запасная.

Рабочая тормозная система используется постоянно, на любой скорости, для замедления и остановки автомобиля. Рабочая тормозная система, приводится в действие, путем нажатия на педаль тормоза. Она является самой эффективной системой из всех остальных.

Запасная тормозная система используется при неисправности основной. Она бывает в виде автономной системы или её функцию выполняет часть исправной рабочей тормозной системы.

Стояночная тормозная система нужна для удержания автомобиля на одном месте. Стояночную систему использую во избежание самопроизвольного движения автомобиля.

Вспомогательная тормозная система применяется на авто с повышенной массой. Вспомогательную систему используют для торможения на склонах и спусках. Не редко бывает, что на автомобилях роль вспомогательной системы играет двигатель, где выпускной трубопровод перекрывает заслонка.

Тормозная система — это важнейшая неотъемлемая часть автомобиля, служащая для обеспечения активной безопасности водителей и пешеходов. На многих автомобилях применяют различные устройства и системы, повышающие эффективность системы при торможении — это антиблокировочная система (ABS), усилитель экстренного торможения (BAS), усилитель тормозов [3].

1.3. Основные элементы тормозной системы автомобиля

Тормозная система автомобиля состоит из тормозного привода и тормозного механизма [5].

Рис.1.3. Схема гидропривода тормозов: 1 — трубопровод контура «левый передний-правый задний тормоз»; 2-сигнальное устройство; 3 — трубопровод контура «правый передний — левый задний тормоз»; 4 — бачок главного цилиндра; 5 — главный цилиндр гидропривода тормозов; 6 — вакуумный усилитель; 7 — педаль тормоза; 8 — регулятор давления задних тормозов; 9 — трос стояночного тормоза; 10 — тормозной механизм заднего колеса; 11 — регулировочный наконечник стояночного тормоза; 12 — рычаг привода стояночного тормоза; 13 — тормозной механизм переднего колеса.

Тормозным механизмом блокируются вращения колес автомобиля и в следствии чего, появляется тормозная сила, которая является причиной остановки автомобиля. Тормозные механизмы находятся на передних и задних колесах автомобиля.

Проще говоря, все тормозные механизмы можно назвать колодочными. И уже в свою очередь, их можно разделять по трению — барабанные и дисковые. Тормозной механизм основной системы монтируется в колесо, а за раздаточной коробкой или коробкой передач находится механизм стояночной системы.

Тормозные механизмы, как правило состоят из двух частей, из неподвижной и вращающейся. Неподвижная часть – это тормозные колодки, а вращающаяся часть барабанного механизма — это тормозной барабан.

Барабанные тормозные механизмы (рис. 1.4.) чаще всего стоят на задних колесах автомобиля. В процессе эксплуатации из-за износа, зазор между колодкой и барабаном увеличивается и для его устранения используют механические регуляторы.

Рис. 1.4. Барабанный тормозной механизм заднего колеса: 1 – чашка; 2 – прижимная пружина; 3 – приводной рычаг; 4 – тормозная колодка; 5 – верхняя стяжная пружина; 6 – распорная планка; 7 – регулировочный клин; 8 – колесный тормозной цилиндр; 9 – тормозной щит; 10 – болт; 11 – стержень; 12 – эксцентрик; 13 – нажимная пружина; 14 – нижняя стяжная пружина; 15 – прижимная пружина распорной планки.

На автомобилях могут применять различные комбинации тормозных механизмов:

два барабанных задних, два дисковых передних;

В тормозном дисковом механизме (рис. 1.5.) — диск вращается, а внутри суппорта установлены, две неподвижные колодки. В суппорте установлены рабочие цилиндры, при торможении они прижимают тормозные колодки к диску, а сам суппорт надежно закреплен на кронштейне. Для увеличения отвода тепла от рабочей зоны часто используются вентилируемые диски [8].

Рис. 1.5. Схема дискового тормозного механизма: 1 — колесная шпилька; 2 — направляющий палец; 3 — смотровое отверстие; 4 — суппорт; 5 — клапан; 6 — рабочий цилиндр; 7 — тормозной шланг; 8 — тормозная колодка; 9 — вентиляционное отверстие; 10 — тормозной диск; 11 — ступица колеса; 12 — грязезащитный колпачок.

Назначение и типы тормозных систем

Тормозная система служит для уменьшения скорости и быст­рой остановки автомобиля, а также для удержания его на месте при стоянке. Наличие надежных тормозов позволяет увеличивать среднюю скорость движения, что повышает эффективность экс­плуатации автомобиля. Большинство автомобилей имеют три тор­мозные системы: рабочую, запасную и стояночную.

Рабочая тормозная система (ножной тормоз) предназначена для уменьшения (регулирования) скорости движения и полной остановки автомобиля. Эта тормозная система приводится в дей­ствие водителем нажатием ногой на педаль.

Стояночная тормозная система (ручной тормоз) служит для удержания остановленного автомобиля на месте. Она должна удер­живать полностью фуженый автомобиль на дороге с уклоном не менее 16%. Стояночная тормозная система срабатывает при воз­действии водителя рукой на рычаг.

Запасная тормозная система предназначена для остановки ав­томобиля в случае полного или частичного отказа рабочей системы. Она может быть выполнена как специальная автономная система или может являться частью рабочей системы, т.е. иметь общие с ней элементы. В качестве запасной системы часто используют сто­яночную систему при условии, что ее исполнение обеспечивает плавную и быструю остановку автомобиля.

Каждая тормозная система состоит из тормозных механизмов (тормозов) и тормозного привода.

Тормозные механизмы обеспечивают торможение вращающихся колес или одного из валов трансмиссии. По расположению они делятся на колесные и трансмиссионные, по форме вращающихся деталей — на барабанные и дисковые, по форме трущихся поверх­ностей — на колодочные и ленточные, последние не нашли приме­нения в тормозных системах автомобилей.

Управление тормозными механизмами осуществляется с помо­щью тормозных приводов. Они могут быть гидравлическими, пневма­тическими или механическими. У автомобилей большинства моделей в тормозные приводы включают усилители, облегчающие управле­ние тормозами, а также регуляторы тормозных сил и другие устрой­ства, повышающие эффективность торможения автомобиля.

Невратающисся рабочие детали барабанных и дисковых тор­мозов обычно изготавливают в виде колодок, на которые для уве­личения силы трения устанавливают фрикционные накладки из материала с высоким коэффициентом трения.

Устройство колодочного тормозного механизма и его привода показано на рис. 17.1. Колесный тормозной механизм представля­ет собой пару тормозных колодок 9, смонтированных внутри тор­мозного барабана 8. Принцип действия тормозных механизмов основан на использовании силы трения, возникающей при тормо­жении между тормозными колодками и тормозным барабаном. Если на автомобиле применяется гидравлический привод (рис. 17.1, а), то колодочный тормоз имеет рабочий цилиндр б, поршни /которо­го раздвигают колодки 9. При пневматическом приводе (рис. 17.1, б) разжатие тормозных колодок 9 осуществляется с помощью раз­жимного кулака /2, соединенного со штоком 13 тормозной каме­ры //.

Рис. 17.1. Схема тормозного механизма с приводом:

Работа тормозного механизма происходит следующим образом (см. рис. 17.1, а). При нажатии на тормозную педаль толкатель / цилиндра 2 гидропривода перемещает поршень 3, вследствие чего давление жидкости повышается, и выпускной клапан 5 открыва­ется. При этом давление жидкости по трубопроводу передается в рабочий цилиндр б, поршни 7 которого расходятся и прижимают колодки 9 к тормозному барабану 8. Трение колодок о барабан

вызывает торможение колеса После прекращения нажатия на педаль она возвращается в исходное положение вместе с толкателем / и поршнем 3. Одновременно с этим под действием оттяжной пру­жины 10 тормозные колодки 9 отходят от барабана 8, поршни 7 рабочего цилиндра сближаются и вытесняют жидкость по трубо­проводу в главный тормозной цилиндр через впускной клапан 4. Колесо при этом растормаживается и получает возможность сво­бодно вращаться.

Тормозные механизмы

На современных автомобилях в качестве рабочего колесного тормоза наибольшее распространение получили колодочные тор­моза барабанного типа с внутренним расположением колодок. Наряду с этим на легковых автомобилях широко применяются дисковые тормоза, устанавливаемые, как правило, на передних колесах.

Колодочные тормозные механизмы. Подавляющее большинство грузовых автомобилей оборудуется рабочими тормозными систе­мами с колодочными тормозными механизмами барабанного типа. Такой колесный тормоз (рис. 17.2) состоит из тормозного бараба­на 3, вращающегося вместе с колесом, и неподвижной части — стального опорного диска /7, на котором установлены тормозные колодки 5 и £ К диску прикреплен рабочий цилиндр 2, во внут­ренней полости которого находятся два поршня с уплотнитель- ными манжетами и пружиной между ними. С помощью поршней происходит разжатие колодок и прижатие их к рабочей поверхно­сти тормозного барабана. В нижней части опорного диска закреп­лены опорные пальцы 15 с эксцентриками 14_ч на которые надеты ушки колодок. В средней части колодки опираются на регулиро­вочные эксцентрики 12 и фиксируются от бокового смещения П-образной скобой 7. Верхние концы колодок с помощью оттяж­ной пружины 4 плотно входят в прорези наконечников поршней рабочего цилиндра 2, который с обеих сторон защищен от попа­дания фязи резиновыми колпачками /. К наружным поверхнос­тям обеих колодок приклеивают или приклепывают фрикцион­ные накладки, которые различаются длиной. Накладка 6 задней тормозной колодки 5 короче накладки передней тормозной ко­лодки 8.

Тормозные механизмы имеют две регулировки — частичную и полную. Частичная (текущая) регулировка производится для вос­становления нормального зазора между колодками и барабаном в процессе эксплуатации. При этом зазор между колодками и бара­баном регулируют эксцентриками /2, которые фиксируются в необходимом положении с помощью пружины И и болта 9 с шайбой 10:

а — устройство; б — силы, действующие в механизме; / — колпачки; 2 — рабо­чий цилиндр; 3 — тормозной барабан; 4— оттяжная пружина; 5.8—тормозные колодки; б—накладка задней колодки; 7— скоба; 9—болт; 10— шайба; // — пружина эксцентрика; 12 —регулировочный эксцентрик; 13 —пластина экс­центрика опорного пальца; 14— эксцентрики опорных пальцев; 15— опорные пальцы; 16— гайка; 17 —опорный диск; Л — сила прижатия тормозных коло­док к барабану; Л» — сила трения между тормозным барабаном и колодками;Р₂— реакция, создаваемая разжимным устройством; Я— равиодействуюшаяя

сил ^ и Рг

Полная регулировка производится после смены колодок или переклепки накладок. При этом сначала центрируют каждую ко­лодку относительно барабана с помощью эксцентрика 14 кото­рый фиксируют в установленном положении через пластину 13 гайкой 16, а затем корректируют зазор эксцентриком 12.

Тормозные механизмы должны иметь высокую работоспособ­ность и обеспечивать торможение автомобиля с заданной эффек­тивностью. Существенное влияние на это оказывают конструкция разжимного механизма, а также размеры деталей фрикционного сопряжения.

Схема сил, действующих в описанном тормозном механизме, показана на рис. 17.2, б. При торможении автомобиля колодки силой Р прижимаются к тормозному барабану 3_% в результате чего между барабаном и колодками возникает сила трения которая образует пару сил на плече, равном диаметру тормозного барабана.

Силы Р^ и Р₂ (реакция, создаваемая разжимным устройством), складываясь, дают равнодействующую Я, стремящуюся при дан­ном направлении вращения (показано стрелкой) отжать от бара­бана заднюю (правую) колодку и прижать к нему переднюю (ле­вую) колодку, вследствие чего момент трения на передней ко­лодке значительно увеличивается. Поэтому переднюю колодку де­лают большей длины, чем заднюю, что способствует снижению удельных нагрузок на накладки, более равномерному их изнаши­ванию и повышению эффективности торможения.

Максимальная тормозная сила, которая может быть использо­вана на колесе, ограничивается силой его сцепления с дорогой. Общая тормозная сила, действующая на автомобиль, определяет­ся как сумма сил сцепления всех колес с дорогой и зависит от коэффициента сцепления <р в пятне контакта каждого колеса с дорогой. Величина коэффициента <р зависит от типа и состояния дорожного покрытия, степени изношенности шин, скорости дви­жения автомобиля и других факторов. Об эффективности действия тормозов судят по тормозному пути автомобиля от начала нажа­тия на тормозную педаль до его полной остановки при движении по горизонтальному участку сухой дороги с асфальтобетонным покрытием.

Дисковые тормоза. На передних колесах многих легковых авто­мобилей (ВАЗ, ГАЗ, «Москвич» и др.) устанавливаются диско­вые тормоза, обеспечивающие более эффективное торможение, чем барабанные. Применение дисковых тормозов улучшает экс­плуатационные качества автомобиля, так как в этом случае более полно используется его сила тяжести, приходящаяся на каждое колесо передней оси при торможении. Наряду с этим дисковые тормоза по сравнению с барабанными при одинаковом тормоз­ном моменте имеют значительно меньшую массу, что позволяет снизить общую массу автомобиля или увеличить массу перевози­мого груза.

В дисковом тормозе, типовая конструкция которого показана на рис. 17.3, торможение производится с помощью сил трения, возникающих между закрепленным на ступице колесе чугунным

Рис. 17.3. Дисковый тормозной механизм:

а — общий вид: б — поперечный разрез; / — тормозной диск: 2 — кожух; 3 — тормозные колодки; 4— суппорт, 5 — трубка; 6 — клапан для удаления воздуха; 7 — рабочий цилиндр; 8— поршни; 9— упругое у плотните л ьное кольцо поршня; 10 — резиновая манжета; // — фрикционные накладки

тормозным диском / (рис. 17.3, а) и прижимаемыми к нему с двух сторон тормозными колодками 3, установленными в гнезде суп­порта 4. Для защиты трущихся поверхностей диска и колодок от механических повреждений и загрязнения с внутренней стороны тормоз закрыт стальным штампованным кожухом 2, а с внеш­ней — диском колеса.

В гнезде суппорта (рис. 17.3, б) установлены два противолежа­щих рабочих цилиндра 7. В каждом цилиндре помещен поршень 8 уплотняемый упругим резиновым кольцом 9, расположенным в кольцевой выточке цилиндра. При растормаживании вследствие упругости уплотнительных колец 9 поршень возвращается в ис­ходное положение. Внутренняя полость каждого цилиндра защи­щена от попадания пыли и грязи резиновой манжетой 10. Оба рабочих цилиндра одного колесного тормоза соединены между собой трубкой 5, вследствие чего давление из внутреннего ци­линдра передается в наружный. Для удаления воздуха из тормозно­го привода в корпусе каждого цилиндра установлен клапан б.

Поршни непосредственно упираются в колодки 3, установлен­ные на специальных пальцах, служащих для них направляющими. На колодки приклеивают фрикционные накладки 11 толщиной 11 мм. При торможении жидкость из главного тормозного цилин­дра под давлением подается в рабочие цилиндры 7, в результате

чего поршни, преодолевая сопротивление уплотнитсльных колец 9, выдвигаются из цилиндра, и через колодки 3 плотно прижимают фрикционные накладки II к тормозному диску /, препятствуя его вращению. При растормаживании давление в рабочих цилиндрах снижается, и поршни под действием упругости уплотнитсльных колец 9 освобождают колодки, отходя от них на 0,10. 0,15 мм. Указанный зазор поддерживается автоматически до предельного изнашивания накладок, при котором их толщина не превышает 1,5 мм.

По мере изнашивания накладок при торможении увеличивает­ся только ход поршня рабочего цилиндра, что компенсирует их изнашивание. При растормаживании колодки по-прежнему отхо­дят от диска на 0,10. 0,15 мм вследствие упругости резиновых колец 9 и наличия осевого биения тормозного диска, которое не должно превышать 0,15 мм.

Тормозная система

Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время за счет использования тормозной силы между колесом и дорогой. Тормозная сила может создаваться колесным тормозным механизмом, двигателем автомобиля (т.н. торможение двигателем), гидравлическим или электрическим тормозом-замедлителем в трансмиссии.

Для реализации указанных функций на автомобиле устанавливаются следующие виды тормозных систем: рабочая, запасная и стояночная.

Рабочая тормозная система обеспечивает управляемое уменьшение скорости и остановку автомобиля.

Запасная тормозная система используется при отказе и неисправности рабочей системы. Она выполняет аналогичные функции, что и рабочая система. Запасная тормозная система может быть реализована в виде специальной автономной системы или части рабочей тормозной системы (один из контуров тормозного привода).

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте длительное время.

Тормозная система является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля. На легковых и ряде грузовых автомобилей применяются различные устройства и системы, повышающие эффективность тормозной системы и устойчивость при торможении: усилитель тормозов, антиблокировочная система, усилитель экстренного торможения и др.

Устройство тормозной системы

Тормозная система объединяет тормозной механизм и тормозной привод.

Тормозной механизм предназначен для создания тормозного момента, необходимого для замедления и остановки автомобиля. На автомобилях устанавливаются фрикционные тормозные механизмы, работа которых основана на использовании сил трения. Тормозные механизмы рабочей системы устанавливаются непосредственно в колесе. Тормозной механизм стояночной системы может располагаться за коробкой передач или раздаточной коробкой.

В зависмости от конструкции фрикционной части различают барабанные и дисковые тормозные механизмы.

Тормозной механизм состоит из вращающейся и неподвижной частей. В качестве вращающейся части барабанного механизма используется тормозной барабан, неподвижной части – тормозные колодки или ленты.

Вращающаяся часть дискового механизма представлена тормозным диском, неподвижная – тормозными колодками. На передней и задней оси современных легковых автомобилей устанавливаются, как правило, дисковые тормозные механизмы.

Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося тормозного диска, двух неподвижнах колодок, установленных внутри суппорта с обеих сторон.

Суппорт закреплен на кронштейне. В пазах суппорта установлены рабочие цилиндры, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Тормозной диск при томожении сильно нагреваются. Охлаждение тормозного диска осуществляется потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла на поверхности диска выполняются отверстия. Такой диск называется вентилируемым. Для повышения эффективности торможения и обеспечения стойкости к перегреву на спортивных автомобилях применяются керамические тормозные диски.

Тормозные колодки прижимаются к суппорту пружинными элементами. К колодкам прикреплены фрикционные накладки. На современных автомобилях тормозные колодки оснащаются датчиком износа.

Тормозной привод обеспечивает управление тормозными механизмами. В тормозных системах автомобилей применяются следующие типы тормозных приводов: механический, гидравлический, пневматический, электрический и комбинированный.

Механический привод используется в стояночной тормозной системе. Механический привод представляет собой систему тяг, рычагов и тросов, соединяющую рычаг стояночного тормоза с тормозными механизмами задних колес. Он включает рычаг привода, тросы с регулируемыми наконечниками, уравнитель тросов и рычаги привода колодок.

На некоторых моделях автомобилей стояночная система приводится в действие от ножной педали, т.н. стояночный тормоз с ножным приводом. В последнее время в стояночной системе широко используется электропривод, а само устройство называется электромеханический стояночный тормоз.

Гидравлический привод является основным типом привода в рабочей тормозной системе. Конструкция гидравлического привода включает тормозную педаль, усилитель тормозов, главный тормозной цилиндр, колесные цилиндры, соединительные шланги и трубопроводы.

Тормозная педаль передает усилие от ноги водителя на главный тормозной цилиндр. Усилитель тормозов создает дополнительное усилие, передоваемое от педали тормоза. Наибольшее применение на автомобилях нашел вакуумный усилитель тормозов.

Главный тормозной цилиндр создает давление тормозной жидкости и нагнетает ее к тормозным цилиндрам. На современных автомобилях применяется сдвоенный (тандемный) главный тормозной цилиндр, который создает давление для двух контуров. Над главным цилиндром находится расширительный бачок, предназначенный для пополнения тормозной жидкости в случае небольших потерь.

Колесный цилиндр обеспечивает срабатывание тормозного механизма, т.е. прижатие тормозных колодок к тормозному диску (барабану).

Для реализации тормозных функций работа элементов гидропривода организована по независимым контурам. При выходе из строя одного контура, его функции выполняет другой контур. Рабочие контура могут дублировать друг-друга, выполнять часть функций друг-друга или выполнять только свои функции (осуществлять работу определенных тормозных механизмов). Наиболее востребованной является схема, в которой два контура функционируют диагонально.

Пневматический привод используется в тормозной системе грузовых автомобилей. Комбинированный тормозной привод представляет собой комбинацию нескольких типов привода. Например, электропневматический привод.

Принцип работы тормозной системы

Принцип работы тормозной системы рассмотрен на примере гидравлической рабочей системы.

При нажатии на педаль тормоза нагрузка передается к усилителю, который создает дополнительное усилие на главном тормозном цилиндре. Поршень главного тормозного цилиндра нагнетает жидкость через трубопроводы к колесным цилиндрам. При этом увеличивается давление жидкости в тормозном приводе. Поршни колесных цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам (барабанам).

При дальнейшем нажатии на педаль увеличивается давление жидкости и происходит срабатывание тормозных механизмов, которое приводит к замедлению вращения колес и поялению тормозных сил в точке контакта шин с дорогой. Чем больше приложена сила к тормозной педали, тем быстрее и эффективнее осуществляется торможение колес. Давление жидкости при торможении может достигать 10-15 МПа.

При окончании торможения (отпускании тормозной педали), педаль под воздействием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение перемещается поршень главного тормозного цилиндра. Пружинные элементы отводят колодки от дисков (барабанов). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр. Давление в системе падает.

Эффективность тормозной системы значительно повышается за счет применения систем активной безопасности автомобиля.