Тормозная система автомобиля обеспечивает торможение

Лекция о назначении и принципе работы тормозной системы

Тормозные системы предназначены для уменьшения скорости движения автомобиля, быстрой остановки и удержания его на месте. Тормозные системы по своим функциям разделяются на рабочую, вспомогательную и стояночную. Рабочая тормозная система обеспечивает снижение скорости движения автомобиля и его полную остановку, с необходимой эффективностью, стояночная-удерживает автомобиль в неподвижном состоянии, а вспомогательная тормозная система предназначена для длительного поддержания постоянной скорости автомобиля и её регулирования. Стояночную тормозную систему можно применять и как аварийную в случае выхода из строя рабочей тормозной системы.

Рабочая тормозная система состоит из четырёх колёсных тормозных механизмов и гидравлического привода.

Торможение автомобиля обеспечивается путём создания искусственного сопротивления вращению колёс, с этой целью тормозной момент прикладывается к колёсам(колёсным тормозам) и барабану.

1.2 Устройство и принцип работы тормозной системы

Схема 1:Общее устройство тормозной системы.

Диск тормоза. 2. Главный цилиндр гидропривода тормозов. 3. Трубопровод контура привода передних тормозов. 4. Защитный кожух переднего тормозного механизма. 5. Суппорт переднего тормоза. 6. Наконечник с трубопроводом. 7. Бачок главного цилиндра. 8. Неподвижный контакт. 9. Подвижный контакт. 10. Корпус клеммного устройства. 11. Толкатель для проверки исправности устройства контроля уровня жидкости. 12. Крышка бачка. 13. Корпус контактного устройства. 14. Отражатель. 15. Поплавок. 16. Трубопровод контура привода задних тормозов. 17. Фланец заднего наконечника оболочки троса. 18. Колесный цилиндр заднего тормоза. 19. Рогуля гор давления задних тормозов. 20. Рычаг привода регулятора давления. 21. Пробка корпуса регулятора давления. 22. Втулка. 23. уплотнитель головки поршня. 24. Тарелка пружины. 25. Корпус регулятора давления. 26. Пружина. 27. Уплотнительное кольцо поршня. 28. Поршень регулятора давления. 29. Ось рычага. 30. Пластина рычага. 31. Колодка тормозного механизма. 32. Рычаг ручного привода колодок. 33. Стойка рычага привода регулятора давления. 34. Кронштейн крепления оболочки троса. 35. Задний трос. 36. Контргайка. 37. Регулировочная гайка. 38. Втулка. 39. Направляющая заднего троса. 40. Направляющий ролик. 41. Передний трос. 42. Возвратный рычаг привода стояночного тормоза. 43. Кронштейн рычага привода стояночного тормоза. 44. Защелка рычага. 45. Упор включателя контрольной лампы стояночного тормоза. 46. Тяга защелки рычага. 47. Рычаг привода стояночного тормоза. 48. Кнопка рычага привода стояночного тормоза. 49. Выключатель стоп. сигнала. 50. Педаль тормоза. 51. Вакуумный усилитель. 52. Тарелка пружины уплотнительного кольца. 53. Штуцер. 54. Стопорная шайба. 55. Уплотнительная прокладка. 56. Распорное кольцо. 57. Корпус вакуумного клапана. 58. Вакуумный клапан. 59. Обойма уплотнителя штока. 60. Уплотнитель штока. 61. Шток. 62. Возвратная пружина корпуса клапана. 63. Диафрагма. 64. Крышка корпуса вакуумного усилителя. 65. Корпус клапана вакуумного усилителя. 66. Буфер штока. 67. Наружная оболочка шланга. 68. Нитяная оболочка. 69. Внутренняя оболочка. 70. Упорная пластина поршня. 71. Поршень клапана. 72. Уплотнитель крышки корпуса вакуумного усилителя. 73. Клапан вакуумного усилителя. 74. Защитный чехол корпуса клапана. 75. Воздушный фильтр. 76. Толкатель клапана вакуумного усилителя. 77. Возвратная пружина клапана. 78. Пружина клапана. 79. Корпус вакуумного усилителя. 80. Регулировочный болт. 81. Поршень привода передних тормозов. 82. Возвратная пружина поршня. 83. Упорная шайба. 84. Поршень привода задних тормозов. 85. Ограничительный винт поршня. 86. Уплотнительное кольцо. 87. Пружина уплотнительного кольца. 88. Пробка корпуса главного цилиндра. 89. I-Бачок главного цилиндра. 90. II-Регулятор давления. 91. III-Схема привода тормозов. 92. IV-Главный цилиндр и вакуумный усилитель.

1.2.1 Тормозной механизм переднего колеса

Дисковый, открытый, обеспечивающий его хорошее охлаждение. Он состоит из тормозного диска, укрепленного на ступице колеса, и суппорта. В гнёздах суппорта устанавливаются два противолежащих тормозных цилиндра, удерживаемых в определённом положении специальными фиксаторами. В каждом цилиндре помещается поршень, уплотняемый упругим резиновым кольцом, установленным в кольцевую выточку цилиндра. Для защиты от попадания грязи внутренняя полость закрыта пыльником. Поршни тормозных цилиндров непосредственно упираются в тормозные колодки, имеющие фрикционные накладки. В корпусе внешнего цилиндра установлен клапан для удаления воздуха из тормозного привода.

При торможении под давлением тормозной жидкости, создаваемым в главном тормозном цилиндре, поршни, преодолевая упругую деформацию резиновых колец, выдвигаются из цилиндров и прижимают тормозные колодки к тормозному диску.

При растормаживании, когда давление жидкости в гидроприводе уменьшается, поршни отводятся в исходное положение силой упругой деформации колец на 0, 1 мм. Таким образом, зазор между накладкой тормозной колодки и диском поддерживается автоматически по мере износа фрикционных накладок.

Рис.1:Тормозной механизм переднего колеса: 1 – тормозной диск; 2 – направляющая колодок; 3 – суппорт; 4 – тормозные колодки; 5 – цилиндр; 6 – поршень; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – защитный чехол направляющего пальца; 9 – направляющий палец; 10 – защитный кожух.

1.2.2 Тормозной механизм заднего колеса

На изучаемом автомобиле барабанного типа с самоустанавливающимися колодками. Он состоит из тормозного щита, на котором укрепляется рабочий тормозной цилиндр, двух тормозных колодок с фрикционными накладками, стягиваемых между собой пружинами, и тормозного барабана. Тормозные колодки задних колёс, кроме того, имеют механический привод от стояночной тормозной системы через трос, разжимной рычаг и распорную планку.

В рабочий тормозной цилиндр заднего колеса автомобиля ВАЗ-2105 с обеих сторон с усилием не менее 35 кгс запрессованы два разрезных упорных кольца, которые вместе с деталями поршней обеспечивают автоматически установку зазора между колодками и барабаном. В поршень ввёрнут винт, который упирается в разрезной сухарь. Головка винта при перемещении поршня упирается во внутренний буртик упорного кольца, чем ограничивается ход поршня. Между сухарями и опорной чашкой установлена пружина, поджимающая уплотнитель к торцевой поверхности поршня и к зеркалу цилиндра. При торможении поршни перемещаются в цилиндре на величину зазора между колодками и барабаном. Максимальный ход поршней в цилиндре без перемещения упорных колец составляет 1, 4. 1, 6 мм. Если этот ход не обеспечивает нужный тормозной момент, то под увеличивающимся нажатием на педаль тормоза в приводе создается значительное давление жидкости. Когда усилие, создаваемое давлением жидкости, достигнет 35 кгс, упорные кольца вместе с поршнями и другими деталями переместятся в цилиндрах и займут новое положение, компенсируя тем самым износ колодок и барабанов и восстанавливая необходимый зазор между ними.

При растормаживании колодки отводятся от барабана стяжными пружинами. При этом поршни перемещаются внутри цилиндра на величину зазора, между сухарями и внутренним буртиком упорных колец, т.е. ход поршней в цилиндре остаётся равным 1, 4. 1, 6 мм.

Рис.2:Тормозной механизм заднего колеса: 1 – гайка крепления ступицы; 2 – ступица колеса; 3 – нижняя стяжная пружина колодок; 4 – тормозная колодка; 5 – направляющая пружина; 6 – колёсный цилиндр; 7 – нижняя стяжная пружина; 8 – разжимная планка; 9 – палец рычага привода стояночного тормоза; 10 – рычаг привода стояночного тормоза; 11 – щит тормозного механизма.

1.2.3 Колёсный цилиндр

Рис.3:Колёсный цилиндр: 1 – упор колодки; 2 – защитный колпачок; 3 – корпус цилиндра; 4 – поршень; 5 – уплотнитель; 6 – опорная тарелка; 7 – пружина; 8 – сухари; 9 – упорное кольцо; 10 – упорный винт; 11 – штуцер; А – прорезь на упорном кольце.

КАК РАБОТАЕТ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЯ?

Тормозная система автомобиля включает в себя рабочую тормозную систему и стояночную тормозную систему.

Задача рабочей тормозной системы — уменьшение скорости движения транспортного средства и вплоть до полной остановки. Другими словами, рабочая тормозная система должна обеспечивать преднамеренное прекращение движения транспортного средства при выполнении водителем соответствующих действий. Она приводится в действие нажатием педали, расположенной в салоне автомобиля между педалями газа и сцепления (в автомобилях с механической КПП) или слева от педали газа (в автомобилях с автоматической КПП). Приложенное к педали усилие передается через гидравлический тормозной привод на тормозные механизмы всех колес транспортного средства.

Что касается стояночной тормозной системы, то ее главная задача состоит в том, чтобы обеспечить неподвижное состояние автомобиля во время его стоянки (иначе говоря, она предотвращает самопроизвольное начало движения автомобиля). Также стояночная тормозная система применяется для удержания транспортного средства от скатывания назад при трогании с места на подъеме, а также для ручного управления тормозными механизмами задних колес с помощью рычага стояночного тормоза, находящегося, как правило, между передними сиденьями автомобиля.

Приведение в действие стояночной тормозной системы осуществляется поднятием ее рычага в верхнее положение (этот рычаг более известен под названием «ручник», рис. 3.9). При этом тормозные колодки задних колес прижимаются к дискам или барабанам (в зависимости от типа используемого тормозного механизма), и в результате колеса блокируются, что обеспечивает неподвижность транспортного средства. Когда ручник установлен в верхнее положение, то для предотвращения самопроизвольного снятия он блокируется защелкой. Поэтому, чтобы опустить рычаг, водитель должен большим пальцем нажать на специальную кнопку, которая находится на конце рычага.

Рабочая тормозная система состоит из двух основных компонентов: тормозной привод (который передает приложенное к педали усилие) и тормозные механизмы колес (с помощью которых и осуществляется торможение). Рассмотрим подробнее каждый из них.

УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА

Тормозной привод предназначен для передачи усилия от тормозной педали, на которую нажимает водитель при торможении, на колесные тормозные механизмы. Автомобили оснащаются гидравлическими тормозными приводами; рабочим элементом в них является тормозная жидкость.

Гидравлический привод содержит следующие элементы: педаль тормоза, рабочие тормозные цилиндры, главный тормозной цилиндр (рис. 3.10), тормозные трубки (шланги), вакуумный усилитель тормозов (правда, в старых машинах этот элемент отсутствует).

Для того чтобы замедлить движение или остановить автомобиль, водитель нажимает ногой на педаль тормоза. Через специальный шток это усилие поступает на поршень главного тормозного цилиндра, который, в свою очередь, давит на залитую в системе тормозную жидкость. Тормозная жидкость передает это усилие через топливные трубки и шланги на рабочие (колесные) тормозные цилиндры. Вследствие этого у тормозных цилиндров выдвигаются поршни, которые давят на тормозные колодки, прижимая их либо к тормозным дискам, либо к тормозным барабанам, в зависимости от используемой конструкции тормозов. Диск или барабан имеется у каждого колеса и непосредственно связан с ним, поэтому, когда колодки давят на вращающийся вместе с колесом диск (барабан), вращение колеса замедляется и, если водитель продолжает давить на педаль тормоза — полностью прекращается.

Недостатком гидравлического привода является то, что при разгерметизации тормозная жидкость полностью или частично вытекает из системы, что может привести к отказу тормозов. Для предотвращения такой ситуации в современных машинах применяются двухконтурные гидравлические тормозные приводы. Сущность их конструкции состоит в том, что они состоят из двух независимых контуров — отдельно для каждой пары колес. Отметим, что эти контуры не обязательно связывают колеса одной оси: например, левое переднее колесо может быть связано с правым задним, а правое переднее — с левым задним. Если по каким-то причинам отказывает один контур (например, вытекла тормозная жидкость, заклинило тормозной цилиндр и т. п.), то срабатывает второй. Разумеется, эффективность такого торможения заметно падает, но все же оно позволяет остановить автомобиль и избежать серьезных неприятностей.

Вакуумный усилитель тормозов (рис. 3.11) — прибор, который позволяет повысить эффективность работы тормозной системы, а также уменьшить усилие, с которым водитель должен давить на педаль для получения требуемого результата.

Этот усилитель связан непосредственно с главным тормозным цилиндром. Ключевой элемент вакуумного усилителя — камера, разделенная резиновой диафрагмой на две части. Одна часть камеры связана с впускным трубопроводом двигателя, в котором создается разряжение, вторая с атмосферой. В разряженном пространстве давление где-то на 20 % меньше атмосферного, и благодаря этому перепаду давлений, а также большой площади резиновой диафрагмы, создается эффект, позволяющий существенно снизить усилие при нажатии на педаль тормоза.

ТОРМОЗНЫЕ МЕХАНИЗМЫ КОЛЕС

Колесный тормозной механизм, как мы уже отмечали ранее, имеется на каждом колесе. Он предназначен для снижения скорости вращения колеса вплоть до полной его остановки за счет силы трения, возникающей между тормозными колодками и тормозным диском либо тормозным барабаном. В настоящее время автомобили оснащаются тормозными системами двух видов: дисковыми или барабанными, причем на одной машине могут использоваться тормоза как одного, так и одновременно двух видов. Например, на многих моделях ВАЗ, АЗЛК, «Форд», «Опель» и др. спереди стоят дисковые тормоза, а сзади — барабанные.

Барабанный тормозной механизм включает в себя тормозной барабан (рис. 3.12), тормозной цилиндр, тормозной щит, тормозные колодки (2 штуки) и стяжные пружины.

На колесной балке крепится тормозной щит, на котором установлен рабочий тормозной цилиндр. При нажатии на педаль тормоза поршни в тормозном цилиндре расходятся в стороны и оказывают давление на тормозные колодки, изготовленные в виде полуколец. Под воздействием такого давления тормозные колодки прижимаются к внутренней поверхности тормозного барабана (на который сверху надето колесо), замедляя его вращение вплоть до полной остановки.

Когда торможение нужно прекратить, водитель перестает нажимать на педаль тормоза. Соответственно, усилие на тормозные колодки больше не передается и стяжные пружины возвращают их в первоначальное положение. Колодки больше не касаются тормозного барабана, трение между ними и барабаном отсутствует и колесо получает возможность свободно вращаться.

Что касается дискового тормозного механизма (рис. 3.13), то он устроен несколько иначе и содержит следующие элементы: тормозной диск, тормозной суппорт, тормозной цилиндр (один или два) и тормозные колодки (2 штуки).

В данном случае на поворотном кулаке колеса устанавливается суппорт, внутри которого располагается тормозной цилиндр (один или два — это зависит от модели автомобиля), а также две тормозные колодки. Колодки расположены одна напротив другой так, что они находятся по разные стороны тормозного диска. Другими словами, диск располагается между тормозными колодками, при этом он вращается вместе с колесом, с которым жестко связан.

При нажатии тормозной педали из рабочих тормозных цилиндров выходят поршни и оказывают давление на тормозные колодки, которые с двух сторон прижимаются к тормозному диску. Под воздействием возникшей силы трения диск (а вместе с ним и колесо) замедляет вращение, и автомобиль останавливается. Для прекращения торможения нужно отпустить педаль тормоза. В результате поршни тормозного цилиндра вернутся в первоначальное положение, и больше не будут давить на тормозные колодки, которые, в свою очередь, «разжимаются» и «отпускают» тормозной диск. Следовательно, колесо вновь получает возможность свободного вращения.

Отметим, что тормозные колодки являются расходным материалом: из-за постоянного трения они изнашиваются, и тогда их следует заменить. Дисковые колодки нужно менять в среднем через 15 000-25 000 километров пробега, а барабанные — примерно через 50 000-60 000 километров (но они могут прослужить и больше).

Как работает автомобильная тормозная система?

Тормозная система вашего автомобиля влияет на его безопасность и, поэтому, при необходимости ваш автомобиль должен уметь вовремя останавливаться. К тому же зная, что ваши тормоза работают эффективно, вы всегда будете чувствовать себя на дороге более уверенно.

Когда ваш автомобиль движется образуется кинетическая энергия. Эта энергия получается из массы и скорости автомобиля. У вас будет больше кинетической энергии, когда ваш автомобиль имеет большой вес и быстро движется. При этом если вам нужно внезапно остановиться, тормоза нужны как раз для того, чтобы остановить кинетическую энергию.

У большинства автомобилей стоят дисковые или барабанные тормоза, либо их комбинация. Многие автомобили имеют дисковые тормоза спереди и барабанные тормоза сзади. Дисковые тормоза работают благодаря наличию колодки, которая зажимает тормозной диск, чтобы замедлить движение. Барабанные тормоза работают при наличии колодок внутри ступицы колеса, которые выдвигаются наружу, создавая трение, которое замедляет автомобиль.

У автомобилей также есть ручные тормоза. Ручной тормоз предназначен для предотвращения движения автомобиля во время парковки.

Нажатие на тормоза преобразует кинетическую энергию автомобиля в тепловую на таком уровне, чтобы расплавить обычный металл. В тормозных системах используется керамика, сплавы и композиты, которые не плавятся при высоких температурах, создаваемых тормозами.

Тормозная система автомобиля управляется гидравликой. Гидравлический контур тормозов состоит из главного цилиндра, который заполнен жидкостью и сопровождается соединенными с трубой рабочими цилиндрами. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, она нажимает на поршень, расположенный в главном цилиндре, который будет нагнетать жидкость вдоль трубы. Жидкость поступает в подчиненные цилиндры, расположенные на каждом колесе, заполняя их в процессе. Когда рабочий цилиндр заполнен жидкостью, поршни будут вытеснены для включения тормозов.

Жидкость в тормозной системе распределяется равномерно из-за давления. Тормозное усилие создается потому, что площадь толкания всех ведомых поршней вместе превышает площадь толкания поршня в главном цилиндре. При этом главный поршень перемещается на несколько см, чтобы переместить ведомые поршни на доли см, чтобы задействовать тормоза. Это позволяет тормозам оказывать большое усилие в ответ на нажатие на педаль тормоза.

Как работают тормоза?

Но что на самом деле происходит, глубоко внутри вашего автомобиля, грузовика или кроссовера, когда пришло время остановиться? Оказывается, нажатие на крайне важную педаль тормоза запускает несколько процессов, которые задействуют мощь гидравлики и трения для замедления вашего автомобиля.

Гидравлическое действие

Ваша педаль тормоза механически, с помощью металлического стержня, подключается к устройству, называемому главным цилиндром. Главный цилиндр представляет собой герметичную камеру, заполненную тормозной жидкостью, которая является формой гидравлического масла. Тормозные магистрали соединяют главный цилиндр с тормозными суппортами вашего автомобиля. Эти тормозные магистрали являются проходами, по которым течет тормозная жидкость.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, прикрепленный к ней металлический шток воздействует на поршень внутри главного цилиндра. Этот поршень сжимает тормозную жидкость внутри главного цилиндра, что создает давление в тормозной системе. Это давление передается через тормозные магистрали и обеспечивает силу, необходимую для работы тормозов автомобиля. Большее усилие на педали означает большее давление, что означает большую тормозную силу.

Когда вы отпускаете педаль тормоза, действие пружины освобождает поршень в главном цилиндре, возвращая его в исходное положение и сбрасывая жидкость в системе. Это снижает давление, вызывая отпускание тормозов на каждом колесе.

Зажимное действие

Над каждым колесом на вашем автомобиле находится тормозная система, называемая суппортом, которая похожа на большой зажим. Тормозные суппорты создают усилие зажима при приложении давления через тормозную жидкость и тормозные магистрали. Именно это зажимное действие прижимает тормозные колодки к ротору и создает трение, необходимое для замедления или остановки автомобиля. Одним словом, когда вы нажимаете педаль, результируется увеличение гидравлического давления передается (через тормозную жидкость в тормозных магистралях) на суппорты. Это приводит к зажиму суппорта, что создает трение и останавливает автомобиль.

Примечание: некоторые транспортные средства, особенно старые, могут использовать тормозные барабаны вместо суппортов. И хотя тормозные барабаны и суппорты различаются, они оба выполняют одну и ту же работу: превращают гидравлическое давление в тормозящее трение автомобиля.

Итак, вы узнали, что нажатие на педаль тормоза вашего автомобиля создает гидравлическое давление. Также вы знаете, что это тормозное давление передается через герметичную систему тормозных магистралей, где оно воздействует на суппорт (или, в некоторых случаях, барабан) на каждом колесе. Наконец, мы поняли, что суппорт (или барабан) отвечает за превращение гидравлического усилия в трение, необходимого для остановки автомобиля.

Тормозные колодки и тормозные диски

Тормозные колодки представляют собой металлические пластины со специальной плитой из фрикционного материала, прикрепленной к ним. Каждый суппорт использует две тормозные колодки, по одной на каждой из двух противоположных сторон суппорта. Когда обе тормозные колодки установлены в суппорте, их поверхности фрикционного материала обращены друг к другу. Но между двумя плитами из фрикционного материала есть зазор, и именно в это место входит тормозной ротор.

Тормозной диск представляет собой круглый, плоский и идеально гладкий металлический диск, который крепится болтами к колесам вашего автомобиля и вращается с той же скоростью, что и они. Суппорт с установленными тормозными колодками скользит по части вращающегося тормозного ротора. Здесь гладкие поверхности тормозных колодок находятся чуть выше гладкой вращающейся поверхности тормозного ротора.

Когда гидравлическое давление, создаваемое педалью тормоза, достигает суппорта, начинается действие зажима. Это заставляет поверхности фрикционного материала тормозных колодок обращаться друг к другу, заставляя их прижиматься к вращающемуся тормозному ротору с обеих сторон. Это генерирует огромное количество тепла и трения для уменьшения скорости вращения тормозного ротора и, следовательно, вращающихся колес и, соответственно, транспортного средства. Более тяжелое нажатие на педаль тормоза создает большее гидравлическое давление, большее зажимание, большее трение и более быстрые остановки.

Примечание: если на вашем автомобиле установлены тормозные барабаны, процесс торможения будет таким же, но используемые компоненты разные. В тормозных барабанах гидравлическое давление прижимает фрикционный материал к части, называемой тормозной колодкой (в данном примере эквиваленту тормозной колодки), к вращающейся внутренней поверхности тормозного барабана (в этом примере эквиваленту тормозного ротора).

Выводы

Подводя итоги, скажу в двух словах: водитель создает гидравлическое давление, нажимая на педаль тормоза, и это давление распространяется на суппорт тормоза (или барабан) на каждом колесе, где оно используется для перемещения фрикционного материала во вращающейся стальной поверхности, которая соединена с каждым колесом. В результате трение замедляет ваш автомобиль.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, сила, создаваемая вашей ногой, усиливается механическим рычагом внутри педали в сборе, а затем усиливается под действием тормозного усилителя. Механическая сила нажатия на педаль преобразуется в гидравлическую силу с помощью главного цилиндра. Это заставляет гидравлическую (тормозную) жидкость течь через сеть тормозных магистралей. Жидкость заставляет маленькие поршни внутри суппортов толкать колодки на тормозные диски, и это усилие зажима замедляет автомобиль.

Устройство тормозной системы легкового автомобиля

Тормозная система – это узел автомобиля, который отвечает за его своевременную остановку. Без него безопасное использование транспорта попросту невозможна. Сегодня устройство этого узла на большинстве автомобилей практически идентично. Рассмотрим ее конструкцию, работу и неполадки более детально.

Устройство тормозной системы

Тормозная система включает в себя 2 основных элемента:

• механизм;
• привод.

Тормозной механизм – это приспособление, которое предназначено для замедления вращения колеса (то есть создания тормозного момента). Его устанавливают как на задние, так и на передние колеса. Включает в себя подвижную и неподвижную части. Роль первой играет диск, а второй – колодки. Их крепят на специальном устройстве, именуемом суппортом.

Привод необходим для управления механизмом. В подавляющем большинстве современных авто (причем не только легковых) он гидравлический. Состоит из:

• педали тормоза, находящаяся в салоне транспортного средства;
• гидроусилителя;
• главного цилиндра;
• колесных цилиндров;
• соединительных шлангов и трубок.

Также есть и другие типы приводов. Они бывают:

• механическими – практически вышли из употребления, так как не предусматривают усиления и требуют большого усилия для остановки;
• пневматические – усиление происходит за счет сжатого воздуха, в основном используются на большегрузных автомобилях;
• электрические – усиление происходит за счет электромагнитного механизма, чаще всего применяются в дорогих легковых автомобилях;
• гибридные – сочетают 2 из перечисленных выше типов.

Принцип работы тормозной системы

Принцип действия узла выглядит следующим образом. Когда автомобилист нажимает на педаль, в усилителе, разделенном на две камеры с равным давлением жидкости в каждой из них, доступ в одну из частей перекрывается. При этом одна из камер, называемая атмосферной, открывается. Вследствие этого создается разница давлений.

Диафрагма, расположенная между камерами, меняет свое первоначальное положение, выгибаясь в сторону атмосферной. К ней прикреплен шток главного цилиндра, поэтому он начинает двигаться вместе с диафрагмой, повышая давление в открытом контуре системы. В результате этого происходит нагнетание жидкости по направлению к колесным цилиндрам. Под ее воздействием они выдвигаются и прижимают к дискам, закрепленным на колесах, колодки.

Похожие статьи

Из-за трения, которое возникает в этот момент, вращение колес постепенно замедляется. В результате транспортное средство останавливается.

Следует отметить, что тормозной насос устроен таким образом, что чем сильнее водитель нажимает на педаль, тем большая разница давлений складывается внутри этого узла. Таким образом, чем сильнее нажатие, тем интенсивнее торможение. Это позволяет автомобилисту четко контролировать процесс остановки.

Некоторые усилители имеют встроенный электронасос, который увеличивает разницу давлений. Их называют активными. Усиление в системах, которые ими оснащены, гораздо лучше, чем в традиционной гидравлике.

Типы тормозных систем автомобиля

У тормозных систем существует своя классификация. В каждом автомобиле имеется 3 различных тормозных системы:

• рабочая;
• запасная;
• стояночная;
• вспомогательная.

Рассмотрим каждый из этих типов более подробно.

Рабочая

Под рабочей тормозной системой понимается совокупность деталей и узлов, которые обеспечивают штатную остановку транспортного средства. Ее устройство и схема работы описаны выше.

Запасная

Запасная система предусмотрена на тот случай, если откажет рабочая. Ее главное назначение – выполнение аварийного торможения и предотвращение дорожно-транспортного происшествия. Она может быть реализована по-разному, но чаще всего встречаются 2 варианта.

• Контур рабочей. В этом случае она представляет собой отдельный замкнутый контур рабочей системы, который активизируется при отказе тормозов. Для такой системы используют название двухконтурная.
• Отдельная подсистема. В данном случае запасная система выполняется в виде отдельной подсистемы, которая никак не связана с основной. Подобная конструкция считается более надежной, так как позволяет выполнить торможение даже в случае серьезных неисправностей.

Стояночная

Используется для того, чтобы удерживать транспортное средство на одном месте в течение длительного времени. Срабатывает при включении ручного тормоза. В подавляющем большинстве случаев является механической и не использует для усиления гидравлику или пневматику.

Вспомогательная

Предназначена для поддержания постоянной скорости машины в течение продолжительного времени (например, при длительных спусках, или там, где нужно долго ехать на холостом ходу). Устанавливается на грузовых автомобилях с пневматической системой торможения. Подразумевает подачу в цилиндры не топливной смеси, а воздуха под давлением. В результате силовой агрегат не только не приводит транспортное средство в движение, но и препятствует такому движению.

Воздух в цилиндры подается непосредственно из пневмосистемы – она связана с ними посредством специальной заслонки, которая открывается после нажатия соответствующей кнопки, установленной в салоне автомобиля.

Использование вспомогательной системы значительно снижает нагрузку на рабочую, тем самым предотвращая ее преждевременный износ и возникновение неисправностей. Кроме того, подобное передвижение гораздо безопаснее – если один из узлов выйдет из строя, то его функции выполнит второй. Это особенно актуально для большегрузных авто.

Виды тормозных приводов

Выше говорилось, что автомобильные тормозные приводы подразделяются:

• механическими;
• гидравлическими;
• пневматическими;
• гибридными.

Поговорим о каждой из разновидностей более детально.

Механический

Не предусматривает дополнительного усиления нажатия педали. Последняя связана с тросом, который идет к колодкам передних колес и уравнителю, с которого тянется к задним. При нажатии трос приводится в движение и задействует колодки, которые прижимаются к дискам.

В настоящее время подобная схема используется для организации стояночных систем.

Главные достоинства такого привода – простота и очень высокая надежность. А главный недостаток – необходимость прикладывать значительное усилие для остановки транспортного средства.

Гидравлический

Наиболее распространенное конструктивное решение в современных легковых автомобилях. Более подробно его устройство и принцип работы описаны выше. Чаще всего используется в качестве рабочей системы, так как относительно прост, надежен и обеспечивает хорошее усиление усилия, которое водитель прилагает водитель для нажатия на педаль.

Главный плюс привода – простота и хорошее усиление нажатия. К минусам можно отнести более сложное устройство по сравнению с механическим.

Пневматический

В данном случае усиление нажатия на педаль происходит за счет воздействия сжатого воздуха. Он хранится в специальной емкости, именуемой ресивером. Туда воздух нагнетается с помощью компрессора, который работает за счет оборотов двигателя.

Педаль связана с клапаном, который расположен между контуром системы и ресивером. При нажатии на нее клапан открывается и воздух под давлением поступает на главный, а затем на колесные цилиндры, которые приводят в движение колодки.

Главные достоинства приводов подобного типа – фактическая неисчерпаемость ресурсов. Ведь в них не нужно время от времени менять тормозную жидкость. Недостатков 2:

• более долгое по сравнению с другими типами срабатывание;
• отъем части энергия двигателя для работы компрессора.

Комбинированный

Также существуют комбинированные, или гибридные, приводы. Чаще всего можно встретить пневмогидравлические. В них, как и в гидравлике, усилие с педали на колодки передает тормозная жидкость. Однако давление в данном случае обеспечивает не диафрагма, а компрессор, в который нагнетается сжатый воздух за счет оборотов двигателя. Подобный тип привода объединяет свойства двух разновидностей.

В дорогих моделях автомобилей часто объединяют гидравлический и электрический привод. Схема работы похожа на пневмогидравлику, только давление жидкости усиливается не путем использования не компрессора, а за счет электрической аппаратуры.

Возможные неисправности тормозной системы автомобиля

Признаками неисправности могут служить следующие «симптомы»:

• когда машина тормознула, раздается резкий свист или скрежет;
• торможение неэффективно и транспортное средство проделывает слишком большой тормозной путь;
• у педали существенно увеличился ход;
• педаль опустилась;
• на панели индикаторы постоянно показывают низкий уровень жидкости в гидравлике (даже после обслуживания и дозаправки);
• сильная вибрация педали.

Причин подобных проявлений может быть несколько. Вот наиболее распространенные.

Классификация тормозного управления и требования к нему

Тормозное управление предназначено для эффективного замедления автомобиля вплоть до остановки, для удержания его в неподвижном состоянии, а также для поддержания постоянной скорости на длительном уклоне.

Торможение обеспечивается тормозными системами, состоящими из тормозных механизмов и приводов.

Тормозные системы классифицируются по следующим основным классификационным признакам:

1. рабочая или основная; должна обеспечивать минимальный тормозной путь и максимально возможные замедления (для новых автомобилей — 5,5…7,0 м*с^-2 в зависимости от типа автомобиля);
2. стояночная; должна удерживать неподвижный автомобиль на уклоне (для новых автомобилей — 12…25% в зависимости от типа автомобиля);
3. запасная или резервная; должна обеспечивать торможение автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы, обладая не менее 40 % эффективности по сравнению с последней;
4. вспомогательная (для автобусов полной массой свыше 5 т и грузовых автомобилей — свыше 12 т); должна обеспечивать движение автомобиля под уклон 7 % и длиной 6 км со скоростью 30 км/ч.

Тормозные механизмы подразделяются:

по принципу действия (по характеру связи между движущимися и неподвижными частями):

• а) фрикционные (дисковые, барабанные: колодочные и ленточные);
• б) гидравлические (гидродинамические);
• в) электрические (индукционные, генераторные);
• г) компрессорные — противодавление в двигателе;
• д) аэродинамические (закрылки, парашюты);

• а) колесные;
• б) трансмиссионные;
• в) на кузове (закрылки, парашюты);
• г) у двигателя (противодавление в двигателе).

Тормозные приводы подразделяются:

по способу передачи энергии к тормозным механизмам;

• а) механические (стояночная тормозная система);
• б) гидравлические (обычно при полной массе ma < 8 т),
• в) пневматические;
• г) комбинированные (гидропневматические, пневмоэлектрические);

• а) водитель;
• б) водитель и усилитель (обычно при 8 т > ma > 4 т, для легковых автомобилей обычно при ma > 1,0 т);
• в) почти полностью усилитель (обычно при ma > 8 т).

Основные требования к тормозному управлению следующие:

• высокая эффективность, в том числе:

• а) минимальный тормозной путь при минимальном времени срабатывания рабочей и запасной тормозных систем;
• б) устойчивость при торможении, синхронность увеличения и уменьшения тормозного момента всех тормозных механизмов данной системы (обычно допускается разница наибольших значений не более 15%);
• в) стабильные и высокие значения коэффициента трения в тормозных механизмах во всем диапазоне возможных в эксплуатации температур и давлений;

• легкость и удобство управления;

• высокая надежность, безотказность работы в течение всего срока службы при любых условиях эксплуатации;

• хороший отвод теплоты от пар трения тормозных механизмов и защита их от увлажнения и загрязнения;

• минимальный шум при срабатывании;

• автоматическая остановка при разрыве сцепки автопоезда.

Кроме того, к тормозным системам, как и к остальным механизмам и системам автомобиля, предъявляют также общие требования:

• обеспечение минимальных размеров и массы
• высокая надежность (здесь она выделена отдельным пунктом, поскольку из механизмов и систем автомобиля рулевое управление и тормозные системы прежде всего влияют на безопасность движения)
• минимальное обслуживание
• технологичность

Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к тормозным системам.

Требование высокой эффективности прежде всего относится к рабочей тормозной системе и обеспечивается в основном за счет механических тормозных механизмов, установленных во все колеса автомобиля (автопоезда). Применение регулятора тормозных сил повышает эффективность рабочей тормозной системы. В идеальном случае эффективность тормозных систем и, прежде всего, рабочей тормозной системы должна быть не только высокой, но и приблизительно одинаковой для всех типов автомобилей. На самом деле этого пока добиться не удается. Наибольшей эффективностью (наименьшим тормозным путем) обладают легковые автомобили, наименьшей эффективностью (наибольшим тормозным путем) — автопоезда. Правилом № 13 ЕЭК ООН пассажирские автомобили разделены на категории: M1, M2, M3, грузовые — на N1, N2, N3, прицепы и полуприцепы — на О1, O2, О3, O4, для которых установлены допустимые значения тормозного пути и замедления.

Устойчивость при торможении в основном обеспечивается высоким сопротивлением шин боковым смещениям и применением антиблокировочной системы.

Синхронность увеличения и уменьшения тормозного момента обеспечивается высоким качеством работы тормозного привода, а также одинаковым состоянием тормозных механизмов.

Стабильные значения коэффициента трения обеспечиваются подбором пар трения в тормозных механизмах при проектировании автомобиля.

Легкость и удобство управления определяются удобным расположением органа управления (педали, рукоятки) и величиной его полного хода, который не должен превышать примерно 200 мм для педали рабочей тормозной системы; н евысокими значениями усилия, необходимого для перемещения органа управления.

Обычно для служебных торможений усилие на педали рабочей тормозной системы не должно превышать 200 Н. Применение усилителя облегчает работу водителя при торможении. При аварийном торможении на сухом асфальте усилие на педали может достигать значений 600 Н и более.

Высокая надежность тормозных систем обеспечивается в основном достаточно большими запасами по напряжениям в деталях. Для обеспечения замедления автомобиля вплоть до ею остановки при отказах в рабочей тормозной системе введена запасная тормозная система. На самом деле этой системы на автомобилях нет, но ее требования перенесены на рабочую тормозную систему (у нее должно быть не менее двух независимых контуров) и на стояночную тормозную систему (ее конструкция должна обеспечивать возможность ее использования для торможения при движении автомобиля; этому требованию не отвечает трансмиссионный тормозной механизм и храповое устройство — «паркинг»). Введение вспомогательной тормозной системы на грузовых автомобилях и автобусах позволяет с ее помощью обеспечивать замедление автомобиля, хотя и не до полной остановки.

Хороший отвод теплоты от пар трения тормозных механизмов рабочей тормозной системы не требуется при однократном аварийном торможении, но он необходим при частых и длительных подтормаживаниях. Обеспечивается применением различных каналов и оребрений, увеличивающих обдув воздухом пар трения. Современные механические тормозные механизмы рабочей тормозной системы выполнены открытыми, не защищенными от попадания влаги и грязи.

Минимальный шум при срабатывании механических тормозных механизмов обеспечивается подбором пар трения и повышенной жесткостью деталей, участвующих в создании тормозною момента.

Автоматическая остановка — срабатывание тормозной системы прицепа при разрыве сцепки обеспечивается установкой на прицепе (и полуприцепе) автономной тормозной системы, соединенной с тормозной системой тягача таким образом, что если это соединение нарушается, то это приводит к срабатыванию тормозной системы прицепа, обеспечивающему его остановку.