Устройство автомобилей

Пневматический привод тормозов

Торможение сжатым воздухом

Пневматический привод широко используется в тормозной системе тягачей, грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности и автобусов. В тормозной системе с пневматическим приводом тормозные механизмы включаются за счет использования энергии сжатого воздуха.

Первая пневматическая тормозная система была запатентована американцем Д. Вестингаузом в 1872 году и предназначалась для использования в железнодорожном транспорте. Изобретение пневматического привода стало поистине революционным для железных дорог, обеспечивая надёжное торможение поездов в автоматическом режиме, что позволило существенно увеличить массу и скорость железнодорожных составов.

Для автомобилей пневмопривод тормозов впервые был предложен американским инженером Д. Стартевентом в 1904 г., но в серийном автомобильном производстве стал применяться лишь в сороковых годах прошлого столетия. Причиной, по которой инженеры-конструкторы обратили на пневмопривод более пристальных взор — стремительный рост мощности, производительности и грузоподъемности автотранспортных средств, передвигавшихся, к тому же, все более стремительно. Применявшиеся в те годы гидравлические и механические приводы не могли обеспечить надежное и эффективное торможение тяжелых автомобилей, и уж тем более — автопоездов.

В гидравлическом приводе без специальных усилителей величина тормозных усилий на исполнительных элементах тормозных механизмов лимитируется физическими возможностями человека, а с использованием гидровакуумных и вакуумных усилителей – размерами вакуумной диафрагмы, которая, при необходимости создания значительных усилий, разрасталась до огромных габаритов, негативно влияя на компоновку автомобиля. Кроме того, увеличение усилия, передаваемого гидроприводом, влечет за собой существенное повышение давления жидкости в нем, что создает дополнительную опасность разгерметизации системы, т. е. снижает ее надежность. И если незначительные утечки воздуха в пневмоприводе не влияют на его работоспособность, то для гидропривода они губительны, приводя к отказу системы.

Увеличение интенсивности дорожного движения и возросшие скорости ужесточают требования к тормозным системам автомобилей и автопоездов. Они регламентируются международными требованиями, государственными стандартами и отраслевыми нормативными документами.

По этим причинам на автомобилях полной массой более 9 тонн применяют пневматический привод тормозных механизмов, который может создавать практически неограниченное приводное усилие со стороны тормозных механизмов, обеспечивая эффективное торможение автотранспортных средств любой массы и на любой скорости.

Следует отметить, что пневматические тормозные системы отечественных автомобилей не уступают, а по некоторым показателям даже превосходят аналоги ведущих зарубежных фирм.

Преимущества и недостатки пневматического привода

Широкое распространение пневматического привода транспортных средств объясняется целым рядом преимуществ:

• возможность создания больших разжимных сил на тормозных колодках при малом усилии на педали управления;
• доступность, дешевизна и безопасность рабочего тела для работы пневмопривода (обычный атмосферный воздух);
• возможность накопления большого количества потенциальной энергии сжатого воздуха в специальных баллонах-аккумуляторах (ресиверах), позволяющей долго и эффективно тормозить даже при отказе основного источника энергии (компрессора);
• допустимость незначительных естественных утечек сжатого воздуха из-за негерметичности (незначительные утечки компенсируются запасом сжатого воздуха и компрессором);
• простота и удобство соединения магистралей при составлении автопоезда;
• достаточно высокий КПД (0,8. 0,85);
• возможность использования энергии сжатого воздуха для привода различных вспомогательных устройств и оборудования автомобиля (пневматический звуковой сигнал, стеклоочистители, привод дверей автобуса, привод переключения КПП, усилитель сцепления, подкачка шин и т. п.).

Недостатками пневматического привода являются:

• большое время срабатывания вследствие медленного поступления сжатого воздуха к удаленным воздухонаполняемым объемам через трубопроводы с малым диаметром, а также из-за свойства сжимаемости воздуха (как и любого газа);
• сложность конструкции и высокая стоимость (особенно многоконтурного привода);
• большие масса и габариты приборов пневмопривода по сравнению с гидроприводом;
• существенные затраты мощности на привод компрессора;
• возможность выхода пневмопривода из строя при замерзании конденсата в трубопроводах и аппаратах при отрицательных температурах.

Обеспечивая высокое усилие, пневматический привод имеет массу, значительно превышающую массу эквивалентного по эффективности гидравлического привода, а также заметно дороже его. Так, например, на одиночном автомобиле марки «КамАЗ» пневмопривод содержит до 25 приборов и аппаратов, до шести ресиверов и примерно 70 м трубопроводов. Очевидно, что стоимость такого привода достаточно высокая.

Время срабатывания пневматического привода весьма продолжительное – у одиночных автомобилей оно составляет 0,4…0,7 сек, а у автопоездов может достигать 1,5 сек. Время растормаживания достигает 1,2 сек.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что по быстродействию пневматический привод в 5…10 раз медленнее гидравлического привода.

Общее устройство пневматического привода тормозов

На рис. 1 изображена схема пневматического привода тормозов автомобиля ЗИЛ-433100. Для детального ознакомления со схемой необходимо щелкнуть мышкой по рисунку 1. Увеличенное изображение схемы с пояснениями к номерам позиций откроется в отдельном окне браузера.

Основными элементами пневматического привода являются компрессор 1, ресиверы (воздушные баллоны) 9, 10, 11, 22, 23, хранящие запас сжатого воздуха, кран управления 18, магистрали и исполнительные элементы, воздействующие на разжимные устройства тормозных механизмов. В качестве таких исполнительных устройств обычно используют тормозные камеры 2, 29 диафрагменного типа.

Кроме основных элементов, пневматический привод современного автотранспортного средства включает различные дополнительные приборы и устройства, обеспечивающие его надежное функционирование, как в одиночном автомобиле, так и в составе автопоезда.

Все приборы пневматического тормозного привода делятся на следующие группы: питающие, приборы управления, регулирующие, исполнительные.

Питающие приборы подготавливают энергоноситель (сжатый воздух) к работе и распределяют его по контурам. Сюда относятся компрессор с регулятором давления воздуха, устройство, предохраняющее конденсат от замерзания, трубопроводы и различные соединительные элементы, в том числе и для присоединения пневмопривода тягача к пневмоприводу прицепа (полуприцепа).

К приборам управления относятся тормозные краны всех систем (рабочей, стояночной, запасной, вспомогательной), а также краны и клапаны управления тормозными системами прицепа или полуприцепа.

К регулирующим приборам относятся регуляторы тормозных сил, ускорительные клапаны, клапаны быстрого растормаживания.

К исполнительным приборам относятся тормозные камеры и пружинные энергоаккумуляторы.

Принцип действия пневматического привода тормозных механизмов достаточно прост – при торможении автомобиля (нажатие на тормозную педаль) кран соединяет ресиверы с магистралями, устанавливая в них давление воздуха, пропорционально силе, приложенной водителем к тормозной педали. При снятии усилия с тормозной педали кран отсоединяет магистрали от ресиверов и соединяет их с окружающей средой, выпуская сжатый воздух из системы.
Подобно гидравлическому, пневматический привод разделяется на контуры, причем каждый отдельный контур оснащается своим ресивером с запасом сжатого воздуха и управляется отдельной секцией крана. Это необходимо для повышения надежности привода и сохранения управляемости автомобилем в случае разгерметизации или отказа одного из контуров.

Одноконтурный пневматический привод прост по конструкции, но современные требования к безопасности движения исключают его использование на автомобилях из-за низкой надежности. Поэтому на современных автомобилях применяются многоконтурные приводы, и помимо двух обязательных контуров рабочей тормозной системы применяют несколько независимых контуров других тормозных систем.
Так, пневматический тормозной привод автомобиля КамАЗ-4310 имеет шесть независимых контуров:

• контур питания потребителей сжатым воздухом;
• контур привода тормозных механизмов передних колес;
• контур привода тормозных механизмов задних колес;
• контур привода стояночной тормозной системы;
• контур привода вспомогательной тормозной системы;
• контур аварийного растормаживания стояночной тормозной системы.

Кроме того, имеется целый ряд приборов, обеспечивающих работу привода тормозных механизмов прицепа и осуществляющих контроль над состоянием элементов тормозного привода.
Аналогичной тормозной системой осуществляются современные модели автомобилей ЗиЛ, МАЗ, КрАЗ и др.

Особенно удобен пневматический привод для использования на автопоездах. Исполнительные механизмы привода тормозной системы прицепа (или полуприцепа) питаются от установленных на них отдельных ресиверов посредством дополнительного крана, который называется воздухораспределителем.

Соединение тормозных систем тягача и прицепа может быть однопроводным или двухпроводным.
При однопроводном приводе прицеп соединен с тягачом с помощью одной магистрали, через которую осуществляется как наполнение ресиверов прицепа сжатым воздухом, так и передача на прицеп команд на торможение с заданной водителем интенсивностью.
Преимуществом однопроводного тормозного привода прицепных автотранспортных средств является его простота, а также то, что при отрыве прицепа от тягача он автоматически, без применения дополнительных устройств, затормаживает прицеп вследствие того, что давление в разорвавшейся соединительной магистрали падает до нуля.

В двухпроводном приводе посредством одной магистрали, связывающей тягач с прицепом (полуприцепом), постоянно пополняется запас сжатого воздуха в ресиверах прицепа. Эта магистраль называется питающей. Другая магистраль (управляющая) управляет воздухораспределителем прицепа. Давление воздуха в управляющей магистрали изменяется пропорционально изменению давления в тормозных магистралях тягача.

Двухпроводный привод обладает рядом преимуществ по сравнению с однопроводным:

• обеспечение лучшего согласования торможения тягача и прицепа благодаря одинаковому давлению сжатого воздуха в ресиверах тягача и прицепа:
• повышение эффективности работы тормозов прицепа и уменьшение времени их срабатывания;
• при частых торможениях тормозная система прицепа с двухпроводным приводом эффективно пополняет запас сжатого воздуха в ресивере, поддерживая постоянство рабочего давления.

Автомобильные фирмы США, а также большинства европейских стран применяют на прицепах двухпроводный привод тормозных систем. В Германии получил распространение комбинированный привод (одно- и двухпроводный), а отдельные фирмы Великобритании и Франции используют трехпроводной привод управления тормозами прицепа. При этом третий контур используется в качестве запасного контура тормозной системы прицепа.

Клапаны управления тормозными системами прицепов с двухпроводным приводом и с однопроводным приводом являются аппаратами управления тормозными системами прицепов. Они устанавливаются на автомобилях-тягачах.

Комбинации тормозных приводов

На длиннобазовых автомобилях и тягачах большегрузных автопоездов часто используются комбинированный гидропневматический привод тормозных механизмов . В таком приводе для увеличения тормозных усилий используется энергия сжатого воздуха, а передача их к тормозному механизму осуществляется жидкостью.
Использование гидропневматического привода позволяет увеличить скорость его срабатывания, но приводит к усложнению конструкции тормозной системы.

Некоторые прицепы могут снабжаться электромагнитным клапаном, который служит для управления подачей сжатого воздуха к тормозным камерам, выполняя функцию крана-распределителя, а также для включения тормозной системы прицепа при торможении автомобиля вспомогательной тормозной системой (моторным или специальным тормозом-замедлителем). При подаче электрического сигнала электромагнитному клапану от тягача он обеспечивает поступление сжатого воздуха из ресивера к тормозным камерам, а при прекращении управляющего сигнала открывает доступ магистрали к внешней среде, сбрасывая давление в ней.
Такая конструкция относится к электропневматическим комбинированным тормозным приводам .

Устройство тормозной системы

Назначение тормозной системы

Переходим от изучения общего устройства тормозной системы автомобиля к современным тормозным системам

Т ормозная система предназначена для снижения скорости движения и полной остановки (экстренной) автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля.

П роцесс торможения движущегося автомобиля заключается в создании искусственного сопротивления этому движению. Обычно уменьшение скорости автомобиля вплоть до полной его остановки осуществляется путем создания тормозных сил в контакте колес с дорогой, направленных в сторону, противоположную движению. Тормозные силы необходимы и для удерживания автомобиля на месте.

Т ормозная сила создается путем торможения колеса специальным, обычно фрикционным, устройством — тормозным механизмом. Наиболее высокая эффективность торможения требуется в экстренных случаях. Именно на это должна быть рассчитана тормозная система, хотя они составляют не более 1—3% от общего числа использования тормозной системы.

Устройство тормозной системы делится на:

Р абочая тормозная система позволяет водителю снижать скорость движения автомобиля и останавливать его при обычном режиме эксплуатации.

Схема рабочей тормозной системы автомобиля :

1 — тормозной диск колеса;
2 — скоба тормозного механизма передних колес;
3 — передний тормозной контур;
4 — главный тормозной цилиндр;
5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости;
6 — вакуумный усилитель;
7 — толкатель;
8 — педаль тормоза;
9 — выключатель света торможения;
10 — тормозные колодки задних колес;
11 — тормозной цилиндр задних колес;
12 — задний контур;
13 — кожух полуоси заднего моста;
14 — нагрузочная пружина;
15 — регулятор давления;
16 — задние тросы;
17 — уравнитель;
18 — передний (центральный) трос;
19 — рычаг стояночного тормоза;
20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости;
21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза;
22 — тормозная колодка передних колес.

З апасная тормозная система позволяет водителю уменьшать скорость движения автомобиля и останавливать его при неисправности рабочей тормозной системы. С целью упрощения конструкции отдельная (автономная) запасная система практически не применяется. Обычно ее роль выполняют оставшиеся исправные части (контуры привода) рабочей тормозной системы или специальным образом спроектированная стояночная тормозная система. Часто на больших автомобилях для повышения надежности используют одновременно оба указанных технических решения.

С тояночная тормозная система позволяет удерживать автомобиль в неподвижном состоянии на наклонной поверхности и при отсутствии водителя.

В спомогательная тормозная система предназначена для длительного поддержания постоянной скорости, в основном на затяжных спусках. Используемые в остальных тормозных системах фрикционные тормозные механизмы при длительной работе перегреваются и резко снижают эффективность торможения. Поэтому на некоторых типах автомобилей (автобусы, грузовые автомобили большой грузоподъемности) для поддержания безопасной скорости на длительных спусках применяют вспомогательные механизмы, так называемые тормоза-замедлители.

А втоматическая тормозная система — оборудование, автоматически затормаживающее прицеп при его случайном отделении от тягача.

Содержание:

1. П ривод тормозной системы

2. Т ормозная система и ее обслуживание

Устройство пневмопривода

Устройство пневмопривода

Переходим от изучения общего устройства тормозной системы автомобиля к современным тормозным системам

Основным недостатком гидравлических приводов является ограниченность приводных сил, действующих на колодки тормозных механизмов. В приводах, не имеющих усилителя, величина приводных сил лимитируется физическими возможностями человека. Гидравлические приводы, снабженные усилителями, позволяют получить несколько большие тормозные моменты, но их возможности ограничены. В усилителях, использующих разницу атмосферного и пониженного давления, из-за относительно небольшой величины этой разницы приходится увеличивать диаметр силовой диафрагмы, что влечет за собой увеличение размеров усилителя. Пространство, которое может быть отведено для усилителя, ограничено.
Поэтому на автомобилях полной массой более 9 т применяют пневматический привод, который может создавать практически неограниченное приводное усилие со стороны тормозных механизмов (в автомобилестроении пневматический привод применяется с ).

Устройство пневмопривода:

Компрессор пневмосистемы, ресиверы (воздушные баллоны), хранящие запас сжатого воздуха, кран, магистрали и исполнительные элементы, воздействующие на разжимные устройства тормозных механизмов. При торможении автомобиля кран соединяет ресиверы с магистралями, устанавливая в них давление воздуха, пропорциональное силе, приложенной водителем к тормозной педали. При снятии усилия с тормозной педали кран отсоединяет магистрали от ресиверов и соединяет их с окружающей средой. Подобно гидравлическому, пневматический привод разделяется на контуры, причем отдельные контуры имеют свои ресиверы и управляются отдельной секцией крана.
Особенно часто пневматический привод используется на автопоездах. Исполнительные механизмы привода тормозной системы прицепа (полуприцепа) питаются от установленных на них отдельных ресиверов и дополнительного крана, который называется воздухо распределителем.
Соединение тормозных систем тягача и прицепа может быть однопроводным или двухпроводным. При однопроводном приводе прицеп соединен с тягачом с помощью одной магистрали, через которую осуществляется как наполнение ресиверов прицепа сжатым воздухом, так и передача на прицеп команд на торможение с заданной водителем интенсивностью. Преимуществом однопроводного привода тормозной системы прицепа является простота, а также то, что при отрыве автопоезда он автоматически, без применения дополнительных устройств, затормаживает прицеп вследствие того, что давление в разорвавшейся соединительной магистрали падает до нуля.
В двухпроводном приводе посредством одной магистрали, связывающей тягач с прицепом (питающей), постоянно пополняется запас сжатого воздуха в ресиверах прицепа, а другая (управляющая), давление в которой изменяется прямо пропорционально давлению в тормозных магистралях тягача, управляет воздухораспределителем прицепа.
Обеспечивая высокое усилие, пневматический привод имеет массу, гораздо большую массы эквивалентного по эффективности гидравлического привода, заметно выше его стоимость (автомобиль марки «КамАЗ» 25 аппаратов на тягаче, длина трубопроводов 70 м, в шести ресиверах 180 м3 сжатого воздуха). Время срабатывания такого привода весьма велико—у одиночных автомобилей составляет 0,4—0,7 с, а у автопоездов может достигать 1,5 с, время растормаживания — 1,2 с.

Схема устройства пневмопривода тормозной системы автомобиля ЗИЛ:

1 — компрессор; 2 — тормозные камеры передних колес; 3 — клапаны контрольного вывода; 4 — клапан ограничения давления; 5 — пневмоэлектрические датчики включения сигнала торможения; 6 — кран вспомогательной тормозной системы; 7 — воздухораспределитель; 8 — кран аварийного растормаживания стояночной тормозной системы; 9 и 11 — ресиверы рабочей тормозной системы; 10— конденсационный ресивер; 12 — краны для слива конденсата; 13 — пневмоэлектрические датчики падения в тормозных системах, а также датчик включения стояночной тормозной системы; 14 — тройной защитный клапан; 15 — кран стояночной тормозной системы; 16 — пневмоцилиндры привода механизмов вспомогательной тормозной системы; 17— двухстрелочный манометр рабочей тормозной системы; 18— двухсекционный кран рабочей тормозной системы; 19 — двойной защитный клапан; 20— регулятор давления; 21 — спиртовой влагоотлелитель; 22 — ресивер стояночной тормозной системы; 23 — ресивер вспомогательной тормозной системы; 24 — клапан управления тормозной системой прицепа (полуприцепа) с однопроводным приводом; 25 — клапан управления тормозной системой прицепа (полуприцепа) с двухпроводным приводом; 26 — одинарный защитный клапан; 27— ускорительный клапан; 28— тормозные камеры задних колес; 29 — корпус энергоаккумулятора; 30— клапан быстрого растормаживания; 31 — регулятор тормозных сил; 32 — двухмагистральные перепускные клапаны; 33 и 34 — соединительные головки.

Схемы расположения колодок барабанных тормозных механизмов:

a — на обшей опоре; б и в — на отдельных опорах с раздвигающими усилиями соответственно от кулака и поршней гидроцилиндра; г — с размещением опор на противоположных сторонах тормозного диска; д — плавающих; е — с опорой на подвижный упор; 1 — колодка; 2— фрикционная накладка колодки; 3 — тормозной барабан; 4 — разжимной кулак; 5 — стяжная пружина; 6 —пальцы колодок.

механического привода тормозов ГАЗ-24

Нам дана схема «плавающих» колодок. Нижние концы пружиной прижимаются к трапециевидному упору, закрепленному на тормозном щите. Концы колодок могут перемещаться по боковым граням упора. В этом случае силы трения затягивают колодки в направлении вращения барабана, давая им возможность самоустанавливаться по внутренней поверхности барабана.
Тормозной механизм с серводействием представлен на схеме , е. При действии разжимающего устройства на верхние концы колодок левая колодка, имеющая более слабые пружины, первой прижимается к барабану и через подвижный нижний упор передает усилие на правую колодку, прижимая ее к барабану, обе колодки действуют как первичные.
По схеме, а, выполнены тормозные механизмы автомобиля МАЗ. Автомобили марок «КамАЗ» и «ЗИЛ» имеют тормозные механизмы, конструкция которых соответствует схеме, показанной на , 6. Тормозные механизмы передних и задних колес указанных автомобилей имеют одинаковую конструкцию и отличаются только размерами деталей. Тормозной механизм автомобиля ГАЗ-53 выполнен по схеме, показанной в, у автомобилей «Волга» по такой схеме выполнены лишь задние тормозные механизмы. По схеме, приведенной на , е, выполнен стояночной тормозной механизм автомобиля ГАЗ-53.
В тормозном механизме автомобилей марки «КамАЗ» тормозные колодки опираются на эксцентрики осей, закрепленных на тормозном щите (суппорте). На тормозные колодки установлены фрикционные накладки. При торможении колодки раздвигаются кулаком и прижимаются к внутренней поверхности барабана. Ролики, установленные между разжимным кулаком и колодками, улучшают эффективность торможения. Пружины возвращают при растормаживании колодки в первоначальное положение.

Тормозные механизмы автомобилей:

а ГАЗ-53; б ЗИЛ; в — МАЗ; 1 и 5 — тормозные колодки; 2 — колесный тормозной цилиндр; 3 — экран колесного тормозного цилиндра; 4 — стяжная пружина; 6 — фрикционная накладка колодки; 7 — направляющая скоба колодки; 8 — болт регулировочного эксцентрика; 9 — шайба; 10 — пружина эксцентрика; 11 — регулировочный эксцентрик; 12 — пластина опорных пальцев; 13 — эксцентрик опорных пальцев; 14 — пружинная шайба; 15 — опорный палец тормозной колодки; 16 — суппорт; 17 — ось; 18 — опора ролика; 19 — ролик; 20 — разжимной кулак; 21 —тормозной барабан.

Тормозные механизмы автомобилей КамАЗ-5320 и МАЗ:

а — колесный тормозной механизм автомобиля КамАЗ-5320; б — регулировочный рычаг тормозного механизма автомобиля КамАЗ-5320; в — колесный тормозной механизм автомобиля МАЗ; 1— ось колодок; 2 — суппорт; 3 — щиток; 4 — гайка оси; 5 — накладка оси колодок; 6 — чека оси колодки; 7 — колодка; 8 — пружина; 9 — фрикционная накладка; 10 — кронштейн разжимного кулака; 11 — ось ролика; 12 — разжимной кулак; 13 — ролик колодки; 14 — регулировочный рычаг; 15 — ось червяка; 16 — шарик фиксатора; 17 — червяк; IS — червячное колесо; 19 — распорная втулка; 20 — барабан; 21 — тормозная камера; 22 — вилка; 23 — шток; 24 — мембрана.

Устройство гидропривода тормозов

Гидравлические приводы тормозных

механизмов автомобилей гидростатические,

в них передача энергии осуществляется

жидкостью под давлением.

На конце вала разжимного кулака на шлицах установлен регулировочный рычаг червячного типа, соединенный со штоком тормозной камеры и предназначенный для поворота разжимного кулака и уменьшения зазора между колодками и тормозным барабаном. В корпусе регулировочного рычага установлен червяк с запрессованной в него осью, имеющий квадратный хвостовик для осуществления поворота при регулировании и лунки для фиксирующего шарика с пружиной. При вращении оси червяк поворачивает червячное колесо и через шлицевое соединение ось поворотного кулака. В процессе торможения регулировочный рычаг поворачивается штоком тормозной камеры.
В тормозном механизме задних колес автомобиля ГАЗ-53 тормозной щит прикреплен к фланцу кожуха полуоси ведущего моста, а тормозной щит переднего тормозного механизма — к фланцу поворотного кулака переднего моста. Тормозные колодки свободно посажены на опорных пальцах (осях). На наружных концах пальцев поставлены метки для регулирования и сделаны головки под ключ. В верхней части колодки опираются на регулировочные эксцентрики, под которые поставлены фиксирующие пружины. Зазор между колодками и барабаном регулируют с помощью эксцентриков. К трущимся поверхностям колодок прикреплены имеющие различный угол охвата накладки. Верхние концы колодок упираются в поршни колесных цилиндров, которые защищены от нагрева экраном. От бокового смещения колодки удерживаются скобами с пластинчатыми пружинами. Тормозной барабан прикреплен к ступице колеса.
Дисковые тормозные механизмы. В настоящее время на передних колесах легковых автомобилей устанавливают дисковые тормозные механизмы. По сравнению с барабанными они обладают более высокой эффективностью. Поскольку на передние колеса автомобиля при торможении приходится более значительная часть тормозных сил, оснащение передних колес дисковыми тормозными механизмами улучшает эксплуатационные свойства автомобиля. Тормозные механизмы с вращающимся диском отличаются способом установки не вращающейся детали. Различают механизм с неподвижной скобой и механизм с плавающей скобой.
Конструкция дискового механизма с неподвижной скобой а и б состоит из тормозного диска, закрепленного на ступице колеса, который с двух сторон охвачен скобой, имеющего внутри гидроцилиндры, поршни которых прижимают к диск)’ с двух сторон тормозные колодки, в результате чего происходит торможение. Подвижная (плавающая) скоба , д может перемещаться перпендикулярно плоскости тормозного диска. При неподвижной скобе под действием поршней колодки одновременно с двух сторон прижимаются к диску, в этом случае получается более жесткая, но чувствительная к перегреву конструкция. При подвижной плавающей скобе поршень, расположенный с одной стороны скобы, прижимаясь к вращающему диску, заставляет перемещать скобу, тем самым прижимая к диску вторую неподвижную колодку, расположенную с другой стороны. В этом случае торможение происходит более равномерно.
Дисковый тормозной механизм передних колес автомобиля ГАЗ-3102 состоит из тормозного диска, закрепленного на ступице колеса, и скобы, прикрепленной к поворотному кулаку. Скоба состоит из внутреннего и наружного корпуса, которые неподвижно соединены между собой. Каждый корпус имеет по два цилиндра, выполненных как одно целое с корпусом. Большие цилиндры (0 42,28 мм) внутреннего и наружного корпусов соединены между собой каналами (малый контур). Такими же каналами (большой контур) соединены и малые цилиндры (0 33,96 мм).
Дисковый тормозной механизм передних колес с подвижной (плавающей) скобой автомобиля АЗЛК-2141 д имеет скобу, состоящую из чугунного суппорта, рамы и алюминиевого корпуса цилиндров, в которых перемещаются два стальных хромированных поршня разных диаметров (меньший — большого контура, больший — малого контура). Рама вместе с корпусом гидроцилиндров имеет возможность перемещаться в направлении, перпендикулярном рабочим поверхностям тормозного диска.

Дисковые тормозные механизмы:

а и б — схемы дисковых тормозных механизмов с неподвижной и подвижной скобой; в и г — общий вид и разрез по цилиндрам тормозного механизма передних колес автомобиля ГАЗ-3102 «Волга»; д — переднего колеса автомобиля АЗЛК-2141; 1— диск; 2 и 5 — половинки скобы; 3 — гидроцилиндры; 4 — каналы; 6 — тормозные колодки; 7 — шланги; 8 — поворотный рычаг; 9 — стойка передней подвески; 10 — грязезащитный диск; 11 — шпильки крепления колодок; 12 — клапаны выпуска воздуха; 13 и 16 — резиновые кольца; 14 и 15 — малый и большой поршни соответственно; 17 — тормозной щит; 18 — корпус цилиндров; 19 — суппорт; 20 — рама.

Гидропривод тормозов

Переходим от изучения общего устройства тормозной системы автомобиля к современным тормозным системам

Гидравлические приводы тормозных механизмов. Гидравлические приводы тормозных механизмов автомобилей гидростатические, в них передача энергии осуществляется жидкостью под давлением. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве не сжимаемости жидкости, находящейся в покое, способности передавать создаваемое в любой точке давление одинаково всем точкам замкнутого объема жидкости.
Гидравлический привод применяется в качестве привода рабочей тормозной системы легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой и средней грузоподъемности.

Преимущества гидравлического привода:

• одновременность торможения всех колес (в принципе) и желаемое распределение тормозных сил;
• высокий КПД — 0,9 и выше при нормальной температуре окружающей среды;
• малое время срабатывания (экстренное торможение — 0,1 с);
• простота конструкции и удобство компоновки. Недостатки гидравлического привода:
• невозможность получения большого передаточного числа;
• выход из строя при местном повреждении;
• невозможность продолжительного торможения (большое давление, нагрев тормозных накладок приблизительно до 500 °С);
• снижение КПД при низких температурах (увеличивается вязкость тормозной жидкости).

Схема гидропривода тормозных механизмов: 1 — тормозной механизм переднего колеса; 2 — трубопровод контура «левый передний — правый задний тормозные механизмы»; 3 — главный цилиндр гидропривода тормозных механизмов; 4 — трубопровод контура «правый передний — левый задний тормозные механизмы»; 5 — бачок главного цилиндра; 6 — вакуумный усилитель; 7 — тормозной механизм заднего колеса; 8 — упругий рычаг привода регулятора давления; 9 — регулятор давления; 10 — рычаг привода регулятора давления; 11 —
педаль тормозной системы.

Простейший гидравлический привод состоит из педали, главного тормозного цилиндра, трубопроводов, колесных рабочих цилиндров, регулятора давления.
Главный тормозной цилиндр. Конструкции главных тормозных цилиндров могут быть различны, но принципы, положенные в их основу, общие. Так, во всех приводах тормозная магистраль в расторможенном состоянии (при отпущенной педали) сообщается с резервуаром.

Это необходимо для компенсации:
• утечек жидкости;
• теплового расширения жидкости;
• увеличения объема системы после регулирования зазоров между колодками и барабаном (диском) при износе тормозных накладок.

Как работает пневматический привод тормозов?

Главный цилиндр тормозной системы обеспечивает разделение контуров. Два резервуара (или один с разделительной перегородкой) сообщаются с полостью главного цилиндра тормозной системы через два отверстия. Поршни имеют кольцевые уплотнительные манжеты, прижимаемые пружинами. Наружная поверхность поршней имеет проточку для размещения уплотнительных колец, имеющих длину, которая меньше длины проточки. Помимо проточки поршни имеют кольцевые полости и плоские углообразные пазы, которые соединяются с резервуаром при любом положении поршней. Это препятствует попаданию воздуха в гидравлическую магистраль. Наиболее опасным, с точки зрения попадания воздуха в главный тормозной цилиндр, является режим растормаживания, который, как правило, производится быстро, броском педали. Жидкость, вследствие ее вязкости, возвращается в главный цилиндр относительно медленно, и поршни под действием пружин, стремясь оторваться от столба жидкости, создают в магистрали разряжение. Предотвратить при этом попадание воздуха в магистраль одними уплотнениями сложно, поэтому с тыльной стороны поршней или в их самих располагают полости, заполненные жидкостью, и при любом положении поршней сообщаются с резервуаром с помощью отверстий.
В корпусе ввернуты упорные болты, определяющие крайнее правое положение поршней и колец, соответствующее расторможенному состоянию системы. Конфигурация поршней такова, что в указанном крайнем положении кольца, упираясь в болты, отрывают манжеты от поршней, сообщая резервуары с магистралями. В начале торможения поршни, перемещаясь (один — под воздействием штока педали, другой — под давлением жидкости), надвигаются на манжеты, после чего жидкость начинает вытесняться в магистрали.
В случае потери герметичности одного контура, питаемого, например, через левое отверстие, левый поршень, вытеснив жидкость через обрыв магистрали, упирается удлинителем в дно цилиндра, образовав для правой рабочей полости фиктивное дно. Если же разгерметизация произойдет в контуре, подпитываемом из правой полости, то правый поршень, вытеснив жидкость, упрется удлинителем в левый поршень, передавая на него усилие со стороны штока.

механического привода тормозов ГАЗ-24

В современных конструкциях главных цилиндров тормозных систем в резервуар помещают поплавок с электроконтактами для сигнализации о недопустимо низком уровне жидкости. При заправке привода тормозной жидкостью, иногда и при эксплуатации автомобиля, из тормозной системы необходимо удалять воздух. Для этого в самых высоких местах рабочих цилиндров, а если требуется, то и в других местах привода, устанавливают клапаны прокачки.
Колесные рабочие цилиндры. Рабочие цилиндры имеют чугунный или, реже, из легкого сплава корпус и поршни с уплотнительными манжетами. Регулировка зазоров производится между фрикционными накладками и барабаном автоматически. На поршень рабочего цилиндра надевается разрезное пружинящее кольцо. Между кольцом и поршнем имеется радиальный и осевой зазоры. Величина осевого зазора нормируется и соответствует необходимой величине зазора между колодкой и барабаном. Радиальная упругость кольца также нормируется с целью получения определенной величины силы трения между кольцом и цилиндром. Указанная сила трения должна гарантированно превышать силу возвратных пружин, приведенную к поршню, но не быть чрезмерной, чтобы не слишком сильно снижать приводную силу поршня.
Для регулировки механизма после сборки необходимо нажать на педаль тормозной системы. Поршни рабочих цилиндров, перемещаясь наружу под действием давления жидкости, выберут имевшийся между ними и упругими кольцами осевой зазор, после чего потянут кольца за собой. Движение поршней будет продолжаться до тех пор, пока колодки не упрутся в барабан. При отпускании педали возвратные пружины смогут переместить поршни назад только на величину, соответствующую осевому зазору между поршнем и кольцом, так как сдвинуть кольцо они не в состоянии. Величина же зазора, как было сказано выше, соответствует необходимому зазору между колодкой и барабаном. Таким образом, по мере изнашивания накладок кольцо будет перемещаться вдоль цилиндра, поддерживая постоянную величину зазора в механизме.
Регулятор давления корректирует давление тормозной жидкости в системе задних тормозных механизмов в зависимости от изменения нагрузки на задние колеса.
Регулятор состоит из корпуса, в котором установлена гильза поршня. В углубление на гильзе вставляется шарик, который удерживается пружиной. В гильзе перемешается поршень, на конце которого крепится управляющий конус. Возвратная пружина поршня удерживает его в исходном положении при неработающем регуляторе. В корпус регулятора ввернута втулка, на конце которой установлен защитный резиновый чехол. В подпоршневую полость регулятора поступает жидкость от главного тормозного цилиндра, а из надпоршневой полости выходит жидкость для приведения в действие колесных цилиндров задних тормозных механизмов.
До вступления в действие регулятора давление жидкости одинаково как в обеих полостях, так и в любой точке гидропривода, так как перепускной шарик полнят управляющим конусом, что обеспечивает свободное прохождение тормозной жидкости из подпоршневой полости в надпоршневую.
При торможении увеличивается расстояние между кузовом и задним мостом, уменьшается нагрузка на задние колеса и соответственно уменьшается сила, действующая со стороны упругого элемента (крепится к полу кузова и к нажимному рычагу поршня регулятора) на поршень регулятора. Когда усилие со стороны жидкости на головку поршня превысит сумму усилий упругого элемента и жидкости на меньшую (подпоршневую) площадь поршня, последний переместится в сторону нажимного рычага, а управляющий конус освободит шарик, который под действием прижимной пружины перекроит доступ жидкости из подпоршневой полости в надпоршневую. С этого момента давление в подпоршневой полости будет выше давления в надпоршневой, обслуживающей задние тормозные механизмы. После снятия усилия с педали тормозной системы поршень регулятора возвратится в исходное положение, а управляющий конус, приподняв шарик, откроет доступ жидкости из подпоршневой полости в над-поршневую.

Колесные цилиндры гидропривода тормозных механизмов: а — двух поршневой; б — одно поршневой; 1 — перепускной клапан; 2 — пробка; 3 — толкатель; 4 — резиновый чехол; 5 — корпус цилиндра; 6 — поршень; 7 — резиновая манжета; 8 — пружина.

Регулятор давления жидкости в тормозных механизмах задних колес автомобилей марки «ВАЗ» семейства «Жигули»: а — расположение регулятора на автомобиле; 6 — схема работы; 1 — поршень-клапан открыт; 2 — поршень-клапан закрыт; 1 — кронштейн; 2 — болт крепления регулятора к кронштейну кузова; 3 — поршень-клапан; 4 — корпус регулятора; 5 — палец; 6 — тяга; 7 и 15 — торсионные рычаги; 8 — скоба; 9 — вилка; 10 — штуцер трубопровода, подводящего жидкость из главного цилиндра; 11 — штуцер трубопровода, отводящего жидкость из регулятора к колесным цилиндрам; 12 — корпус; 13 — распорное кольцо; 14 — уплотнительное кольцо; 16 — гнездо уплотнительного кольца; 17 — пружина поршня; 18 — упорное кольцо; 19 — уплотнительное кольцо клапана; 20 — пробка; 21 — прокладка; А и В — полости; Б — отверстие для штуцера трубопровода от главного цилиндра; Г — отверстие для штуцера трубопровода к тормозным механизмам задних колес; Р — сила, действующая на поршень от торсионного рычага при уменьшении расстояния от кузова до заднего моста.