Тормозная система. Виды тормозных систем. Тормозные системы
Виды тормозных систем
Функциональным назначением тормозной системы автомобиля является управляемое изменение его скорости вплоть до полной остановки и удержание его (автомобиля) на месте в течение продолжительного периода времени посредством приложения тормозной силы. Реализация указанных функций – главная задача, решаемая с использованием всех существующих видов тормозных систем.
1. Виды современных тормозных систем
Автомобили, выпускаемые в настоящее время, оснащаются тормозными системами четырех видов:
Рабочая. Одна из основных систем управления автомобилем в сочетании с обеспечением должного уровня безопасности дорожного движения. Особенно высокие требования предъявляются к надежности и эффективности действия рабочей тормозной системы.
Стояночная, или ручная. Главной функцией данной системы является предотвращение самопроизвольного движения транспортного средства во время стоянки (остановки).
Запасная. Сравнительно молодой вид тормозной системы. Применяется в качестве дублера рабочей тормозной системы в случае потери последней работоспособности.
Вспомогательная. Функциональное назначение – уменьшение нагрузок на рабочую систему транспортного средства в период интенсивного (продолжительного) функционирования. Такой системой оснащаются исключительно большегрузные автомобили.
2. Устройство тормозной системы автомобиля
Основными конструктивными элементами тормозной системы любого автомобиля являются тормозные механизмы и приводы, инициирующие их работу (смотри рисунок № 1).
Тормозной механизм – устройство, препятствующее вращению колеса посредством создания между ним и дорожным полотном тормозной силы. Устанавливаются непосредственно на колесах (как передних, так и задних) транспортного средства и классифицируются по типу основного элемента – барабана или диска.
Функциональная задача тормозного привода заключается в эффективной передаче усилия от водителя к тормозным механизмам колес (поз. 1, 4). Его основными элементами служат: тормозная педаль (поз. 9), главный тормозной цилиндр, или ГТЦ, (поз. 6), вакуумный усилитель тормозов, или ВУТ, и соединительных трубопроводов (поз. 2, 3). В качестве рабочей жидкости используется смесь на основе гликоля (тормозная жидкость), аккумулируемая в специальном резервуаре (поз. 5), оснащенном датчиком уровня.
Принципиальная схема автомобильной тормозной системы выглядит следующим образом.
3. Принцип работы тормозной системы автомобиля
Функционирование рабочей тормозной системы транспортного средства основано на принципе изменения давления рабочей жидкости в ее контуре. Водитель, нажимая на тормозную педаль в салоне автомобиля, приводит в действие поршень ГТЦ. Это, в свою очередь, вызывает рост давления на тормозную жидкость, находящуюся внутри системы, и инициирует ее поступление в колесные тормозные цилиндры. Таким образом, происходит передача усилия нажатия от педали к поршням тормозных цилиндров колес, а от них к тормозным колодкам механизмов. Фрикционные накладки колодок, прижимаясь к диску (барабану) колеса гасят его (колеса) вращательное движение, замедляя скорость автомобиля или останавливая его полностью.
После того, как тормозная педаль будет отпущена, давление тормозной жидкости на цилиндры тормозных механизмов колес ослабнет, тормозные колодки под воздействием пружин возвратятся в первоначальное положение, прекратив тем самым процесс торможения.
Функциональное назначение вакуумного усилителя тормозов (ВУТ) заключается в создании достаточного усилия нажатия, то есть увеличении значения давления рабочей жидкости в системе. Основополагающим принципом функционирования ВУТ является создание перепада давлений в камерах, сообщающихся с впускным трубопроводом (разрежение) и атмосферой (давление).
Практически все современные тормозные системы имеют два отдельных контура, что существенно повышает эксплуатационную надежность системы и, как следствие, безопасность дорожного движения. Автономность работы тормозных контуров позволяет выполнить торможение и остановку транспортного средства в случае отказа одного из них.
Конструктивное исполнение стояночной (ручной) тормозной системы предполагает механический (тросовый) привод. Исполнительным органом в салоне автомобиля служит рычаг, хотя существуют стояночные системы, где рычаг заменен педалью. Однако вследствие большой редкости таких систем, рассмотрение их устройства не представляет практического интереса.
Принцип действия стояночной системы тормозов основан на передаче тросом привода усилия от рычага (ручника) к поворотным рычагам задних тормозных механизмов.
Основные элементы стояночной тормозной системы:
Передний (поз. 2) и задний (поз. 12) тросы.
Рычаг (поз. 3).
Узел регулировки натяжения троса (поз. 7, 8, 9).
Распорная планка (поз. 10).
Рычаг ручного привода тормозных колодок (поз. 11).
Механический привод тросового типа – самый распространенный привод стояночной системы тормозов. Однако существуют и иные конструкции привода «ручника». Например, электромеханический, где в качестве исполнительного механизма использован электрический двигатель, редуктор которого соединен с поршнем заднего тормозного механизма. Это – принципиально новая система стояночного тормоза, отличающаяся многофункциональностью, эффективностью, надежностью и экологичностью.
vipwash.ru
Тормозная система. Виды тормозных систем
Тормозная система — это совокупность устройств, предназначенных для регулирования скорости движения, ее снижения до необходимого уровня или полной остановки машины.
Современные автомобили и колесные тракторы оборудуют рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной автономными тормозными системами.
Рабочая тормозная система служит для снижения скорости движения с желаемой интенсивностью вплоть до полной остановки машины вне зависимости от ее скорости, нагрузки и уклона дорог, для которых она предназначена.
Запасная тормозная система предназначена для плавного снижения скорости движения или остановки машины в случае полного или частичного выхода из строя рабочей тормозной системы (например, в автомобиле КамАЗ-4310).
Эффективность рабочей и запасной тормозных систем машин оценивают по тормозному пути или установившемуся замедлению при начальной скорости торможения 40 км/ч на прямом и горизонтальном участках сухой дороги с твердым покрытием, обеспечивающих хорошее сцепление колес с дорогой.
Стояночная тормозная система служит для удержания неподвижной машины на горизонтальном участке пути или уклоне даже при отсутствии водителя. Эффективность стояночной тормозной системы должна обеспечивать удержание машины на уклоне такой крутизны, который она сможет преодолеть на низшей передаче.
Вспомогательная тормозная система предназначена для поддержания постоянной скорости машины при движении ее на затяжных спусках горных дорог и регулирования ее самостоятельно или одновременно с рабочей тормозной системой с целью разгрузки тормозных механизмов последней. Эффективность вспомогательной тормозной системы должна обеспечивать без применения иных тормозных систем спуск машины со скоростью 30 км/ч по уклону 7 % протяженностью 6 км.
Каждая тормозная система состоит из тормозных механизмов (тормозов) и тормозного привода.
Торможение машины достигается работой сил трения в тормозном механизме, которая превращает кинетическую энергию движения машины в теплоту в зоне трения тормозных накладок с тормозным барабаном или диском.
В зависимости от типа привода различают тормозные системы с гидравлическим, пневматическим и пневмогидравлическим приводом.
Тормозные механизмы (тормоза) бывают дисковые и колодочные, а в зависимости от места установки — колесные и трансмиссионные (центральные). Колесные устанавливают непосредственно на ступице колеса, а трансмиссионные — на одном из валов трансмиссии.
На большегрузных автомобилях и мощных тракторах чаще всего применяют системы торможения с пневматическим приводом и колодочными тормозами.
Колодочный тормоз затормаживает шкив 9 двумя колодками 5 с фрикционными накладками, которые прижимаются к шкиву 9 изнутри разжимным кулачком 4. При этом верхние концы колодок 5 поворачиваются вокруг неподвижных шарниров (осей) 7. Если отпустить педаль 1, то стяжные пружины 8 растормозят шкив 9.
Дисковый тормоз трактора МТЗ-80 имеет диски 14 и 16 с фрикционными накладками, установленные на вращающемся валу 6 возможностью передвижения в осевом направлении. Между ними размещены два нажимных диска 12 и 15, соединенные серьгами 11 с тягой 10 и тормозной педалью 1. Между нажимными дисками в углублениях со скосами установлены разжимные шарики 13. При торможении шарики раздвигают нажимные диски, которые прижимают вращающиеся диски с фрикционными накладками к неподвижному картеру 17 и затормаживают вал 6.
Рисунок. Схемы колесных тормозов: а — колодочного; 6 — дискового; 1 — педаль; 2 — тяга; 3 — рычаг; 4 — разжимной кулачок; 5 — колодка; 6 — затормаживаемый вал: 7 — оси повороти колодок; 8 — стяжные пружины; 9 — тормозной шкив; 10 — тяга с регулировочной гайкой; 11 — серьга; 12, 75 — нажимные диски; 13 — шарик; 14, 16 — диски с фрикционными накладками; 17 — картер.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Тормозная система — WiKi
До автомобиля
Колодочный тормоз на карете Практически аналогичная каретной конструкция колодочного тормоза на автомобиле Daimler Wagonette 1897 года.Первые тормозные системы применялись ещё на гужевом транспорте. Лошадь разгоняла повозку до относительно больших скоростей и сама не справлялась с её остановкой. Первые механизмы тормозили само колесо посредством ручного рычага или системы рычагов. Деревянная колодка, иногда — с обитой кожей поверхностью прижималась непосредственно к ободу колеса, затормаживая его. В сырую погоду это было малоэффективно, к тому же, с распространением резиновых пневматических шин тормозить колесо таким образом стало просто невозможно, так как эффективность торможения была бы ничтожна, а резина от контакта с колодкой очень быстро бы стиралась.
С тех пор тормозной механизм претерпел серьёзную эволюцию. Наибольшее развитие в разработке тормозных систем произошло с появлением автомобиля.
До 1920-х : Эра пионеров
Первые автомобили, имевшие колёса каретного типа со сплошными резиновыми шинами, использовали по сути тот же самый колодочный тормоз, что и конные экипажи (строго говоря, все распространённые тормозные механизмы, кроме ленточных, являются колодочными, так как используют в своей работе так или иначе устроенные колодки, однако более сложно устроенные тормозные механизмы принято называть по их наиболее характерному конструктивному элементу — тормозному барабану, диску, и т. п.). Например, на первых автомобилях Бенца колёса тормозились именно колодками, обитыми кожей. Это было малоэффективно, к тому же кожа быстро истиралась, и на протяжении поездки порой приходилось несколько раз менять кожаные накладки. Усовершенствованный вариант этого механизма используется до сих пор на сравнительно простых и малоскоростных велосипедах, правда колодки теперь делают из металла, накладки — из фрикционного материала, и располагают их по бокам от обода колеса (на более дорогих и скоростных моделях используют уже дисковые тормоза).
Уже в начале XX века серийные легковые автомобили стали развивать скорость более 100 км/ч, что сделало жизненно необходимым наличие эффективной тормозной системы.
Как ни странно, первыми появились дисковые тормоза: запатентованы они были англичанином Уильямом Ланчестером в 1902, но на практике были использованы ещё в конце XIX века в форме, близкой к современным велосипедным. Главной их проблемой был ужасный скрип, издаваемый при контакте медных тормозных колодок с тормозным диском. По этой, а также иным причинам, на заре автомобилестроения наибольшее распространение получили не дисковые, а барабанные тормозные механизмы. Изначально существовало два их варианта.
Первый из них — применённый ещё Даймлером ленточный тормоз: гибкая металлическая лента охватывала снаружи тормозной барабан и, будучи натянутой через систему рычагов, останавливала его вращение. Этот механизм применялся даже в двадцатых-тридцатых годах, например на Ford A / ГАЗ-А в приводе стояночного (не рабочего) тормоза. Второй — барабанный тормоз с колодками полукруглой формы, расположенными внутри полого барабана и прижимающимися к его внутренней поверхности, — он был запатентован Луи Рено в 1902 году. Сегодня под барабанным тормозом имеют в виду обычно именно такой механизм.
В том же 1902 году Рэнсом Олдс применил на гоночном «Олдсмобиле» ленточные тормоза собственной конструкции на задних колёсах с приводом от педали в полу. Эта конструкция оказалась для того времени удачной, и уже через пару лет её переняло большинство американских автомобилестроителей. В качестве рекламы, Олдс позднее провёл сравнение эффективности тормозов своей системы с традиционными колодочными на конном экипаже и барабанными на «безлошадном экипаже» другого производителя. Тормозной путь со скорости в 14 миль в час (22,5 км/ч) составил 6,5 м у «Олдсмобила», 11 м у безлошадного экипажа и 23,6 м — у конного, что весьма убедительно говорило в пользу ленточных тормозов Олдса.
Тем не менее, в эксплуатации ленточные тормоза оказались менее удобны. Так, при остановке на склоне холма автомобиль с ними мог скатываться вниз из-за самораспускания тормозной ленты — на особо крутых подъёмах пассажиру приходилось вылезать из автомобиля и подставлять под его колёса деревянные клинья. Расположенные открыто тормозные ленты очень быстро изнашивались и сильно страдали от коррозии, требуя частой замены — каждые несколько сотен километров. В сырую погоду тормозные ленты могли проскальзывать, как и в случае попадания под них грязи. Примерно теми же самыми недостатками страдали и барабанные тормозные механизмы с колодками, прижимаемыми к наружной поверхности барабана.
Поэтому уже в 1910-х годах на большинстве автомобилей стали использоваться барабанные тормоза, колодки которых были надёжно укрыты внутри барабанов, не проскальзывали и могли служить уже тогда до 1-2 тысяч километров пробега. Это были первые по-настоящему эффективные тормозные механизмы, принцип действия которых мало изменился до наших дней. Сначала колодки были чугунными, но потом на них стали делать накладки из более износостойкого материала на основе асбеста (в печати тех лет называемого «ферадо» или «феродо»).
1920-е — 1930-е
Барабанные тормозные механизмы в практически неизменном виде просуществовали вплоть до сороковых-пятидесятых годов в качестве основного и практически единственного типа тормозных механизмов на автотранспорте. Однако за это время существенно изменились системы привода тормозов.
Барабанный тормозной механизм с гидроприводом и одним двусторонним гидроцилиндром.Так, начиная с середины двадцатых годов тормозами стали в обязательном порядке снабжать все колёса — и передние, и задние. Пионеры автомобилестроения считали, что автомобиль с передними тормозами при замедлении станет неустойчивым, и ставили их только на задней оси. Впоследствии выяснилось, что автомобиль с передними тормозными механизмами при условии их правильной регулировки вполне управляем при торможении, более того — расположенные спереди тормоза ощутимо более эффективны. Поначалу передние и задние тормоза имели раздельный привод — на один мост работала ножная педаль, а на второй — рычаг, приводимый в действие рукой. В 1919 году на «Испано-Сюизе» появился механический привод тормозов обоих мостов от одной педали, что достигалось благодаря введению в конструкцию специальных рычагов-уравнителей, согласовывающих срабатывание передних и задних тормозных механизмов. Это способствовало распространению новинки: если на Нью-Йоркском автосалоне 1924 года тормоза на всех колёсах имелись только у автомобилей Duesenberg и Rickenbacker, то уже несколько лет спустя они стали стандартом даже на недорогих «Фордах» и «Плимутах».
Автомобили марки «Плимут», выпускавшиеся с 1928 года, содержали в своей конструкции и другое важнейшее нововведение тех лет. В то время, как тормозные системы большинства более ранних автомобилей полагались на механический привод — сначала тягами, а позднее проложенными между закреплёнными на раме шкивами тросами (вроде тех, которые в наши дни приводят в действие стояночный тормоз), — то на протяжении двадцатых-тридцатых годов общепринятыми становятся гидравлические тормозные системы, первая из которых была запатентована в США Малкольмом Локхидом (основателем фирмы Lockheed — производителя компонентов тормозных систем и крупного американского авиастроителя). В системе с гидроприводом тормозные механизмы приводились в действие через длинные системы трубок, заполненных гидравлической жидкостью — изначально изготовлявшейся на основе растительного масла. Впервые она была применена в 1921 года на ультрасовременном для своих лет Duesenberg Model A.
Уолтер П. Крайслер в значительной степени усовершенствовал систему гидроприводов Локхида, в частности — заменил постоянно текущие кожаные уплотнительные манжеты гидроцилиндров на резиновые, и, заручившись разрешением самого Локхида, в 1924 году начал ставить их на свои машины (система Локхид-Крайслер). Эта система без радикальных изменений просуществовала на автомобилях корпорации «Крайслер» (в том числе и «Плимутах») до начала шестидесятых годов.
Автомобили General Motors окончательно перешли на использование гидравлических тормозов лишь к середине тридцатых годов, до этого предпочитая тормоза системы Винсента Бендикса (основателя фирмы Bendix) со считавшимся более надёжным механическим приводом, а Ford решился на такой переход лишь в 1938 году.
Примерно в те же годы появляются и первые системы сервоприводов, снижавших усилие на педали тормоза. Первым серийным автомобилем с вакуумным усилителем тормозов был Pierce-Arrow 1928 года. К началу тридцатых их использовали такие производители люксовых автомобилей, как Lincoln, Cadillac, Duesenberg, Stutz и Mercedes-Benz. Массовое их распространение, тем не менее, пришлось лишь на пятидесятые годы.
Спортивный автомобиль сороковых годов с задними тормозами, расположенными у главной передачи.1940-е — 1950-е
В сороковых-пятидесятых годах ввиду существенного роста мощности двигателей и скоростей движения появилась необходимость значительного повышения эффективности тормозов серийных автомобилей.
Помимо внедрения в тормозные системы всевозможных усилителей (как правило — либо гидровакуумных, в которых разрежение во впускном коллекторе при помощи специального механизма воздействовало на тормозную жидкость, повышая эффективность торможения, либо вакуумных, где разрежение во впускном трубопроводе двигателя непосредственно воздействовало на связанный с педалью шток; также существовали гидроусилители тормозов, использовавшие не разрежение, а давление, создаваемое насосом усилителя рулевого управления), стали совершенствоваться и сами тормозные механизмы.
Барабанный тормозной механизм с двумя ведущими колодками (дуплексный).Первым существенным улучшением в конструкции барабанного тормоза стало появление в сороковых годах механизма с двумя раздельными гидроцилиндрами и двумя ведущими колодками (дуплексного). До этого гидроцилиндр был один и раздвигал он сразу обе колодки, что было существенно менее эффективно.
В первые предвоенные и особенно послевоенные годы скорости движения автомобилей росли за счёт появления на массовых моделях достаточно мощных моторов, использующих ставшие доступными широкому потребителю высокооктановые сорта бензина. Самые мощные серийные автомобили пятидесятых годов имели максимальную скорость, вплотную приближающуюся к 200 км/ч. При длительном торможении с высокой скорости существовавшие в то время тормозные механизмы, не рассчитанные на такой режим работы, перегревались и теряли эффективность. Ответным шагом конструкторов стало появление алюминиевых тормозных барабанов (с запрессованными в них чугунными кольцами, к которым непосредственно прижимались колодки), обеспечивавших лучший отвод тепла, введение служившего той же цели оребрения на их поверхности (вентилируемые барабанные тормоза), а также использование тормозных колодок с более жаростойкими накладками, не содержащими органических компонентов (non-organic linings).
На тяжёлых грузовиках получают распространение пневматические тормозные системы.
Со временем тормозные колодки изнашиваются и начинают слабее прижиматься к поверхности барабана, чем существенно снижается эффективность торможения. Для предотвращения этого эффекта в барабанных тормозах были предусмотрены механизмы (эксцентрики), позволяющие в процессе регулировки немного сместить тормозные колодки наружу, восстановив их контакт с поверхностью барабана при торможении («подвести» тормоза). Однако такие механизмы требовали постоянной регулировки, причём добиться равномерного торможения всеми четырьмя колёсами было сложно. Решением проблемы стало внедрение гидроцилиндров с особой конструкцией, обеспечивавшей «самоподвод» тормозных механизмов (как правило за счёт стопорных колец, плотно посаженных в цилиндр с усилием сдвига не менее 50…60 кг, которые по мере износа колодки постепенно продвигались вместе с поршнем в стороны выхода из цилиндра, но в отличие от него не возвращались в исходное положение при падении давления, компенсируя износ колодки и обеспечивая постоянную величину рабочего хода поршня). Впервые они появились на «Студебекере» в 1946 году. Это не только избавило владельца от весьма частой регулировки тормозов автомобиля, но и существенно повысило безопасность, так как при исправном механизме исключалась возможность неправильной регулировки или пренебрежения ей. Тем не менее, по соображениям экономии ещё долгое время многие автомобили не имели такой системы. Например, в США они имелись в списке доступного за доплату дополнительного оборудования для автомобилей марки «Меркури» 1957 года, а широкое распространение получили лишь в середине шестидесятых. Советский вариант Fiat 124 — ВАЗ-2101 — также не имел «самоподвода» задних барабанных тормозных механизмов, как и многие бюджетные европейские автомобили тех лет (при этом «Москвич-408 / 412» и «Волга» ГАЗ-24 — уже имели).
Между тем, все меры по повышению эффективности барабанных тормозов оказались недостаточными: на рубеже пятидесятых и шестидесятых годов наметилось явное несоответствие динамических и тормозных возможностей автомобилей. Тормозные системы попросту не поспевали за стремительным ростом мощности моторов, что особенно явно было заметно в США, где вовсю разгоралась «гонка лошадиных сил» — каждый производитель старался представить на рынке более мощную машину, чем у конкурентов, что привело к тому, что редкий американский автомобиль имел в те годы менее шести цилиндров и 100 л. с. Тормозные механизмы же оставались по сути теми же, что и в тридцатых годах.
1960-е — 1980-е
Дисковый тормозной механизм.В 1953 году на Jaguar C-Type впервые в мире начали устанавливать тормозные механизмы принципиально иного типа — дисковые, разработанные фирмой British Girling (в настоящее время Lucas Girling). В них колодки прижимались не к внутренней поверхности барабана, а к плоским наружным плоскостям чугунного диска. В самом конце пятидесятых — начале шестидесятых они начали получать распространение на быстроходных серийных автомобилях. В США первым автомобилем с дисковыми тормозами современного типа стал Studebaker Avanti 1963 года (фирма Chrysler ещё в 1949—1954 годах предлагала в виде опционального оборудования на своих самых дорогих моделях дисковые тормоза системы Ausco-Lambert, однако их конструкция не имела ничего общего с современным дисковым тормозом кроме самого по себе наличия тормозного диска — точнее, двух тормозных дисков с фрикционными накладками, которые под действием гидроцилиндра расходились и прижимались ко внутренней поверхности полого тормозного барабана).
Дисковый тормозной механизм конструктивно проще барабанного с автоматической регулировкой зазора, компактнее, легче и дешевле. Он эффективнее, несмотря на меньшую площадь колодок, благодаря тому, что поверхность диска плоская и колодки прижимаются к нему равномерно (полукруглая поверхность колодки барабанного тормоза же неравномерно прижимается к внутренней поверхности барабана), и имеет меньшее время срабатывания. Он проще в обслуживании (в частности — проще замена колодок), практически не ограничивает тормозное усилие на колодках (в барабанном механизме оно ограничено прочностью барабана).
Дисковые тормоза лучше охлаждаются, потому что воздух может свободно циркулировать между диском и поверхностью колодки. Существуют также вентилируемые диски, у них фрикционных поверхностей две. Они разделены перемычками, которые позволяют воздуху попадать внутрь диска и ещё лучше отводить тепло от тормозов. Большинство передних дисковых тормозов на современных машинах — именно вентилируемые, потому что как раз на них приходится большая часть работы при остановке автомобиля. При этом большинство задних тормозов — не вентилируемые. Они имеют сплошной диск, потому что задние тормоза просто-напросто не вырабатывают большого количества тепла.
Другим плюсом дисковых тормозов является то, что они самоочищаются от воды, грязи и продуктов износа — загрязнения и газы «сбрасываются» с диска при его вращении, в отличие от барабана, который легко собирает на себя, например, пыль — продукт износа колодок. Вода, масло, газообразные продукты трения — всё это быстро отводится от рабочих поверхностей, не ухудшая торможение.
Дисковые тормоза нашли применение и на железнодорожном транспорте.Главными же преимуществами дисковых тормозов перед барабанными считают постоянство (стабильность) характеристик и широкие возможности для регулировки их работы, что приводит к улучшению торможения, а в конечном итоге — повышению безопасности движения.
Вакуумный сервопривод педали тормоза получил массовое распространение именно после внедрения дисковых тормозов, так как они в силу своей конструкции требуют большего усилия на педали.Характерны для них и определённые недостатки. Площадь их колодок получается сравнительно небольшой, что вызывает необходимость повышения давления в тормозной системе. Это означает рост усилия на педали тормоза и увеличение износа колодок, что вызывает их частую замену.
В барабанном тормозном механизме с двумя рабочими цилиндрами эффективность работы повышается за счёт вращения барабана при движении автомобиля, которое при торможении стремится ещё сильнее прижать к нему колодки («увлекая» их за собой и дополнительно проворачивая их вокруг своих осей), в итоге также уменьшая необходимое усилие на педали тормоза (водителю достаточно легкого нажатия на педаль чтобы колодки коснулись барабана, после чего этот эффект начинает работать как своеобразный «усилитель») — на дисковых тормозных механизмах такой эффект совершенно отсутствует, так как диск вращается в направлении, перпендикулярном к направлению действия тормозного усилия. Поэтому автомобили с дисковыми тормозами, особенно на всех колёсах, в абсолютном большинстве случаев снабжаются сервоприводом (усилителем) тормозов — без него усилие на педали было бы чрезмерно велико.
Кроме того, с дисковым тормозным механизмом сложнее организуется привод стояночного (ручного) тормоза, ввиду чего долгое время на задней оси многих автомобилей продолжали использовать барабанные тормоза (иногда даже использовались механизмы с рабочими дисковыми и отдельным барабанным парковочным тормозом меньшего размера).
Основной же причиной столь позднего массового внедрения дисковых тормозов было то, что при значительно более высокой эффективности дисковые тормоза также выделяют значительно больше тепла, чем барабанные. Это не создавало особых проблем, скажем, на железнодорожном транспорте, где для торможения используется пневмопривод, однако для автомобильной тормозной системы с её гидравлическим приводом представляло большую опасность: при использовании ранних образцов тормозных жидкостей на основе спиртов и растительного масла (касторового) — дешевых и удобных в эксплуатации, но имевших низкую температуру кипения — при длительном торможении это приводило к закипанию тормозной жидкости в гидроприводе, образованию паровых пробок и «проваливанию» педали тормоза с потерей эффективности торможения, что было крайне опасно. Только с появлением более высококипящих тормозных жидкостей на гликолевой основе стало возможным массовое применение дисковых тормозных механизмов. Применение старых марок тормозных жидкостей на масляной основе в таких тормозных системах было существенно ограничено или полностью исключено.
Ещё одним большим минусом дисковых тормозов можно назвать то, что они из-за своей открытости подвержены загрязнениям, несмотря на эффект «самоочищения». Грязь и пыль, всё же попадающие между диском и колодкой, могут быстро привести диск в негодность. Если он слишком тонок, он не способен рассеивать тепло и в экстремальных ситуациях может просто треснуть. Поэтому за износом дисков нужно следить и в случае необходимости заменять их.
Барабанные тормоза считаются более пригодными для тяжёлых условий эксплуатации по бездорожью или запылённым просёлочным дорогам. Например, на ВАЗ-2101 конструкторы поставили задние барабанные тормоза, хотя на итальянском прототипе Fiat 124 они были дисковыми: лучшая тормозная динамика версии с дисковыми тормозами просто не была бы востребована в СССР, где поток транспорта был намного менее плотным, чем в Западной Европе, и остальные автомобили, даже новейшей разработки, в те годы имели ещё худшую тормозную динамику и, как правило, барабанные тормоза без усилителя. При этом барабанные тормоза были более приспособлены к тяжёлым дорожным условиям страны, да и замена колодок на них требовалась существенно реже, что также было большим плюсом в тогдашних условиях. По тем же причинам долго ставили на автомобили барабанные тормоза и, например, в Австралии, также не отличавшейся идеальными дорогами, и на внедорожниках.
Передние тормозные диски находятся в относительно благоприятных условиях, а вот задние принимают на себя всю грязь, которую отбрасывают назад передние колеса. Вот почему задние тормозные колодки и диски часто изнашиваются быстрее передних (на том же Fiat 124 в отечественных дорожных условиях задние тормозные колодки снашивались до металла за 500—600 км пробега), хотя на них приходится намного меньшая доля работы во время торможения.
В случае использования задних дисковых тормозных механизмов использование стояночного тормоза при отрицательной температуре воздуха необходимо исключить, так как часты случаи примерзания колодок к диску. Барабанный механизм лучше герметизирован и как правило меньше подвержен этому.
Существовали различные конструкции дисковых тормозных механизмов — двух- и четырёхпоршневые, с неподвижной и плавающей скобой, вентилируемые, и так далее.
Впоследствии и до настоящего времени конструкция дисковых тормозов принципиально не менялась.
Тормозные диски с перфорацией (просверленными в дисках отверстиями) — отчасти просто украшение, однако не совсем бесцельное: отверстия позволяют воде и газам, находящимся между поверхностью колодок и поверхностью диска, «забиваться» в них, и тормоза таким образом срабатывают быстрее, не ожидая лишнего поворота диска, очищающего его. Это может быть важным в ситуациях, встречающихся в автоспорте, однако при повседневной городской езде, как правило, некритично. К тому же отверстия уменьшают площадь трущейся поверхности диска, а ещё в них могут забиться мелкие камешки, что потребует лишней работы по их удалению.
Изначально дисковые тормоза устанавливали, как правило, и на переднюю, и на заднюю ось: в частности, именно так поступала фирма Fiat — один из пионеров внедрения «дисков». Однако по мере того, как дисковые тормозные механизмы входили в широкий обиход и становились доступны хотя бы как дополнительное оборудование на сравнительно недорогих автомобилях, многие фирмы в целях экономии и упрощения конструкции ручного тормоза стали ставить более эффективные дисковые тормоза только спереди, где их наличие сказывалось на потребительских качествах автомобиля особенно заметно, а на задней оси — оставлять «барабаны», несмотря на очевидную несбалансированность такой системы. Стандартным оборудованием большинства легковых автомобилей дисковые тормоза на всех колёсах стали на Западе лишь к концу восьмидесятых — середине девяностых годов.
На тяжёлых автомобилях — в первую очередь грузовиках и автобусах, а также на очень больших легковых производства США — долгое время использовались барабанные тормозные механизмы, особенно в задних тормозах, так как у них проще увеличить мощность тормозного механизма за счёт наращивания площади колодок — для этого наряду с диаметром просто увеличивают ширину барабана. С тормозными дисками же увеличить мощность тормозного механизма возможно лишь за счёт роста их диаметра, который ограничен размерами ободов колёс. Поэтому получается, что барабанный тормозной механизм можно сделать намного мощнее в абсолютном выражении за счёт большой площади колодок, несмотря на его меньшую относительную (удельную) эффективность по сравнению с дисковым.
Вторым важным усовершенствованием, сделанным в шестидесятые годы, стало массовое распространение двухконтурных тормозных систем, в которых так или иначе предусматривалось разделение гидропривода на два независимых контура. При выходе из строя или снижении эффективности действия одного из них, второй обеспечивал достаточную эффективность торможения для того, чтобы добраться до ближайшего места ремонта. Начиная с конца шестидесятых — начала семидесятых годов такие системы были в большинстве развитых стран включены в обязательные технические требования ко всем новым автомобилям. Например, в США двухконтурная система стала обязательной с 1967 года, хотя ещё с начала десятилетия многие фирмы внедряли двухконтурные тормоза: «Кадиллак» — в 1962, American Motors — в 1963, Studebaker — в 1964.
Электронный датчик скорости вращения колеса, используемый в системе ABS. Управляющий блок ABS.В конце шестидесятых годов появляется ещё одно важное усовершенствование — антиблокировочная система тормозов — ABS (англ. Anti-lock Braking System). Эта система в её современном виде была разработана в США в конце шестидесятых годов фирмой Bendix и впервые появилась на автомобилях марки Imperial корпорации Chrysler в 1971 модельном году как дополнительное (опциональное, доступное по заказу за доплату) оборудование. Это была трёхканальная компьютеризированная электронная система. Аналогичные по функционалу механические системы находили весьма ограниченное применение и ранее (в авиации под названием «автомат растормаживания» — с 1929 года), но они отличались низкой надёжностью и высокой ценой, вследствие чего не получили массового распространения на серийных автомобилях. В Европе аналогичные системы получили распространение ближе к концу семидесятых годов.
ABS стала особенно актуальной в связи с массовым распространением вакуумных усилителей в тормозных системах и эффективных, быстродействующих дисковых тормозных механизмов, которые в сочетании друг с другом легко позволяют при нажатии на педаль заблокировать колёсные тормозные механизмы. Колёса при этом прекращают вращаться и, как показали исследования, эффективность торможения автомобиля в таком режиме (движение «юзом», то есть, скольжение неподвижных колёс по асфальту) существенно снижается по сравнению со случаем, когда тормозящие колёса катятся (на грани срыва в «юз»). Кроме того, очень важно то, что при заблокированных передних колёсах машина становится неуправляемой, поскольку направление движения практически не зависит от поворота передних колес, если они не катятся, а скользят. При таком торможении «юзом» шины не оказывают сопротивления боковому уводу, то есть, любая боковая сила (например, возникающая при наезде на неровность дорожного покрытия) может вызвать неконтролируемое водителем отклонение автомобиля от прямолинейного движения. В результате при торможении «юзом» машина с дисковыми тормозами и усилителем нередко испытывала опасную тенденцию к заносу задней оси. Применение автоматических регуляторов тормозных сил на задних тормозных механизмах решало данную проблему лишь отчасти.
ABS делает практически невозможной блокировку колёс за счёт управляемого электронным блоком снижения давления в контурах колёс, подверженных в данный момент блокировке, таким образом поддерживая их «на грани» блокирования — торможение в этот момент считается наиболее эффективным. По сути, эта система имитирует приём прерывистого торможения — на автомобилях без ABS он используется при движении по скользкому покрытию и также призван противодействовать блокировке колёс. Лишь в некоторых, сравнительно редко встречающихся в странах с развитой дорожной сетью условиях (например — на грязи, песке, гравии или глубоком слое снега, когда заблокированное колесо способно эффективно останавливаться за счёт «зарывания» в рыхлый грунт) ABS может способствовать незначительному увеличению тормозного пути по сравнению с автомобилем без ABS, водитель которого использует специальных приёмы торможения. Более важно, однако, то, что автомобиль с ABS не теряет управляемости даже при экстренном торможении, его не заносит в одну сторону при блокировке одного из передних колёс. Также в системе тормозов с ABS отсутствуют сравнительно ненадёжные механические регуляторы давления, использующиеся в традиционной системе в контуре задних колёс.
Единственный, но достаточно существенный реальный недостаток большинства ABS — невозможность противодействия блокировке в ситуации, когда все колёса автомобиля находятся на участке покрытия с одинаково низким коэффициентом сцепления, поскольку для принятия решения ABS сравнивает скорости вращения колёс между собой, а также со скоростью движения автомобиля.
Современный этап
Начиная с середины девяностых годов в связи с необходимостью дальнейшего повышения эффективности тормозов наметилась тенденция к существенному увеличению диаметра колёсных ободов с целью размещения тормозных дисков большего размера, при одновременном сильном снижении высоты профиля шины. На современных легковых автомобилях не является редкостью применение ободов посадочным диаметром 16-17 дюймов, в некоторых случаях — до 22", и сверхнизкопрофильных шин с высотой профиля всего в несколько сантиметров. Это позволяет разместить тормозные диски вполне достаточной эффективности. Решёнными в настоящее время можно считать и проблемы с организацией привода стояночного тормоза при дисковых механизмах тормозов.
Всё это открыло возможности для широчайшего использования дисковых тормозных механизмов всех колёс, которые в настоящее время являются в развитых странах стандартным оборудованием для всех или как минимум абсолютного большинства новых легковых автомобилей. Появляются и дисковые тормозные системы для быстроходных грузовиков.
Следуя за почти столь же массовым внедрением ABS, в настоящее время происходит непрерывное дальнейшее совершенствование тормозных систем автомобилей за счёт использования управляющей электроники — можно назвать такие сравнительно недавние новшества, как ESP, TCS, EBD, и так далее — результатом чего становится дальнейший рост активной безопасности. Однако наиболее важным фактором безопасности, как и во все времена, остаётся всё же поведение водителя.
Важным нововведением последних десятилетий стал электропривод стояночного тормоза, обычно представляющий собой расположенные во всех колёсных тормозных механизмах сервоприводы с электродвигателями и редукторами, приводящими в движение тормозные колодки. Такой привод стояночного тормоза, помимо своего непосредственного назначения, позволяет также затормаживать автомобиль по команде бортовой электроники без задействования основной тормозной системы, например — при срабатывании системы безопасности City Stop, предотвращающей столкновение со впереди идущим автомобилем при движении в транспортном заторе. Значительно повышается и эффективность использования стояночного тормоза в качестве резервной тормозной системы.
В связи с тем, что в последнее время набирают популярность электромобили и автомобили с гибридными силовыми установками, всё чаще используются рекуперативное торможение, где энергия, вырабатываемая при торможении, преобразуется в электрическую, подзаряжает аккумуляторы. Например, в Toyota Prius тормозные колодки используются для удерживания автомобиля на месте и для экстренного торможения, а основную роль в торможении играют мотор-генераторы, поэтому тормозные колодки у гибридных автомобилей служат в несколько раз дольше, чем у обычных.
ru-wiki.org
Какие существуют виды тормозных систем?
Любые автомобили, как маленькие с весом от 400 до 450 килограмм, так и большие с весом от 500 до 600 тонн, в обязательном порядке оснащаются тормозной системой. Основная задача тормозной системы заключается в изменении скорости передвижения транспортных средств, по команде водителя или же электронной системы руководства.
Вторым назначением тормозной системы является удержание машины в неподвижном состоянии по отношению к дороге, на время стоянки.
Тормозная система
В сегодняшней статье мы более подробно обсудим виды тормозных систем, а именно ответим на такие вопросы:
- Что собой представляет блок торможения?
- Устройство тормозной системы;
- Виды тормозных систем;
- В чем заключается принцип действия тормозного блока?
Основная информация
Основной функцией тормозной системы считается управление скоростью машины, ее остановкой, а также удержанием ее в одном положении с помощью силы торможения между дорогой и колесами машины. Сила торможения может образовываться автомобильным двигателем, механизмом остановки колес авто, электронным или гидравлическим замедляющим тормозом, который находится в трансмиссии. Для функционирования всех вышеперечисленных функций на транспортное средство устанавливают такие виды тормозных систем как:
- Рабочая. Этот тип системы применяется на любой скорости машины для полной остановки или же снижения скорости. Причем она начинает функционировать сразу же после нажатия на педаль тормоза. Представленная система считается самой эффективной по сравнению с остальными типами.
- Запасная. Используется в том случае, если основной блок торможения неисправен. Данный тип тормозного блока может быть двух видов, автономным или же ее функции выполняет часть рабочей системы торможения.
- Стояночная. Является необходимой для удержания машины на протяжении определенного времени на месте. То есть благодаря ей полностью исключается вероятность передвижения авто без ведома водителя.
- Добавочная. Используется на транспортных средствах, которые имеют повышенную массу, для остановки на спусках. Довольно часто происходит так, что функции этой системы остановки выполняются двигателем, на котором трубопровод перекрывается при помощи заслонки.
Блок торможения считается самым важным устройством для гарантирования безопасности машины. На легковых и некоторых грузовых автомобилях используются разные приспособления и блоки, которые повышают эффективность блока остановки и устойчивости в момент остановки. К таким устройствам относятся:
- Усилитель срочной остановки;
- Тормозной усилитель;
- Антиблокирующий блок.
Конструкция тормозного блока
Тормозной блок компонует конструкцию и привод остановки. Главной функцией механизма торможения является создание момента, который необходим для уменьшения скорости и полного остановки авто. На транспортных средствах применяется фрикционная конструкция остановки, которые функционируют на основании силы трения. Механика рабочего блока обычно располагается в автомобильных колесах, а стояночного блока за раздаткой или же за коробкой передач.
Зависимо от устройства фрикционной части выделяют механизмы диска и барабана. Механизм остановки имеет неподвижную и вращающуюся части.
Роль подвижной части барабанной конструкции остановки играет барабан остановки, а не вращающийся ленты или колодки торможения. подвижная часть конструкции диска торможения имеет вид диска, а невращающаяся колодками торможения.
На осях современных легковых авто обычно располагается дисковая конструкция торможения. Дисковой механизм торможения состоит из таких элементов:
- Диск торможения;
- Две не вращающийся колодки, которые устанавливаются в середине суппорта с двух сторон.
Суппорт закрепляется на кронштейнах, а в его пазах устанавливаются цилиндры, приживающие колодки в момент остановки к диску. Диск в момент остановки очень нагревается, а его охлаждение происходит за счет воздушного потока.
Для улучшения отхода теплоты на диске делаются небольшие отверстия. Такие диски будут называться вентилируемыми. Для большей эффективности остановки и устойчивости к перегреваниям на спортивных машинах используются керамические диски торможения. Колодки торможения прижимаются к суппорту при помощи пружинных элементов. На колодках закрепляются фрикционные накладки, а на нынешних транспортных средствах колодки торможения оснащаются датчиком уровня износа.
В чем заключается принцип действия системы торможения?
Давайте рассмотрим принцип действия системы торможения на примере гидравлического рабочего блока. В момент нажатия на тормоз нагрузка переходит на усилитель, создающий добавочное усиление на основном цилиндре. Поршень основного цилиндра торможения собирает всю жидкость в цилиндрах автомобильных колес с помощью трубопроводов. Причем в этот же момент происходит увеличение давления жидкости в приводе тормоза. Благодаря поршням цилиндров автомобильных колес происходит перемещение тормозящих колодок к дискам, или как их еще называют барабанам.
После нажатия на тормоз проходит увеличение давления жидкости, вследствие чего проходит активация механизмов торможения, приводящих вращение автомобильных колес в замедление и образование силы торможения в месте контакта шин авто с покрытием дороги. Причем чем больше будет прикладываться сила к педали тормоза, тем эффективнее и быстрее произойдет остановление автомобильных колес.
Давление жидкости в момент остановки может достигать от десяти до пятнадцати мегапаскалей.
В момент окончания торможения педаль при воздействии пружины возврата переходит в обратное положение. Также в обратное расположение переходит поршень основного цилиндра торможения. Части пружин отводятся от барабанов при помощи колодок. Тормозная жидкость переходит в основной цилиндр торможения из цилиндров автомобильных колес благодаря трубопроводам. Таким образом, проходит понижение давления системы торможения. Эффективность системы торможения сильно увеличивается благодаря использованию систем безопасности транспортного средства.
Похожие статьи:
autodont.ru
Тормозные системы
От тормозных колодок и до ленточных тормозов.
Резкая необходимость в тормозных системах появилась еще со времен карет и повозок. Лошади быстро разгоняли экипажи, однако с резкой остановкой были проблемы.
Самые первыми тормозными механизмами стали тормозные колодки, которые под действием рычага, плотно прижимались к ободу колеса или даже к самой шине. Данный механизм торможения требовал больших усилий со стороны водителя, поэтому, с целью выигрыша в силе, стали использовать длинные рычаги.
тормозные колодки используемые на каретах Тормозные колодки - один из самых первых вариантов тормозных систем. При помощи рычага колодка прижималась к ободу колеса или к самой шине, замедляя ход экипажа.
По мере роста скоростей автомобилей данный механизм становился малоэффективным. Ему на смену пришли ленточные тормоза. Они работали по следующему принципу: на выходном валу коробки переключения передач устанавливался барабан, который охватывался стальной лентой. При помощи педали можно было регулировать угол обхвата барабана, чем больше угол, тем больше момент трения. Данный тормозной механизм уже не требовал от водителя больших усилий. Хотя ленточные тормоза не нашли дальнейшего распространения в автомобилестроении, они успешно используются в подъемных и транспортных механизмах.
На пути к совершенству, или первые дисковые тормоза.
В начале двадцатого века, а именно в 1902 году, Луи Рено модернизировал ленточные тормозные системы. Теперь они назывались барабанными тормозными механизмами. От своих предшественников они отличались тем, что теперь использовали полые барабаны, а сама колодка помещалась внутри них. Немного погодя, стали использовать две колодки, которые расходились в разные стороны внутри барабана и создавали трение, замедляя автомобиль.
В этом же году, английский конструктор Фредерик Ланчестер получил патент на дисковые тормоза. Все автомобили его марки стали оснащаться данными тормозами. Их выпускали всего 8 лет, с 1906 по 1914 года. Потом, из-за несовершенств механизма, перешли обратно на барабанные тормоза.
ленточные тормоза На фотографии представлены современные ленточные тормоза, снятые с Mersedes`а А-класса.
Изначально, все тормозные механизмы устанавливались исключительно на заднюю ось, поскольку установка их на передние колеса пока не представлялась возможной. Так же считали, что автомобиль, при резком торможении, может попросту перевернуться. Только при появлении гидравлики, стала возможной установка тормозов на ведущую ось. Первый автомобиль с тормозами, установленными на переднюю ось, стал Chysler 70 1924 года. Превосходство этой системы было очевидно. Во-первых, жидкость передает усилие во все точки системы. Во-вторых, гидравлическая система обладает большим коэффициентом полезного действия (95%). В-третьих, гораздо удобнее провести гидравлические магистрали, чем рычаги и тросы.
Тормозная система на современных автомобилей комбинированная, она использует и гидравлическую и механическую системы. Одна – для непосредственного торможения, а другая стояночная. На стоянке, система тросов удерживает автомобиль в неподвижном состоянии. Автомобили высшего класса оснащены электромеханическими системами торможения.
Гидравлическая система торможения требовала больших усилий от водителя и поэтому, в 1923 году, Луи Рено изобрел первый механический усилитель. Сегодня в обиходе вакуумные усилители, принцип которых основан на разряжениях во впускном коллекторе. Сильно изменилась и тормозная жидкость, ведь она должна соответствовать жестким требованиям. Состав не должен расширяться и закипать при нагревании, а также густеть на холоде.
Дисковые тормоза – заслуга летчиков?
После долгого затишья, о дисковых тормозах все-таки вспомнили. Авиационные инженеры оснащали ими шасси самолетов в период Второй мировой войны. Автомобильные тормозные диски, после существенных доработок, появились только в 1952 году. Изначально они устанавливались исключительно на спортивные автомобили, но затем пришли и в массовое производство. Первым гражданским автомобилем, с данной тормозной системой, стал Citroen DS19.
тормоза V-brake Наиболее распространенные среди велосипедистов тормоза V-brake. Принцип их действия схож с тормозными колодками, которые использовались на каретах.
Тормозные системы на современных автомобилях.
Современные автомобили оснащаются как дисковыми, так и барабанными тормозными механизмами. Область их использования различна, в виду их специфических особенностей, преимуществ и недостатков.
Преимуществом барабанных тормозов является простота их конструкции и дешевизна изготовления. Также они выигрывают и площадью контакта фрикционного материала. Передняя колодка непосредственно связана с задней, при увеличении трения передней колодки, увеличивается сила прижатия задней. Поэтому тормозное усилие возрастает. Но помимо преимуществ есть еще и недостатки. По причине трения, колодки в барабане нагреваются, что может стать причиной деформации. А это, в свою очередь, уменьшает площадь контакта барабана с фрикционным материалом. Из всего этого можно сделать вывод, что такие механизмы невозможно эксплуатировать в тяжелых условиях, когда необходимо динамичное и долгое их использование.
Дисковая система торможения обходится гораздо дороже, нежели барабанная. А все это из-за малой площади контакта, приходится использовать дополнительные усилители. И поскольку площадь контакта меньше, то давление, оказываемое на колодки, значительно больше, и они быстрее приходят в негодность. Однако на дисковых тормозах гораздо лучше теплоотдача, поскольку они имеют открытую конструкцию, но это делает их незащищенными от грязи, поэтому на не быстроходную военную технику чаще устанавливают барабанные тормозные системы.
На спортивных автомобилях нужен быстрый отвод тепла от тормозной системы, так были изобретены вентилируемые диски. Конструкция их очень проста: между двумя дисками располагается лопасть, отводящая тепло. За схожесть с бутербродом ее прозвали "Сэндвичем".
Грузовые автомобили также оснащаются дисковыми тормозами, разница только в их размерах. Убедится в этом, или даже приобрести себе грузовик можно на этом ресурсе. На ресурсе представлен широкий спектр грузовиков разных фирм.
дисковые тормоза Автомобильные дисковые тормоза, наиболее технологичные и распространенные в нынешнем автомобилестроении. На фотографиях видны специальные полости и канавки для отвода отработанного фрикционного материала и грязи.
Тормозные диски имеют полости, отверстия и канавки, которые способствуют снижению веса диска. Также они выполняют функцию отвода газов, образующихся в результате трения колодок о диск и понижающих эффективность работы тормозов. Шлицы также срезают нагар, который образуется от отработанного фрикционного материала.
В спортивных болидах и автомобилях применяются карбоновые (углеволокно) диски. Помимо своей легкости, к их преимуществам можно отнести и то, что они не изменяют своих механических свойств под воздействием высоких температур. Абсурд, но данные диски работают только при высоких температурах, вот почему пилотам "Формулы-1" необходимо прогревать их перед стартом.
Функции тормозов.
Современные тормозные системы, помимо основных своих функций, выполняют еще и косвенные. Например, на легких внедорожниках, благодаря электронике, они заменяют межколесные и межосевые дифференциалы. Тем самым они уверенно чувствуют себя на легком бездорожье. Но функции тормозных систем на этом не ограничиваются. Тормоза также удерживают траекторию движения автомобиля, притормаживавшая некоторые колеса.
Еще, тормоза предотвращают пробуксовку автомобиля на скользком покрытии, помогают преодолеть спуски и подъемы. Но самое главное в тормозной системе – это ее работоспособность и целостность элементов. Так что, если вы автомобилист, то никогда не пренебрегайте регулярно ее проверять.
Не знаете, где купить шины, посмотрите здесь - шины бу киев
autohis.ru
Пневматическая тормозная система: устройство и работа
Многие водители, да и люди не имеющие машины знают, что легковой автомобиль во многом отличается от грузового. Речь идет не только о габаритах, весе машины или величине колес, конечно, имеется в виду именно технический аспект. В современных грузовиках очень многое устроено иначе, даже тормозная система тут стоит пневматическая, что в корне отличается от типичных для легковых машин дисковых тормозов. Именно о характеристиках, особенностях и отличиях данного типа систем мы и поговорим, ведь от понимания и исправности тормозов, а также их внутренних составляющих зависит ваша безопасность на дороге, особенно это касается водителей тяжелых грузовиков.
Принцип работы пневматической тормозной системы
Начнем, пожалуй, с того, что в основу работы пневматической тормозной системы заложен принцип использования силы сжатого воздуха, который сосредоточен в специальных баллонах и нагнетается при помощи компрессора. Этим она отличается от всех остальных типов узлов торможения и это ее основная особенность.
Если описывать работу данной тормозной системы совсем просто, то все выглядит следующим образом. Из специальных баллонов в компрессор системы под давлением подается определенное количество воздуха. Далее, после того, как водитель нажмет на педаль тормоза, усилие передастся к тормозному крану, который создаст давление в тормозных камерах.
Сами же камеры задействуются благодаря рычагу тормозного механизма, который в принципе и позволяет осуществить процесс торможения. Как только водитель отпустит педаль тормоза, рычаг ослабиться, перестанет действовать и весть остановочный процесс прекратится.
Детальное рассмотрение вопроса
Если немного углубится в принцип действия данного узла, все будет несколько интереснее. Тормозная система во время работы двигателя (движения автомобиля) накачивает воздух в баллоны, педаль тормоза при этом должна быть отпущена. Далее воздух под давлением устремляется к тормозному крану, а если к грузовику прикреплен прицеп, то от крана кислород по верхней секции переводится еще и в баллоны прицепа, образуя таким образом непрерывный контакт.
Как только водитель выжимает педаль тормоза, верхняя секция должны резко перекрыться, соответственно контактирование двух составляющих прерывается, и открывается тормозной кран. Далее, после открытия крана, воздух должен поступить пневматические камеры, и машина вместе с прицепом начинает торможение. Важный момент тут в том, что верхняя секция отвечает именно за приведение в работы тормозной системы прицепа.
За остановку тягача, в роли которого выступает сам грузовой автомобиль, отвечает нижняя секция тормозной системы. Действие тут происходит абсолютно аналогичное тому, что было описано в предыдущем абзаце, однако рассмотрим механизм действия еще более пристально.
После попадания воздуха в пневмокамеры, он начинает продавливать диафрагму. Она в свою очередь сжимает встроенную внутри пружину. Далее давление от воздушных толчков продавливает толкатель, и все усилие передается на рычаг разжимной кулачок. Затем, кулачок, а вернее установленный на нем валик, начинает поворачиваться и разводит тормозные колодки в стороны, таким образом, тормозная система заставляет машину останавливаться. Отпуская педаль тормоза, процесс оборачивается вспять, встроенные пружины возвращаются на свои места, а излишки воздуха уходят наружу.
Основные составляющие пневматической тормозной системы
Обсуждаемая тормозная система делится на несколько основных составляющих, благодаря которым весь узел может функционировать должным образом. Естественно, приведенный ниже список механизмов является неполным, но в нем, как уже говорилось, будет самое главное:
- Привод управления – данная тормозная система подразумевает под приводом управления наличие элементов пневмопривода. При помощи этих частей, осуществляется автоматическое или намеренное регулирование некоторых частей энергетического привода, о котором поговорим в следующем пункте.
- Энергетический привод – этот механизм пневматической тормозной системы представляет из себя набор элементов (деталей) благодаря которым происходит обогащение воздухом, находящимся под давлением, привода управления. Таким образом, механизмы представленные в первых двух пунктах (этом и предыдущем), так сказать дополняют один другого.
- Тормоз – самое “центровое” устройство! Именно здесь, в этом механизме сосредоточены все силы, сопротивляющиеся дальнейшему движению машины в какую-либо сторону. Тормоз бывает нескольких разных типов:
- Фрикционный – останавливающая величина появляется во время соприкосновения двух частей транспортного средства, которые движутся, друг другу навстречу.
- Электрический – те же самые силы трения возникают под воздействием электромагнитного поля, но при этом объекты не соприкасаются.
- Гидравлический – тут опять-таки присутствуют два объекта, идущие навстречу один другому, но взаимодействие происходит при возрастании давления в жидкости между ними.
- Моторный – тормозящая величина возрастает в результате того, что двигатель искусственным образом повышает тормозящее действия, при этом кинетика передается прямиком на колеса машины.
- Компрессор – с подобным устройством многие встречались в бытовых ситуациях, не относящихся к машинам. По сути, это воздушный насос, отвечающий за то, чтобы тормозная система получала необходимые количества воздуха, а также регулирующий давление внутри системы. В составе этого механизма присутствует регулятор давления, на который и возлагается миссия слежения и управления подачей сжатого кислорода компрессором, для того чтобы значения колебались в строго заданных разработчиками пределах. Если показания датчика нарушаются, система может не выдержать и дать сбой, вследствие чего, есть шанс появления неисправности в тормозной системе грузовика.
- В компрессоре также присутствует подсушиватель воздуха, основной задачей которого является подготавливать воздух непосредственно для пневмосистемы, убирая из него излишние молекулы влаги, испарения от воды, а также других вредоносных примесей, таких как масляные отложения и прочее.
Стоит также сказать, что подавляющее большинство современных осушителей объединяют в себе помимо основных функций, еще и регенерирующую, а это значит, что в их комплектующие также входит и ресивер.
- Тормозная система может быть снабжена еще одним интересным агрегатом, однако он задействуется далеко не везде, и имеет место быть в основном в серьезных комплектациях, называется он предохранителем от замерзаний. Принцип его работы и назначение очень просты, в холодное время года, данный девайс помешивает в баллоны со сжатым воздухом специальный химический состав. Таким образом, конденсат, который в любом случае будет присутствовать на деталях системы, не будет замерзать и создавать дополнительные проблемы.
Неисправности данной системы и их причины
После того, как был рассмотрен принцип работы пневматической тормозной системы, а также ее основные комплектующие, самое время сказать о возможных неисправностях, а их к сожалению может быть далеко не мало. Также стоит сказать, что большинство поломок не будут отличаться от неисправностей других типов систем, так что некоторые из них обойдем стороной.
- Нет реакции тормозов при нажатии тормозной педали. Такое неприятное явление возникает, если тормозная система не снабжается воздухом из баллонов или он там отсутствует совсем. В этом случае необходимо срочно провести диагностику компрессора и устранить проблему в кратчайшие сроки.
- Слишком большой тормозной путь. Тут все несколько проще, необходимо просто обратиться за помощью на СТО, где вам должны отрегулировать педаль тормоза, так как причина, скорее всего, в ее разболтанности.
- Тормоза действуют рассинхронизировано. В этом случае проблема кроется в разбеге зазоров на тормозных накладках. Лечение тоже довольно простое, приехать на СТО и проверить, чтобы тормозная система в этом месте была тщательно отрегулирована.
Естественно, это самый малый список всех возможных неисправностей, но они встречаются чаще всего. В любом случае, если вы заметили, что с вашей тормозной системой что-то не в порядке, следует незамедлительно обратиться за помощью.
Вывод
Как видите, тормозная система, это крайне сложный и важный механизм для любого автомобиля, особенно для тяжелых и негабаритных грузовых машин. Так что знать принцип ее работы, всевозможные тонкости строения и наличие как можно более большого количества деталей этого узла, крайне важно. Эти знания помогут вам правильно реагировать на различные ситуации происходящие на дороге и действительно могут спасти не мало жизней.
Похожие статьи:
autodont.ru
Обслуживание тормозной системы | Тормозная система
Каждые 10000 км пробега автомобиля следует проводить следующие работы по обслуживанию тормозной системы:
- Проверить и, в случае необходимости, отрегулировать положение тормозной педали. Холостой ход педали должен находится в пределах 1…8 мм, в то же время, расстояние педали от передней перегородки кузова должно быть не менее 75 мм.
- Проверить и, в случае необходимости, отрегулировать стояночный тормоз. Холостой ход рычага не должен превышать 2 зубцов, а полное торможение должно наступить при движении рычага на 3…8 зубцов. Регулировка проводится с помощью гаек, позволяющих удлинять или укорачивать оболочки тросов.
- Проверить состояние тормозных магистралей: металлических — на наличие повреждений, деформаций, изгибов или царапин; гибких — на наличие потертостей и трещин.
- Проверить состояние накладок колодок и дисков передних тормозов, измерить их толщину. Накладки колодок следует заменить, когда их толщина достигнет 1 мм, а диски — при толщине менее 8 мм.
- Проверить состояние тормозных барабанов и колодок, измерить их толщину. Колодки следует заменить, когда толщина накладок достигнет 1 мм, а барабаны — при увеличении внутреннего диаметра более 182 мм.
После пробега 40000 км следует заменить тормозную жидкость в системе. Можно применять (пополнение и замена) тормозную жидкость DOT-3 польского производства.
Замена тормозных колодок
Тормозные колодки передних тормозов необходимо заменить, если их толщина меньше минимально допустимой. Очередность работ при замене обкладок следующая:
- Ослабить гайки крепления передних колес, поднять перед автомобиля и передние колеса.
- Снять передние колеса.
- Вывернуть болты из направляющих пальцев.
- Извлечь суппорт и отвести его, не допуская нагрузки на гибкий тормозной шланг.
- Извлечь изношенные колодки и заменить их новыми.
- Вдвинуть поршень внутрь цилиндра суппорта, стараясь не повредить пыльник поршня и не допуская вытекания тормозной жидкости из бачка.
- Установить на место суппорт и ввернуть болты в направляющие пальцы.
- Установить передние колеса, наживить гайки, опустить перед автомобиля и затянуть колесные гайки с усилием 40…70 Нм.
Удаление воздушных пузырьков из тормозной системы
Воздух, попавший в гидравлическую систему во время ремонта тормозов (замена магистралей, тормозных цилиндров или замена тормозной жидкости), уменьшает эффективность торможения, вследствие чего его необходимо удалить. Перед началом этой операции необходимо поверить герметичность гидравлической системы, пополнить бачок тормозной жидкостью и очистить все наконечники штуцеров удаления воздуха. В первую очередь следует удалить воздух из контура передних тормозов, затем задних, начиная каждый раз от тормозного механизма, наиболее удаленного от главного тормозного цилиндра. Удалять воздушные пузырьки необходимо следующим образом:
- Снять со штуцера удаления воздуха колпачок, одеть на штуцер гибкий шланг, другой конец которого погрузить в тормозную жидкость, частично заполняющую какую-либо емкость.
- Нажать несколько раз на педаль тормоза и удерживать ее в нажатом положении.
- Отвернуть штуцер отвода воздуха на полоборота, наблюдая за выходящими, из системы пузырьками воздуха. Затянуть штуцер в момент полного нажатия тормозной педали. Эту операцию повторять до тех пор, пока из штуцера не начнет вытекать тормозная жидкость без пузырьков.
- Нажимая на педаль тормоза, затянуть о упора штуцер, снять гибкий шланг, удалить остатки тормозной жидкости из штуцера, установить защитный колпачок.
Операцию удаления воздуха провести на втором колесе контура передних тормозов, затем на обеих колесах контура задних тормозов. Во время работы необходимо регулярно пополнять тормозной жидкостью бачок.
Замена тормозной жидкости
Тормозную жидкость необходимо заменять каждые 40000 км пробега. Эту операцию можно выполнить одним из двух изложенных ниже способов.
Способ первый, более трудоемкий, но не требующий высокой квалификации, заключается в выполнении следующих работ:
- Отвернуть поочередно все штуцеры отвода воздуха на колесах, установить на них гибкие шланги и, нажимая на тормозную педаль, удалить тормозную жидкость системы, собирая ее в подставленные емкости.
- Завернуть штуцеры, заполнить свежей тормозной жидкостью бачок и поочередно удалить воздух из всех четырех рабочих тормозных цилиндров способом, изложенным выше.
Второй способ замены тормозной жидкости, позволяющий избежать довольно трудоемкой операции удаления воздуха, заключается в следующем:
- Удалить из бачка отработанную тормозную жидкость (например, с помощью шприца) и заполнить его свежей.
- На конец гибкого шланга, используемого для удаления воздуха, надеть стеклянную трубку, конец которой погрузить в емкость с тормозной жидкостью.
- Отвернуть штуцер, одеть на него гибкий шланг и, нажимая тормозную педаль, выкачивать старую тормозную жидкость до момента появления в стеклянной трубке новой жидкости. После этого произвести два полных нажатия на тормозную педаль и, удерживая ее в нажатом положении, затянуть штуцер. Выполнение этой операции требует определенных навыков и опыта, чтобы визуально отличить по цвету старую и новую тормозную жидкость. Старая жидкость (например, после двухлетней эксплуатации)существенно темнее.
- Повторить описанную выше операцию для каждого тормозного цилиндра, соблюдая ту же очередность, что и при удалении воздуха из системы, и пополняя каждый раз жидкость в бачке.
После окончания операции следует заполнить бачок до максимального уровня и проверить действие тормозов во время движения автомобиля.
ustroistvo-avtomobilya.ru
