К чему относится тормозная система автомобиля: назначение, устройство и принцип работы

Содержание

Тормозные механизмы и системы автомобиля | Справочная информация

Сообразно своему названию, тормозной механизм выполняет в автомобиле процесс торможения, то есть препятствует вращению колеса с целью понижения скорости или полной остановки. На сегодняшний день большинство автопроизводителей используют фрикционный тип тормозных устройств, принцип работы которого заключается в организации силы трения между вращающимися и стационарными элементами.

Обычно тормоза располагают во внутренней полости самого колеса, в этом случае такой механизм называют колесным. Если тормозное устройство включается в состав трансмиссии (за КПП), то механизм носит названием трансмиссионного.

Вне зависимости от места размещения и формы вращающихся деталей, любой тормозной механизм призван создавать максимально возможный тормозной момент, который не зависит от износа деталей, наличия конденсата на поверхности колодок или их степени нагрева во время трения. Обязательным условием для оперативного срабатывания механизма является конструкция устройства с минимальным зазором между двумя соприкасающимися поверхностями. В ходе длительной эксплуатации величина этого зазора неизменно будет увеличиваться за счет износа.

Три вида тормозных систем в автомобиле

На сегодняшний день все транспортные средства оснащаются тремя видами тормозных механизмов. Чтобы успешно и безопасно управлять автомобилем, требуется использовать следующие виды систем тормозов:

  • Рабочая. Именно эта система обеспечивает уменьшение скорости на участке движения и гарантирует полную остановку транспортного средства.
  • Запасная. Используется в том случае, если по каким-либо объективным причинам вышла из строя рабочая система. Функционально она работает так же, как и рабочая, то есть выполняет торможение и остановку автомобиля. Конструктивно может быть реализована как полностью автоматическая система или входить в состав рабочей.
  • Стояночная. Применяется для стабилизации положения транспортного средства во время стоянки на длительное время.

В современных автомобилях принято использовать не только три вида систем тормозов, но и различные вспомогательные механизмы, которые призваны усилить результативность торможения. Это усилитель тормозов, ABS, контроллер экстренного торможения, электроблокировка дифференциала и прочее. Практически во всех автомобилях, представленных в ГК Favorit Motors, присутствуют вспомогательные устройства для эффективности прохождения тормозного пути.

Подборка б/у автомобилей Volkswagen Touareg

Устройство тормозного механизма

Конструктивно механизм соединяет два элемента — само устройство тормоза и его привод. Рассмотрим каждое из них по отдельности.

Устройство тормоза в современных автомобилях

Механизм характеризуется работой подвижной и неподвижной частей, между которыми происходит трение, что, в конечном итоге, и снижает скорость автомобиля.

В зависимости от того, какую форму имеют вращающиеся детали, различают два вида тормозных устройств: барабанные и дисковые. Основное различие между ними заключается в том, что подвижными элементами барабанных тормозов являются колодки и ленты, а у дисковых — только колодки.

В качестве неподвижной (вращающейся) части выступает сам барабанный механизм.

Традиционный дисковый тормозной механизм состоит из одного диска, который вращается, и двух колодок, которые неподвижны и размещены внутри суппорта с обеих сторон. Сам суппорт при этом надежно зафиксирован на кронштейне. В основании суппорта имеются рабочие цилиндры, которые в момент торможения соприкасают колодки к диску.

Работая на полную мощь, тормозной диск очень сильно нагревается от трения с колодкой. Чтобы его охладить, в механизме используются потоки свежего воздуха. Диск имеет на своей поверхности отверстия, через которые выводится лишнее тепло и поступает холодный воздух. Имеющий специальные отверстия тормозной диск носит название вентилируемого. На некоторых моделях автомобилей (преимущественно гоночного и скоростного назначения) используют керамические диски, которые имеют гораздо меньшую теплопроводность.

На сегодняшний день, чтобы обезопасить водителя, тормозные колодки оснащаются датчиками, показывающими уровень их износа. В нужный момент, когда на панели загорится соответствующий индикатор, потребуется просто приехать в автосервис и провести замену. Специалисты ГК Favorit Motors обладают большим опытом и всем необходимым современным оборудованием для демонтажа старых тормозных колодок и монтажа новых. Обращение в компанию не займет много времени, тогда как качество работы будет на той высоте, которая обеспечит действительно комфортное и безопасное управление автомобилем.

Основные типы тормозных приводов

Главное назначение этого привода состоит в предоставлении возможности управления тормозным механизмом. На сегодняшний день существует пять типов приводов, каждый из которых выполняет свои функции в автомобиле и позволяет оперативно и четко подать сигнал механизму для торможения:

  • Механический. Сфера применения — исключительно в стояночной системе. Механический тип привода объединяет несколько элементов (система тяги, рычаги, тросики, наконечники, уравнители и т.д.). Этот привод позволяет подать сигнал стояночному тормозу о фиксации транспортного средства на одном месте, даже в наклонной плоскости. Обычно применяется на парковках или во дворах, когда автовладелец оставляется машину на ночь.
  • Электрический. Сфера применения — также стояночная система. Привод в этом случае получает сигнал от ножной электрической педали.
  • Гидравлический. Основной и самый распространенный тип тормозного привода, который применяется в рабочей системе. Привод представляет собой объединение нескольких элементов (педаль тормоза, усилитель тормоза, цилиндр торможения, цилиндры на колесах, шланги и трубопроводы).
  • Вакуумный. Данный тип привода также часто встречается на современных авто. Суть его работы такая же, как и у гидравлического, однако характерное отличие состоит в том, что при нажатии на педаль создается дополнительное вакуумное усиление. То есть исключена роль гидравлического усилителя тормозов.
  • Комбинированный. Также применим только в рабочей тормозной системе. Специфика работы заключается в том, что тормозной цилиндр после нажатия на педаль давит на тормозную жидкость и заставляет ее поступать под высоким давлением к тормозным цилиндрам. Применение сдвоенного цилиндра позволяет разделять высокое давление на два контура. Таким образом, если один из контуров выйдет из строя, система всё равно будет полноценно функционировать.

Принцип работы системы тормозов на автомобиле

В связи с тем, что сегодня распространены транспортные средства с разными типами рабочей тормозной системы, принцип работы тормозного механизма будет рассмотрен на примере самой часто употребляемой — гидравлической.

Как только водитель нажимает на тормозную педаль, нагрузка сразу же начинает передаваться к усилителю тормозов. Усилитель вырабатывает дополнительное давление и передает его на главный тормозной цилиндр. Поршень цилиндра тут же нагнетает жидкость через специальные шланги и подает ее к тем цилиндрам, которые установлены на самих колесах. При этом давление тормозной жидкости в шланге сильно повышается. Жидкость поступает на поршни колесных цилиндров, которые начинают вращать колодки к барабану.

Как только водитель сильнее нажимает на педаль или же повторяет нажатие, соответственно будет увеличиваться давление тормозной жидкости во всей системе. Сообразно повышению давления будет усиливаться трение между колодками и барабанным устройством, что замедлит скорость вращения колес. Таким образом, наблюдается прямая связь между силой нажатия на педаль и замедлением скорости автомобиля.

После того, как водитель отпускает педаль тормоза, она возвращается на свое исходное место. Вместе с ней поршень главного цилиндра прекращает нагнетание давления, колодки отводятся от барабана. Давление тормозной жидкости спадает.

Работоспособность всей тормозной системы всецело зависит от работоспособности каждого ее элемента. Тормозная система является одной из самых важных в автомобиле, поэтому не терпит пренебрежительного отношения. В случае подозрения на каике-либо дефекты в ее работе, или появление индикации от датчика колодок, следует немедленно обратиться к профессионалам. ГК Favorit Motors предлагает свои услуги по диагностике степени износа и замене любых компонентов системы торможения. Качество работ и предоставление разумных цен на услуги гарантировано.


Устройство тормозной системы автомобиля [ для начинающих и чайников ]

Расскажем про устройство тормозной системы автомобиля для начинающих и чайников: из чего состоит и как работает (основы).

Тормозная система авто состоит из:
  • основная (рабочая) - обеспечивает замедление машины не менее 5,8 м/с2, движущегося со скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
  • вспомогательная (аварийная) - обеспечивает замедление не менее 2,75 м/с2;
  • стояночная - может быть совмещена с аварийной.

Как работает

Принцип работы любой тормозной системы прост. Водитель, воздействуя на педаль тормоза передает усилие через ряд устройств на колесные механизмы, которые, в свою очередь, воздействуют на тормозные диски, прижимая к ним колодки и тем самым останавливая их вращение и, соответственно автомобиль в целом. Наиболее часто используется рабочая. Она состоит из ряда устройств, позволяющих водителю снижать скорость вплоть до полной остановки. В неё входят тормозные устройства (дисковые, барабанные), главный тормозной цилиндр, вакуумный усилитель тормозов и регулятор тормозных сил. Плюс магистрали с тормозной жидкостью.

Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)

Предназначен для преобразования усилия, прилагаемого к педали тормоза, в избыточное давление тормозной жидкости и распределения его по рабочим контурам. Бачок с запасом жидкости может крепиться на ГТЦ или вне его.

Вместе с ГТЦ устанавливают вакуумные усилители, которые увеличивают силу, создающую давление в тормозной системе. Т.е. он усиливает силу при нажатии педали тормоза - не нужно давить изо всех сил.


Регулятор

Уменьшает давление в приводе механизмов задних колес. Его ещё называют «колдун». При торможении сила инерции движущегося автомобиля и противодействующая ей сила трения создают опрокидывающий момент. Передняя подвеска, реагируя на него, «проседает», а задние колеса «разгружаются». Поэтому даже при не интенсивном торможении задние колёса могут блокироваться, что часто приводит к заносу машины. В зависимости от изменения расстояния между элементами задней подвески и кузовом давление в приводе задних тормозов (по сравнению с передними) ограничивается.

В результате блокировки задних колес (в зависимости от замедления и загруженности автомобиля) не происходит или она возникает значительно позже.


Рабочий контур

Делится на основной и вспомогательный. Если система исправна, то работают оба, но при разгерметизации одного - другой продолжает работать, становясь вспомогательным (аварийным). Распространены три компоновки разделения:
  • 2 + 2 подключенных параллельно (передние + задние)
  • 2 + 2 подключенных диагонально (правый передний + левый задний и т. д.)
  • 4 + 2 тормозных механизма (в один контур подключены тормозные механизмы всех колес, а в другой только два передних)

Схема компоновки гидропривода:
1 - главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем; 2 - регулятор давления жидкости в задних механизмах; 3-4 - рабочие контуры.

На многих машинах в тормозной привод встраивают антиблокировочные системы (АБС). Конструктивно АБС - это совокупность датчиков, модуляторов и блока управления. При торможении блок управления анализирует поступающую от датчиков информацию о скорости автомобиля и угловой скорости вращения колес, отслеживает работу исполнительных механизмов, которые регулируют давление жидкости в том или ином колесном механизме, не давая ему заблокироваться в случае экстренного торможения.

Таким образом, для любого состояния дороги определяется режим «относительного скольжения», обеспечивающего минимальный тормозной путь, и полная блокировка колес становится невозможной при любом усилии на педаль тормоза.

Тормозные механизмы

Разделяют на дисковые и барабанные.

Дисковые бывают с подвижным или неподвижным суппортом. Наибольшее распространение получили механизмы с подвижным суппортом, которые исключают неравномерный износ колодок. Еще одной особенностью механизма с подвижным суппортом является меняющееся расстояние от внешнего габарита до колесного диска в зависимости от состояния колодок.

Положение суппорта: а - с изношенными колодками; б - после установки новых колодок.

Дисковые тормоза эффективнее барабанных и работают в более высоком температурном режиме. Для лучшего отвода тепла из рабочей зоны часто используют вентилируемые диски. Его увеличенная толщина позволяет разместить между поверхностями трения ребра жесткости, которые обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха. При вращении создается центробежная сила, она заставляет поступающий воздух устремляться от центра к краям диска. Нагретый воздух выбрасывается в окружающую среду, а вентилируемый диск охлаждается. Барабанные механизмы устанавливают обычно на задние колёса. В процессе работы зазор между колодкой и барабаном увеличивается. Для его устранения предназначены механические регуляторы. Износ колодок компенсируется их самоподводкой, происходящей, как правило, при резком торможении. Теплоотвод осуществляется через колодочные накладки, массивную металлическую основу и ребра охлаждения тормозного барабана.

Вспомогательная (аварийная) система

Начинает действовать при разгерметизации одного из рабочих контуров (вытекает тормозная жидкость). В этом случае в бачке с тормозной жидкостью, разделенном на два независимых объема, уровень понижается до критической отметки. Далее он продолжает понижаться только в объеме неисправного контура, а объем исправного сохраняет критический уровень жидкости.

Стояночная система

Имеет механический привод, как правило, на задние колёса. Рычаг стояночного тормоза соединяется тонким тросом с задними механизмами, в которых находится устройство, приводящее в действие штатные или дополнительные (стояночные) колодки.

Вопросы по работе

Каков срок службы тормозных колодок?

Для большинства автомобилей пробег колодок до полного износа составляет до 60 000 км при езде в обычном режиме. Срок службы зависит от стиля вождения, а наличие дефектов на поверхности диска может заметно его сократить. Подробнее в статье - как определить износ колодок.

Каковы температуры торможения?

Температуры, возникающие при трении между колодками и дисками, в норме не превышают 370°С даже в условиях интенсивного движения. При спортивной езде - порядка 480-650°С являются обычной, возрастая до 820°С, Примерно до такой температуры нагреваются колодки машины, когда они приобретают красноватый оттенок.

Не стоит приобретать спортивные колодки из-за того, что любите быструю езду. Подавляющее большинство их нуждается в предварительном «разогреве» и не будут эффективно работать при обычных температурах, а это чревато аварийной ситуацией.

Почему педаль тормоза становиться мягкой или жесткой?

Зачастую педаль тормоза кажется в первое время «мягкой» после установки новых колодок. Необходим некоторый промежуток времени для притирки трущихся поверхностей. «Жесткой» педаль становится после некоторого времени.

Есть ли преимущества в перфорированных дисках?

Они имеют некоторые преимущества - разрушают поверхностную пленку, образующуюся при перегревании тормозов, поддерживают чистоту поверхности тормозной колодки, удаляя продукты сгорания, образующиеся на трущихся поверхностях под воздействием высоких температур.

Как развивалась тормозная система

Даже на дешевых машинах барабанные тормоза исчезают, а система АБС обязательна для всех новых авто. Взамен появляются дисковые тормоза, которые обладают большей эффективностью. Производители устанавливают на передней оси вентилируемые диски, а на задней - дисковые без вентиляции. Это понятно, ведь нагрузка на задние тормоза меньше, чем на передние.

Путь от момента нажатия на педаль тормоза до начала торможения составляет: при скорости 20 км/ч - 4 м, 40 - 8 м, 60 км/ч - 12 м, 80 - 16 м, 100 км/ч - 20 м. Соответственно тормозной путь в этих случаях составляет: 3, 11, 24, 42, 66 м. Дистанция до впереди идущего автомобиля должна быть не менее: при скорости 40 км/ч - 20 м, 50 - 25 м, 80 км/ч - 80 м. В дождь дистанция должна быть увеличена в полтора раза.


С повышением скорости автомобилей возросла мощность тормозной системы, значит требуется дополнительное охлаждение. Стали применять диски с перфорацией и дополнительными канавками, которые ранее были привилегией спортивных машин. Их устанавливают на мощных авто в базовой комплектации. Из автоспорта перешли керамические тормозные диски. Они обладают большей прочностью и быстрее охлаждаются, по сравнению с чугунными. Возможно, «керамика» в будущем будет ставиться на машины среднего класса.

Главное достоинство керамических дисков - они не перегреваются при интенсивном торможении. По этой причине их применяют в автоспорте и на спортивных машинах в качестве опции.

Новинка тормозной системы - система Brake Assist. Суть в том, что радар, установленный на бампере определяет расстояние до впереди идущего автомобиля. Если это расстояние, по его мнению будет критическим, то система подает сигнал на привод тормозов. Он приближает колодки к диску всего на несколько десятых долей миллиметра. При нажатии на педаль тормоза в этот момент, система Brake Assist позволяет сократить тормозной путь.

Последнее веяние - тормоза без механической связи. Они управляются электронными устройствами по проводам, никакой механической связи нет. Некоторые производители применяют электронные тормоза на концепт карах, но в серийное производство не запускают.

На современных авто тормозной путь со 100 км/ч до полной остановки составляет 40-45 метров. На некоторых машинах - до 38 метров. Если посмотрим на 20 лет назад, тогда он составлял 50-60 метров. Прогресс очевиден.

Тормозная система автомобиля

Устройство тормозной системы


Тормозная система авто состоит из двух групп устройств:
  1. Устройства привода: педаль (выполняет роль рычага), цилиндры, вакуумный усилитель для повышения усилия давления на педаль, бачок, трубопроводы, шланги (у гидроприводов), рычаги, система тяг, всевозможные тросы, наконечники (у механических приводов), воздухозаборник, компрессор, ресивер, дроссель, распределитель, пневмомотор (у пневмоприводов). Привод нужен для создания усилия и передачи воздействия непосредственно от педали к тормозному механизму.
  2. Тормозные механизмы: диск, суппорт, накладки (для дисковых механизмов) или барабан, колодки, поршень, цилиндр (для барабанных механизмов). Дисковый механизм монтируют на передних , барабанный – на задних  колёсах Тормозной механизм формирует  тормозной момент – главное условие для замедления или полной остановки машины.

На картинке представлено устройство системы с гидроприводом и задними барабанными тормозными механизмами:

  1. Колесный цилиндр заднего барабанного тормоза. Прижимает к барабанам тормозные колодки заднего тормоза. Переносит на колодки давление, полученное в главном цилиндре (мастер-цилиндре).
  2. Тросовый привод ручного тормоза.
  3. Уравновешивающий механизм.
  4. Регулируемая тяга стояночного тормоза (такой тормоз выручает, когда нужно удержать машину на  уклонах).
  5. Рукоятка стояночного тормоза. 
  6. Педаль. Рычажный механизм, формирующий тормозное усилие,пропорциональное силе, прилагаемой к педали. 
  7. Вакуумный усилитель рабочего привода. Работает совместно с главным (мастер-) цилиндром. В бензиновых моторах вакуум создается подключением вакуумной камеры к впускному коллектором, в дизелях – за счёт работы специального вакуумного насоса.
  8. Шланг тормозного механизма.
  9. Мастер-цилиндр. 
  10. Суппорт. Предназначен для крепления переднего дискового механизма к неподвижной части подвески колеса.
  11. Компенсационный бачок. Обеспечивает требуемое количество тормозной жидкости в контуре.
  12. Механический регулятор тормозных сил в задней оси. В быту – «колдун». Помогает  оказать противодействие заносу задней оси транспортного средства, обеспечить пропорциональное  торможение  каждым из  колёс автомобиля минимизировать риски ДТП.
  13. Рычаг привода регулятора

Виды тормозных систем

Существует несколько классификаций. Самая распространённая – деление по функциональному назначению и применению. В зависимости от этого система может быть четырёх видов.

Рабочая. Задействована во всех режимах движения транспорта. Предназначена для снижения скорости транспортного средства до момента полной остановки и кратковременного удержания авто на месте. 

Запасная. Нужна для остановки транспортного средства в чрезвычайной  ситуации (при выходе из строя базовой – рабочей системы). Тормозящее действие – существенно меньше. Но в экстренной ситуации его достаточно, чтобы предотвратить аварию.

Стояночная. Служит для удержания транспортного средства на месте, предупреждает его самопроизвольное движение. Это, прежде всего, актуальное решение при уклоне дорожного полотна в холмистой местности. Кроме того, для коммерческого транспорта большой грузоподъёмности, автобусов это ещё и отличное подспорье для оптимизации нагрузки на цилиндры основной – рабочей системы. Управляется водителем посредством рычага ручного тормоза.
Вспомогательная. Устанавливается на коммерческом транспорте. Помогает при движении на затяжном спуске. Сохраняет стабильную скорость транспортного средства, снижает нагрузку на колёсный тормоз. 

В ряде случаев функции могут совмещаться . Например, функцию запасной системы может взять на себя  стояночная система 

Кроме того, в зависимости от рабочего тела , за счёт которой система приводится в действие, выделяют следующие типы тормозных систем:

  • Гидравлическая. Это решение используют для легковых автомобилей, внедорожников, микроавтобусов, малогабаритных грузовиков и спецтехники. 
  • Пневматическая. Монтируется на грузовых машинах, погрузчиках, грейдерах, автокранах, бульдозерах.
  • Механическая. Привод механическими тягами  был использован на первых автомобилях. Но из-за низкого КПД и проблем с равномерным распределением усилия на все колёса, сейчас это решение не актуально .
  • Комбинированная (например, может совмещаться гидравлический и пневматический механизм работы).
Отдельно следует выделить систему рекуперативного торможения. Чаще устанавливается на грузовом транспорте (карьерных самосвалах) на городских автобусах и на современных легковых гибридных автомобилях.
Физические основы торможения.

Движение авто всегда связано с наличием кинетической  энергии. Процесс торможения всегда связан с преобразованием кинетической энергии в тепловую. Тепловая энергия, выделяющаяся при трении диска и колодок рассеивается в окружающую среду. При рекуперативном торможении  часть кинетической энергии преобразуется в электрическую энергию, которая запасается для её использования при разгоне автомобиля. 

Принцип рекуперативного торможения долгое время использовался  на железнодорожном транспорте, но вскоре  он стал базовым и для работы тормозной системы авто.

Принцип действия гидравлической системы

Гидравлическая система реализует следующий принцип:
  • Водитель нажимает на педаль, мышечное усилие передаётся на поршень  главного   цилиндра где преобразуется в давление тормозной жидкости.
  • Жидкость вытесняется  поршнем в гидравлические линии (трубки).
  • По  трубопроводам жидкость под давление подаётся  к исполнительным цилиндрам.
  • Срабатывают механизмы торможения.
  • Скорость вращения колёс уменьшается.

Рабочим телом  в гидравлической системе является жидкость, на 93-98%, состоящая из полигликолей и их эфиров, и на 2-7% - из присадок, предназначенных для защиты деталей от коррозии. 

Обладающая высокой плотностью, жидкость не сжимается, и гидропривод срабатывает очень быстро. Еще одно достоинство гидропривода – его самодостаточность. Конструкция не содержит  компрессор или иное устройство, зависимое от работы мотора.

При перемещении жидкости по трубопроводу потеря энергии – несущественная, и КПД гидропривода достаточно высок (исключение – работа при температурах ниже минус 30 °С).

Работа тормозной системы с рекуперацией

Принцип же действия тормозной системы с рекуперацией иной:

При нажатии на педаль в генераторном режиме запускается электромотор  (у электрического и гибридного транспорта) Создаётся тормозной момент на валу мотора.

Начинает вырабатываться электрическая энергия, направляемая в аккумуляторы или суперконденсаторы.

Если транспорт неэлектрический – запасается кинетическая энергия вращения маховика (впоследствии её используют для разгона).

Многие современные автомобили оснащены электронно-управляемой системой торможения, которая одновременно выполняет функции антиблокировочной, пробуксовочной системы; а также оснащена функцией  динамической стабилизации транспортного средства.

Решения с рекуперацией способны обеспечить безисносную  работу тормоза, кратчайший путь во время торможения с обеспечением высокой курсовой устойчивости, и предотвращение потери  сцепления колёс с дорожным полотном.

Конструктивные решения с пневматикой

Отдельного внимания заслуживают решения с пневматикой.
  • Энергоносителем служит  сжатый воздух.
  • В работе участвуют компрессор, осушитель, регулятор давления (может быть встроенным в осушитель или самостоятельным устройством) и ресиверы регенерации (компоненты хранения и подачи сжатого воздуха), краны, передаточные устройства.
  • Через воздушный фильтр в компрессор, работающий при включенном двигателе, втягивается воздух, и через регулятор и многоконтурный защитный клапан воздух под давлением закачивается  в ресиверы. Осушитель оптимизирует состав воздуха, а регулятор - его давление.
У решения много достоинств. При нажатии на педаль сжатый воздух подаётся к исполнительным устройствам, а при освобождении педали он не возвращается обратно в систему, а выходит через клапаны сброса в атмосферу. Система изнашивается менее интенсивно, чем у решений с гидравликой (воздух менее агрессивен, нежели жидкостный наполнитель, нет риска, что энергоноситель закипит или замёрзнет).

На схеме:

  1. Центральный электронный блок управления.
  2. Кран EBS.
  3. Пропорциональный ускорительный клапан.
  4. Магнитный клапан ABS.
  5. Модулятор задней оси.
  6. Разобщающий клапан резервного контура.
  7. Клапан управления тормозами прицепа.

Деление систем на независимые контуры

Тормозные системы могут быть одноконтурными, двухконтурными и многоконтурными.

У одноконтурных решений магистрали всех колёс – передних и задних объединены в одну ветвь, для управления воздухом используется всего один кран. Решение дешёвое, не крайне ненадёжное . На практике его сейчас можно встретить только на некоторых сельскохозяйственных машинах и прицепах с пневматикой, причём речь идёт только о старых моделях машин, новые решения с пневмоприводом ориентированы на несколько контуров.

Если же речь идёт о решениях с гидроприводом, то весьма вероятна   разгерметизация, и жидкость вытечет из системы. И здесь об использовании одного контура и вовсе не может быть и речи. Предотвратить риски помогает наличие нескольких контуров. Даже если произойдёт разгерметизация одного из них, хоть и возникнет потеря эффективности, катастрофы можно будет избежать. Ведь контуры подстраховывают друг друга.

Самый распространённый вариант – наличие двух контуров. При этом схемы разделения гидропривода на 2 контура могут быть очень разными:

  • 2 +2, параллельное подключение. 1-й контур действует на тормоза передней оси, второй — на заднюю ось). Недостаток—задняя ось обеспечивает не более 40% тормозных сил. Поэтому, если исправен только 2-й контур, длина тормозного пути (ТП) увеличится в 2,5-3 раза. 
  • 2+ 2 – диагональное подключение. 1-й контур действует на правое переднее и левое заднее колёса, а второй — на левое переднее и правое заднее.
  • Подходит для переднеприводных машин. Неисправность любого из контуров чревата увеличением ТП в два раза.
  • 4 + 2. 1-й контур действует на все колеса, а второй — только на передние.

Наиболее безопасно, с точки зрения опытных автомехаников, диагональное деление (эффективности удаётся  достичь, даже если один из контуров поврежден) и схема разделения 4 + 2.

У грузовых автомобилей, автобусов часто может встречаться 4 и 5 контуров. Это сложные, но очень надёжные конструкции. У каждого контура— своя «зона ответственности (например, передняя ось, задняя тележка, стояночный, аварийное растормаживание), при этом каждый контур независим. Это возможно благодаря присутствию в конструкции специальных разделяющих клапанов. 

Многоконтурная пневмосистема оптимизирует уровень устойчивости крупногабаритного транспортного средства, процесс управления им. Кроме того, пневматическая система позволяет без опасения потери рабочего тела подключать и отключать пневмосистемы тягача к прицепу или полуприцепу. При отсоединении прицепа автоматически срабатывает стояночная топливная система.

Диагностика и неисправности тормозной системы

Неисправности тормозного привода или механизма могут быть самыми разными. И каждый из них может стать сигналом нескольких проблем:
  • При торможении траектория движения начинает непредсказуемо изменяться, непонятная сила «уводит» авто в сторону. Это может свидетельствовать о загрязнении или поломке колодок с одной стороны, заклинивании поршня главного цилиндра, повреждении подвески, рулевого управления, ослабевших или изношенных стяжных болтах рессор. Также такое «поведение» автомобиля возможно при неисправности гидроклапана антиблокировочной системы. Для обнаружения этой неисправности на каждое колесо нужно установить манометры. Если будет обнаружен значительный перепад давления, это прямое указание на такую неисправность.
  • Свободный ход педали существенно увеличивается. Такая проблема чаще всего возникает при неисправностях главного рабочего цилиндра, вакуумного усилителя. Если применяется  гидравлический привод, то к такой проблеме также может привести его завоздушивание.
  • Педаль при нажатии «проваливается», становится «мягкой». Это опять-таки может быть и сигналом появления воздуха в гидравлическом приводе, и сигналом износа главного цилиндра либо повреждения шлангов и трубопроводов.
  • Педаль «стопорит», для нажатия приходится прикладывать огромные усилия. Очень часто это вызвано, некорректно установленными  колодками  или неправильно присоединёнными шлангами (стоит только их демонтировать и поставить правильно – проблема тут же решится), повреждение контуров гидропривода. Также иногда это прямая реакция на заклинивший поршень в колёсном цилиндре.  
  • При торможении чувствуется биение, вибрации: со стороны педали или со стороны педали и руля. Как правило, это ответная реакция на коробление диска, ослабленное крепление суппорта или износ одного из элементов рулевого управления, подвески.
  • Колодки быстро стираются под углом. Главные виновники – неисправные суппорты.
Появление одного или сразу нескольких из перечисленных явлений чревато быстрым выходом из строя системы в целом и поэтому с диагностикой и ремонтом нельзя затягивать.

Профилактика тормозной системы


В первую очередь, важно проводить профилактику суппорта. Практика показывает, что профилактику суппорта важно проводить не реже одного раза в два года и при каждой замене колодок. Обязательными мероприятиями является диагностика суппортов, их очистка и смазка.

Для смазки \рекомендуется использовать высокотемпературные, нерастворимые в воде и химически стойкие пастообразные составы, совместимые с эластомерными и пластиковыми деталями. Для этого снимается пылезащитные колпачки и очищаются контактные поверхности, затем равномерно наносится смазка.

Одновременно с профилактикой суппортов проводят замену тормозной жидкости, удаление воздуха из системы.
Важными профилактическими мероприятиями также являются регулировка стояночного тормоза, диагностика вакуумного усилителя, проверка на видимые дефекты шлангов, проверка на износ колодок (для этого замеряется их остаточная толщина).

Своевременный осмотр, диагностика, очистка и обработка деталей смазочными пастами, замена отдельных деталей – это предотвращение дорогостоящего ремонта в будущем.

Для того, чтобы максимально систематизировать знания, проверить уровень своих умений, навыков по этой теме, рекомендуем обратить внимание на электронный интерактивный тренинг и систему проверки знаний "Тормозная система автомобиля" на базе электронной платформы ELECTUDE. Обучающий продукт включает 19 учебных модулей, 15 тестовых модулей. Удобный вариант для дистанционного обучения автомехаников, а также проверки знаний при подборе кандидатов на эту вакансию , проведения аудита и аттестации персонала  СТО.

Обучение является модульным. Электронная программа позволяет перейти от азов физики к нюансам взаимной работы, включая роль каждого компонента  системы. В обучающую платформу встроен специализированный тренажёр. Поэтому слушателям доступны симуляции различных неисправностей. На конкретных примерах можно отточить навыки и увеличить скорость диагностики, ремонта.


Ещё больше систематизированной информации по системам, устройству автомобиля.

Устройство и принцип работы тормозной системы автомобиля | канал мужика "всё обо всём"

Тормозная система автомобиля (англ. — brake system) относится к системам активной безопасности и предназначена для изменения скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки, в том числе экстренной, а также удержания машины на месте в течение длительного периода времени. Для реализации перечисленных функций применяются следующие виды тормозных систем: рабочая (или основная), запасная, стояночная, вспомогательная и антиблокировочная (система курсовой устойчивости). Совокупность всех тормозных систем автомобиля называется тормозным управлением.

Содержание [Скрыть]

Рабочая (основная) тормозная системаСхема тормозной системы автомобиля

Главное предназначение рабочей тормозной системы заключается в регулировании скорости движения автомобиля вплоть до его полной остановки.

Основная тормозная система состоит из тормозного привода и тормозных механизмов. На легковых автомобилях применяется преимущественно гидравлический привод.

РЕКЛАМА

Гидропривод состоит из:

  • главного тормозного цилиндра (ГТЦ)
  • вакуумного усилителя
  • регулятора давления в задних тормозных механизмах (при отсутствии АВS)
  • блока ABS (при наличии)
  • рабочих тормозных цилиндров
  • рабочих контуров

Главный тормозной цилиндр преобразует усилие, сообщаемое водителем педали тормоза, в давление рабочей жидкости в системе и распределяет его по рабочим контурам.

Для увеличения силы, создающей давление в тормозной системе, гидропривод оснащается вакуумным усилителем.

Регулятор давления предназначен для уменьшения давления в приводе тормозных механизмов задних колес, что способствует более эффективному торможению.

Виды контуров тормозной системы

Контуры тормозной системы, представляющие собой систему замкнутых трубопроводов, соединяют между собой главный тормозной цилиндр и тормозные механизмы колес.

Контуры могут дублировать друг друга или осуществлять только свои функции. Наиболее востребована двухконтурная схема тормозного привода, при которой пара контуров работает диагонально.

Запасная тормозная система

Запасная тормозная система служит для экстренного или аварийного торможения при отказе или неисправности основной. Она выполняет те же функции, что и рабочая тормозная система, и может функционировать и как часть рабочей системы, и как самостоятельный узел.

Стояночная тормозная система

Основными функциями и назначением стояночной тормозной системы являются:

Схема стояночного тормоза
  • удержание транспортного средства на месте в течение длительного времени
  • исключение самопроизвольного движения автомобиля на уклоне
  • аварийное и экстренное торможение при выходе из строя рабочей тормозной системы

Устройство тормозной системы автомобиля

Основой тормозной системы являются тормозные механизмы и их приводы.

Тормозная система

Тормозной механизм служит для создания тормозного момента, необходимого для торможения и остановки транспортного средства. Механизм устанавливается на ступице колеса, а принцип его работы основан на использовании силы трения. Тормозные механизмы могут быть дисковыми или барабанными.

Конструктивно тормозной механизм состоит из статичной и вращающейся частей. Статичную часть у барабанного механизма представляет тормозной барабан, а вращающуюся – тормозные колодки с накладками. В дисковом механизме вращающаяся часть представлена тормозным диском, неподвижная – суппортом с тормозными колодками.

Управляет тормозными механизмами привод.

Гидравлический привод не является единственным из применяемых в тормозной системе. Так в системе стояночного тормоза используется механический привод, представляющий собой совокупность тяг, рычагов и тросов. Устройство соединяет тормозные механизмы задних колес с рычагом стояночного тормоза. Также существует электромеханический стояночный тормоз, в котором используется электропривод.

В состав тормозной системы с гидравлическим приводом могут быть включены разнообразные электронные системы: антиблокировочная, система курсовой устойчивости, усилитель экстренного торможения, система помощи при экстренном торможении (Brake Assist System).

Существуют и другие виды тормозного привода: пневматический, электрический и комбинированный. Последний может быть представлен как пневмогидравлический или гидропневматический.

Принцип работы тормозной системы

Работа тормозной системы строится следующим образом:

  • При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
  • Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
  • Поршень ГТЦ нагнетает рабочую жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, за счет чего растет давление в тормозном приводе, а поршни рабочих цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам.
  • Дальнейшее нажатие на педаль еще больше увеличивает давление жидкости, за счет чего срабатывают тормозные механизмы, приводящие к замедлению вращения колес. Давление рабочей жидкости может приблизиться к 10-15 МПа. Чем оно больше, тем эффективнее происходит торможение.
  • Опускание педали тормоза приводит к ее возврату в исходное положение под действием возвратной пружины. В нейтральное положение возвращается и поршень ГТЦ. Рабочая жидкость также перемещается в главный тормозной цилиндр. Колодки отпускают диски или барабаны. Давление в системе падает.
Важно! Рабочую жидкость в системе нужно периодически менять. Сколько тормозной жидкости потребуется на одну замену? Не более литра-полутора.

Основные неисправности тормозной системы

В таблице ниже приведены наиболее распространенные неисправности тормозной системы автомобиля и способы их устранения.

СимптомыВероятная причинаВарианты устраненияСлышен свист или шум при торможенииИзнос тормозных колодок, их низкое качество или брак; деформация тормозного диска или попадание на него постороннего предметаЗамена или очистка колодок и дисковУвеличенный ход педалиУтечка рабочей жидкости из колесных цилиндров; попадание воздуха в тормозную систему; износ или повреждение резиновых шлангов и прокладок в ГТЦЗамена неисправных деталей; прокачка тормозной системыУвеличенное усилие на педаль при торможенииОтказ вакуумного усилителя; повреждение шланговЗамена усилителя или шлангаЗаторможенность всех колесЗаклинивание поршня в ГТЦ; отсутствие свободного хода педалиЗамена ГТЦ; выставление правильного свободного хода

Заключение

Тормозная система является основой безопасного движения автомобиля. Поэтому на нее всегда должно быть обращено пристальное внимание. При неисправности рабочей тормозной системы эксплуатация транспортного средства запрещается полностью.

Конструкция приводов тормозных систем автомобиля

Механический тормозной привод применяется для стояночной тормозной системы автомобиля, потому что он способен обеспечить высокую степень надежности при длительном действии. На легковых автомобилях в качестве стояночного тормозного механизма, как правило, применяют блокировочные механизмы задних колес с рычажно-тросовым приводом. В грузовых автомобилях различной грузоподъемности конструкция привода зависит от конструкции и места установки стояночного тормозного механизма. На грузовых автомобилях стояночный тормоз может быть установлен в трансмиссии. Кроме этого в стояночной тормозной системе могут применяться колесные тормозные механизмы рабочей тормозной системы.

Механический рычажно-тросовый привод стояночной тормозной системы состоит из:
1) рычага тормозного привода;
2) тяги;
3) рычага привода управления;
4) уравнителя;
5) кронштейна направляющей.

Гидравлический тормозной привод включает в себя множество различных конструктивных узлов и деталей, основными из которых являются:
1) главный тормозной цилиндр;
2) колесные тормозные цилиндры.

Гидравлический привод тормозной системы широко применяется на всех легковых, а также на некоторых грузовых автомобилях. Тормозная система с гидравлическим приводом может одновременно выполнять функции как рабочей, так и запасной стояночной систем. Для повышения степени надежности на некоторых автомобилях применяют двухконтурный гидравлический привод. Двухконтурный гидравлический привод включает в себя два независимых привода, которые функционируют от одного главного тормозного цилиндра на тормозные механизмы отдельно передних и задних колес. Кроме этого на некоторых автомобилях предусмотрен в приводе тормозов разделитель, который позволяет использовать исправный контур тормозной системы в качестве запасной при аварийном отказе другого контура, такая конструктивная схема также позволяет сделать тормозную систему более надежной. Наиболее простая схема двухконтурного гидравлического тормозного привода с главный тормозным цилиндром типа «Тандем» применяется на автомобиле ВАЗ-2101. Этот привод включает в себя две отдельные секции (переднюю и заднюю) с автономным питанием тормозной жидкостью. Передняя секция соединяется с задним тормозным контуром при помощи трубопровода, задняя секция соединяется с передним тормозным контуром.

На некоторых грузовых автомобилях имеются гидроприводы, рабочие цилиндры которых имеют резиновые предпоршневые манжеты. Эти манжеты необходимы для того, чтобы система продолжала оставаться герметичной в расторможенном состоянии, когда в системе образуется большое избыточное давление. Кроме этого в таких системах в главном тормозном цилиндре обязательно устанавливают обратный клапан. Обратный клапан не позволяет избыточному давлению внутри цилиндра подниматься выше определенного значения.

В конструкции главного тормозного цилиндра типа «Тандем» отсутствует обратный клапан. При торможении происходит закрытие перепускных клапанов, в результате этого предпоршневые полости герметизируются. В таком тормозном приводе, как и в приводах большинства современных автомобилей, применяется регулятор тормозящих сил. Этот регулятор предотвращает вероятность юза задних колес при торможении.

В некоторых тормозных системах с гидравлическим приводом, когда на передних колесах применяются дисковые тормозные элементы, а на задних колесах стоят барабанные тормозные механизмы, в гидравлическом приводе к дисковым тормозным механизмам устанавливают специальный клапан задержки. Благодаря клапану задержки обеспечивается одновременное торможение всех четырех колес автомобиля. Для прижатия колодок в барабанных тормозных механизмах необходимо предварительно создать некоторое давление, которое могло бы преодолеть усилие сжатых пружин, в дисковых тормозах подобные пружины отсутствуют, поэтому без клапана задержки торможение передних колес происходило бы быстрее и эффективнее, чем торможение задних.

Система тормозного привода некоторых автомобилей дополняется специальным вакуумным усилителем. Вакуумный усилитель объединен с главным тормозным цилиндром. На грузовых автомобилях, тормозная система которых оснащена гидравлическим приводом, широко применяются как вакуумные, так и пневматические усилители.

Главный тормозной цилиндр, корпус которого выполнен совместно с резервуаром для тормозной жидкости, приводится в действие при помощи тормозной педали. Внутри главного цилиндра располагается алюминиевый поршень с уплотнительным резиновым кольцом. Поршень перемещается под действием толкателя, который шарнирно соединяется тормозной педалью. Поршень своим днищем упирается в специальную уплотнительную манжету, которая прижимается пружиной. Эта же пружина прижимает к гнезду впускной клапан, который выполнен совместно с нагнетательным. Внутренняя полость главного цилиндра сообщается с резервуаром посредством перепускного и компенсационного отверстий. При нажатии на педаль тормоза поршень с манжетой под действием толкателя перемещается и закрывает компенсационное отверстие, из-за этого происходит увеличение давления тормозной жидкости в цилиндре. При высоком давлении тормозная жидкость открывает нагнетательный клапан и поступает к тормозным механизмам. Когда педаль торможения отпускается, происходит снижение давления, и тормозная жидкость по трубопроводам перетекает обратно в главный цилиндр. При этом избыток тормозной жидкости поступает в резервуар через компенсационное отверстие. Одновременно с этим пружина, воздействуя на впускной клапан, продолжает поддерживать в системе привода небольшое избыточное давление даже после полного отпускания педали торможения.

Колесный (рабочий) тормозной цилиндр барабанного тормозного механизма включает в себя чугунный корпус, внутри которого находятся два алюминиевых поршня. На поршнях тормозного цилиндра также имеются уплотнительные резиновые манжеты. Для повышения долговечности в наружные торцы поршней встраиваются стальные сухарики. Цилиндр с обеих сторон тщательно уплотняется пылезащитными резиновыми чехлами. В полость цилиндра тормозная жидкость поступает через присоединительный штуцер. В колесном тормозном цилиндре имеется клапан прокачки, который предназначен для выпуска воздуха из тормозной системы. Клапан прокачки защищен резиновым колпачком.

В корпус цилиндра вставлено пружинное упорное кольцо. Оно предназначено для регулировки зазора между колодками и барабаном тормозного механизма. При торможении под действием высокого давления тормозной жидкости поршень цилиндра, перемещаясь, отжимает тормозную колодку. С течением времени происходит изнашивание фрикционной тормозной накладки, и ход поршня при торможении увеличивается. В результате этого наступает момент, когда поршень при торможении передвигает упорное кольцо, преодолевая усилие его посадки. При обратном перемещении колодки под действием стяжной (растормаживающей) пружины упорное кольцо остается на новом месте, потому что усилий стяжной пружины недостаточно, чтобы передвинуть его на исходное место. Благодаря этому достигается автоматическая выборка увеличения зазора между колодкой и барабаном, который образуется по причине износа фрикционной тормозной накладки.

Работа гидровакуумного усилителя основана на применении энергии разрежения во внутреннем трубопроводе. Благодаря этому создается дополнительное давление тормозной жидкости в гидравлической системе привода тормозов. Это дает возможность при относительно небольших усилиях, прилагаемых к педали торможения, получить большие усилия в тормозных механизмах колес автомобиля. Гидровакуумный усилитель соединен при помощи, трубопроводов с впускным коллектором двигателя, главным тормозным цилиндром, а также с разделителем тормозов. Камера усилителя представляет собой корпус и крышку. Крышка и корпус выштампованы из листовой стали. Между корпусом и крышкой зажата диафрагма. Диафрагма жестко соединена штоком с поршнем усилителя и возвращается в исходное положение при растормаживании конической пружиной. В поршне гидровакуумного усилителя располагается запорный шариковый поршень. Сверху на корпусе цилиндра усилителя находится клапан управления. Клапан управления включает в себя диафрагму, поршень и шариковый клапан. Кроме этого сверху на корпусе цилиндра находится вакуумный клапан и атмосферный клапан, связанный с ним при помощи штока. Камеры А и Б клапана управления соединяются с полостями В и Г камеры усилителя соответственно. В свою очередь камера усилителя соединяется с выпускным коллектором двигателя через запорный клапан.

При работающем двигателе и отпущенной тормозной педали в полостях камеры усилителя появляется разреженное пространство, и под действием конической пружины все детали гидроцилиндра смещаются в крайнее левое положение. При нажатии на педаль торможения жидкость от главного тормозного цилиндра перетекает к тормозным механизмам колес через шариковый клапан. По мере повышения давления в системе поднимается поршень клапана управления. Клапан управления при повышении поршня постепенно закрывает вакуумный и открывает атмосферный клапан. Атмосферный воздух через фильтр попадает в полость Г, тем самым снижая разрежение в ней. Так как в полости В продолжает сохраняться разрежение, то разность давлений между полостями В и Г выгибает диафрагму, при этом сжимается пружина усилителя. В результате сжатия пружина усилителя через шток воздействует на поршень усилителя. В этот момент поршень усилителя начинает испытывать давление двух сил: жидкости от главного тормозного цилиндра и атмосферного давления со стороны диафрагмы, благодаря этому происходит усиление эффекта торможения.

При отпускании педали тормоза давление жидкости на клапан управления снижается, его диафрагма прогибается вниз, тем самым открывая вакуумный клапан. В результате этого полости В и Г становятся сообщающимися. Давление в полости Г снижается, и все подвижные детали камеры и цилиндра усилителя возвращаются в свое исходное положение, в результате этого происходит растормаживание механизмов колес автомобиля.
В случае неисправного гидроусилителя привод действует менее эффективно и только от педали главного тормозного цилиндра.

Пневматический привод тормозных механизмов имеет менее жесткие требования к герметичности тормозной системы, чем гидропривод, поскольку утечка воздуха восполняется компрессором при работе двигателя. Однако конструкция пневматического привода более сложная, а также пневматический привод имеет большую массу и большие габаритные размеры. Особенно сложную конструкцию имеют пневматические приводы на автобусах с двухконтурной или многоконтурной схемами.

Конструкция пневматического привода включает в себя:
1) манометр;
2) компрессор;
3) баллон для сжатого воздуха;
4) задние тормозные камеры;
5) тормозной кран;
6) передние тормозные камеры;
7) соединительную головку с тормозной системой прицепа;
8) разобщительный кран.

При работе двигателя атмосферный воздух компрессором через фильтр нагнетается в баллоны. В баллонах сжатый воздух продолжает храниться под давлением. Давление воздуха в баллонах регулируется при помощи регулятора давления. Регулятор давления расположен на компрессоре и при достижении определенного давления в баллонах он отсоединяет компрессор от системы привода. При торможении водитель нажатием на педаль оказывает воздействие на тормозной кран. Этот тормозной кран открывает доступ воздуха из баллонов в тормозные камеры колесных тормозных механизмов. Тормозные камеры, в свою очередь, приводят в действие разжимные кулаки колодок. Колодки разводятся и соприкасаются с тормозными барабанами колес, в результате чего осуществляется торможение.

При отпускании педали тормозной кран открывает выход сжатому воздуху в атмосферу. В результате этого разжимной кулак поворачивается в исходное положение, а тормозные колодки под действием стяжных пружин отходят от тормозных барабанов, происходит растормаживание колес автомобиля.
Манометр располагается в кабине водителя и позволяет следить за уровнем давления сжатого воздуха в системе пневматического привода тормозной системы автомобиля.

В настоящее время на отечественных грузовых автомобилях ставится модернизированный привод тормозной системы, который включает в себя ряд независимых контуров:
1) привод тормозных механизмов задних колес;
2) привод тормозных механизмов передних колес;
3) приводы тормозных механизмов колес прицепа, привод аварийного растормаживания стояночной тормозной системы, привод других пневматических приборов и агрегатов автомобиля, к которым относятся системы централизованного регулирования давления воздуха и т. д.;
4) приводы стояночной и запасной тормозных систем (только для задних колес).

Все контуры имеют пневмоэлектрические датчики световых сигнализаторов, которые информируют водителя о неисправности при аварийном снижении давления сжатого воздуха. Давление сжатого воздуха в системе также контролируется при помощи манометров. Если в системе пневматического привода происходит снижение давления до. критического уровня, срабатывают пружинные энергоаккумуляторы, в результате этого происходит затормаживание задних колес. Для растормаживания колес необходимо нажать на кнопку аварийного растормаживания. Если в системе отсутствует сжатый воздух, автомобиль можно растормозить только вручную при помощи винтовых устройств для механического сжатия пружин электроаккумулятора.
Компрессор пневматического привода имеет два цилиндра, внутри которых располагаются поршни. Он приводится в действие клиноременной передачей от шкива вентилятора.

Регулятор давления предназначен для поддержания заданного уровня давления в системе пневматического привода. В то время, пока идет повышение давления до 0,7-0,75 МПа, сжатый воздух от компрессора поступает в пневматическую систему. В тот момент, когда давление сжатого воздуха поднимается до максимального предела регулирования, открывается разгрузочный клапан, в результате этого воздух начинает свободно выходить в атмосферу. Давление в системе снижается. В тот момент, когда давление в системе падает до нижнего предела регулирования (0,62-0,65 МПа), разгрузочный клапан закрывается. После этого опять начинает подавать воздух в систему пневматического привода до следующего повышения давления до верхнего предела регулирования.

Двойной защитный клапан предназначен для выполнения следующих функций:
1) отключение одного из контуров при повреждении;
2) сохранение сжатого воздуха в неповрежденном контуре или в обоих контурах при повреждении питающей линии;
3) разделение магистрали, которая идет от воздушного баллона на два независимых контура.

Тормозной кран предназначен для управления приводом тормозных механизмов прицепа, а также для управления рабочей тормозной системой автомобиля. Кран стояночного тормоза предназначен для управления стояночной и запасной тормозными системами автомобиля. Кроме этого кран стояночного тормоза предназначен для включения клапана управления тормозной системой прицепа или полуприцепа.
Тормозные камеры служат для того, чтобы приводить в действие тормозные механизмы колес. Тормозные камеры передают давление сжатого воздуха на валы разжимных кулаков, которые, раздвигая тормозные колодки, производят торможение.
При нажатии на педаль тормоза сжатый воздух поступает от тормозного крана в наддиафрагменную полость камеры, что, в свою очередь, приводит к перемещению диафрагмы. После этого усилие передается через опорный стальной диск на шток и затем на рычаг. Под воздействием усилий рычаг начинает отклоняться, что приводит к повороту разжимного кулака тормозного механизма. При этом тормозные колодки прижимаются к барабану и вызывают торможение колеса. При отпускании педали торможения воздух свободно выходит из тормозной камеры в атмосферу через кран, тормозные колодки освобождают барабан, и происходит растормаживание колес автомобиля.

Тормозные камеры задних колес автомобиля работают только при включении запасной или стояночной тормозных систем. Если камера работает в режиме рабочего тормоза, то тормозной механизм приводится в действие диафрагменным устройством. В режиме стояночного или запасного тормоза тормозной механизм приводится в действие пружинным энергоаккумулятором, причем запасное торможение обеспечивается за счет частичного выпуска воздуха из цилиндра энергоаккумулятора, а стояночное — за счет частичного впуска воздуха.

Основные типы и назначение тормозных систем грузовых автомобилей

Сегодня ремонт грузовых автомобилей производится регулярно на многочисленных сто. Для того чтобы привести транспортное средство в нормальное рабочее состояние, нужно хорошо знать устройство и принцип работы всех его систем. Тормозная система – это одна из самых важных составляющих любого грузовика, так как отвечает, прежде всего, за безопасность водителя и всех участников дорожного движения.

Современные грузовые транспортные средства оснащены системами тормозов четырех типов:

  • рабочая тормозная система;
  • запасная тормозная система;
  • стояночная тормозная система;
  • вспомогательная тормозная система.

Качественный ремонт машин может осуществляться только опытными специалистами на специализированном оборудовании.

Рабочая тормозная система предназначена для уменьшения скорости грузового транспортного средства с заданной интенсивностью до полной его остановки. При этом на работу системы не должна влиять высота скорости (она может быть очень высокой) и другие факторы: уклон дороги, нагрузка и т. д.

Запасная система тормозов используется для медленного и нерезкого снижения скорости автомобиля. С ее помощью можно даже полностью остановить машину, если ее рабочая тормозная система выйдет из строя вся или частично.

Стояночная тормозная система необходима для того чтобы удерживать грузовое транспортное средство в неподвижном состоянии как на уклоне и на горизонтальном участке дороги или стоянки, когда водитель отсутствует в кабине. Эффективность работы данной системы проверяется возможностью удерживания тяжелой машины на таком крутом уклоне, который она преодолевает на низшей передаче.

Вспомогательная тормозная система используется для того чтобы поддерживать постоянную скорость машины во время ее движения на горных спусках большой протяженности. Ее эффективность проверяется возможностью спуска транспортного средства по уклону в 7 градусов со скоростью 30 км/ч на протяжении 6 км без параллельного использования других систем тормозов.

Система тормозов грузового транспортного средства состоит из тормозного привода и определенных механизмов. При этом общие элементы не являются показателем единой работы системы – каждая из них работает независимо, обеспечивая грузовому автомобилю эффективность торможения при самых разных условиях.

Существуют также аварийная система растормаживания стояночного тормоза, привод тормозов прицепа, аварийная сигнализация и системы контроля работы тормозных систем машины.

Что такое пневматический привод?

Принцип действия пневматического привода механических систем грузовых транспортных средств лежит в основе физики газообразных веществ.

Газовая система – это практически любой объект, в принцип работы которого заложено использование газообразного вещества. Кислород является одним из самых доступных газов на земле, поэтому именно он широко распространен в производстве пневматических систем тормозов. Ведь даже слово pneumatikos является греческим и переводится не иначе, как «воздушный».

Более краткий термин, обозначающий подобную систему, зачастую применяется во всей технической литературе. Это слово «пневматика».

Стоит немного обратиться к истории возникновения пневматической системы. Устройства на ее основе использовались в самой глубокой древности. К простейшей пневматике относятся кузнечные меха, ряд музыкальных инструментов, ветряные мельницы – простейшие двигатели – и т. д.).

Наиболее часто использовались пневматические системы в качестве нагнетателей, то есть источников энергии воздуха. Они были способны придавать кислороду требуемый объем кинетический или потенциальной энергии.

Однако в сфере жизни и деятельности человека пневматический привод, который состоит из цепи устройств, приводящих в работу механизмы и машины, это одно из главных направлений использования кислорода, но далеко не единственное.

Пневматический привод: назначение

Пневматический привод отвечает за управление выпуском и впуском сжатого воздуха, при помощи которого тормозные механизмы приводятся в действие. Этот механизм используется на больших грузоподъемных машинах.

Одними из безусловных преимуществ пневматического привода являются контроль тормозов прицепа и точность слежения за процессом торможения. Если сравнивать пневматический привод с гидравлическим, то первый по своим конструктивным особенностям является более сложным и дорогостоящим. Кроме того, эта запчасть для грузовых иномарок больше весит и имеет внушительные габариты.

При каких условиях возможно использование энергии сжатого воздуха? Прежде всего, при включении специальных приборов в привод, которые обладают следящим действием. Они обеспечивают контроль изменения давления в исполнительных механизмах. Давление зависит, прежде всего, от усилия, которое приложено к управляющему органу. В свою очередь, размер давления оказывает влияние на усилие в исполнительных механизмах, которые и запускают в работу тормозные механизмы.

Компоненты пневматической тормозной системы грузовиков

Ведущие мировые компании-производители контроля и систем безопасности для грузового и коммерческого транспорты известны всем, кто занимается таким бизнесом, как продажа запчастей. Это марки KNORR-BREMSE и WABCO Vehicle Control Systems.

Вот уже больше века эти производители осуществляют активное внедрение на автомобильный рынок передовых механических и электронных технологий, необходимых в производстве тормозов и других систем безопасности. Вся продукция концернов KNORR–BREMSE и WABCO применяется в процессе производства грузовых и коммерческих транспортных средств, а также в их эксплуатации. Если вы собираетесь купить автозапчасти, то выбирайте только эти проверенные временем и большим числом покупателей марки.

Инженеры KNORR-BREMSE и WABCO внедряют на современный рынок на постоянной основе такие системы, как ABC (ABS) , EBS, ESC - система стабилизации, RSC - противобуксовочные системы, системы очистки воздуха, контроля трансмиссий, электрики, подвески и другие узлы и части систем тормозов.

На сегодняшний день концерны KNORR-BREMSE и WABCO являются лидерами в сфере производства компрессоров, воздушных кранов, различных клапанов и пневмогидроусилителей.

Основные типы пневматических систем

Все пневматические системы подразделяются на 3 основных вида:

  • системы с естественной конвекцией (циркуляцией) газа;
  • системы с замкнутыми камерами;
  • системы, где используется энергия предварительно сжатого газа.

Первая группа – это системы с естественной (циркуляцией) газа, как правило, это воздух. Направление движения кислорода зависит от плотности природного характера и градиентов температуры. Примерами могут служить вентиляционные системы газоходов, горных выработок, обычных помещений, атмосферная оболочка планеты.

Вторая группа – это системы с замкнутыми камерами, которые не взаимодействуют с атмосферой. В этих камерах состояние газа может изменяться. На данный процесс оказывает влияние объем камер, подъем или падение температуры, объем отсасывания или наддува газа. Ко второй группе можно отнести такие устройства, как пневмобуферы, пневмобаллоны, различные эластичные надувные объекты, пневмогидравлические системы баков для топлива у самолетов и ракет.

Третья группа – это системы, в которых для выполнения целого ряда работ применяется энергия предварительно сжатого газа. Внутри этих систем газ движется с приличной скоростью по специальным магистралям. При этом он обладает большим запасом энергии. Такие системы бывают двух типов: бесциркуляционные и циркуляционные или иначе замкнутые.

Отработанный газ в циркуляционной системе возвращается к нагнетателю по трубопроводам для вторичного применения. Обычно такой принцип существует в гидроприводе.

Где применяется подобная система?

Прежде всего, в условиях, когда утечка газа в воздух недопустима или кислород нельзя использовать в определенных условиях по причине его окислительных свойств. Обычно подобнее системы применяются в криогенной технике, в которых используется агрессивные энергоносители – гелий, сероводород, аммиак, фреон, пропан и т. д.

В агрегатах с бесциркуляционной системой (например, в химической промышленности или в сварочном производстве) воздух выполняет роль источника пневматической энергии или химического реагента.

Три главных направления использования сжатого воздуха в жизнедеятельности человека

Первое направление – это использование кислорода в различных технологических процессах. Воздух в этом случае отвечает за сушку, обдувку, охлаждение, распыление, очистку, вентиляцию и тому подобные процессы. В горнодобывающей, пищевой и легкой промышленностях широко распространены системы пневмотранспортирования газа по магистралям. По воздуху проводятся пылевидные материалы в смесях, помещенные в специальные капсулы, а кусковые (штучные) материалы транспортируются на приличные расстояния по принципу перемещения текучих веществ.

Второе направление заключается в применении в системах пневматики сжатого воздуха. Он отвечает за автоматику управления различными процессами. С середины 60-х годов это направление активно развивалось. Оно совпало с созданием СЭППА (универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики). В нее входят переключатели, пневматические датчики, реле, преобразователи, усилители, логические элементы, струйные устройства и другие.

На базе данной технологии производятся аналоговые, релейные и аналого-релейные схемы, являющиеся в некотором роде «родственниками» электротехнических систем. Использование их на практике – это выпуск систем программного управления машинами и движением мобильных объектов, а также сфера крупносерийного производства.

Третье направление использования мощной энергии пневматики – это применение пневматического привода в общей механике грузовых транспортных средств.

Как работает компрессор?

В систему питания сжатым воздухом пневматического привода входят:

  • регулятор давления;
  • компрессор;
  • предохранитель от замерзания.

Компрессор, установленный на маховике двигателя (на переднем торце картера), отвечает за запас сжатого воздуха. Шестеренчатый привод компрессора, системы смазки и охлаждения компрессора соединены с соответствующими системами двигателя.

Через впускной трубопровод и воздухоочиститель кислород поступает в цилиндры компрессора. Попадает он туда через впускные клапаны пластинчатого типа. В свою очередь, происходит вытеснение воздуха, который сжат поршнями, в воздушные баллоны через специальные клапаны, расположенные в головке цилиндров.

Когда давление достигнет 700 кПа, регулятор прекращает подачу кислорода в пневмосистему посредством соединения атмосферы с нагнетательной магистралью. При снижении давления до 650 кПа в нагнетательной магистрали, тот же самый регулятор перекрывает поступление кислорода в атмосферу. Это действие запускает механизм нагнетания кислорода в пневмосистему.

Тормозная камера типа нужна для того чтобы запустить тормозные механизмы, отвечающие за торможение передних колес грузового транспортного средства.

Сжатый воздух при торможении проводится через штуцер в наддиафрагменную полость емкости. В свою очередь, диафрагма прогибается и осуществляет поворот регулировочного рычага тормоза, который осуществляет плотное примыкание к тормозному барабану колодок. Усилие, с которым производится это действие, прямо пропорционально давлению сжатого воздуха, который подведен в тормозную камеру

Когда осуществляется процесс оттормаживания, то есть в тормозной камере происходит сброс давления, шток возвращается в свое исходное положение под действием возвратной пружины. Регулировочный рычаг, в свою очередь, поворачивается, а тормозные колодки в этот момент освобождаются. Колодки отходят от тормозного барабана благодаря усилию стяжных пружин.

В рабочей тормозной системе имеется контур привода тормозов колес задней тележки. Его главные приборы – это воздушный баллон, часть тройного защитного клапана, авторегулятор тормозных сил, верхняя секция тормозного крана, тормозные камеры в количестве четырех штук, трубопровод к верхней секции клапана.

Для чего используется автоматический регулятор тормозных сил?

Он предназначен для их автоматического регулирования на колесах задней тележки и работает в зависимости от изменения осевой нагрузки колес. Процесс регулировки тормозных сил осуществляется посредством повышения/снижения давления воздуха в тормозных камерах колес задней тележки. На данный процесс влияет осевая нагрузка во время торможения транспортного средства.

Впечатляющее достижение автомобильной электроники - журнал "АБС-авто"

Специалисты не без оснований считают, что после ремней безопасности наиболее важным средством снижения травматизма при дорожном движении являются системы динамической стабилизации, и по этому показателю они находятся впереди даже хорошо зарекомендовавших себя надувных подушек

От простого к сложному

Автомобиль-первенец, оснащенный системой динамической стабилизации (СДС), сошел с конвейера в сентябре 1995 года. Им оказался Mercedes-Benz S-Class, а компанией, которая разработала и первой в мире освоила серийное производство данного высокоэффективного устройства активной безопасности, стала Bosch. К настоящему времени эта немецкая фирма выпустила их более 75 млн штук. С 2010 года она изготовляет СДС больше, чем антиблокировочных систем. В 2009 году 80% всех новых автомобилей в Германии имели их в штатном оснащении, в Европе этот показатель находился на уровне 60%, а в мировом масштабе – 36%. В том же году Евросоюз одобрил требование, чтобы с ноября 2014 года все заново регистрируемые автомобили комплектовались этими замечательными устройствами. И это несомненный успех.

СДС является ключевым элементом построе­ния современных гидравлических тормозных систем. Но прежде чем познакомиться с последними достижениями в этой области, кратко вспомним историю.

Создателей автомобилей еще с довоенных времен беспокоило блокирование колес в процессе торможения, а если быть более точным, то печальные последствия этого явления, и они уже тогда стали искать способы решения проблемы. Поиск шел долго. В нем приняло участие большое количество и изобретателей, и фирм. Однако чего-то путного, т.е. эффективного и надежного, в течение нескольких десятилетий создать не удавалось. И здесь впереди всех оказалась компания Bosch (правда, это первенство относится только к гидравлическим тормозам, а у пневматических был свой лидер – WABCO). Это произошло в 1978 году. Достичь успеха немцам удалось благодаря применению микропроцессорного управления (микропроцессор придумали в 1971 году; он позволяет программно реализовывать алгоритмы регулирования любой сложности) и закрытой гидравлической схеме (впоследствии это решение стало классическим).

Эволюция систем динамической стабилизации фирмы Bosch

Дополнив модулятор давления АБС несколькими электроклапанами, применив более мощный электронасос и обеспечив обмен информацией между контроллерами, управляющими тормозами и двигателем, специалисты компании Bosch получили противобуксовочную систему. Это устройство в процессе торможения выполняет антиблокировочную функцию, а при трогании и разгоне ограничивает буксование ведущих колес, тем самым также повышая безопасность движения.

Коренное отличие АБС от ПБС состоит в том, что первая может только понижать задаваемое водителем давление жидкости в тормозной камере, а вторая при отпущенной педали тормоза – сама (автоматически) создавать его, хотя только у ведущих колес, но зато индивидуально.

Дальнейшим шагом применения электроники в тормозных делах стало создание СДС, исполнительный орган (модулятор) которой может самостоятельно и индивидуально поднимать давление в тормозной камере любого колеса (т.е. и неведущего тоже). Но этого для эффективного обеспечения стабилизации движения недостаточно – необходимо еще обеспечить и динамику процесса, т.е. быстроту нарастания и сброса давления. Требования к динамике у СДС выше, чем у созданных ранее систем, что ведет к необходимости использования электрогидронасоса большей мощности. Но и это оказалось решаемо. Кроме того, добавили три новых датчика: угла поворота рулевого колеса, угловой скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси и поперечного ускорения.

HAS hev

Следует отметить, что любая СДС всегда выполняет антиблокировочную и противобуксовочную функции. Расширение объемов ее выпуска привело к снижению стоимости, следствием чего стало прекращение применения ПБС, и на производстве остались только дорогое и дешевое устройства. Причина проста – «противобуксовка» близка по себестоимости к системе стабилизации, но значительно уступает ей по возможностям. А АБС идет на комплектацию доступных автомобилей. Не должен вводить в заблуждение и длинный список устройств, связанных с тормозами, который приводится в рекламных материалах дорогих автомобилей. Это лишь маркетинговый ход. На самом деле физически устройство только одно, а все остальное – лишь режимы его работы, а их действительно очень много. Вносит путаницу и терминология, которая пока еще не «устоялась».

За прошедшие годы СДС развивалась в нескольких направлениях. Одно из них – введение дополнительных функций, например помощи при трогании в гору, подавления раскачивания прицепа, защиты от опрокидывания (актуальна для транспортных средств с высоким центром тяжести: внедорожников, малотоннажных фургонов). Другое направление – максимально возможное снижение стоимости при ограничении функциональных возможностей – именно появление бюджетных версий позволило в некоторых странах поставить вопрос об их «поголовном» применении. Кроме того, произошло расслоение и по полной массе автомобилей, так как с ней связаны мощность насоса и проходные сечения клапанов, что, в свою очередь, влияет на размеры и массу самого устройства. Таким образом, ныне СДС превратилась в целое семейство устройств.

Производственная программа фирмы Continental

Теоретические предпосылки

Особый интерес представляет создание тормозной системы для гибридо- и электромобилей. Эти транспортные средства уже находятся в центре внимания автомобильной общественности (на разработку и организацию серийного производства выделяются значительные суммы), а на ближайшую перспективу прогнозируется их существенный количественный рост. Нельзя забывать и про водородомобили (на топливных элементах) – среди них появились даже мелкосерийные модели, например Honda FCX Clarity (см. «АБС-авто» № 2/2012). Одной из общих отличительных черт всех этих мобилей является наличие электрической машины, соединенной с ведущими колесами, и накопителя электроэнергии (высоковольтной аккумуляторной батареи или суперконденсатора), а также возможность хотя бы кратковременного движения на электротяге. Из этой особенности вытекают дополнительные требования к их тормозной системе.

Про электрические машины, которые применяют в вышеперечисленных новейших транспортных средствах, можно сказать, пользуясь языком рекламщиков, что они «два в одном», т.е. могут функционировать и как электромотор (тяговый режим), и как генератор (тормозной режим). Это позволяет сделать мотор-генератор одним из компонентов тормозной системы, причем очень хорошим компонентом. Во-первых, при торможении электрической машиной кинетическая энергия превращается в электрическую, которая идет на подзаряд накопителя и впоследствии используется для создания тяги. Тем самым удается у гибридов несколько снизить расход топлива и улучшить экологические показатели (на радость «зеленым»), а у электротачек увеличить пробег на одной зарядке.

Вторым достоинством применения мотор-генератора в качестве элемента тормозной системы является то, что при этом не изнашиваются традиционные тормозные механизмы (диски и колодки). Правда, здесь не все так просто. В силу законов физики торможение электрической машиной, находящейся в генераторном режиме, эффективно при больших скоростях движения, а когда автомобиль уже близок к остановке, толку от генератора становится мало и необходимо применять что-то другое.

Рекуперация энергии хорошо проработана для обычного (его еще называют рабочим) торможения, когда замедление невелико. В этом случае удается сохранить львиную долю кинетической энергии, хотя, конечно, не всю – что-то «съедает» аэродинамика, а что-то уходит на нагрев шин; не следует забывать и про потери в электрических цепях в процессе преобразования.

Но совсем другая ситуация возникает при экстренном торможении, необходимость в котором появляется при внезапном обнаружении на пути следования какого-либо препятствия. Здесь приходится жать «на всю катушку», а ведущую роль играет гидравлический компонент рекуперативной тормозной системы, и поэтому почти вся кинетическая энергия уходит в тепло.

Существует и еще одна неприятность. В современных обычных легковых автомобилях широко применяются вакуумные усилители, которые устанавливаются между педалью тормоза и главным тормозным цилиндром. Благодаря им значительно уменьшается усилие, прикладываемое водителем к педали для получения одного и того же замедления. Такие усилители хорошо подходят для транспортных средств с бензиновыми двигателями, у которых во впускном коллекторе за дроссельной заслонкой возникает разрежение. Причем получается очень удачно – при необходимости торможения педаль акселератора отпускается, дроссельная заслонка закрывается, разрежение увеличивается (давление падает), и усилитель хорошо помогает водителю толкать главный тормозной цилиндр. Однако при комплектации автомобиля дизелями или бездроссельными бензиновыми двигателями с вакуумом получается туго, и тогда приходится использовать вакуумный насос с приводом от двигателя или электромотора. У гибридомобилей ДВС периодически отключается, а у электромобилей его нет вообще, поэтому для гибридо/водородо/электромобилей приходится применять вакуумный насос с электроприводом или необходима вакуум-независимая тормозная система.

Практические решения

Компания Bosch разработала два типа рекуперативной тормозной системы: с вакуумным усилителем и вакуум-независимую. Первая из них, обозначаемая ESP hev, является серийной продукцией; она создана на основе нынешней СДС Bosch ESP 9 (ESP – Electronic Stability Program) и в силу этого имеет привлекательную цену. Контроллер системы согласовывает действия электрической машины и гидравлических колесных тормозных механизмов, а также управляет вакуумным насосом. ESP hev предназначена для гибридомобилей с задними ведущими колесами и поосевым разделением тормозных контуров. Начальный ход педали тормоза используется для замедления транспортного средства только посредством электрической машины (соединена с задней осью). При этом генератор создает тормозной момент, соответствующий положению педали тормоза, а замедление ограничено величиной 0,2 g, что составляет около 20% от максимально возможного тормозного действия. Этого достаточно почти для всех торможений, которые происходят в обычных ситуациях. Если водитель сильнее нажимает на педаль, то посредством гидравлических тормозных механизмов дополнительная тормозная сила создается и на передней оси, так что теперь автомобиль замедляется благодаря совместным усилиям колес обеих осей. Когда тормозной момент от генератора на задней оси недостаточен, то подключаются тормозные механизмы и задней оси. Эти процессы протекают незаметно для водителя, а само торможение похоже на него же у обычного автомобиля. В дополнение к описанной системе с осевым разделением тормозных контуров предлагается также и версия с диагональным разделением.

MK C1

На перспективу компания Bosch создает рекуперативную гидравлическую тормозную систему, которая не нуждается в вакууме. Она получила название HAS hev, где HAS – это Hydraulic Actuation System, а hev отражает назначение, т.е. hybrid electric vehicles. Новинка подходит для всех способов разделения тормозных контуров и видов привода. Она включает тормозной блок и электрогидравлический модуль, который содержит модулятор СДС. Педаль тормоза и колесные тормозные механизмы разъединены. Тормозной блок вырабатывает тормозные команды, а встроенный симулятор перемещения педали создает у водителя знакомое ощущение обычного торможения. Электрогидравлический модуль отрабатывает поступающие тормозные команды, используя электродвигатель и колесные тормозные механизмы. Цель данной разработки – достигнуть максимальной рекуперации энергии и при этом обеспечивать полную устойчивость автомобиля.

В зависимости от транспортного средства и модификации системы замедление, обеспечиваемое только электрической машиной, может достигать 0,3 g. Если этого недостаточно, то при помощи насоса и аккумулятора высокого давления дополнительно создается давление тормозной жидкости в колесных механизмах.

Шинный гигант Continental в своем составе имеет подразделение, которое занимается производством автомобильных компонентов (помимо шин), в том числе и электронных. Рассматриваемая нами тема входит в компетенцию бизнес-единицы Electronic Brake Systems, изделия которой напрямую конкурируют с продукцией Bosch. В числе последних достижений фирмы Continental находится семейство систем MK 100, которое включает модификацию MK 100 ESC Hybrid (ESC – Electronic Stability Control). По своему назначению и по функционированию она близка к Bosch ESP hev.

На 2015 год запланировано внедрение в производство электрогидравлической тормозной системы МК С1. Это очень интересная разработка, устройство получилось легким и компактным. Давление создает мощный электродвигатель, перемещающий поршень в главном тормозном цилиндре. В случае даже полного отказа электронной части (например, пропадания электропитания) у водителя сохраняется возможность остановить автомобиль, прикладывая к тормозной педали умеренную силу. МК С1 можно применять также в гибридо- и электромобилях.

Тормозные системы становятся все более и более сложными, но, похоже, до предела еще далеко.

В статье использованы материалы фирм Bosch и Continental

  • Геннадий Дунин

Тормозные системы в автомобилях | CarTradeBlog

За последние несколько недель мы рассмотрели различные части автомобиля, включая трансмиссию, подвеску и моторные жидкости. В то время как трансмиссия связана с ускорением и движением автомобиля, а подвеска связана с плавным движением, другой ключевой системой является тормозная система, которая, как мы все знаем, служит для остановки автомобиля. Сегодня мы проверим тормозную систему автомобиля. Делитесь своими комментариями и отзывами.

Тормоза - одна из ключевых частей любого транспортного средства, без которой его использование в поездках практически невозможно. Понятно, что тормоз, который замедляет автомобиль, не должен быть слишком слабым. Но что интересно, при проектировании тормозной системы нужно также позаботиться о том, чтобы она не была слишком эффективной. Слишком сильный тормоз постоянно подвергает нас негативным последствиям внезапного торможения в автобусе или автомобиле. Если автомобиль остановится резко или резко, пассажир может удариться о переднее сиденье или что-то там, что там есть. Следовательно, слишком эффективная тормозная система не требуется!

Тормозная система тесно связана с законами движения Ньютона.Действительно, вышеупомянутое явление связано со вторым законом движения Ньютона, который гласит: «Тело продолжает находиться в состоянии покоя или движения, если на него не действует внешняя сила».

С другой стороны, если тормозная система слишком слабая, тормозной путь увеличится и, следовательно, может привести к аварии. Таким образом, тормозная система должна быть достаточно совершенной, чтобы останавливать автомобиль на минимальном безопасном расстоянии, не влияя на комфорт пассажира. В стремлении достичь этого было сделано множество разработок в технологии тормозных систем, от механических тормозов до пневматических тормозов в автомобилях.В этой статье мы хотим предоставить актуальную информацию о том же

.

Торможение - основы: трение и его применение в автомобилях

Тормозная система предназначена для замедления и остановки движения транспортного средства. Для этого различные компоненты тормозной системы должны преобразовывать энергию движения транспортного средства в тепло. Это делается за счет трения.

Трение - это сопротивление движению, оказываемое двумя объектами друг на друга. Две формы трения играют роль в управлении транспортным средством: кинетическое или движущееся, статическое или неподвижное.Величина трения или сопротивления движению зависит от типа контактирующего материала, гладкости их трущихся поверхностей и давления, удерживающего их вместе.
Таким образом, автомобильный тормоз работает, прикладывая статическую поверхность к движущейся поверхности транспортного средства, вызывая трение и преобразовывая кинетическую энергию в тепловую. Механика высокого уровня такова.

Когда тормоза движущегося автомобиля приводятся в движение, тормозные колодки с шероховатой текстурой или тормозные колодки прижимаются к вращающимся частям автомобиля, будь то диск или барабан.Затем кинетическая энергия или импульс транспортного средства преобразуется в тепловую энергию за счет кинетического трения о трущиеся поверхности, и автомобиль или грузовик замедляется.

Когда автомобиль останавливается, он удерживается на месте за счет статического трения. Трение между поверхностями тормозов, а также трение между шинами и дорогой препятствуют любому движению. Чтобы преодолеть статическое трение, удерживающее автомобиль в неподвижности, отпускают тормоза. Тепловая энергия сгорания в двигателе преобразуется трансмиссией и трансмиссией в кинетическую энергию, и транспортное средство движется.

Типы тормозов

В основном в автомобилях используются три типа тормозов.

1. Тормоза механические

2. Гидравлические тормоза

3. Пневматические тормоза и родственные им тормоза

Тормоза механические

Механические тормоза используются в ручных тормозах (или стояночных тормозах). Здесь рядом с сиденьем водителя предусмотрен рычаг, который посредством стальных проводов соединяется с тормозами в задней части автомобиля.

Когда задействован ручной тормоз, в тормозах создается натяжение, и тормозная колодка удерживает барабан от вращения, и, следовательно, движение транспортного средства ограничивается, даже если он припаркован на слегка наклонной поверхности.

Гидравлические тормоза

Гидравлическая тормозная система использует тормозную жидкость для передачи давления от педали тормоза к колодкам или колодке. При нажатии на педаль тормозная жидкость передает это давление на тормозные колодки. Эта передача давления надежна и последовательна, поскольку жидкости несжимаемы, т.е.е. Давление, приложенное к жидкости в замкнутой системе, передается жидкостью в равной степени на все остальные части системы.

Гидравлическая тормозная система, помимо трубок для жидкости, в основном состоит из педали тормоза, главного цилиндра, колесного цилиндра и тормозных колодок / колодок, соединенных с колесом. Главный цилиндр предназначен для распределения давления по магистралям, ведущим к передним или задним колесам. В колесном цилиндре предусмотрен небольшой поршень, который приводится в действие за счет приложения давления через тормозную жидкость.Работа поршня преобразуется в движение тормозных колодок.

Вкратце, когда водитель нажимает на педаль тормоза, механическое усилие (нажатие на педаль водителя) изменяется на гидравлическое давление, которое передается через жидкость в соответствующий колесный цилиндр, и снова изменяется на механическое усилие (действие тормозных колодок, обувь).

Тормоза с усилителем

Тормоза

Power brakes представляют собой не что иное, как стандартную гидравлическую тормозную систему с усилителем, расположенным между педалью тормоза и главным цилиндром, который помогает активировать тормоза. Это могло произойти в случае, если требуемое давление жидкости будет слишком высоким.

Используются два основных типа механизмов с усилителем: вакуумный и гидравлический.

Вакуумная система использует вакуумное давление в двигателе для включения тормозов.

Гидравлический ассистент широко используется в тяжелых транспортных средствах. Эта система использует гидравлическое давление, создаваемое насосом рулевого управления с гидроусилителем или другим внешним насосом, чтобы задействовать тормоза.

Воздух тормоза

Пневматическая тормозная система состоит из таких компонентов, как воздушный компрессор, резервный бак для воздуха, обратные клапаны, предохранительные клапаны и т. Д.Работа очень похожа на работу гидравлических тормозов. Ключевое отличие заключается в том, что механическая сила передается на концы колеса через давление воздуха, а не давление жидкости. Воздушные тормоза наиболее предпочтительны в тяжелых транспортных средствах.

Дисковые и барабанные тормоза

Другая классификация тормозов - дисковые и барабанные. Это относится к реальной механике замедления транспортного средства. Давайте посмотрим на эти две системы.

Барабанные тормоза

Барабан тормоз в сборе состоит из чугунного барабана, который привинчен к и вращается вместе с колесом транспортного средства, и фиксированной опорной пластиной, к которой обувь, колесный цилиндр, автоматические регуляторы и связи присоединена.Кроме того, может быть дополнительное оборудование для стояночных тормозов.

Башмаки покрыты фрикционными накладками, которые контактируют с внутренней частью барабана при торможении. Башмаки выталкиваются наружу поршнем, расположенным внутри колесного цилиндра. Когда барабан трется о обувь, энергия движущегося барабана преобразуется в тепло. Эта тепловая энергия передается в атмосферу. Когда педаль тормоза отпускается, гидравлическое давление падает, и колодки возвращаются в исходное положение возвратными пружинами.

Дисковые тормоза

В дисковых тормозах фрикционные элементы имеют форму колодок, которые сжимаются или зажимаются вокруг края вращающегося колеса. В автомобильных дисковых тормозах рядом с колесом транспортного средства имеется отдельный колесный блок, называемый ротором (обычно называемый диском ) . Этот ротор изготовлен из чугуна. Поскольку колодки прижимаются к нему с обеих сторон, обе стороны гладкие. Обычно две поверхности разделены оребренной центральной секцией для лучшего охлаждения (такие роторы называются вентилируемыми роторами или в просторечии как вентилируемые диски , ).Колодки крепятся к металлическим колодкам, которые приводятся в действие поршнями, как и в барабанных тормозах.

Поршни находятся внутри суппорта в сборе, охватывая обертки по краю ротора. Суппорт не вращается с помощью болтов, крепящих его к раме подвески автомобиля.

В отличие от колодок барабанного тормоза, колодки действуют перпендикулярно вращению диска при включении тормоза. Эффект отличается от эффекта, производимого в тормозном барабане, где тормозное сопротивление фактически втягивает колодку в барабан.Дисковые тормоза считаются обесточенными, поэтому для достижения того же тормозного усилия требуется большее усилие. По этой причине они обычно используются вместе с силовым тормозом.

В целом дисковые тормоза считаются более эффективными, чем барабанные. Однако они более сложные и, следовательно, стоят дороже

Выключатели стоп-сигналов

При включении тормоза на задней части автомобиля начинает гореть свет. Выключатель стоп-сигнала и монтажный кронштейн в сборе прикреплены к кронштейну педали тормоза и, таким образом, активируются нажатием педали тормоза.

Прокачка тормозов

Жидкости нельзя сжимать, но газы сжимаются. Если в гидравлической системе гидравлического тормоза есть воздух, он будет сжиматься по мере увеличения давления. Это действие уменьшает силу, которую может передать жидкость. Вот почему так важно не допускать попадания пузырьков в гидравлическую систему. Для этого нужно выпустить воздух из тормозов. Эта процедура называется прокачкой тормозной системы.

Простая процедура заключается в нагнетании жидкости через тормозные магистрали и через спускной клапан или спускной винт.Жидкость удаляет воздух, который может быть в системе. Сливные винты и клапаны крепятся к колесному цилиндру или суппорту. Выпускное отверстие необходимо прочистить. Затем сливной шланг подсоединяется от спускного клапана к стеклянному сосуду, где собирается жидкость, выходящая из спускного клапана. Кровотечение подразумевает повторение процедуры на каждом колесе, чтобы обеспечить полное кровотечение.

Между тем, один человек также должен быть назначен для пополнения уровня жидкости в контейнере над главным цилиндром, чтобы компенсировать утечку жидкости через клапаны.Если дозаправка не будет продолжена, в системе могут образоваться пузырьки воздуха, что еще больше замедлит процесс.

Антиблокировочная тормозная система

Когда водитель быстро и резко нажимает на тормоз и удерживает педаль в нажатом положении, тормоза автомобиля, не оборудованного АБС, почти сразу же блокируют колеса. Автомобиль скорее скользит, чем катится до остановки. В это время водителю также сложно удерживать автомобиль прямо, и он может выйти из-под контроля.Здесь занос и неуправляемость вызваны блокировкой колес. Если бы водитель мог отпустить педаль тормоза непосредственно перед тем, как колесо заблокировалось, а затем снова затормозить, можно было бы избежать заноса.

Последнее, что делает антиблокировочная система. Когда педаль тормоза накачивается или нажимается, давление быстро прикладывается и сбрасывается на колеса. Это называется модуляцией давления . Модуляция давления предотвращает блокировку колес. Антиблокировочная тормозная система может регулировать давление на тормоза до 15 раз в секунду.Путем регулирования давления в тормозах поддерживается трение между шинами и дорогой, и транспортное средство может остановиться.

Рулевое управление - еще один важный фактор при использовании ABS. Пока шина не скользит, она движется только в том направлении, в котором она наклонена. Но когда он скользит, курсовая устойчивость практически отсутствует. Таким образом, одним большим преимуществом ABS является способность сохранять контроль над автомобилем в любых условиях.

Устранение неисправностей

В таблице ниже приведен список частых неисправностей тормозной системы, их причины и способы устранения.

Sl № Проблема Вероятная причина Средство правовой защиты
1 Потеря эффективности торможения Пропитанный маслом Тормозной барабан / гильза Проверить и заменить колесный цилиндр, гильзы
Изношенная тормозная накладка Заменить
Неисправен главный цилиндр Обслуживание / замена
2 Крепление тормоза Слабые пружины втягивания тормозных колодок Заменить
Неисправен колесный цилиндр Заменить
3 Перегрев тормозов Как при заедании тормоза, так и при длительном использовании Заменить
4 Тормозной судья Неправильная регулировка тормоза Настроить
Заклепки незакрепленные Заменить
5 Автомобиль тянет в сторону Неправильная регулировка накладок Настроить
Масло или консистентная смазка на внутренней поверхности Заменить
6 Ручной тормоз неэффективен Растяжение троса управления Заменить
7 Чрезмерная потеря тормозной жидкости Утечка в главном цилиндре или колесном цилиндре или соединениях шлангов Обслуживание / замена
8 Избыточные пузырьки воздуха Неисправен главный цилиндр Заменить

Заключение

Тормозная система - важный механизм для использования любого транспорта. Вышеизложенное является попыткой предоставить соответствующую информацию как можно более простым способом. При проектировании тормозов используется множество технических концепций, которые выходят за рамки данной статьи. Приглашаем всех оставлять соответствующие вопросы и комментарии. Мы ответим так же.

Как работает тормозная система

Двухконтурная тормозная система

Типичная двухконтурная тормозная система, в которой каждый контур воздействует на оба передних колеса и одно заднее колесо.Нажатие на педаль тормоза вытесняет жидкость из главного цилиндра по тормозным трубкам к рабочим цилиндрам на колесах; главный цилиндр имеет резервуар, который сохраняет его заполненным.

Самые современные автомобили имеют тормоза на всех четырех колесах, управляемый гидравлическая система . Тормоза могут быть дискового или барабанного типа.

Передние тормоза играют большую роль в остановке автомобиля, чем задние, потому что при торможении вес автомобиля переносится вперед на передние колеса.

Поэтому многие автомобили имеют дисковые тормоза , которые обычно более эффективны, спереди и барабанные тормоза в тылу.

Полностью дисковые тормозные системы используются на некоторых дорогих или высокопроизводительных автомобилях, а полностью барабанные системы на некоторых старых или небольших автомобилях.

Тормозная гидравлика

А гидравлический тормозить цепь имеет заполненный жидкостью мастер и рабочие цилиндры соединены трубами.

Главный и подчиненный цилиндры

Главный цилиндр передает гидравлическое давление на рабочий цилиндр при нажатии на педаль.

Когда вы нажимаете педаль тормоза, она нажимает поршень в главный цилиндр , нагнетая жидкость по трубе.

Жидкость перемещается к ведомому цилиндры на каждое колесо и заполняет их, заставляя поршни задействовать тормоза.

Жидкость давление равномерно распределяется по системе.

Общая площадь «толкающей» поверхности всех ведомых поршней намного больше, чем у поршня в главном цилиндре.

Следовательно, главный поршень должен пройти несколько дюймов, чтобы переместить подчиненные поршни на долю дюйма, необходимую для приведения в действие тормозов.

Такое расположение позволяет сила тормозиться так же, как если бы рычаг может легко поднять тяжелый предмет на небольшое расстояние.

Большинство современных автомобилей оборудовано сдвоенными гидравлическими контурами, с двумя главными цилиндрами в тандеме на случай выхода из строя одного из них.

Иногда один контур срабатывает передних тормозов, а другой - задних; или в каждом контуре работают и передние тормоза, и один из задних тормозов; либо один контур работает со всеми четырьмя тормозами, а другой - только с передними.

При резком торможении на задние колеса может отойти такой вес, что они заблокируются, что может вызвать опасный занос.

По этой причине задние тормоза намеренно сделаны менее мощными, чем передние.

Большинство автомобилей теперь также имеют чувствительное к нагрузке ограничение давления. клапан . Он закрывается, когда резкое торможение повышает давление в гидравлической системе до уровня, который может привести к блокировке задних тормозов, и предотвращает дальнейшее движение жидкости к ним.

Усовершенствованные автомобили могут даже иметь сложные антиблокировочные системы, которые различными способами определяют, как автомобиль замедляется и блокируются ли какие-либо колеса.

Такие системы быстро включают и отпускают тормоза, чтобы они не блокировались.

Тормоза с усилителем

Многие автомобили также оснащены усилителем мощности, чтобы уменьшить усилие, необходимое для включения тормозов.

Обычно источником энергии является перепад давления между частичными вакуум на входе многообразие и наружный воздух.

сервопривод блок, обеспечивающий помощь, имеет трубное соединение с впускным коллектором.

Сервопривод прямого действия установлен между педалью тормоза и главным цилиндром. Педаль может работать непосредственно с главным цилиндром, если сервопривод выходит из строя или если двигатель не работает.

Сервопривод прямого действия установлен между педалью тормоза и главным цилиндром. Педаль тормоза толкает шток, который, в свою очередь, толкает поршень главного цилиндра.

Но педаль тормоза работает еще и на комплекте воздушных клапанов, а там большая резинка диафрагма соединен с поршнем главного цилиндра.

Когда тормоза выключены, обе стороны диафрагмы подвергаются воздействию вакуума из коллектора.

Нажатие на педаль тормоза закрывает клапан, соединяющий заднюю часть диафрагмы с коллектором, и открывает клапан, который впускает воздух снаружи.

Более высокое давление наружного воздуха вынуждает мембрану двигаться вперед, давая на поршень главного цилиндра, и тем самым способствует тормозному усилию.

Если затем удерживать педаль и больше не нажимать, воздушный клапан больше не будет пропускать воздух извне, поэтому давление на тормоза останется прежним.

Когда педаль отпускается, пространство за диафрагмой снова открывается для коллектора, поэтому давление падает, и диафрагма падает обратно.

Если вакуум не работает из-за двигатель останавливается, например, тормоза продолжают работать, потому что между педалью и главным цилиндром существует нормальная механическая связь. Но для их нажатия на педаль тормоза необходимо приложить гораздо большее усилие.

Как работает усилитель тормозов

Тормоз выключен - обе стороны диафрагмы находятся под вакуумом.При нажатии на тормоз воздух попадает за диафрагму, прижимая его к цилиндру.

Некоторые автомобили имеют сервопривод непрямого действия, установленный в гидравлических линиях между главным цилиндром и тормозами. Такой блок можно установить в любом месте двигатель отсек вместо того, чтобы быть прямо перед педалью.

Он тоже полагается на коллекторный вакуум чтобы обеспечить толчок. Нажатие на педаль тормоза вызывает повышение гидравлического давления в главном цилиндре, открывается клапан и запускает вакуумный сервопривод.

Дисковые тормоза

Дисковый тормоз

Базовый тип дискового тормоза с одинарной парой поршней. Может быть несколько пар или один поршень, управляющий обеими колодками, как ножничный механизм, через суппорты разных типов - качающиеся или скользящие.

Дисковый тормоз имеет диск, который вращается вместе с колесом. Диск охвачен каверномер , в котором есть небольшие гидравлические поршни, работающие от давления главного цилиндра.

Поршни нажимают трение колодки которые зажимают диск с каждой стороны, чтобы замедлить или остановить его. Подушечки имеют форму, покрывающую широкий сектор диска.

Может быть больше одной пары поршней, особенно в двухконтурных тормозах.

Поршни перемещаются лишь на небольшое расстояние, чтобы задействовать тормоза, а колодки едва касаются диска, когда тормоза отпускаются. У них нет возвратные пружины .

Когда тормоз затянут, давление жидкости прижимает колодки к диску. При выключенном тормозе обе колодки едва касаются диска.

Резиновые уплотнительные кольца вокруг поршней предназначены для постепенного скольжения поршней вперед по мере износа колодок, так что крошечный зазор остается постоянным и тормоза не требуют регулировки.

Многие более поздние автомобили имеют износ датчики выводы встроены в колодки. Когда колодки почти изношены, провода оголены и закорочены металлическим диском, загорается сигнальная лампа на панели приборов.

Барабанные тормоза

Барабанный тормоз

Барабанный тормоз с ведущим и ведомым башмаками, имеющий только один гидроцилиндр; Тормоза с двумя ведущими башмаками имеют цилиндр для каждого башмака и устанавливаются на передние колеса на полностью барабанной системе.

Барабанный тормоз имеет полый барабан, который вращается вместе с колесом. Его открытая спина прикрыта неподвижной спинкой, на которой расположены две изогнутые колодки с фрикционными накладками.

Колодки выталкиваются наружу гидравлическим давлением, перемещающим поршни в тормозной системе. колесные цилиндры , поэтому прижмите прокладки к внутренней части барабана, чтобы замедлить или остановить его.

При включенных тормозах колодки прижимаются поршнем к барабанам.

Каждый тормозная колодка имеет шарнир на одном конце и поршень на другом.У ведущего башмака поршень находится на передней кромке относительно направления вращения барабана.

Вращение барабана имеет тенденцию плотно прижимать ведущий башмак к нему, когда он входит в контакт, улучшая эффект торможения.

Некоторые барабаны имеют сдвоенные ведущие башмаки, каждая со своим собственным гидроцилиндром; у других один ведущий и один ведомый башмаки - с осью спереди.

Эта конструкция позволяет раздвигать две колодки друг от друга с помощью одного цилиндра с поршнями на каждом конце.

Это проще, но менее мощно, чем система с двумя ведущими колодками, и обычно ограничивается задними тормозами.

В любом из типов возвратные пружины оттягивают башмаки назад на короткое время при отпускании тормозов.

Регулировка позволяет максимально сократить ход башмака. Старые системы имеют ручные регуляторы, которые необходимо время от времени поворачивать по мере износа фрикционных накладок. Позже тормоза автоматический регулировка с помощью трещотки.

Барабанные тормоза могут исчезнуть, если их многократно применять в течение короткого времени - они нагреваются и теряют свою эффективность, пока снова не остынут.Диски с их более открытой конструкцией гораздо менее склонны к выцветанию.

Ручной тормоз

Механизм ручного тормоза

Ручной тормоз действует на колодки посредством механической системы, отдельной от гидроцилиндра, состоящей из рычага и рычага в тормозном барабане; они управляются тросом от рычага ручного тормоза внутри автомобиля.

Помимо гидравлической тормозной системы, все автомобили имеют механический стояночный тормоз, действующий на два колеса, обычно задние.

Ручной тормоз дает ограниченное торможение, если гидравлическая система полностью выходит из строя, но его основная цель - как ручной тормоз .

Рычаг стояночного тормоза тянет трос или пару тросов, связанных с тормозами с помощью набора меньших рычагов, шкивов и направляющих, детали которых сильно различаются от автомобиля к автомобилю.

Храповик на рычаге ручного тормоза удерживает тормоз в нажатом состоянии. Кнопка отключает храповой механизм и освобождает рычаг.

В барабанных тормозах система ручного тормоза прижимает тормозные накладки к барабанам.

Как работает тормозная система вашего автомобиля


Тормозная система - самый важный элемент безопасности автомобиля, и важно знать, как она работает и как ее обслуживать, чтобы предотвратить аварии. У нас есть краткое руководство, которое поможет вам понять, как работает тормозная система вашего автомобиля, и несколько советов по обслуживанию тормозов.

Как работает тормозная система вашего автомобиля?

У автомобилей есть тормоза на всех четырех колесах, которые приводятся в действие гидравлической системой.Тормоза бывают дискового или барабанного типа. Многие автомобили имеют четырехколесные дисковые тормоза, хотя у некоторых есть диски для передних колес и барабаны для задних. Поскольку львиная доля остановки движущегося вперед автомобиля зависит от передних тормозов, более эффективные дисковые тормоза задействуются на передних колесах; менее дорогая установка барабана обеспечивает адекватную, но более экономичную помощь в остановке движения автомобиля. Тормозная система автомобиля работает несколькими способами:

  1. Ваша нога нажимает на педаль тормоза, и сила, создаваемая вашей ногой, увеличивается в несколько раз за счет механического воздействия.Затем он еще больше усиливается действием усилителя тормозов.
  2. Поршень движется в цилиндр и выдавливает гидравлическую жидкость из конца.
  3. Гидравлическая тормозная жидкость нагнетается по всей тормозной системе в сети тормозных магистралей и шлангов.
  4. Давление передается одинаково на все четыре тормоза.
  5. Сила создает трение между тормозными колодками и роторами дисковых тормозов, что и останавливает ваш автомобиль.

Как ухаживать за тормозной системой автомобиля

Техническое обслуживание автомобиля может помочь вам сэкономить, а не приносить машину в магазин только тогда, когда что-то пойдет не так.Будьте осторожны, прежде чем столкнуться с несчастным случаем. Когда ваш автомобиль проходит ежегодный государственный техосмотр, ваши тормоза проверяются на пригодность для движения. Вот несколько шагов по уходу за тормозной системой вашего автомобиля, которые могут вам помочь.

  • Следите за уровнями тормозной жидкости и проводите проверку каждые три месяца. Тормозную жидкость следует заменять каждые два года или каждые 30 000-40 000 миль.
  • Тормозные диски следует менять по мере необходимости в зависимости от вашего стиля вождения и условий окружающей среды.Заменяйте тормозные диски через одинаковые промежутки времени для обычного автомобиля. Тормоза спорткара следует менять после 20 000 км пробега. Если вы меняете тормоза в Fred’s, мы добавляем новую жидкость в ваш главный цилиндр. Не забудьте узнать о нашем жизненном плане BG Fluids Lifetime Plan, чтобы повысить защиту вашей тормозной системы.
  • Удалите воздух из тормозных магистралей, чтобы удалить воздух из системы. Это означает, что ваши тормоза будут накачаны, пока кто-то будет следить за спускным клапаном и закрывать клапан, когда тормозная жидкость начинает течь.
  • Проверьте тормозные колодки и роторы, чтобы убедиться, что они находятся в отличном рабочем состоянии. Если тормоз сильно изношен, пора заменить тормозную колодку.

Fred’s Auto Repair предлагает отличные услуги по ремонту автомобилей, и каждый из наших механиков имеет сертификат ASE. Свяжитесь с нами сейчас, чтобы узнать о доступных шинах, тормозах и другом обслуживании автомобилей.

Компоненты тормозной системы вашего автомобиля> Columbia Auto Care & Car Wash

Многое зависит от ваших тормозов.Собственно, вся ваша машина. Не говоря уже о вас и ваших пассажирах. Да, и все остальные водители на дороге. Эти тормоза очень важны, и их необходимо поддерживать в отличном состоянии, чтобы они работали на должном уровне. Итак, как работает тормозная система и какие компоненты составляют тормозную систему вашего автомобиля?

Как работают тормоза
Не знаю, откуда оно взялось, но помню старую шину, валявшуюся во дворе, когда я был ребенком. Мы с братьями иногда катали эту шину по двору или по подъездной дорожке.Когда я хотел, чтобы шина перестала катиться, я хватал ее за края и давил. Трение моих рук о боковины в конечном итоге остановило шину. Позже я узнал, что десятискоростной велосипед останавливается примерно так же. Я мог выжать тормозной рычаг, который прижал пару резиновых тормозных колодок к колесу. Опять же, возникшее трение заставило мой байк остановиться.

Тот же принцип применим к вашему автомобилю, грузовику или внедорожнику. Тормозная система принимает кинетическую энергию движущегося автомобиля и преобразует ее в тепловую энергию за счет трения.Эта энергия используется, чтобы замедлить и остановить вашу металлическую машину весом более четырех тысяч фунтов. Концепция та же; оборудование, ну это немного сложнее.

Например, если велосипед может использовать трос для активации тормозов, автомобиль полагается на гидравлику. Насос, расположенный в моторном отсеке, главный цилиндр, воздействует на гидравлическое масло в тормозных магистралях каждый раз, когда вы нажимаете на педаль тормоза. Эта сила ощущается в каждом углу транспортного средства, где зажимные приспособления, суппорты, сжимают пару тормозных колодок на вращающихся металлических дисках (роторах), прикрепленных к каждому колесу.Тормозные колодки захватывают роторы, как эти резиновые колодки захватывают колесо велосипеда. Трение и тепло приводят к остановке колес и вашего автомобиля.

В то время как большинство транспортных средств на дорогах сегодня оснащены четырехколесными дисковыми тормозными системами, некоторые старые легковые и грузовые автомобили (и некоторые новые грузовики) имеют барабанные тормоза. Обычно используемые для задних колес (хотя у некоторых автомобилей были четырехколесные барабанные тормоза много лет назад), барабанные тормоза имеют полый цилиндр ( барабан ), прикрепленный к оси, которая вращается вместе с колесом.Когда вы нажимаете на тормоз, пара тормозных колодок давит на внутреннюю часть барабана, а не на внешнюю часть ротора. Барабанные тормоза могут обеспечить большее тормозное усилие, чем дисковые тормоза пропорционального размера. Кроме того, они служат дольше и дешевле в производстве. Но барабанные тормоза сложнее обслуживать. Они тяжелые, сохнут долго и могут быстро перегреваться. Дисковые тормоза стали стандартом на большинстве современных автомобилей.

Антиблокировочная система тормозов
Вместе с тормозами работает антиблокировочная тормозная система, или ABS.Когда вы резко тормозите в экстренной ситуации, на рыхлом гравии или на скользкой поверхности, ваши колеса могут заблокироваться и перестать вращаться. Если бы это произошло, то количество шины, контактирующей с дорогой, уменьшилось бы до небольшого участка резины. Недостаточно, чтобы остановить тебя. Конечно, недостаточно, чтобы позволить вам управлять. Когда ваши передние колеса перестают вращаться, вы теряете способность управлять автомобилем. Таким образом, АБС предотвращает заклинивание шин.

Как это сделать? Специальные датчики скорости вращения колес, расположенные в каждой ступице колеса, постоянно определяют скорость ваших колес.Компьютер (модуль АБС) отслеживает данные с датчиков и знает, когда одно из ваших колес изменило скорость. Если при нажатии на педаль тормоза одно или несколько колес перестают вращаться, модуль ABS дает команду насосу попеременно накачивать и отпускать тормоза до пятнадцати раз в секунду. Быстрое сжатие и отпускание позволяет автомобилю замедляться и останавливаться без полной остановки колес, что позволяет сохранять управляемость. В некоторых случаях вы можете остановиться раньше; в других случаях остановка может занять немного больше времени.Но в любом случае вы сможете держать свою машину под контролем.

Компоненты тормозной системы
Когда дело доходит до отдельных компонентов вашей тормозной системы, это зависит от того, есть ли у вас четырехколесные дисковые тормоза (вероятно, так), четырехколесные барабанные тормоза (гораздо менее вероятно) или комбинация этих двух дисков. спереди и барабаны сзади (возможно). Тем не менее, вот краткая разбивка каждого компонента тормозной системы.

Главный цилиндр и усилитель тормозов .Главный цилиндр - это гидравлический насос, который приводится в действие педалью тормоза. К насосу прикреплен резервуар с тормозной жидкостью и вакуумный усилитель мощности, чтобы облегчить нажатие на педаль.

Ротор . Тормозной ротор - это тяжелый металлический диск, прикрепленный к колесу (фактически, к ступице колеса). Он вращается вместе с колесом и шиной. Тормозные роторы со временем изнашиваются из-за всего приложенного к ним трения. Они также подвержены перегреву, если вы склонны к агрессивному вождению или перевозите тяжелые грузы.

Колодки тормозные . Тормозные колодки предназначены для захвата тормозного ротора. Жертвенный фрикционный материал колодок входит в контакт с ротором при торможении, создавая трение и тепло, используемое для передачи кинетической энергии в тепловую. Материалы тормозных колодок бывают самых разных составов, от органических до керамических и полуметаллических. У каждого типа тормозных колодок есть свои преимущества и недостатки.

Тормозные колодки . Как и тормозные колодки, тормозные колодки создают трение, чтобы остановить ваш автомобиль.Но обувь чаще встречается на автомобилях прошлых десятилетий или на грузовиках. Представьте себе чашу, крутящуюся на гончарном круге, или ленивую Сьюзан. Если бы вы залезли в миску, раздвинули руки и надавили бы на внутреннюю часть миски, вы создадите сопротивление. Это в основном то, что делают тормозные колодки внутри тормозного барабана.

Тормозной барабан . Когда ротор захватывается снаружи тормозными колодками, тормозной барабан захватывается изнутри парой тормозных колодок.

• Суппорт и кронштейн суппорта.Тормозной суппорт - это гидравлический зажим, который прижимает тормозные колодки к ротору в ответ на усилие, прилагаемое вашей педалью тормоза через насос главного цилиндра. Кронштейн суппорта удерживает суппорт на месте и подвешивает тормозные колодки по обе стороны от ротора.

Колесный цилиндр . В установке барабанного тормоза нет суппорта. Вместо этого гидравлическое устройство, называемое колесным цилиндром, раздвигает тормозные колодки и прижимает их к внутренней части барабана.

В дополнение к этим компонентам тормозной системы есть другие второстепенные детали: крепежные зажимы, прокладки, направляющие, штифты и тому подобное.Эти компоненты могут быть небольшими и казаться незначительными, но отсутствующий зажим или корродированный штифт могут помешать правильной работе тормозов - или вообще. Вот почему выбор дешевого сервиса тормозов - плохой вариант при ремонте тормозов. Качественный сервис тормозов должен включать все необходимые запчасти и аксессуары. Если вы слышите визг при нажатии на педаль тормоза или замечаете, что горит сигнальная лампа тормоза, запишитесь на прием к квалифицированному специалисту в надежной ремонтной мастерской.

Columbia Уход за автомобилем и автомойка | Автор: Майк Алес | Авторское право
Эта статья предназначена только в качестве общего руководства, и вы полагаетесь на ее материалы на свой страх и риск.Используя этот общий руководящий документ, вы соглашаетесь защищать, освобождать от ответственности и оградить Columbia Auto Care & Car Wash и ее дочерние компании от любых претензий, убытков, издержек и расходов, включая гонорары адвокатов, возникающих в связи с вашей использование этого руководства. В той степени, в которой это полностью разрешено действующим законодательством, Columbia Auto Care & Car Wash не делает никаких заявлений или гарантий любого рода, явных или подразумеваемых, в отношении информации, содержания или материалов, включенных в этот документ.Это резервирование прав должно быть настолько широким и всеобъемлющим, насколько это разрешено законами государства вашего проживания.

Типы тормозных систем и типы тормозов

В большинстве тормозов используется трение с двух сторон колеса, коллективное нажатие на колесо преобразует кинетическую энергию движущегося объекта в тепло. Например, рекуперативное торможение превращает большую часть энергии в электрическую, которая может храниться для дальнейшего использования.Вихретоковые тормоза используют магнитные поля для преобразования кинетической энергии в электрический ток в тормозном диске, лезвии или рельсе, который преобразуется в тепло.

Ниже приведены наиболее распространенные типы тормозных систем в современных автомобилях. Всегда полезно знать, какие из них подходят вашему автомобилю, чтобы упростить поиск и устранение неисправностей и обслуживание.

Гидравлическая тормозная система:

Эта система работает на тормозной жидкости, цилиндрах и трении. Создавая давление внутри, простые эфиры гликоля или диэтиленгликоль заставляют тормозные колодки останавливать движение колес.

• Сила, создаваемая в гидравлической тормозной системе, выше по сравнению с механической тормозной системой.
• Гидравлическая тормозная система считается одной из важных тормозных систем современных транспортных средств.
• В случае гидравлической тормозной системы вероятность отказа тормозов очень низка. Прямое соединение между приводом и тормозным диском или барабаном снижает вероятность отказа тормоза.

Электромагнитная тормозная система:

Электромагнитные тормозные системы можно найти во многих современных и гибридных транспортных средствах.Электромагнитная тормозная система использует принцип электромагнетизма для торможения без трения. Это способствует увеличению срока службы и надежности тормозов. Кроме того, традиционные тормозные системы склонны к проскальзыванию, в то время как это поддерживается быстрыми магнитными тормозами. Таким образом, без трения и необходимости смазки эта технология предпочтительнее для гибридов. Кроме того, он имеет довольно скромные размеры по сравнению с традиционными тормозными системами. В основном используется в трамваях и поездах.

Чтобы заставить работать электромагнитные тормоза, когда магнитный поток проходит в направлении, перпендикулярном направлению вращения колеса, мы видим быстрый ток, текущий в направлении, противоположном вращению колеса.Это создает силу, противоположную вращению колеса, и замедляет колесо.

Преимущества электромагнитной тормозной системы:

• Электромагнитное торможение - быстрое и дешевое.
• При электромагнитном торможении нет затрат на техническое обслуживание, таких как периодическая замена тормозных колодок.
• Использование электромагнитного торможения позволяет повысить производительность системы (например, более высокие скорости, большие нагрузки).
• Часть энергии подается в источник, следовательно, эксплуатационные расходы снижаются.
• При электромагнитном торможении выделяется незначительное количество тепла, тогда как при механическом торможении на тормозных колодках выделяется огромное количество тепла, что приводит к отказу тормозов.

Серво тормозная система:

Также известно как вакуумное или вакуумное торможение. В этой системе давление, прикладываемое водителем к педали, увеличивается.

Они используют вакуум, который создается в бензиновых двигателях системой забора воздуха во впускной трубе двигателя или с помощью вакуумного насоса в дизельных двигателях.

Тормоз, в котором усилитель мощности используется для уменьшения человеческих усилий. В автомобиле вакуум в двигателе часто используется для того, чтобы большая диафрагма изгибалась и приводила в действие цилиндр управления.

• Усилители серво-тормозной системы, используемые с гидравлической тормозной системой. Размер цилиндра и колес практически используется. Вакуумные усилители увеличивают тормозное усилие.
• При нажатии на педаль тормоза сбоку от усилителя сбрасывается разрежение. Разница в давлении воздуха толкает диафрагму для торможения колеса.

Механическая тормозная система:

Механическая тормозная система приводит в действие ручной или аварийный тормоз. Это тип тормозной системы, в которой тормозное усилие, прикладываемое к педали тормоза, передается на конечный тормозной барабан или дисковый ротор с помощью различных механических соединений, таких как цилиндрические стержни, оси шарнира, пружины и т. Д., Для остановки транспортного средства.

Механические тормоза использовались в нескольких старых автомобилях, но в настоящее время они устарели из-за своей меньшей эффективности.

Типы тормозов:

ТОРМОЗ ДИСКОВЫЙ

Дисковый тормоз - это механизм для замедления или остановки вращения колеса от его движения. Дисковый тормоз обычно делают из чугуна, но в некоторых случаях он также изготавливается из композитов, таких как углерод-углерод или композиты с керамической матрицей. Это связано с колесом и / или осью. Чтобы остановить колесо, фрикционный материал в виде тормозных колодок прижимается к обеим сторонам диска. Из-за трения дисковое колесо замедлится или остановится.

БАРАБАННЫЕ ТОРМОЗА

Барабанный тормоз - это традиционный тормоз, при котором трение вызывается набором колодок или колодок, которые прижимаются к вращающейся части в форме барабана, называемой тормозным барабаном.

Термин «барабанный тормоз» обычно означает тормоз, при котором колодки давят на внутреннюю поверхность барабана. Там, где барабан зажат между двумя колодками, как в стандартном дисковом тормозе, его иногда называют «пережимным барабанным тормозом», хотя такие тормоза встречаются относительно редко.

Тормозная система (автомобиль)

Тормозная система

Функция тормозной системы состоит в том, чтобы замедлить скорость движущегося транспортного средства или при необходимости остановить его на минимально возможном расстоянии. Автомобиль можно удерживать на наклонной поверхности против силы тяжести с помощью тормоза. Тормоза - это механические устройства для увеличения сопротивления трения, замедляющие поворот колес транспортного средства. Он поглощает либо кинетическую, либо потенциальную энергию, либо и то, и другое, оставаясь при этом в действии, и эта поглощенная энергия появляется в виде тепла.При движении вниз по крутому склону автомобиль управляется с помощью тормозов. В этом случае тормоза остаются включенными в течение более длительного периода времени, поэтому необходимо как можно быстрее отводить тепло от торможения в атмосферу.
Автомобили оснащены двумя тормозами; рабочий или ножной тормоз и аварийный или ручной тормоз. Ножной тормоз используется для управления скоростью транспортного средства и для его остановки, когда и где необходимо, путем приложения силы к педали тормоза. Ручной тормоз, приводимый в действие рычагом, используется для предотвращения движения автомобиля на стоянке.Ручные тормоза называются аварийными, потому что они срабатывают при выходе из строя рабочего тормоза. Практически все автомобили теперь оснащены тормозами на все четыре колеса. Передние тормоза должны работать, не мешая рулевому управлению.
Тормоза должны замедлять транспортное средство с большей скоростью, чем двигатель может его разгонять. Обычно тормоза должны поглощать в три раза больше энергии двигателя в лошадиных силах в эквивалентной форме.
28,1.


Основы торможения

Энергия движения.

Кинетическая энергия - это сила, которая заставляет автомобиль двигаться. Эта энергия вырабатывается двигателем, чтобы разогнать автомобиль с места до желаемой скорости. Кинетическая энергия рассеивается в виде тепла тормозами при наложении тормозов (рис. 28.1). Кинетическая энергия транспортного средства во время торможения определяется выражением

Таким образом, кинетическая энергия удваивается при удвоении веса, но увеличивается в четыре раза при удвоении скорости.

Рис. 28.1. Иллюстрация торможения.

Коэффициент трения.

Сила трения препятствует движению автомобиля. Следовательно, он потребляет электроэнергию и производит тепло. Сила трения возникает между скользящей шиной и поверхностью дороги, когда вращение колеса блокируется тормозами. Способность автомобиля останавливаться зависит от коэффициента трения между контактирующими поверхностями. Максимальный полезный коэффициент трения возникает между шиной и поверхностью дороги. Тормоза легковых автомобилей имеют коэффициент трения 0.От 3 до 0,5.
Количество энергии, которое может быть поглощено тормозами, зависит от коэффициента трения тормозных материалов, диаметра тормоза, площади тормозной поверхности, геометрии колодки и давления, используемого для приведения в действие тормоза. Внезапная остановка автомобиля означает очень сильное трение, что приводит к высокой температуре тормозов.
28.1.1.

Тормозной баланс

Торможение автомобиля происходит на уровне земли, поэтому эффективная тормозная сила действует на землю. Вес автомобиля и кинетическая энергия автомобиля действуют через центр тяжести, который находится над уровнем земли.Это заставляет транспортное средство наклоняться вперед при включении тормозов. В результате этого действия часть веса транспортного средства эффективно переносится с задних колес на передние колеса. Следовательно, передние тормоза должны поглощать больше кинетической энергии, чем задние тормоза. Максимальный перенос веса составляет

. Этот вес добавляется к статическому весу на передних колесах и вычитается из статического веса на задних колесах. Статический вес переднего колеса обычно составляет 55% от веса автомобиля.Передние тормоза предназначены для поглощения этого дополнительного тормозного усилия путем выбора комбинированного типа
колодка-барабан или колодка-диск, размера тормоза, коэффициента трения накладок, размера колесного цилиндра и дифференциального гидравлического давления срабатывания. При полном торможении желательно, чтобы передние тормоза блокировались немного впереди задних тормозов. Это заставляет машину двигаться прямо и не раскручиваться.
Пример 28.1. Колесная база транспортного средства равна 3-кратной высоте его ЦТ над землей.Если транспортное средство тормозится на всех четырех колесах по дороге с коэффициентом сцепления 0,6, определите вес, передаваемый с задних колес на передние.

28.1.2.

Тормозной путь

Тормозной путь чрезвычайно важен при экстренном торможении. Тормозной путь равен 1 в зависимости от скорости замедления. Также на него влияют прогиб шин, сопротивление воздуха, тормозные усилия и инерция трансмиссии. Расстояние, проходимое транспортным средством во время применения тормоза, можно получить из следующих уравнений движения, принимая эффективность торможения за 100%.

Если транспортное средство останавливается из-за применения тормоза, конечная скорость V = 0 в приведенных выше уравнениях, тогда тормозной путь S определяется соотношением S = U / 2f.
Тормозной путь остается неизменным при одинаковых шинах и дорожных условиях, когда колеса заблокированы и буксуют, независимо от веса, количества колес или загрузки автомобиля. Максимальное тормозное усилие возникает, когда колеса тормозятся непосредственно перед точкой блокировки или точкой надвигающегося заноса. Противоскользящие тормозные системы предназначены для работы на этой отметке или ниже.Любые изменения нагрузки на колесо изменяют точку надвигающегося заноса.
Пример 28.2. Рассчитайте минимальный тормозной путь для транспортного средства, движущегося со скоростью 60 км / ч с замедлением, равным ускорению свободного падения.


28.1.3.

Тормоз Fade

Поскольку материал тормозных накладок плохо проводит тепло, большая часть тепла попадает в тормозной барабан или диск во время торможения. При интенсивном использовании тормозные барабаны могут нагреваться до температуры 590 К.Коэффициент трения между барабаном и футеровкой намного ниже при таких высоких температурах, поэтому требуется дополнительное давление на педаль. После нескольких резких остановок или после удержания тормоза на длинном спуске под уклон в конечном итоге достигается точка, когда коэффициент трения падает настолько низко, что тормозной эффект становится незначительным. Это состояние называется затуханием тормоза.
В барабанных тормозах накладка покрывает большую часть внутренней поверхности барабана, поэтому остается мало места для охлаждения.Поэтому барабанные тормоза более подвержены выцветанию, чем дисковые. По мере движения автомобиля охлаждающий воздух направляется вокруг барабана и диска для отвода тепла от тормозов. Максимальный тормозной момент, который может восприниматься накладкой или колодкой, зависит от размера и типа тормоза, полной массы автомобиля, нагрузки на ось, переднего и заднего тормозного отношения и максимальной достижимой скорости.
Расширение барабана и диска из-за температуры тормоза - еще один фактор, влияющий на износ тормозов. Диаметр барабана увеличивается по мере его нагрева.Башмак больше не соответствует барабану, и, следовательно, поверхность контакта футеровки с барабаном становится меньше. Такое же тормозное усилие требует более высокого давления на педаль, и это, в свою очередь, увеличивает температуру на меньшей контактной поверхности. Продолжительное торможение увеличивает проблему до тех пор, пока торможение не становится неэффективным, независимо от усилия педали. С другой стороны, расширение диска мало влияет на торможение, поскольку колодки прикладывают тормозное усилие к боковой стороне диска, и, следовательно, площадь тормозной поверхности остается постоянной.Ведущие ботинки более подвержены выцветанию, чем задние.
Устойчивые к выцветанию барабанные тормоза должны ограничивать дугу тормозной колодки до 110 градусов и поглощение мощности от
до 28370 кВт / м * накладки. Мощность, потребляемая тормозами во время остановки, может быть рассчитана как:

Тормозной момент.

Тормозной момент - это скручивающее действие, вызываемое барабаном или диском на башмаках или анкерах суппорта во время применения тормозов. Величина крутящего момента определяется эффективной высотой оси и тормозной силой между шиной и поверхностью дороги.
Тормозной момент на передних колесах воспринимается поворотным кулаком и рычагом подвески. В задней части он поглощается картером моста и листовой рессорой или рычагом управления. Тормозной момент при аварийной остановке намного выше, чем момент разгона при полностью открытой дроссельной заслонке. Следовательно, опорные и анкерные элементы тормоза должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать эти высокие тормозные нагрузки.

Безопасность тормозов.

Все автомобили оборудованы аварийным тормозом, который работает независимо от рабочих тормозов.Стандарт безопасности требует, чтобы аварийный тормоз удерживал автомобиль на уклоне 30% неопределенное время после нажатия на педаль тормоза, пока оператор не отпустит его.
28.1.4.

Работа, выполненная при торможении

Кинетическая энергия движущегося транспортного средства зависит от веса и скорости транспортного средства. Эта энергия должна частично или полностью рассеиваться, когда автомобиль замедляется или останавливается. Тормоз преобразует кинетическую энергию, которой обладает автомобиль в любой момент времени, в тепловую энергию посредством трения.

Пример 28.3. Автомобиль массой 800 кг движется со скоростью 36 км / ч. Определите (а) кинетическую энергию, которой он обладает, и
(6) среднее тормозное усилие, необходимое для его остановки через 20 метров.

28.1.5.

Эффективность торможения

Сила, прикладываемая при торможении транспортного средства, противодействует движению колес, в результате снижая скорость транспортного средства или останавливая его. Следовательно, тормозная сила - это сила сопротивления, прикладываемая для остановки транспортного средства или снижения его скорости.Эффективность торможения транспортного средства определяется как тормозная сила в процентах от общей массы транспортного средства. Таким образом,

Эффективность торможения обычно меньше 100% из-за недостаточного сцепления с дорогой, транспортного средства на спуске или неэффективной тормозной системы. Эффективность торможения аналогична коэффициенту трения, который представляет собой отношение силы трения к нормальной нагрузке между трущимися поверхностями.


Пример 28.4. Определите эффективность торможения автомобиля, если тормоза останавливают его со скоростью 60 км / ч на расстоянии 15 метров.

28.1.6.

Адгезия шин

Количество силы, приложенной на обуви против барабана контролирует сопротивление вращение ходового колеса. Одновременно дорожное покрытие должно вращать колесо. Эта движущая сила достигает своего предела, когда сопротивление, оказываемое тормозом, равно максимальной силе трения, создаваемой между шиной и дорогой, которая известна как сила сцепления. Эту силу можно определить с помощью выражения:
Сила сцепления = нагрузка на колесо x коэффициент трения
При достижении предела колесо начинает буксовать, и любое дополнительное усилие на тормозной колодке не увеличивается со скоростью замедление автомобиля, независимо от того, насколько хороша тормозная система.Это означает, что сцепление шины с дорогой является определяющим фактором минимального тормозного пути.

Сцепление с дорогой зависит от:
• Типа дорожного покрытия.
• Состояние поверхности, например, мокрый, сухой, ледяной, жирный и т. д.
• Конструкция протектора шины, состав материала протектора и глубина протектора.
На тормозной путь колеса в значительной степени влияет взаимодействие вращающегося протектора шины и поверхности дороги. Соотношение между тормозящей силой и вертикальной нагрузкой на колесо известно как коэффициент сцепления, \ ia.Этот коэффициент очень похож на коэффициент трения \ i, который возникает, когда одна поверхность скользит по другой. В идеальной ситуации торможения колесо всегда должно вращаться вплоть до точки остановки, чтобы получить максимальное сопротивление торможению. Типичные коэффициенты сцепления для различных дорожных покрытий представлены в таблице 28.1.

Таблица 28.1. Коэффициенты сцепления для различных дорожных покрытий.
Дорожное покрытие Фактор адгезии
i— » Бетон крупнозернистый сухой 0.8
2 Гудрон, пескобитум сухой 0,6
3 Бетон, крупнозернистый мокрый асфальт 0,5
4 Асфальт мокрый 0,4
5 Гудронированный асфальт мокрый 0,3
6 Гудронированный битум жирный 0,25
7 Зернистый битум, сухой спрессованный снег 0.2
8 Битум песчаный, снегопресс мокрый 0,15
9 Лед мокрый 0,1

Принято считать, что кратчайший тормозной путь достигается, когда колесо заблокировано, чтобы вызвать занос. Эта идея неверна, поскольку эксперименты подтвердили, что сила, необходимая для «отклеивания» шины, больше, чем сила, необходимая для ее скольжения по поверхности. Колесо, находящееся на грани заноса, не только обеспечивает кратчайшее расстояние, но также позволяет водителю сохранять управляемость транспортного средства по курсу.
28.1.7.

Торможение автомобиля

На рис. 28.2 показано, как транспортное средство движется вниз по склону, наклоненному под углом G к горизонтали. Торможение происходит при включении тормозов. Чтобы привести всю систему в равновесие, сила инерции, также известная как обратная эффективная сила, включается в реально существующую систему сил.


Рис. 28.2. Силы, действующие на транспортное средство при торможении при движении вниз по наклонной дорожке.
Тормоза могут применяться (а) только к задним колесам, (6) к передним колесам и (c) ко всем четырем колесам. Все три случая обсуждаются отдельно.

(a) Тормоза на задние колеса.

На рис. 28.2 пусть Fr будет тормозной силой, создаваемой на задних колесах. Предельное значение Fr равно \ lRr. Вся система находится в равновесии под действием компланарных сил. Следовательно,

(6) Тормоза на передние колеса.

Можно сослаться на рис. 28.2, но в этом случае Fr заменяется на Ff, действующее на передние колеса. Предельное значение Ff равно n Rf- Следовательно, как и раньше,

(c) Тормоза всех четырех колес.

В этом случае и Fr, и Ff действуют на задние и передние колеса, соответственно, обеспечивая максимально возможное тормозное усилие, как


Пример 28.5. Автомобиль имеет колесную базу 2,64 м, высота его ЦГ над землей 0.61 м и 1,12 м перед задней осью. Если автомобиль движется со скоростью 40 км / ч по ровной дороге, определите минимальное расстояние, на котором автомобиль может быть остановлен, когда
(a) затормаживаются задние колеса,
(b) тормозятся передние колеса,
(c) все колеса заторможены.
Коэффициент трения между шиной и дорогой можно принять равным 0,6. Докажите любую формулу, если она предположена.

Пример 28.6. Автомобиль весит 13341,5 Н и имеет колесную базу 2,65 м. C.G. составляет 1,27 м за передней осью и 0.76 м над землей рычаг. Максимальное торможение всеми четырьмя колесами на ровной поверхности приведет к равномерной остановке транспортного средства со скорости 64 км / ч на расстояние 25,9 м. Рассчитайте величину сцепления шины с дорогой.
В тех же дорожных условиях автомобиль спускается с холма с уклоном 1 к 20 и тормозит только на передних колесах. Определите распределение нагрузки между передними и задними колесами и расстояние, необходимое для остановки автомобиля.

28.1.8.

Торможение транспортного средства, движущегося по криволинейной траектории

При движении по криволинейной траектории транспортное средство попадает под действие центробежной силы, которая пытается вывести его наружу. Это действие центробежной силы становится бесполезным из-за боковых сил, действующих на шины в направлении, обратном центробежной силе. Когда транспортное средство затормаживается при движении по криволинейной траектории, силы трения между шинами и дорогой становятся более сложными (рис.28.3).
Ссылаясь на рис. 28.3A,
Пусть W = вес транспортного средства, N
C = радиус криволинейной траектории, м


Рис. 28.3. Силы, действующие на транспортное средство при торможении при движении по криволинейной траектории (вид сверху).
Поскольку радиус криволинейной траектории очень велик по сравнению с размерами транспортного средства, предполагается, что P и Q параллельны. Точно так же тормозная сила Ff и Fr также параллельны.
Для упрощения предполагается, что силы на колесах транспортного средства сжимаются в единую силу в одной плоскости, проходящей через центр тяжести, без учета влияния качения на реакции колес из-за центробежного действия и тенденции к повороту во время торможения, вызванного неравномерным силы на внутреннем и внешнем колесах.Следовательно, рис. 28.3A заменен рис. 28.3B.
Ссылаясь на рис. 28.3C, пусть R - вертикальная нагрузка на колесо, а \ i - коэффициент сцепления. Часть силы трения ui? сопротивляется боковому скольжению, а остальное используется для торможения, как показано на рисунке. Из этого совершенно очевидно, что тормозная способность транспортного средства снижается при движении по кривой траектории. Наконец, из этого рисунка можно сделать вывод, что если значение n очень велико, то транспортное средство, движущееся со скоростью выше определенной, может перевернуться, прежде чем оно соскользнет в сторону.
Пример 28.7 (Установка МКС). Мотоцикл имеет колесную базу 1.44 мапарт. Центр тяжести велосипеда и водителя находится на высоте 0,76 м над уровнем земли и 0,61 м перед задней осью. Коэффициент трения между шинами и дорогой составляет 0,75. Если заднее колесо тормозится, найдите максимально возможное замедление.
(a), если цикл движется по прямой траектории.
(b), если он движется по кривой радиусом 45,7 м со скоростью 48 км / ч.
Предположим, что дорога ровная, и пренебречь сопротивлением воздуха.При повороте пренебрегайте инерцией вращения и углом наклона.
Решение.
(a) См. Раздел 28.1.7. Если задние колеса мотоцикла притормаживаются, то

Система, физика и наука управления движением

Чтобы автомобиль можно было использовать, он должен иметь возможность заводиться, рулить и останавливаться. Назначение автомобильной тормозной системы - дать водителю возможность замедлить или замедлить движение автомобиля по своему усмотрению. Дорожные условия, ограничения скорости и препятствия делают тормозную систему необходимой реальностью на любом автомобиле.

Текст Майкла Феррары // Фото Роба Шоу / BackFromLeave и персонал DSPORT


Тормоза: Система

Все современные автомобильные тормозные системы состоят из педали, усилителя усилителя тормозов, главного цилиндра, тормозных магистралей, пропорционального клапана, суппортов, колодок, роторов и гидравлической тормозной жидкости. Педаль - это входное устройство, которому обычно помогает усилитель тормозов, чтобы запустить главный цилиндр для увеличения давления в гидравлических линиях тормозной системы.Некоторый тип пропорционального клапана регулирует давление между передней и задней тормозными системами. На каждом колесе гидравлический суппорт содержит тормозные колодки, которые сжимают ротор при повышении давления в трубопроводе.

Тормоза: Физика

Энергия не может быть создана или уничтожена. Он может только изменить форму. В случае автомобильной тормозной системы тормоза обеспечивают преобразование движения (кинетической энергии) в тепло (тепловую энергию). Понимание кинетической энергии и того, как она соотносится с весом транспортного средства и его скоростью, имеет первостепенное значение для понимания объема работы, необходимой для преобразования этой энергии в тепло для остановки транспортного средства.

Пока автомобиль находится в движении, существует определенное количество кинетической энергии. Чем быстрее движется машина, тем больше кинетической энергии. Связь между кинетической энергией и скоростью транспортного средства не линейна. Если бы она была линейной, удвоение скорости транспортного средства с 50 до 100 миль в час привело бы к удвоению количества кинетической энергии. На самом деле, практика удвоения скорости приводит к четырехкратному (4x) увеличению количества кинетической энергии. Связь между кинетической энергией и скоростью (скорость с направлением) может быть выражена как:

Кинетическая энергия = 1/2 массы x скорость²

Взглянув на это уравнение, легко увидеть, что масса транспортного средства и его скорость влияют на количество кинетической энергии, которой оно обладает в любой момент времени.Заметив, что масса прямо пропорциональна кинетической энергии, увеличение массы на любой процент приводит к аналогичному увеличению кинетической энергии. Точно так же процесс уменьшения массы на определенный процент приводит к аналогичному снижению кинетической энергии. Таким образом, тяжелые автомобили несут больше кинетической энергии, чем более легкие, при той же скорости. Как вы уже догадались, более тяжелым автомобилям нужна более серьезная тормозная система, чем более легким автомобилям, движущимся с той же скоростью. Однако это не означает, что легкие автомобили не могут получить преимущества от улучшенной тормозной системы.Автомобиль Champ весит 1565 фунтов, развивает около 750 лошадиных сил и достигает скорости, превышающей 240 миль в час. Он имеет 12,9-дюймовые стальные роторы на всех четырех углах и может останавливаться на скорости 60 миль в час примерно на 100 футов. Как мы уже говорили ранее, скорость транспортного средства играет даже более значительную роль, чем вес в определении общей кинетической энергии. Автомобиль Champ весом 1565 фунтов на скорости 240 миль в час несет такое же количество энергии, как трамвай весом 3500 фунтов на скорости 160 миль в час. Чем быстрее вы идете, тем больше энергии вам нужно преобразовать в тепло, чтобы остановиться.

Friction позволяет вашим тормозным колодкам превращать кинетическую энергию, полученную при движении со скоростью, в тепло. Когда задействованы «тормоза», колодки сжимают ротор, и выделяется тепло, когда ротор и транспортное средство останавливаются.

Тормоза: компоненты

Каждый отдельный компонент тормозной системы должен работать должным образом, чтобы система работала должным образом. Главный цилиндр преобразует механическую отдачу от педали тормоза в повышение гидравлического давления в тормозных магистралях.В некоторых случаях может быть доступен главный цилиндр с поршнем большего диаметра. Использование главного цилиндра с поршнем большего диаметра приведет к более быстрому увеличению давления в трубопроводе по сравнению с педалью. Таким образом, переход на главный цилиндр с поршнем большего диаметра означает, что вам не придется нажимать педаль так далеко, чтобы получить желаемое торможение. Следовательно, есть компромисс, поскольку усилие на педали будет увеличиваться. Однако усилители тормозов, которые используются на большинстве автомобилей, сделают это дополнительное усилие едва заметным.

Качество используемой гидравлической жидкости также может повлиять на общую производительность тормозной системы. В целом, высокоэффективная тормозная жидкость имеет повышенную температуру кипения и улучшенную коррозионную стойкость. Как уже упоминалось, тормоза работают, превращая кинетическую энергию в тепло (тепловую энергию). Между прочим, часть этого тепла от остановки передается тормозной жидкости. Если ваша жидкость выкипит, может возникнуть паровая пробка, и ваша тормозная система потеряет свою эффективность. В этих случаях способность останавливать автомобиль снижается, и педаль будет реагировать на нажатие, как губка.

При наличии главного цилиндра подходящего размера, функционального усилителя тормозов и высокоэффективной тормозной жидкости следующим важным звеном являются тормозные магистрали. Жесткие металлические трубопроводы составляют большую часть трубопроводов тормозной системы. В какой-то момент рядом с каждым колесом жесткие линии переходят в гибкие. Производители оригинального оборудования обычно оборудуют автомобили плетеными полимерными тормозными магистралями, которые часто называют «резиновыми» тормозными магистралями. Горячий билет - модернизировать заводские «резиновые» стропы высокопроизводительными заменителями с тефлоновой подкладкой и стальной оплеткой.Эти линии послепродажного обслуживания более устойчивы к расширению под давлением. В результате установка этих строп обычно приводит к более жесткой педали, которая требует меньшего хода для полного тормозного эффекта. Если у вас еще нет комплекта на машине, возьмите комплект и наденьте его в следующий раз, когда будете тормозить.

Освоение цилиндра

Увеличенный диаметр отверстия главного цилиндра Уменьшение диаметра внутреннего цилиндра главного цилиндра
- увеличивает усилие на педали - Уменьшает усилие на педали
- Уменьшает общий ход педали - Увеличивает общий ход педали
- Уменьшает ход до MC - Увеличивает ход толкателя до MC
- Уменьшает давление в линии (для заданного усилия педали) - Увеличивает давление в трубопроводе (для заданного усилия педали)

На давление в трубопроводе тормозной системы влияют три фактора: усилие на педали, передаточное число педалей и диаметр отверстия главного цилиндра.Примерно от 100 до 150 фунтов силы от вашей ноги до педали - хороший рабочий диапазон. Передаточное число педали умножает это усилие. Соотношение педалей 5,2: 1 умножит усилие на педали 100 фунтов на 520 фунтов силы, поступающей в главный цилиндр.

Оставить ответ