Устройство и принцип работы тормозной системы автомобиля. Гидравлический тормозной привод Двухконтурный тормозной

На грузовых автомобилях средней и большой массы широко применяются пневматические приводы к тормозным механизмам колес. Они обеспечивают также эффективное торможение прице­пов и полуприцепов автопоездов.

В пневматических приводах для приведения тормозных меха­низмов в действие используется энергия предварительно сжатого воздуха, которая позволяет получить практически любые усилия, необходимые для торможения автомобиля при незначительных усилиях на тормозной педали. Наряду с этим в системе пневмати­ческого привода устанавливается следящее устройство, обеспе­чивающее пропорциональность между усилием нажатия на тор­мозную педаль и усилием, создаваемым воздухом на разжимном устройстве тормозных механизмов.

Принципиальная схема одноконтурного пневмопривода рабо­чей тормозной системы автомобиля-тягача и прицепа показана на рис. 17.14. Компрессор /, установленный на двигателе и приво­димый в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала, накачивает воздух в воздушные баллоны 8. Давление сжатого воздуха, поддерживаемое в диапазоне 0,б...0,77 МПа, ограничи­вается регулятором давления 2. Предохранительный клапан 9 ис­ключает возможность повышения давления сжатого воздуха в си­стеме более 0,9... 1,0 МПа. Подвод сжатого воздуха к тормозным механизмам осуществляется через тормозной кран 6 со встроен-

ным в него следящим устройством. При нажатии на педаль 5тор* мозной кран подает сжатый воздух из баллона 8 в тормозные ка­меры 3 и 10 соответственно передних и задних колес. Давление воздуха через мембраны 14 (см. рис. 17.1) тормозных камер пере* дается на разжимные кулаки тормозных механизмов.

При возвращении педали 5 (см. рис. 17.14) в исходное положе­ние тормозной кран 6 разобщает воздушные баллоны с тормоз­ными камерами, из которых сжатый возпух выходит наружу, вслед* ствие чего тормозные механизмы растормаживаются. Для выпуска 1 конденсата баллоны снабжены сливными кранами 7. Двухстрслоч­ный манометр 4, установленный в кабине, дает возможность кон­тролировать давление в баллонах и в магистралях, подводящих воздух к тормозным камерам.

Для связи привода тормозов прицепа и полуприцепа с тор­мозной системой автомобиля применяются гибкий шланг 13 и соединительная головка /2, состоящая из двух половин, одна из которых связана с автомобилем, а другая - с прицепом. С обеих сторон соединительной головки установлены разобщительные кра­ны 11 и 14, служащие для отключения или включения магистралей тягача или прицепа (полуприцепа).

В пневматическом приводе прицепного состава используется воздухораспределительный клапан /5, который управляет снаб­жением тормозных камер и баллона сжатым воздухом из системы тягача. При снижении давления воздуха в соединительной магист­рали клапан соединяет тормозные камеры 10 прицепного состава с воздушным баллоном £ прицепа или полуприцепа, а при нормаль­ном давлении соединяет пневмосистему тягача с баллоном прице­па или полуприцепа и тормозные камеры - с атмосферой через комбинированный тормозной кран 6 (показано стрелками).

Рассмотренная схема одноконтурного пневмопривода автопо­езда длительное время применялась на автомобилях семейства ЗИЛ-130 и в настоящее время сохранилась на ряде модификаций автомобиля семейства ЗИЛ-431410. Однако одновременно осуще­ствляется выпуск автомобилей этой модели с многоконтурным приводом. Наряду с этим на отдельных моделях грузовых автомо­билей для повышения их активной безопасности применяют двух- контурный пневматический привод, включающий в себя две раз­дельные ветви трубопроводов для питания тормозных камер пере­дних и задних колес.

Типичным примером применения двухконтурного привода яв­ляются автомобили МАЗ-5335. Они оборудованы раздельным пнев­матическим приводом передних и задних тормозных механизмов. В этом приводе воздух, нагнетаемый компрессором 1 (рис. 17.15), поступает через влагомаслоотделитель 2 к регулятору давления 3. При этом сброс конденсата во влагомаслоотделителе производит­ся автоматически, и из регулятора давления воздух проходит в конденсационный баллон 4 % из которого через двойной защит­ный клапан 5 подается в контуры привода передних и задних тор­мозных механизмов. Контур привода задних тормозов включает в

себя верхнюю секцию тормозного крана 13 с трубопроводом 9, воздушный баллон (рессивер) 6 и тормозные камеры 10 задних тормозных механизмов. Контур привода передних тормозов состо­ит из нижней секции тормозного крана 13, воздушного баллона 7 и тормозных камер 14 передних тормозных механизмов. При по­вреждении контура привода передних или задних тормозных меха­низмов двойной защитный клапан 5 перекрывает неисправный кон­тур и обеспечивает подачу сжатого воздуха только в один исправ­ный контур.

Из баллона б сжатый воздух подводится к клапану 8 управления пневмосистемой прицепа, который связан с разобщительным кра­ном 12 и головкой 11, присоединяемой к тормозной системе при­цепа. К баллону 7дополнительно подключены потребители возду­ха (пнсвмоусилитель сцепления и др.). В общей системе пневмо­привода установлены две сигнальные лампы и два манометра для контроля за давлением воздуха в контурах рабочей тормозной си­стемы.

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.

Рабочая (основная) тормозная система

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.

Схема тормозной системы автомобиля

Гидропривод состоит из:

• (при отсутствии АВS);
• (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.

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 являются:

• 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.

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, .

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:

1. При нажатии на педаль тормоза водитель создает усилие, которое передается к вакуумному усилителю.
2. Далее оно увеличивается в вакуумном усилителе и передается в главный тормозной цилиндр.
3. 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.
4. 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.
5. 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.

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.

Двухконтурная пневматическая тормозная система

В настоящее время подавляющее большинство современных грузовых автомобилей оснащено двухконтурной пневматической тормозной системой. Использование такой системы значительно повышает надежность в случае какого-либо отказа одного из контуров. Фактически это интеграция двух тормозных систем. На первый взгляд такая конструкция покажется достаточно сложной для понимания, но если был изучен принцип работы простейшей тормозной системы, то и двухконтурная система будет воспринята. Вообще говоря следует представлять, что в двухосном транспортном средстве один контур обеспечивает торможение колес передней оси, а второй контур выполняет торможение колес второй оси. В случае отказа одного из контуров, функцию торможения будет выполнять другой.

Итак, воздух закачивается компрессором во «влажный» ресивер, который защищен от избыточного давления предохранительным клапаном. Затем сжатый воздух поступает из «влажного» ресивера в первичный «сухой» ресивер и далее во вторичный «сухой» ресивер. С этого момента двухконтурная тормозная система готова к работе. По воздушным магистралям сжатый воздух из первичного «сухого» ресивера подведен к ножному клапаны с тормозной педалью. Аналогичная ситуация и со вторичным «сухим» ресивером, от которого воздух также поступает к ножному клапану. При этом ножной клапан состоит фактических из двух разделов, т.е. представляет собой два клапан в одном. Один из отделов обслуживает первичный тормозной контур, а второй отдел обслуживает вторичный тормозной контур. Когда выполняется торможение, воздух из первичного ресивера через ножной клапан подается на задние тормозные камеры. В то же время воздух из вторичного ресивера через подается на передние тормозные камеры. При утечке воздуха в первичном контуре, вторичный будет оставаться работоспособным, и наоборот. Первичный и вторичный контуры снабжены сигнализаторами о низком давлении, которые расположены в кабине. Кроме того, каждый грузовик, тягач или автобус оборудуется аварийным или стояночным тормозом. Принцип его работы основан на использовании мощной пружины для приложения тормозного усилия. Дело в том, что существует вероятность утечки воздуха из тормозной системы. В аварийном тормозе давление воздуха не дает пружине разжаться и произвести торможение. При утечке воздуха, когда давление в системе будет 20-30 фунтов на дюйм, пружина разожмется и тормоза автоматически сработают, транспортное средство остановится. Аварийный тормоз сильно зависит от регулировки пружины.

1 - компрессор, 2 - говернер, 3 - осушитель воздуха, 4 - "влажный" ресивер, 5 - первичный ресивер, 6 - вторичный ресивер, 7 - педаль тормоза с ножным клапаном, 8 - ограничительный клапан передней оси, 9 - ускорительный клапан, 10 - задняя тормозная камера, 11 - передняя тормозная камера,

Несколько более сложная тормозная система используется в автопоездах, т.е. в сцепке тягача с полуприцепом. Тормозная система полуприцепа подключается к системе тягача с помощью специальных гибких магистралей с разъемами, которые не допускают утечки воздуха. Перед подключением необходимо убедиться, что разъемы не загрязнены Состав входят также специальные предохранительные клапаны, которые не допускают утечку воздуха в тормозах тягача, если полуприцеп случайно оторвется. Кроме того на полуприцепе устанавливается ресивер, который обеспечивает нормальное или аварийное торможение, и некоторые другие клапаны.

Современные коммерческие транспортные средства оснащаются интегрированными электронными системами, к которым относятся антиблокировочная система (ABS - anti-lock brake system). ABS контролирует скорость вращения каждого колеса. Если во время торможения какое-либо колесо блокируется, то ABS уменьшает тормозное усилие на это колесо тем самым не позволяя колесу скользить на влажной или скользкой дороге, а также во время прохождения поворотов. В состав типичной ABS входят датчики и зубчатые кольца, электронный блок управления (ECU - electronic control unit), клапаны. ECU является мозгом системы. Датчики, установленные на каждом колесе, посылают в ECU информацию о скорости вращения колеса и при необходимости ECU дает команду об уменьшении тормозного усилия на это колесо. Как правило, в кабине водителя срабатывает специальная лампа, сигнализирующая о работе ABS. На полуприцепе может быть также установлена ABS.

Кроме ABS на транспортном средстве могут присутствовать и другие системы, обеспечивающие безопасность дорожного движения. Например, система автоматического управления тягой (ATC - automatic traction control), которая также как ABS отслеживает скорость вращения каждого колеса. При этом сравниваются скорости вращения задних ведущих и передних ведомых колес. Если какое-либо колесо вращается быстрее остальных, например, при попадании на скользкий участок дороги, то ATC его притормаживает.

Эффективным техническим решением стала система курсовой устойчивости (ESP - Electronic Stability Program), которая предотвращает занос или опрокидывание транспортного средства, а также «складывание» автопоезда. Система имеет три датчика, которые измеряют угол рыскания (отклонение от курса), поперечное ускорение и положение рулевого колеса. ECU анализирует эти данные и при необходимости притормаживает одно или несколько колес.

http://www.mehanik.ru

Рабочие тормозные системы многих современных автомобилей имеют привод с двумя, а то и большим числом независимых контуров. В случае повреждения одного из них остальные продолжают действовать и, хотя менее эффективно, но все же обеспечивают торможение автомобиля.

Двухконтурный привод применяют и в рабочей тормозной системе выпускаемых сейчас автомобилей ГАЗ-53-12. По существу это две независимые системы: одна тормозит передние, а другая – задние колеса. Резервуаром для тормозной жидкости служит пополнительный бачок 7 (рис. 28), изготовленный из полупрозрачного материала, что позволяет контролировать уровень жидкости, не снимая крышку. Бачок разделен на два отсека, каждый из которых соединен со своей полостью в главном тормозном цилиндре 6 . При нажатии на педаль жидкость вытесняется из полостей главного цилиндра и по трубопроводам, через сигнализатор 5 неисправности гидропривода, через вакуумные усилители 10 и 11 нагнетается в колесные цилиндры 12 – происходит торможение колес.

Рис. 28 Схема двухконтурного гидравлического привода рабочей тормозной системы автомобиля ГАЗ-53 12:

1, 9 - передний и задний тормозные механизмы; 2 - впускная труба двигателя;

3 - запорный клапан; 4 - лампа сигнализатора; 5 - сигнализатор неисправности

гидропривода; 6 - главный цилиндр; 7 - наполнительный бачок;

8 - воздушный фильтр; 10, 11 - вакуумные усилители задних и

передних тормозов; 12 - колесный цилиндр

Колесные тормозные механизмы, колесные цилиндры и вакуумные усилители 1 такие же, как в ранее рассмотренной системе. Главный цилиндр образован корпусами 2 и 12 (рис. 29), соединенными фланцами. Стык корпусов уплотнен резино-выми кольцами 15 . В тщательно обработанных расточках корпусов помещены поршни 3 и 8 , уплотненные резиновыми кольцами 14 , а также головки 17 и 6 поршней, уплотненные манжетами 11 . Уплотнительные кольца 7 вставлены в торцовые

Рис. 29 Главный цилиндр двухконтурного гидропривода тормозной системы:

1 – клапан избыточного давления; 2 , 12 – корпуса; 3 , 8 – поршни;

4 , 20 – возвратные пружины поршней; 5 , 13 , 19 , 21 – упорные стержни;

6 , 17 – головки поршней; 7 , 14 , 15 – уплотнительные кольца; 9 – толкатель;

10 , 16 – упорные болты; 11 – манжеты; 18 , 22 – пружины

расточки головок поршней. В поршни вставлены стержни 5 и 19 , в бурты которых с одной стороны упираются пружины 4 и 20 , а с другой – пружины 18 .

В расторможенном состоянии благодаря пружинам 20 и 4 поршни и их головки смещены вперед (на рисунке – вправо): головки до упора в болты 16 и 10 , а поршни, преодолев сопротивление пружин 18 , продвигаются немного дальше, как позволяет толкатель 9 . Поэтому между поршнями и уплотнительными кольцами 7 головок образуются зазоры, через которые полости А и Б оказываются сообщенными с наполнительным бачком.

Когда нажимают на педаль, толкатель 9 перемещает поршень 8 назад (на рисунке – влево). При этом сначала выбирается зазор между поршнем и уплотнительным кольцом 7 головки, в результате чего полость Б и пополнительный бачок разобщаются. При дальнейшем совместном перемещении поршня и головки давление в полости Б нарастает и передается в контур задних колес, как показано стрелкой В. Одновременно этим же давлением перемещается назад поршень 3 вместе с головкой 17 , в результате чего нарастает давление в полости А, которое передается в контур передних колес (стрелка Г).

При растормаживании под действием пружин, стягивающих тормозные колодки, жидкость вытесняется из колесных цилиндров. Отжав клапаны 1 , она поступает в полости А и Б вслед за перемещающимися вперед поршнями и головками, а после того как между ними образуется зазор, уходит в пополнительный бачок.

Если из поврежденного контура задних колес вытекла жидкость, то при торможении поршень 8 движется, не испытывая противодавления до тех пор, пока стержень 5 не упрется в стержень 19 . После этого оба поршня перемещаются вместе, создавая давление жидкости в полости А, и происходит торможение только передних колес.

Если поврежден только контур передних колес, а значит, жидкость вытекла из полости А, то в начале торможения давление в полости Б нарастает незначительно и определяется сопротивлением пружины 20 , сжимаемой перемещающимся поршнем 3 . Так продолжается до упора стержня 19 в стержень 21 , после чего движется лишь поршень 8 , создавая давление в контуре задних колес, которые затормаживаются. Таким образом, при повреждении одного из контуров значительно увеличивается свободный ход тормозной педали и ухудшается интенсивность торможения. Поэтому автомобиль надо вести особо осторожно и лишь до места, где повреждение можно устранить.

Сигнализатор неисправности гидропривода – это переключатель золотникового типа. В поперечном канале его корпуса 1 (рис. 30) установлены поршни 2 и 3 , уплотненные резиновыми кольцами. Когда оба контура исправны, при торможении жидкость проходит через сигнализатор (как показано стрелками), обтекая хвостовики поршней.

Если один контур поврежден, то при торможении под действием давления жидкости из полости исправного контура оба поршня смещаются в сторону поврежденного, так как в нем не создается противодавления. При этом шарик 4 , преодолевая сопротивление пружины, выдавливается из проточки поршня 3 , через шток замыкает контакты датчика 5 и на щитке приборов загорается сигнальная лампа.

После устранения неисправности удаляют воздух из поврежденного контура, после чего, отвинтив на 1,5 ... 2 оборота клапан прокачки неповрежденного контура, плавно нажимают на педаль до момента погасания сигнальной лампы и, удерживая ее в этом положении, завинчивают клапан.

Рис. 30 Сигнализатор неисправности привода

тормозной системы автомобиля ГАЗ-53-12:

1 – корпус; 2 , 3 – поршни; 4 – шарик; 5 – датчик

Контрольные вопросы

1 Назначение тормозной системы тракторов и автомобилей.

2 Что называется тормозным путем и от чего он зависит?По каким критериям определяют показатели тормозных качеств автомобиля?

3 Какие требования предъявляют к тормозным системам?

4 Какие вы знаете виды тормозных систем?

5 Какие вы знаете способы торможения?

6 Назначение тормозного механизма, и какие они бывают?

7 Как различают тормозные механизмы по типу тормозных деталей?

8 Расскажите о работе ленточного тормоза.

9 Как работает колодочный тормоз?

10 Конструкция и принцип работы дискового тормоза.

11 Как различаются по принципу действия тормозные приводы?

12 Работа тормозных систем с механическим приводом.

13 Работа тормозных систем с гидравлическим приводом. Литература: .